DE695780C - Schutzvorrichtung fuer fluessigkeitsisolierte elektrische Apparate und Maschinen - Google Patents

Description

• Schutzvorrichtung für flüssigkeitsisolierte elektrische Apparate und Maschinen Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für flüssigkeitsisolierte elektrische Apparate und Maschinen, die auf Gasentwicklung, sinkenden Flüssigkeitsstand und gegebenenfalls auch auf die Flüssigkeitsströmung anspricht. Falls die elektrischen Maschinen und Apparate nicht schon ohnehin ein abgeschlossenes, flüssigkeitsdichtes Gehäuse haben, werden sie in einen Kessel eingesetzt. Die Erfindung betrifft dementsprechend Motoren, Generatoren, Induktionsregler, Transformatoren, Drosselspulen, Kondensatoren, Durchführungsisolatoren, KabelendverschlüS'se usw., die mit einer Isolierflüssigkeit, z. B. Mineralöl oder halogenierten Kohlenwasserstoffölen, gefüllt sind. Bekannte Schutzeinrichtungen bestehen aus Schwimmern, die in Gassammelbehälter eingesetzt sind. Diese können sich z. B. in der Verbindungsleitung zwischen dem Ölkessel und dem Ölausdehnungsgefäß befinden. Derartige Schwimmer haben den Nachteil, daß sie mit dem Schwimmer verbundene Kontaktvorrichtungen und bewegliche Leitungen erfordern. Sie müssen auch dauernd flüssigkeitsdicht bleiben und können durch plötzliche Überdruckstöße unter Umständen zusammengedrückt werden.
• Diese Nachteile werden erfindungsgemäß durch einen wechselstromerregten- Elektromagneten mit einem schwingungsfähigen Anker vermieden, der bei Änderung seiner Schwingungsamplitude Überwachungs- oder Auslöseorgane steuert. Der Anker wird an Stellen des elektrischen Apparates vorgesehen, an denen sich etwa frei werdende Gase sammeln können, die den Ölspiegel im Sammelgefäß herabdrücken. Auf sinkenden Ölstand bei leckem Kessel spricht die erfindungsgemäße Anordnung ebenfalls an.
• An Hand der Figuren werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
• Fig. z zeigt einen Elektromagneten z, der mit seiner Erregerspule 2 und seinem Eisenkern 3 in ein Gasauffanggefäß q. eines elektrischen Apparates, z. B. eines Transformators, eingesetzt ist. Das Auffanggefäß q. wird mittels der Flanschen 5 in die (Ölverbindungsleitung zwischen Transformatorkessel und Ausdehnungsgefäß eingesetzt. Vor dem Wechselstromerregten Magnetpol 6 kann ein nachgiebiger oder elastischer Anker 7 frei schwingen. Dieser Anker kann' aus einer Membran, einer Zunge oder einem Blech aus Stahl, Bronze oder einem anderen elastischen Werkstoff bestehen. Mindestens ein Ende des Ankers 7 kann bei 8 fest eingespannt werden. Das zweite Ende kann man ebenfalls fest einspannen oder für dieses Ende einen Anschlag g vorsehen, in dem das Ende lo des Ankers innerhalb gewisser Grenzen frei schwingen kann. Mit dem Anker ist ein beweglicher Kontakt oder ein Steuerteil il für Schalterkontakte starr verbunden. Man kann am Anker 7 ein Gestänge oder eine Stange 12 befestigen und dieses Gestänge flüssigkeitsdicht aus dem Gehäuse q. herausführen in eine Schalterkammer 13. Am besten wird ein nachgiebiger oder membranartiger Wandteil 1q. in der Wand des Gehäuses q. vorgesehen. Dieser