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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung von flüssigkeitsgefüllten elektrischen Apparaten, vorzugsweise ölisolierten Transformatoren.
Es ist bekannt, die Temperatur der Ölfüllung eines Transformators durch ein Thermometer, Thermostaten od. dgl zu überwachen, um bei auftretenden Überlastungen den Transformator abzuschalten oder zum mindesten eine Signalvorrichtung für das Bedienungspersonal zu betätigen, damit der Transformator nicht infolge der Überlastung beschädigt oder sogar zerstört wird. Eine derartige Temperaturüberwachungsmassnahme ist jedoch nicht zuverlässig genug, da infolge der verhältnismässig grossen Ölmengen eines Transformators der Wärmeanstieg in dem Öl bei einer Überlastung zu langsam fortschreitet.
Es kann daher an den Wicklungen bereits eine gefährlich hohe Übertemperatur herrschen, ohne dass sich diese örtliche Erwärmung auch der umgebenden Ölmenge in dem Masse mitgeteilt hat, dass alsbald die Schutzeinrichtung anspricht und eine Warnung oder Abschaltung erfolgt.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, eine solche Temperaturüberwachungseinrichtung bei Öltransfbrmatoren und ähnlichen flüssigkeit- gefüllten elektrischen Apparaten zu verbessern, und besteht darin, dass zur Temperaturüberwachung des Transformators oder ähnlichen Apparates eine von dessen Flüsqigkeitsfülluszg abgetrennte kleinere Flüssigkeitsmenge dient, die vom Belastungsstrom des Hauptapparates selbst oder eines ihm proportionalen Stromes derart beheizt wird, dass die zugehörige Zeit- konstante des Temperaturanstieges bzw.-ab- steges bei Belastungsschwankungen klein ist gegenüber derjenigen des Hauptapparates.
An sich ist es bei elektrischen Maschinen ohne
Flüssigkeitsfüllung bekannt, zwecks Sicherung einer bestimmten Erwärmgrenze ein ther- misches Abbild zu verwenden, dessen Temperatur- verhalten möglichst identisch mit der zu schützenden Maschine ist und das Steuerung- oder Überwachungsvorgänge auslöst. Während es sich aber bei der bekannten Anordnung darum handelt, eine möglichst weitgehende Modellähnlichkeit zwischen der Maschine und dem Abbild zu erzielen, kommt es demgegenüber bei der Erfindung darauf an, an der abgetrennten kleinen Flüssigkeitsmenge bei Belastungs- schwankungen eine schnellere Anzeige der
Temperaturänderungen als am Transformator zu erzielen und zur Sicherung des Transformators gegen Wärmeschäden auszunutzen.
Zweckmässigerweise wird man die Über- wachungseinrichtung so ausbilden, dass sie auf verschiedene Empfindlichkeitsgrade eingestellt werden kann. Dies kann man z. B. dadurch erreichen, dass die Heizwiderstände für die abgetrennte Flüssigkeitsmenge veränderlich aus- gebildet sind. Anderseits kann man aber auch die zur Überwachung dienenden, abgetrennten
Flüssigkeitsmengen mit einem Kuhler zusammen- wirken lassen, der regelbar ist.
An Stelle von Heizwiderständen kann man selbstverständlich auch Drosselspule verwenden.
Ebenso können z. B. ohnehm vorhandene Öl- stromwandler im Sinne der Erfindung genutzt werden. Unter Umständen kann man auch die im Ausdehnungsgefäss eines Transformators be- findliche und von der Ölfüllung des Trans- formators im wesentlichen abgetrennte Ölmenge zu Überwachungszwecken im Sinne der Erfindung heranziehen.
. Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In Fig. l ist mit 1 der Kessel des zu überwachenden Transformators bezeichnet, in dessen Ölfüllung die beiden Arbeitswicklungen 2 und 3 eingebettet sind. Dem Transformator 1 vor-
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stände 5 erwärmt werden, die vom Trans- formatorenstrom durchflossen werden. 6 ist das Temperaturmessgerät, dass die Signal-oder Schaltvorgänge bewirkt.
Fig. 2 zeigt den Ölkessel 4, u. zw. mit Heizwiderständen, die zwecks Einstellung der Empfindlichkeit der Einrichtung unterteilt und einzeln für sich schaltbar sind. Wenn man auch die kurzzeitigen Spitzenüberlastungen überwachen
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hiefür eine zusätzliche Temperaturüberwachungseinrichtung vorsehen. Diese kann beispielsweise darin bestehen, dass die Temperatur der Heizwiderstände selbst gemessen und ausgewertet wird. In manchen Fällen kann es zweckmässig sein, dafür einen besonderen Heizwiderstand zu verwenden. Fig. 3 lässt eine derartige Anordnung erkennen, in der die zusätzlichen Heizwiderstände mit 7 und die zugehörigen Messinstrumente mit 8 bezeichnet sind.
Eine wesentlich günstigere Möglichkeit, die Temperaturüberwachungseinrichtung einstellbar zu machen, besteht darin, dass die zur Temperaturüberwachung dienenden Flüssigkeitsmengen mit einem veränderlichen Kühler versehen werden, wie in Fig. 4 der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Hiebei ist mit 4 wieder der Kessel für die abgetrennte Ölmenge bezeichnet, der in der Ölfüllung die Heizwiderstände 5 aufweist. 6 ist das Temperaturmessgerät, während 9 der Kühler ist, der über die Regelventile oder Drosselklappen 10 an das Überwachungsgefäss 4 angeschlossen ist.
Die Wirkung der Schutzeinrichtung ist folgende. Für den Normalbetrieb des zu schützenden Transformators stehen die Drossel- organe 8 bis zu einem gewissen Betrag offen.
Es ergibt sich dann eine Endtemperatur für das Überwachungsgerät, die sich aus der Heiz-
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Auch ohne Regulierbarkeit ist die Aufteilung der Überwachungsanordnung in einen Behälter 4 für die abgetrennte Ölmenge und in einen Kühler von Vorteil, u. zw. aus folgenden Gründen. Die Ölmenge in dem Behälter 4 kann sehr beschränkt werden, da sie die sich in den Überlastungsfällen ergebenden Wärmestösse aufzunehmen hat. Bei der Dauerlast des Transformators dagegen erfolgt der Wärmeübergang in den Kühler, wodurch sich für jeden normalen Betrieb eine zulässige Temperatur in der abgetrennten Ölfüllung ergibt.
Als Folge davnn wird auch die Einrichtung einer derartlben Temperaturüberwachungseinrichtung mittels abgetrennter Ölfüllung in einem zusammengesetzten Behälter, bestehend aus einer Heizkammer und einer Kühlkammer, wesentlich vereinfacht und auch im Betrieb wirtschaftlich, da mit einer verhältnismässig kleinen Heizleistung auszukommen ist, bei einer dennoch ausreichend kleinen Zeitkonstanten.
Bisweilen kann es zweckmässig sein, für die Temperaturmessinstrumente registrierende Geräte zu verwenden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Temperaturüberwachungseinrichtung für flüssigkeitsgefüllte elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren, unter Verwendung eines vom Belastungsstrom oder ihm proportionalen Strom beheizten thermischen Abbildes, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Füllung des zu schützenden Apparates völlig abgetrennte kleinere Flüssigkeitsmenge so beheizt wird, dass die zugehörige Zeitkonstante des Temperaturanstieges bzw.-abstieges bei
Belastungsschwankungen klein ist gegenüber der- jenigen des Hauptapparates, jedoch gross genug, um noch zulässige Überlastungsfälle von längerer
Zeitdauer zu berücksichtigen.