DE834019C - Einrichtung zur Messung der inneren Temperatur eines Kondensators - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Messung der inneren Temperatur eines Kondensators Bekanntlich werden Kondensatoren für technische Frequenz zur Erzeugung von Blindleistung im allgemeinen aus Elementen aufgebaut, die gewöhnlich als Wickel bezeichnet «-erden und in passender Weise in Reihe und/Oder parallel geschaltet sind, um die geforderte Charakteristik zu erreichen.
• Wenn ein Kondensator in Betrieb ist, befindet sich im Innern der Elemente eine Zone, wo die Temperatur ihren Höchstwert hat und die häufig als heißer Punkt bezeichnet wird. Diese höchste Temperatur hängt von mehreren Faktoren ab, nämlich von der Amplitude und der Form der zugeführten Spannung, von dein Verlustfaktor, von der Umgebungsteiiiperatur. von den Abkühlungsverhältnissen usw. Die Lebensdauer des Dielektrikums steht in Abhängigkeit von der in dem heißen Punkt erreichten Temperatur. Daraus ergibt sich ohne weiteres die Bedeutung einer Messung dieser Temperatur des heißen Punktes, da .sie es ermöglicht, die richtige Arbeitsweise eines Kondensators im Betrieb zu überwachen, ihn außer Betrieb zu setzen, falls er zufällig die für den heißen Punkt zulässige Grenztemperatur erreicht, die zeitliche Veränderung des Verlustfaktors zu verfolgen usw. Die Temperatur des 'heißen Punktes kann weder mit einem Thermoineter, noch mit einem Thermoelement gemessen werden, da diese beiden Mittel das elektrische Feld zwischen den Belegungen und auch die Abzugsverhältnisse dei- Wärme sehr verändern wurden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Temperatur des heißen Punktes, das die Verteilung des elektrischen Feldes zwischen den Belegungen und auch die Abkühlungsverhältnisse des Wickels nicht beeinflußt. Es beruht im Prinzip auf der von der Temperatur abhängigen Veränderung des Ohmschen Widerstandes einer als thermische Sonde bezeichneten Hilfsbelegung, die zwischen die beiden Hauptbelegungen im Innern des Dielektrikums eingefügt wird und die nach ihrer Art, Form, Abmessungen und Anordnung mit Rücksicht auf den verfolgten Zweck gewählt werden soll.
• Diese thermische Sonde kann beispielsweise zwischen die das Diele'ktrikum bildenden Isolierschichten eingefügt und bei der Herstellung des Bauelementes zu gleicher Zeit wie die Hauptbelegungen und das Dielektrikum gewickelt werden.
• Abb. i der Zeichnung' zergt in schematischer Weise im Schnitt einen aufgerollten Wickel mit einer so angeordneten thermischen Sonde. D bezeichnet die Schichten des Dielektri'kums. Die Hauptbelegungen A sind gestrichelt und die Hilfsbelegung oder thermische Sonde S mit einem vollen Strich wiedergegeben.
• Außer den mit den Enden der Sonde S verbundenen Anschlüssen A., A1 können Zwischenabgriffe Ar, A31 A4 . . . vorgesehen werden, die es ermöglichen, durch Messungen des Teilwiderstandes die in verschiedenen Tiefen des Wickels erreichte örtliche Temperatur zu ermitteln.
• Als nicht einschränkendes Beispiel sei eine Ausführung erwähnt, 'bei der die Sonde entweder durch ein dünnes Blatt aus Metall oder durch einen feinen Faden mit kreisförmigem oder abgeflachtem Querschnitt hergestellt ist. Bei der Wahl des -.%'Ietalls der Sonde sind folgende Überlegungen ztr berücksichtigen: a) Der Widerstandskoeffizient in. Abhängigkeit von der Temperatur soll möglichst hoch sein, um eine große Empfindlichkeit zu erreichen; b) das Metall der Sonde soll mit dem der Anschlußverbind,ungen leicht lötbar sein, um einen Meßkreis mit elektrisch gleichmäßigem Widersttand herstellen zu können, d. h. frei von Kontakten, die zusätzliche, äußerst veränderliche Widerstände hineinbringen würden, welche der Meßgenauigkeit des Hauptwiderstandes, nämlich desjenigen der eigentlichen Sonde, abträglich wären.
• Für eine richtige Anwendung empfiehlt es sich, jede Sonde in Abhängigkeit von der Temperatur zu eichen, und zwar wenigstens bis zu der zulässigen Grenztemperatur.
