SU32050A1 - Приспособление дл защиты электрического аппарата с масл ным наполнителем от перегрузок или повреждений - Google Patents

Description

Широко известна так называема  „защита Бухгольца, примен ема  дл  предохранени  наполненных маслом электрических аппаратов от перегрузок и повреждений , сопровождающихс  изменением объема масла или выделением газов из масла. В этой системе защиты примен етс  реле, располагаемое обычно между защищаемым аппаратом и консерватором и снабженное поплавковыми или иной конструкции контактами, которые в случае по влени  газов замыкают сначала сигнальную цепь, а затем и цепь выключающих приборов, В частности известны подобные реле, которые реагируют не только на факт по влени  перегрузки или аварии, но и на скорость ее развити . Предлагаемое приспособление касаетс  устройства подобного реле; согласно изобретению тарелка клапана герметически закрытого консерватора снабжаетс  калиброванным отверстием дл  выпуска воздуха из консерватора , таким образом соразмеренным, чтобы , с одной стороны, при нормальном по величине и сравнительно мед;5 нном увеличении объема масла, воздух успевал пе316

реходить через названное отверстие, не создава  в консерваторе значительного давлени  и не вызыва  действи  контактов , но чтобы, с другой стороны, контакты приходили в действие как при значительном , хот  бы и медленно, происход щем , увеличении объема масла, например, при длительной перегрузке, так и при менее значительном, но быстро происход щем увеличении объема масла (например , при коротких замыкани х вне защищаемого аппарата, и при по влении газов (например, при повреждени х внутри самого аппарата). Во втором случае воздух не успевает проходить через отверстие и в консерваторе создаетс  определенное давление, передающеес  в трубку реле, помещаемую вблизи места прохождени  масла из аппарата в консерватор; при этом обычным образом замыкаютс  контакты сначала сигнальных, а затем и выключающих приборов. Согласно видоизменению, надлежащим образом изогнута  трубка, закрепленна  во фланце, снабженном калиброванным отверстием, заполнена ртутью, служащей дл  замыкани  контактов , а по третьему варианту-отверстие устроено в трубке, расположенной внутри консерватора и содержащей контакты или механизм дл  привода контактов, и служит дл  пропуска масла из аппарата в консерватор.

На чертеже фиг. 1 изображает вид спереди предлагаемого приспособлени  по первому варианту; фиг. 2-вертикальный разрез; фиг. 3-вертикальный разрез приспособлени  по второму варианту; фиг. 4- 5-схематическое изобра ение приспособлени  по второму варианту и электрическую схему включени ; фиг. 6-схематическое изображение приспособлени  по третьему варианту в вертикальном разрезе (фиг. 1 и 2).

Согласно первому варианту (фиг. 1 и 2) тарелка 1 предохранительного клапана герметически закрытого консерватора снабжена калиброванным отверстием 27, через которое воздух внутри консерватора имеет сообщение с атмосферой. Калиброванное отверстие 27 просверлено в ниппеле 24 (фиг. 2), ввернутом в тарелку 7.

В эту тггрелку ввернута также трубка 20, оканчивающа с  снизу раструбом 31 и нагруженна  пружиной 22, встроенной между укрепленным на трубке 20 кольцом 2/ и планкой 23 и прижимающей тарелку / к скошенному на конус фланцу ниппел  28. Этот последний ввернут во фланец, устроенный на консерваторе, и служит в качестве неподвижной части предохранительного клапана. Клапан служит дл  предохранени  кожуха защищаемого аппарата, например, трансформатора, от выпучиваний или даже от повреждений (взрыва), в случае чрезмерного повышени  давлени  внутри трансформатора, которое может возникнуть при коротких замыкани х и других крупных авари х. Пружина 22 соразмерена так, чтобы при давле«и х , опасных дл  трансформатора, тарелка 7 клапана поднималась, тем самым открыва  клапан и освобожда  выход воздуху и газам наружу. Раструб 57 трубки 20 погружен в масло, как это показано, например , на фиг. 5, где через 26 обозначен консерватор.

