DE2718403A1

DE2718403A1 - Thermometer fuer spitzenlaststellen

Info

Publication number: DE2718403A1
Application number: DE19772718403
Authority: DE
Inventors: John Reardon Bodker
Original assignee: Qualitrol Co LLC
Current assignee: Qualitrol Co LLC
Priority date: 1976-08-05
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR2360874B1; JPS5319084A; FR2360874A1; SE7703856L; SE430826B; GB1520618A; US4036058A; JPS587173B2; CA1067309A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Thermometer und betrifft speziell Verbesserungen bei Thermometern für Spitzenlaststellen.

Zwar kann ein Thermometer für Spitzenlaststellen auch andere Anwendungen haben, es ist aber insbesondere geeignet zum Abfühlen von Temperaturveränderungen in einem durch ein Fließmittel gekühlten elektrischen Transformator.

Ein Thermometer für Spitzenlaststellendst in dieser Weise wegen seiner konstruktiven Eigenschaften bezeichnet, durch welche es in der Lage ist, zum Zwecke der Temperaturüberwachung an der Stelle der heißesten Temperaturentwicklungen in einem Transformator angeordnet zu werden. Diese Stelle liegt zwischen den Windungen der Transformatorwicklung.

Diese Art von Thermometer hat verschiedene Vorteile,und wefl.es an dem heißesten Bereich des Transformators anwendbar ist, erhält man nicht nur eine genauere Lesung von Temperaturveränderungen sondern auch eine schnellere Anzeige derselben, als sonst vorgesehen wäre.

Ein Thermometer für Spitzenlaststellen ist aus der deutschen Patentanmeldung P 26 03 772.9 bekannt. Danach wird ein hoch hitzebeständiger keramischer Körper verwendet, der zwischen die Spulen einer Transformatorwickel einführbar ist und eine wärmeempfindliche dielektrische Stange aufweist, die geeignet derart ausgestaltet ist, um den Durchgang von Licht durch optische Fasere lernen te

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zu verändern und elektrische Signale in einem äußeren Ableseinstrument für die Anzeige von Temperaturveränderungen zu erzeugen, die sich in dem Transformator entwickeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Thermometer für Spitzenlaststellen vorzusehen, welches einen keramischen Körper mit hohem Wärmewiderstand verwendet, welcher zwischen die Wicklungen einer Transformatorspule einführbar ist und eine wärmeempfindliche Stange bzw. einen Stab aufweist, der mit einem geschlossenen Rohr oder Schlauch zusammenwirkt, welcher ein umlaufendes oder zirkulierendes Gas enthält, um entsprechend den Temperaturveränderungen in der Transüormatorwicklung Druckveränderungen in dem Zirkuliergas zu erzeugen, wobei die Druckveränderungen an einem zugeordneten Druckmeßinstrument oder -meßgeber gelesen werden können.

Erfindungsgemäß ist eine Kombination vorgesehen mit einer elektrischen Transformatorvorrichtung mit einem Tank, der ein Kühlfließmittel enthält, in welchem die Spulen einer Transformatorwicklung eingetaucht sind, mit einer Thermometereinheit mit einem hohlen, offenend^igen Körper aus keramischem dielektrischem Material, der in den Raum zwischen den Spulen, Wicklungen oder geordneten Lagen einführbar ist, wobei der Körper in einem geschlossenen, mit Gas gefüllten Kreislauf verbunden ist, ferner mit einer Pumpe, die in dem Kreislauf zum Umwälzen oder Zirkulieren des Gases in dem Kreislauf angeschlossen ist, mit einem Wärmeabfühlelement aus dielektrischem Material, welches in dem Hohlraum des Körpers

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angeordnet ist und auf in der Transformatorwicklung entstehende Temperaturveränderungen anspricht, um entsprechende Druckveränderungen in dem Umwälzgas hervorzurufen, und mit einem Sicht-Gasdruckmeßgeber, der in dem Kreislauf angeschlossen und geeignet derart ausgestaltet ist, daß die Druckveränderungen angezeigt werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und AnwendungsmögBchkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine bildliche Darstellung eines durch ein Fließmittel gekühlten Transformators mit einer elektrischen Wicklung, welcher die Thermometereinheit gemäß der Erfindung zugeordnet ist,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt vorgesehene Ansicht des Thermometers, das entfernt vom Transformator angeordnet ist, und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Figur 2.

