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Schutzeinrichtung für vollkommen geschlossene elektrische MaAchinen
und Geräte, insbesondere isolierölgefüllte Transformatoren Die Erfindung bezieht-
sich auf eine SchutzeinrIc!htung für vollkommen geschlossene elektrische Maschinen;
und, Geräte, insbesondre isolierölgefüllte Transformatoren. Bekanntlich stehen derartige
Geräte infolge :der hetriebsmäßig auftretenden Erwärmung der Isolierölfül4ung während
des Betriebes unter einem mehr oder minder großen @,'rfierdruck. Bei einem bestimmten
Belastungsfall wird sich immer ein ganz bestimmter Überdruck einstellen. Ändert
sich nun dieser Druck während des Betriebes, ohne daß de Belastung des Gerätes sieh
gleichzeitig ändert, so ist das. ein Zeichen, daß das Gerät nicht mehr in Ordnung
ist und: Gefahr besteht. Derartige Betriebszustandsänderungen können mit dien bisheir
bekannten Schutzeinrichtungen, die mit. Schwimmer u. digl. arbeiten, nicht erfaßt
und gemeldet werden, Auch der Schutz des Gerätes durch ein mit Minimal-und Maximalkontakt
versehenes Druckanzeigegerät genügt nicht, :da alle innerhalb ,des normal@en D@ruckarbeitsibereiches,
also zwischen Leerlauf und' Höchstlast liegenden Druckschwankungen nicht zu einer
Kontaktgabe benutzt werden können.
Ebensowenig ist eine Anzeige
von sich langsam in geschlossenen Behältern einstellenden Drücken, die von den Drücken.
die den jeweiligen Belastungszuständen des Gerätes zugeordnet sind, abweichen. mit
den bekannten, eine Sperrflüssigkeit oder ein Druckventilenthaltenden Schutzeinrichtungen
möglich.
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Auch die mit auf Gase oder Dämpfe ansprechenden Diffusionszellen arbeitenden
Einrichtungen vermögen nicht auf langsame Druckänderungen in geschlossenen Behältern
anzusprechen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schutzeinrichtung zu schaffen.
die die obengenannten Übelstände beseitigt. Erfindungsgentäl:@ werden durch ein
Druckanzeigegerät der in dem Gerätbehälter herrschende Druck und der Druck eines
geschlossenen und innerhalb des Gerätbehälters angeordneten Vergleichsbeltälters,
z. B. eines Tauchrohres, verglichen und unzulässige Druckdifferenzen über eine an;ggeschlossene
Signaleinrichtung gemeldet.
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In der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert «-erden.
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Die Fig. i zeigt beispielsweise eine schematische Anordnung einer
Schutzeinrichtung bei einem ölgefüllten Transformator. Der Transformatorbehälter
i ist mit dem Deckel :2 dicht gegen die Außenluft abgeschlossen. Der Behälter i
ist mit Isolierflüssigleit4gefüllt. di, bis zum Spiegel 3 reicht. Der dichte Abschluß
von der Außenluft ist in vielen Fällen schon deshalb unbedingt erforderlich. weil
insbesondere bei nicht brennbaren Flüssigkeiten. wie z. B. chlorierten Kohlenwasserstoffen.
eine Berührung der Isolierflüssigkeit mit Außenluft wegen Zersetzung der Fliissigkeit
unter allen LTinständ.@n vermieden werden muß. Deshalb ist in solchen Fällen über
der Flüssig-]zeit im Behälter i ein Gaspolster g, vorzugsweise aus inertem Gas.
z. B. Stickstoff, angeordnet. Mit ; ist der aktive Transfortnatorteil angedeutet.
Ein Druckanzeigegerät 6. beispielsweise eine Druckdose. ist so eingerichtet. daß
mit ihr zwei Drücke verglichen werden können. Die Abstimmung ist so getroffen. daß
bei Gleichheit der Drücke der Zeiger 7 nicht ausschlägt. Die Druckdose steht mit
ihrer einen Seite über -die Rohrleitung S unmittelbar mit dem über dem Ölspiegel
3 befindlichen Gaspolster 9 des Behälterinnenraums in Verbindung. mit der andren
Seite ist sie an das unten geschlossene Tauchrohr io angeschlossen. das als Vergl.eichshehälter
dient. Dieses ist dicht durch den hesseldecket 2 geführt und ragt mit seinem Ende
in die Flüssigkeitsfüllung des Behälters i. Das Rohr io ist zweckmäßig mit der gleichen
Isolierflüssigkeit und inertern Gas wie fler Behälter selbst gefüllt, und zwar unter
Einhaltung genau Set- gleichen Füll- und Druckverhältnisse, -,vie diese im Kessel
vorhand_tt sind; d. h. im Normalbetrieb. also bei nicht gestörtem Betrieb, muß der
Druck im Vergleichsbeltälter io genau so groß sein wie der Druck im Behälter i.
damit der Zeiger j des Meßgerätes 6 nicht ausschlägt. Der Zeiger des 'Meßgerätes
kann über einer den vorkommenden Drücken und Betriebsvet'hältnissen entsprechend
geeichten Skala i i (Fig. _.2) ausschlagen. Vorteilhaft bringt man im Zeigerweg
Kontakte von Signalstromkreisen an. Beim Darüberstreichen des Zeigers. der an den
einen Pol der Signalstromkreise angeschlossen ist, schließen die jeweils überfahrenen
Kontakte den entsprechenden Signalstromkreis.
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Die Anordnung nach Fi-. 2 zeigt verschiedene solcher Kontakte. Ein
sogenannter Warnkotnakt 12 Gehört zu einem die Undicht-'heiten im Behälter anzeigenden
S@I-nalstromkreis. Der Kontakt 13 ist ein sogenannter Auslösekontakt. Er gehört
zu einem Stromkreis. der bei größeren Fehlern im zu schützenden Gerät. z. B. bei
Lichtl)ogenl>ild.uttg.
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; schneller Gasl>ildtrng usw. und dadurch hervorgerufenem Druckanstieg
im Behälter eilte» Auslösest@romkreis einschaltet und die daran angeschlossene Signal-
oder Abschalteinrichtun- steuert. Der Kontakt 14 ist gleichfalls ein Auslösekontakt.
doch wird dieser Kontakt l vom Zeiger; nur bei besonders starkem, sich itn Behälter
i einstellendem Druckabfall bestrichen «-erden. was insbesondre beim Auf-;, treten
von großen Kessellecks`ellen der Fall Ist.
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Die Einrichtung arbeitet folgend'ermaß,°tt: Das Druckanzeigegerät
ist so abgestimmt. daß Sein Zeiger im unaestörrai Betrieb nicht ausschlägt, sondern
in der in Fig. 2 gezeichneten Mittelstellung bleibt. Di:s ist deshalb möglich, weil
bei zunehmender Belastung sowohl der Behälterdruck als auch der Druck im Tauchrohr
sich immer proportional mit der auftretenden Temperatur gleichmäßig ändert. Solange
der Betrieb nicht gestört ist. vollziehen sich die Temperatur- und Druck-, änderungen
im Behälter i nur langsam. Die Folge ist, daß das in die Behälterflüssigkeit eintauchende.
Rohr io. das als Vergleichs-Behälter dient. zusammen mit seiner Füllflüssigkeit
in gleichem Maße erwärmt wird wie die Behälterflüssigkeit selbst. Der Druck im R:>lir
io ändert sich damit in gleicher Weise wie der Druck des Behälters i.
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Tritt nun eine plötzliche Störung im zu schützenden Gerät auf und
entst°hen. beispielswcise bei Lichtbogenbildung. größere Gasmassen, dann steigt
der Druck des Be-I<ä lters i sehr rasch, und zwar schreller als seins Temperatur.
Die Flüssigkeitsfüllung
des Vergleichsbehälters @io, die nur von
der Temperatur des umgebenden Behälterinhaltes beeinflußbar, ist, steigt in diesem
Fall nicht. Da sich also die Flüssigkeitsfüllung des Behälters io nicht ausdehnt,
steigt der Druck in diesem Behälter nicht, während aber der Druck des, Behälters
i sich erhöht hat. Das die beiden Drücke vergleicbenide Meßgerät 6 spricht auf den
Differenzdruck -an. Der Zeiger 7 schlägt im angenommenen Beispiel nach der Seite
des Kontaktes 13 aus und berührt schließlich den Kontakt: 13. selbst, wodurch der
angeschlossene Stromkreis sich schließt und eine Signal- oder Aus-löseeinriehtung
steuert. Selbstverständlich könnte vor dem Kontakt 13 noch ein Warmkontakt angeordnet
sein, ider eine angeschlossene Warneirnriichtung steuert, so wie 41es der Warnkontakt
12 bei kleinen Undichtheiten des Behälters tut, was) dann äler Fall ist, wenn z.
B. der Behälterdruck infolge geringer Undnchtheiten, die im Laufe längeren Betriebes
auftreten, sich langsam verringert. Der Zeiger 7 schlägt infolge .dies gestörten-
Druckverhältnisses von Druck im Behältevi und Vergleichsbehälterdruck von seiner
Mittelstellung gegen den Kontakt i2 aus. Bei starkem Lecken, also z. B. sichneiblem
Ölverlust, erreichet der Zeiger den Kontakt 1q., ohne daß im Vergleichsbe'hälter
io eine Druckänderung eingetreten ist, @da ja der Druck im Vergbeiehsbehälter nur
durch die jeweilige Temperatur bestimmt wird. Auf -diese Weise wird ein Auslösestromkreis
eingeschaltet, der den schnellen Ölverlust meldet. Je nachdem die Kontakte der Signalstromkreise
im Weg des Zeigers 7 angebracht sind, lassen sich mit dier Schutz- . einrichtung
ganz bestimmte Druckverhältnisse im zu schützenden Kessel überwachen.
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An Steile einer Druckdose können selbstverständlich alle Druck anzeigenden
Geräte verwenidet werden, die Differenzdrücke anzeigen, können. So kann beispielsweise
der Innenraum des Behälters i mit dem einen Schenkel eines U-förmig gebogenen Rohres
verbunden sein, während der andere Schenkel mit einem Vergleichsbehälter in, Verbindung
steht. Die im U-Teil untergebrachte Schaltflüssigkeit kann dann in ähnlicher Weise
wie der Zeiger der- Druckdose in den, Schenkeln angebrachte Kontakte von Signalstromkreisen
schließen. Der eine Pol der Stromkreise ist in diesem Fall im untersten Teil des
U-Rohres angebracht.
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Es ist auch denkbar, an Stelle einer Druckdose die Differenzdücloe
von Behälter und Verglieichsbehälter durch eine Membran anzuzeigen, die an einem
an id;em einen Ende eines in den Behälterinnenraum eingesetzten Rohres, das als
Vergleichsbehälter dient, angebracht ist. Die Fig. 3 zeigt hierfür eine beispielsweise
Anordnung. li ist wieder ,der Gerätbehälter, 2 der D;eckel', 3 die Isolierflüssigkeit
und: io .der gleichfalls mit Isolierflüstsigkeit und in ,demselben Verhältnis wie
der Behälter i gefüllte Vergleichsbehälter, der bei 15 am Kesseldeckel: 2 dicht
eingesetzt ist. Eine nachgiebige Membran 16 schließt den Vergleichsbehülter nach
der Innenseite des Behälters i zu ab. Ferner ist eine Öleinfüllschraube 17 sowie
eine an .der Membran angebrachte Kontakteinirichtung n8, die mit einem Signal= stromkreis
verbunden ist, angeordnet. Im ungestörten Betrieb heben sich die von beiden Seiten
auf die Membran wirkenden Drücke auf. Bei gestörtem Betrieb, ialso Undichtwerden,
Ölverlust einerseits und Kurzschluß, Licbtbogenb.@ldüng u. digl. andererseits wird
die Membran durch den jeweils entstehenden Differien zdruck ,den unteren oder oberen
Kontakt @schließen und! damit Signal gebeni.
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Eine weitere Ausführungsfarm zeigt Fig. 4. Der Vergleichsbehälter
23 ist oben mit einer Membran 2o verschlossen. Außerdem sind Haltemittel 22 am Kessebdieckel
und ein Schauglas 21 angeordnet. Die Membran ist in diesem Fall so bemessen, daß
sie bei Überschreitung eines bestimmten Differenzdruckes zerreißt. Der jeweilige
Zustand der Membran ist von außen durch ,das Schauglas sichtbar.
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Die Schuteeinrichtung ermöglicht es, alle vom ungestörten, Betriebsfall
abweichenden Temperatur- und Druckverhältnisse in vollkomm-en geschlossenen Behältern
einwandfrei anzuzeigen. Da zu ihrem Aufbau nur bekannte, sicher wirkende Druckmeßgeräte
verwendet sind, wirkt sie zuverlässig und ist vor allem wegen des nur wenige Teile
erfordernden Aufbaues übersichtlich und äußerst billig in der Herstellung.