Тарелка / составл ет одно целое с ци линдром 2, в котором может перемещатьс  поршень 3, св занный штоком 4 с пальцем 6- Цилиндр 4 покрыт крышкой 5, снабженной отверстием, через которое

воздух в цилиндре сообщаетс  с атмосферой . На крышке 5 смонтированы контактный механизм 7-9 цепи сигнала, контактный механизм 76, /7 цепи выключени  и спусковой механизм 70, /7. Цилиндр 2 снабжен краном 79 дл  выпуска газов из-под поршн  2 после подъема последнего .

Контактный механизм цепи сигнала состоит из штока 9, расположенного в изолирующей гильзе 7, укрепленной на крышке 5; гильза 7 несет два неподвижных контакта 8, включенных в цепь сигналу, а нагруженный пружиной шток 9 несет контактный мостик 32 и ролик 6. В разомкнутом положении контактного механизма 7-9, показанном на фиг. 2 и соответствующем нормальной работе трансформатора , ролик 6 упираетс  в палец 6 штока 4. Контактный механизм цепи выключени  состоит из двух неподвижных контактов 29, установленных изолированно на тарелке 7 и включенных в указанную цепь, и контактного мостика 18, укрепленного на штоке 76, снабженном зубом и нагруженном включающей пружиной 30. В разомкнутом положении, показанном на чертеже и соответствующем нормальной работе трансформатора, шток 76 удерживаетс  в подн том состо нии тем, что зуб 77 упираетс  в собачку /7 спускового механизма, лежащую на кронштейне 72 и св занную с изогнутым рычагом JO; последний шарнирно укреплен на стойке 33, нагружен стопорной пружиной 75 и снабжен на конце роликом 70, взаимодействующим механически с пальцем 6. Все приспособление прикрыто кожухом 25.

Действие приспособлени  происходит следующим образом. В исходном положении уровни масла в трубке 20 и в консерваторе одинаковы; при нормальной нагрузке трансформатора и отсутствии в нем повреждений масло, вследствие нагрева и увеличени  объема, будет с известной скоростью подниматьс  в консерваторе и в трубке 20. Калиброванное отверстие 27 в ниппеле 24 соразмерено так, чтобы при скорости подъема уровн  масла , соответствующей нормальному режиму трансформатора, воздух, вытесн емый из конденсатора поднимающимс  маслом, проходил через калиброванное отверстие, не создава  в консерваторе сколько-нибудь заметного давлени . При этом уровень масла в трубке 20 повыситс  в меньшей степени, чем уровень масла в консерваторе, так как воздух из консерватора свободно уходит, а трубка .метически закрыта и ее внутреннее пространство не имеет сообщени  с атмосферой; по этой причине в трубке 20 создаетс  давление, соответствующее весу столба масла, высота которого равна раз-ности указанных уровней. При нормальном режиме это давление будет весьма незначительным, и поршень 3 останетс  в показанном на фиг. 2 положении, так как -его вес, сила трени  в механизме и сила лружин подбираютс  соответственным образом .

Если на трансформатор, полностью натруженный и достигший теплового равновеси , включить дополнительную нагрузку, то температура масла подниметс , разность уровней увеличитс  и давление S трубке сделаетс  достаточным дл  перемещени  поршн  3 вверх. При этом сначала освобождаетс  шток Р сигнального контакта и замыкаетс  цепь сигнала, .а затем, если перегрузка не будет сн та, освобождаетс  шток /5 выключающего контакта и происходит замыкание цепи выключающего трансформатор аппарата.

Если трансформатор будет включен на перегрузку с самого начала, то скорость подъема температуры масла и скорость протекани  воздуха через калиброванное отверстие будут таковы, что в консерваторе возникнет некоторое давление (сверх атглосферного), которое будет передано в трубку и сложитс  с давлением, соответствующим разности уровней масла в консерваторе и трубке; при этом произойдет также перемещение поршн  3 и описанные выше контактные механизмы сработают в том же пор дке.

