ITPD980061A1 - Rele' perfezionato ad accumulo di gas tipo buchholz - Google Patents

Description

"RELE' PERFEZIONATO AD ACCUMULO DI GAS TIPO BUCHHOLZ"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha per oggetto un relè ad accumulo di gas di tipo Buchholz.

Come è ben noto, nei trasformatori in bagno d'olio è necessario installare relè di questo tipo perchè rilevino e segnalino sia la presenza che la formazione di gas.

Infatti la presenza di gas all'interno di un trasformatore è sempre associata ad un malfunzionamento in quanto il gas o proviene dall'esterno, attraverso le pompe di circolazione, oppure è prodotto dalla decomposizione degli isolanti, liquidi o solidi, interni al trasformatore.

Tale decomposizione degli isolanti è generata da surriscaldamenti degli stessi oppure dalla comparsa di archi elettrici .

Detto relè Buchholz deve essere installato sul trasformatore in posizione sottostante il recipiente di espansione, comunemente chiamato conservatore, ed è, a funzionamento normale, riempito di olio.

Costruttivamente questo tipo di relè è costituito da un corpo ottenuto da fusioni in lega di alluminio al cui interno è disposto un telaio di supporto per almeno un dispositivo mobile che comprende un galleggiante di azionamento di almeno un interruttore magnetico, del tipo in sè noto e racchiuso in una ampolla.

In realtà è usuale che i relè Buchholz siano dotati di un galleggiante superiore che abilita/disabilita un circuito di allarme, e di un galleggiante inferiore direttamente connesso ad un circuito di disinserzione.

Nel caso in cui si abbia formazione di gas all'interno del trasformatore, questo tende a defluire verso l'alto portandosi verso il recipiente di espansione man mano accumulandosi in tal modo all'interno del relè.

Questo accumulo di gas all'interno del corpo del relè produce un abbassamento del livello dell'olio che viene rilevato dal galleggiante superiore che aziona così l'interruttore magnetico a cui è associato con il quale viene chiuso il circuito di allarme.

Qualora l'accumulo di gas continui, all'interno del relè il livello dell'olio subisce un ulteriore abbassamento che viene rilevato dal galleggiante inferiore direttamente collegato al circuito di disinserzione del trasformatore dalla linea di alimentazione.

I relè Buchholz sono tutti dotati, in aggiunta, di una ulteriore protezione in grado di rilevare forti correnti d'olio generate, ad esempio, per effetto di cortocircuiti.

Questa protezione è costituita da una bandella opportunamente tarata sensibile alla portata della corrente di olio e collegata anch'essa al circuito di disinserzione del trasformatore dall'alimentazione.

Questo tipo di relè è utilizzato anche per segnalare eventuali perdite d'olio dalla cassa del trasformatore, perchè anche in questo caso si ha un abbassamento del livello generale dell'olio e conseguentemente un abbassamento dei galleggianti.

Tale abbassamento dei galleggianti determina il funzionamento dei circuiti esterni di allarme e/o di disinserzione ad essi collegati.

In aggiunta a questo, è estremamente importante che detti relè siano in grado di funzionare correttamente in presenza di vibrazioni causate da attività sismiche.

Per questo motivo tutti i relè Buchholz sono sottoposti, prima di essere posti in vendita, a prove sperimentali di verifica durante le quali vengono disposti sopra una tavola vibrante e con un apposito strumento il collaudatore registra le accelerazioni con cui vengono chiusi i circuiti di allarme e di disinserzione che sono più alte rispetto ai valori imposti dalle normative e/o dalle specifiche degli utilizzatori dei relè.

Purtroppo però è usuale che durante la fase di avviamento del trasformatore, il relè risenta l'effetto di un colpo dovuto alle operazioni di manovra e, per effetto delle vibrazioni da questo generate, i galleggianti chiudano impropriamente il circuito di allarme è/o di disinserzione.

E’ evidente come questo produca enormi ed inutili perdite di tempo per ripartire con le manovre di avviamento del trasformatore.

Compito principale del presente trovato è quello di mettere a punto un relè di tipo Buchholz che sia sensibile a variazioni del livello dell'olio ed insensibile al verificarsi di vibrazioni dipendenti da attività sismiche o da manovre di avviamento del trasformatore, intervenendo adeguatamente nei circuiti di allarme e/o di disinserzione.

In relazione al compito principale, un importante scopo del presente trovato è quello di mettere a punto un relè di tipo Buchholz che assicuri buone caratteristiche di sicurezza di intervento.

