DE3248274A1 - Protection device for liquid-cooled electrical apparatuses which have no conservation (preservation) means - Google Patents

Protection device for liquid-cooled electrical apparatuses which have no conservation (preservation) means

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DE3248274A1 DE19823248274 DE3248274A DE3248274A1 DE 3248274 A1 DE3248274 A1 DE 3248274A1 DE 19823248274 DE19823248274 DE 19823248274 DE 3248274 A DE3248274 A DE 3248274A DE 3248274 A1 DE3248274 A1 DE 3248274A1
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Dietrich Dipl.-Ing. DDR 3018 Magdeburg Kroll
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Abstract

The invention relates to a protection device for liquid-cooled electrical apparatuses, especially transformers and inductor coils, which have no conservation means. In order to detect the criteria of gas accumulation, liquid loss, overfilling and overpressure, said protection device contains detection elements which carry permanent magnets and act on switching contacts which can be operated magnetically. The aim of the invention is to create a protection device which can be used easily, conveniently and reliably even in the case of stringent safety requirements, while having a low level of technical complexity. According to the invention, the detection elements (11, 12, 13), which carry permanent magnets, are arranged along a vertical, non-ferromagnetic guide rod (6) in which hermetically encapsulated switching contacts (7), which can be operated magnetically, are allocated to each detection element. <IMAGE>

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Schutzeinrichtung für flüssigkeitsgekühlte konservatorlose elektrische Apparate Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Schutzreinrichtung für flüssigkeitsgekühlte, konservatorlose elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren und Drossel spulen, welche zur Erfassung vorwiegend der Kriterien Gasansammlung. Flüssigkeitsverlust Übertemperatur und Überdruck dauermagnettragende Erfassungselemente aufweisen, die magnetische Schaltkontakte betätigen.Protective device for liquid-cooled, conservatorless electrical Apparatus Field of application of the invention The invention relates to a protective device for liquid-cooled, conservator-free electrical apparatus, in particular transformers and choke coils, which are used to detect primarily the gas accumulation criteria. Loss of liquid Excess temperature and pressure detection elements with permanent magnets have that operate magnetic switch contacts.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind bereits Schalteinrichtungen für flüssigkeitsgekühlte Transformatoren ohne Ausdehnungsgefäß bekannt, die zur Erfassung der Kriterien Gasentwicklung, Überdruck und Temperatur ein integriertes Schutzsystem verwenden. Ein solches Schutzgerät wird unter dem Namen ITS-Schutzsystem von einer französischen Firma hergestellt. welches z. Z. den höchsten Stand der Technik darstellt. Dieses Schutzsystem besteht im wesentlichen aus einem permanentmagnettragenden Schwimmer der einen Reedkontakt betätigt. einem herkömmlich bekannten Druckwächter und zwei unabhängig voneinander arbeitende Thermostate die auf Basis des Flüssigkeitsausdehnungsprinzips arbeiten. Druckwächter und Thermostate wirken unabhängig voneinander auf nicht hermetisch gekapselte Schaltkontakte. Der den Reedkontakt betätigende Schwimmer ist In einem gesonderten durchsichtigen Plastgehäuse untergebracht, während s-ich die Meßsonden für die Thermostate und den Druckwächter in einem Rohr befinden, welches in den Transformatorkessel hineinragt. In einem großen Anschlußkasten sind die Armaturen mit den Anschlußklemmen angeordnet. Dieses Schutzgerät hat den Nachteil, daß durch die gewählte Anordnung der einzelnen unabhängig voneinander bestehhenden Systeme, ein uneinheitlicher Aufbau des Gerätes erfolgt was einen erheblichen technologischen Aufwand erfordert. Vor allem sind die für die einzelnen Kriterien maßgeblichen Erfassungselemente räumlich von den eigentlichen Schaltgl-iedern getrennt. Die zwischen den Erfassungselementen und den Meßgliedern wirkenden Übertragungsglieder, z. B. Kapillarleitungen beeinflussen das eigentliche Meßergebnis, weil die äußeren Umgebungseinflüsse auf diese Übertragungsglieder einwirken. Die räumliche Trennung von Meßwerterfassungsglied und Schaltglied führt außerdem zu Zeitverzögerungen von der Meßwerterfassung bis zur Kontaktgabe. Die nicht hermetisch von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossenen Schaltkontakte des Druckwächters und der Thermostate ergeben eine erhebliche Schaltunsicherheit, besonders bei einem solchen Schutzgerät. welches relativ selten in Tätigkeit tritt. Dadurch wird die Zverlässigkeit des integrierten Schutzsystems erheblich beeinträchtigt.Characteristics of the known technical solutions There are already Switching devices for liquid-cooled transformers without an expansion tank known to record the criteria of gas development, overpressure and temperature use an integrated protection system. Such a protective device is under the Name ITS protection system manufactured by a French company. which z. Z. represents the highest level of technology. This protection system essentially consists from a permanent magnet-carrying float that actuates a reed contact. one conventionally known pressure switch and two independently working thermostats which work on the basis of the liquid expansion principle. Pressure monitors and thermostats act independently of one another on switching contacts that are not hermetically sealed. Of the actuating the reed contact Swimmer is in a separate transparent plastic housing, while I s-I the measuring probes for the thermostats and the pressure switch are in a pipe which goes into the transformer tank protrudes. The fittings with the terminals are in a large connection box arranged. This protective device has the disadvantage that the chosen arrangement of the individual, independently existing systems, an inconsistent structure of the device takes place, which requires a considerable technological effort. before Above all, the recording elements relevant for the individual criteria are spatial separated from the actual switching elements. The one between the capture elements and the measuring members acting transmission members, z. B. affect capillaries the actual measurement result, because the external environmental influences on these transmission elements act. The spatial separation of the measured value acquisition element and the switching element leads in addition to time delays from the acquisition of the measured values to the establishment of contact. the Switching contacts of the not hermetically sealed from the ambient atmosphere Pressure switch and the thermostat result in a considerable switching uncertainty, especially with such a protective device. which occurs relatively rarely. Through this the reliability of the integrated protection system is significantly impaired.

