Schutzvorrichtung an vollkommen geschlossenen Geräten, z. B. an elektrischen Maschinen und Apparaten. Gegenstand der Erfindung ist eine Schutz vorrichtung an vollkommen dicht abgeschlos senen Geräten, z. B. an elektrischen Maschi nen und Apparaten, welche Geräte eine Flüs sigkeitsfüllung besitzen. Betriebsmässig ar beiten derartige Apparate je nach ihrer Er wärmung mit einem mehr oder minder grossen Überdruck.
Bei den verschiedenen Belastungsfällen stellt sich bekanntlich im Behälterinnern stets ein ganz bestimmtes Temperatur- und Druckverhältnis ein. .So lange der Betrieb nicht gestört ist, entspricht demnach einer bestimmten Temperatur stets ein ganz bestimmter Druck.
Da mit der Te@m- peratur auch der Druck sich ;gleichzeitig ändert, entspricht bei intaktem Apparat einer bestimmten Leistungsabgabe, das heisst Er wärmung, jeweils ein ganz bestimmter Druck. Gleichgültig ist dabei, ob die Last gesteigert oder ob sie gesenkt wird.
Anders ist es aber, wenn eine Störung im Apparat auftritt, bei- spielsweise dann, wenn der Apparat sein Druckverhältnis dadurch ändert, dass infolge eines Leckes im Behälter Isolierflüssigkeit ausströmt oder Gas eines beispielsweise über der Isolierflüssigkeit angeordneten Gas polsters entweicht. In diesem Fall bleibt die Temperatur auf dem dem Belastungsfall ent sprechenden Wert, während dagegen der Druck entsprechend der Menge des ausgeflos senen. Isoliermittels sich allmählich vermin dert. Dieser Druckabfall kann bei stärkerer Beschädigung rasch, bei schwachen Lecken aber sehr langsam vor sich gehen.
Für den elektrischen Apparat bedeutet jede Verschie bung des Temperaturdruckverhästnisses eine Gefahr. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der jede Änderung und Verstimmung des Tempera turdruckverhältnisses gegenüber dem unge störten Betriebsfall nach aussen hin angezeigt oder gemeldet werden kann. Dabei ist es zweckmässig, bei Auftreten geringer Undicht- heiten, das heisst bei in längerem Zeitraum langsam vor sich gehendem Druckabfall eine Warnung, bei starken Lecken :dagegen sofor tige Abschaltung zu veranlassen.
Dagegen darf die Schutzvorrichtung nicht ansprechen bei durch reine Belastungsänderung be dingten langsamen oder auch raschen Druck- und Temperaturschwankungen.
Gemäss der Erfindung ist zu diesem Zweck eine Schutzeinrichtung vorgesehen, die die Temperatur und den Druck überwachende Organe aufweist, die mittels ihrer Kontakte je einen Widerstandszweig einer Brücken schaltung steuern, und zwar derart, dass beim Abweichen von dem der jeweiligen Belastung zugehörigen Temperatur- und Druckzustand eine Verstimmung der Brücke eintritt, wo durch ein im Diagona,lzweig der Brücke lie gendes Vergleichsgerät einen Stromkreis schliesst.
Die den bei nicht gestörtem Betrieb sich ergebenden Temperaturdruckverhältnis- sen entsprechenden, aufeinander abgestimm ten Anzapfwiderstände bilden vorzugsweise einen Parallelzweig der Brückenschaltung. Der Anschluss kann an eine beliebige Span nungsquelle erfolgen.
Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Schutzeinrichtung gemäss .der Erfindung: Mit 1 ist der den aktiven Transformator teil 2 und die Isoliermittelfüllung 3 enthal tende Kessel eines Transformators bezeich net, der durch den Deckel 4 vollkommen dicht. gegen die Aussenluft abgeschlossen ist. Der dichte Abschluss ist in manchen Fällen un- erlässlich, insbesondere dann, wenn eine Iso- liermittelfüllung benutzt ist, die durch Luft sauerstoffzutritt verschlechtert oder zerstört werden könnte, wie dies bekanntermassen bei spielsweise beiden chlorierten Kohlenwasser stoffgin der Fall ist.
