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Vorrichtung zum Einfüllen von Isolierölen unter Vakuum Die Isolationsabstände
bei elektrischen Apparaten konnten im Laufe der Zeit durch Verbesserung der Isolationsmaterialien
mehr und mehr herabgesetzt werden. Transformatoren, insbesondere Spannungswandler
mit Ölfüllung, werden heute unter weitgehender Verringerung der zur Isolierung benötigten
Ölmenge und einer damit verbundenen Herabsetzung der Explosions- und Brandgefahr
in elektrischen Anlagen mit Isolationsabständen gebaut, die nur einen Bruchteil
der früher benötigten Abstände ausmachen.
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Damit die Isolationsmaterialien und insbesondere das Ö1 den hohen
elektrischen Beanspruchungen standhalten, ist es allerdings erforderlich, das Öl
und die übrige Isolation der Wandler, wie z. B. Papier und andere Zellstoffe, weitgehend
für diesen Zweck vorzubereiten. Diese Vorbereitung besteht in der Hauptsache aus
einer gründlichen, oft tagelang währenden Trocknung der für die Ölfüllung vorbereiteten
Transformatoren bei erhöhter Temperatur. Die erhöhte Temperatur allein genügt jedoch
nicht, um eine genügende Trocknung insbesondere von Zellstoff und Papier herbeizuführen,
und es ist daher notwendig, den Trocknungsprozeß unter möglichst hohem Vakuum durchzuführen.
Außerdem hat die-Anwendung von Vakuum den Zweck, bei Apparaten wie Wandlern, die
außer der Ölisolation u. a. noch eine dichte Papierbandage um,die Wicklung aufweisen,
alle Gas-, insbesondere aber Luftreste aus dem Papier und der übrigen Wicklungsisolation
herauszubringen, da nach der Einfüllung des Öles -in' der Isolierschicht vorhandene
größere Gasblasen die Isolationsfestigkeit stark herabsetzen.
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Das für die Füllung des Transformators bestimmte Öl wird vor seiner
Verwendung einer ebenso gründlichen Vorbereitung unterzogen. Durch geeignete Verfahren
werden dem Öl die letzten Feuchtigkeitsreste sowie Verunreinigungen entzogen. Die
Einfüllung des Öles in den Wandler geschieht aus den oben dargestellten Gründen
ebenfalls unter Vakuum. Hierbei befindet sich der Transformator in einem Vakuumkessel.
Läßt man nun das Öl von einem Vorratsgefäß außerhalb des Kessels. in den Kessel
und den Transformator einströmen, so zeigt sich, daß das Öl beim Eintritt in den
Kessel sehr stark schäumt und aufbraust, da die Luft, die in dem Öl gelöst ist,
plötzlich frei wird. Auf diese Weise ,gelangt mit dem Öl .eine ;große Menge von
Luft in den Wandler, und die vorher vorgenommene fast vollkommene Entgasung des
Wandlers ist damit wieder hinfällig geworden. Die Luftbläschen bleiben zum Teil
zwischen der Papier- und Zellstoffisolation
haften und geben Veranlassung
zum frühzeitigen Durchschlag der Isolation.
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Würde es dagegen gelingen, das öl, bevor es in den Wandler gelangt,
unter Vakuum: gut zu entgasen, so würde nicht nur kein. Luft durch das öl in den
Wandler gelange', sondern es können auch geringe Gasreste,' die trotz des Evakuierens
noch in dem Wandler vorhanden sein können, nach Aufhebung des Vakuums, wenn das
öl wieder unter Luftdruck steht, von dem luftfreien Öl aufgelöst und damit unschädlich
gemacht werden.
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Ein gleichzeitiges Evakuieren des öles mit dem Wandler in demselben
Kessel läßt sich ohne Störung des Trocknungs- und Entgasungsprozesses des Wandlers
nicht durchführen, da insbesondere -wegen der erhöhten Temperatur in dem Kessel
ein Teil des öles verdunsten würde und sich Kessel und Wandler binnen kurzem mit
öl beschlagen bzw. die Isolierstoffe sich mit O- schon vor der Füllung des Wandlers
vollsaugen -würden. Außerdem wäre die Einleitung und Regelung der Füllung im Innern
des Kessels, umständlich und kostspielig, da die Bedienungsgriffe nach außen geführt
werden müssen. Ein vorhergehendes Evakuieren des öles in einer besonderen getrennten
Evakuiervorrichtung und die überleitung des entgasten üles in den Vakuumkessel,
in dem sich der Wandler befindet, wäre ebenfalls langwierig, umständlich und teuer.
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Eine gute Lösung des Entgasungsproblems läßt sich dagegen erzielen,
wenn man von dem Gedanken ausgeht, das von außen in den Vakuumkessel eintretende
öl nicht direkt in den Wandler zu leiten, sondern in dünner Schicht zunächst über
eine breite offene Rinne so zu bemessen, daß genügend Zeit zum Austritt der Gase
aus dem öl vorhanden ist. Die zugeführte Olmenge läßt sich außerhalb des Kessels
sehr gut und einfach regeln. Bei einer derartigen Vorrichtung zeigt sich jedoch
der Nachteil, da.ß das Öl sehr langsam zugeführt werden bzw. die Rinne sehr lang
gemacht werden muß, wenn man vermeiden will, daß doch noch Luftbläschen in den Wandler
gelangen. Die Einfüllung des öles erfordert eine viel zu lange Zeit. Dies rührt
hauptsächlich daher, daß die aus dem Öl ausgetretene Luft zum Teil in Form von Bläschen,
die sich sehr lange erhalten, über große Strecken mitgeführt wird und so in den
Transformator gelangt.
