EP3065129B1 - Anordnung zur Verringerung der Schallemission eines Transformators oder einer Drossel - Google Patents

Anordnung zur Verringerung der Schallemission eines Transformators oder einer Drossel Download PDF

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EP3065129B1
EP3065129B1 EP15157123.9A EP15157123A EP3065129B1 EP 3065129 B1 EP3065129 B1 EP 3065129B1 EP 15157123 A EP15157123 A EP 15157123A EP 3065129 B1 EP3065129 B1 EP 3065129B1
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EP
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spring
metal
boiler
transformer
membrane
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Maximilian Brunnegger
Helmut Pregartner
Horst RECHBERGER
Monther Sari
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/33—Arrangements for noise damping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling

Definitions

  • the invention relates generally to the technical field of electrical transformers and chokes, with an active part, which is arranged in a boiler and surrounded by an insulating and cooling liquid.
  • the DE 10 2005 045844 b1 shows a Schalldämmelement with two wall surfaces which are interconnected by a plurality of prestressed spring elements.
  • a sound-absorbing device for an inductive AC device in which in the housing of the device, a hollow acoustic damping plate is arranged, which is filled with gas and at least one force-transmitting element, which is arranged so that there are compressive forces between the front and rear walls of the sound attenuation plate able to transfer.
  • the US 2007 / 014418A1 shows a vibratory vibrator with dynamic tuning, in which the sound radiation of a vibrating surface is reduced by coupling a rigid structure to the vibrating surface with a resilient element.
  • the DE 11 11 726 B describes a liquid-cooled, noise-damped transformer with arranged on the boiler inner walls sound insulation compartments, which are designed as bellows-like suspension body.
  • At least one volume-elastic panel is provided in the interior of the boiler.
  • the panel has a vacuum applied to the cavity, which is at least partially bounded by a metal membrane.
  • a metallic spring means is provided, which is supported on the metal diaphragm under a bias voltage. This ensures that liquid sound waves that propagate in the insulation and cooling liquid in the longitudinal direction are at least partially absorbed by the elastic deformation of the metal membrane. The sound energy is absorbed by the deformation work of the metal membrane and the metallic spring.
  • the stiffness is determined by the interaction of metal membrane, spring element and applied negative pressure.
  • each volume-elastic panel is formed in each case by two mutually opposite metal membranes and a peripheral rigid membrane frame.
  • Each metal membrane is attached to the membrane frame liquid-tight or gas-tight, for example, by a welded joint or solder joint.
  • the spring device is supported on one and on the other metal diaphragm under bias.
  • the rigidity of the volume-elastic element or panel can be predetermined in a simple manner by the negative pressure set in the cavity and the preload between spring and metal membrane. This facilitates the adaptation to different sizes and types of transformers or chokes.
  • the spring device is a flat-shaped spring which has bow-shaped leaf-spring elements which alternately engage in each case on one of the two metal diaphragms are supported. This allows the Damping effect can be maintained almost unchanged over many years, without requiring additional maintenance would be required.
  • the alternately bow-shaped, protruding leaf spring ribs can be easily punched and bent from a metal sheet. The production costs are low.
  • Another preferred embodiment of the invention is characterized in that the flat shape spring is bent to an omega shape. Even with this omega-shape of the spring is achieved that the mechanical wear between the metal diaphragm and metallic spring element is so low that the reliability of the damping effect over a long period of operation without special maintenance is possible.
  • Leaf spring or omega spring can be easily produced as stamped and bent moldings, the production is particularly simple and inexpensive.
  • an embodiment in which the spring device is a wire mesh, which is arranged adjacent to the inner surface of each metal diaphragm, can also be favorable.
  • the cavity can be completely or only partially filled with such a wire mesh.
  • the volume-elastic panel has a prismatic basic body. Due to this plate shape, the placement in the boiler of a transformer is usually possible without major structural changes.
  • a closable opening for example a threaded hole, is provided for producing the negative pressure in the cavity.
  • the negative pressure can be generated in a simple manner in the production of the volume-elastic panel and the tight closure of the opening can be done easily by a sealing screw.
  • FIG. 1 shows in a plan view of a boiler 1 of a transformer, an active part 2 in an insulating and cooling liquid 4.
