DE2160526A1 - Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes von Öl - Google Patents

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Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes von Öl

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes eines Öls, insbesondere eines Öls, das zur elektrischen Isolierung benutzt wird.

Bei der Herstellung von elektrischen Hochspannungsvorrichtungen ist es bekannt, als Isoliermittel verschiedenartige mit öl imprägnierte Stoffe zu .verwenden. Bekanntlich ist dabei wichtig, daß das imprägnierte Mittel keine Luft- oder Gasblasen oder Spuren von Feuchtigkeit enthält, um zu vermeiden, daß dadurch während des Betriebs der Vorrichtung eine Ionisierung auftritt, die die Qualität der Isolierung nach und nach verringert.

Um diesen Nachteil zu vermeiden ist es bereits bekannt, die Isolierungen und die öle, die zum Imprägnieren verwendet werden, einer Behandlung zu unterwerfen, die dem Zweck dient, Spuren von Gas oder Feuchtigkeit zu entfernen. Das entgaste öl hat ferner die Eigenschaft, besonders begierig Gase-wieder zu absorbieren. Es ist daher notwendig, den Grad der Entgasung eines Öls, bevor es in die zum Imprägnieren dienende Vorrichtung eingeführt wird, genau zu kontrollieren.

Wegen der Bedeutung, über den Gasgehalt eines Öls, das für einen Transformator benutzt wird, unterrichtet zu sein, sind·bereits verschiedene Vorrichtungen entwickelt

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worden, mit denen der Gehalt bestimmt werden kann. Es gehören beispielsweise Vorrichtungen zum Stand der Technik, bei denen eine gegebene ölmenge entgast und entwässert wird. Das abgezogene Gas und das Wasser werden in einem geeichten Teil der Apparatur aufgefangen und man bestimmt anschließend den Wassergehalt durch Messung des Dampfdruckes nach der Verdampfung mittels eines Manometers und den Gehalt an Gas und Sauerstoff durch Messung der Volumina.. Diese Messung dauert lange, sie ist nicht kontinuierlich und macht die Entnahme einer Probe des zu analysierenden Öls unerläßlich, was ein schwieriger Arbeitsgang ist, der genau und mit großer Sorgfalt aus- geführt werden muß. Da das öl der Atmosphäre ausgesetzt ist, riskiert man ferner, daß dessen Gehalt an Gas verändert wird, weil sich Luft und Feuchtigkeit schon darin lösen können, so daß die Messung verfälscht wird.

Im übrigen muß man, um diese Methode anwenden zu können, das öl entgasen, um eine Blase zu bekommen, die eine bestimmte Menge an Wasser und Gas enthält, deren Volumen man mißt. Dies bringt eine Reihe von Arbeitsgängen mit sich, die in einer bestimmten Ordnung ablaufen müssen. Die Messungen dauern etwa 1 Stunde.

|. Bei einer anderen Methode wird ein bestimmtes Volumen an öl, das gelöste Gase enthält, mit einer Spritze in einen Behälter eingeführt, in dem ein weit gezogenes Vakuum herrscht, so daß die gelösten Gase freiwerden und einen Druck von einigen Torr erzeugen, der mittels eines Kompressionsmanometers gemessen wird. Abgesehen davon, daß die Form des Behälters dabei von Bedeutung ist, hat dieses Verfahren den Nachteil, daß eine kräftige Pumpe, ein Kompressionsmanometer und eine zerbrechliche Einrichtung aus Glas benötigt werden, so daß die Methode sich nur für Laboratoriumszwecke verwenden läßt.

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Bei einem anderen Verfahren wird die ölprobe, die sich in einem sorgfältig geschlossenen Behälter "befindet, mit sehr reinem Kohlendioxid gerührt, tun das Gas, das sich in dem Öl befindet, zu extrahieren. Das Gemisch aus Gas und Kohlendioxid durchläuft dann eine Kaliumhydroxydlösung, so daß das Gas, das sich in dem Öl befand, abgetrennt werden kann. Dieses Verfahren macht die Verwendung von Kohlendioxid, das sehr rein sein muß und von aufwendigen Apparaturen notwendig, so daß es nur wenig Anwendung findet.

Schließlich wird bei einem anderen Verfahren eine ölprobe in ein Meßrohr gedruckt, das mit einem Kolben und einem Absperrhahn versehen ist. Dann wird an dem Kolben gezogen, den man anschließend nach einer bestimmten Zeit wieder zurückkommen läßt. Dabei wird ein bestimmtes Gasvolumen frei, das man messen und analysieren kann* Diese Methode, die ebenfalls nicht kontinuierlich ist, besitzt auch einige der schon erwähnten Nachteile wegen der Verwendung des Meßrohres und der Notwendigkeit, eine Ölprobe zu nehmen.

