DE862182C - Anordnung zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Durchschlags durch das feste Dielektrikum von OEltransformatoren bei Stossbeanspruchung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Durchschlags durch das feste Dielektrikum von Öltransformatoren bei Stoßbeanspruchung Bei Öltransformatoren setzt sich die Isolation der spannungführenden Teile aus festem Dielektrikum und Öl zusammen. Bei Stoßbeanspruchungen kann entweder das feste oder das flüssige Dielektrikum oder können beide Dielektrika durchschlagen. Um bleibende Schäden bei solchen Beanspruchungen zu vermeiden, wird man versuchen, den Transformator so zu bauen, daß nur das flüssige Dielektrikum durchschlagen wird, falls die Stoßbeanspruchung die Grenze der elektrischen Festigkeit übersteigt. In der Regel läßt sich eine Sicherheit gegen Durchschlag des festen Dielektrikums nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit herbeiführen. Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Wahrscheinlichkeit zu erhöhen. Erfindungsgemäß werden dem Transformatoröl etwa 3 bis 300/0 eines flüssigen Isolierstoffes zugesetzt, der die Fähigkeit hat, wasserhaltige Fasern im Isolieröl auszutrocknen. Besonders geeignet für diese Zwecke sind eine Reihe von chlorierten flüssigen, Kohlenwasserstoffen, vor allem Hexachlorbutadien.
• Die Erfindung wird an Hand von Schaubildern näher erläutert.
• Fig. r zeigt den Stoßkennlinienstreubereich für festes Dielektrikum. ZurAbszisse derDurchschlagszeit t sind hier in bekannter Weise die entsprechenden Stoßspannungen U aufgetragen. Der Kennlinienstreubereich verläuft nun bei festem Dielektrikum größtenteils parallel zur Abszissenachse und die Ordinate beginnen erst im -Bereich sehr kleiner Überschlagszeiten anzuwachsen.
• Demgegenüber zeigt die Fig. 2 den Stoßkennlinienstreubereich d für Transformatorenöle. Charakteristisch ist hier, daß bei verhältnismäßig langen Überschlagszeiten bereits eine erhebliche Erhöhung der Stoßspannung bemerkbar ist, so daß also in dem mit a bezeichneten Bereich, also bei kleinen Durchschlagszeiten von etwa i bis :2 Ms, die Stoßspannung erheblich viel höher liegt als beim festen Dielektrikum. Dieser Unterschied im Stoßkennlinienbereich des festen und des flüssigen Dielektrikums ist auf die im Öl enthaltenen Fasern zurückzuführen. Diese saugen infolge der größeren Kapillarkraft von Wasser vermutlich die Feuchtigkeit aus dem Öl heraus, werden dadurch leitend und bilden beim Anlegen der Stoßspannung mehr oder minder große Kurzschlußbrücken im Öl, die erhebliche Entlastungsverzögerungen des Aufbaues nach sich ziehen.
• Die Stoßentladung wird nun nicht allein von den Elektroden aus aufgebaut, sondern auch von den Spitzen der leitenden Fasern. Damit ist der Elektrodenraum gewissermaßen in eine Reihe hintereinandergeschalteter Spitzenfunkenstrecken unterteilt. Der Raumladungsaufbau erfolgt an mehreren Entladungsstellen zugleich. Er wird dadurch verlangsamt, daß der Widerstand der leitenden Fasern weiterhin eine stabilisierende Wirkung auf die sich ausbauende Entladung ausübt.
• Will man nun den Stoßkennlinien des Öles den gleichen oder nahezu gleichen Verlauf geben wie denen des festen Dielektrikums, so muß man die Leitfähigkeit dieser im Öl befindlichen Cellulosefasern beseitigen, d. h. also, man muß die Feuchtigkeit aus ihnen entfernen. Dies kann dadurch geschehen, daß man dem Öl erfindungsgemäß einen flüssigen Isolierstoff zusetzt, dessen kapillare Kraft höher ist als diejenige des Wassers. In diesem Fall wird dann das Wasser durch diesen Isolierstoff aus den Fasern herausgedrängt, wodurch diese ihre Leitfähigkeit verlieren.
• Wenn der Streulinienkennbereich des flüssigen und festen Dielektrikums den gleichen Prinzipverlauf aufweist, wie er schematisch in Fig. i gezeigt ist, so ist es möglich, den ganzen Streulinienbereich des flüssigen Dielektrikums so zu legen, daß er unterhalb demjenigen des festen Dielektrikums sich befindet. Damit ist die Wahrscheinlichkeit, daß das feste Dielektrikum eher durchschlägt als das flüssige, praktisch ausgeschaltet. Versuche haben gezeigt, daß man, um diesen Effekt zu erreichen, dem Transformatoröl nur sehr geringe Mengen solcher Isolierstoffe zuzusetzen braucht"die das Wasser aus den Fasern auszutreiben vermögen..Bei Hexachlorbutadienzusatz z. B. tritt die beabsichtigte Ausschaltung der Leitfähigkeit der Fasern schon bei etwa 3 % Gewichtszunahme an chloriertem Kohlenwasserstoff ein. Bei etwa io0/0igem Zusatz ist praktisch schon eine Kennlinie erreicht, wie diese bei festem Dielektrikum' feststellbar ist. Ein Zusatz von mehr als io% bringt kaum mehr nennenswerte Vorteile in dieser Hinsicht. Der Stoßkennlinienstreubereich von Transformatorenöl mit etwa io% Hexachlorbutadien ist in Fig. 3 wiedergegeben. Die Erscheinung, daß schon verhältnismäßig geringe Zusätze der erfindungsgemäßen Art,. nämlich chlorierte Kohlenwasserstoffe, eine so tiefgreifende Veränderung des Stoßkennlinienverlaufs herbeiführen, ist überraschend. Vorteilhaft ist, daß schon mit ;Hilfe dieser geringen Zusätze der Stoßkennlinienverlauf des Transformatoröles dem des festen Dielektrikums angenähert werden kann, so daß auch bei sehr kurzenüberschlagszeiten die Sicherheit des festen Dielektrikums angenähert werden kann. Weiter vorteilhaft ist, daß infolge der geringen Zusätze der an sich teueren Isolierstoffe das Isolierstoffgemisch kaum eine wesentliche Verteuerung erfährt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Durchschlags durch das feste Dielektrikum von Oltransformatoren bei Stoßbeanspruchung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transformatoröl nur geringe Mengen, etwa 3 bis 30% flüssigen Isolierstoffes beigemischt sind, der Wasser aus den im Öl enthaltenen Fasern auszutreiben vermag.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssige Isolierstoffzusätze chlorierte Kohlenwasserstoffe mit höherer Kapillarkraft als Wasser dienen.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiger Isofierstoffzusatz Hexachlorbutadien dient.