Ancora un importante scopo è quello di realizzare un relè di tipo Buchholz che presenti una struttura configurativa più semplice rispetto ai tipi tradizionali.

Un altro scopo ancora del presente trovato è quello di mettere a punto un relè di tipo Buchholz il cui montaggio e la manutenzione risulti semplici e più rapide da effettuarsi rispetto ai relè di tipo tradizionale.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora che più chiaramente appariranno in seguito vengono raggiunti da un relè ad accumulo di gas di tipo Buchholz comprendente, da immergere in un bagno d'olio, un telaio di supporto per interruttori magnetici di chiusura di circuiti ed almeno un dispositivo mobile a galleggiante di azionamento per detti interruttori, detto relè caratterizzandosi per il fatto che detto galleggiante è a leva con asse di rotazione fissato a detto telaio ed operativamente connesso ad un supporto portamagnete che funge da contrappeso, detto galleggiante essendo snodato in rotazione rispetto a detto supporto portamagnete di un determinato angolo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato appariranno maggiormente dalla descrizione di una preferita forma realizzativa, illustrata a titolo indicativo, ma non per questo limitativo della sua portata, nelle allegate tavole di disegni in cui:

- la fig. 1 rappresenta una vista parzialmente in sezione di un trasformatore dotato di un relè di tipo Buchholz secondo il trovato;

- la fig. 2 rappresenta una vista frontale di un relè di tipo Buchholz secondo il trovato;

- la fig. 3 rappresenta una vista prospettica del meccanismo interno del relè di figura 2;

- la fig. 4 rappresenta una vista in esploso del meccanismo illustrato in figura 3;

- la fig. 5 rappresenta una vista prospettica dei particolari del meccanismo del relè di figura 2;

- la fig. 6 rappresenta una vista in esploso dei particolari illustrati in figura 5.

Con riferimento alle figure precedentemente elencate, un trasformatore in bagno d’olio è complessivamente indicato con il numero di riferimento 10 e presenta un cassone con radiatori 11 a cui è superiormente collegato un recipiente di espansione 12 del tipo in sè noto.

Il trasformatore 10 è del tipo in sè noto ed in figura 1 sono evidenziabili isolatori ad alta tensione 13, uno scarico per l'olio 14 ed un termometro 15 di rilevazione della temperatura dell'olio.

Detto trasformatore 10 è dotato di un relè di tipo Buchholz, secondo il trovato, indicato con il numero 16 e integrato tra esso e detto recipiente di espansione 12.

Detto relè 16 è costituito da un corpo 17, ottenuto preferibilmente in fusione in lega di alluminio a prova di tenuta, sul quale sono ricavate finestre 18 di ispezione, preferibilmente in vetro temperato o in plastica altamente resistente, dotate di scale graduate 19.

Nella parte superiore detto relè 16 è dotato di un coperchio 20 da cui si sviluppa un rubinetto 21 di scarico del gas ed una valvola 22 di prova pneumatica.

All'interno del relè 16 è disposto un telaio 23 realizzato in materia plastica presentante superiormente dei fori passanti 24 per l'impegno, mediante viti di fissaggio non evidenziate per semplicità nelle succitate figure, al coperchio 20.

Detto telaio 23 presenta, in questa configurazione, una struttura a sviluppo prevalentemente longitudinale su cui sono individuabili due montanti 25 su cui sono definite sedi 26 di alloggiamento per interruttori magnetici 27.

Ciascuno di detti interruttori 27 è del tipo in sè noto e presenta, all'interno di un'ampolla, un magnete e contatti elettrici, non evidenziati nelle figure, direttamente connessi ad un circuito di allarme e/o ad un circuito di disinserzione .

A detto telaio 23 sono fissati un dispositivo mobile superiore 28 ed un equivalente dispositivo mobile inferiore 29

Ciascuno di detti dispositivi mobili 28 e 29 comprende un galleggiante 30 a leva che presenta una struttura sostanzialmente ovoidale sulla quale sono definiti appiattimenti 31 e da cui si sviluppa, a partire da una fascia longitudinale del galleggiante 30 , un braccio 32.

Da detto braccio 32 si sviluppano una prima ed una seconda aletta 34a e 34b elastiche arcuate defininenti nell ' insieme una sagoma semitubolare 33.

In particolare detta prima aletta 34a ha sviluppo longitudinale minore rispetto alla seconda 34b sì da individuare con questa, in corrispondenza di ciascuna estremità, una sede 35 che presenta, in sezione, sviluppo angolare ridotto.

In detta sagoma semitubolare 33 è inserito un perno 36 di dimensioni opportunamente controsagomate alle alette 34a e 34b.