  • a plurality of plate-shaped volume-elastic panels 3 are arranged in an intermediate region 11 between the active part 2 and boiler wall. These panels 3 have a distance both to the boiler wall and to the windings or to the yoke of the active part 2.
  • these panels 1 are arranged vertically suspended in the boiler, wherein the fastening means are not shown.
  • the cross section of the panels 3 is rectangular.
  • the prismatic body can be accommodated in a simple manner in the interior of the boiler 1.
  • FIG. 2 shows a side view of the illustration according to FIG. 1 .
  • On display are the vertically arranged panels 3, which extend over the entire length of the core leg of the active part 2. The vertical length can reach more than 10 m for a power transformer.
  • On the panel 3 acts in such an arrangement, a hydrostatic pressure of about 1 bar.
  • panels 3 are shown, which are arranged in a gap 11 between the cover and the bottom part of the boiler 1.
  • each of these volume-elastic panels 3 acts with respect to the liquid sound waves as a resilient metal bellows, a so-called "metal bellow".
  • the goal here is, by a yielding Deformation behavior to reduce the pressure pulsations in the boiler 1.
  • the liquid sound waves may have pressure fluctuations in the amount of about 100 mbar.
  • FIG. 1 and FIG. 3 illustrated arrangement of the panels 3 in the interior of the boiler 1 is achieved that emitted by the active part 2 pressure pulsations of the insulating and cooling liquid 4 are reduced by the panels 3 in their intensity. Consequently, the accumulating on the walls of the boiler 1 liquid sound waves are less energetic in intensity. The vibration excitation of the boiler walls is lower. The boiler radiates less operating noise. In addition, the mechanical design of the boiler 1 is relieved. The rigid coupling between the active part and boiler 1 is less strong. This also reduces the dynamic load that acts on the boiler.
  • volume-elastic panels 3 will now be shown in more detail and explained in more detail in their effect.
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a volume-elastic panel 3.
  • the volume-elastic panel 3 consists of a rigid rectangular cross-section frame 8, the front side each spans a surface which is covered with a metal membrane 6 and 6 '.
  • the metal membrane 6, 6 ' is a flat thin-walled steel sheet, which is fixed on the membrane frame 8 at the edge by a continuous weld.
  • the connection between metal diaphragm 6 or 6 'and frame 8 is sealed, both to liquid and to gas.
  • a spring element 7 is arranged in the cavity 5.
  • the spring element 7 is in the illustrated embodiment, a flat shape-spring which bow-shaped leaf spring elements 9 has.
  • each of the leaf springs 7 yields elastically, in both the one and the other direction of deformation. Since the spring device 7 is not bounded laterally, it differs in its planar extension, which is best based on the section AA in FIG. 4 can be seen.
  • the spring element 7 can be seen in a perspective view.
  • the flat-form spring consists of adjacent parallel leaf spring elements 9. These elements 9 are rib-shaped. Parallel ribs are alternately bent bow-shaped on one side and then on the other side.
  • Each bracket 9 opens in each case with its end in a peripheral fixing region 12.
  • the material used is a rust-resistant spring steel sheet. The transition between bracket 9 and fixing area 12 is of uniform material.
  • FIG. 6 shows in a cross-sectional view of another embodiment of the spring element 7.
  • the spring element 7 is an omega-shaped spring made of a stainless spring steel.
  • This omega spring lies again with its to the metal membrane 6, 6 'showing mushroom-shaped sections flat on the inner surface of a metal membrane 6 and 6 'at. This again ensures that the friction partners 6 and 6 and 7 lie flat against each other, whereby the wear is very low. The damping characteristic is therefore unchanged over a long period of operation.
  • FIG. 7 finally shows a third embodiment of the volume-elastic panel 3, in which the spring element 7 is formed by a metal mesh in the interior 5.
  • the spring element 7 and the frame 8 and metal membranes 6, 6 'made of a stainless steel This has the advantage that corrosion-induced aging is hardly to be expected even during a long period of operation, as a result of which the liquid-sound absorption effect of the panel 3 is also retained.

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet elektrischer Transformatoren und Drosseln, mit einem Aktivteil, der in einem Kessel angeordnet und von einer Isolations- und Kühlflüssigkeit umgeben ist.
