CH436468A - Luftdichter Abschluss der Oelfüllung eines elektrischen Gerätes, insbesondere eines Transformators - Google Patents

Description

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 Luftdichter    Abschluss   der    Oelfiillung   eines elektrischen Gerätes,    insbesondere   eines Transformators Die Erfindung    betrifft   einen luftdichten Abschluss der Ölfüllung eines elektrischen Gerätes, insbesondere eines Transformators, mittels einer die    Ölfüllung   oder das dem    Ölspiegel   im Behälter oder Ausdehnungsgefäss des elektrischen Gerätes überlagerte    Gasschutzpolster   gegen die Aussenatmosphäre abschirmenden Membran. 



  Nach den betrieblichen Erfordernissen ist das in elektrische Geräte, insbesondere in Transformatoren eingebrachte, der Isolierung und zugleich der Kühlung dienende Öl der Aussenatmosphäre gegenüber gegen    Feuchtigkeits   und Sauerstoffaufnahme luftdicht    abzu-      schliessen,   da die Feuchtigkeitsaufnahme die Durchschlagsfestigkeit des Öles sehr vermindert und der eindringende Sauerstoff das Öl rasch altern lässt und damit gleichzeitig seine    dielektrischen   Eigenschaften beeinträchtigt. 



  Es ist eine ganze Reihe von die temperaturabhängigen Änderungen des Ölvolumens berücksichtigenden Anordnungen für einen derartigen Luftabschluss bekannt; für eine einfache und wenig aufwendige Ausführung ist jedoch bis heute kein Material bekannt geworden, das den hohen, an einen solchen    Luftabschluss   zu stellenden, im folgenden im    einzelnen   aufgeführten Anforderungen Genüge leistet. 



  1. Das Material muss bei den Betriebstemperaturen des Transformators    ölfest   sein und darf seinerseits das Öl nicht beeinflussen. 



  2. Das Material muss bei den Betriebstemperaturen des Transformators seinen flexiblen Charakter auch auf Jahre hinaus beibehalten, um die ständigen Volumenänderungen ohne Bruchgefahr mitmachen zu können. 



  3. Das Material muss verhindern, dass Feuchtigkeit und Luftsauerstoff auf dem Wege der Diffusion in das Öl eindringen, da Feuchtigkeit und Sauerstoff Hauptursachen einer    allmählichen   Verschlechterung der Isolationseigenschaften des Öles sind. 



  So sind, um den genannten Schwierigkeiten zu begegnen, luftdichte Abschlüsse geschaffen worden, bei de-    nen   man sich gewisser Kunststoff-Folien bediente um zwischen dem Ölspiegel und der Aussenluft eine nachgiebige, zwischen zwei    Hälften   des Ausdehnungsgefässes befestigte Membran anzuordnen, die aufgrund ihrer Elastizität die auftretenden    Volumenschwankungen   des Öles aufzunehmen vermochte. Auch sind Anordnungen bekannt, bei denen der Ölspiegel im    Transformatorkessel   oder in seinem Ausdehnungsgefäss mit einem gasförmigen Schutzpolster überlagert ist und das durch die Ver- änderungen des Ölvolumens verdrängte Gas von einem aus Kunststoff-Folien bestehenden dehnbaren Sack aufgenommen wird. Als hierfür geeignete    Materialien   gelangen z. B.

   Folien aus    Polyvinylchlorid,   Polyäthylen, Polyamiden,    Polyestern   und synthetischem Kautschuk    zur      Anwendung.   



  Die genannten Materialien erfüllten zwar die vorstehend erwähnten ersten beiden    Forderungen   recht gut, aber bei keinem der organischen Stoffe kann für den Bereich    wirtschaftlicher   und technisch verwendbarer Materialdicken eine    völlige   Gasundurchlässigkeit erzielt werden. Selbst bei Verwendung einer mehrere Millimeter dicken Folie kann man nur eine starke Verminderung, aber keine    völlige   Beseitigung der Gasdurchlässigkeit erreichen. Die Erfindung macht es sich daher zur Aufgabe, die vorstehend genannten Nachteile der bekannten Abschlüsse zu beseitigen. 



  Nach der Erfindung besteht die die    Ölfüllung   oder das dem Ölspiegel im    Behälter   oder Ausdehnungsgefäss des elektrischen Gerätes überlagerte    Gasschutzpolster   gegen -die Aussenatmosphäre abschirmende Membran aus einer    Metall-Fohe   und mindestens einer mit dieser verbundenen, elastischen Kunststoff-Folie. 



