DE657360C

DE657360C - Schutzvorrichtung fuer oelgefuellte elektrische Apparate

Info

Publication number: DE657360C
Application number: DES120897D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Prinz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1935-12-20
Filing date: 1935-12-20
Publication date: 1938-03-03

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 3. MÄRZ 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d³ GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Dezember 1935 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutz- \'orrichtung für ölgefüllte elektrische Apparate, z. B. Transformatoren, Schalter, Kondensatoren, ölkabelanlagen usw. Die Schutzvorrichtung besteht im wesentlichen aus den bekannten, auf die Höhe des ölstandes oder auf die Ölströmung oder auf beides ansprechenden Schwimmer- oder Stauklappenanordnungen. Die Änderungen in der ölströmung und im Ölstand können durch die sich bei Lichtbögen bildenden Zersetzungsgase entstehen.

Wenn in den elektrischen Apparaten nun auch betriebsmäßig Gase frei werden, wie

z. B. in elektrischen Schaltern, besteht die Schwierigkeit, die Schutzvorrichtung am An-' sprechen auf diese betriebsmäßige Gasentwicklung zu hindern und lediglich eine bei Störungen eintretende starke Gasentwicklung zur Anzeige zu bringen. In einem elektrischen Schalter können derartige im Störungsfall auftretende Gasmengen herrühren von stehenbleibenden Lichtbögen bei Bruch des Schalterantriebes oder bei Hängenbleiben und Festbrennen der Schalterkontakte. Bei in Ölkesseln untergebrachten, mit Überschaltwiderständen ausgerüsteten Regelschaltern elektrischer Stufentransformatoren ergibt sich außerdem noch die Forderung, daß die Schutzvorrichtung anspricht, wenn der Uberschaltwiderstand selbst durchbrennt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwimmer- oder Stauklappenanordnungen zwischen zwei bei im Kessel auftretender Gasentwicklung pendelnden Flüssigkeitssäulen eingesetzt werden. Die eine Flüssigkeitssäule kann' in einem an dem Kessel angeschlossenen Steigrohr und die andere kann sich im Auspuffrohr des Kessels befinden.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Von dem Durchführungsisolator ι wird der Schalterkessel 2 getragen. Dieser enthält den Regelschalter, z. B. den Stufenwähler oder den Lastschalter 3 eines Regeltransformators mit dem zugehörigen Überschaltwiderstand 4. Um den Schaltgasen einen Abzug ins Freie zu gewähren, ist der vorteilhaft gewölbte Deckel 5 des Kessels mit einem Auspuffrohr 6 versehen. Dieses kann durch eine Kappe 7 abgeschlossen sein, die das Auswerfen von Schaltflüssigkeit bzw. Öl verhindert. Das Rohrende 6 ragt vorteilhaft in die Kappe 7 um ein Stück hinein. Die Seitenwände der Kappe sind unmittelbar unterhalb des Kappendeckels mit Auspufföfifnungen 8 versehen. Um dem in die Kappe 7 hineingeschleuderten öl den Rücktritt in das Rohr 6 zu ermöglichen, trägt dieses unterhalb seiner Mündung, etwa an der Stelle 9, ebenfalls Öffnungen, durch die das öl aus der Kappe zurückfließen kann.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Hans Prinz in Nürnberg.

Mit dem Kessel 2 ist ein Steigrohr 10 verbunden, in das das Gehäuse n der Schutzvorrichtung 12 (Schwimmer- oder Stauklappe) eingesetzt ist. Das Ende des Steigrohres iö kann in einen Ausdehnungsbehälter 13 müll-: den, der ein Gas- oder Luftpolster enthält oder über einen Auspuffstutzen 14 mit der Außenluft in Verbindung stehen kann. Vorteilhaft enthält auch das Ausdehnungsgefäß einen Schwimmer, in dessen beiden Endlagen Signaleinrichtungen betätigt werden können, und zwar bei zu niedrigem und gegebenenfalls auch bei zu hohem Flüssigkeitsstand.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgende:

Die im normalen Betrieb entstehenden Schaltgase verursachen zwar eine Verdrängung des Öles, jedoch ist diese nur gering, so daß die Gase im öl aufsteigen und durch das Rohr 6 entweichen können. Wenn aber beispielsweise der Lastschalterkontakt hängenbleibt oder während des Schaltens ein Stoßkurzschlußstrom auf die Kontakte trifft, oder wenn der Überschaltwiderstand durchbrennt, tritt plötzlich eine sehr starke Gasentwicklung auf. Die dabei entstehende große Gasblase verdrängt plötzlich ein großes Ölvolumen, das öl steigt in dem Steigrohr mit geringerem Strömungswiderstand hoch, während sich der ölspiegel im anderen Steigrohr nicht nennenswert ändern kann. Das Gas entweicht ins Freie; nach erfolgter Entlastung fällt die Flüssigkeitssäule zurück, und es ergeben sich starke Pendelungen um die Gleichgewichtslage, so daß die Schwimmer- oder die Stauklappe 12 je nach ihrer Anordnung auf die eine Strömungsrichtung A oder auf die andere Richtung B ansprechen können. Die mit ihnen verbundenen Schaltvorrichtungen +0 betätigen Signalstromkreise oder können die Abtrennung des schadhaften elektrischen Apparates vom Netz unmittelbar einleiten.