In der Zeichnung ist eine herkömmliche, mit Fließmittel gekühlte, Hochspannungstransformatorvorrichtung 10 gezeigt, an welcher eine Thermometereinheit 11 gemäß der Erfindung angebracht ist. Von der Transformatorvorrichtung ist nur soviel gezeigt, wie notwendig sein dürfte, um ein gutes Verständnis

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- 7 der Erfindung und ihres Gebrauchs vorzusehen.

Die Transformatorvorrichtung weist einen gewöhnlichen Tank 12 mit Kühlöl auf, in welchen die Transformatorwicklung 13 eingetaucht ist. Die Thermometereinheit 11 ist an dem Transformator dadurch angebracht worden, daß man ein Wärmefühlerteil 14 derselben in einen der gewöhnlichen Räume 15 einführt, welcher die Windungen 16 der Wicklung trennt.

Das Fühlerteil 14 weist einen hohlen, mit einem offenen Ende versehenen Körper 17 auf, der aus dielektrischem Material, z. B. Keramik, hergestellt und in der Lage ist, der hohen Temperatur zu widerstehen, die sich in einem Transformator entwickelt. Die Dicke des Körpers ist so bemessen, daß man eine Reibpassung erhält, wenn er zwischen die Windungen der Wicklung eingeführt wird, um dadurch sicherzustellen, daß er am Platz gehalten wird.

Der Hohlraum des Körpers wird durch eine Hauptbohrung 18 gebildet, die sich praktisch über die ganze Länge des Körpers erstreckt und sich am rückwärtigen Ende desselben nach außen öffnet, sowie durch eine kurze Gegenbohrung 19 verringerten Durchmessers, welche sich durch einen vorderen Schaft oder Stößel

21 des Körpers erstreckt. Ein nicht metallischer Wärmefühlstab

22 aus dielektrischem Material (hier Nylon) ist in der Hauptbohrung angeordnet. Ein rückwärtiges Teil 23 mit größerem Durchmesser von dem Stab ist fest in die umgebende Wand des Körpers eingepaßt und ragt teilweise aus letzterer heraus. Ein sich nach

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vorn erstreckendes längliches Teil 24 des Stapels hat einen verringerten Durchmesser, so daß es von der umgebenden Wand des Körpers frei ist und einen ringförmigen freien Raum oder ein ringförmiges Spiel zwischen dem Teil 24 und der umgebenden Wand des Körpers vorsieht. Eine Spitze des Stabes liegt in dichtem Abstand zu einem Sitz 26, welcher durch eine Schul ter an der Verbindung zwischen der Hauptbohrung und der Gegenbohrung 19 gebildet ist. Ein Durchgang 27 durch den Stab und den Körper ist durch Rohre oder Schläuche 28, 30 an einem geschlossenen Fließmittelkreislauf mit einer von einem Motor angetriebenen Gaspumpe 29 und einen Sichtdruckmeßgeber 31 angeschlossen.

Die Schlauchleitungen bestehen aus dielektrischem, nicht metallischem, flexiblem Material (hier Silikonkautschuk). Ein Ende des Abschnittes 28 ist über das herausragende Teil der Stange bei 32 aufgepaßt, während sein anderes Ende an die Auslaßöffnung 33 von der Pumpe angeschlossen ist. Das eine Ende des zweiten Abschnittes 30 ist über den Schaft des Körpers aufgepaßt und an seinem anderen Ende mit einer Einlaßöffnung 34 zu der Pumpe angeschlossen. Eine Abzweigung 35 von dem ersten Schlauchabschnitt schafft die Verbindung zu dem Sichtwertmeßgeber.

Die Schlauchleitungen erstrecken sich von dem Körper 17 durch eine Wand 36 des Tanks nach außen. Der Sichtmeßwertgeber und die Pumpe sind außerhalb des Tanks angeordnet. Der Kreislauf

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wird mit einem Gas gefüllt. Hier wird ein Gas verwendet, das als Schwefelhexafluorid bekannt ist.

Bei der Verwendung der Thermometereinheit in Zuordnung zu dem Transformator wird die Pumpe in kontinuierlichen Betrieb gesetzt, die Gas zum Umwälzen in dem geschlossenen Kreislauf (durch die Pfeile dargestellt) bringt. Der Nylonstab 22 ist so ausgestaltet, daß er in Abhängigkeit von der Temperaturänderung in den Spulen der Transformatorwicklung sich entsprechend linear ausdehnt und zusammenzieht, und zwar bezüglich des Sitzes derart, daß das Volumen des durch den Sitz 26 strömenden Gases verändert wird. Gasdruckveränderungen, die sichln dem Kreislauf wegen der Fließveränderungen durch den Sitz ergeben, werden durch den auf Druck ansprechenden Sichtmeßwertgeber angezeigt.