    • Stand der Technik
  • Um die Abstrahlung von Betriebsgeräuschen bei einem flüssigkeitsgekühlten Transformator oder einer Drossel einzudämmen, sind verschiedene aktiv und passiv wirkende Einrichtungen bekannt, die entweder innerhalb des Kessels oder außen an der Kesselwand angeordnet sind. Beispielsweise wird in der GB 971,765 vorgeschlagen, im Kesselinneren geschäumte Platten anzuordnen, die von der Isolations- und Kühlflüssigkeit vollständig umgeben sind. In der internationalen Patentanmeldung PCT/EP2008/006917 werden plattenförmige Vakuumpaneele vorgeschlagen, welche außenseitig an der Kesselwand angebracht sind.
  • Trotz der Vielzahl von verschiedenartig wirkenden Einrichtungen und Maßnahmen ist das Problem der Geräuschimmission bei Transformatoren und Drosseln bis heute nicht zufriedenstellend gelöst. Ein besonderes Problem stellt dabei die bei derartigen Anlagen geforderte lange, möglichst wartungsarme Betriebsdauer von mehreren Jahrzehnten dar. Bei bislang bekannten Dämpfungseinrichtungen nimmt nämlich die Dämpfungswirkung mit zunehmender Betriebsdauer ab, - sei es durch Alterungsverhalten oder durch Materialermüdung, - bzw. erfordert aufwändige Maßnahmen zur Wartung.
  • Aus der US 6 661 322 B1 ist eine Anordnung zur Verringerung der Geräuschimmission eines elektrischen Transformators oder einer Drossel bekannt, wobei in einem Kessel, der mit einer Isolations- und Kühlflüssigkeit gefüllt ist, ein Aktivteil und ein volumenelastisches Paneel vorgesehen sind, welches von der Isolations-und Kühlflüssigkeit umgeben ist und einen mit einem Unterdruck beaufschlagten Hohlraum aufweist, wobei der Hohlraum zumindest teilweise von zumindest einer Metall-Membran begrenzt ist, so dass das Hohlraumvolumen bei einer Druckschwankung der Isolations- und Kühlflüssigkeit veränderbar ist, wobei im Hohlraum eine aus einem Metall hergestellte Federeinrichtung vorgesehen ist, die unter einer Vorspannung an der zumindest einen Metall-Membran abgestützt ist.
  • Die DE 10 2005 045844 b1 zeigt ein Schalldämmelement mit zwei Wandflächen, die durch eine Vielzahl an vorgespannten Federelementen miteinander verbunden sind.
  • Aus der US 4 558 296 ist eine schalldämpfende Vorrichtung für ein induktives Wechselstromgerät bekannt, bei der in dem Gehäuse des Gerätes eine hohle Schalldämpfungsplatte angeordnet ist, die mit Gas gefüllt ist und mindestens ein kraftübertragendes Element enthält, welches so angeordnet ist, dass es Druckkräfte zwischen Vorder- und Rückwand der Schalldämpfungsplatte zu übertragen vermag.
  • Die US 2007/014418A1 zeigt einen schwingungserregten Schalldämpfer mit dynamischer Abstimmung, bei dem die Schallabstrahlung einer schwingenden Oberfläche durch Ankopplung einer steifen Struktur an die schwingende Oberfläche mit einem nachgiebigen Element reduziert wird.
  • Die DE 11 11 726 B beschreibt einen flüssigkeitsgekühlten, geräuschgedämpften Transformator mit an den Kesselinnenwandungen angeordneten Schalldämmungsfächern, die als balgartige Federungskörper ausgebildet sind.