was eine Einschränkung seines Anwendungsbereiches zur Folge hat. Außerdem ist eine Funktionsprüfung sehr aufwendig bzw.which results in a restriction of its scope. aside from that a functional test is very complex or

gar nicht möglich. Der Schwimmerkontakt muß mittels irgend eines Magneten von außen her betätigt werden; während beim Druckwächter an der Feder des Meßwerkes gezogen werden muß und damit eine Veränderung des Ansprechwertes erfolgen kann, ,ist die Prüfung der Thermostate nicht möglich.not possible at all. The float contact must be by means of some kind of magnet operated from the outside; while at the pressure switch on the spring of the measuring mechanism must be pulled so that the response value can be changed, , it is not possible to test the thermostats.

Da bei der beschriebenen Bauweise jeweils nur ein Kontakt betätigt werden kann, ist der Einsatz der international übl-ichen "zweipoligen Sicherheitsschaltung" bei der eine Schaltung von zwei galvanisch getrennten Schaltkontakten ausgeführt wird. ausgeschlossen. Auch dieser Nachteil beeinträchtigt die Anwendung des Schutzsystems erheblich.Since only one contact is actuated in the construction described is the use of the internationally common "two-pole safety circuit" in which a circuit of two galvanically separated switching contacts is carried out will. locked out. This disadvantage also affects the use of the protection system considerable.