• Die Erfindung 'hat außerdem den Vorteil, da13 sie die Erwärmungsmessungen durch Widerstandsänderung auch bei unter Spannung stehendem Kondensator ermöglicht, und zwar weil die Sonde nach einer Äquipotentialfläche angeordnet ist. Die Sonde nimmt dennoch ein gewisses Potential an, das jedoch dem mittleren Potential der Hauptbelegungen nahe kommt, und in dieser Hinsicht müssen gewisse Vorkehrungen sowohl für die Sicherheit des Personals getroffen werden als auch um zu vermeiden, daß das von der Sonde natürlicherweise abgenommene Potential verändert wird. Auf Grund dieser Überlegungen kann es sic'i empfehlen, z.13. bei Hoclispannungskonclensatoren, die Sonde in einem oder mehreren Kondensatoreleinenten anzuordnen, deren Potential dein Erdpotential am nächsten kommt und die in dem he'iälter so angeordnet sind, daß den angestrebten 13etrielis\-erliältnisseri Rechnung getragen Wird.
• Abb.2 der Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel das Schaltschema eines dreiphasigen Kondensators mit neun Wickeln, von denen zwei mit Sonden mit Zwischenabgriffen ausgerüstet und durch Schalter E, E' und einen Umschalter I mit einem einzigen Gerät 11 zur :Messung des Ohrnschen Widerstandes verbunden sind, das unmittelbar in °' C geeicht ist.
• Die den Abgriffen Al, _11z1 A.; . . . _Qo der Sonden entsprechenden Anschlüsse können mit Klemmen B, B' verbunden sein, die auf dem Behälter O in geeigneter Weise so angeordnet sind, daß .sie die Verbindung mit dein Nleßgerät 31 für den Ohmschen Widerstand gestatten, (las sich außerhalb des Behälters O befindet.
• Die Messungen des Ohinschen Widerstandes können in verschiedener Weise vorgenommen werden. Beispielsweise seien folgende Arten erwähnt: a) Man kann den Kondensator während der für die Widerstandsmessungen unbedingt erforderlichen Zeit von dem Netz trennen; b) man kann periodische Widerstandsmessungen ausführen, ohne den Betrieb des Kondensators zu unterbrechen; c) man 'kann eine Einrichtung zur dauernden Widerstandsmessung durch einen direkt in Grade geteilten Apparat vorsehen. Diese Einrichtung kann gegebenenfalls mit einem Registrierger:it verbunden oder mit Hilfskontakten oder Relais ausgerüstet sein, die zu einem Kreis für optischen oder akustischen Alarm, zu einem Auslösekreis usw. gehören. Die Tätigkeit des Alarmsignals und der Auslösung können auch gleichzeitig eintreten.
• Es können auch weitere Einrichtungen für direkte Messungen, zur Fernmessung, zum Schutze Anwendung finden, die auf der Ausnutzung der Widerstandsänderung der erwähnten Sonde beruhen. ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Die Erfindung kann selbstverständlich in verschiedener N-\'eise verwirklicht werden. Insbesondere kann man als Sonde. ganz oder teilweise. die Hauptbelegungen selbst verwenden, die darin eine gewisse Zahl von Zwischenabgriffen besitzen können, welche die Messung der an verschiedenen Punkten des Wickels erreichten Temperatur gestatten. Grundsätzlich genügt die Messung des Widerstandes einer einzigen Belegung.

Claims (5)

1. PATEN TA NS YRÜCHE: i. Verfahren zur Messung der inneren Temperatur eines Kondensatorelementes, dadurch gekennzeichnet, daß es auf der Veränderung des Ohmschen Widerstandes einer Hilfsbelegung oder thermischen Sonde beruht, die ini Innern des Dielektrikunis angeordnet ist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch g:-kennzeichnet, daß die Sonde aus einer Metallfolie oder einem Metalldraht besteht und bei der Herstellung eines Kondensatorwickels mit eingewickelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekeiinzeichn_t, daß eine der Hauptbelegungen des Kondensators, ganz oder zum Teil, als Sonde benutzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, claß die Messung an einer oder mehreren Zwischenanzapfungen der Sonde durchgeführt wird.
5. 5. Meßeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem zu messenden Kondensator vorgesehene Sonde bzw. Sonden mit besonderen Klemmen verbunden sind, die auf dem Ge'h'äuse des Kondensators angeordnet sind und den Anschluß an ein außerhalb des Kondensators befindliches Gerät zur Widerstandsmessung gestatten.