    • Darstellung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Verringerung von Betriebsgeräuschen eines Transformators oder einer Drossel anzugeben, dessen Dämpfungswirkung über einen möglichst langen Betriebszeitraum nahezu unverändert aufrechterhalten bleibt und dessen Wartungsaufwand gering ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird im Kesselinneren mindestens ein volumenelastisches Paneel vorgesehen. Das Paneel weist einen mit Unterdruck beaufschlagten Hohlraum auf, welcher zumindest teilweise von einer Metall-Membran begrenzt ist. Im Hohlraum ist eine metallische Federeinrichtung vorgesehen, die an der Metall-Membran unter einer Vorspannung abgestützt ist. Dadurch wird erreicht, dass Flüssigkeits-Schallwellen, die sich in der Isolations- und Kühlflüssigkeit in longitudinaler Richtung ausbreiten durch die elastische Verformung der Metall-Membran zumindest teilweise aufgenommen werden. Die Schallenergie wird von der Verformungsarbeit der Metall-Membran und der metallischen Feder resorbiert. Die Steifigkeit wird dabei von der Wechselwirkung Metall-Membran, Federelement und angelegtem Unterdruck vorgegeben. Trifft beispielsweise eine vom Aktivteil abgestrahlte Flüssigkeits-Druckamplitude, - verursacht durch Magnetostriktion oder Kraftwirkung zwischen den Wicklungsleitern -, auf die Metall-Membran auf, so wird dessen Energie durch elastische Deformation der Metall-Membran und vorgespannter Feder zumindest teilweise aufgenommen und gelangt nicht an die Kesselwand. Folge davon ist, dass die Intensität der auf die Kesselwand auftreffenden Druckpositionen geringer ist. Die Kesselwand wird daher weniger stark zu Schwingungen angeregt, wodurch die Geräuschimmission des Kessels insgesamt geringer ist. Die verminderte Geräuschemission ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Transformator oder die Drossel in der Nähe eines Wohnbereichs installiert wird. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die geringere mechanische Beanspruchung des Kessels selbst, dessen Wandstärke bzw. Versteifung dank der Erfindung dünner bzw. weniger aufwändig aufgebaut sein kann.
  • Konstruktiv günstig kann eine Ausführung der Erfindung sein, bei der jedes volumenelastische Paneel jeweils durch zwei einander gegenüberliegende Metall-Membranen und einem umlaufenden starren Membran-Rahmen gebildet ist. Jede Metall-Membran ist dabei auf dem Membran-Rahmen flüssigkeitsdicht bzw. gasdicht befestigt, zum Beispiel durch eine Schweißverbindung oder Lötverbindung. Im Zwischenraum zwischen den beiden sich etwa parallel gegenüberliegenden Metall-Membranen ist die Federeinrichtung angeordnet. Die Federeinrichtung ist an der einen und an der anderen Metallmembran unter Vorspannung abgestützt. Dadurch wird ein plattenförmiger flüssigkeitsschallabsorbierender Bauteil geschaffen, der vergleichsweise wenig Einbauraum im Kessel beansprucht. Die Montage und Unterbringung im Kessel ist daher einfach möglich.
  • Von Vorteil kann dabei sein, dass die Steifigkeit des volumenelastischen Elementes bzw. Paneels auf einfache Weise durch den im Hohlraum eingestellten Unterdruck und der Vorspannung zwischen Feder und Metall-Membran vorgegeben werden kann. Dies erleichtert die Anpassung an unterschiedliche Größen und Typen von Transformatoren bzw. Drosseln.
  • Um im Bereich der Abstützung zwischen Federelement und Metall-Membran den mechanischen Verschleiß möglichst gering zu halten, kann es günstig sein, wenn die Federeinrichtung eine Flach-Formfeder ist, welche bügelförmige Blattfeder-Elemente aufweist, die wechselweise jeweils an einer der beiden Metall-Membranen abgestützt sind. Dadurch kann die Dämpfungswirkung auch über viele Jahre nahezu unverändert aufrecht erhalten werden, ohne dass dafür zusätzlicher Wartungsaufwand erforderlich wäre. Die wechselweise bügelförmigen, vorstehenden Blattfeder-Rippen können einfach aus einer Blechtafel gestanzt und gebogen werden. Die Herstellungskosten sind gering.
  • Eine andere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Flach-Formfeder zu einer Omega-Form gebogen ist. Auch bei dieser Omega-Form der Feder wird erreicht, dass der mechanische Verschleiß zwischen Metall-Membran und metallischem Federelement so gering ist, dass die Zuverlässigkeit der Dämpfungswirkung über einen langen Betriebszeitraum ohne spezielle Wartung möglich ist.
  • Da sich diese beiden Bauformen der Flach-Formfeder, d.h. Blattfeder- bzw. Omega-Feder, auf einfache Weise als Stanz-Biege-Formteile hergestellt werden können, ist die Herstellung besonders einfach und kostengünstig.
  • Hinsichtlich der Kosten kann auch eine Ausführungsform günstig sein, bei der die Federeinrichtung ein Drahtgeflecht ist, welches an der Innenfläche einer jeden Metall-Membran anliegend angeordnet ist. Der Hohlraum kann dabei vollständig oder nur teilweise mit einem derartigen Drahtgeflecht gefüllt sein.
