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Schutzeinrichtung mit Einschwimmerrelais .für ölgefüllte elektrische
Geräte Die Erfindung betrifft eine auf Gasansammlung, Ölströmung und Ölverlust ansprechende
Schutzeinrichtung mit Einschwimmerrelais für ölgefüllte elektrische Geräte. Die
bekannten Einrichtungen . dieser Art besitzen den Nachteil, daß sie stets auf jede
der drei genannten Störungserscheinungen ansprechen und ihr Verwendungsbereich dadurch
auf Transformatoren beschränkt ist, Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, die Verwendungsmöglichkeit derartiger Schutzeinrichtungen zu steligern;
insbesondere sollen diese in der gleichen Ausführung auch für Geräte, deren Überwachung
im Betrieb andere Anforderungen stellt als die von Tansformatoren, beispielsweise
für Schalter oder Kondensatoren, anwendbar sein.
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Erfindungsgemäß ist der Schwimmer so ausgebildet und eingebaut, daß
er bei Verstellung von im Schutzeinrichtungsgehäuse oder am Schwimmer selbst vorgesehener
Organe, z. B. Stauwehre, Staubleche, wahlweise je allein auf Ölverlust; Ölströmung
oder Gasentwicklung oder auf das Zusammenwirken zweier oder aller drei Erscheinungen
anspricht.
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Die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung ist wegen der nur einfache
Handgriffe erfordernden leichten Umstellbarkeit auf einen. anderen Verwendungszweck
bequem im Gebrauch. So kann beispielsweise die gleiche Einrichtung sowohl für Transformatoren,
bei denen eine Anzeige der Gasentwicklung erforderlich ist, als auch für Schalter,
bei denen bei betriebsmäßiger Gasentwicklung das Relais nicht ansprechen soll, verwendet
werden. Wegen dieser den verschiedensten Zwecken anpaßbaren, also nahezu universellen
Verwendbarkeit
ist es nicht mehr not-,vendig, den verschiedenen
Zwecken besonders angepaßte Schutzeinrichtungen auf Lager zu halten, u-odurch also
die Lagerhaltung an Schutzeinrichtungen ganz wesentlich gegenüber früher verkleinert
wird.
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In der Abbildung ist ein Ausfühungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schwimmeranord-. null- dargestellt.
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An irgendeiner Stelle, an der in Störungsfällen in der elektrischen
Anlage, eine Veränderung des Ölstandes oder der Ölströmung oder der Strömungsgeschwindigkeit
zu erwarten ist, wird der Schwimmer i angeordnet. Dieser trägt z. B. eine Quecksilberschaltröhre
2 für den 3leldestromhreis. Bei dein in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Schwimmer in einem Gehäuse 3 enthalten, das in die Verbindungsleitung zwischen
einem Transformatorkessel und einem Olausdelinungsgefäß eingesetzt ist, und zwar
ist d. die all den Transforlnatorkessel und 5 die all das Ausdehnungsgefäß angeschlossene
Rohrleitung. Im Falle eines im elektrischen Gerät auftretenden Schadens, z. B. im
Falle eines Durchschlages oder Überschlages der Transformatorisolation, wird bekanntlich
das Öl infolge der Druckerhöhung finit erhöhter Geschwindigkeit durch die
Rohrleitung .1, 5 und das Gefäß 3 hindurch in das Ausdehnungs--efäl.i -`drückt,
und zwar in Richtung des Pfeiles 6. Bei auftretenden ölverlusten, z. B. durch Leckstellen
des Gerätekessels oder der elektrischen Anlage, strömt das Öl in umgekehrter Richtung
im Sinne des Pfeiles ; vom Ausdehnungsgefäß in den Gerätekessel. Solange das Öl
im Schwimmergehäuse 3 noch oberhalb des Spiegels S stellt, kann der Schwimmer nicht
ansprechen. Erreicht hingegen der Ölstand die durch die gestrichelte Linie 9 angedeutete
Höhe, so sinkt der Schwimmer ab oder kippt und überschreitet den Schalttvinkel des
elektrischen Schalters oder der Ouecksilberschaltröhre, so daß der Meldestromkreis
geschlossen oder geöffnet wird, je flach der Betriebsart.
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Um null den Schwimmer am Ansprechen auf Ölverlust wahlweise hindern
zu können oder ansprechen zu lassen, ist vor dem Schwimmergehäuse in der Rohrleitung
6 ein Stauwehr io angeordnet. Beispielsweise kann -in dieser Stelle der Rohrquerschnitt
einen Staurand enthalten. Es empfiehlt sich, die dein Staurand gegenüberliegende
Rohrwand entsprechend der Ouerschnittsv erengung durch das Stauwehr zu erweitern,
so d.aß sich der Scheitel i i ergibt. Durch :einen Umlenkkanal 12, der durch ein
Ventil 13 geöffnet oder abgesperrt wird, kann das Stauwehr beliebig wirkungslos
gemacht oder in Betrieb gesetzt werden. Die Mündungsstelle des Kanals liegt natürlich
etwa in Höhe des ( )Ispiegels 9, bei dessen Erreichen der Schwimmer anspricht. Der
Scheitel 11 des Rohrkrümmers bzw. der Rohrausbauchung ist durch einen Kanal oder
ein Verbindungsrohr 14 mit dem Oberteil (Gasauffangraum) des Gefäßes 3 verbunden,
damit sich hier keine Gasblasen sammeln ,können, sondern diese vielmehr ungehindert
all den Gasauffangraum des Gefäßes 3 weitergeheben werden, so daß der Schwimmer
bei Gasentwicklung ordnungsgemäß ansprechen kann.
