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Überwachungseinrichtung für auf Hochspannungspötential befindliche
Geräte, insbesondere Lastschalter für Stufentransformatoren Die Erfindung betrifft
eine Überwächungseinrich= tung für unter Hochspannung stehende Geräte, insbesondere
für Lastschalter von Stufentransformatoren, und bezweckt sowohl eine Kontrolle der
Höhe des Ölspiegels als auch eine Überwachung der Überschaltwiderstände des Lastschalters.
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Es ist bereits eine Ölspiegelüberwachungseinrichtung vorgeschlagen
worden, bei der das Öl des unter Hochspannung stehenden Gefäßes über eine Rohrleitung
aus Isolierstoff mit dem Öl eines besonderen im spannungssicheren Abstand angebrachten
Kontrollgefäßes in Verbindung steht. Sobald der Ölspiegel in dem Gerätegefäß absinkt,
tritt infolge der kommunizierenden Wirkung auch ein Absinken des Ölspiegels im Kontrollgefäß
ein, wodurch hier eine Signalgabe über eine Schwimmerkoiitakteinrichtüng erfolgt
oder eine Ölpumpe in Tätigkeit gesetzt wird, die Öl in das Gerätegefäß nachpumpt.
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Aufgabe der Erfindung ist es; die vorbeschriebene Einrichtung in der
Weise weiterzubilden, daß mit ihr auch z. B. die Überschaltwiderstände von Lastschaltern
im Hinblick auf Überlastung überwacht werden können. Zu diesem Zweck wird eine hydraulische
Übertragung eines Steuerimpulses durch die bereits vorhandene Ölleitung zwischen
Ausdehnungsgefäß und Kontrollgefäß benutzt. Die Überwachung von Überschaltwiderständen
kann z. B. in der Weise vorgenommen werden, daß im Bedarfsfalle durch ein entsprechend
eingebautes Bimetallelement ein Impuls ausgelöst und dieser über die für die Ölspiegelüberwachurig
vorgesehene
Rohrleitung hydraulisch zu dem auf Niederspannung angeordneten Signal- oder Auslösestromkreis
übertragen wird. Zur hydraulischen Übertragung des Impulses über die Ölleitilng
werden dabei in dieser am Anfang und am Ende je ein Kolben eingebaut, wobei auf
der Hochspannungsseite die Impulsauslösung dadurch erfolgt. daß ein Kraftspeicher
den einen Kolben vorwärts treibt. Hierdurch wird über die Rohrleitung auch der auf
Erdseite zweite vorgesehene Kolben angetrieben, der dann seinerseits einen Kontakt
od. dgl. betätigt und dadurch den Signalstromkreis steuert.
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Nachfolgend -sollen zwei Ausführungsbeispiele der Erfiriclürigmän.
Hand der Zeichnung näher beschrieben werden F i g. i z' eig t "-d -äs Schaltergehäuse
i eines auf -eihe Durchführung 2 angeordneten Lastschalters eines Stufentransformators
3. Die eigentliche Lastschalteinrichtung ist der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeichnet.
In dem Schaltergehäuse i ist auf einem Rohr 4 ein kleiner Zylinder 5 angeordnet,
der einen unter Federdruck 6 stehenden Kolben 7 enthält. Die nach oben herausführende
Kolbenstange trägt an ihrem Ende eine Raste 8, die durch einen klinkenartigen Hebel
9 festgehalten wird und so im Normalbetrieb ein Entspannen der Feder 6 verhindert.
Die andere Seite des Hebels 9 liegt an dem Bimetallelement io der nicht gezeichneten
Überschaltwiderstände des Lastschalters an. Der Zylinder 5 steht über eine Rohrleitung
ii, die im Bereich der Durchführung 2 aus einem Isolierrohr 12 besteht, mit dem
entsprechenden im 'Kontrollgefäß 13 eingebauten Gegenzylinder 14 in Verbindung.
Dieser enthält einen leicht gehenden Scheibenkolben 15, der über eine Kolbenstange
mit einem auf dem Öl des angenähert in gleicher Höhe wie das Schaltergehäuse angeordneten
Kontrollgefäßes liegenden Schwimmer 16 gekuppelt ist. Kolben und Schwimmer stehen
über ein Hebelsystem 17 mit der Doppelkontakteinrichtung 18 in Verbindung. Bei Schließen
der Kontakte werden je nach Kontaktgabe zwei Alarmglocken in Tätigkeit gesetzt.