  • Von Vorteil ist ferner hin, wenn das volumenelastische Paneel einen prismatischen Grundkörper aufweist. Durch diese Plattenform ist die Unterbringung im Kessel eines Transformators meist ohne große bauliche Änderungen möglich.
  • Günstige ist ferner die Verwendung von korrosionsbeständigen metallischen Werkstoffen, sowohl für Metall-Membran, Membran-Rahmen, bzw. Drahtgeflecht als auch Flach-Formfeder. Dadurch ist auch über einen viele Jahre andauernden Betrieb nicht mit einer Verringerung oder Änderung der Dämpfungseigenschaft aufgrund von Korrosion zu rechnen.
  • Zur Applikation des Unterdrucks bietet es sich an, wenn im Rahmen des volumenelastischen Paneels eine verschließbare Öffnung, zum Beispiel eine Bohrung mit Gewinde, zur Herstellung des Unterdrucks im Hohlraum vorgesehen ist. Der Unterdruck kann dadurch auf einfache Weise bei der Herstellung des volumenelastischen Paneels erzeugt werden und das dichte Verschließen der Öffnung kann auf einfache Weise durch eine Dichtschraube erfolgen.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen sind. Es zeigen:
    • Figur 1
    in einer Aufsicht auf einen Transformatorkessel mit volumenelastischen Paneelen, innenseitig an einer Kesselwand;
    Figur 2
    eine Seitenansicht der Figur 1;
    Figur 3
    ein volumenelastisches Paneel mit einem Federelement bestehend aus bügelförmigen Federabschnitten in einer Querschnitts-Darstellung;
    Figur 4
    einen Schnitt gemäß A-A in Figur 3;
    Figur 5
    eine räumliche Darstellung des Federelements gemäß Figur 3 und Figur 4;
    Figur 6
    eine andere mögliche Ausbildung der Federeinrichtung in Form einer Omega-Feder;
    Figur 7
    eine Ausbildung der Federeinrichtung als Drahtgeflecht.
    Ausführung der Erfindung
  • Figur 1 zeigt in einer Draufsicht auf einen Kessel 1 eines Transformators ein Aktivteil 2 in einer isolations- und Kühlflüssigkeit 4. In einem Zwischenbereich 11 zwischen Aktivteil 2 und Kesselwand sind mehrere plattenförmige ausgebildete volumenelastische Paneele 3 angeordnet. Diese Paneele 3 haben einen Abstand sowohl zur Kesselwand als auch zu den Wicklungen bzw. zum Joch des Aktivteils 2. In der Figur 1 sind diese Paneele 1 im Kessel vertikal hängend angeordnet, wobei deren Befestigungsmittel nicht dargestellt sind. Der Querschnitt der Paneele 3 ist rechteckförmig. Der prismatischen Grundkörper lässt sich auf einfache Weise im Innenraum des Kessels 1 unterbringen.
  • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Figur 1. Zu sehen sind die vertikal angeordneten Paneele 3, die sich über die gesamte Länge des Kern-Schenkels des Aktivteils 2 erstrecken. Die vertikale Länge kann bei einem Leistungstransformator mehr als 10 m erreichen. Auf das Paneel 3 wirkt bei einer derartigen Anordnung ein hydrostatischer Druck von etwa 1 bar. In Figur 2 sind auch Paneele 3 dargestellt, die in einem Zwischenraum 11 zwischen Deckel und Bodenteil des Kessels 1 angeordnet sind.
  • Wie aus den Zeichnungen der Figur 1 und 2 hervorgeht, sind im Innenraum des Kessels 1 mehrere Paneele 3 sowohl im Seitenbereich als auch im Bereich des Deckels und des Bodenteils angeordnet. Jedes dieser volumenelastischen Paneele 3 wirkt bezüglich der Flüssigkeitsschallwellen wie ein nachgiebiger Metallbalg, ein so genannter "metal bellow". Ziel ist es dabei, durch ein nachgiebiges Verformungsverhalten die Druckpulsationen im Kessel 1 zu reduzieren. Bei einem Transformator können die Flüssigkeitsschallwellen Druckschwankungen in der Höhe von etwa 100 mbar aufweisen.
