DE935852C

DE935852C - Verfahren und Vorrichtung zum UEberwachen des Zustandes des Dielektrikums, insbesondere des festen Dielektrikums in OEltransformatoren od. dgl.

Info

Publication number: DE935852C
Application number: DES36576D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Knott; Ernst Dr-Ing Scharstein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-04-12
Filing date: 1939-04-12
Publication date: 1955-12-01

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Uberwachen des Zustandes des Dielektrikums, insbesondere des festen Dielektrikums in Öltransformatoren od. dgl. Die Lebensdauer eines Öltransformators ist in erster Linie durch das Verhalten des Dielektrikums bestimmt. Überlastungen, höhere Betriebstemperaturen können die Lebensdauer eines Transformators stark herabsetzen, weil sie eine vorzeitige Alterung des Dielektrikums herbeiführen. Es sind schon Schutzeinrichtungen, die meist auf dem Prinzip des thermischen Abbilds des Transformators beruhen, bekannt, die das Zustandekommen übermäßiger Betriebstemperaturen verhüten, um dadurch die Lebensdauer des Transformators zu verlängern. Andere bekannte Schutzeinrichtungen sprechen erst bei ernsthaften Schäden oder Störungen an.
Alle diese Mittel sind aber nicht geeignet, den jeweiligen Alterungszustand des Transformators und besonders des festen Dielektrikums erkennbar zu machen. Verhältnismäßig leicht läßt sich noch der Zustand des flüssigen Dielektrikums überwachen, wenn man dem Transformator von Zeit zu Zeit Ölproben entnimmt. Da sich aber die Entnahme dieser Proben auf eine oder wenige Stellen des Behälters beschränken muß, gibt auch diese Untersuchung kein vollkommen sicheres Bild. Auf eine Überwachung -des außer elektrisch und thermisch auch noch mechanisch beanspruchten festen Dielektrikums wird man in der Regel verzichten müssen, weil zu diesem Zweck der Transformator geöffnet und aus dem Gehäuse herausgenommen werden müßte und die Wiederinstandsetzung sehr umständlich wäre. In der Regel wird man nur dann den Transformator herausnehmen, wenn irgendwelche Wicklungs- oder Isolationsschäden dazu zwingen. Oft werden diese Schäden durch Alterung des Dielektrikums bedingt sein. Man hätte sie vermeiden können, wenn man durch fortlaufende Überwachung des Dielektrikumzustandes für eine rechtzeitige Erneuerung oder Ausbesserung mangelhafter Teile gesorgt hätte.
Die Erfindung geht darauf aus, den Zustand des Dielektrikums, insbesondere des festen Dielektrikums absatzweise oder laufend zu überwachen, ohne daß dabei der Transformator herausgenommen werden muß.
Erfindungsgemäß wird als verkleinerte Nachbildung eine Vorrichtung verwendet, die für den Isolierstoff die gleichen thermischen, elektrischen, chemischen und mechanischen Beanspruchungen ergibt wie im Transformator selbst. In der Vorrichtung sind leicht ausbaubare Proben der im Transformator verwendeten Isolierstoffe eingesetzt, die nach dem Ausbau auf ihre Eigenschaften geprüft werden können.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. i, Fig. i, ist der Transformator, 2 die Nachbildung. Sie besteht aus einem Gehäusetopf 3, der dasselbe oder ein ähnliches flüssiges Dielektrikum enthält, wie der Transformator r. In dem Topf ist eine Wicklung q., ein Heizwiderstand od. dgl. angebracht, der durch Stromwandler 5 mit einer oder mehreren Zuleitungen des Transformators verbunden ist. Der Wicklung q. wird gegenüber dem Gehäusetopf oder anderen Teilen seines Inhalts eine im Verhältnis der Transformatorspannung sich ändernde Spannung durch einen Spannungswandler 6 aufgedrückt, um auch die dielektrischen Beanspruchungen des Transformators nachzubilden. Man kann u. U. das Abbild vereinfachen, wenn man auf die Nachbildung der wenigen wichtigen, z. B. der elektrischen oder mechanischen Beanspruchungen verzichtet. Die Wandler 5, 6, die Wicklung q., die Abkühlungsverhältnisse des Gehäusetopfes usw. können unschwer derart abgeglichen werden, daß das feste oder auch flüssige Dielektrikum des Abbildes immer die gleichen Verhältnisse zeigt, wie die entsprechenden Teile des Transformators.
