DE700636C

DE700636C - Safety device for oil-filled electrical apparatus boilers

Info

Publication number: DE700636C
Application number: DE1937S0127958
Authority: DE
Inventors: Dr Joseph Rebhan
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1937-07-08
Filing date: 1937-07-08
Publication date: 1940-12-24

Description

Sicherheitseinrichtung für ölgefüllte elektrische Apparatekessel Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für elektrische Apparatekessel,- z. B. für Transformatoren, Schalter oder Kondensatoren, die mit brennbaren Kohlenwasserstoffölen, z. B. mit Transformatoröl oder mit nicht brennbaren, z. B. mit chlorierten Kohlenwasserstoffölen gefüllt sind. Der Apparatekessel ist mit einem Ausdehnungsraum für das sich durch die Betriebswärme ausdehnende Ö1 verbunden.Safety device for oil-filled electrical apparatus boilers The The invention relates to a safety device for electrical apparatus boilers, z. B. for transformers, switches or capacitors that operate with flammable hydrocarbon oils, z. B. with transformer oil or with non-flammable, z. B. with chlorinated hydrocarbon oils are filled. The apparatus boiler is with an expansion space for the itself through the operating heat expanding Ö1 connected.

Wenn im Apparatekessel durch Überschläge oder Durchschläge der Isolation Lichtbögen entstehen, wird plötzlich eine große Gasmenge frei. Der Druck im Apparatekessel steigt daher in ganz kurzer Zeit, so daß der Apparatekessel. deformiert oder sogar zerstört werden kann.If in the apparatus boiler due to flashovers or breakdowns in the insulation When arcing occurs, a large amount of gas is suddenly released. The pressure in the apparatus tank therefore rises in a very short time, so that the apparatus boiler. deformed or even can be destroyed.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, diese plötzlichen Druckstöße abzufangen. Ferner sollen durch die Erfindung die sich bei derartigen Störungen entwickelnden heißen Gase gegen die Außenluft, d. h. gegen den Sauerstoff der Außenluft so abgesperrt werden, daß sie mit dem Sauerstoff entweder überhaupt nicht in Berührung kommen oder mit ihm erst zusammentreffen, wenn sie sich auf eine unter dem Entzündungspunkt liegende Temperatur abgekühlt haben.The object of the invention is now to intercept these sudden pressure surges. Furthermore, the invention is intended to develop in the event of such malfunctions hot gases against the outside air, d. H. blocked from the oxygen in the outside air that they do not come into contact with the oxygen at all or only meet him when they are on a below the point of inflammation have cooled down from the lying temperature.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verbindungsöffnungen zwischen dem Apparatekessel und dem Ausdehnungsraum mindestens so groß gemacht werden, daß kein den Kessel gefährdender überdruck auftreten kann. Die Verbindungsöffnungen werden mit so tief in den. Apparatekessel hineingezogenen Rändern versehen, daß zwischen Apparatekesselwand und -den öffnungsrändern ein Gasauffangraum gebildet wird. Es empfiehlt sich, die Verbindungsöffnungen durch .,an sich bekannte Ablenkbleche abzudecken, um den unmittelbaren Eintritt der heißen Zersetzungsgase der Ölfüllung in den Ausdehnungsraum auszuschließen oder doch so zu verlangsamen, daß die Gase Zeit haben, sich abzukühlen.This object is achieved according to the invention in that the connection openings be made at least as large between the apparatus boiler and the expansion space, that no overpressure that could endanger the boiler can occur. The connection openings be with so deep in the. Apparatus boiler provided with drawn-in edges that A gas collecting space is formed between the wall of the apparatus vessel and the opening edges will. It is recommended that the connection openings through., Baffles known per se to cover, the immediate entry of the hot decomposition gases from the oil filling into the expansion space exclude it or at least slow it down so that the gases have time to cool down.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung sind in den Fig. i und 2 enthalten. Der Transformatorkessel i (Fig. i) ist mit einem Ölausdehnungsraum 2 verbunden, der als ein langgestreckter, flacher Behälter auf dem Kesseldeckel 3 angeordnet ist. Unter Umständen kann als Ausdehnungsraum eine durch eine Zwischenwand q. von dem vom Kesseldeckel 3 begrenzten Raum abgeteilte Kammer 5 für den Druckausgleich des Öles verwendet werden (vgl. Fig.2).Embodiments of the safety device according to the invention are included in Figs. The transformer tank i (Fig. I) is with a Oil expansion space 2 connected, as an elongated, flat container the boiler lid 3 is arranged. Under certain circumstances, a through a partition q. partitioned off from the space bounded by the boiler lid 3 Chamber 5 can be used to equalize the pressure of the oil (see Fig. 2).

Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist nun der Ausdehnungsraum 2 mit dem Kessel i durch eine oder mehrere Öffnungen von verhältnismäßig großer lichter Weite, z. B. durch Rohrstutzen 6, verbunden. Die Mündung der Öffnung des Rohrstutzens hat die in den Transformatorkessel i hineingezogenen Ränder 7. Im normalen Betriebszustand ist der Transformatorkessel i bis zum Kesseldeckel 3 vollständig mit Öl gefüllt: Der Ölspiegel 8 befindet sich im Ausdehnungsraum 2. In diesem wird noch ein gas- oder luftgefüllter Raum 9 frei gelassen. Dieses Luft- oder Gaspolster g ist gegen die Außenluft vollständig abgeschlossen. Gegebenenfalls kann das Gaspolster 9 auch aus einem inerten Gas, z. B. aus Helium oder Stickstoff, bestehen. Bei plötzlicher Gasentwicklung im Innern des Kessels i kann sich nun eine größere Gasmenge unterhalb des Kesseldeckels 3 sammeln. Durch an sich bekannte Ablenkbleche 12 wird der unmittelbare Eintritt der heißen Gase in den Ausdehnungsraum 2 verhindert. Die aufsteigenden heißen Gase verdrängen eine gewisse Ölmenge aus dem Kessel i in den Ausdehnungsraum 2; der für die entwickelten Gase zur Verfügung stehende Raum ist durch die Randhöhe 13 der Rohrstutzen 6 gegeben. Dieser Raum ist so groß, daß in den meisten Störungsfällen die im schadhaften Transformator entwickelte Gasmenge ohne weiteres im Transformatorkessel i zurückgehalten werden kann, bis eine vorhandene bekannte Schutzvorrichtung den Transformator abschaltet. Sie kann infolgedessen nicht mit der Außenluft oder mit dem Sauerstoff der Außenluft in Berührung kommen. Natürlich würde in einem solchen Störungsfalle der ölspiegel8 im Ausdehnungsgefäß 2 um das im Transformatorkessel i durch die entwickelten Gase verdrängte Ölvolumen steigen. Sollten die plötzlich frei werdenden Gasmengen wider Erwarten einen solchen Umfang haben, daß der im Kessel i für sie zur Verfügung stehende Raum nicht ausreicht, dann würde ein Teil der Gase durch die Rohrstutzen 6 und die Ölfüllung des Aus. dehnungsgefäßes 2 in den Gasraum abströmen.In the embodiment shown in Fig. I, there is now the expansion space 2 with the boiler i through one or more openings of relatively large size clear width, z. B. by pipe socket 6 connected. The mouth of the opening of the The pipe socket has the edges 7 drawn into the transformer tank i The operating state is the transformer tank i up to the tank cover 3 completely Filled with oil: The oil level 8 is located in the expansion space 2. In this, another gas or air-filled space 9 is left free. This cushion of air or gas g is completely sealed off from the outside air. If necessary, the gas cushion 9 also from an inert gas, e.g. B. made of helium or nitrogen. With sudden Gas development inside the boiler i can now have a larger amount of gas below it of the boiler lid 3. By baffles 12 known per se, the immediate Entry of the hot gases into the expansion space 2 is prevented. The ascending hot gases displace a certain amount of oil from boiler i into the expansion space 2; the space available for the evolved gases is due to the height of the edge 13 of the pipe socket 6 given. This space is so large that in most malfunctions the amount of gas developed in the defective transformer easily in the transformer boiler i can be withheld until an existing known protection device denies Transformer switches off. As a result, it cannot interact with or with the outside air come into contact with the oxygen in the outside air. Of course it would Fault case of the oil level8 in the expansion vessel 2 around the one in the transformer tank i The volume of oil displaced by the gases evolved increases. Should they suddenly The amount of gas released, contrary to expectations, is so large that the amount of gas in the boiler i the space available for them is insufficient, then some of the gases would through the pipe socket 6 and the oil filling of the Aus. expansion vessel 2 in the gas space flow away.

