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Verfahren zum Kühlen und Isolieren von elektrischen Geräten Di:-,
Erfindung bezieht sich auf ein # -erfahren und eine Einrichtung zum Kühlen und,
Isolieren von elektrischen Geräten, bei welchen Leiterelemente in einem Gehäuse
eingeschlossen und gegen dasselbe isoliert sind.
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Es ist bereits bekannt, die Isolierung bei derartiger Ger;iten durch
ein flüssiges Dielektrikum vorzunehmen, in welches die Leiterelemente eintauchen
und welches gleichzeitig einerseits zur Kühlung der Elemente, anderseits zur gegenseitigen
Isolierung derselben gegeneinander und gegen das Gehäuse, in welchem sie untergebracht
sind, dient. Die \'erwendung von flüssigen Isoliermitteln bei (Teräteti dieser Art
ist mit Nachteilen ver.bundLn. Einer dieser Nachteile ist die Notwendigkeit der
@'erwetidung großer Mengen von flüssigem Dielektriktim, wie 01, cliloriertetn
1)iplienyl c. dgl.; der durchschnittliche `'erbrauch bei Transformatoren beträgt
ungefähr igoo 1 an flüssigem Dielektrikum für iooo k`'A. Außerdem erfordern flüs,sige
Dielektrika Aufmerksamkeit und Wartung, weil sie verschlammen oder sich durch Reaktion
mit in den Transformator eindringender Feuchtigkeit oder Luft verschlechtern, was
einen Abfall der Isolationscharakteristik zur Folge hat. Wenn in einem mit einem
flüssigen Dielektrikum gefüllten Apparat ein Lichtbogen entsteht, treten bei Verwendung
von mitieraliscliem Öl als Dielektrikum Explosion oder Brand ein; oder es entwickeln
sich bei Verwendung von chlorierter, dielektrischer Flüssigkeit ätzende und schädliche
Halogendämpfe, die mindestens Korrosion im Innern des Apparates verursachen. `Veitere
Mängel sind zu bekannt, als claß sie der Erwähnung bedürften.
Die
neuere Entwicklung ,derartiger Geräte ist der sog. Trockentyp, d. h. der gasgefüllte
oder luftgekühlte Transformator, der einige der Mängel, welche die Verwendung von
flüssigem Dielektrikum verursacht, vermeidet. Indessen haben gasgefüllte Transformatoren
zahlreiche eigene Nachteile. Einer derselben besteht in der Notwendigkeit, in den
Wicklungen geeignete Maßnahmen für das Durchdringen oder Durchströmen von Luft oder
einem anderen Gas zu treffen, um eine ausreichende Kühlung der elektrischen Elemente
zu gewährleisten. Feste Isolierungen zwischen den Wicklungen und dem Boden sind
unzweckmäßig wegen der Notwendigkeit der Anbringung von Luftleitungen hinter den
Wicklungen; beim Fehlen solcher Barrieren aus festem Isolierstoff begrenzen Rundfeuer
oder Spannungszusammenbruch zwischen den Wicklungen und dem Boden die für die Verwendung
in Betracht kommenden Potentiale. Die Abmessungen von Kern und Wicklungen :bei einem
gasgefüllten Transformator sind unter gleichen Verhältnissen größer als bei einem
durch Flüssigkeit gekühlten Transformator. Ferner bereitet der Trockentyptraneformator
in der Planung und im Bau größere Schwierigkeiten als der flüssigkeitsgekühlte Transformator.
Die feste Isolation an den Wicklungen muß wesentlich stärker sein als bei Verwendung
eines flüssigen Dielektrikums. Ein luftgekühlter Transformator ist nur sehr wenig
überlastbar; dadurch wird die Eignung, über der veranschlagten Belastungsfähigkeit
zu arbeiten, stark eingeengt und .die Zuverlässigkeit im Betrieb nachteilig beeinträchtigt,
im Gegensatz zu Geräten, die mit flüssigem Dielektrikum gefüllt sind.
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Zur Behebung der Mängel der beiden bekannten Gattungen von Geräten
liegt der Grundgedanke der Erfindung darin, zur Isolierung feuer- und explosionssichere
Gase zu verwerklen und die Kühlung mit einer die entwickelte Wärme abführenden Flüssigkeit
vorzunehmen, wobei jedoch für diesen Zweck der Kühlung eine wesentlich geringere
Menge an Flüssigkeit aufgewendet wird als bei den bekannten, mit einem flüssigen
Dielektrikum gefüllten Geräten..
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt man über das -bzw. die Leiterelemente
in dünner Schicht ein flüssiges Dielektrikum aus einer Fluor und Kohlenstoff enthaltendem
Verbindung fließen, das durch Verdampfung die Kühlung bewirkt und dessen entwickelte
Dämpfe ein. :die elektrischen Leiter isolierendes, gasförmiges Medium erzeugen.
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Die Figuren erläutern das erfindungsgemäße Verfahren und zeigen ein
Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Es stellt
dar Fig. i einen vertikalen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten
Transformator, Fig. a ein Diagramm des Spannungsabbruchs in Kilovolt, in Abhängigkeit
von dem absoluten Druck, ausg;,drückt in Zentimeter Quecksilbersäule für bestimmte
Gase, Fig.3 ein Diagramm der dielektrischen Stoßfestigkeit in Kilovolt in Abhängigkeit
von den Gasdrücken, ausgedrückt in Zentimeter Quecksilbersäule.
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Es ist das Ziel der Erfindung, ein Gerät zu schaffen, welches die
Vorteile der mit flüssigem Dielektrikum gefüllten Geräte mit den Vorteilen der gasgefüllten
Geräte vereinigt, unter Vermeidung aller oder nahezu aller Nachteile dieser bekannten
Typen und unter Erzielung einzelner spezifischer Vorteile. Im besonderen werden
erfindungsgemäß die wirksamen elektrischen Elemente oder Wicklungen des Gerätes
dadurch gekühlt, daß man über dieseleben eine flüssige F luor-Koh 1 enstoff-Verbindung
mit einem Siedepunkt zwischen 5o und 150° C bei atmosphärischem Druck in dünner
Schicht fließen läßt, z. B. durch Zerstäuben. Diese Flüssigkeit kühlt, vornehmlich
unter Verdampfung, die Wicklungen. Die entstehenden Dämpfe durchziehen das Gehäuse,
in welchem dieWicklungen angeordnet sind, und kondensieren bei Berührung mit den
verhältnismäßig kalten Wandungen des Gehäuses oder sie werden in einem Radiator
oder auf irgendeine andere Weise kondensiert. Die kondensierte Fuor-Kohlenstoff-Flüssigkeit
sowie die flüssigenTeilchen, welche beim Benetzen, z. B. Bestäuben oder Besprühen,
der Wicklungen mit der Fluor-Kohlenstoff-Verbindung nicht verdampft waren, werden
gesammelt und neuerdings zum Benetzen der Wicklungen verwendet. Für eine auf diese
Weise durchgeführte wirksame Kühlung eines gegebenen elektrischen Gerätes genügt
eine verhältnismäßig kleine Menge einer flüssigen Fluor-Kohlenstoff-Verbindung.
So reichen für einen auf iooo kVA berechneten Transformator ungefähr 381 einer Fluor-Kohlenstoff-Flüssigkeit
aus. Es kann aber, wenn ein Sicherheitsfaktor erwünscht ist, eine größere Menge
dieser Flüssigkeit verwendet werden.
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Die aus einer flüssigen Fluor-Kohlenstoff-Verbindung entwickelten
Dämpfe haben hervorragende elektrische Isoliereigenschaften. Sie sind allen anderen
Gasen bezüglich der Charakteristiken der Isolierfähigkeit, wie Zusammenbruchfestigkeit,
dielektrische Festigkeit, Verlustwinkel und Widerstandsfähigkeit gegen Koronabildung,
praktisch überlegen. Die flüssigen Verbindungen von Fluor und Kohlenstoff sind hervorragend
in ihrer Stabilität gegenüber chemischen und thermischen Einflüssen.; sie üben keine
oder kaum eine lösende oder verschlechternde Wirkung auf die üblicherweise bei der
Anfertigung der elektrischen Leiterelemente, wie Wicklungen oder Spulen, verwendeten
Isoliermaterialien und Lacke aus.
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Für die erfindungsgemäße Verwendung geeignete Verbindungen, von nur
Fluor und Kohlenstoff sind solche, deren Siedepunkt in den Grenzen zwischen 5o und
ioo° C bei atmosphärischem Druck liegt. Beispiele für solche Verbindungen sind:
Perfluoromethylcyclo'hexan, Perfluorodimethylcyclohexan, Perfluoroheptan, Perfluorohexan,
Perfluorotoluen, Perfluoropropylcyclohexan, Perfluoroäthy1cyclohexan und Perfluorodiäthylcyclohexan.
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Der Gefrierpunkt dieser aufgezählten Verbindungen liegt beträchtlich
unter o° C, so daß sie mit Sicherheit unter allen in Betracht kommenden
Bedingungen
verwendet werden können. Nachstehend wird im besonderen Perfluoromethylcyclohexan
als Beispiel für eine den Zwecken der Erfindungentsprechende Verbindung behandelt;
indessen können mit Erfolg an Stelle dieser Verbindung ganz oder teilweise andere
Fluor-Kohlenstoff-Verbindungen treten oder auch Mischungen von zwei, drei oder mehr
solcher Verbindungen, wobei jede den Siedepunkt in den Grenzen zwischen 50 und i
5o' C aufweist. Die physikalischen Eigenschaften von Perfluoromethylcyclohexan sind
folgende: Siedepunkt 76,3° C, Verdampfungswärme 22 Kalorien je Gramm bei dem Siedepunkt,
spezifische Wärme 0,2 Kalorien je Gramm, Dichte 1,8, Gefrierpunkt unter -50° C.
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Das Ausführungsbeispiel der Fig. i zeigt einen Transformator io mit
einem Gehäuse 12, das durch einen Deckel 14 verschlossen ist. In dem Gehäuse befindet
sich eine Tragkonstruktion 22, auf welche der magnetische Kern 2o und die elektrischen
Spulen oder Wicklungen 18 montiert sind, und zwar in einer Anordnung, welche das
Benetzen dieser elektrisch wirksamen Teile mit einem flüssigen Dielektrikum erleichtert.
Zwischen den Wicklungen und der Tragkonstruktion 22 sind Isolierkörper 2.1 aus festem
Isolierstoff angeordnet. An die Wicklungen sind Zuleitungen 28 angeschlossen, welche
den Deckel 14 in Einführungsbüchsen 3o durchsetzen. Der Boden des Gehäuses bildet
eine Wanne 16, Worin sich ein Vorrat 32 einer flüssigen Fluor-Kolilenstoff-@'erbiridungbefindet,
beispielsweise Perfluorometyhlcycloliexan. Es ist hervorzuheben, daß der Vorrat
an flüssigem Fluorkohlenstoff 32 in der Wanne so klein ist, daß idie Flüssigkeit
nicht in Berührung kommt mit dem Kern 20 oder den Wicklungen 18. Der Boden der Wanne
16 ist über eine Leitung 34 an eine Pumpe 36 angeschlossen. Letztere befindet sich
in einem Schutzkasten 38, derart, daß sie gewartet und beobachtet wenden kann, ohne
daß das Transformatorgehäuse 12 geöffnet werden muß. Die von der Pumpe 36 geförderte
Flüssigkeit gelangt über ein Leitungsrohr 40 in eine Zerstäubervorrichtung 42, welche
dazu dient, die Flüssigkeit in feinen Strahlen 43 sprühregenartig auf die Wicklungen
18 und den Kern 20 zu verteilen. Die zerstäubte Flüssigkeit verteilt sich in Form
eines dünnen Films über die elektrisch wirksamen Elemente und wird, wenn die Wicklungen
und der Kern erwärmt sind, verdampft, wobei Kern und Wicklungen gekii.hlt werden.
Die so erzielte Kühlung ist außerordentlich intensiv und wirksam in bezug auf die
Erhaltung gleichmäßiger Temperaturen. Die entwickelten Dämpfe der flüssigen Fluor-Kohlenstoff-Verbindung
strömen zu den Wänden de's Gehäuses 12, wo eine Kondensation stattfindet; die flüssigen
Bestandteile derFluor-.Kohlenstoff-Verbindung fließen in die Wanne 16 zur Wiederverwendung
zurück.
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Die entwickelten Dämpfe gelangen auch in einen Radiator 44, der an
das Gehäuse 12 angebaut ist; sie treten in den Radiator 44 durch eine verhältnismäßig
weite Einlaßöffnung 46 ein; die kondensierte Flüssigkeit fließt über eine engere
Auslaßöffnung 48 in den Transformator zurück. In manchen Fällen wird es nicht notwendig
sein, einen derartigen Radiator anzuordnen, weil die Wandungen des Gehäuses 12 und
,der Deckel 14 ausreichen, um die entwickelte Wärme an die Atmosphäre abzuführen.
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Der in Fig. i gezeigte Transformator ist leichter als ein entsprechender
Transformator mit flüssigem Dielektrikum; seine elektrisch wirksamen Elemente sind
gedrungener angeordnet als bei einem luftgekühlten Transformator .der gleichen Größe.
Er ist feuer- und explosionssicher. Die Anlage ist gegenüber einem luftgekühlten
Gerät wesentlich vereinfacht, weil Isolationskörper 24 aus festem Isolierstoff verwendet
und keinerlei Luftleitungen erforderlich sind.
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Der durchschnittliche iooo-kVA-Transformator entwickelt bei vollerLast
rund 15 kW Verlustwärme. 3785 1 flüssiges Perfluoromethylcyclohexan je Minute absorbieren
diese Wärmemenge durch Verdampfung. Die Pumpe 36 muß demzufolge mindestens auf diese
der Verteilervorrichtung 42 zuzuführende Menge Flüssigkeit berechnet sein: Zweckmäßigerweise
aber wird die Pumpe auf das zwei- bis vierfache dieser Leistung dimensioniert. Der
Überschuß an flüssigem Fluorkohlenstoff gibt dem Gerät eine besondere Widerstandsfähigkeit
gegen Überlastung.
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Die aus dem flüssigen Fluorkohlenstoff entwickelten Dämpfe haben hervorragende
Isoliereigenschaften und liefern demzufolge ein ausgezeichnetes Isoliergas zur Isolierung
der Wicklungen 18 gegeneinander und gegenüber dem Gehäuse sowie gegenüber anderen
Teilen des Gerätes, wenn, ein Potential zwischen den Wicklungen und dem Gehäuse
existiert. Für gewöhnlich wird das GehäuSL6 12 mit einem i.nerten Gas, wie Stickstoffgas,
mit einem Druck von ungefähr i Atm. gefüllt, wenn auch der Druck beträchtlich niedriger
oder für gewisse Zwecke höher sein kann. Wenn der Transformator io nicht in Betrieb
ist, ist der überwiegende Anteil ,des in dem Gehäuse vorhandenen Gases das Stickstoffgas
mit einem kleinen, partiellen Druck von Fluor-Kohlenstoff-Dampf. Wird der Transformator
in Betrieb genommen und steigt die Temperatur, so wird mehr oder weniger Fluor-Kohlenstoff-Dampf
erzeugt, was zur Folge hat, daß der Druck in .dem Gehäuse 12 des Transformators
steigt.
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In Fig. 2 ist bei einem Abstand von rund 5 mm zwischen zwei Kugeln
von 13 mm Durchmesser die Zusammenbruchcharakteristik der einzeln und gemeinsam
indem Transformator vorhandenen Gase über einen weiten Bereich von Drücken gezeigt.
Ist Stickstoff allein verwendet, so übersteigt bei i Atm. ' Druck die Zusammenbruchspannung
nicht ungefähr io kV. Wird Perfluoromethylcyclohexan bei atmosphärischem Druck (76
cm Quecksilbersäule) zugefügt, wie bei Punkt A des Diagramms gezeigt, dann . tritt
ein scharfer Anstieg in der Zusammenbruchfestigkeit ein. Bei der Zugabe von mehr
Perfluoromethylcyclohexan steigt die Zusammenbruchspannung so rapid an, daß bei
einem Totaldruck von etwa 85 cm Quecksilbersäule
die Zusammenbruchfestigkeit
des Gasgemenges ungefähr 3o kV ausmacht. Bei 2 Atm. auf das Gasgemisch aus Stickstoff
und Perfluoromethylcyclohexandämpfen ausgeübtem Druck liegt die Grenze ungefähr
bei 73 kV.
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Eine der . kritischen Charakteristiken eines Transformators ist die
Festigkeit gegenüber stoßartig auftretenden Impulsen. Ist der Transformator hohen
Stoßimpulsen nicht gewachsen., so 1>eadeutet dieses eine wesentliche Einengung seiner
Verwendungsmöglichkeit und unterwirft ihn der Bruchgefahr bei Auftreten eines Blitzschlages
oder eines anderen ihn treffenden Hochspannungsstoßes. Die Fluor-Kohlenstoff-Gase
zeichnen sich durch eine hohe Stoßfestigkeit aus; ein mit solchen Gasen arbeitender
Transformator ist allen normalerweise auftretenden Spannungsstößen gewachsen.
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Fig. 3 zeigt die Widerstandsfähigkeit gegen liolie Spannungsstöße
sowohl des Stickstoffgases wie auch eines Gasgemisches aus Perfluoromethvlcyclohexan
und Stickstoff. . Die Kurven wurden aufgenommen mit im Abstand von 51 mm in dem
Gas angeordneten halbzölligen (rund 13 mm) quadratischen Stäben, die Spannungsstößen
ausgesetzt wurden. Durch die Zugabe von Perfluoromethylcyclohexan wird im Durchschnitt
die positive Stoßfestigkeit gegenüber Stickstoffgas allein verdreifacht, während
die negiative Stoßfestigkeit sogar noch besser liegt.
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Die Verwendung von flüssigem Fluorkohlenstoff als Kühlmittel bei elektrischen
Apparaten, wie beispielsweise Transformatoren, gestattet eine Erhöhung der kVA-Aufnahme
bei Gewährleistung feuer- und explosionssicherer Ausführung. Desgleichen gestattet
sie ein Hinaufschieben der Spannungsgrenze von 1300o Volt bei einem luftgekühlten
Transformator auf 30 000 Volt und höher.
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Wenn das Gehäuse 12 gegen Drücke widerstandsfähig gebaut ist, kann
die Innenatmosphäre ausschließlich aus Dämpfen von Fluorkohlenstoffen, wie Perfluoromethylcyclohexan,
bestehen. Selbst bei niederen umgebenden Temperaturen übt das Perfluoromethylc.yclohexan
einen zwar geringen, aber doch merkbaren Gasdruck aus. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,
hat Perfluoromethylcyclohexan eine hohe Zusammenbruchfestigkeit sogar bei niederen
Drücken; so besitzen bei einem absoluten Druck von io cm Quecksilber die Perfluoromethylcyclohexandämpfe
eine Zusammenbruchfestigkeit von etwa 15 kV, was jene von Stickstoffgas bei Atmosphärendruck
übertrifft. Selbst bei o° C ist der Dampfdruck ungefähr 4 cm Quecksilber und die
Zusammenbruchgrenze liegt bei etwa io kV. Der Dampfdruck und die Zusammenbruchgrenze
von Perfluoromethylcyclohexan steigen rapid, sobald die Temperatur des Transformators
ansteigt, so d;aß der Transformator jederzeit hinreichend isoliert ist. Bei ungefähr
einem absoluten Druck von
70 cm Quecksilber ist die Zusammenbruchfestigkeit
von Perfluoromethylcyclohekandampf gleich der eines Transformatoröles bei 5 mm Abstand.
Des weiteren gewährleisten Gemische von zwei oder mehr Fluorkohlenstoffen, wovon
mindestens einer einen hohen
| Dampfdruck bei niedrigen Tenihcraturen besitzt, |
| eine hinreichende Isolierfestigkeit selbst bei sehr |
| niederen, umgebenden Temperaturen. |
| Die beschriebene Anordnung kann «-eiter ver- |
| bessert «-erden, wenn man dafür sorgt, daß nicht |
| kondensierendes Gas in einem Teil des Gehäuses |
| abgesondert wird, welcher von den während des |
| Betriebes wirksamen elektrischen Elementen ent- |
| fernt liegt; dies, um zu erreichen, daß die Fluor- |
| Kohlenstoff-Dämpfe rascher durch das Gehäuse |
| strömen und rascher kondensieren. In diesem Zu- |
| sammenhang muß erwiilint werden, daß das Trans- |
| formatorgehäuse anfangs mit Stickstoffgas oder |
| einem anderen inerten, nicht kondensierenden Gas, |
| wie z. B. Helium, Argon, Neon, Kohlendioxyd, |
| Sulfurhexafluorid o. dgl.> oder mit Gemischen |
| solcher Gase gefüllt wird, also mit Gasen, die bei |
| atmosphärischen: Druck mäßig isolierend wirken |
| und die für solche Zwecke erforderlichen elek- |
| trischen Eigenschaften besitzen. Diese Gase sollen |
| eine geringere Dichte besitzen als die Fluor-Kohlen- |
| stoff-Gase. Beispielsweise sei der Druck von Stick- |
| stoffgas in dem Gehäuse im wesentlichen der |
| atmosphärische Druck, nämlich 76 cm Quecksilber- |
| säule oder weniger, wenn das Gehäuse 12 einem |
| partiellen Vakuum oder zeitweise einem Druck, der |
| etwas größer eist als der atmosphärische Druck, |
| standhält. Hierauf wird in das Gehäuse eine Fül- |
| lung einer Fluor-Kohlenstoff-Flüssigkeit, z. B. |
| Perfluoromethyicyclohexan, eingebracht, welche |
| einen partiellen Druck von wenigen Zentimetern |
| Quecksilbersäule sogar bei o° C ausübt. Wenn der |
| Transformator in Betrieb, genommen wird, also die |
| Wicklungen 18 an Spannung gelegt werden, steigt |
| die Temperatur der @@'icklungen und des Kerns mit |
| der aufgedrückten Belastung. Das Ansteigen der |
| Temperatur der Wicklungen und des Kerns allein |
| wird das Wachsen des Druckes des eingeschlossenen |
| gasförmigen Mediums verursachen. Weiterhin wird |
| infolge der Verdampfung des flüssigen Fluor- |
| köhlenstoffes der partielle Druck des Fluorkohlen- |
| stoffes bei geringen Änderungen der Temperatur |
| steigen. Da die Fluor-Kohlenstoff-Dämpfe wesent- |
| lich dichter sind als das Stickstoffgas und in dem |
| Maß, in welchem Fluor-Kolilenstoff-Dämpfe an der |
| Oberfläche der Wicklungen und des Kerns während |
| des Betriebes fortgesetzt entwickelt werden, wird |
| das Stickstoffgas in dem Gehäuse nach oben ge- |
| trieben. Das Stickstoffgas wird abgesondert und |
| in Abhängigkeit von der Temperatur der Wick- |
| lungen und des Gasdrucke; ]in oberen Bereich des |
| Gehäuses konzentriert. |
| Um eine wirksame Absonderung des nicht kon- |
| densierenden Gases, wie Stickstoffgas, von den |
| Fluor-Kohlenstoff-Dämpfen zu ermöglichen, derart, |
| daß .die Fl@uor-Kohlenstoft-Däinl)fe ungehindert die |
| Wandungen des Gehäuses 12 bestreichen und in den |
| Radiator 44 gelangen können, und um eine mög- |
| lichst wirksame Abkühlung der in dem Kern und |
| in den Wicklungen erzeugten Wärme zu gewähr- |
| leisten, wird erfindungsgemäß ein ausreichender |
| Raum oder ein geeigneter Gasbehälter im oberen |
| Teil des Transformatorgeli:iuses zum Absetzen des |
Nitrogases angeor.dn:#t. Im unteren Teil des Transformatorgehäuses.
d. 1i. im Bereich des Kerns und der \\'icklung-Pn sind dann nur Fluor-Kolilenstoft-Dämpfe
vorhanden, und zwar frei von nicht kondensierendem N itrogengas. In manchen Fällen
wird das Gehäuse 12 Hinreichend groß sein, um einen angemessenen Raum für die Absonderung
des Nitrogengases frei zu lassen. Zweckmäßig wird einige Zoll über demVerteilerrohrd2
eineZwischenwand angeordnet, welche den von den Fluor-Kohlenstoff-D:impfell eingenommenen
Raum abgrenzt gegen den von (lein nicht kondensierenden Gas eingenomineilcn Rauin.
Die Zwischenwand dient dazu, ein Mitnehmen des nicht kondensierenden Gases durch
die Fluor-Kohlenstoff-Dämpfe zu verhindern.
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In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zum Absondern
des nicht kondensierenden Gases gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist im oberen
Teil des Transformatorgehäuses, entweder in fester Verbindung mit diesem oder außen
angesetzt, ein Gasbehälter 5o angeordnet, der mit <lern Innern des Gehäuses 12
durch enge DurchgangsöffIluligell 3 2 in X-erl>iii,dung steht. Der kauminhalt cles
(iaslreliälters 5o ist zweckmäßig mindestens die Hälfte des Rauminhaltes des Gasraumes
des übrigen Gehäuses; in manchen Fällen ist er gleich groll; es kann aber auch in
anderen Fällen vorteilhaft sein, ihn größer zu bauen. Während des Betriebes des
Transformators wird das Stickstoffgas aus dem Gehäuse 12 durch die Öffnungen 52
in den Behälter 5o getrieben, einerseits infolge des durch Ansteigen der Temperatur
verursachten An-Wachsens des Gasdruckes, anderseits infolge der kontinuierlichen
Verdampfung von Fluorkohlenstoff, d. 1i. der Erzeugung von Dämpfen, die erheblich
gröbere Dichte besitzen als das Stickstoffgas. Das Gas in dem Gasbehälter 5o enthält
einen viel kleineren Anteil au Fluorkohlenstoff als das Gasmedium im Hauptteil des
Gehäuses 12, was zurückzuführen ist auf die kontinuierliche, durch die Entwicklung
von Fluor-Kohlenstoff-Dämpfen bedingte Anreicherung des Gases im unteren Teil des
Gehäuses. Gewöhnlich wird der Gasbehälter 5o kühler sein als der übrige Transformator;
daher werden dort ini Cberschuß des partiellen Druckes des Fluorkohlenstoffes bei
dieser Temperatur vorhandene Fluor-Kohlenstoff-Dämpfe bestrebt sein, zukondensieren
und in die Wanne 16 zurückzutropfen. Demgemäß ist der partielle Druck der Fluor-Kohlenstoff-Dämpfe
in dein Gasbehälter 5o verschieden voll jenem in (1011l Gellätise 12, und zwar wegen
des L?nterschiedes in den dynamischen Bedingungen zwischcn den beiden durch den
Gasbehälter 5o einerseits und das Gell<iuse 12 anderseits bestimmten Räumen.
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Es ist in hobeln 11aße erwünscht, daß die Absonderung von nicht kondensierendem
Gas aus der :\tinospliäre in dem Gehäuse i2 stattfindet, sobald die Wic.khingen
und der Kern erregt werden und Wärme erzeugt wird; denn abgesehen davon, daß eine
bessere: Wärmeableitung eintritt, wenn die erwähnten Gase abgesondert werden, wird
die Atmosphäre in dein (ielliillse 12 fortschreitend reicher und gesättigter an
Fluor-Kohlenstoff-Dämpfen, die bessere dielektrische Eigenschaften haben als Stickstoffgas.
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Die Erläuterung der Erfindung an einem Transforriiator ist lediglich
Ausführungsbeispiel. Es leuchtet ein, @daß die Erfindung auch an anderen Gattungen
von elektrischen Apparaten, wie Schaltanlagen, Kondensatoren, Generatoren, Kabeln,
Reaktionsmotoren u. dgl., Verwendung finden kann. Ferner ist die Erfindung nicht
auf das in der Zeichnung dargestellte Mittel zum Zerstäuben und Zersprühen des flüssigen
Fluorkohlenstoffes beschränkt; es können auch beliebige andere zweckgeeignete @"orrichtungen
Verwendung finden. So wäre es beispielsweise möglich, .den flüssigen Fluorkohlenstoff
in die Wicklungen hinein- und durch Zwischenräume zwischen den einzelnen Wicklungen
wieder herausfließen zu lassen. Allerdings hat sich das Zerstäubender Flüssigkeit
als besonders zweckmäßig erwiesen; es können jedoch beliebige andere Einrichtungen
zur Erzeugung eines dünnen Films oder einer dünnen Schicht von flüssigem Fluorkohlenstoff
auf den elektrischen Leiterelementen zum Zweck der Kühlung Verwendung finden.