CH421301A - Expansionsgefäss an einem elektrischen Gerät mit Isolierflüssigkeitsfüllung, insbesondere an einem Ölkondensator - Google Patents

Description

      Expansionsgefäss    an einem     elektrischen        Gerät    mit       Isolierflüssigkeitsfüllung,        insbesondere        an    einem     Ölkondensator            Hochspannungsölkondensatoren    und andere mit  flüssigen Isolierstoffen gefüllte elektrische Geräte, die  zum Druckausgleich bei Temperaturschwankungen  mit einem gasgefüllten, nach aussen hermetisch ab  geschlossenen Expansionsgefäss am Kopfende aus  gerüstet sind, haben normalerweise eine bestimmte  Betriebslage, wenn das     Expansionsgasvolumen    nicht  mittels einer elastischen Trennwand vom Ölvolumen  abgeschlossen ist.

   Weicht man bei solchen trenn  wandlosen Geräten von der vorgeschriebenen Be  triebslage mehr als zulässig ab, z. B. bei Transport und  Montage, so können Gasblasen aus dem     Expansions-          gefäss    an den aktiven Teil, z. B.     Kondensatorstapel,     gelangen. Dabei sei unter     Expansions(gas)volumen     das zum Expansionsgefäss gehörige Volumen, unter  aktivem Teil das Volumen verstanden, welches elek  trisch beansprucht wird und von Gas frei zu halten  ist.  



  Bleiben Gasblasen an Stellen hängen, an     denen     im Betrieb hohe elektrische Feldstärke herrscht, dann  können unerwünschte     Ionisations-    und     Glimmer-          scheinungen    auftreten, die die Betriebssicherheit  herabsetzen, HF-Störungen     hervorrufen    und die Le  bensdauer des Gerätes infolge     örtlicher    Zerstörungen  und Erzeugung schädlicher Zersetzungsprodukte ver  kürzen.  



  Eine bekannte Erfindung weicht der akuten Ge  fahr des Gaseintritts in Bereiche des aktiven Teils aus,  indem sie das Expansionsgefäss vom übrigen Volu  men durch eine starre Wand trennt. Der Verbindungs  kanal zwischen aktivem und Expansionsvolumen  besteht aus einem Rohr, das durch die starre Trenn-    wand in das Expansionsgefäss reicht, und dessen     öff-          nung    sich genau in der geometrischen Mitte des     Ex-          pansionsgefässes    befindet.  



  Steht die Öffnung des Rohres im     Expansionsge-          fäss    bei jeder Lage des Gerätes auch bei kleinstem  Ölgesamtvolumen (Kälte) unter Öl, d. h., ist das Ex  pansionsgefäss zu mehr als der     Hälfte    ölgefüllt, dann  dringen keine Gasblasen zum aktiven Teil, solange  das Gerät sich in beliebiger Lage in Ruhe oder lang  samer Bewegung befindet. Die oben beschriebene       Massnahme    ist jedoch in vielen Fällen unzuverlässig,  z. B. bei relativ langen (1 m und mehr) mit relativ  viel     dünnflüssigem    Isolierstoff (4 1 und mehr) ge  füllten Apparaten, wenn diese schnellen Bewegungen  und Erschütterungen, z.

   B. beim Transport und Mon  tage, ausgesetzt sind, insbesondere dann, wenn das  Expansionsgefäss unterhalb statt wie in Betrieb ober  halb des Apparates zu stehen kommt.  



  Gasblasen dringen zunächst beim Schütteln unter  die     Öloberfläche    im Expansionsgefäss und gelegent  lich vor die Eintrittsöffnung des Verbindungsrohres,  von wo sie weiter aufsteigen können.  



