CH125816A - Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfähigkeit des Öles elektrischer Apparate. - Google Patents

Description

      Anordnung    zum     ständigen    Überwachen der     Isolierfähigkeit    des Öles elektrischer  Apparate.    Die     Erfindung    betrifft eine Anordnung  zum ständigen Überwachen des Öles     elektri-          seber    Apparate, namentlich des Öles von       Transformatoren,    Ölschaltern und     derglei-          eben,    welche mit Öl isoliert sind und bei wel  chen das Öl erfahrungsgemäss während dem  Betrieb sich stetig verschlechtert, indem das       C)1    chemische Veränderungen erfährt, welche       Wasser,    Säure und Teer ergeben.

   Diese im  (     il    verteilten, gut leitenden Stoffe setzen die       Isolierfestigkeit    des Öles herab. Man hat ver  secht, im<B>01</B> eine Funkenstrecke vorzusehen,       welche    beim Sinken der Isolierfähigkeit un  ter ein bestimmtes Mass durchschlägt und da  durch. einen Hilfsstromkreis schliesst, welcher       den    Apparat zum Beispiel den. Transforma  tor vom Netz abschaltet.

   Diese Anordnung       bat    den Nachteil, dass sie nur dann anspricht,  wenn die Isolierfestigkeit     des    Öles in unzu  lässigem Masse gesunken ist, vorher aber  über den Zustand des Öles gar keinen     Auf-          schluss    gibt, da durch die Funkenstrecke kein       Strom    fliesst. Ausserdem ist der     Funkenüber-          gang    unter dem<B>01</B> schädlich für das Öl und    gefährdet auch den zu schützenden, meistens  teuren Apparat.

   Diese Anordnung ist ausser  dem auch     unverlässlich,    denn da die Intensi  tät des Feldes zwischen den Elektroden gross  ist, sammelt sich langsam alle aus festen  Stoffen bestehende Verunreinigung des Öles  zwischen den Elektroden, bildet dort eine  leitende Brücke und     verursäclit    das frühzei  tige Durchschlagen.  



  Die Anordnung gemäss der Erfindung soll  eine ständige Überwachung ermöglichen, in  dem sie in jedem Augenblick des Betriebes  über die numerische Grösse der     Isolierfestig-          keit    genauen Aufschluss gibt, so dass man die  Zersetzung des Öles verfolgen und das Öl  rechtzeitig reinigen, durch frisches ersetzen  kann und dadurch Kurzschlüsse verhindert.  



  Die Anordnung gemäss der Erfindung be  ruht auf der Erkenntnis, dass von den Strom  komponenten des durch einen Kondensator  fliessenden Stromes, dessen     Dielektrikum    ein  bestimmtes<B>01</B> bildet, die wattlose Ladekom  ponente auch beim Sinken der     Isolierfestig-          keit    stets einen nahezu konstanten Wert be-      hält (siehe T in     Abb.    5), hingegen wächst  mit dem     Sinken    der Isolierfestigkeit die  durchfliessende Wattkomponente des Stromes  stark, erreicht zuweilen das Mehrfache ihres  ursprünglichen Wertes (siehe V in     Abb.    5);

    hiermit wächst auch der Wert  
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    Die Verhältnisse zeigt     Abb.    5 für einen  mit Wechselstrom gespeisten Kondensator. V  und T sind die beiden Stromkomponenten  und     R    deren     Resultante.    Man kann aus dem  Wert von     tg        d    mit Sicherheit die     Isolier-          festigkeit    des Öles bestimmen.  



  In bestimmten Fällen, zum Beispiel wenn  man bloss das Öl eines einzigen Apparates  zu überwachen hat, genügt es anstatt der bei  den Stromkomponenten nur deren     Resultante          R    zu messen, da mit der Änderung der durch  fliessenden Komponente V sich auch     IR    än  dert.  



  Gemäss der Erfindung ordnet man im<B>01</B>  des zu     überwachenden    Apparates einen Kon  densator an, dessen     Dielektrikum    das Öl     des     Apparates bildet. Der Kondensator wird in  einen Stromkreis gelegt, in welchem Instru  mente zum Bestimmen der Stromwerte vor  gesehen sind.  