ist starr mit dem Anker 7 verbunden und kann dessen Schwingungen mitmachen. Diese Schwingungen werden zur Steuerung eines Schalters 15 ausgenutzt, an den die Steuerleitungen 16 angeschlossen. sind. Schwingt der Anker 7 in Isolierflüssigkeit, so kann der Steuerteil il den Schalter 15 nicht erreichen. Wenn jedoch das Öl mindestens teilweise aus der Kammer 4 verdrängt wird und der Anker 7 im Gas schwingt, ändert sich seine Amplitude erheblich, da die Dämpfung in Öl etwa 7oo bis 8oo mal größer ist als in Luft oder in Gas. Nun kann der Steuerteil ri den Schalter 15 erreichen und öffnen, falls es sich um Ruhestrombetrieb handelt. Bei Arbeitsstrom wird natürlich der Schalter geschlos-_,n. hierdurch können Signaleinrichtungen ansprechen, oder es wird dieAüslösung des Transformators betätigt, so daß der schadhafte Transformator vom Netz abgetrennt wird. Um auch ein Ansprechen auf Flüssigkeitsströmung zu ermöglichen, wird eine Stauklappe 17 vorgesehen, die bei einer Flüssigkeitsströmung in Richtung des Pfeiles 18 in die gestrichelte Stellung ig gebracht wird. Die Stauklappe oder ein Teil der Stauklappe kann dabei als Magnetjoch ausgebildet sein, so daß dieses Joch in der gestrichelten Lage ig den Eisenkreis des Kernes 3 mehr oder weniger vollständig schließt. Auf'a11e-Fälle wird beim Ansprechen der Stauklappe 17 ein großer Teil der magnetischen Kraftlinien aus dem Anker 7 herausgezogen und im magnetischen Nebenschluß am Anker 7 vorbeigeführt. Der Anker 7-kann eine Aussparung oder Öffnung haben, durch die der bewegliche Polschuh 2o hindurch,-reifen kann. Durch die Veränderung der Schwingungsamplitude des Ankers 7 beim Ansprechen des Joches 17 werden ebenfalls Kontakte gesteuert, so daß Flüssigkeitsdruckstöße oder unzulässig hohe Flüssigkeitsströmung angezeigt werden.
• Man kann schließlich in den Erregerleitungen 21 des Elektromagneten i Meß- oder Signaleinrichtungen einbauen, die auf Induktivitätsänderung des Elektromagneten ansprechen. Der Magnet kann z. B. in einem Resonanzkreis liegen, der verstimmt wird oder in Resonanz kommt, wenn sich die Schwingungsamplitude des Ankers 7 ändert oder wenn der magnetische Rückschluß des Kernes 3 durch die Stauklappe 17 betätigt wird.
• Um ein Ansprechen der Anordnung bei betriebsmäßigen ungefährlichen Druckschwankungen der Isolierflüssigkeit zu verhindern, wird gemäß Fig: 2 ein Druckausgleich vorgesehen. Hierbei wird mit dem biegsamen Wandteil 25 des Gasauffanggefäßes 26 durch Bolzen 27 ein weiterer biegsamer. Wandteil 28 verbunden. Dieser Wandteil 28 trennt von der den Schalter 29 enthaltenden Kammer go eine Kammer 31 ab, die über eine Rohrleitung 32 mit dem Raum verbunden ist, der die Isolierflüssigkeit enthält. Dabei kann die Leitung 32 und die Kammer 31 vollständig mit Isolierflüssigkeit gefüllt sein, oder sie enthält ein Gas- oder Luftpolster. Wenn die Isolierflüssigkeit ansteigt, kann sie in einem weiteren Gefäß 33 zurückgehalten werden. In der Kammer 3o; die gegebenenfalls auch mit Isolierflüssigkeit ausgefüllt sein kann, werden die an die Signalleitungen 16 angeschlossenen Schalterkontakte 29 vorgesehen.