  Befindet sich erst einmal Gas im aktiven Volu  men eines     länglichen    Apparates, z. B. Kondensators,  so bewirkt     im    weiteren Verlauf die Elastizität der ein  gedrungenen Gasblasen, dass Öl im Verbindungsrohr       hin-    und     hergepumpt    wird und leicht mehr Gasblasen  mitreisst. Das Prinzip verliert daher seinen     Sinn,    so  bald mehr Gas in den aktiven Teil     eingedrungen    ist,  als sich innert kurzer Zeit in Öl zu lösen vermag,  wobei das     Gaslösungsvermögen    des Öls mit der Zeit  ohnehin abnimmt, indem sich ein Gleichgewichts-      zustand zwischen gelöstem Gas und Gasdruck im  Expansionsgefäss einstellt.  



  Eine einfache Abhilfe gegen das     Eindringen    von  Gasblasen besteht drin, den Querschnitt des Verbin  dungskanals     möglichst    klein zu wählen, oder sogar  in der Verwendung     eines        Kapillarrohres.    Sobald ' der  Apparat bei tiefen Temperaturen noch richtig arbeiten  muss, bei denen der flüssige Isolierstoff dickflüssig  wird, ist es jedoch nicht mehr möglich, ein Rohr mit       sehr    kleinem Querschnitt zu verwenden, da dies bei       Abkühlunä        'zteinem    zu grossen Unterdruck, ja so  gar zur ,     Bildung    gefährlicher Hohlräume im aktiven  Teil führen würde.  



  Bei der     zweckmässigen    Ausführung des     Expan-          sionsgefässes    mit Trennwand und Verbindungskanal  sind also die entgegenlaufenden Einflüsse hoher Vis  kosität bei Kälte und leichter Blasenbildung bei     Wäi'=          nie    zu berücksichtigen.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein     Expansionsger=..     fass an einem elektrischen Gerät mit     Isolierflüssig-          keitsfüllung,        insbesondere    an einem     ölköndensator,,     bei welchem Gerät ein Verbindungskanal zwischen  aktivem Volumen und Expansionsvolumen     vörhanden    .  ist, der mit einem-Ende im Mittelteil des     Expansions--          volumens        ausmündet    und welches dadurch gekenn  zeichnet ist, dass der     Verbindungskanal    durch.

         destens    einen porösen Einsatz ausgerüstet ist, welcher  Einsatz dazu dient, das Eindringen von Gasblasen in  den aktiven     Teil    zu verhindern:  Bei grossen     Expansionsgefässen    ist es vorteilhaft,  die Blasenbildung     beim    Schütteln durch geeignet  Ausbildung des     Expansionsgefässes    öder dessen Un  terteilung in kommunizierende Kammern zu unter  drücken. Um die bei stärksten Schüttelbeanspru  chungen noch     evtl.    eindringenden Gasblasen nicht in  den aktiven Teil gelangen zu lassen, können noch       zusätzliche    Fallen in das Kanalrohr eingebaut werden,  welche die Gasblasen fangen.

   Diese,     weyden:mit    der  Zeit vom     vorbeiströmenden    Öl gelöst. Dadurch er  hält man ein lageunabhängiges Gerät (z. B.     Konden=          sator),    das zwischen Transport/Montage und Inbe  triebnahme keiner Ölkontrolle bedarf. Diese,-- Lösung       besitzt    gegenüber den bekannten Abschlüssen     mittels          Gummimembran        oder        Gummi        bzw.-Metallbelag        z.        B.     



  die Vorteile     längerer    Lebensdauer (keine     verschleissen-          den    Teile), erhöhter Betriebssicherheit     (keine    biege  beanspruchten Lötstellen oder Nähte wie z. B. bei       Faltenbälgen),    und grossen Einsatzbereiches (tempera  turunempfindlich, ölbeständig, für grosse und kleine       Ölvolumina    anwendbar). Daneben ist die Konstruktion       billiger    als mit Balg oder Membran, bei welch letzte  ren besonders das elastische Glied bei kleinen bis mitt  leren Fertigungsstückzahlen teuer wird.  



  In der Zeichnung     sind    verschiedene Ausführungs  beispiele des Erfindergedankens dargestellt.     Fig.    1  zeigt den oberen Teil eines Ölkondensators mit     Ex-          pansionsgefäss    I und Isolator     III.    I und     III    sind zu  sammen mit einer Trennscheibe     II    hermetisch gegen  aussen abgeschlossen.     Im    Isolator     HI    befindet sich  der Wickelstapel     IV;    das Kanalrohr V ist in der Zwi-         schenscheibe   <B>11</B> öldicht verschweisst oder ähnlich.