  Eine Reihe durchgeführter Versuche hat hierbei ergeben, dass sich hierfür eine    Aluminium-Folie   ganz hervorragend eignet. Es genügt bereits eine Materialstärke von ca. 0,05 mm, um praktisch eine völlige Sperre zu erreichen. 

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 In diesem Zusammenhang ist bemerkenswert, dass in ein mit Stickstoff gefülltes    Kissen   aus einer 0,3 mm starken    Kunststoff-Folie   bereits nach drei Monaten so viel Sauerstoff eingedrungen war, dass der Ausgleich    zur   Atmosphäre (20 % Sauerstoffanteil) hergestellt war.

   Dagegen konnte bei dem gleichen Kissen, das    zusätzlich      mit   einer ca. 0,05 mm dicken Aluminium-Folie nach der Erfindung    kaschiert   war, nach acht Monaten erst    ein   Sauerstoffanteil von ca. 1 Klo festgestellt werden. 



  Eine besonders vorteilhafte Anwendung des    erfin-      dungsgemässen   luftdichten Abschlusses ist    dann   gegeben, wenn die Membran    unmittelbar   auf dem Ölspiegel    aufliegt   und die Ölfüllung nicht mit Luft oder Gas gesättigt, sondern entgast ist, da dann die Durchschlagsfestigkeit des Öles grösser ist. 



  Um zu vermeiden, dass die    Metall-Folie   bei der Vielzahl der ständigen Biegungen durch die Atmungsbewegung brüchig und damit porös wird, besteht die Membran bei einer bevorzugten    Ausführung   der    Erfindung   aus einer    Metall-Folie   und beiderseits je einer mit dieser verbundenen, elastischen Kunststoff-Folie. 



  Auf der Öl- bzw.    Schutzgasseite   des    Transformators   ist dabei ein    ölbeständiger   Kunststoff vorgesehen, während der Kunststoff auf der Atmosphärenseite wetterbeständig ist. Insbesondere werden diese Eigenschaften von    Kunststoff-Folien   erzielt, die aus    halogenierten      Kohlen-      wasserstoffen,   z. B.    Polytetrafluoräthylen   bestehen. 



  Die    ölfesten   und wetterfesten Kunststoffe sind z. B. so ausgebildet, dass sie nach dem Stand der Technik    allen   in Frage kommenden Beanspruchungen standhalten. Dabei können die beiderseits der    Metall-Folie   aufgebrachten    Kunststoff-Folien   in    besonderen      Fällen   von gleicher Dicke und gleichem Material sein, vorzugsweise sind sie jedoch sowohl im Material als auch in der Stärke    unterschiedlich.   



  Die Metall-Folie liegt    zweckmässig   in der neutralen Zone, so dass beim Biegen nur die aussenliegenden Kunststoffschichten gedehnt oder gestaucht werden. Schubkräfte an den Haftflächen der Folien sind dann von untergeordneter Grösse; sie    sind   praktisch so klein, dass sie nicht berücksichtigt zu werden brauchen. Bei beiderseits unterschiedlicher Elastizität der    Kunststoff-      Folien   kann die    Metall-Folie   demgemäss nicht in der Mitte des geschichteten Systems    liegen;   es    könnten   sonst Spannungen auftreten, welche die Verbindung der Folien untereinander zerstören. 



  Die beschriebene Membran ist beim Atmen des Öles nur Biegungen ausgesetzt. Dazu wird die    Membran   beispielsweise in eine gewölbte    Form   gepresst, so dass sie bei    tiefstem   und höchstem Ölstand    zwanglos   auf dem öl oder auf dem    Gasschutzpolster   aufliegt. Bei Zwischenstellungen des    Ölstandes   bildet die Membran Wellen; hierbei treten jedoch keine Dehnungen sondern nur Biegungen in der    Metallfolie   auf, die bei Wechselbeanspruchung die Metallfolie und deren Verbindung mit der Kunststoff-Folie nicht gefährden. 



  Die    Erfindung   wird durch die beigefügten Figuren beispielsweise erläutert. Darin stellen dar:    Fig.   1 die gewölbte Membran im    Schnitt;      Fig.   2 einen Schnitt durch die Membran, vergrössert    dargestellt;      Fig.   3 ein    Ausdehnungsgefäss   mit der Membran    im      Schnitt,   bei höchstem    Ölstand;      Fig.   4 ein Ausdehnungsgefäss mit der Membran im Schnitt, bei niedrigstem Ölstand. 