Zur Einstellung der Ansprechgrenze können verstellbare Ventile 15 in das Steigrohr 10 oder in das Auspuffrohr 6 oder in beide eingebaut werden. Falls eine indirekte Betätigung der Signal- und Steuerstromkreise gewünscht ist, empfiehlt es sich, die Schutzvorrichtung 12 auf die Auslösung eines FaIlgewichtes einwirken zu lassen. Dieses trifft auf eine Schaltvorrichtung, die in einem den Übertritt der Hochspannung ausschließenden Abstand vom Kessel 2 bzw. vom Gefäß 1 entfernt angeordnet ist. Es werden also erst durch das Fallgewicht die Signalvorrichtungen betätigt.

Wenn z. B. mehrere Schalter geschützt werden sollen, z. B. die drei Lastschalter oder Stufenwähler eines mehrphasigen Regeltransformators, empfiehlt es sich, die drei Lastschalterkessel miteinander durch eine Flüssigkeitsleitung, gegebenenfalls aus Isolierrohren, zusammenzuschließen und mit einem oder mehreren gemeinsamen Steigrohren mit oder _< ohne Ausdehnungsgefäßen zu versehen. Um . gegebenenfalls auch das Relais von der Hochspannung zu trennen und um das Relais erden zu können, wird es mit Isolierrohrstücken in die Leitungen eingesetzt. ,

Wie sich herausgestellt hat, ist für die An-Sprechgenauigkeit und Empfindlichkeit auch die Lage der Mündungsstelle 16 des Steigrohres in dem Kessel maßgebend. Wenn man die Mündungsstelle höher legt, wird die ganze Anordnung empfindlicher. Sie wird daher zweckmäßig möglichst hoch an den Kessel angeschlossen.

Es empfiehlt sich, das Relais so hoch anzuordnen, daß es auch auf Ölverlust anspricht, und zwar wenn der ölspiegel unter eine ilen Schalter gefährdende Grenze abgesunken ist. Um zu vermeiden, daß die normalen Schaltgase den Schwimmer zum Ansprechen bringen, wird die Mündung des Rohres 10 in der bei 17 gezeigten Weise in den Kessel eingesetzt oder mit Ablenkschirmen versehen. Es genügt auch in manchen Fällen eine Abschrägung 18 des Rohres 10 (vgl. Fig. 2).

Die Schutzvorrichtung gemäß der Erfindung kann natürlich auch in anderen Schaltflüssigkeiten arbeiten, z. B. in halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie Diphenyl und Diphenylverbindungen, Trichlorbenzol usw.

Claims

Patentansprüche:

1.' Schutzvorrichtung für ölgefüllte elektrische Apparate, z.B. Transformatoren, Schalter usw., mit auf die durch Gasentwicklung hervorgerufenen Veränderungen des ölstandes oder der ölströmung ansprechende Schwimmer- oder Stauklappenanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer- oder Stauklappenanordnungen zwischen zwei bei im Apparatekessel auftretender Gasentwicklung pendelnden Flüssigkeitssäulen eingesetzt sind.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eine no Flüssigkeitssäule in einem oder mehreren an den Kessel angeschlossenen, mit der Außenluft oder einem Gaspolster in Berührung stehenden Steigrohren befindet, während die andere durch die mit der Außenluft oder einem Gaspolster in Berührung stehende Kesselfüllung oder einen Teil der Kesselfüllung gebildet wird.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung in das eine Steigrohr eingesetzt ist.

4· Schutzvorrichtung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Auspuff stutzen für die Schaltgase als das eine Steigrohr dient.

5. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr oder der Auspuffstutzen oder beide Drosselventile enthalten.

6. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalterkessel miteinander verbunden sind und ein oder mehrere gemeinsame, die Schutzvorrichtungen enthaltende Steigrohre haben.

7. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung der Schutzvorrichtung für Regelschalter von Stufentransformatoren, die vorzugsweise mit ihren Uberschaltwiderständen zusammen in einem gegebenenfalls von einem Durchführungsisolator getragenen Kessel eingesetzt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen