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Einrichtung zur 2Jberwachung isolierflüssigkeitsgefüllter elektrischer
Geräte mit einem ölsammelraum, z. B. Transformatoren In den mit Isolierflüssigkeit
gefüllten Behältern von elektrischen Apparaten, beispielsweise Transformatoren,
entstehen durch ungewollte Vorgänge Gase. Solange die dabei entwickelte Gasmenge
gering ist, können die Gase unmittelbar oder über ein Ausdehnungsgefäß in die Außenluft
geführt werden. Wenn es sich aber um größere Gasmengen handelt, die sich plötzlich
.entwickeln können, so kann dies zu Formveränderungen und Beschädigungen der Behälter,
zu großen Ölverlusten und den gefürchteten Ölbränden führen, falls nicht genügend
große Abgangsquerschnitte für die Gase vorhanden sind.
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Man könnte diese Mängel z. B. bei Transformatoren dadurch beheben,
daß man das Verbindungsrohr zwischen Transformatorlressel und Ausdehnungsgefäß im
Querschnitt so groß macht, daß ein Druckausgleich leicht erfolgen kann. Das Ausdehnungsgefäß
würde aber dadurch seinen Zweck als Ölschützer verlieren, weil das warme Öl des
Transformators durch den großen Rohrquerschnitt aus dem Kessel zum Ausdehnungsgefäß
übertreten könnte und dort in Berührung mit der Luft rasch oxydieren würde. Es sind
nun bereits Schutzeinrichtungen bekannt, welche .die Gasentwicklung und den Abgang
von Gasen anzeigen und geeignet sind, durch Kontaktapparate das Abschalten des gefährdeten
Transformators zubewirken. Solche gasanzeigende Schutzeinrichtungen werden in die
verhältnismäßig enge Verbindungsleitung zum Ausdehnungsgefäß eingeschaltet.
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Ferner sind Vorrichtungen bekannt, die verhindern, d-aß ein unzulässig
hoher Druck in dem Ölkessel sich entwickeln kann. Es sind dies z. B. einfache Auspuffrohre,
die durch ihre Linienführung einen etwa ausspringenden Ölstrom in eine bestimmte
Richtung über den Ölbehälter in die Umgebung führen. Diese Rohre haben den Nachteil,
daß sie
wegen ihrer hohen Ausladung ini Bereich spannungsführender
Teile die Führung der Leitungsabgänge stark behindern und zu nachteiligen Umgehungsanordnungen
für letztere zwingen. Eine andere Art des CTberdruckschutzes sind dünne Metallblätter
an einem Gehäuseteil, die bei Cberdruck zu Bruch gehen bzw. sich ablösen und damit
Öffnungen für einen Druckausgleich freigeben. Diese Schutzvorrichtungen haben den
N acliteil, daß durch den freien Austritt der Isolierflüssigkeit der elektrische
Apparat und seine Umgebung von vier Flüssigkeit überschüttet wird und diese verlorengeht.
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Bei einer anderen bekannten Einrichtung, bei welcher zwei Auffanggefäße
in annähernd gleicher Höhenlage mit deni Hauptgefäß angeordnet sind, die gleichzeitig
als Ausdehnungsgefäße verwendet werden, muß der Gasdruck auf dem Ölspiegel der letzteren
stets der vom Hauptgefäß aus darüberstehenden Ölsäule entsprechen. Die Schnüffel-
und C-berdruckv entile werden dieses beabsichtigte Spiel nicht mitmachen können,
und die Ölspiegel der kommunizierenden Gefäße können sich letzten Endes auf gleiche
Hölie mit dein Haupgefäß einstellen. Dies kann je nach dein Größenverhältnis der
beteiligten Gefäße zur Folge haben. daß bei einer C"ndichtheit am Deckel des Hauptgefäßes
in dieses Luft angesaugt wird, die unter dem Deckel stehenbleibt und den Transformator
in seiner Betriebssicherheit verschlechtert. Es ist nicht einfach, eine Sicherheit
für das richtige Arbeiten der Ventile auf den Nebengefäßen züi finden, weil die
inneren Drücke mit dem Betriebszustand wechseln.
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Bekannt ist es ferner, eine zwischen dem Behälter eines elektrischen
Gerätes und dein Ausgleichs- oder Ausdehnungsgefäß vorhandene otfnung in Abhängigkeit
vom 01- oder Gasdruck. von der Zähigkeit des Öles oder von der Strömungsgeschwindigkeit
zu verändern.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Überwachung
isolierflüssigkeitsgefüllter elektrischer Geräte mit einem ÖI-sammelraum, z. B.
Transformatoren, bei der der Druck sieh bildenden Gases oder von Gasflüssigkeitsmengen
zur Betätigung von Schaltmitteln zur Signalgabe oder Abschaltung dient und bei der
die entstehende Gasmenge entsprechend ihrer unterschiedlichen Druckwirkung auf verschiedenen
Wegen abgeleitet und auch zur unterschiedlichen Wirkung gebracht wird. Das Kenzeichen
der Erfindung besteht darin, daß in den Austrittsquerschnitt für Gas und Flüssigkeit
eines Verbindungsrohres zwischen dein elektrischen Gerät und (lein Saininelrauin
ein durch das Gas verstellbarer und für dieses zwei Durchtrittswege verschiedenen
Querschnittes steuernder Hohlkolben angeordnet ist, der einerseits als ersten Durchtrittsweg
kleine Öffnungen für den langsamen Durchtritt geringer Gasmengen in ein Gassammel-
und -anzeigerolir und anderseits als zweiten Durchtrittsweg große Öffnungen für
den plötzlichen Durchtritt großer Gas-und Flüssigkeitsmengen in den Ölsammelraum
freigibt. Dies ergibt den Vorteil, daß sowohl die geringe Gasmenge als auch die
plötzlich: und starke Gasent-,vicklung durch einen einzigen Teil aufgenommen und
ausgewertet wird und dabei gleichzeitig entweder das Gassammel- und -anzeigerolir
<>cler das Ausdehnungsgefäß für plötzliche Ausdehnung angeschlossen ist, so daß
Anzeige und sparsame Ölbewirtschaftung sich mit großer Arbeitssicherheit vereinigen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
an einem Transformator mit Ausdehnungsgefäß in I# ig. i dargestellt. Fig. 2 zeigt
die Vereinigung von Gassaminelrohr und Ölstandsanzeiger.
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An den ölgefüllten Transformatorkessel a ist mittels des Rohrkrüniniers
b (fas Ausdehnungsgefäß c angeschlossen, (las durch die Trennwand (Z in einen Raum
H und den Auspuffraum A unterteilt ist, die beide über die Rohrverbindung c niit
Ablaßliahn kommunizierend verbunden sind. Im oberen Teil des Ausdehnungsgefäßes
c ist die Überdruckklappe f angebracht.
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An den Rohrkrümmer b ist ein Zylinder ;; angesetzt, in dein ein Hohlkolben
h beweglich ist, der unter der `Virkung der Feder i gegen den Anschlag h in der
Ruhestellung festgehalten und unter dem Druck des aus dem Behälter a abströmenden
Gases entgegen der Feder so bewegt wird, daß er in den Auspuffraum A des Ausdehnungsgefäßes
c hineinragt. Der Hohlkolben ist gegen den Auspuffraum A hin durch einen Boden abgeschlossen,
in dem sich die kleine Öffnung in befindet, welche den Ölübertritt aus dem Transforrnatorkessel
in das Ausdehnungsgefäß zuläßt. An dem Zylinder g ist einerseits das Gassammelrohr
n und anderseits der Ülstandsanzeiger o (Fig. 2) angebracht. p ist ein Führungsstift
für den Hohlkolben g. Das Rohr r, vom Gassammelraum it führt zu dem an einer leicht
zugänglichen Stelle angebrachten Gasablaßhahn q. Das Rohr r, (Fig. 2) verbindet
den Raum oberhalb des Ülstandsanzeigers o mit dem Luftraum des Aus(lehnungsgefäßes
c. Im Mantel des Kolbens h befinden sich Öffnungen s, s=, die in der Ruhestellung
des Kolbens mit den Anschlußöffnungen für das Gassammelrohr n. und das Olstandsrohr
o sich überdecken. Ferner sind im Mantel des Kolbens auf dem Umfang verteilte Öffnungen
t vorgesehen, deren gesamter Austrittsquerschnitt mindesten; gleich
oder
größer ist als der Querschnitt des Rohrkrümmers b, und welche den Gas- bzw. Flüssigkeitsdurchtritt
in den Auspuffraum r1 freigeben, wenn der Kolben h aus seiner Normalstellung heraus
in die gestrichelte Endstellung bewegt worden ist. Das Gassammelrohr za und ,das
ölstandsrohr o bestehen zweckmäßig mindestens teilweise aus einem durchsichtigen
Stoff, um den Stand des Flüssigkeitsspiegels in den beiden miteinander komrnunirierenden
Rohren erkennen zu lassen.
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Die Wirkungsweise: der Einrichtung ist wie folgt: Im normalen Zustand
nimmt der Kolben la im Zylinder g die in Fig. i stark aus-g r e Zogene Lage
ein, er wird darin durch die Feder i gehalten.
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Geht dieGasentwicklung im Transformatork essel a nur langsam vor sich
und ist die entwickelte Gasmenge nicht groß, so tritt das Gas über den Rohrkrümmer
b in den Hohlraum des Kolbens h, und aus diesem über die öffnung s1 in das Gassammelrohrn.
Die ölsäule im Gassammelrohr sinkt. Aus dem Vergleich des Standes .der Ölsäule im
Gassammelrohr n mit dem des danebenliegenden ölstandsanzeigers o läßt sich die Gasansammlung
erkennen. Das angesammelte Gas kann am Hahn q abgezapft und beispielsweise in eine
Gummiblase zur Untersuchung aufgenommen «-erden.
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Wenn sich dagegen im Transformatorkessel a plötzlich große Gasmengen
entwickeln und es tritt im Rohrkrümmer b starke Ölpressung ein, so wird der Hohlkolben
lt in die gestrichelte Endstellung bewegt. Die aus den Öffnungen t austretenden
Gas- und Ölmengen können ungehindert in den Auspuffraum A und den Raum Hausströmen.
Größere Mengen werden dabei über die Trennwand d sich ausgleichen und kleinere Mengen
über das Verbindungsrohr e. Die Einrichtung gemäß .der Erfindung kann durch Einbau
von Schwimmern und elektrischen Kontakteinrichtungen zur Betätigung von optischen
oder akustischen Anzeigemitteln für den Durchgang von Gasen und Flüssigkeiten oder
zum Abschalten des gefährdeten Transformators ausgerüstet «-erden.
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Die Überdruckausgleich- und Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung
bietet den Vorteil, daß das entwickelte Gas in einem neben dem Ölhöhenstandsanzeiger
stehenden Rohr aufgefangen und der Gasabgang durch unmittelbaren Vergleich zweier
Ölsäulen augenscheinlich wahrnehmbar gemacht ist. Ferner bestellt der Vorteil der
neuen Einrichtung darin, daß die durch Gasdruck aus dem Apparatebehälter herausgepreßte
Isolierflüssigkeit in eine besondere, dem Ausdehnungsgefäß beigeordnete Auspuffkammer
geführt wird und somit nicht zerlorengeht oder die Umgebung verunreinigt.