Da detto perno 36, costituente l'asse di rotazione per il galleggiante 30, si sviluppa, in corrispondenza di ciascuna estremità, un prolungamente 36a radiale a cui è associato, parallelamente al perno 36, un supporto 37 portamagnete che presenta una configurazione sostanzialmente tubolare e che è dotato, alle due estremità, di denti 38 elastici.

Detto perno 36 è atto ad essere inserito nella sagoma semitubolare 33 tra le alette 34a e 34b in modo che ciascun prolungamento 36a sia posizionato in corrispondenza della sede 35.

All'interno del supporto 37 portamagnete è inseribile un contrappeso 39 di struttura cilindrica da disporre in posizione centrale e a contatto, alle sue due estremità, con un primo ed un secondo magnete, rispettivamente indicati con i numeri 40 e 41 e con struttura preferibilmente a pastiglia.

Detto contrappeso 39 è preferibilmente in ottone.

Detti primo e secondo magnete 40 e 41 e detto contrappeso 39 sono trattenuti all'interno del supporto 37 portamagnete grazie alla tenuta a scatto effettuata dai denti 38 ed, eventualmente, dalla presenza di un adeguato adesivo.

Sui montanti 25 di detto telaio 23 sono definite prime e seconde guide 42 e 43, rispettivamente definite nella parte superiore e mediana del telaio 23 stesso, lungo le quali possono essere fatte scorrere le controsagomate estremità del perno 36 di ciascuno di detti dispositivi mobili superiore ed inferiore 28 e 29.

Ciascuna di dette guide 42 e 43 presenta, nel tratto terminale più interno del suo sviluppo, una sede 44 atta ad accogliere l’estremità del perno 36 di ciascuno di detti dispositivi mobili 28 e 29.

L'assemblaggio di questi ultimi al telaio 23 avviene perciò a scatto dopo che con le estremità del perno 36 sono state percorse le guide 42 o 43, per inserimento e conseguente bloccaggio nelle sedi 44.

Detto relè di tipo Buchholz 16 è inoltre dotato di un elemento astiforme 45 associato ad uno dei montanti 25 del telaio 23 e la cui estremità superiore è resa accessibile ad un utilizzatore grazie ad un apposito pulsante con molla, non evidenziato per semplicità nelle succitate figure.

A detto elemento astiforme 45 sono associate una leva superiore 46 ed una leva inferiore 47, ciascuna sagomata ”L" e presentante all’estremità di impegno, una appendice monolitica ad un anello 49 al cui interno è inserito, sostanzialmente senza giochi, detto elemento astiforme 45.

Ciascuna leva 46 e 47 è scorrevole lungo detto elemento astiforme 45 secondo il percorso stabilito, rispettivamente, da una guida superiore 50 e da una guida inferiore 51, entrambe definite sul montante 25 e percorse dalle appendici 48 delle leve 46 e 47 stesse.

Queste ultime sono necessarie al relè 16 per la prova meccanica rispettivamente del circuito di allarme, associato al dispositivo mobile superiore 28, e del circuito di disinserzione, associato al dispositivo mobile inferiore 29.

Azionando l'elemento astiforme 45, a cui sonò associate dette due leve 46 e 47, infatti, è possibile spingere verso il basso i galleggianti 30 per verificare meccanicamente la chiusura dei circuiti di allarme e di disinserzione.

Detto relè 16 è inoltre dotato di una bandella 52, del tipo in sè noto, associata al telaio 23 in posizione sottostante al dispositivo mobile inferiore 29 e atta a rilevare l'eventuale presenza di forti correnti di olio all'interno del relè 16.

Il funzionamento del relè Buchholz 16 descritto con il presente trovato è estremamente semplice in quanto i galleggianti 30 a leva dei dispositivi mobili superiore ed inferiore 28 e 29 seguono il livello dell'olio abbassandosi e sollevandosi in funzione di questo.

In particolare ciascun galleggiante 30, nel seguire le variazioni di livello dell'olio, ruota rispetto al perno 36 ma, grazie all'accoppiamento dei due prolungamenti 36a nelle sedi 35 individuate nella sagoma semitubolare 33 dalle alette 34a e 34b, esso risulta parzialmente snodato rispetto al supporto 37 portamagnete, affetto cioè da un certo gioco.

Detto gioco è determinato dall'ampiezza di angolo che il galleggiante 30 può percorrere senza trasmettere il suo moto ai due prolungamenti 36a e conseguentemente al supporto 37 portamagnete.

