WO2013144135A2 - Terminal corona protection device and method for producing a heat-conductive layer on a terminal corona protection - Google Patents

Terminal corona protection device and method for producing a heat-conductive layer on a terminal corona protection Download PDF

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WO2013144135A2
WO2013144135A2 PCT/EP2013/056386 EP2013056386W WO2013144135A2 WO 2013144135 A2 WO2013144135 A2 WO 2013144135A2 EP 2013056386 W EP2013056386 W EP 2013056386W WO 2013144135 A2 WO2013144135 A2 WO 2013144135A2
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end corona
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Stefan Kempen
Steffen Lang
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges

Definitions

  • the invention relates to an end corona protection device, wherein on an electrically insulating sheath of an electrically conductive wire or rod as
  • End corrugation an electrically conductive coating is arranged.
  • the invention also relates to a method for producing an end corona shielding for an electrically iso ⁇ -regulating jacket of electrical conducting element.
  • An end corona protection of the type mentioned is known for example from EP 2362399 AI.
  • live cables and conductor bars must have electrical insulation, which is shielded with an inner and an outer conductive layer against cavities and detachments from ⁇ .
  • Examples of such electric high-voltage clamping ⁇ devices are electric generators, electric motor ⁇ reindeer, transformers, bushings and electrical cables.
  • Thematic with a ground conductive layer is also called outer corona (AGS) ⁇ be distinguished.
  • AGS outer corona
  • the outgoing from the cable or conductor bar electric potential is so degraded in the main insulation being ⁇ from the inner potential control toêtglimm- protection.
  • one end of the guide In order to connect a cable or a conductor bar of a resource with another electrical arrangement, one end of the guide must be stripped. At the stripped end, it is then not possible to control the electric field by means of the internal potential control, the main insulation and the external corona protection in its course in a desired manner.
  • an end corona shielding or cable termination can be fitted on the insulation between the grounded external corona shielding and the stripped cable end.
  • Such an end corona protection consists of a resistive potential or field control, ie an end corona protection, like the adjacent external corona protection, is electrically conductive, but has a higher electrical resistance than the external corona protection.
  • the aim of a potential control by means of an end corona protection is to obtain a less steep profile of the surface potential of the main insulation in the transition region between the grounded external corona shielding and the stripped end of the cable or conductor bar.
  • An end corona can z. B.
  • Subconductivity here is understood as a conductivity that lower than that of a metallic conductor and larger than that of an electrical insulator.
  • the above document also discloses a suitable one
  • the Endenglimmschutz one hand, and the surface of the metal ⁇ metallic guide element on the other hand form of an electrical capacitance.
  • the insulation of the cable represents the dielectric.
  • the high voltage is an alternating voltage
  • an alternating current flows permanently from the end corona protection into the adjacent, grounded external corona protection. This leads to a heating of Endenglimmtikes and thus to its undesirable rapid aging in the form of z.
  • the end corona protection can even overheat and thereby be damaged.
  • the object of the present invention is to provide a robust end corona protection for a high-voltage device.
  • the object is achieved by a Endenglimmschutzvoroplasty according to claim 1, a high voltage device according to claim 13 and a method according to claim 14.
  • Advantageous developments of the invention are given by the dependent claims.
  • the Endeglimmstoffvoroplasty invention can be used as a substitute for any conventional Endenglimmschutz in which an end corona protection effecting, electrically conductive coating on an electrically insulating sheath of an electrical guide element, that is about a cable or a conductor bar, is arranged.
  • OF INVENTION ⁇ dung is provided according to an Endenglimmschutz- on the coating, an electrically insulating heat conduction to ⁇ which has a thermal conductivity which min- At least this is the same as a thermal conductivity of the final corona protection coating itself.
  • the invention is based on the recognition that a
  • End corona protection is not heated equally at all points. Rather, with end corona shielding in the region of the transition between the end corona shielding and the adjacent external corona shielding, which is at ground potential, there is AC or DC current at a higher current than at that end of the end corona shield which faces the stripped end of the electrical conduction device. Accordingly, in particular the end of the
  • a heat Trans ⁇ port is preferably effected to a major part with special, highly heat-conductive particles which are formed from an electrically insulating material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the heat conducting layer within a total of the thermal conducting layer.