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L e e r s e ife

Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath τ Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert PATENTANWÄLTE File 2499 D-62 WIESBADEN 2O. April 1977 Postfadi 1327 S / B Gultav-Freyug-Strai« tS 9 (061 81) 37(7(0 Telegrammadresse: WILLPATENT Qualitrol Coroporation, 1385 Fairport Road, Fairport, New York 14450 / U S Λ Thermometer für Spitzenlaststellen Priorität: 5. August 1976 in USA, Serial-No. 711 995 Patentansprüche

1. Thermometer für Spitzenlaststellen zum Abfühlen von Grössenveränderungen der sich in einem zugeordneten Medium entwickelnden Wärme für eine elektrische Transformatorvorrichtung mit einem Tank mit Kühlfließmittel, in welchem die Windungen einer Transformatorwicklung eingetaucht sind, d a durch gekennzeichnet, daß die Thermo-

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ORIGINAL INSPECTED

metereinheit (11) einen hohlen, mit einem offenen Ende versehenen Körper (17) aus kermaischem, dielektrischem Material aufweist, der in einen Raum (15) zwischen den Windungen (16) eingebracht ist und mit einem geschlossenen Kreislauf (28-31), der mit Gas gefüllt ist, verbunden ist, daß eine Pumpe (29) in dem Kreislauf zum Umwälzen des Gases in demselben angeschlossen ist, ein Wärmefühlelement (22-24) aus dielektrischem Material in dem Hohlraum des Körpers (17) angeordnet ist, welches auf Temperaturveränderungen anspricht, die sich in der Transformatorwicklung (13, 16) entwickeln zum Hervorrufen entsprechender Druckveränderungen im Umwälzgas, und daß ein Gasdrucksichtmeßwertgeber (31) zur Anzeige der Druckveränderungen in dem Kreislauf angeschlossen ist.

2. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (29) und das Sicht-Gasdruckmeßinstrument (31) außerhalb des Tanks (12) angeordnet sind.

3. Thermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfühlelement ein Nylon-Kunststoffstab (22, 24) ist.

4. Thermometer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Körpers (17) Teil des Kreislaufs ist und eine Hauptbohrung (18) und eine kleinere Bohrung (19) aufweist, an der Verbindung der Bohrungen (18, 19) eine ringförmige Schulter (26) gebildet ist, das

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Abfühlelement (22-24) ein Nylon-Kunststoffstab ist mit einem dickeren Ende (23), welches an einer umgebenden Wand der Hauptbohrung (18) befestigt ist, und ein sich nach vorn erstreckendes verkleinertes Teil (24) aufweist, das frei von der umgebenden Wand ist und eine Spitze (24) hat, die in engem Abstand von der Schulter (26) angeordnet ist, daß der Kreislauf sich teilweise durch das dickere Ende (23) des Stabes (22-24) erstreckt und die Hauptbohrung (18) mit der kleineren Bohrung (19) verbindet und daß das Wärmeabfühlelement (24) auf die Wärme einer bestimmten Größe anspricht, sich linear zur Schulter (26) ausdehnt und die Zirkulation des Gases von der Hauptbohrung (18) zu der kleineren Bohrung (19) einschränkt.

5. Thermometer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (17) in das Medium einführbar ist, der Wärmeabfühlstab (22-24) innerhalb des Körpers (17) in einem Durchgang angeordnet ist, welcher Teil eines geschlossenen Fließmittelkreislaufes ist, der Kreislauf mit einem Gasfließmittel gefüllt ist, eine Pumpe (29) zum Umwälzen des Gases in dem Kreislauf angeschlossen ist und der Stab (24) auf die Wärme einer bestimmten Größe anspricht, welcher sich in dem Medium entwickelt, und die Zirkulation des Gases durch den Durchgang beschränkt und folglich eine entsprechende Druckveränderung in dem Uniwälzgas hervorruft, und daß ein Druckmeßwertgeber (31) im Kreislauf zur Anzeige dieser Druckveränderung angeschlossen ist.

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