Um mit Bestimmtheit keine Luft in das Kesselinnere hineingelangen zu lassen, steht der Kessel im ausgeschalteten, das heisst kal ten Zustand bereits unter geringem tber- druck. Mitunter verfährt man so, dass man über dem Isolierölspiegel ein Gaspolster 5 aus inertem Gas vorsieht, das das Isolieröl nicht angreift.
Mit 6 ist ein sogenanntes, mehrere Anzap- fungen besitzendes Kontaktthermometer an gedeutet, das zusammen mit einem ebenfalls mehrere Anzapfungen aufweisenden Kon taktmanometer 7 dicht im Kesseldeckel 4 ein gesetzt ist. Das untere Ende des Kontakt thermometers taucht in das Isolieröl 3 ein. Mit seinen Kontaktanschlüssen ist das Ther mometer an einen gestuften Schaltwiderstand 8 und das Manometer an einen entsprechen- den Schaltwiderstand 9 angeschlossen.
Diese Widerstände sind in Parallelschaltung mit einer Spannungsquelle 10 verbunden, welche die aus den genannten Schaltwiderständen 8, 9 sowie den festen, beliebig grossen Wider ständen 11 und einem eine Signal- bezw. Ab schalteinrichtung steuernden Vergleichsgerät 12 bestehende Messbrücke speist.
Die einzelnen Stufungen .der Widerstände 8 und 9 und die Lage der Kontakte der bei den Anzeigegeräte 6 und 7 wählt man so am besten durch geeignete Eichung, dass im störungsfreien Betrieb einem bestimmten Temperaturpunkt ein ganz bestimmter Druck punkt entspricht, das heisst also, dass bei einem bestimmten Temperaturdruckverhält- nis beide Instrumente gleichzeitig Kontakt machen, so dass keine Differenzspannung in der Brücke fliesst und das Vergleichsgerät 12 keine Spannung erhält.
Es empfiehlt sich, .die Schaltwiderstände so zu unterteilen, dass die Teilwiderstände von A nach B hin zunehmen, das heisst, dass im obern Temperatur- bezw. Druckbereich kleinere Teilwiderstände ange ordnet sind. Die obersten Kontakte der Ge räte können ungefähr den Betriebsverhältnis sen bei Maximalleistung entsprechen. Die Kontaktzahl lässt sich je nach dem Verwen dungszweck beliebig verändern.
Die Wirkungsweise der Schutzeinrich tung ist folgende: Wird der Apparat eingeschaltet, dann steigt die Temperatur im Isoliermittel 3 mit der Belastung. Das Isoliermittel dehnt sich aus und vergrössert, da der Kessel vollkom men dicht verschlossen ist, den Behälter- druck. Das Thermometer 6 zeigt die herr schende Temperatur und das Manometer 7 den vorhandenen Druck an.
Beide Instru mente steigen gleichzeitig in dem vorgege benen Verhältnis ihrer Eichung und errei chen demn.ach stets gleichzeitig die einem bestimmten Temperaturdruckverhältnis zu g o eordneten Kontakte. Ist dies der Fall, dann sind .die eingeschalteten Teilwiderstände 8,
9 stets Bleichgross. In der Brücke tritt also keine Spannungsdifferenz auf. Das Ver- gleiehsgerät bleibt also stromlos.
Sinkt nun infolge einer .Störung, bei- spielsweise eines Behälterleckes, der Druck im Kessel, so wird die Manometereinsteslung verändert, während die Thermometereinstel- lung auf dem,der jeweiligen Belastung ent sprechenden Kontakt stehen bleibt, das heisst beide Organe stehen nicht mehr auf einander zugeordneten Kontakten.
Damit wird am .Widerstand 9 ein Teilwiderstand mehr ein geschaltet und damit die Brücke verstimmt. Das Messgerät 12 liegt nunmehr an Spannung und betätigt die Signal- bezw. Abschaltein- richtung.
Bei langsamem Druckabfall, also geringen Undichtheiten erfolgt zunächst eine geringe Verstimmung des Brückenkreises, während bei starken Leckendes Behälters sofort eine starke Verstimmung des Brückenkreises ein tritt. Dementsprechend liegt am Vergleichs gerät 12 eine kleinere bezw. grössere Span nung. Das Vergleichsgerät 12 ist so ausge- bildet"dass bei Anlegen einer geringen Span nung der Kontakt eines.