  • particles are meant in particular bodies which have a diameter which is on average smaller than
  • the overall proportion of the particles in the material of the thermal conductivity ⁇ layer is preferably above a percolation threshold of the particles.
  • the particles are so close to each other that adjacent particles are also very likely to touch. Then, it is advantageously ensured that through the particles in the heat ⁇ leit slaughter continuous heat conduction paths are formed by the located above the heated area of the end corona protection point to cooler edge regions of the sauleit slaughter out.
  • the particles are plate-shaped or disk-shaped.
  • mica flakes or flakes of alumina may be used as particles.
  • Platelets or discs have the advantage that their ratio of a diameter of the Schei ⁇ benform or even, in the case of a small plate, an edge length L, to a disc or plate thickness D can be much greater than one. This results in the advantage that even with a relatively small percentage by weight of the particles on the material of the heat conducting layer already the percolation threshold can be exceeded.
  • the ratio of a largest diameter or a largest edge length L to the thickness is on average more than 50 (L / D> 50), in particular more than 80 (L / D> 80).
  • the particles are aligned with respect to the flat Endenglimmschutz coating.
  • the plate-TEN or disk-shaped particles with their defined by their shape plate or disk plane are aligned parallel composites f ⁇ che of Endenglimmschutz coating or at least form an angle with the surface of the is less than 30 °. Since this is the particles are very small objects that talk of an alignment can of course only in the statistical ⁇ 's sense be, that is not all particles may be oriented so but it is sufficient if most of the particles flat surface aligned the Endenglimmtikes.
  • Particles with a particularly high thermal conductivity can be obtained if the particles are made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Such particles are advantageously also very good electrical insulators. Preference is given to using particles which are each a monocrystal. Monocrystals generally have greater thermal conductivity than polycrystalline structures.
  • the heat conducting layer comprises an electrically insulating, to a temperature of at least 140 ° C thermally stable material through which a matrix is formed, which the particles on the
  • End corona protection coating keeps.
  • a matrix can be applied together with the particles, for example in liquid form on the Endenglimmschutz and then cure.
  • a polymer can be used as the material for the matrix.
  • organic polymers ie z.
  • a plastic or inorganic polymers, such as
  • preceramic polymers in question.
  • a ceramic can also be used as a substance for the matrix.
  • Preceramic polymers and ceramics in this case have to be ⁇ sharmlichen advantage that they themselves have up to five times higher thermal conductivity than plastic. Even without the described particles, they can therefore already form a heat-conducting layer on their own, by means of which the invention is realized.
  • a ceramic which can be used as a heat conducting layer or additionally as a matrix for the described particles can be, for example, based on
  • the invention also includes such a high-voltage device with an end corona protection device according to one of the described embodiments.
  • the inventive method relates to the production of a thermally conductive layer on an end corona protection, whereby then an embodiment of the invention
  • End corona protection device can be produced.
  • the method makes it possible initially to apply the heat-conducting layer in the form of a suspension, that is to say by spraying on, by dipping one provided with an end corona protection Cable in the suspension or z. B. also by brushing.
  • a flowable mixture is provided, which serves as a matrix for arranging the thermally conductive particles on the
  • This flowable mixture may be, for example, a polymer-hardener mixture or an inorganic polymer.
  • the former may be, for example, an epoxy resin-hardener mixture, a mixture with rubber, polyestimate or a thermoplastic.
  • ei ⁇ ne suspension of the particles and the substance mixture is produced.
  • the particles used here are the particles already described, in particular aluminum oxide platelets.
  • the particles preferably make up at least 40% by weight of the suspension (based on the solids content, ie without solvent).
  • 70 wt .-% Al20 3 platelets are added.
  • the suspension thus obtained is then applied in a further step of the process
  • Endglimmtik applied where they can then harden and so creates a heat conducting layer of the heat-conducting particles and the matrix embedding them.
  • the substance mixture or the suspension can be diluted to a predetermined flowability.
  • a resin-hardener mixture to adjust the flowability ⁇ by means of methyl ethyl ketone and this with a DIN-Auslaufbecher with a 4 mm nozzle the flow time in a range of 12 to 18 seconds, preferably 15 seconds to set.