Unter Umständen können die thermischen Verhältnisse des Transformators auch dadurch nachgebildet werden, daß das Abbild 2 mit einem Heizwiderstand versehen wird, dessen Heizstrom entsprechend den Temperaturverhältnissen des Transformators durch ein sog. thermisches Abbild, das gleichzeitig noch für Schutzzwecke verwendet sein kann, gesteuert wird.
Am einfachsten lassen sich die thermischen Verhältnisse des Transformators nachbilden, wenn man, wie beispielsweise Fig. 2 zeigt, das Abbild 2 wärmeleitend mit dem Transformator verbindet, indem man es z. B. in eine passende Nische 7 des Transformatorbehälters setzt. Um den Wärmeübergang zwischen der Nische und dem Abbild zu erleichtern, kann der Zwischenraum mit einer geeigneten Flüssigkeit, Vergußmasse od. dgl. ausgefüllt werden. Statt dessen kann man auch das Abbild durch eine kleine verschließbare Öffnung in den Transformatorbehälter selbst einsetzen.
Unter Umständen empfiehlt es sich, die Zahl der Abbilder zu vervielfachen und z. B. entsprechend Fig. 2 die Abbildung an verschiedenen Stellen des Transformators wärmeleitend anzuschließen. Statt dessen kann man auch die Gehäusetöpfe der einzelnen Abbilder in mehrere, je für sich verschließbare Fächer aufteilen, von denen jedes ein Abbild enthält. Die Fächer bzw. die einzelnen Gehäusetöpfe werden dann in bestimmten, den Überwachungsräumen entsprechenden Zeitabständen nacheinander geöffnet. Man braucht dann nicht mit einem einzigen Abbild auszukommen, bei dem die Gefahr besteht, daß durch wiederholtes Öffnen durch die dabei eindringende Luft und Feuchtigkeit die dielektrischen Verhältnisse gegenüber denen des Transformators geändert werden.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß das Dielektrikum, insbesondere auch das feste Dielektrikum von Öltransformatoren od. dgl. unschwer überwacht werden kann, weil das Abbild stets leicht zugänglich ist und verhältnismäßig sichere Rückschlüsse auf den Dielektrikumszustand des Transformators zuläßt. Der Alterungszustand des Transformators, der sich wegen der dauernd schwankenden Belastungs- und Temperaturverhältnisse sonst kaum bestimmen läßt, kann mit Hilfe des Abbildes leicht ermittelt werden. Insbesondere ist man in der Lage, bei drohender Überalterung des Transformators so rechtzeitig für eine Erneuerung oder Ausbesserung des Dielektrikums bzw. für einen Transformatorersatz zu sorgen, daß schwere, durch diese Überalterung bedingte Schäden im Transformator vermieden werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Überwachung der Alterung des festen Dielektrikums, insbesondere des Papiers von Transformatoren oder anderen mit Öl gefüllten Apparaten, mit Hilfe einer verkleinerten Nachbildung, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachbildung eine Vorrichtung (2) verwendet wird, die für den Isolierstoff die gleichen thermischen, elektrischen, chemischen und mechanischen Beanspruchungen ergibt wie im Transformator (i) selbst, daß in diese Vorrichtung leicht ausbaubare Proben der im Transformator verwendeten Isolierstoffe eingesetzt und nach dem Ausbauen auf ihre Eigenschaften geprüft werden.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbildung der Temperaturverhältnisse im Transformator durch wärmeleitende Verbindung der Vorrichtung mit dem Transformator durch Einsetzen in eine Nische (7) oder verschließbare Öffnung des Transformatorbehälters erzielt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB die thermische und auch elektrische Beanspruchung des Abbilds durch transformatorische Kopplung (6) mit dem Transformator insbesondere durch Wandler (5) erreicht wird. q.. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB die Nachbildung der thermischen Verhältnisse mit einem von einem sogenannten thermischen Abbild des Transformators gesteuerten Heizstrom erfolgt.