Da diese überströmende Gasmenge jedoch die Ölfüllungen der, Rohrstutzen 6 und des Ausdehnungsraumes 2 durchdringen müssen, erfolgt hier bereits eine derartige Kühlung, daß sie nicht mehr die Entzündungstemperatar haben> insbesondere wenn man dafür sorgt, daß die Gasablenkbleche 12, wie in Fig. i angedeutet ist, die Ränder 7 der Rohrstutzen 6 labyrinthartig überdecken.Since this overflowing amount of gas, however, the oil fillings of the pipe socket 6 and the expansion space 2 have to penetrate, such a thing already takes place here Cooling so that they no longer have the inflammation temperature> especially if one ensures that the gas baffles 12, as indicated in Fig. i, the edges 7 cover the pipe socket 6 like a labyrinth.

Wenn auch das Ausdehnungsgefäß 2 vollständig gegen die Außenluft abgeschlossen ist, müssen für schwere Störungsfälle Sicherheitsventile, z. B. in die Wand des Ausdehnungsgefäßes 2 eingesetzte, vom Gasdruck zu durchbrechende Membranen 1q., vorgesehen werden.Even if the expansion vessel 2 is completely closed off from the outside air is, safety valves, z. B. in the wall of the Expansion vessel 2 inserted, the gas pressure to be broken membranes 1q., are provided.

Die Rohrstutzen 6 werden vorteilhaft im Innern des Ausdehnungsgefäßes 2 durch lose aufgelegte Deckel 15 abgedeckt, die verhältnismäßig kleine Öffnungen 16 haben, um im normalen Betrieb den Druckausgleich des Öles zu gestatten. Diese Deckel verhindern das Eindringen von Verunreinigungen und verschlechtertem Öl aus dem Ausdehnungsraum 2 in den Transformatorkessel. Bei plötzlichen Drucksteigerungen .würden die Deckel 15 aufgeklappt oder abgeworfen, gegebenenfalls gegen die Wirkung von Federkräften.The pipe socket 6 are advantageous in the interior of the expansion tank 2 covered by loosely placed cover 15, the relatively small openings 16 to allow pressure equalization of the oil during normal operation. These Lids prevent ingress of contaminants and deteriorated oil out the expansion space 2 in the transformer tank. In the event of sudden increases in pressure The cover 15 would be opened or thrown off, possibly against the effect of spring forces.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung ist an Bauhöhe gespart. Der Ausdehnungsraum 5 wird hier durch die Zwischenwand q. vom Kesselinnern i getrennt. Diese Zwischenwand hat eine gegebenenfalls auf der ganzen Länge des Ausdehnungsraumes bzw. des Kessels i vorgesehene Öffnung 26. Die Ränder der Öffnung sind ebenfalls in den Kessel i hineingezogen oder, wie Fig. 2 zeigt, durch Fangbleche 17 abgedeckt, in die das Joch 18 des Transformatoreisenkernes hineinragen kann. Es steht für die entwickelten Gase der durch die gestrichelte Linie i g nach unten begrenzte Raum zur Verfügung. Wenn dieser Raum nicht ausreicht, strömen die Gase um die Fangbleche 17 herum und werden an diesen und am Eisenkern 18 und durch die hier befindliche Ölfüllung wirksam gekühlt. Die Verbindungsöffnung 26 kann auch bei dem in Fig. 2 enthaltenen Ausführungsbeispiel durch Deckel 20 mit den kleinen Öffnungen 21 abgedeckt werden.In the embodiment of the invention shown in Figure 2 Furniture is saved in terms of height. The expansion space 5 is here through the partition q. separated from the inside of the boiler i. This partition has an optionally on the entire length of the expansion space or the boiler i provided opening 26. The Edges of the opening are also drawn into the boiler i or, as in FIG. 2 shows, covered by catch plates 17, in which the yoke 18 of the transformer iron core can protrude. It stands for the evolved gases indicated by the dashed line Line i g downward limited space available. If this space is not enough the gases flow around the catch plates 17 and are on these and on the iron core 18 and effectively cooled by the oil filling located here. The connection opening 26 can also in the embodiment contained in FIG. 2 by means of a cover 20 the small openings 21 are covered.