  • the invention also encompasses further developments of the method according to the invention, which have features such as have already been described here in connection with the developments of the end corona shielding device according to the invention. For this reason, the corresponding training the inventive method be attributed ⁇ not be duplicated here.
  • FIG. 2 shows a schematized electrical equivalent circuit diagram to the final corona protection device of FIG. 1,
  • FIG 3 is an illustration of the cross section of Figure 1 with egg ⁇ nem diagram for a heat distribution
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a perspective view of the final corona protection device of FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a boundary layer between an end corona protection and a heat conducting layer of the end corona protection device of FI 1 in a perspective view.
  • End corona shielding device can also be further developed other features described above.
  • 1 shows an end corona protection device 10, in which a conductor bar 12 is surrounded by an electrical insulation 14. An internal potential control located between the insulation 14 and the conductor bar 12 is not shown in FIG.
  • the conductor bar 12 protrudes from a Blechpa ⁇ ket 16 an electric machine, such as a Ge ⁇ generator, out.
  • the conductor bar 12 may be formed, for example, of copper or aluminum.
  • the electrical Isolie ⁇ tion 14 may be made from a polymer. In the area of
  • Laminated core 16 is mounted on the electrical insulation 14 an outer corona protection AGS, which is electrically connected to a ground potential 18. Between the ground potential 18 and the conductor bar 12 is from a voltage source 20, z. B. the electric machine 16 (in the case that it is a generator), generates an AC electrical voltage that may have an effective value that is greater than 5 kV. At the end of the conductor bar 20, in the region of a transition point 22, the external corona protection AGS ends, while the insulation 14 continues in the direction of a bar end 24.
  • a course of field lines 26 of the Lei ⁇ terstab 12 due to the voltage U outgoing electric field is influenced by a Endglimmschutz EGS.
  • the final corona protection EGS has an electrical resistance which, at a field strength of the electric machine during operation End corona protection EGS penetrating field 26 is dependent on a location along the extension direction 30.
  • Starting at the transition point 22 of the external corona protection AGS for end corona protection EGS is a relatively low surface resistance of the
  • the end corona protection EGS has an electrical resistance which is one or more orders of magnitude greater than its resistance at the transition point 22. This will be in the environment of the final corona protection EGS, the electric field strength of the field lines 26 or the electrical potential distribution, illustrated in FIG. 1 by potential lines 32, are distorted in such a way that they impinge on an outer surface of the
  • End glow protection EGS gives the potential distribution 28.
  • the electric potential increases in this case, starting from the transition point 22 About ⁇ steadily and reached 34 at a distance from the transition point 22 which may be, for example, 20 cm, at the end 24 toward the maximum voltage value of
  • End corona shield 10 is shown.
  • the result is the largest current density I, which represents the sum of all currents induced in Endenglimmschutz EGS. Due to the high current density I results in accordance with a caused by this capacitive current Joule 'see power loss in Endglimmstoff, which has a maximum at the transition point 22, resulting in a formation of a hot spot (hotspot) in the transition area 22 of the final corona protection EGS forêtglimmschutz AGS could lead.
  • I represents the sum of all currents induced in Endenglimmschutz EGS. Due to the high current density I results in accordance with a caused by this capacitive current Joule 'see power loss in Endglimmschutz, which has a maximum at the transition point 22, resulting in a formation of a hot spot (hotspot) in the transition area 22 of the final corona protection EGS forêtglimmschutz AGS could lead.
  • FIG. 3 for this purpose, a possible, resulting temperature profile 36 of a temperature T in the external corona protection AGS and End corona protection EGS shown.
  • the temperature profile 36 shows that a hot zone 38 can form in the region of the transition point 22.
  • high voltage generators and other electrical high voltage equipment temperatures can be reached at such a hot spot, up to or even above the maximum for the material of
  • the Endenglimmschutz EGS the Endenglimmschutzvorraum 10 has a temperature distribution 40, which has a lower maximum temperature in the area of zone 38 as the temperature curve 36. This is effected by a thermal conductivity ⁇ layer 42, in the manufacture of
  • End corona protection device 10 or subsequently applied to the end corona protection EGS.
  • the Endenglimmschutzan extract 10 is shown once again in perspective.
  • the temperature distribution 40 is 4 by isotherm (dashed lines) indicated in FIG as well as by temperature ⁇ turan gave Tl, T2, T3, T4, T5 for individual points of the heat ⁇ conductive layer 42 along the extending direction 30th