В случае короткого замыкани  вне трансформатора происходит немедленное и резкое повышение температуры масла. При этом резко повыситс  давление в консерваторе и трубке и реле сработает почти мгновенно.

При внутренних повреждени х (замыкание между витками, пожар железа и т. п.) лолучаетс  местный перегрев и разложение изол ции и масла. Газообразные продукты разложени  устремл ютс  в консерватор и улавливаютс  раструбом 57;

подыма сь по трубке 20 вверх, газы вытесн ют масло, создают в трубке 20 давление и вызывают перемещение поршн  5 тем быстрее, чем сильнее бь1ло нагрето до этого момента масло и чем быстрее развиваетс  повреждение. Таким образом и в этом случае врем  действи  приспособлени  зависит от характера предшествовавшего аварии режима работы трансформатора, от величины аварии и скорости ее развити .

В видоизмененном приспособлении железна  (фиг. 3 и 4) трубка J выполнена в виде О-образной части с двум  коленами . Одно из них оканчиваетс  свешивающимс  в масло раструбом 2, а другое жестко прикреплено к железному фланцу 3, в который вставлен стекл нный кран 4 дл  выпуска, в случае надобности , газов из обращенного вверх колена трубки. Трубка наполнена ртутью 76 (фиг. 4) и снабжена контактами 72 и 73 цепи сигнала и цепи выключени , расположенными внутри изолирующей трубки 7 и разделенными изолирующей прокладкой U.

Фланец 3 прижимаетс  к привинченному к консерватору опорному фланцу 8 пружиной 9, соразмеренной так, чтобы при возникновении внутри консерватора давлени , опасного дл  целости кожуха, фланец 3 с трубкой 7 поднималс  и выпускал воздух наружу. Между фланцами 3 и 8 проложена прокладка. Во фланец 3 ввернут ниппель 5, снабженный калибровым отверстием дл  выпуска возд )ха; кроме того, на фланце 3 расположена контактна  доска 6.

Свешивающа с  в масло часть трубки 7 снабжена укрепленной на ней шайбой W, изготовленной из изолирующего материала и несущей два контакта 75, включенные в цепь сигнала. Вдоль названной части трубки 7 может скользить поплавок 7 7 в виде кольца, несущего контактный мостик. Этот поплавок служит дл  замыкани  цепи сигнала в контактах 75 при понижении уровн  масла в консерваторе ниже нормального уровн , например, в случае течи кожуха или по другим причинам.

Приспособление по второму варианту работает совершенно так же, как таковое по первому варианту. Разница состоит лишь в том, что здесь при возникновении в трубке 7 давлени  пзремещаетс  не поршень, а ртуть 76, котора  замыкает

в контактах 12 и /5 сначала цепь сигнала , а затем-цепь выключени . В этом варианте врем , протекшее с начала возникновени  ненормального режима до момента замыкани  контактов, также зависит от характера предшествовавшего аварии режима работы трансформатора, от вели-чины аварии и скорости ее развити .

По третьему варианту (фиг. 6) калиброванное отверстиэ 4 устроено в трубке /, расположенной внутри консерватора 3, соединенного трубой с кожухом трансформатора . Отверстие 4 находитс  ниже нормального уровн  (обозначенного через б) в консерваторе и соразмерено так, чтобы при нормальной нагрузке масло из трубки 7 могло переливатьс  в консерватор ; таким образом, как в холодном состо нии, так и при нормальной нагрузке масло в консерваторе и в трубке / будет находитьс  почти на одном уровне.