   Es  ist an einem oder beiden Enden mit den Sieben     VI     und     VII    aus Drahtgeflecht abgeschlossen. Seine Öff  nung mit dem Sieb     VII    befindet sich in     der--;Expari-          sionsgefässmitte    und auch bei niedrigstem     ÖIspiegel     unter Öl.  



  Das     Kanalrohr    V     kann        auch    über die Mitte     hinaus-          geführt        geführt        und        am        .durch        @ride\veisci@lossen        Öffnungen        ermöglxcht.@"@,,,        werden,        wobei        der        die     ihrerseits in     hxpansionsgefässmitte    im Kanalrohr an  gebracht sind     (Fig.    2).

   Diese Löcher werden eben  falls mit engmaschigem     Drahtgeflecht    abgeschlossen.  Das Kanalrohr kann auch mit einem Bündel feinster       Kapillarrohre    gefüllt sein, die in der Mitte weiter  hervorstehen als am Rande, um das Abgleiten von  Blasen zu erleichtern     (Fig.    3).  



  Eine weitere Variante stellt die teilweise oder völ  lige Füllung des Kanalrohres mit einem porösen Stoff       (Fig.        4i    , und b) dar. Eine günstige Unterteilung des       Expansionsgefässes    kann     gemäss        Fig.    5 und 6 her  gestellt     Werden:    Um das Kanalrohr V     ist        ein    Zylinder  X mit einigen Flügeln     IX    geschoben     (Fig.    5).

   Der Zy  linder     X'ünel.    die Flügel     IX    haben die lichte Höhe des  Expansionsgefässes.     Iri"den    Zylinderkanten befinden       sich    einige Kerben     XIII        (Fig.    1), die den     Öldurchfluss          Ü:4     - '  en.'  Anstelle des     Zylinders    mit Flügeln ist auch ein  System von Kammern oder Waben anwendbar; auch       eine    horizontale Unterteilung ist möglich-     (Fig.    6).

         Weiter        kann        das     selbst in     passendei          Weise,i    etwa durch -eine     Einschnürung    in der Mitte       (Fig.    7) geformt werden und damit die Blasenent  wicklung behindern     (Verkleinerung        des    Ölspiegels):

    Eine     weitere-    Abschirmung gegen aufsteigende Blasen  stellt der Kegelhut dar     (XVI);-    seine Spitze ist     abge=          schnitten    und das     entstandene    Loch wird mit dem  Schirm     XVII    verdeckt     (Fig.    8). Der Hut wird über  die     Öffnung:    des Kanalrohres gestülpt.  



  Bei dieser Ausführung können aussteigende Blasen  nicht mehr geradlinig vor den Kanalabschluss . gelan  gen, der erforderliche Umweg für die Gasblasen er  höht die Sicherheit beträchtlich.   Die Lösungen     Fig.    5 und 6 bewirken die Auf  teilung-des Ölvolumens; wodurch sich kleinere     Ölbe-          wegungen    und dadurch geringere Blasenbildung er  gibt. Für stärkste Schüttelbeanspruchung     (langer    Trans  portweg     od.    ä.) bietet die Ausführung nach     Fig.    9  erhöhte Sicherheit.    In das Kanalrohr V sind in axialen Abständen       trichterähnliche    Scheiben.