Sollte auch das Gas- oder Luftpolster 9 in schweren Fällen nicht in der Lage sein, Druckstöße vollständig abzufangen, so daß die Membran 14. durchbrochen wird, so können gegebenenfalls die heißen Gase trotzdem am Zusammentreffen mit der Außenluft durch einen weiteren zusätzlichen Raum 22 gehindert werden (Fig. 3). Z. B. kann eine Wanne 23 auf das Ausdehnungsgefäß 2 nachträglich so aufgesetzt werden, daß die von der Membran 14 gesperrte Öffnung 24 in den zusätzlichen Raum 22 einmündet. Es empfiehlt sich auch, in die Wand des Raumes 22 Druckmembranen 25 als Sicherheitsventile einzusetzen. Die Wanne 23 ist abnehmbar, so daß der Transport erleichtert wird. Gegebenenfalls wird auf die Membran 14 in der Öffnung 24 verzichtet. Der Ausdehnungsraum 2 kann dann vollständig mit Öl gefüllt sein. Die nachträglich auf die Öffnung 24 zu setzende Wanne 23 enthält das zum Ausgleich der Wärmedehnungen erforderliche Luft- oder Gaspolster.Should also the gas or air cushion 9 not in severe cases be able to completely absorb pressure surges, so that the diaphragm 14 ruptured is, the hot gases may still meet the Outside air can be prevented by a further additional space 22 (Fig. 3). Z. B. a tub 23 on the expansion tank 2 subsequently be placed that the blocked by the membrane 14 opening 24 in the additional Room 22 opens. It is also advisable to install pressure membranes in the wall of the room 22 25 to be used as safety valves. The tub 23 is removable, so that the transport is facilitated. If necessary, the membrane 14 in the opening 24 is dispensed with. The expansion space 2 can then be completely filled with oil. The retrospective The tray 23 to be placed on the opening 24 contains that to compensate for the thermal expansions required air or gas cushions.

Claims

PATIN T ANSPRÜ CIIE i. Safety device for oil-filled electrical apparatus boilers, e.g. B. for transformers, switches or capacitors, in which an expansion space for the oil is provided in the fully oil-filled, with pressure membrane or pressure relief valve secured apparatus boiler, characterized in that the expansion space and the apparatus boiler are completely sealed against the outside air and that the The connecting openings between the apparatus tank and the expansion chamber have edges drawn so deep into the apparatus chamber that a gas collecting space is formed between the apparatus chamber and the opening edges.

2. Safety device according to claim x, characterized in that the connection openings Covered in the expansion space by loosely placed covers with oil passages are.