DE1144836B - Elektrischer Apparat, insbesondere Transformator oder Mess-wandler, mit einem luftabgeschlossenen, mit Isolierfluessigkeit gefuellten Gehaeuse - Google Patents

Description

• Elektrischer Apparat, insbesondere Transformator oder Meßwandler, mit einem luftabgeschlossenen, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse Bei elektrischen Apparaten, wie Transformatoren, Meßwandlem, Drosselspulen, Kondensatoren, deren Gehäuse mit einer Isolierflüssigkeit gefüllt und gegen die Außenluft dicht abgeschlossen ist, muß man bekanntlich Einrichtungen für den Ausgleich der temperaturbedingten Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit vorsehen. So ist es bekannt, das Gehäuse derartiger Apparate mit dehnbaren Wandungen zu versehen oder mittels eines Metallfaltenbalges gegen die Außenluft abzuschließen. Auch hat man schon innerhalb des vollständig mit Isolierflüssigkeit gefüllten, gegen die Luft vollkommen abgeschlossenen Gehäuses mit Luft oder Stickstoff gefüllte Zellen angeordnet, die bei Volumenänderungen des Öles komprimiert werden oder sich ausdehnen. Diese bekannten Konstruktionen sind jedoch verhältnismäßig teuer; auch besteht bei ihnen die Gefahr, daß die dehnbaren Wandungen des Behälters oder der komprimierbaren Zellen bzw. der Faltenbelag durch die betriebsmäßig auftretenden mechanischen Beanspruchungen allmählich undicht oder gar beschädigt bzw. zerstört werden. Ferner sind schon elektrische Apparate mit einem Gaspolster, z. B. Stickstoffpolster, bekannt, das oberhalb oder auch in besonderen Kammern unterhalb des Isolierflüssigkeitsspiegels im oder am Apparategehäuse angeordnet ist. Nachteilig ist bei diesen bekannten Anordnungen, daß die Gaspolster verhältnismäßig viel Raum beanspruchen, auch wenn man die sie enthaltenden Kammem in sogenannten toten Räumen, wie Ecken, Zwickeln od. dgl., unterzubringen versucht. Den gleichen Nachteil hat auch ein bekannter elektrischer Kondensator mit einem luftabgeschlossenen, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse, in dem schwammartige Körper, welche in sich vollkommen abgeschlossene gasgefüllte Räume (Poren) besitzen, zum Ausgleich der Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit untergebracht sind.
• Es ist ferner bekannt, in mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäusen von elektrischen Apparaten, wie Transformatoren, Meßwandlern od. dgl., Verdrängungskörper für die Isolierflüssigkeit einzubauen, um die in diesen Apparaten befindliche Isolierflüssigkeitsmenge zu verringern. Als Verdrängungskörper hat man bisher aus entsprechend vorbehandeltem Holz oder aus Gießharz hergestellte Körper oder auch eingeschütteten Sand verwendet.
• Die Erfindung betrifft einen elektrischen Apparat, wie Transformator, Meßwandler, Kondensator od. dgl., mit einem luftabgeschlossenen, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse, in dem sich ein oder mehrere Verdrängungskörper für die Isolierflüssigkeit befinden.- Erfindungsgemäß sind der oder die Verdrängungskörper als mit Luft oder Gas gefüllte komprimierbare, zugleich zum Ausgleich der Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit dienende Körper ausgebildet und aus gummielastischem Stoff mit einer Vielzahl in sich gas- und flüssigkeitsdicht geschlossener Hohlräume hergestellt. Während die bisher bekanntgewordenen Verdrängungskörper bzw. eine Sandfüllung lediglich zur Verdrängung einer gewissen Menge der Isolierflüssigkeit dient, erfüllen bei der Erfindung der oder die komprimierbaren Körper nicht nur eine Verdrängungsfunktion, sondern sorgen gleichzeitig für einen Ausgleich der temperaturbedingten Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit. So ergibt sich ein besonders raumsparender Aufbau für elektrische Apparate mit einem luftabgeschlossenen, Verdrängungskörper enthaltenden Gehäuse.