  In einfachen Fällen, wo bloss das<B>01</B> eines  einzigen Apparates zu messen ist, genügt die  Einschaltung zum Beispiel eines     MilliampAre-          meters    in den     Kondensatorstromkreis    und  man misst die     Resultante    der beiden Strom  komponenten. Die Oberflächen der     Konden-          satorbelegungen    werden so gross bemessen,  dass durch den Kondensator auch bei grosser  Isolierfestigkeit des Öles ständig ein messba  rer Strom fliesst, welcher immer Aufschluss  über den Wert der     Isolierfestigkeit    gibt.

   Der  Abstand der     Kondensatorbelegungen    vonein  ander wird so gross bemessen, dass zwischen  ihnen bei den im Betrieb möglichen Span  nungen kein Überschlag stattfinden kann.  



  In Fällen, wo mit demselben Instrument  die Isolierfestigkeit der Öle mehrerer Appa  rate gemessen werden soll, wobei die ver  schiedenen Apparate auch mit verschiedenen  Ölen gefüllt sein können, das Messen der Re-         sultante    beider Komponenten also kein ein  deutiges Mass mehr bildet, wird man im     Kon-          densatorstromkreis    Apparate zum Messen der  wattlosen Ladekomponente T und Apparate  zum Messen der Wattkomponente V zum  Beispiel eine     Schering-Brücke    anordnen, mit  welcher dann der Wert  
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    als absolutes Mass für jedes<B>01</B> separat ermit  telt werden kann.  



  Einige Ausführungsformen der Anord  nung zeigen die     Abbildungen,    und zwar:       Abb.    1 das Schaltschema zum Überwa  chen des Öles eines Transformators mit Sehe  ring-Brücke,       Abb.    2 dieselbe Anordnung -wie     Abb.    1,  jedoch anstatt der     Schering-Brücke    mit einem       Milliamperemeter,          Abb.    3 eine weitere Ausführungsform  mit geerdetem Überwachungsstromkreis;

         Abb.    4a zeigt eine Anordnung, bei wel  cher als die eine     Kondensatorbelegung    die  Hochspannungsspule des Transformators ver  wendet ist, in Seitenansicht,       Abb.    4b in Vorderansicht;       Abb.        5.zeigt    das übliche Stromdiagramm  für einen mit Wechselstrom gespeisten Kon  densator.  



  In     Abb.    1 bedeutet     r1    den Transformator,  welcher in dem Ölkessel     13    angeordnet ist. Im  Öl ist ein Kondensator     C1    vorgesehen, wel  cher     mittelst    Isolierstütze E an dem Joch     I'     des Transformators befestigt ist. Der eine  Pol des Kondensators     Cl    ist an die Leitung       1l,    der andere. an die Leitung     h    angeschlos  sen.     g:t    und     g.    sind die Durchführungen.

   Der  Kondensator     C,    bildet die eine Seite einer       Schering-Brücke,    in welcher die weiteren drei  Seiten durch den Normalkondensator     C.,    mit  bekannter Kapazität und     bekanntem        dielek-          trischen    Verlust, den regulierbaren Ohm-,  sehen Widerstand     R,    und parallel zu einem  regulierbaren Kondensator     C.,    den fixen Ohm  sehen Widerstand     P.,    gebildet sind. In der  Brücke selbst liegt das Galvanometer -G-.  Den Strom liefert der mit einem Regulier  widerstand     ZV    versehene Transformator T.

        Durch Regulieren des     Widerstandes        R'3    und  des Kondensators     C.,    kann man die     Brüeke     auf     Stromlosigkeit    einstellen, was am Gal  vanometer G konstatiert werden kann. Wenn  die Brücke stromlos ist, dann ist die beim       Reoleln        eingeschaltete    Kapazität des     Regel-          hondensato.rs        C,    das Mass des besuchten     tbd.     



  Die beschriebene Anordnung eignet sieh  im besonderen für grosse Transformator- oder       C@Iseha.lteranlagen,    wo mittelst einer     Mess-          brücke    nacheinander die Isolierfestigkeit des  Öles mehrerer Apparate gemessen werden  kann.  



  Im allgemeinen wird es genügen, dass  man an Stelle der Brücke bloss ein     Überw        a-          chungsinstrument    anordnet, zum Beispiel ein       3Iilliamperemeter,    dessen Schaltung die       Abb.    2 zeigt.