Warnkreises, bei Auftreten der höheren Spannung der Kon takt für den Abschaltkreis und Warnkreis geschlossen wird. Der besondere Vorteil liegt darin, dass kleine Undichtheiten praktisch so fort gemeldet werden. und gegebenenfalls Ab hilfe vor dem Einsaugen von Luft und damit Zersetzen der Isolierflüssigkeit möglich ist.
Die erfindungsgemässe Schutzeinrichtung ermöglicht also, alle Störungen im Tempera- turdruckverhäItnis eines vollkommen ge schlossenen Behälters zuverlässig anzuzeigen. Zusätzlich können sowohl das die Temperatur wie auch das den Druck überwachende Organ mit den an sich bekannten Magimalauslöse- kontakten versehen werden.
Für den Fall, dass eines der beiden Or gane etwas nachhinkt, das Auflaufen auf die Kontakte also nicht ganz genau gleichzeitig erfolgt, kann .durch geeignete Wahl und Un terteilung der Schaltwiderstände und Lage der Kontakte ein Ausgleich geschaffen wer den, ohne dass bei diesen kleinen Verschie bungen eine Signalisierung oder Abschaltung eintritt. Durch Versuche ist eine solche Eichung unschwer auszuführen.
Die erfin dungsgemässe Schutzeinrichtung bietet nicht nur für elektrische Geräte einen zuverlässigen Schutz, sondern sie lässt sich darüber hinaus mit Vorteil auch bei allen andern, vollkom men dicht geschlossenen Behältern verwen den, deren Gas- oder Flüssigkeitsfüllungen irgendwie Temperatur- bezw. D@rucksohwan- kungen unterworfen sind.
Besonders günstig erweist sich die Schutzeinrichtung in den Fällen, wo dicht geschlossene elektrische Ge räte und Maschinen nach längerem Stillstand, beispielsweise nach dem Versand, in Betrieb genommen werden. Ist .aus irgendwelchem Grunde die Behälterfüllung verringert wor den, dann zeigt dies beider Inbetriebnahme des Gerätes die Schutzeinrichtung unver züglich -an.
Protective device on completely closed devices, e.g. B. on electrical machines and apparatus. The invention relates to a protection device on completely tightly enclosed devices such. B. NEN electrical machines and devices, which devices have a liquid filling. Operationally, such devices work, depending on how they are heated, with a greater or lesser overpressure.
As is well known, a very specific temperature and pressure ratio always occurs in the interior of the container for the various load cases. As long as operation is not disturbed, a specific temperature always corresponds to a specific pressure.
Since the pressure also changes with the temperature, with an intact apparatus a specific output, i.e. heating, corresponds to a specific pressure. It does not matter whether the load is increased or whether it is reduced.
However, it is different when a malfunction occurs in the apparatus, for example when the apparatus changes its pressure ratio due to the fact that insulating liquid escapes due to a leak in the container or gas from a gas cushion arranged above the insulating liquid, for example, escapes. In this case, the temperature remains at the value corresponding to the load case, while the pressure, on the other hand, corresponds to the amount of flow out. Isolating agent gradually diminished. This pressure drop can be rapid with severe damage, but very slow with minor leaks.
For the electrical apparatus, any shift in the temperature pressure ratio is dangerous. The object of the invention is therefore to create a device with which any change and detuning of the tempera ture pressure ratio can be displayed or reported to the outside with respect to the unge disturbed operating case. It is advisable to issue a warning in the event of minor leaks, that is to say in the event of a slow pressure drop over a long period of time;
On the other hand, the protective device must not respond to slow or rapid pressure and temperature fluctuations caused by a pure change in load.
According to the invention, a protective device is provided for this purpose, which has the temperature and pressure monitoring organs that each control a resistance branch of a bridge circuit by means of their contacts, in such a way that when there is a deviation from the temperature and pressure state associated with the respective load a detuning of the bridge occurs, where a circuit is closed by a comparison device located in the diagonal branch of the bridge.
The mutually coordinated tapping resistances corresponding to the temperature pressure ratios that result when the operation is not disturbed preferably form a parallel branch of the bridge circuit. The connection can be made to any voltage source.