Die Vorrichtungen, die sich der bereits bekannten Methode bedienen, stellen eine befriedigende Lösung nicht dar, weil sämtliche Verfahren den Nachteil haben, daß Entnahmen vorgenommen werden müssen, so daß sie diskontinuierlich arbeiten und daß das öl der Verunreinigung durch die umgebende Luft ausgesetzt ist.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine Vorrichtung zur Kontrolle des Gasgehaltes, insbesondere des Gehaltes an Luft und Wasserdampf in einem öl, vorzugsweise in einem Öl, das zur Verwendung als Isoliermittel behandelt werden soll, hinsichtlich der Genauigkeit und der Handhabung gegenüber den be-

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kannten Vorrichtungen zu verbessern, wobei die Messungen kontinuierlich, durchgeführt werden sollen und das öl unter Luftabschluß gehalten wird.

Zs sei darauf hingewiesen, daß eine Lösung dieses Problems durch Anwendung'des Henryschen Gesetzes erhalten werden könnte, gemäß dein die Masse des in der Volumeinheit einer Flüssigkeit bei konstanter Temperatur gelösten Gases proportional dem Partialdruck des Gases im Gleichgewichtszustand oberhalb der Flüssigkeit ist. Durch die Messung des Gas- Partialdruckes in der Atmosphäre im Gleichge-. wichtszustand oberhalb des Öls ist es möglich, den Gasgehalt dieses Öls zu bestimmen.

Eine Meßvorrichtung für den Gasgehalt eines Öls, das zur elektrischen Isolierung benutzt werden soll, besteht erfindungsgemäß aus einem dichten ühterdruckbehälter, in dem das öl, das durch eine Eintrittsleitung zugeführt wird, durch Schwerkraft in ein Gefäß mit gleichbleibendem Niveau fällt, das über eine Verbindungsleitung an eine Austauschkolonne angeschlossen ist, in der das öl, um das darin enthaltene Gas auszutreiben, sich in einer dünnen Schicht ausbreitet und dann durch die Kolonne einer ebenfalls auf gleichbleibendem Niveau angeordneten Schale zugeführt |< wird, die an eine Abzugsleitung angeschlossen ist, wobei die Austauschkolonne mit einem Meßgerät verbunden ist, mit dem die Änderung des Gasdruckes in der Kolonne gemessen werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gefäß auf einer Höhe oberhalb der der Austauschkolonne angeordnet. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Verbindungsleitung der Austauschkolonne mit dem Gefäß mit einem kalibriertem Rohransatz versehen, um den Durchfluß des Öls zu regeln. Ferner ist die Austausch-

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kolonne eine Kolonne mit Platten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Schale an dem Sockel der Kolonne angeordnet, die direkt in diese mündet. Ferner besteht die Schale aus einem Ring, der einen Überlauf bildet, in den die Abzugsleitung der Austauschkolonne eintaucht.

Auf der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Abbildung ist ein axialer Längsschnitt durch eine Meßvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung.

Das öl, dessen Gasgehalt bestimmt werden soll, wird durch eine Eintrittsleitung 2 einem abgedichteten Behälter 3 zugeführt, der auf konstanter Temperatur gehalten wird; die Temperatur wird durch ein Thermometer 18 kontrolliert. In dem Behälter 3 herrscht ein Unterdruck von etwa 10"" Torr, den man mit einer Vakuumpumpe zieht, die nicht dargestellt ist. Die Pumpe ist an einen Stutzen 4- im oberen Teil des Behälters angeschlossen. Das öl, das in den Behälter eintritt, fällt auf einen Trichter 5, der genau oberhalb des Gefäßes 6 mündet, das auf einer konstanten Höhe liegt. Das öl fällt durch Schwerkraft direkt in das Gefäß 6, wobei überschüssiges öl über den Rand des Gefäßes tritt und auf den Boden des Behälters 3 fällt. Das Gefäß 6 ist über eine Verbindungsleitung 7 mit einer Austauschkolonne 8 verbunden. In die Eingangsleitung 7 gelangt das öl über ein Rohr ¹Ja «fat, dessen Eintrittsende unterhalb des ölspiegels 6a in dem Gefäß 6 liegt. Die Leitung 7 mündet in den oberen Teil der Kolonne 8 über einen kalibrierten Rohransatz, der von einer Düse gebildet wird, die den Durchfluß des Öls in die Kolonne 8 auf einen genau bestimmten Wert festlegt und begrenzt.