Ziel der Erfindung Z-iel der Erf-indung -ist es, eine Schutz einrichtung für flüssigkeitsgekühlte konservatorlose Transformatoren zu schaffen die bei verringertem technologischen Aufwand einfach handhabbar und auch bei hohen Sicherheitsanforderungen zuverlässig einsetzbar -ist.Aim of the invention The aim of the invention is to provide a protective device for liquid-cooled, conservatorless transformers to create the at reduced Technological effort is easy to handle and also with high security requirements can be used reliably.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Schutzeinrichtung zu entwickeln bei der die einzelnen Schalt- und Meßglieder weitgehend einheitlich aufgebaut sind eine direkte Betätigung der Schaltglieder durch die Meßglieder erfolgt und eine separate Funktionsprüfung jedes einzelnen Schaltgliedes von außen auf einfache Weise möglich ist. Ferner soll eine gleichzeitige Betätigung mehrerer galvanisch getrennter Kontakte möglich sein.Statement of the essence of the invention The object of the invention is to be found to develop a protective device in which the individual switching and Measuring elements have a largely uniform structure, direct actuation of the switching elements takes place through the measuring elements and a separate functional test of each individual Switching element from the outside is possible in a simple manner. Furthermore, a simultaneous Actuation of several galvanically isolated contacts be possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß alle für die einzelnen Kriterien wirksamen Erfassungselemente längs einer senkrechten nicht ferromagnetischen Führungsstange angeordnet sind. Jedem Dauermagnete tragenden Erfassungselement s-ind ein oder mehrere magnetisch zu betätigende. hermetisch gekapselte Schaltkontakte so -innerhalb der Führungsstange zugeordnet daß sie bei Änderung des auf sie wirkenden Magnetfeldes des -ihnen -im Erfassungselement zugeordneten Dauermagneten schalten. Dadurch -ist eine direkte Wirkverbindung zwischen Erfassungselement und Schaltkontakt gegeben. die weitgehend von äußeren Umgebungseinflüssen unabhängig -ist. weil sich die Erfassungselemente unmittelbar -in der Flüssigkeit befinden und mittels des Magnetfeldes direkt die Schaltkontakte beeinflussen.According to the invention the object is achieved in that all for the individual Criteria effective detection elements along a perpendicular non-ferromagnetic Guide rod are arranged. Each detection element carrying permanent magnets s-ind one or more magnetically operated. Hermetically sealed switch contacts so -within the guide rod assigned that it changes the acting on it Switch the magnetic field of the permanent magnet assigned to them in the detection element. As a result, there is a direct operative connection between the detection element and the switching contact given. which is largely independent of external environmental influences. because the detection elements are located directly in the liquid and by means of the Magnetic field directly affect the switching contacts.

Durch die Anwendung der hermetisch gekapselten Magnetschaltkontakte ist eine sichere Kontaktgabe auch nach langer Nichtbetätigung gewährleistet was eine hohe Zuverlässigkeit des Schutzgerätes zur Folge hat und das Anwendungsgebiet erweitert Die einzelnen Erfassungselemente stehen zueinander -in keinerlei Wirkverbindung und sind so aufgebaut, daß sie untereinander austauschbar sind. Damit gibt es verschiedene Kombinationen von Erfassungselementen längs der Führungsstange. So können z. B. ein Schwimmer zwei Temperaturelemente und zwei Druckelemente an der Führungsstange für 5 Erfassungselemente angebaut werden. Ohne Änderung des -inneren Aufbaues könnte dieselbe Führungsstange z. B. auch mit 5 Schwimmern bestückt werden.By using the hermetically sealed magnetic switch contacts a secure contact is guaranteed even after a long period of inactivity a high reliability of the protection device and the area of application expanded The individual acquisition elements are related to each other no active connection and are constructed in such a way that they are interchangeable are. So there are different combinations of detection elements along the Guide rod. So z. B. a float, two temperature elements and two pressure elements can be attached to the guide rod for 5 detection elements. Without changing the -inner structure could be the same guide rod z. B. also equipped with 5 floats will.

Bei Transformatoren ohne Ausdehnungsgefäß werden für die Erfassung der Kriterien Gasansammlung Übertemperatur und Überdruck -in der Regel drei Erfassungselemente längs der Führungsstange angeordnet sein, ein Schwimmer ein Druckelement und ein Temperaturelement.In the case of transformers without an expansion tank, the criteria of gas accumulation, excess temperature and excess pressure - usually three detection elements be arranged along the guide rod, a float, a pressure element and a Temperature element.

Ein Ausführungsbeispiel soll die Funktion eines solchen Gerätes erläutern.An exemplary embodiment is intended to explain the function of such a device.

Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Schutz gerät.The drawing shows a protection device according to the invention.

Ein Gehäuse 1 ist mittels Schrauben 2 mit einem Transformatorkessel 3 dicht verschraubt. Das Gehäuse 1 -ist zum Transformatorkessel 3 nach unten hin offen, so daß eine an einer Anschlußeinheit 4 mit Anschlußklemmen 5 befindliche senkrechte Führungsstange 6 -in den Transformatorkessel hineinragt. In der nicht ferromagnetischen Führungsstange 6 sind Schutzrohrkontakte 7 eingegossen, welche mit den Anschlußklemmen 5 elektr-isch leitend verbunden sind. Die Anschlußeinheit 4 ist durch eine Dichtung 8 zum Gehäuse 1 hin abgedichtet und wird durch Schrauben 9 und Klemmstücke 10 lösbar am Gehäuse 1 befestigt. Als Erfassungselemente sind ein Schwimmer 11, ein Druckelement 12 und ein Temperaturelement 13 an der Führungsstange 6 angeordnet.A housing 1 is connected to a transformer tank by means of screws 2 3 screwed tight. The housing 1 -is towards the transformer tank 3 downwards open, so that one located on a connection unit 4 with terminals 5 vertical guide rod 6 protrudes into the transformer tank. In the not ferromagnetic guide rod 6 are molded in protective tube contacts 7, which are electrically connected to the terminals 5. The connection unit 4 is sealed by a seal 8 to the housing 1 and is screwed 9 and clamping pieces 10 are releasably attached to the housing 1. As capture elements are a float 11, a pressure element 12 and a temperature element 13 on the guide rod 6 arranged.