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Ist hierbei aus dem Gefäß 3 durch das Gas so viel Öl verdrängt, daß
der Ölspiegel 9 erreicht wird, spricht natürlich der Schwimmer all. Um nun den Schwimmer
wahlweise auf Gasentwicklung ansprechen zu lassen oder sein Ansprechen zu verhindern,
ist durch den Umlenkkanal oder die Rohrleitung 15 das Gefäß 3 mit der Leitung 5
verbunden. Das in dein Rohr i 5 enthaltene Ventil 16 ist zu schließen, wenn der
Schwimmer auf Gasentwicklung ansprechen soll, und ist zu öffnen, wenn sein Ansprechen
zu verhindern ist. Das Gas strömt dann, ohne sich im Oberteil des Gefäßes 3 zu sammeln,
in die Rohrleitung 5 ab. Der Ölspiegel kann dann nur bis etwa zur Höhe 3 verdrängt
werden, bei der der Schwimmer noch schwimmend gehalten wird. Wesentlich für die
Wirkungsweise des Umlenkkanals 15 ist die tiefere Lage der Mündungsstelle 17 in
der Wand des Gefäßes 3. Der Rohranschluß 1s ist dabei gekrümmt, um, wie es in vielen
Fällen erforderlich ist, die Höhenlage der beiden Rohrleitungen .1. und 5 nicht
zu verändern.
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Das Führungsblech i9, das im wesentlichen parallel zur Ölströmung
liegt und sich in seiner Form etwa dem Durchflußwege bzw. dem Strömungspfade des
Öles anpaßt, entzieht den Schwimmer der unmittelbaren Einwirkung des Geschwindigkeitsdruckes
und etwaigen Strömungswirbeln des Öles. Soll der Schwimmer auch auf Ölströmung ansprechen,
so wird all ihm das Staublech 2o befestigt, das vorteilhaft einstellbar ist, d.
h. der Neigungswinkel des Staubleches zur Olströmungsrichtung läßt sich verstellen.
Wenn kein Ansprechen auf Ölströmung gewünscht wird, zieht man das Staublech vollständig
aus dem Ölstrom heraus; das Staublech ist daher am Schwimmer abnehmbar befestigt.
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Das Führungsblech i9 ist mit einem Schlitz 21 versehen, durch den
das Staublech 2o hindurchtritt. Da das Staublech parallel zur Ölströmungsrichtung
nur eine ganz geringe Oberfläche hat, ist die Ansprechgrenze des Schwimmers auf
Ölströmung unabhängig voll der Zähigkeit des Öles.
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Der Schwimmerdrehpunkt selbst ist so allgeordnet. daß sich stabile
Verhältnisse ergeben. Er liegt also vorteilhaft auf der voll
der-
Ölströmung abgewandten Seite des Schwimmers etwa an der Stelle 22. Die Schwimmerbewegung
ist natürlich in bekannter Weise durch Anschläge begrenzt.
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Wenn der Schwimmer ein Auslöseschwimnier ist, d. h. beim Ansprechen
das schadhafte Gerät vom Netz abtrennt, und wenn das 01
bzw. der Ölstand noch
durch einen weiteren Schwimmer, der beim Ansprechen Warnsignale betätigt, über-,vacht
wird, empfiehlt es sich, das Stauwehr io zur Wirkung kommen zu lassen und das Ventil
13 zu schließen. - Der Warnschw immer kann in einem besonderen oder in demselben
Gefäß 3 so, angeordnet sein, daß er höher als der Auslöseschwimmer liegt.
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Wenn die erfindungsgemäße Schwimmeranordnung als Schutzvorrichtung
für elektrische Schalter verwendet wird, empfiehlt es sich, das Ventil in der Verbindungsleitung
15 zu öffnen, so daß der Schwimmer nicht auf Gasentwicklung ansprechen kann. Nur
wenn durch stehenbleibende Lichtbögen die Gasentwicklung und die damit verbundene
Drucksteigerung im Schalterkessel eine unzuverlässige Größe annimmt, spricht der
Schwimmer auf die dann reinsetzende starke Ölströmung an. Wenn hingegen der Schalter
im Bereich des Stromnulldürchgangs schaltet, so daß betriebsmäßig praktisch mit
keiner Gasentwickhing zu rechnen ist, müßte das Ventil in der Rohrleitung 15 geschlossen
werden, so, daß der Schwimmer die Gasentwicklung anzeigt, die sich in Störungsfällen,
z. B. beim Schalten im falschen Zeitpunkt oder beim Hängenbleiben der Kontakte,
ergeben würde. Diese beiden Betriebsfälle können z. B. in Regelschaltern für Stufentransformatoren
auftreten, deren Schaltflüssigkeit mit einem Ausdehnungsgefäß in Verbindung steht.
Dabei können die Regelschalter stromlos oder unter Last -zu schaltende Stufenwähler
oder besondere Lastschalter sein.
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Durch die drei genannten Mittel, verstellbares Stauwehr, verstellbare
Staubleche und Umgehungsleitung zum wahlweisen Abführen bzw. Abschließen der aufgefangenen
-Gase, lassen sich folgende sieben verschiedenen Einstellungen des Schwimmers erzielen:
| Ist das |
| Ventil 13 Ventil 16 Staublech 2o Relais spricht
an bei |
| aufgesetzt ? |
| i. Zu Offen Ja Ölströmung |
| 2. Offen Offen Nein Ölverlust |
| 3. Zu Zu Nein Gasansammlung |
| d. ' Zu Zu Ja Ölströmung und Gasansammlung |
| 5. Offen Offen Ja Ölströmung und Ölverlust |
| 6. Offen Zu Nein Gasansammlung und Ölverlust |
| 7. Offen Zu Zu Gasansammlung und Ölverlust und |
| . Ölströmung |