  • Durch die in Figur 1 und Figur 3 dargestellte Anordnung der Paneele 3 im Innenraum des Kessels 1 wird erreicht, dass vom Aktivteil 2 abgestrahlte Druckpulsationen der Isolations- und Kühlflüssigkeit 4 von den Paneelen 3 in ihrer Intensität gemindert werden. Folglich sind die auf die Wände des Kessels 1 auflaufenden Flüssigkeitsschallwellen in ihrer Intensität weniger energiereich. Die Schwingungsanregung der Kesselwände ist geringer. Der Kessel strahlt weniger Betriebsgeräusche ab. Darüber hinaus wird die mechanische Konstruktion des Kessels 1 entlastet. Die starre Kopplung zwischen Aktivteil und Kessel 1 ist weniger stark. Dadurch reduziert sich auch die dynamische Last, die auf den Kessel wirkt.
  • Im Folgenden werden nun die volumenelastischen Paneele 3 genauer gezeigt und in ihrer Wirkung näher erläutert.
  • Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines volumenelastischen Paneels 3. Das volumenelastische Paneel 3 besteht aus einem starren im Querschnitt rechteckigen Rahmen 8, der stirnseitig jeweils eine Fläche aufspannt, die mit einer Metall-Membran 6 bzw. 6' abgedeckt ist. Die Metall-Membran 6, 6' ist ein ebenes dünnwandiges Stahlblech, welches auf dem Membran-Rahmen 8 randseitig durch eine durchgehende Schweißnaht befestigt ist. Die Verbindung zwischen Metall-Membran 6 bzw. 6' und Rahmen 8 ist dicht, sowohl gegenüber Flüssigkeit als auch gegenüber Gas. Im Hohlraum 5 ist ein Federelement 7 angeordnet. Das Federelement 7 ist in der dargestellten Ausführung eine flache Form-Feder welche bügelförmige Blattfederelemente 9 aufweist. Diese bügelförmigen Blattfederelemente 9 stützen sich an der oberen Metall-Membran 6 und an der unteren Metall-Membran 6' ab. Im Bereich der Abstützung liegen die Blattfedern 9 flächig an der Innenfläche der jeweiligen Membran 6 bzw. 6' an. Dadurch tritt kaum Reibungsverschleiß auf.
  • Für die weitere Beschreibung sei davon ausgegangen, dass vor der bestimmungsgemäßen Verwendung an der Öffnung 10 ein Unterdruck angelegt wurde, so dass sich eine Vorspannung zwischen Federeinrichtung 7 und Metallmembran 6 bzw. 6' eingestellt hat.
  • Bei betriebsgemäße Verwendung im Kessel eines Transformators treffen auf den Metall-Membranen 6, 6' Druckwellen der Isolations-und Kühlflüssigkeit 4 auf. Die Longitudinalwellen wirken in Form eines Überdrucks bzw. eines Unterdrucks. Dadurch kommt es zu einer (weiteren) Einbuchtung bzw. Ausbuchtung der Metall-Membranen 6, 6'. Entsprechend der Druckamplitude gibt jede der Blattfedern 7 elastisch nach, sowohl in der einen als auch in der anderen Verformungsrichtung. Da die Federeinrichtung 7 seitlich nicht begrenzt ist, weicht sie in ihrer flächigen Erstreckung aus, was am besten anhand des Schnittes A-A in Figur 4 zu erkennen ist.
  • In Figur 5 ist das Federelement 7 in einer perspektivischen Ansicht zu sehen. Die Flachform-Feder besteht aus nebeneinanderliegenden parallel angeordneten Blattfeder-Elementen 9. Diese Elemente 9 sind rippenförmig ausgebildet. Parallel liegende Rippen sind wechselweise auf die eine, dann auf die andere Seite bügelförmig gebogen. Jeder Bügel 9 mündet jeweils mit seinem Ende in einen randseitigen Fixierbereich 12. Als Werkstoff dient ein rostbeständiges Feder-Stahlblech. Der Übergang Zwischenbügel 9 und Fixierbereich 12 ist materialeinheitlich.
