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Einrichtung zum Erzeugen und Aufrechterhalten einer, chemisch trägen
Gasfüllung in ölgefüllten Behältern für elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren
Es ist bekannt, die Ölbehälter für Transformatoren o. dgl. mit einer Vorrichtixng
zum Einlassen von chemisch trägem Gas, z. B. Stickstoff, und zum Filtrieren der
beim Atmen in den Behälter eintretenden Frischluft zu versehen. Das träge Gas nimmt
den oberen Teil des ölgefüllten Behälters ein. Es hat den Zweck, eine nachgiebige
Schutzhülle für die Öloberfläche zu bilden, die eine Berührung des Öls mit dem Sauerstoff
und dem Wasserdampf der Luft verhütet. Es ist durch einen Druckregler von der Außenluft
abgesperrt. Dieser Regler läßt jedoch einen Teil des Gases ausströmen, sobald die
Differenz zwischen den Gasdrücken des eingeschlossenen Gases und der Außenluft eine
bestimmte Grenze überschreitet, ebenso läßt er von außen her Gas in den Behälter
einströmen, wenn der Gasdruck im Behälter um ein gewisses Maß unter den Luftdruck
gesunken ist.- Man verhütet dadurch große Druckbeanspruchungen der Behälterwände
und der Dichtung zwischen Deckel und Behälter.
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Um beim Einatmen des Behälters das Eindringen von Sauerstoff und Feuchtigkeit
zu verhüten, wird in an sich bekannter Weise die Frischluft vor dem Eintritt in
den Behälter durch eine Vorlage mit einem Feuchtigkeitsfilter, der den Wasserdampf
aufnimmt, und einem Sauerstoffilter, der der Luft den Sauerstoff entzieht, geleitet.
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Im allgemeinen sind die genannten Vorrichtungen an den Transformatorbebältern
angebracht, und zwar hat jeder Transformator seine eigene Vorrichtung. Die Wartung
ist aber in diesem Falle sehr umständlich und zeitraubend, weil viele Einzeleinrichtungen
zu überwachen sind. Von Zeit zu Zeit müssen die in den Vorlagen enthaltenen chemischen
Stoffe, die der eingeatmeten Luft die Feuchtigkeit und den Sauerstoff entziehen,
erneuert werden. Das in den Behältern enthaltene Gas ist zeitweise zu prüfen, ob
es Sauerstoff oder Feuchtigkeit enthält. Sauerstoffhaltige Luft kann beispielsweise
durch ein Leck in der Gehäusewand oder durch die Vorrichtung zum Filtrieren der
Gase selbst in den Gasraum des Behälters gelangen, wenn der den Sauerstoff aufnehmende
Stoff seine Aufnahmefähigkeit -verloren hat.
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Bevor die vorerwähnte Vorrichtung zum Filtrieren der Luft in Betrieb
genommen wird, muß der Behälter mit einem trägen Gas ausgeblasen
werden,
um daraus sämtliche sauerstoffhaltige und feuchte Luft zu entfernen.
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Gemäß der Erfindung erhält man eine viel einfachere Einrichtung, die
weit weniger Wartung bedarf, wenn man die Gasräume mehrerer Behälter in Hintereinanderschaltung
durch Rohrleitungen mit einer gemeinsamen Vorlage zum Filtrieren des die Behälter
und Rohrleitungen füllenden Gases und der beim Atmen eingesaugten Frischluft verbindet.
In das Rohrleitungssystem ist wenigstens eine Druckquelle, beispielsweise ein Ventilator,
Pumpe o. dgl., eingeschaltet, die einen dauernden Kreislaufstrom des Gases zwischen
den Behältern und der Vorlage aufrechterhält. Außerdem enthält das Rohrleitungssystem
einen Druckregler, der beim Überschreiten eines gewissen Überdruckes einen Teil
des Gases ausströmen und beim Unterschreiten eines gewissen Unterdruckes von außen
her Frischluft einströmen läßt.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in
der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt
ist.