Das Druckelement 12 besteht -im vorliegenden Beispiel aus zwei Wellrohren 14 und 15. Die Wellrohre 14 und 15 sind an beiden Enden luft- bzw. öldicht miteinander verbunden. E-ine obere Verbindung 16 der Wellrohre 14 und 15 ist an der Führungsstange 6 befestigt; während eine untere Verbindung 17 der Wellrohre 14 und 15 achsial zur Führungsstange 6 verschiebbar ist und einen Permanent-Ringmagneten 18 trägt. Das Temperaturelement 13 besteht aus einer Kombination von einem Permanent-Ringmagnet 19 und einem Thermoferritring 20. Beide sind durch eine Halterung 2 1 fest miteinander und mit der Führungsstange 6 verbunden. Bei Gasansammlungen -im Transformator oder Flüssigkeitsverlust gleitet der vorwiegend aus Schaummaterial bestehende Schwimmer 11 mit einem eingeschäumten Permanent-Ringmagneten 22 nach unten und betätigt die -in der Führungsstange 6 befindlichen Schutzrohrkontakte 7.In the present example, the pressure element 12 consists of two corrugated tubes 14 and 15. The corrugated pipes 14 and 15 are airtight and oil-tight with one another at both ends tied together. An upper connection 16 of the corrugated tubes 14 and 15 is on the guide rod 6 attached; while a lower connection 17 of the corrugated pipes 14 and 15 axially to Guide rod 6 is displaceable and carries a permanent ring magnet 18. That Temperature element 13 consists of a combination of a permanent ring magnet 19 and a thermoferrite ring 20. Both are fixed to one another by a bracket 2 1 and connected to the guide rod 6. In the event of gas accumulation - in the transformer or The float, which is mainly made of foam material, slides through the loss of fluid 11 with a foamed-in permanent ring magnet 22 downwards and actuates the -In the guide rod 6 located protective tube contacts 7.

Bei Druckänderungen im Transformator-Kessel 3 erfolgt eine Bewegung der unteren Verbindung 17 mit dem Permanent-Ringmagneten 18-in achs-ialer Richtung zur Führungsstange 6. Dadurch werden die dem Druckelement 12 zugeordneten Schutzrohrkontakte 7 in der Führungsstange 6 mit Hilfe des Ringmagneten 18 betätigt. Wird dagegen eine bestimmte Temperatur -im Transformatorkessel 3 erreicht die über der Cur-ietemperatur des Thermofe.rritr-inges 20 liegt, so -ist die Kombination von dem Thermoferr-itr-ing 20 und dem Permanent-Ringmagneten 19 so zum Schutzrohrkontakt 7 ein justiert, daß dieser durch das verbleibende Magnetfeld betätigt w-ird.When the pressure changes in the transformer tank 3, a movement takes place the lower connection 17 with the permanent ring magnet 18-in the axial direction to the guide rod 6. This causes the protective tube contacts assigned to the pressure element 12 7 actuated in the guide rod 6 with the aid of the ring magnet 18. On the other hand, it becomes a Certain temperature in the transformer tank 3 reached above the Cur-ietemperature des Thermofe.rritr-inges 20 is, so -is Combination of that Thermoferr-itr-ing 20 and the permanent ring magnet 19 so to the protective tube contact 7 is adjusted so that it is actuated by the remaining magnetic field.

Mit Hilfe einer Prüfstange 23 und einer Prüftaste 24 -ist es möglich, die Funkt-ion der drei Schaltelemente zu prüfen.With the help of a test rod 23 and a test button 24 it is possible to to check the function of the three switching elements.