Приспособление по третьему варианту действует следующим образом. Если находившийс  в холодном состо нии (выключенный ) трансформатор будет включен на нагрузку, то нагревающеес  и расшир ющеес  масло будет переливатьс  через отверстие 4, и уровни масла в трубке 7 и в консерваторе 4 будут подниматьс  примерно одинаково. Уровень масла при полной нагрузке, соответствующий тепловому равновесию трансформатора , обозначен на фиг. 6 линией 5. При включении дополнительной нагрузки уровень масла поднимаетс  над линией 5 как в консерваторе, так и в трубке, вследствие чего контактные механизмы (действующие от расположенных в трубке 1 приспособлений, например, от поплавка) придут в действие и замкнут или разомкнут в обычной последовательности цепи сигнала и выключени . При включении холодного трансформатора на перегрузку масло будет нагреватьс  и расшир тьс  с такой скоростью, что через отверстие 4 успеет перелитьс  лишь некотора  его часть; остальна  часть масла останетс  в трубке /. Вследствие этого уровень масла в трубке 7 перейдет линию 5 ранее, чем уровень масла в консерваторе достигнет этой линии. Поэтому, контактные механизмы придут в действие, и трансформатор выключитс  еще до того, как масло нагреетс  до допустимого дл  него предела . При коротком замыкании вне трансформатора скорость нагрева и расширени  масла будет такова, что уровень масла в трубке 7 подниметс  весьма быстро, и трансформатор будет выключен с малой выдержкой времени.

При внутренних повреждени х, сопровождающихс  по влением газообразных продуктов разложени  изол ции и масла образующийс  газ вытесн ет в консерватор объем масла, соответствующий объему газа. Это вытеснение будет происходить с такой скоростью, что отверстие 4 сможет пропустить в консерватор 3 лишь, ничтожную часть вытесн емого газом масла; вследствие этого уровень масла в трубке 7 быстро повышаетс  до положени , при котором происходит действие выключающих контактов.

По мнению изобретателей предложенное приспособление имеет перед известными подобными реле (в частности, реле Бухгольца) преимущества дешевизны, надежности , наличи  сильных и доступных контактов, чувствительности к различным видам нарушений нормального режима защищаемого аппарата и универсальности: применени ; одно и то же приспособление может быть применено к трансформаторам различных мощностей, причем необходимо лишь заменить ниппель с калИ брованным отверстием.

Предмет изобретени .

Claims (3)

1. Приспособление дл  защиты электрического аппарата смасл ным наполнением от перегрузок или повреждений с применением трубки, помещенной вблизи места прохождени  масла из аппарата в. консерватор, отлнчающеес  тем, что с целью создани  давлени  в верхней частк указанной прикрытой контактным поршеньком 3 трубки 20 как при быстром; увеличении объема масла вследствие внезапной нагрузки, так и при медленном увеличении объема масла вследствие длительной значительной перегрззки, в тарелке 7 клапана консерватора устроено калиброванное отверстие дл  выпуска воздуха из консерватора со скоростью, создающей в нем определенное давление при быстром увеличении объема масла,, передающеес  в верхнюю часть указанной трубки.

2. Видоизменение приспособлени  по п. 1, отличающеес  тем, что трубка 1, выполненна  в виде U-образной части с двум  коленами, из коих одно заканчиваетс  свешивающейс  в масло расшир ющейс  трубкой, а второе скреплено жестко с имеющим выходное отверстие дл  воздуха фланцем 3, наполнена ртутью, могущей замыкать сигнальный и рабочий контакты, и назначена как дл  передачи давлени  от масла к ртути при коротких

замыкани х и медленной значительной перегрузке, так и дл  собирани  вверху колена с расшир ющейс  Трубкой газов при повреждении изол ции.

3. Видоизменение приспособлени  по п. 1, отличающеес  тем, что калиброванное отверстие устроено в трубке /, расположенной внутри консерватора, и служит дл  пропуска масла из аппарата в консерватор.

ч

i-j

Ht U

ё

Ufeli

l-5

жши

ililill i ill

JMiu

™Г

;

P 5

/p