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= sind die Ölbehälter mehrerer Transformatoren mit dem 01 2
und der Gasfüllung 3, die den oberen Teil des Behälters einnimmt. Die Gasräume 3
sind durch eine Rohrleitung .¢ miteinander . verbunden, die aus einzelnen Abschnitten
5, 6, 7 und 8 besteht. In die Rohrleitung 4 sind das Ausströmventil 9, das Einströmventil
io und eine Vorlage ii, die das Eindringen von Sauerstoff und Feuchtigkeit verbütet,
eingeschaltet. Ferner liegt zwischen dem Ausströmventil 9 und dem Einström#,entil
io in dem Rohrleitungssystem eine Pumpe 12, die von dem Motor 13 angetrieben wird
und das Gas in der Richtung des Pfeils durch das Rohrleitungssystem 4 treibt, so
daß die eingeatmete Frischluft zuerst durch die Vorlage ii streichen muß, bevor
sie in die Gasräume 3 der Transformatorkessel i gelangt. Die Gasräume 3 der Transformatorbehälter
sind durch die Leitungsstücke 5 des Rohrleitungssystems 4 miteinander verbunden.
Die Rohrleitung 4 kann unter der Erdoberfläche verlegt sein, wenn die Transformatoren
weit voneinander entfernt stehen. Um eine Unterbrechung des Gasumlaufes, falls einer
der Transformatoren außer Betrieb gesetzt werden muß, zu vermeiden, können Umgehungsleitungen
vorgesehen sein, mittels denen der außer Betrieb zu setzende Transformator überbrückt
wird.
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Das Einströmventil iö besteht aus einer U-Röhre 14, deren Schenkel
15 und 16 ungleichen Querschnitt haben. Die Röhre ist mit ihrem Schenkel größeren
Querschnitts 15 an die Rohrleitung 4 angeschlossen. Der Schenkel kleineren Querschnitts
16 steht mit der Außenluft in Verbindung. Das U-Rohr 14 ist mit Quecksilber 17 gefüllt,
das sich frei zwischen den beiden Schenkeln entsprechend den in den Schenkeln herrschenden
Drücken bewegen kann. Am vorteilhaftesten benutzt man ein Glasrohr, damit. man die
Quecksilberspiegel in den Schenkeln jederzeit beobachten kann.
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Wird beispielsweise der Druck in der Rohrleitung 4 kleiner als der
äußere Luftdruck, so drückt die Außenluft das Quecksilber 17 so weit aus dem Rohrschenkel
16, bis es nur noch den Schenkel 15 und den waagrecht verlaufenden Teil der
U-Röhre 14 ausfüllt, so daß Luft durch das Quecksilber in die Rohrleitung 4 sprudeln
kann.
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Das Ausströmventil9 ist ähnlich wie das Einströmventil io ausgeführt,
nur ist dort der Schenkel größeren Querschnitts 18 der Außenluft ausgesetzt und
der Schenkel kleineren Querschnitts i9 an die Rohrleitung 4 angeschlossen. Wenn
der Gasdruck in der Rohrleitung ¢ wesentlich größer als der äußere Luftdruck wird,
wird das Quecksilber aus dem Schenkel kleineren Querschnitts i9 herausgedrückt,
so daß Gas durch das Quecksilber hindurch ins Freie entweichen kann.
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Die beiden Ventile 9 und io sind so beschaffen, daß die Luft durch
das Einströmventil io angesaugt wird, bevor sie durch das Ausströmventil 9 angesaugt
werden kann. Ähnlich tritt das Gas bei Überdruck durch das 2#usströmventil9 rascher
aus als durch das Einströmventil so.
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Zum Filtrieren der Luft kann irgendeine der bekannten Vorrichtungen
benutzt werden, die entweder einen Stoff enthält, der den Sauerstoff absorbiert,
oder ihn in Kohlendioxyd umwandelt. Die dargestellte Vorrichtung ii besteht aus
dem Gehäuse 2o, das einen durchsichtigen Behälter 21 und ein Flüssigkeitsventil
22 enthält. Der untere Teil des Behälters z1 ist mit einer chemischen Verbindung
23, die der durchtretenden Luft oder dem Gas den Sauerstoff ' entzieht, gefüllt.