  • Figur 6 zeigt in einer Querschnitts-Darstellung eine andere Ausführung des Federelementes 7. Hier ist das Federelement 7 eine Omega-förmige Feder gefertigt aus einem rostfreien Federstahl. Diese Omega-Feder liegt wieder mit ihren zur Metall-Membran 6, 6' zeigenden pilzförmigen Abschnitten flächig an der Innenfläche einer Metall-Membran 6 bzw. 6' an. Dadurch wird wieder erreicht, dass die Reibpartner 6 bzw. 6 und 7 flächig aneinander liegen, wodurch der Verschleiß sehr gering ist. Die Dämpfungseigenschaft ist daher über einen langen Betriebszeitraum unverändert.
    Figur 7 zeigt schließlich eine dritte Ausführung des volumenelastischen Paneels 3, bei der das Federelement 7 durch ein Metallgeflecht im Innenraum 5 gebildet ist.
  • In den oben dargestellten Ausführungsbeispiele besteht das Federelement 7 sowie der Rahmen 8 und Metallmembranen 6, 6' aus einem nicht rostenden Stahl. Dies den Vorteil, dass korrosionsbedingte Alterung auch während einer langen Betriebszeit kaum zu erwarten ist, wodurch auch die Flüssigkeitsschall-Absorptionswirkung des Paneels 3 erhalten bleibt.
  • Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
    • 1
    Kessel
    2
    Aktivteil
    3
    volumenelastischen Paneel
    4
    Isolations- und Kühlflüssigkeit
    5
    Hohlraum
    6, 6'
    Metall-Membran
    7
    Federelement, Flachform-Feder
    8
    Rahmen
    9
    Blattfeder
    10
    Öffnung
    11
    Zwischenraum
    12
    Fixierbereich

Claims (5)

  1. Anordnung zur Verringerung der Geräuschimmission eines elektrischen Transformators oder einer Drossel, umfassend:
    - einen Kessel (1), der mit einer Isolations- und Kühlflüssigkeit (4) gefüllt ist,
    - ein Aktivteil (2), der im Kessel (1) angeordnet ist,
    - wobei im Kessel (1) zumindest ein volumenelastisches Paneel (3) vorgesehen ist, welches von der Isolations-und Kühlflüssigkeit (4) umgeben ist und einen mit einem Unterdruck beaufschlagten Hohlraum (5) aufweist,
    - wobei der Hohlraum (5) zumindest teilweise von zumindest einer Metall-Membran (6, 6') begrenzt ist, so dass das Hohlraumvolumen bei einer Druckschwankung der Isolations- und Kühlflüssigkeit (4) veränderbar ist,
    - wobei im Hohlraum (5) eine aus einem Metall hergestellte Federeinrichtung (7) vorgesehen ist, die unter einer Vorspannung an der zumindest einen Metall-Membran (6, 6') abgestützt ist,
    - wobei das zumindest eine volumenelastische Paneel (3) durch zwei einander gegenüberliegende Metall-Membranen (6, 6') und einem umlaufenden starren Membran-Rahmen (8) gebildet ist, wobei jede Metall-Membran (6, 6') auf dem Membran-Rahmen (8) dichtend befestigt ist, und wobei die Federeinrichtung (7) an der einen und an der anderen Metall-Membran (6, 6') abgestützt ist,
    - wobei die Vorspannung der Federeinrichtung (7) von der Beaufschlagung des Unterdrucks abhängig ist, wobei die Federeinrichtung (7) ein Flach-Formfeder ist, welche bügelförmige Blattfeder-Elemente (9) aufweist (Figur 4), die wechselweise jeweils an einer der beiden Metall-Membranen (6, 6') abgestützt sind und in einer Fixierzone enden,
    - dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Flach-Formfeder eine Omega-Form aufweist.
  2. Transformator oder Drossel nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das volumenelastische Paneel (3) eine prismatischen Grundkörper aufweist.
  3. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff aus dem Membran-Rahmen (8), Drahtgeflecht, Flach-Formfeder gebildet ist, ein korrosionsbeständiges Metall ist.
  4. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Membran-Rahmen (8) eine verschließbare Öffnung (10) zur Herstellung eines Unterdrucks im Hohlraum (5) ausgebildet ist.
  5. Transformator oder Drossel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine volumenelastische Paneel (3) in einem Zwischenraum (11) zwischen Aktivteil (2) und Kessel (1) angeordnet ist.
EP15157123.9A 2015-03-02 2015-03-02 Anordnung zur Verringerung der Schallemission eines Transformators oder einer Drossel Active EP3065129B1 (de)

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