Aufstellung der verwendeten Bezugs zeichen zur Erfindungsanmeldung "Schutzeinrlchtung für fl ü sslgkeits gek ühlte konservatorlose elektrische Apparate" 1 Gehäuse 2 Schrauben 3 Transformatorkessel 4 Anschlußelnhelt 5 Anschlußklemmen 6 Führungsstange 7 Schutzrohrkontakte 8 Dichtung 9 Schrauben 10 Klemmstücke 11 Schwimmer 12 Druckelement 13 Temperaturelement 14; 15 Wellenrohr 16 obere Verbindung 17 untere Verbindung 18; 19; 22 Permanent-Rlngmagnet 20 Thermoferrltring 21 Halterung 23 Prüfstange 24 PrüftasteList of the reference characters used to register the invention "Protection device for liquid-cooled, conservatorless electrical equipment" 1 housing 2 screws 3 transformer tank 4 connection elements 5 connection terminals 6 Guide rod 7 Protective tube contacts 8 Seal 9 Screws 10 Clamping pieces 11 Floats 12 pressure element 13 temperature element 14; 15 shaft tube 16 upper connection 17 lower Compound 18; 19; 22 Permanent ring magnet 20 Thermo ring 21 Bracket 23 Test rod 24 test button

Claims (5)

Patentansprüche 1. Schutzeinr,ichtung für fiüssigkeitsgekühite, konservatorlose elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren und Drossel spulen, welche zur Erfassung verschiedener Flüss,igke,itskr,iter,ien dauermagnettragende Erfassungselemente enthält, die auf magnetisch betätigbare Schaltkontakte wirken, gekennzeichnet dadurch daß mehrere einzelne Erfassungselemente vorzugsweise für Übertemperatur, Überdruck. Gasansammlung und Flüssigkeitsverlust allseitig von dem flüssigen Medium umgeben sind und an einer senkrechten nicht ferromagnetischen Führungsstange so angeordnet sind, daß die den jeweiliigen Erfassungselementen in oder an der Führungsstange zugeordneten magnetischen; hermetisch gekapselten Schaltkontakte in direkter magnetischer Wirkverbindung mit diesen stehen.Claims 1. Protective device for liquid-cooled, conservator-free electrical apparatus, in particular transformers and chokes, which are used for Acquisition of various liquids, itskr, iter, ien permanent magnet-carrying acquisition elements contains that act on magnetically operated switch contacts, characterized in that that several individual detection elements preferably for overtemperature, overpressure. Gas accumulation and loss of liquid surrounded on all sides by the liquid medium are and arranged on a vertical non-ferromagnetic guide rod are that the respective detection elements in or on the guide rod associated magnetic; Hermetically sealed switch contacts in direct magnetic Are in operative connection with these. 2. Schutzeinrichtung nach Punkt 1 gekennze,ichnet dadurch, daß als Druckerfassungselement ein oder mehrere Metall- oder Plastbälge verwendet werden.2. Protective device marked according to point 1, ichnet in that as Pressure sensing element one or more metal or plastic bellows can be used. 3. Schutze.inrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch zu daß als Temperaturerfassungselement vorzugsweise eine Thermoferrit-Permanent-Komb.ination angeordnet wird.3. Schütze.inrichtung according to item 1 characterized in that as Temperature detection element preferably a thermoferrite permanent combination is arranged. 4. Schutzeinrichtung nach Punkt 1 gekennze,ichnet dadurch, daß als Dauermagnete der Erfassungselemente achsialpolaris,ierte Ringmagnete verwendet werden.4. Protective device marked according to point 1, ichnet in that as Permanent magnets of the detection elements axially polar, ierte ring magnets are used. 5. Schutzeinrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß zur Prüfung der Kontakte der Erfassungselemente eine Prüftaste angeordnet ist.5. Protection device according to item 1, characterized in that for Testing the contacts of the detection elements a test button is arranged.
DE19823248274 1982-04-21 1982-12-28 Protection device for liquid-cooled electrical apparatuses which have no conservation (preservation) means Withdrawn DE3248274A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1566874A2 (en) * 2004-02-19 2005-08-24 Elektromotoren und Gerätebau Barleben GmbH Transformer protection relay

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EP1566874A2 (en) * 2004-02-19 2005-08-24 Elektromotoren und Gerätebau Barleben GmbH Transformer protection relay
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