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Ausdehnungsgefäß für einen mit Flüssigkeit gefüllten elektrischen
Apparat Es sind luftdicht verschlossene Ölbehälter für Transformatoren und ähnliche
elektrische Apparate bekannt, deren über dem Ölspiegel unter Atmosphärendruck stehender
Luftraum sich mittels eines an den Ölbehälter angeschlossenen Hilfsgefäßes frei
ausdehnen kann, ohne dabei mit der Außenluft in Berührung zu treten. Hierbei ist
das Hilfsgefäß teilweise mit Flüssigkeit angefüllt und durch eine Scheidewand in
zwei durch eine Öffnung am Boden miteinander verbundene Kammern unterteilt, deren
über dem Flüssigkeitsspiegel befindlicher Luftraum einerseits mit dem Luftraum des
Ölkessels und andererseits durch eine Öffnung mit der Außenluft in Verbindung steht.
Um die Luft bzw. das Gas aus dem Behälter ein-bzw. auszulassen, hat man ferner auch
schon Quecksilber verwandt. Wenn auch Quecksilber infolge der dabei erforderlichen
verhältnismäßig kleinen Flüssigkeitssäule sehr brauchbar ist, so ist seine Verwendung
doch mit Rücksicht auf eine mögliche Verschlammung der Flüssigkeit unerwünscht,
da dabei eine regelmäßige Nachprüfung des Apparates erforderlich ist.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß bei einem Ausdehnungsgefäß, bestehend
aus zwei verschieden großen Kammern, von denen die größere die Flüssigkeit des Behälters
als Sperrflüssigkeit enthält und mit dem Behälter, die kleinere dagegen mit der
Außenluft in Verbindung steht, diese beiden Behälter durch ein zweckmäßig aus U-förmigen
Teilen zusammengesetztes Rohr miteinander verbunden sind, dessen in der größeren
Kammer befindliches Ende spätestens bei Ausdehnung der Flüssigkeit in diese eintaucht
und welches so bemessen und angeordnet ist, daß sich in den senkrecht stehenden
Schenkeln verschiedene durch Luftpfropfen voneinander getrennte Flüssigkeitssäulen
durch tropfenweises Überfließen der Sperrflüssigkeit über die oberen Krümmungen
der Rohrteile bilden können. Infolge des Verwendung mehrerer hintereinandergeschalteter
U-Rohre, welche die beiden Kammern verbinden,
kann zwischen diesen
eine Druckdifferenz aufrechterhalten werden, welche der Summe der einzelnen Differenzen
der Flüssigkeitssäulen in den verschiedenen Rohrteilen entspricht.
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Es ist zwar schon ein am Transformatorgehäuse angebrachtes, horizontalliegendes
und schraubenförmig aufgewundenes Rohr bekanntgeworden. Dieses Rohr hat aber nur
den Zweck, dem im Transformatorgehäüse vorhandenen Öl einen dem Volumenausdehnungskoeffizienten
entsprechenden Raum zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig soll durch Verwendung
des Rohres der Außenluft eine möglichst geringe Berührungsfläche mit dem Öl zwecks
Vermeidung einer Oxydation gegeben werden. Hierbei ist daher das als Steigrohr ausgebildete
Röhr so eng gewählt, daß die Flüssigkeit in ihm nicht abreißt. Andererseits muß
das Rohr, um eine erhebliche Olrnenge aufnehmen zu können, recht lang ausgebildet
sein.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i ist ein Schnitt durch eine Entlüftungsanordnung in Verbindung mit einem ölgefüllten
Transformatorbehälter: Abb.2 stellt die Seitenansicht dar. Die Abb. 3 und q. betreffen
vergrößerte Teile des Standrohres, welches bei der Anordnung nach Abb. i und 2 benutzt
wird. Seine Schenkel sind auseinandergezogen, um die Wirkungsweise der Einrichtung
deutlicher zu machen.: In den Abb. i und 2 ist der ölgefüllte Behälter mit i bezeichnet.
2 ist ein Ausdehnungsgefäß von rechteckigem Querschnitt, welches oberhalb des Ölbehälters
liegt und durch ein Rohr 3 mit dem Behälter i verbunden ist. Neben der Ausdehnungskammer
2 ist eine Hilfskammer q. angeordnet, welche mit dem Innern der Ausdehnungskammer
2: mittels eines Rohres ,5 in Gestalt einer flachgedrückten Schraube in Verbindung
steht. Dieses Rohr ist fast auf seiner ganzen Länge in der Ausdehnungskammer 2 untergebracht
und verläuft mit seiner Achse im wesentlichen horizontal. Die Kammer 2 ist mit einem
Ventil 6 versehen, welches mit einer öldichten Kappe 7 ausgerüstet ist. Die Hilfskammer
q. ist erheblich kleiner als die Ausdehnungskammer 2 und steht durch eine Bohrung
8 mit der Außenluft in Verbindung.