The drawing shows a schematic representation of an embodiment of the protective device according to .der invention: With 1 of the active transformer part 2 and the insulating material 3 containing tank of a transformer denotes net, which is completely sealed by the cover 4. is closed to the outside air. The tight seal is essential in some cases, especially when an insulating agent filling is used that could be deteriorated or destroyed by the ingress of oxygen, as is known, for example, with both chlorinated hydrocarbons.
In order to ensure that no air can get into the inside of the boiler, the boiler is switched off, i.e. it is cold, and already under slight overpressure. Sometimes one proceeds in such a way that a gas cushion 5 made of inert gas is provided above the insulating oil level, which gas does not attack the insulating oil.
A so-called contact thermometer, which has several taps, is indicated by 6, which, together with a contact manometer 7, which likewise has several taps, is inserted tightly in the boiler cover 4. The lower end of the contact thermometer is immersed in the insulating oil 3. With its contact connections, the thermometer is connected to a stepped switching resistor 8 and the manometer is connected to a corresponding switching resistor 9.
These resistors are connected in parallel with a voltage source 10, which stands from the mentioned switching resistors 8, 9 and the fixed, arbitrarily large resistors 11 and a signal respectively. From switching device controlling comparator 12 feeds existing measuring bridge.
The individual gradations of the resistors 8 and 9 and the position of the contacts in the display devices 6 and 7 are best chosen by suitable calibration so that a specific temperature point corresponds to a specific temperature point in trouble-free operation, i.e. that at At a certain temperature pressure ratio, both instruments make contact at the same time, so that no differential voltage flows in the bridge and the comparison device 12 receives no voltage.
It is advisable to divide the switching resistors in such a way that the partial resistances increase from A to B, which means that in the upper temperature resp. Pressure area smaller partial resistances are arranged. The top contacts of the devices can roughly correspond to the operating ratios at maximum power. The number of contacts can be changed as required depending on the intended use.
The operation of the protective device is as follows: If the apparatus is switched on, the temperature in the insulating medium 3 increases with the load. The isolating agent expands and, as the boiler is completely sealed, increases the pressure in the container. The thermometer 6 shows the prevailing temperature and the pressure gauge 7 shows the pressure.
Both instruments increase at the same time in the specified ratio of their calibration and accordingly always reach the contacts assigned to a certain temperature pressure ratio at the same time. If this is the case, then the switched-on partial resistors 8,
9 always pale size. So there is no voltage difference in the bridge. The comparison device thus remains de-energized.
If the pressure in the tank falls as a result of a malfunction, for example a container leak, the manometer setting is changed, while the thermometer setting remains on the contact corresponding to the respective load, i.e. both organs are no longer on top of each other assigned contacts.
This means that a partial resistance is switched on at the resistor 9 and the bridge is detuned. The measuring device 12 is now connected to voltage and actuates the signal respectively. Shutdown device.
In the event of a slow drop in pressure, that is to say minor leaks, the bridge circuit is initially slightly detuned, while in the event of severe leaks from the container, the bridge circuit is immediately detuned. Accordingly, the comparison device 12 is a smaller respectively. greater voltage. The comparison device 12 is designed so that when a low voltage is applied, the contact of a.
Warning circuit, when the higher voltage occurs, the contact for the shutdown circuit and warning circuit is closed. The particular advantage is that small leaks are reported almost immediately. and, if necessary, from help before sucking in air and thus decomposition of the insulating liquid is possible.
The protective device according to the invention thus enables all disturbances in the temperature pressure ratio of a completely closed container to be reliably displayed. In addition, both the temperature and the pressure monitoring device can be provided with the known magnetic release contacts.
In the event that one of the two organs lags a little, i.e. the contact with the contacts does not take place exactly at the same time, a suitable choice and subdivision of the switching resistors and the position of the contacts can create a balance without these small ones Shifts signaling or shutdown occurs. Such a calibration is easy to carry out through experiments.
The protective device according to the invention not only offers reliable protection for electrical devices, but it can also be used with advantage for all other, completely tightly closed containers whose gas or liquid fillings are somehow temperature or. D @ are subject to fluctuations.
The protective device proves to be particularly beneficial in cases where tightly closed electrical devices and machines are put into operation after a long period of inactivity, for example after shipping. If the container filling has been reduced for any reason, the protective device will indicate this immediately when the device is started up.