DE6604614U - Elektrisches betriebsmittel, insbesondere transformator. - Google Patents

Description

η ς ft hl 1*311| 5

Reg.-No. DOP 92 a Frankfurt/Main, den 25.1. 1968

AG-PT, Ksr/lS

DOMINITWEREE G.m.b.H.,
Brilon - Westfalen

"Elektrisches Betriebsmittel, insbesondere Transformator."

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Betriebsmittel, insbesondere einen Transformator, dessen aktiver Teil in einem Rippenkessel eingebaut und durch Flüssigkeit isoliert und gekühlt ist.

Elektrische Betriebsmittel, die flüssigkeitsisoliert und -gekühlt sind, insbesondere solche, die infolgt großer TemperatürSchwankungen relativ starken Schwankungen des Elüssigkeitsvolumens ausgesetzt sind, müssen zur Abführung der verhältnismäßig grossen Verlustwarme über große Kühlflächen verfügen. Die Temperaturschwankungen werden bei diesen Betriebsmitteln sowohl durch Umwelteinflüsse als auch durch unterschiedliche Belastung hervorgerufen .

Um die Schwankungen des Fltissigkeitsvolume:ns aufzufangen, ist es üblich, ein Ausdehnungsgefäß vorzusehen. Dieses Ausdehnungsgefäß ist im einfachsten Falle zum Teil mit der Kühlflüssigkeit, zum Teil mit Luft gefüllt, wobei der Luftraum mit der Außenatmosphäre direkt in Verbindung steht. Diese Ausführungsform hat den Nachteil, dass der Sauerstoff der Luft eine beschleunigte Alterung der Kühlflüssigkeit bewirkt. Außerdem führt ein erhöhter Gehalt der Kühlflüssigkeit an Sauerstoff und Feuchtigkeit zu Zersetzungsvorgangen in der festen Isolation der elektrischen Geräte, die vorliegend aus Zellulose besteht.

— 2 —

Es wurde daher versucht, die Kühlflüssigkeit im Ausdehnungsgefäß vollständig von der Außenatmosphäre abzuschließen. Hierzu sind Ausdehnungsgefäße bekannt, bei denen sogenannte Atmungsb&lge membranahnlichczwischen Flüssigkeits- und lufträum im Ausdehnungsgefäß angeordnet sind. Es wurde auch vorgeschlagen, durch Kühlflüssigkeitsvorlagen im sogenannten 3-Kammer-System die Isolierflüssigkeit des Transformators vom Luftraum zu trennen. Weiterhin ist es bekannt, den Ausdehnungsraum in Form von Faltenbälgen aus Metall oder anderen Stoffen zu gestalten, um einen Luftabschluß zu erreichen.

Andere Vorschläge ^gehen davon aus, daß nur der Sauerstoffanteil der Luft die Alterung der Kühlflüssigkeit herbeiführt bzw. beschleunigt, während die sonstigen Bestandteile, vorwiegend Stickstoff, keinen Einfluß auf die Alterung ausüben. Es wurde deshalb anstelle von Luft Stickstoff in den Ausdehnungsraum eingefüllt. Der Überschuß an Stickstoff, der bei Ausdehnung der Kühlflüssigkeit im Ausdehnungsraum vorhanden ist, erhöht entweder den Druck - was bei Anwesenheit von Gasen unerwünscht ist, da die Gasaufna&me der Kühlflüssigkeit vom Druck abhängt - oder tr wird in Vorratsgefäßen aufgenommen. Liese können den Stickstoff unter atmosphärischem Druck oder unter Überdruck aufbewahren. Die Systeme, bei denen der Stickstoff im Vorratsbehälter unter atmosphärischem Druck steht, haben den Nachteil, daß die wirtschaftlich verwendbaren Werkstoffe einen Austausch des Sauerstoffs durch Diffusion gestatten und damit die gewünschte Wirkung nur vorübergehend erreicht wird. Wird der Stickstoff unter Überdruck aufbewahrt, so sind hierzu zusätzlich Kompressoren mit aufwendigen Steuerungen und Ventilsystemen erforderlich.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß diese Nachteile dadurch vermieden werden können, daß die Rippen des Kessels hohl und elastisch ausgebildet sind und die Volumenschwankungen der Flüssigkeit im Betrieb vollständig aufnehmen.

Daß es so möglich ist das übliche Ausdehnungsgefäß, das insbesondere die Bauhöhe des Transformators vergrößert, wegzulassen, war für den Fachmann nicht vorher-sehbar,da diese Ausdehnungsgefäße bisher ganz prinzipiell verwendet wurden. Erst nach sorgfältiger und genauer Überprüfung eines Transformators mit den erfindungsgemäßen Merkmalen konnte das Vorurteil der Fachleute, das gegen einen solchen Transformator sprach, bei dem scheinbar mit einer erheblichen Explosionsgefahr gerechnet werden muss, überwunden werden.