• Eine weitere Möglichkeit der Signalgabe ergibt sich, wie Fig. 3 zeigt, bei Anordnung einer Spule 35, die mit dem schwingungsfähigen Anker 36 starr verbunden ist und vor einem Dauermagneten 37 schwingen kann. Meß- oder Signalleitungen 38 stellen die Verbindung der Spule 35 mit den Signal- oder Überwachungs= i einrichtungen her: Jede Änderung der Schwingungsamplitude des Ankers 36 spricht sich an den Enden der Spule 35 als Änderung der induzierten EMK. aus. Man kann z. B.: in die Signalleitungen 38 die Auslösespule eines Schaltschützes legen. Wird die Schwingungsamplitude des Ankers 36 größer, so spricht das Schaltschütz an und betätigt Signaleinrichtungen oder sorgt für die Abschaltung des schadhaften Apparates.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung beruht darauf, daß die Signalkontakte außerhalb der Isolierflüssigkeit angeordnet werden können und jederzeit zugänglich sind. Ferner kann man die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ohne weiteres so konstruieren, däß geringere ' Gasmengen zur Anzeige gelangen als bei den bekannten Schwimmeranordnungen. Dabei empfiehlt es sich, den schwingenden Anker etwa an der höchsten Stelle des Gasauffangraumes einzusetzen, z. B. kann der Anker über dem in Fig. i dargestellten Elektromagneten liegen. Wenn die Schutzvorrichtung gestört ist oder die Erregung z. B. ausfällt, so spricht die Schutzvorrichtung ohne weiteres an.
• Die Ansprechgrenzen der Schutzvorrichtung können leicht geändert werden, indem man z. B. auf die Stauklappe und auf den schwingungsfähigen Anker Zusatzgewichte aufsetzt; auch kann man leicht durch Verspannen des Ankers seine freie.Länge verkürzen oder vergrößern. Den Anker bemißt man am besten so, daß er beim Fehlen der Flüssigkeitsdämpfung in Resonanz oder nahezu in Resonanz gerät. Die Schwingungsdauer des Ankers läßt sich auch durch einstellbare Federbelastung des Ankers ändern.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schutzvorrichtung für flüssigkeitsisolierte elektrische Apparate und Maschinen, die auf Gasentwicklung, sinkenden Flüssigkeitsstand und gegebenenfalls auf Flüssigkeitsströmung anspricht, gekennzeichnet durch einen, wechselstromerregten Elektromagneten mit einem schwingungsfähigen Anker, der bei Änderung seiner Schwingungsamplitude Überwachungs- oder Auslöseorgane steuert.
2. 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker an solchen Stellen des zu überwachenden Apparates, z. B. im Gasauffangraum, angebracht ist, an denen in Störungsfällen der Flüssigkeitsspiegel absinkt oder durch im Apparat frei werdende Gase verdrängt wird.
3. 3. Schutzvorrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen von der Flüssigkeitsströmung betätigten magnetischen -Schirm oder magnetischen Nebenschluß, der beim Überschreiten der Flüssigkeitsströmung über einen gegebenenfalls einstellbaren Wert den schwingungsfähigen Anker ganz oder teilweise der Einwirkung des Elektromagneten entzieht. q..
4. Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker mit Kontakten zur Steuerung. von überwachungs- oder Auslösestromkreisenverbunden ist. .
5. Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß mit dem schwingungsfähigen Anker eine Spule verbunden ist, die in einem Dauermagnetfeld schwingt und deren Spannung zur Überwachung oder Auslösung des zu schützenden Apparates dient. .
6. 6. Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Anker und der Magnet in den Gasauffangraum der Verbindungsleitung eines elektrischen Apparates, z. B. eines Transformators, mit seinem Ölausdehnungsgefäß eingesetzt ist. . Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom schwingungsfähigen Anker betätigte Kontaktvorrichtung außerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordnet ist und vorteilhaft mit dem Anker durch einen biegsamen Wandteil und ein Gestänge verbunden ist. B. Schutzvorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kontaktvorrichtung enthaltende Raum einerseits durch den mit dem Anker verbundenen biegsamen Wandteil, andererseits durch einen weiteren biegsamen Wandteil abgeschlossen ist, der mit dem ersten biegsamen Wandteil starr verbunden ist und der an den gleichen Flüssigkeitsraum angeschlossen ist, in dem auch der Anker schwingt.