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Parallel zu den Zylindern 5 und i4 sind noch Rückschlagventile 21
und 22 eingebaut, deren Zweck bei Beschreibung der Arbeitsweise erläutert werden
soll.
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Bei Überlastung löst der Bimetallstreifen io über den Hebel 9 die
Verriegelung der Raste 8 auf, wodurch der unter Federdruck stehende Kolben 7 nach
unten getrieben und das in dem Zylinder enthaltene Öl über die Rohrleitung 11, 12
nach dem Zylinder 14 gedrückt wird. Hierdurch wird der sehr leicht gehende Kolben
15 nach oben gestoßen und betätigt über das Hebelsystem 17 und den oberen Kontakt
der Kontakteinrichtung die Alarmglocke 2o.
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Beim Absinken des Ölspiegels im Schalter i infolge Ölverlust sinkt
auch der Ölspiegel im Kontrollgefäß 13, da eine kommunizierende Verbindung durch
einen im Zylinder 5 in Höhe des niedrigsten Ölstandes vorgesehenen Schlitz 23 und
das Ventil 21 sowie die Rohrleitung ii und 12 besteht. Die Folge hiervon ist ein
Absinken des Schwimmers 16 und eine Betätigung der Alarmglocke i9. Die Glocken i9
und 2o, die einen verschiedenen Ton haben können, sind in der Schaltwarte angebracht,
so daß nicht nur das Bedienungspersonal von einer Störung in Kenntnis gesetzt wird,
sondern außerdem an dem Glockenton gleich erkennbar ist, um was für eine Störung
es sich hierbei handelt. Die Kontakteinrichtung 18 kann gegebenenfalls natürlich
auch dazu benutzt werden, einen Schalter auszulösen oder die Nachspeisepumpe für
das Öl in Betrieb zu setzen.
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Um zu vermeiden, daß der Transformator ausgeschaltet und der Schalterdeckel
geöffnet werden muß, um die Überwachungseinrichtung wieder betriebsbereit zu machen,
ist von der Rohrleitung ii ein weiteres Rohr 25 abgezweigt, in dem ein im Normalbetrieb
geschlossenes Absperrventil 26 eingebaut ist. Auch in der Rohrleitung ii ist ein
solches Absperrventil 28 vorhanden. Dieses ist aber im normalen Betrieb geöffnet.
Das Zurückbringen des Kolbens in seine Bereitschaftsstellung geschieht hydraulisch
durch eine Handpumpe 27, die hinter dem Absperrventil 26 angeordnet ist. Nachdem
das Ventil 28 geschlossen und das Ventil 26 geöffnet ist, wird durch Herausziehen
des Handpumpenkolbens eine bestimmte Ölmenge von einem nicht dargestellten Ölbehälter
eingesaugt. Durch kräftiges Hereinstoßen des Kolbens der Handpumpe 27 wird in der
Rohrleitung ii eine Druckwelle erzeugt, die den Kolben 7 so weit zurücktreibt, daß
seine Verklinkung 8 einschnappen kann. Voraussetzung ist natürlich dabei, daß das
Bimetallelement schon wieder zurückgeschlagen ist und dadurch der Hebel 9 die Raste
8 fassen kann. Durch den Druck werden die Überschlagventile 29 und 2i geschlossen,
so daß eine Druckentlastung hierdurch nicht auftreten kann. Der Schlitz 23 ist zwar
bei ausgelöstem Kolben 7 überdeckt. Da aber der Schlitz vor Erreichen der obeien
Endstellung freigegeben wird, muß darauf geachtet werden, daß der Schlitz 23 so
klein gewählt wird, daß hierüber eine sofortige Druckentlastung nicht möglich ist.
Dadurch wird erreicht, daß das Öl trotzdem den unter Federdruck stehenden Kolben
noch in seine Bereitschaftsstellung zurücktreibt.