Nel momento in cui si stabilisce il contatto tra il galleggiante 30 di un dispositivo mobile 28 e 29 ed il corrispondente supporto 37 portamagnete, infatti, questo, seguendo solidalmente il galleggiante 30 nella sua rotazione, si sposta rispetto al telaio 23 e, con esso, detti primo e secondo magnete 40 e 41.

Lo spostamento di detti primo e secondo magnete 40 e 41 determina una interazione con i magneti contenuti nell'ampolla degli interruttori 27 determinando, per effetto di conseguenti spostamenti tra i contatti elettrici racchiusi nell'ampolla, la chiusura del circuito di allarme o di disinserzione ad essi collegato.

In questo modo l'ampiezza massima del gioco che può determinarsi tra il galleggiante 30 a leva ed corrispondente supporto 37 portamagnete determina il gra di sensibilità del relè 16 alle vibrazioni.

E ' evidente come la taratura di questo angolo debba essere accuratamente studiata al fine di rendere il relè 16 convenientemente insensibile alle vibrazioni dovute alle manovre di avviamento del trasformatore 10 nonché alle vibrazioni generate da attività sismiche o da altri fenomeni .

In pratica si è verificato come il presente trovato soddisfi ampiamente al compito principale e a tutti gli scopi ad esso preposti.

Infatti un importante vantaggio è stato raggiunto con il presente trovato per il fatto di avere messo a punto un relè ad accumulo di gas di tipo Buchholz che è in grado di assicurare una sensibilità differenziata a seconda della velocità del flusso d’olio a cui è sottoposto, garantendo, in tal modo, una maggiore sicurezza di intervento.

Un ulteriore vantaggio è ottenuto grazie al presente trovato per il fatto di avere realizzato un relè Buchholz che presenta una conformazione strutturale semplice.

Ancora un importante vantaggio è raggiunto considerando che con il presente trovato è stato messo a punto un relè il cui assemblaggio può facilmente essere ottenuto in modo più semplice e più rapido rispetto ai tipi tradizionali.

Il presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del medesimo concetto inventivo.

Tutti i dettagli sono sostituibili con altri elementi tecnicamente equivalenti.

Inoltre i materiali utilizzati, purché compatibili con l'uso contingente, potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Relè ad accumulo di gas di tipo Buchhol comprendente, da immergere in un bagno d'olio, un telaio d supporto per interruttori magnetici di chiusura di circuiti ed almeno un dispositivo mobile a galleggiante di azionamento per detti interruttori, detto relè caratterizzandosi per il fatto che detto galleggiante è a leva con asse di rotazione fissato a detto telaio ed operativamente connesso ad un supporto portamagnete che funge da contrappeso, detto galleggiante essendo snodato in rotazione rispetto a detto supporto portamagnete di un determinato angolo.
2. 2) Relè, secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che da detto galleggiante si sviluppa un braccio dotato di una sagoma semitubolare in cui è accoppiabile un perno fissato, con le sue estremità, a detto telaio, detto perno essendo rigidamente associato a detto supporto portamagnete.
3. 3) Relè, secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detta sagoma semitubolare è costituita da due alette arcuate individuanti un alloggiamento controsagomato a detto perno, essendo una di dette alette di lunghezza diversa rispetto all'altra ad individuare almeno una sede presentante sviluppo angolare, in sezione, ridotto rispetto alla rimanente parte della sagoma semitubolare, da detto perno sviluppandosi radialmente almeno un prolungamento di associazione tra lo stesso e detto supporto portamagnete, detto perno essendo inserito in detta sagoma semitubolare con detto prolungamento in corrispondenza di detta sede.
4. 4) Relè, secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detto galleggiante è snodato rispetto a detto supporto portamagnete di un angolo determinato dalla differenza tra lo sviluppo angolare di detta sede definita sulla sagoma semitubolare e la larghezza di detto prolungamento.
5. 5) Relè, secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che detto supporto portamagnete presenta sviluppo tubolare atto a contenere al suo interno un contrappeso e, in corrispondenza di almeno una estremità, un magnete di azionamento di un corrispondente di detti interruttori.
6. 6) Relè, secondo la rivendicazione precedente, che si caratterizza per il fatto che su detto telaio sono definite guide contrapposte di scorrimento per le estremità di detto perno, ciascuna guida terminando con una sede atta all'inserimento a scatto dell'estremità di detto perno.
7. 7) Relè perfezionato ad accumulo di gas tipo Buchholz secondo una o più delle rivendicazioni precedenti che si caratterizza per quanto descritto ed illustrato nelle allegate tavole di disegni.