Die verwendeten Rippenkessel müssen eine so hohe Elastizität besitzen, daß sie in der Lage sind, die bei TemperatürSchwankungen auftretenden Volumenänderungen der Kühlflüssigkeit aufzunehmen. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Prinzip für elektrische Betriebsmittel, die starken Belastungs- und/oder TemperaturjBchwankungen ausgesetzt sind und die zur Abführung relativ großer Verlustwärmen über große Kühlflächen verfugen, unter solche Geräte fallen insbesondere Transformatoren mit sogenannten Rippenkesseln, die bisher aber mit den bereits oben beschriebenen Ausdehnungsgefäßen ausgerüstet wurden. Ή eben den bereits feeiiannten Nachteilen benötigen diese Ausdehnungsgefäße noch sehr viel Raum, so daß es oft notwendig ist, vor dem Transport der Transformatoren die Ausdehnungsgefäße zu demontieren. TJm erfindungsgemäß auf ein Ausdehnungsgefäß vollkommen verzichten zu können, erhält "beispielsweise der Transformator einen Wellblechkessel, der die

Volumenschwankungen der Kühlflüssigkeit vollständig lind ohne Schaden C&fnimmt.

Auch bei den herkömmlichen Rippenkesseln könnte bereits ein Teil der Kühlflüssigkeitsauadehnung durch die Rippen des Kessels aufgenommen werden. Durch Ausnutzung der elastischen Dehnung des Stahlbleches, aus welchem die erfindungsgemäßen Rippenkessel gefertigt werden, und durch Auswahl ausreichend tiefer Wellen, kann jeder Rippenkessel die gesamte Ausdehnung der Kühlflüssigkeit für den üblichen Temperaturbereich und in dem üblichen zulässigen Belastungsspielraum aufnehmen. Die Kühlflüssigkeit des Transformators ist hierdurch vollkommen von der Außenatmosphäre abgeschlossen. Dadurch wird ihre Lebensdauer sowie die Lebens dauer der festen Isolation wesentlich erhöht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Bauhöhe wesentlich verringert wird. Zweckmäßig ist es, den Rippenkessel einschließlich der Durchführungen vollständig mit der Kühlflüssigkeit zu füllen.

Der bei flüssigkeitsgefüllten elektrischen Betriebsmitteln übliche Gasschutz - zum Beispiel ein Buchholz-Schutzrelais - kann bei dem Gegenstand der Erfindung ebenfalls angebracht werden. Um zu verhindern, daß bei Ausdehnung der Kühlflüssigkeit und der damit verbundenen geringfügigen Druckerhöhung im Rippenkessel Kühlflüssigkeit über das Relais austreten kann oder bei Abkühlung Luft in das Relais eintritt, wird auf der dem Deckel abgewendeten Anschlußseite des Relais ein Ventil angebracht, welches sich öffnet, sobald infolge eines inneren Schadens im elektrisches Betriebsmittel ein über das normale Maß ansteigender Druck entsteht. Dieses Ventil kann mit dem Gaswarngerät sru einar Einheit kombiniert sein. JK $-*,

In den Figuren 1a und 1b ist ein Rippenkessel für einen Transformator gemäß der Erfindung näher dargestellt. Figur 1a stellt dabei einen Querschnitt und Figur Ib eine Aufsicht auf einen Transformator mit Rippenkessel dar. In den Figuren ist der Rippenkessel mit 1, die hohlen Rippen mit 2, die Durchfjihrungen mit ? bzw. 4, das Einfüllrohr für die Flüssigkeit mit 5, das Buchholz-Relais mit 6 und das mit diesem Relais baulich vereinigte Überdruckventil mit 7 bezeichnetJ

Patentansprüche

Claims (4)

Reg.-Sr. JQP 92 a Frankfurt/Main, den 2i>.1. 1968 " ~ AG-PT, Ksr/IS

1. Elektrisches Betriebsmittel, insbesondere Transformator, dessen aktiver Teil in einem Rippenkessel eingebaut und durch. Flüssigkeit isoliert und gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) des Kessels (1) hohl und elastisch ausgebildet sind und die Volumenschwankungen der Flüssigkeit im Betrieb vollständig aufnehmen. /

2. Elektrisches Betriebsmittel nach Anspruch 1„ dadurch gekenn zeichnet, daß der Kessel (1) und die Rippen (2) vollständig mit Kühlflüssigkeit gefüllt

3. Elektrisches Betriebsmittel, nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (1) allseitig luftdicht verschweißt ist./

4. Elektrisches Betriebsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Deckel dies Kessels (1) ein an sich bekanntes Gaswarn- und Auslösegarät (6) angeordnet ist, das mit einem bei unzulässiger Druckerhöhung selbsttätig öffnenden Ventil (7) baulich vereinigt ist.

04614