In dem oberen Teil ist der Behälter 24 mit einer chemischen Verbindung, beispielsweise
Calciumchlorid, die der durchtretenden Luft den Wasserdampf entzieht, untergebracht.
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Beide Behälter sind durch eine Dichtungsmasse 26 gegen die Außenluft
abgeschlossen. Das Gaszuleitungsrohr ist durch die Abdichtung 26 bis etwa auf den
Boden des Behälter 21 geführt, so daß das Gas oder die Luft durch die chemische
Verbindung 23 strömen muß. Auf seinem Weg wird ihm durch die chemische Verbindung
sämtlicher Sauerstoff entzogen. Das Gas strömt dann durch das Rohr 27, das Flüssigkeitsventil
22, das Rohr 28 und den hygroskopischen Stoff 25, der ihm die Feuchtigkeit entzieht,
und dann durch das Rohr 8 des Rohrleitungssystems 4 zu den Transformatorbehältern.
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Die Einrichtung arbeitet auf folgende Weise:
Die Pumpe
treibt das Gas durch die Rohrleitung q., die Vorlage ii, die Gasräume 3 der Transformatorbehälter
und saugt das Gas aus dem letzten Behälter wieder an. Bei der Inbetriebnahme genügt
es, das Gas einige Male durch die Vorlage ii zu treiben, um ihm sämtlichen Sauerstoff
und Feuchtigkeit zu entziehen. In jedem Transformatorbehälter bleibt dann oberhalb
des Ölspiegels eine Schutzhülle zurück, die im wesentlichen aus vollkommen chemisch
trägem Gas besteht. Sinkt der Druck des Gases innerhalb der Vorrichtung unter einen
vorher bestimmten Wert, so wird durch das Einströmventil io, wie vorher beschrieben,
Luft eingeatmet. Mit Rücksicht auf die Strömungsrichtung wird die Frischluft erst
durch die Vorlage ii hindurchgetrieben, bevor sie in die Transformatorbehälter eintritt.
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Steigt der Druck innerhalb der Vorrichtung über einen vorher bestimmten
Wert, so kann durch das Ausströmventil g Gas ins Freie strömen. Am zweckmäßigsten
wird die Vorrichtung mit einer ganz geringen Differenz zwischen den Gasdrücken des
eingeschlossenen Gases und der Außenluft betrieben. Dadurch wird erreicht, daß,
im Falle einer der Behälter oberhalb des Ölspiegels leck wird, der Gasdruck innerhalb
des unmittelbar der lecken Stelle benachbarten Teils der Vorrichtung in kurzer Zeit
gleich dem äußeren Luftdruck wird, so daß nur eine ganz geringe Menge Luft durch
das Leck in das Gehäuse eintreten kann.
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Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ist das Ausblasen der in den
verschiedenen Transformatorgehäusen oberhalb des Ölspiegels vorhandenen Luft vor
der Inbetriebnahme überflüssig; weil sie durch den dauernden Kreislauf in kurzer
Zeit in der Vorlage in ein vollkommen chemisch träges Gasgemisch umgewandelt wird.
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Die Vorlage ii, die Pumpe 12 und der aus den Ventilen g und io bestehende
Druckregler können in einem kleinen Raum innerhalb der Haupt- oder Unterstation
untergebracht werden. Irgendwelche Nachprüfungen außerhalb der Station werden dadurch
unnötig. Um den Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt des Gases in sämtlichen Behältern
festzustellen, genügt eine an einer beliebigen Stelle vorgenommene Untersuchung,
weil sämtliche Behälter durch die Rohrleitung miteinander verbunden sind.
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Aus dem gleichen Grunde sind auch die durch die Laständerungen eines
einzigen Transformators verursachten Druckschwankungen verhältnismäßig gering.