  In    Fig.   1 ist die den luftdichten    Abschluss   bildende Membran 1 im Schnitt dargestellt, die nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung in eine gewölbte Form gepresst ist; das Detail a ist in    Fig.   2 vergrössert herausgezeichnet, wo man erkennt, dass die Membran 1 aus einer Metallfolie 11 und gemäss besonders vorteilhafter Ausbildung aus beiderseits mit der Metallfolie verbundenen, elastischen Kunststoffolien 12 und 13 besteht. 



     Fig.   3 stellt einen Schnitt durch ein Ausdehnungsgefäss, z. B. eines    Transformators,   mit der Membran 1 dar, und zwar bei höchstem Stande der    Ölfüllung   2; man erkennt, dass hierbei die Membran dieselbe Form hat wie in    Fig.      1@   so dass sie zwanglos, d. h.

   im wesentlichen ohne Deformation gegenüber ihrer in der Herstellung erzeugten Gestalt, insbesondere ohne gedehnt zu werden, auf der    Ölfüllung      aufliegt.      Das   Ausdehnungsgefäss besteht aus den zwei schalenförmigen Hälften 3 und 4, die    mittels   Flanschen 5 und 6 miteinander verschraubt sind, zwischen welchen der Rand der Membran    eingeklemmt   ist und gleichzeitig die Funktion einer Dichtung übernehmen kann. Man erkennt noch einen Entlüftungsstutzen 7 und eine Verbindungsleitung 8 zum Transformatordeckel 9. 



     Fig.   4 stellt den gleichen Schnitt durch dasselbe    Aus-      dehnungsgefäss   mit der Membran 1 dar, jedoch mit dem Unterschiede, dass hier die    Ölfüllung   2 ihren tiefsten Stand aufweist; man erkennt, dass    hierbei   die    Membran   dieselbe Form hat, die sich aus    Fig.   1 ergibt, wenn die Membran in entgegengesetzte Wölbung    durchschnappt,   so dass sie    zwanglos,   d. h. im wesentlichen ohne Deformation gegenüber ihrer in der Herstellung erzeugten Gestalt, insbesondere ohne gedehnt zu werden auf der    Öl-      füllung      aufliegt.   



  Bei Zwischenstellungen des Ölstandes zwischen den in    Fig.   3 und 4 gezeigten Extremen wird sich die Membran dann in Falten oder Wellen legen; auch hierbei findet aber keine    Dehnung   der Membran statt, diese wird dann nur auf Biegung beansprucht, so dass die Metallfolie 11, die in der bei Biegung neutralen Zone    liegt,   nur Biegungen ausgesetzt sein kann und ihre beiderseitige    Verklebung   mit den Folien 12 und 13 im wesentlichen frei von Schubbeanspruchungen bleibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Luftdichter Abschluss der Ölfüllung eines elektrischen Gerätes, insbesondere eines Transformators, mittels einer die Ölfüllung oder das dem Ölspiegel im Behälter oder Ausdehnungsgefäss des elektrischen Gerätes überlagerte Gasschutzpolster gegen die Aussenatmo- sphäre abschirmenden Membran, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus einer Metall-Folie und mindestens einer mit dieser verbundenen, elastischen Kunststoff-Folie besteht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Luftdichter Abschluss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Folie eine Alumi- nium-Folie von 0,5 mm Materialstärke ist. 2. Luftdichter Abschluss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus einer Me- tall-Folie und beiderseits je einer mit dieser verbundenen, elastischen Kunststoff-Folie besteht. 3. Luftdichter Abschluss nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei- <Desc/Clms Page number 3> derseits der Metall-Folie aufgebrachten Kunststoff-Fo- lien sowohl im Material als auch in der Stärke unterschiedlich sind. 4.

   Luftdichter Abschluss nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseits der Metall-Folie aufgebrachten unterschiedli- chen Kunststoff-Folien luftseitig aus einem wetterbeständigen und ölseitig aus einem ölbeständigen Kunststoff bestehen. 5. Luftdichter Abschluss nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran derart in eine gewölbte Form gepresst ist, dass sie bei tiefstem und höchstem COlstand zwangslos auf dem Öl oder auf dem Gasschutzpolster aufliegt.