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Derartige Nachteile werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Einfüllen von Isolierölen unter Vakuum., bestehend aus einer das zu füllende
Gefäß enthaltenden Kammer, dadurch vermieden, daß in der Kammer das Einführungsrohr
für das Isolieröl in die Kammer und das Einfüllrohr zum Einfüllen des Isolieröles
in das zu füllende Gefäß durch -eine nach oben offene a@eppenförmige Rinne verbunden
sind und jede Stufe der Rinne durch ein Sieb, Filter o@ür Rechen von der nächsten
getrennt ist. Die ersten Stufen der Rinne werden hierbei zweckmäßigenveise grö ßer
gehalten und auch mit höheren Seitenwänden versehen als die folgenden Stufen, um
ein überschäumen des hier am stärksten entgasenden Oles zu verhindern. Mit Hilfe
der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich die Entgasung des Oles sehr rasch erzielen,
da die entstehenden Luftbläschen durch die Siebe bzw. Filter beim Durchfluß des
üles zur nächsten Stufe der Rinne zurückgehalten werden und das ül außerdem beim
Durchfluß durch die einzelnen Stufen mit großer Oberflach- bei dünntr Ölschicht
mit dem Vakuum in Berührung steht und auch gut durchgewirbelt wird. Je nach der
durchgelassenen ölmenge bilden sich schon nach der zweiten bis fünften Stufe keine
Luftblasen mehr, d. h. das cl ist nach Durchfluß dieser Stufen gasfrei. Dabei läßt
sich außerdem eine viel größere Durchlaßgeschwindigkeit des Oles als bei der einfachen
Rinne erzielen, so daß sich die Transformatoren in genügend kurzer Zeit füllen lassen.
Andererseits kann man aber auch die durchströmende ölmenge dadurch beträchtlich
vergrößern, daß man entsprechend der ölmenge die Stufenzahl der Rinne so lange vergrößert,
bis keine Gasblasen mehr auftreten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In einem Vakuumkessel a mit einem abnehmbaren Deckel h, der durch
lösbare Verbindungen c auf dem Kessel befestigt ist und ihn luftdicht abschließt,
befindet sich auf einem Zwischenboden d ein mit Isolierflüssigkeit, z. B. öl, zu
füllender Transformator (Wandler) e. In dem Raum f des Kessels kann
eine Heizvorrichtung vorgesehen sein. Die Rohr- oder Schlauchleitungg führt zu einer
Vakuumpumpe, mit der de. Kessel luftleer gepumpt wird. Auf dem Wandler c befindet
sich ein Fülltrichter -a. der nach dem Füllen des Wandlers abgenommen wird. In diesem
Trichter ragt eine treppenförmige Rinne i. Diese kann an dem Trichter bzw. Wandler
befestigt sein.. Die einzelnen Stufen der Rinne i sind durch feine Siebe oder Filter
F abgeschlossen. Die oberste Stufe der Rinne i ist räumlich größer gehalten als
die übrigen. Durch den Deckel b führt eine Rohrleitung tn, die außerhalb des Kessels
a durch einen 'Hahn it geöffnet und geschlossen wird. Oberhalb des Hahnes
befindet sich auf der Rohrleitung ein Füll-
und Vorratstrichter
oder -gefäß o. Das Innere des Kessels kann durch ein Schauglas p beobachtet werden.
Zu diesem Zweck werden im Innern des Kessels. elektrische Lampen angebracht.
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Die Einfüllung der Isolierflüssigkeit in den Wandler mit Hilfe dieser
Vorrichtung Creht folgendermaßen vor sich: Durch eine Vakuumpumpe wird der Kessel
und der Wandler über die Rohrleitung g luftleer gemacht. In den Trichter o wird
geeignete Isolierflüssigkeit oder ÖL eingefüllt. Der Hahn n wird geöffnet, und das
Öl fließt -zunächst in den Raum l der Treppe, wo es kräftig schäumen wird. Von dieser
Stufe der Treppe fließt es durch das erste Sieb h zur nächsten Stufe usw. Man läßt
durch den Hahn ,n nur so viel Öl ein, daß zum mindestens auf der untersten Stufe
der Rinne g sich keine Luftblasen mehr zeige:. Das kann man durch das Schaufenster
p beobachten. Es ist vorteilhaft, das Öl, das von der Rinne kommt, an den Wandungen
des Trichters /t herablaufen zu lassen, da sich sonst beim Rallen des Öles in dein
"Trichter /t bei nicht vollständigem Vakuum wieder Luftblasen bilden können. Ist
der Wandler gefüllt, so wird der Hahn it ge-
schlossen.