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Verfahren zum Schutz von Transformatoren, Schaltern, Motoren, Generatoren u. dgl.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz von Transformatoren, Schaltern, Motoren, Generatoren u. dgl., dessen wesentliches Kennzeichen darin besteht, dass die bei nicht normalen Betriebszuständen sich bildenden Dämpfe und gasartigen Zersetzungsprodukte der festen und flüssigen Isolier-
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Zustand eines Wärmeempfängers sich beim Eintreten der Gase und Dämpfe in den Strahlungsweg ver- ändert, wodurch eine zum Schutze des elektrischen Apparates geeignete Funktion ausgeübt wird.
Die Zeichnung zeigt in den Fig. 1 bis 3 Vorrichtungen als Ausführungsbeispiele für das neue Verfahren in schematischer Darstellung.
In der Zeichnung bedeutet a eine Wärmequelle, die beispielsweise aus einem elektrisch geheizten Silitstab, einem Widerstandsdraht, dem System einer Glühlampe, der Flamme eines Bunsenbrenners od. dgl. bestehen kann, b ist eine Vorrichtung, die für Wärmestrahlung empfindlich ist und deren physikalischer Zustand sich bei wechselnder Bestrahlung ändert. Die physikalische Zustandsänderung kann z. B. eine Längen-oder Dickenänderung sein ; in der in der Zeichnung dargestellten Form ist als Empfangsgerät eine Vorrichtung vorgesehen, deren elektrische Eigenschaften sieh bei Änderung der Wärmestrahlung verändern, also ein elektrischer Widerstand, ein Thermoelement od. dgl.
Zur besseren Ausnutzung der Strahlung ist hinter der Wärmequelle a ein Reflektor c angeordnet, statt dessen könnte jedoch auch vor der Wärmequelle eine Linse zur Sammlung der Strahlen vorgesehen sein. Zwischen der Wärmequelle a und der Empfangseinrichtung b liegt ein Rohr d mit den Ansatzstutzen e und f, die zur Zu-und Abführung für die Gase oder Dämpfe dienen. Die Enden des Rohres sind mit Wärmestrahlen durchlässigen Platten g und g'abgeschlossen, können jedoch auch offen sein und z. B. an die Stelle des Ein-und Auslassstutzens treten.
Entstehen nun in dem zu überwachenden elektrischen Apparat, z. B. einem Generator, infolge nicht normaler Betriebszustände Dämpfe oder gasartige Zersetzungsprodukte, so gelangen diese durch ein Verbindungsrohr, das am Einlassstutzen e des Rohres d endet, in das Rohr d und durchziehen es in Pfeilrichtung. Da das Wärmeabsorptionsvermögen dieser Stoffe von dem des sonst im Rohr vorhandenen Stoffes abweicht, so gelangt nur eine geringere oder grössere Wärmemenge an den Wärmeempfänger b, dessen physikalischer Zustand sich damit ändert. Wird also, wie in Fig. l angenommen, ein Thermoelement als Wärmeempfänger benutzt, so ändert sich die vom Element erzeugte elektromotorische Kraft und damit die Stellung des Kontaktzeigers des in den Stromkreis eingebauten Instrumentes h.
Würde man einen elektrischen Widerstand als Empfangsgerät benutzen, so müsste in dem Stromkreis noch eine Stromquelle vorgesehen sein. Bei Veränderung der Wärmebestrahlung des Widerstandes ändert sich seine Temperatur, also auch sein Widerstandswert und der Stromdurchgang, sowie damit wiederum die Stellung des Kontaktzeigers des Instrumentes h.
Das Kontaktinstrument h, das durch jede andere Kontaktvorriehtung beliebiger Art ersetzt werden kann, dient dazu, ein akustisches oder optisches Signal ein-oder auszuschalten, den gefährdeten elektrischen Apparat direkt oder indirekt abzuschalten oder jede andere geeignete Funktion auszuüben.
Der Umstand, dass sowohl die Wärmequelle a als auch der Wärmeempfänger b ihre Temperatur mit der Aussentemperatur ändern, ist für die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung störend, falls man nicht eine so grobe Einstellung vornimmt, dass die in den Räumen vorkommenden Temperaturschwankungen
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von der niedrigsten bis zur höchsten Grenze von der Einrichtung nicht erfasst werden. Soll die Einrichtung ohne Verzögerung in jedem Augenblick, unbekümmert um die Schwankungen der Aussentemperatur, ansprechen, so kann sowohl in den Stromkreis der Wärmequelle als auch des Wärmeempfängers oder in beide Stromkreise ein Widerstand eingeschaltet werden, der durch ein auf Wärme wirkendes Instrument, das sich bei zunehmender Temperatur ausdehnt und bei sinkender Temperatur zusammenzieht, selbsttätig bedient wird.