• Der oder die komprimierbaren Verdrängungskörper können aus Natur- oder Kunststoffschaum bestehen. Beispielsweise sind geschäumte Elastomere (z. B. Butadien-Acrylsäurenitrüe, Polychlorophene) oderweichgestelltePolyurethane oder mitPolysulfiden flexibilisierte Epoxydharze in mit Treibmitteln geschäumter Form zur Verwendung als komprimierbare Körper gemäß der Erfindung geeignet; sie sind auch gegenüber der Isolierflüssigkeit beständig, also z. B. ölfest. Derartige Schaumstoffe sind an sich bekannt und käuflich. Die Verwendung solcher Stoffe als komprimierbare Körper zur Verdrängung von Isolierflüssigkeit und zugleich zum Ausgleich der Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit in luftabgeschlossenen elektrischen Apparaten bringt wesentliche Vorteile mit sich. So ist ein allmähliches Undichtwerden oder eine Beschädigung der komprimierbaren Körper, durch die betriebsmäßig auftretenden mechanischen Beanspruchungen nicht zu befürchten, selbst wenn der eine oder andere von den zahllosen Hohlräumen undicht werden sollte. Ferner kann man den aus dem genannten Schaumstoff bestehenden komprimierbaren Körpern leicht jede beliebige Form geben, so daß man auch die schmalsten, kleinsten toten Räume zur Unterbringung der komprimierbaren Körper ausnutzen und so zu kleinstmöglichen Abmessungen des elektrischen Apparates gelangen kann. Auch ist die Anfertigung der komprimierbaren Verdrängungskörper gemäß der Erfindung sehr einfach und billig, da derartige Schaumstoffe in der Regel in Form von Platten geliefert werden, aus denen man sich leicht beliebig gestaltete Körper herausschneiden kann. Auch ist es möglich, komprimierbare Körper größerer Abmessungen durch Aneinandersetzen oder Aufeinanderlegen mehrerer Schaumstoffkörper kleinerer Abmessungen zu bilden. Die Hohlräume in den Schaumstoffkörpern können mit Luft oder mit Stickstoff oder einem anderen elektronegativen Gas, z. B. Schwefelhexafluond, gefüllt sein.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die komprimierbaren Verdrängungskörper so fein unterteilt werden, daß sie als Schüttgut - ähnlich wie grobkörniger Sand - in das Gehäuse einbringbar sind. Denn in dieser Form können sie auch zur Verdrängung der Isolierflüssigkeit an solchen Stellen verwendet werden, an denen der Einbau von Verdfängungskörpern bekannter Art nicht oder nur mit sehr großem Aufwand und Kosten möglich ist.
• Bei elektrischen Apparaten für hohe und sehr hohe Spannungen kann es zweckmäßig sein, den oder die komprimierbaren Verdrängungskörper bzw. einige von ihnen mit einer leitenden oder halbleitenden elektrostatischen Schirmung zu versehen, so daß einerseits unerwünscht hohe Feldstärken in den Hohlräumen vermieden werden und andererseits die komprimierba.ren Körper gleichzeitig als potentialsteuernde Elektroden wirken können. Die elektrostatische Schirmung kann aus metallischen Leitern, z. B. schmalen und dünnen Kupferfolien oder -dränten oder aus einem grob- oder feinmaschigen Gitter oder Gewebe aus solchen metallischen Leitern bestehen. Statt dessen ist es aber auch möglich, den oder die komprimierbaren Körper ganz. oder teilweise mit einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Außenbelag zu versehen, der so elastisch ist, daß er den Volumenänderungen des oder der komprimierbaren Körper ohne Beeinträchtigung seiner Funktionsfähigkeit zu folgen vermag. Dieser leitende oder halbleitende Außenbelag kann z. B. durch Aufwickeln eines mit einer elektrisch leitenden oder halbleitenden Beschichtung versehenen Bandes hergestellt werden, welches die erforderliche Elastizität besitzt, um den Volumenänderungen ohne Beschädigung folgen zu können.