   XIV eingesetzt, die eine zen  trische oder exzentrische Bohrung haben, wobei bei  zentrischen Bohrungen auf dem Sieb     VII    ein zusätz  licher Niet     XII    befestigt ist, welcher auftretende Bla  sen von den Löchern der     Trichterscheiben    ablenkt.  Bei exzentrischen Bohrungen fluchten die Löcher  dreier     aufeinanderfolgender    Scheiben nicht. Dadurch  wird     ebenfalls    erreicht, dass etwa eindringende klein  ste Blasen in den Fallen,     gebildet    aus V und     XIV,     hängen bleiben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Expansionsgefäss an einem elektrischen Gerät mit Isolierflüssigkeitsfüllung, insbesondere an einem Öl- kondensator, bei welchem Gerät ein Verbindungska nal zwischen aktivem Volumen und Expansionsvolu men vorhanden ist, der mit einem Ende im Mittel teil des Expansionsgefässes ausmündet, dadurch ge kennzeichnet, dass der Verbindungskanal durch min destens einen porösen Einsatz ausgerüstet ist, zum Zwecke, das Eindringen von Gasblasen in den akti ven Teil zu verhindern. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der poröse Einsatz auf der Seite des Expansionsgefässes befindet und den Ver bindungskanal abschliesst. 2. Expansionsgefäss nach Unteranspruch 1, mit einem Rohr als Kanal, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Einsatz konvex oder kegelig über das ex- pansionsgefässeitige Rohrende vorsteht. 3.

   Expansionsgefäss nach Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das im Expansions- gefäss befindliche Ende des Rohres mit einem Sieb aus engmaschigem Drahtgeflecht ohne vorstehende Teile abgeschlossen ist, um das Abgleiten etwaiger Blasen zu behindern. 4. Expansionsgefäss nach Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das dem aktiven Vo lumen zugewandte Ende des Rohres mit einem po rösen Körper, z. B. einem feinen Sieb, abgeschlossen ist. 5.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch, mit einem Rohr als Kanal, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr ein Bündel Kapillarrohre enthält, dessen mittlere Rohre auf der Expansionsgefässseite weiter über die Kanalrohröffnung vorragen als die Randka pillaren. 6. Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal ein Rohr ist, das um 10...20% mehr als die halbe axiale Länge des Expan- sionsgefässes in dieses hineinragt, am freien Ende öldicht verschlossen ist und in der halben Höhe des Expansionsgefässes Löcher aufweist, die mit engma schigem Drahtgeflecht abgeschlossen sind. 7.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Verbindungs- kanals vor zudringenden Gasblasen durch einen Zy linder geschützt ist, der im Abstand um den Verbin dungskanal liegt und mit an der Zylinderaussenwand symmetrisch verteilt und radial angeordneten Flügeln versehen ist, wobei der Flüssigkeitsaustausch zwischen den so gebildeten und das Expansionsgefäss unter teilenden Kammern durch Spalte oder Kerben an den Kammerwänden zwischen diesen und der Expansions- gefässwandung oder durch kleine Bohrungen in den Kammerwänden stattfinden kann. B.

   Expansionsgefäss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Verbindungs kanals vor zudringenden Gasblasen durch ein System von Fächern oder Waben geschützt ist, die den Ex pansionsraum in einzelne Kammern unterteilen, wo bei der Flüssigkeitsaustausch zwischen den so gebil deten und das Expansionsgefäss unterteilenden Kam mern durch Spalte oder Kerben an den Kammerwän den zwischen diesen und der Expansionsgefässwan- dung oder durch kleine Bohrungen in den Kammer wänden stattfinden kann. 9.

   Expansionsgefäss nach Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein kegelförmiger Hut, mit einem Loch in der Kegelspitze und mit einem dieses Loch auf der Kegelaussenseite abdeckenden Schirmblech, vor der axialen Öffnung des Verbin dungskanals befestigt ist. 10. Expansionsgefäss nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass es eine Einschnürung auf weist, um die Öffnung des Verbindungskanals vor zudringenden Gasblasen zu schützen.

   11. Expansionsgefäss nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 2 oder 4, dadurch gekennzeich net, dass im Kanalrohr konische Scheiben mit kon- oder exzentrischen Bohrungen angeordnet sind, derart, dass entweder ein Niet auf dem Sieb der Expansions- gefässseite oder die Versetzung der exzentrischen Lö cher gegeneinander, oder dass der Endverschluss einen freien Durchblick durch den Verbindungskanal ver sperrt. 12. Expansionsgefäss nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass im Expansionsgefäss ein inertes Gas unter Druck verwendet wird.