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Um auch von außen erkennen zu können, dä.ß die Überwachungseinrichtung
wieder in Betrieb ist, ist die Kolbenstange- durch den Deckel 24 des Lastschalters
hindurch verlängert und das Ende 4o, welches einen Anstrich mit greller Farbe erhält,
durch eine durchsichtige Kappe 41 abgedeckt. Ein. Sichtbarwerden des Stiftes 40
in der Kappe 41 bedeutet dann, daß der Bereitschaftszustand wieder hergestellt ist.
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Das Herstellen des Bereitschaftszustandes von Erde aus wird in vielen
Fällen nicht nötig sein, da nach Auslösung der Signal- oder Abschaltstromkreise
durch die Bimetallelemente meistens doch ein Feststellen der Ursache am Lastschalter
bei abgeschaltetem Transformator vorgenommen wird, wobei dann gleichzeitig von Hand
der Kolben 7 in seine Bereitschaftsstellung zurückgebracht werden kann.
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Es empfiehlt sich jedoch, stets die motorisch oder von Hand betätigte
Pumpe 27 vorzusehen, da von hier aus bei Ölverlust ein Nachpumpen von Öl in das
Lastschaltergehäuse und das Kontrollgefäß in der weiter vorher angegebenen Weise
möglich ist. Die Rückschlagventile 21 und 22 sind nicht unbedingt notwendig, da
ja einerseits der Schlitz 23 schon eine
Verbindung zwischen dem
Öl des Zylinders und dem des Gehäuses herstellt und andererseits der Scheibenkolben
15 im Kontrollgefäß so viel Spiel haben kann, daß Öl seitlich hindurchtreten kann.
Die Kommunikation des Öles kann entweder über den Schlitz 23 und zwischen Scheibenkolben
15 und Zylinderwand 14 erfolgen oder über die Rückschlagventile 2i und 22; im letzten
Falle fällt der Schlitz fort.
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Fig.2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem
die Auslösung der Signalgeräte durch ein Kontaktbarometer erfolgt. Das Barometer
besteht aus einem U-förmig gebogenen Rohr 30, in dem sich eine schwere, elektrisch
leitende Flüssigkeit 32, z. B. Quecksilber, befindet. Während das Rohrende 31 über
eine Rohrleitung 12 mit dem Zylinder 5 im Lastschaltergefäß verbunden ist, ist das
andere Ende 38 über eine entsprechende Rohrleitung 33 an das Kontrollgefäß 34 angeschlossen,
welches hierbei lediglich die Form eines Ölstandrohres hat und auch innerhalb des
Lastschaltergefäßes eingebaut ist. Das Gefäß 3q., das zweckmäßig aus durchsichtigem
Werkstoff hergestellt wird, enthält eine Ölfüllung, deren Ölspiegel in die gleiche
Höhe wie derjenige des Gehäuses i eingestellt wird. Die Quecksilbersäule wird deshalb
in beiden Rohren 31 und 38 normalerweise gleich hoch stehen. Oberhalb der Säule
sind auf jeder Seite Kontakte 35 und 36 in das Glasrohr eingeschmolzen, an denen
je nach Wahl die Leitungen zu den Warngeräten ig und 2o angeschlossen werden können.
Ein weiterer Kontakt 37 ragt im Bogen des Rohres 30 in das Quecksilber hinein
und steht mit dem einen Pol der Stromquelle q0 in Verbindung.
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Bei Absinken des Ölspiegels im Lastschaltergefäß i hebt sich das Niveau
des Quecksilbers im rechten Rohr 31 des Barometers 30. Wenn das Qecksilber bis an
die angeschlossenen Kontakte 36 gestiegen ist, wird hierdurch der Warnstromkreis
geschlossen, und das Horn ig ertönt. Umgekehrt wird bei Auslösen des Kolbens 7 durch
das Bimetall io das Quecksilber in das linke Rohr hochgetrieben, so daß der Kontakt
35 geschlossen wird und die Glocke 2o ertönt. Der Anschluß der Leitungen an den
Kontakten 35 und 36 muß natürlich so gewählt werden, daß geringfügige Schwankungen
des Ölspiegels um die Normallage nicht schon zu einer Auslösung der Warnung führen.
Das wird dadurch erreicht, daß mehrere Kontakte"an den Rohren des Barometers vorgesehen
sind, die je nach den Betriebsverhältnissen angeschlossen werden können. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß sie äußerst klein gestaltet werden können.