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Sobald der Apparat in Betrieb gesetzt wird, wird Öl von derselben
Beschaffenheit wie dasjenige in dem Transformatorbehälter in die Ausdehnungskammer
2 durch das Rohr 6 eingefüllt, bis der Ölspiegel in der Kammer 2 gerade unter der
Öffnung des Rohres 5 steht: Alsdann wird das Einlaßrohr 6 mittels der Kappe 7 gegen
die Außenluft verschlossen. Wenn nun die mittlere Oltemperatur in dem Behälter i
ansteigt und das Ölvolumen dementsprechend wächst., so wird die in der Kammer 2
eingeschlossene Luft oder das Gas durch das Rohr 5 in die Hilfskammer g. hineingedrückt.
Sollte das Öl in der Ausdehnungskammer 2 bis zu einer Höhe ansteigen; daß gerade
die Öffnung des Rohres 5 bedeckt wird, so kann die eingeschlossene Luft öder das
Gas die Kammer a nicht mehr ohne weiteres über das Rohr 5 verlassen, und demgemäß
wird der Druck in der Kammer 2 ansteigen. Diese Erhöhung des Druckes wird das Öl
in den ersten senkrechten Arm des Rohres 5 hineintreiben,. welcher in Abb. 3 mit
ix bezeichnet ist. Sobald es die Spitze des ersten oberen Knies erreicht, wird es
durch den zweiten Arm 12 herabtropfen und den ersten unteren Bogen füllen, wie in
Abb.3 dargestellt ist. Bei weiterem Temperaturanstieg in dem Behälter i und Druckzunahme
in der Kammer :z wird das 01 weiterhin über den ersten oberen Bogen in das
Rohr tropfen und auch im dritten senkrechten Arm ansteigen, welcher in den Abb.
3 und q. mit 13 bezeichnet ist. Es steigt schließlich bis zur Spitze desselben an
und tröpfelt über den oberen zweiten Bogen herab, wie in Abb. 4 dargestellt ist.
Bei weiterer Ausdehnung des Öles setzt sich dieser Vorgang fort, bis alle U-förmigen
Bögen mit Öl gefüllt sind. Alsdann führt jede weitere Ausdehnung zu einem Olstrom
von dem letzten U-förmigen Bogen in die Hilfskammer q.. Wenn dies der Fall ist,
ist der Druck in dem Ausdehnungsgefäß , gleich dem Druck, welcher von der Summe
der Ölsäulen in dem i., g., 5. ... Arm der U-förmigen Bögen weniger der Summe
der Olsäulen in den entsprechenden anderen Armen, nämlich dem z., q.., 6. . . .,
ausgeübt wird. Die Luft oder das Gas in der Ausdehnungskammer 2 werden daher durch
diese Belastung zusammengedrückt. Eine weitere Zusammenpressung findet nicht mehr
statt.
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Wenn das Öl in dem Behälter i sich abzukühlen i beginnt, fällt der
Druck in der Ausdehnungskammer 2 infolge der Zusammenziehung des Olvolumens, so
daß schließlich in der Kammer 2 ein Vakuum entsteht. Hierdurch werden die Ölsäulen
in den 2., 4.., 6. ... senkrechten Gliedern (i2; 1q.) des Rohres 5 ansteigen,
und ein entsprechendes Sinken der Ölsäulen im i., 3. . . . Arm tritt ein. Wenn die
Olsäulen in den 2., q.., 6. ... Armen sich bis zur jeweiligen oberen Biegung erhoben
haben, wird ein kleiner Ölbetrag herübertropfen: Ihm folgen Luftblasen aus der Hilfskammer
q., in welche Luft durch die Öffnung 8 einströmen kann. Die aufeinanderfolgende
Ausdehnung und Zusammenziehung des Öles in dem Behälter i verursachen ein Ansteigen
und Fallen des Druckes in der Ausdehnungskammer 2 gegenüber dem Mittelwert: Ein
derartiges Ansteigen und Fallen wird zwischen zugelassenen Grenzen durch die Ölsäulen
indem Rohr 5 überwacht.
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Unter bestimmten Bedingungen kann es erwünscht sein, daß der Ölüberschuß
in der Hilfskammer
das Auslaßende des Rohres 5 verdeckt, so daß,
wenn das Vakuum in der Ausdehnungskammer 2 einsetzt, Öl aus der Hilfskammer q. in
die Hilfskammer 2 durch denselben Vorgang zurückbefördert wird, durch welchen es
ursprünglich aus der Ausdehnungskammer 2 in die Hilfskammer q. gelangt war.
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In der dargestellten Anordnung zeigt das schraubenförmige Rohr durchweg
vertikale Arme vom gleichen Durchmesser. Mit dieser Anordnung ist der Druck in der
Ausdehnungskammer2 gleich groß oberhalb und unterhalb eines Mittelwertes. Wenn jedoch
gewünscht wird, daß der negative Druckbereich weniger groß als der positive ist,
werden die Bögen des i., 3., 5. . . . Armes (1Z, 13, in Abb. 3 und q.) mit größeren
Durchmessern ausgeführt als die 2., q.., 6. ... Arme (i2, z4).
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Ferner braucht das Verbindungsrohr 5 nicht innerhalb der einen Kammer
(2) des Ausdehnungsgefäßes zu liegen, sondern kann auch ganz oder teilweise außerhalb
desselben vorgesehen sein.