Auf diese Weise ist leicht zu erreichen, dass trotz der schwankenden Aussentemperatur der Zeiger der Kontaktvorrichtung immer eine bestimmte Stellung einnimmt. Er verlässt seine Lage erst dann, wenn der Strahlenweg zwischen der Wärmequelle und dem Wärmeempfänger durch Dämpfe beeinflusst wird.
Ebenso ist es möglich, Einrichtungen vorzusehen, die den am Instrument angebrachten Kontakt oder den Kontakt der Kontakteinrichtung in seiner Lage so verändern, dass unabhängig von der Aussentemperatur der Gegenkontakt stets den gleichen Weg bis zur Kontaktgabe beim Eintreten der festzustellenden Stoffe zurückzulegen hat.
Sehr vorteilhaft kann man die Unabhängigkeit von der Aussentemperatur auch dadurch erreichen, dass nach Art der in Fig. 2 dargestellten Anordnung zwei Widerstände benutzt werden, die in Brücken- schaltung liegen und von denen nur der eine von der Wärmequelle in der Weise beeinflusst wird, dass die in den Weg der Wärmestrahlen zwischen der Wärmequelle und diesem Widerstand gelangenden Gase, Dämpfe od. dgl. den elektrischen Widerstand in seinem Werte verändern. Die Wärmeempfangseinrichtung b besteht aus einem Widerstand, der mit einem genau gleichen Widerstand 7c und zwei weiteren unter sich gleichen Widerständen I und LI zu einer Wheatstoneschen Brücke geschaltet ist, die von der Stromquelle m aus gespeist wird.
Im Brückenzweig befindet sich eine Kontakteinrichtung n, die, unabhängig von der Aussentemperatur und auch von der Spannung der Stromquelle m, stets stromlos ist, solange sich zwischen a und b nicht die nachzuweisenden Stoffe befinden. Treten jedoch in das Rohr d Gase, Dämpfe oder Rauch ein, so wird durch die Änderung des Widerstandes b das Brückengleichgewieht gestört. Erfindungsgemäss kann das Instrument n zur Betätigung einer Signal-oder Schutzeinrichtung oder zur Aus- übung einer beliebigen andern Funktion benutzt werden.
Die gleiche Einrichtung kann gemäss Fig. 3 auch dazu dienen, das Verfahren unabhängig von den Intensitätsschwankungen der Wärmequelle zu machen. Die Wärmequelle a sendet ihre Strahlen hier nicht nur durch das Rohr d zur Wärmeempfangseinrichtung b, sondern gleichzeitig auch durch das mit dem Rohr d nicht in Verbindung stehende Rohr o zum zweiten Widerstand k. Die Gase oder Dämpfe bzw. der Rauch können durch e und t in das Rohr d ein-und austreten, jedoch nicht in das Rohr o eindringen. Es
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nie gestört wird, auch wenn sich die Intensität der Wärmequelle ändert. Beim Vorhandensein der betreffenden Stoffe dagegen wird der Strom im Instrument n sich einstellen.
Selbstverständlich lässt sich bei allen Anordnungen, die zur Verwirklichung des Erfindungsgedankens dienen, die Wirkung durch Verlängerung des Weges im Rohr d steigern. Ist aus irgendwelchen Gründen die gradlinige Fortführung der Wärmestrahlung nicht möglich, so verwendet man Spiegel oder Prismen zur Umlenkung der Wärmestrahlen in eine andere Richtung.
Die Widerstände ! und können genau so wie b und 7c ausgebildet und zur Verstärkung der Wirkungweise ebenfalls der Einwirkung der Wärmestrahlen ausgesetzt werden. Es muss dann I mit k zusammen der aus dem Rohr o kommenden, F dagegen mit b zusammen der aus dem Rohr d kommenden Wärmestrahlung unterworfen werden.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Schutz von Transformatoren, Schaltern, Motoren, Generatoren u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die bei nicht normalen Betriebszuständen sich bildenden Dämpfe und gasartigen Zersetzungsprodukte der festen und flüssigen Isoliermittel den Weg der Wärmestrahlen einer Wärmequelle in der Weise beeinflussen, dass der physikalische Zustand eines Wärmeempfängers sich beim Eintreten der Gase und Dämpfe in den Strahlungsweg verändert, wodurch eine zum Schutze des elektrischen Apparates geeignete Funktion ausgeübt wird.