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Die Austauschkolonne 8 ist eine Kolonne mit Platten, auf denen das öl in einer dünnen Schicht fließt und sich auf einer großen Oberfläche ausbreitet, so daß Luft und Gas, die in dem öl enthalten sind, nach und nach austreten und sich in der Kolonne ansammeln, in der ein Überdruck entsteht, der proportional dem Volumen des ausgetretenen Gases und der Luft ist.

Nach einer bestimmten Betriebszeit stellt sich in der Kolonne 8 zwischen der Gas- und der Flüssigkeitsphase ein Gleichgewichtszustand ein, der durch die Ausbreitung des Öls begünstigt wird. Der Druck in der Kolonne bleibt konstant solange wie der Luft- und der Gasgehalt des Öls sich nicht ■ ändern. Wenn das öl einen kleineren Gehalt an Gas hat, sinkt der Druck in der Kolonne 8, während der Druck- steigt, wenn das öl mehr Gas enthält.

Über eine Leitung 10 ist die Kolonne mit einem Vakuummeßgerät 11 verbunden, das mit einer Hülle 12 umgeben ist, die jeden Eintritt von atmosphärischer Luft verhindert. In dieser Hülle herrscht ein geringeres Vakuum; der Druck beträgt etwa 1 Torr.

Der Sockel der Kolonne 8 ist in einer Schale 13 mit gleichbleibender Höhe angeordnet, derart, daß das öl, das aus dem Boden der Kolonne 8 austritt, sich bis zu einer Höhe 1$a ansammelt und dann über die Kante der Schale 13 überläuft. Es gelangt auf den Boden des Behälters 5i wo es sich mit dem öl vermischt, das über den Rand des Gefäßes 6 abläuft. Auf dem Boden des Behälters sammelt sich das öl bis zu einer Höhe 14a an, die zwischen dem Boden 3a und dem ölspiegel 13a liegt.

Eine Abzugsleitung 14, deren Ende 14b auf der Höhe 14a des ölspiegels liegt, führt das Öl seiner Verwendung zu.

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Ein Ventil 15 erlaubt es, den Behälter 3 vollständig zu entleeren. Das Ventil 16 dient dazu, das Meßgerät 11 abzutrennen, in das man Luft über ein Ventil 17 eintreten lassen kann.

Der in der Plattenkolonne 8 gemessene Druck wird auf einem Anzeigegerät 19 angezeigt, das mit dem Meßgerät 11 verbunden ist. Dieses Anzeigegerät ist geeicht, und die Einteilungen liefern direkt durch einfaches Ablesen die ermittelten Luft- und Wassergehalte in Volumprozent.

Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung besteht darin, daß die Meßung kontinuierlich ist und durchgeführt wird, während das öl zwischen einer Behandlungseinrichtung und einer Einrichtung zum Imprägnieren von Isolierstoffen und unter dauerndem Abschluß von der umgebenden Luft durchgeführt wird, so daß jede Verunreinigung ausgeschaltet wird.

Bat entansprüche

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   Vorrichtung zum Messen des Gasgehaltes eines Öls, das zur elektrischen Isolierung benutzt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem dichten Unterdruckb ehält er (3) "besteht, in dem das Öl, das durch eine Eintrittsleitung (2) zugeführt wird, durch Schwerkraft in ein Gefäß (6) mit gleichbleibendem Niveau fällt, das über eine Verbindungsleitung (7) an eine Austauschkolonne (8) angeschlossen ist, in der das Öl, um das darin enthaltene Gas auszutreiben, sich in einer dünnen Schicht ausbreitet und dann durch die Eolonne (8) einer ebenfalls auf gleichbleibendem Niveau angeordneten Schale (13) zugeführt wird, an die eine Abzugsleitung (14) angeschlossen ist, wobei die Austauschkolonne (8) mit einem Meßgerät (11) verbunden ist, mit dem die iLnderung des Gasdruckes in der Eolonne (8) gemessen wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (6) auf einer Höhe oberhalb der der Austauschkolonne (8) angeordnet ist.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (7) der Austauschkolonne (8) mit dem Gefäß (6) mit einem kalibrierten Rohransatz (9) versehen ist, um den Durchfluß des Öls zu regeln.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Austauschkolonne (8) eine Eolonne mit Platten ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (13) an dem Sockel der Eolonne angeordnet ist,die in diese mündet.

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6. 6. Vorrichtung nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (13) aus einem Hing besteht, der einen Überlauf bildet, in den die Abzugsleitung (14) der Austauschkolonne (8) eintaucht.

   7· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät, mit. dem die Änderung des Gasdruckes in der Kolonne.(8) gemessen wird, ein Vakuummeßgerät (11) ist.

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