   Hier ist derselbe Transforma  tor     jvie    in     Abb.    1 dargestellt und die glei  chen     Bezugszeiehen    bedeuten die gleichen  Teile. 11 ist das Miniamperemeter, welches  mit dem Kondensator in Reihe     liegt.    Der       Stromkreis    des Kondensators kann entweder  an eine besondere Stromquelle     Q,    wie es in       Abb.    ;

   gezeigt ist, oder aber über einen  Transformator T an den Stromkreis des zu       iiberwachenden    Transformators     g    -     a.nge-          schlossen    sein, wie es die     Abb.    2 zeigt. bei  der Verringerung der     Isolierfestigkeit    des       Öles    nimmt der Ladestrom nur unbedeutend  ab, der durchfliessende Strom hingegen  nimmt stark zu, so dass der Ausschlag des     In-          strumentes        angenähert    umgekehrt proportio  nal dem Widerstand des Öles ist.  



  An Stelle eines Miniamperemeters kann  auch ein entsprechendes Signalinstrument,  zum Beispiel ein aufleuchtendes Lichtsignal  oder ein Tonsignal angewendet werden,-     wel-          ehes    bei einem im voraus festgelegten Wert  des     Ölwiderstandes    anspricht.  



  Die Potentialschwankungen     der        Trans-          f'orma.torklemmen    beeinflussen die     Überwa-          chttn,Ysanordnizno,        praktiseh    nicht,

   da sie im  normalen Betrieb nur     maximäl    10 % betra  gen und diese Schwankung den Ausschlag  dos     -.#Iessinstrumentes    praktisch nicht     beein-          flusst.       Der Stromdurchgang     zwischen    den     Kon-          densatorbelegungen    kann durch einen mit       dem        Kondensator        in        Reihe        geschalteten     Widerstand W in     Abb.    2 oder eine  Drossel     S    in     Abb.    3 beschränkt werden.

    Unter bestimmten Umständen wird es       möglich    sein, nur eine besondere Elektrode  für den Kondensator vorzusehen und als  zweite     Eleldrode    zum Beispiel die Spule des  Transformators benützen. Dieses Ausfüh  rungsbeispiel zeigt die     Abb.    4, in welcher     b,     die eine Belegung des Kondensators und die  Hochspannungswicklung     b2    des Transforma  tors B die zweite Belegung des Kondensators  bildet. Der Kondensator ist dann über die  Belegung     bi    bei -e- geerdet.  



  Die beschriebene Anordnung eignet sich  ausser zum     Überwachen    von Öl auch zur  Überwachung der Isolierfestigkeit von belie  bigen andern Isolierflüssigkeiten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Ap parate, insbesondere des Isolieröles vonTrans- formatoren, Ölschaltern und dergleichen, bei welchen in den Weg eines Überwachungs stromkreises eine durch das zu überwachende Öl selbst gebildete Leiterstrecke eingeschal tet ist, dadurch gekennzeichnet, da,ss im Öl des zu überwachenden Apparates ein Kon densator vorgesehen ist, dessen Dielektrikum das zu überwachende Öl bildet und dessen Belegungen so bemessen sind, dass durch den Kondensator auch bei guter Isolationsfestig keit ein messba.rer Strom fliesst,

   und dass der Abstand der Belegungen so gross gewählt ist, dass zwischen ihnen kein Überschlag stattfin det, gekennzeichnet ferner durch im Strom kreis des Kondensators vorgesehene Strom messapparate, bezw. Signalvorrichtungen. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Apparate nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stromkreis des Kondensators eine Messvorrichtung zum Messen der Komponente des durch den Kondensator durchfliessenden Stromes und der Komponente des Ladestromes vor gesehen sind. 2.

   Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Apparate nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch -gekennzeichnet, dass der Kondensator zwischen einem die Hochspannung führenden Teil des zu überwachenden elektrischen Apparates und die Erde geschaltet ist. Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Apparate nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator zwischen einem Pol des zu überwachenden Apparates und die Erde gelegt ist. .

   Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Apparate nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Stromkreis des Kondensators strombegrenzende Mittel vorgesehen sind. 5. Anordnung zum ständigen Überwachen der Isolierfestigkeit des Öles elektrischer Apparate nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die eine Belegung des Kon- densators von einem Teil des Transforma tors gebildet wird.