• Wohl hat man schon vorgeschlagen, bei in Gießharz unter Vakuumeinwirkung eingebetteten elektrischen Bauelementen oder Geräten ein Polster aus gummielastischem Stoff mit in sich gas- und flüssigkeitsdicht geschlossenen Hohlräumen, z. B. aus Kunststoffschaum wie Zeltkautschuk, vorzusehen. Dieses Polster dient jedoch zur Aufnahme von Längendifferenzen zwischen den einzubettenden Teilen und dem Gießharz sowie zum Schutz der einzubettenden Teile gegen die beim Schrumpfen des Gießharzes während des Härtens auftretenden Druckbeanspruchungen, also zur Lösung einer gänzlich anderen Aufgabe, als sie der Erfindung zugrunde liegt.
• In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel für einen elektrischen Apparat gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar für einen ölisolierten Spannungswandler in Isoliermantelbauweise. Mit 11 ist die entsprechend isolierte Hochspannungswicklung bezeichnet, deren eines Ende geerdet wird und deren anderes Ende durch die gesteuerte Durchführung 12 an Hochspannung geführt wird. Sie umschlingt den einen auch die nicht dargestellte Niederspannungs-oder Sekundärwicklung tragenden Schenkel des rahmenförmigen Eisenkernes 13 und ist mit diesem in einem luftabgeschlossenen, vollständig mit Öl gefüllten Gehäuse untergebracht, das aus einem Isoliermantel 14 mit metallischem geerdetem Fundament 15 und metallischem, auf Hochspannungspotential befindlichem Deckel16 besteht. In dem durch Kreuzschraffur hervorgehobenen unteren Teil 17 des Gehäuses befinden sich zum Ausgleich der Volumenänderungen des Isolieröles und gleichzeitig als Ölverdrängungskörper dienende komprimierbare Körper aus gummielastischem Stoff mit einer Vielzahl in sich gas- und flüssigkeitsdicht geschlossener Hohlräume. Diese Schaumstoffkörper _ können entweder in ihrer Größe und Gestalt den Abmessungen des Raumes 17 entsprechend angepaßt sein, oder sie werden als Schüttgut in den Raum 17 gefüllt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Apparat, wie Transformator, Meßwandler, Kondensator od. dgl., mit einem luftabgeschlossenen, mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse, in dem sich ein oder mehrere Verdrängungskörper für die Isolierflüssigkeit befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Verdrängungskörper als mit Luft oder Gas gefüllte komprimierbare, zugleich zum Ausgleich der Volumenänderungen der Isolierflüssigkeit dienende Körper ausgebildet und aus gummielastischem Stoff mit einer Vielzahl in sich gas- und flüssigkeitsdicht geschlossener Hohlräume hergestellt sind.
2. 2. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,. daß der oder die komprimierbaren Verdrängungskörper aus Natur- oder Kunststoffschaum bestehen.
3. 3. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die komprimierbaren Verdrängungskörper (bzw. einige von ihnen) mit einer leitenden oder halbleitenden elektrostatischen Schirmung versehen sind.
4. 4. Elektrischer Apparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Schirmung aus einem den oder die komprimierbaren Verdrängungskörper ganz oder teilweise umgebenden elektrisch leitenden oder halbleitenden Außenbelag besteht, der so elastisch ist, daß er den Volumenänderungen des oder der komprimierbaren Körper ohne Beeinträchtigung seiner Funktionsfähigkeit zu folgen vermag.
5. 5. Elektrischer Apparat nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB die komprimierbaren Verdrängungskörper so fein unterteilt sind, daB sie als Schüttgut in das Gehäuse einbringbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 588 229.