  • the heat-conducting layer 42 may also extend beyond the transition point 22 to the outer corona protection AGS.
  • the heat conducting layer 42 may consist of a lacquer which is electrically insulating and thermally highly conductive.
  • the lacquer may consist of a matrix, preferably of a thermally stable plastic (preferably heat class H) or an inorganic matrix, preferably polysiloxane, polysilazane or
  • Polycarbosilane exist. This matrix is filled with an electrically insulating material, which causes the heat transfer within the heat conducting layer 42 mainly.
  • the material consists of platy, mo ⁇ nokristallinem alumina.
  • These particles are so numerous ⁇ rich in the thermal layer 42 include, exceeded that Perkolati- onsschwelle and thus closed by the particles heat paths from the heat zone 38 and out are formed in the thermal conducting ⁇ nergur 42nd Due to the high thermal conductivity at the surface of the Endenglimmschutzes EGS due to the Vintageleit Mrs 42, the heat from the hot zone 38 is distributed over a larger area and thus better dissipated to the ambient air.
  • Ver ⁇ is equal to the heat distribution 36, the hot-spot temperature is so significantly reduced by the improved cooling (see heat distribution 40).
  • One way to produce the heat conducting layer 42 be ⁇ therein is to mix an epoxidic resin-hardener-mixture is from 70 wt .-% AL20 3 flakes.
  • a flow time on a DIN-Auslaufbecher with 4 mm nozzle by adding
  • Methyl ethyl ketone can be adjusted to about 15 s. Subsequently ⁇ td the suspension is the transition point 22 at their appli- for example, by spraying onto the Endenglimmschutz and EGS.
  • FIG 5 is a greatly enlarged in relation to the other figures representation of an interface between the
  • particles 46 are held.
  • the particles are plate shaped and have an edge length L, which, on average, between 10 and 100 ym, preferably 40 ym, be transmits ⁇ .
  • a slice thickness D is smaller by a factor 80 to 120 than the edge length L, so that a ratio L / D results, which is preferably 100 on average.
  • Parti ⁇ cle 46 are with respect to a surface 48 of the
  • a normal vector 50 of the plane of extent of a plate shape of a particle 46 with the normal vector 52 of the surface 48 of the end corona shield EGS encloses an angle W which is in the range of zero to 45 °, preferably 0 ° to 30 °.
  • the plates are thus aligned with one of their flat sides to the surface 48 and can thus absorb heat particularly well from the final corona protection EGS.
  • the concentration of the particles 46 in the matrix 44 is above the percolation threshold. Adjacent particles 46 are therefore likely to touch each other.
  • End corona protection EGS in the form of rapid heat dissipation in cooler areas, such as the external corona protection AGS and towards the end 24, cooled.
  • cooler areas such as the external corona protection AGS and towards the end 24, cooled.
  • the thermal load is one
  • End corona protection in the hot spots is the decisive factor in the case of degradation of the end corona protection, ie, in the case of embrittlement.
  • By reducing the temperature in the hot spots of the end corona shielding can have a longer lifetime than he ⁇ the end corona shielding be ensured and can be a Endenglimmschutz withstand higher test voltages. The latter is required for new generators.
  • With such audit results namely the highest thermal DEMANDS ⁇ Chung when the voltage U is, for example, to a value set during the first high-voltage test, which is significantly greater than the rated voltage Un.
  • such a stress test can be done by applying a voltage for one minute

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Abstract

The invention relates to a terminal corona protection device (10), in which an electrically conductive coating (EGS) which effects the terminal corona protection (EGS) is arranged on an electrically insulating sheath (14) of an electrically conductive device (12), the specific electrical resistance of said coating being greater than that of a material of the conductive device (12), wherein an electrically insulating heat conducting layer (42) is arranged on the coating and has a thermal conductivity level which is at least as great as a thermal conductivity level of the coating effecting the terminal corona protection (TCP).

Description

Beschreibung description
Endenglimmschutzvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer wärmeleitfähigen Schicht auf einem Endenglimmschutz An end corona protection device and method of making a thermally conductive layer on an end corona shield
Die Erfindung betrifft eine Endenglimmschutzvorrichtung, bei welcher auf einer elektrisch isolierenden Ummantelung eines elektrisch leitfähigen Drahtes oder Stabes als The invention relates to an end corona protection device, wherein on an electrically insulating sheath of an electrically conductive wire or rod as
Endenglimmschutz eine elektrisch leitfähige Beschichtung an- geordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes für eine elektrisch iso¬ lierende Ummantelung eines elektrischen Leitelements. Ein Endenglimmschutz der genannten Art ist beispielsweise aus der EP 2362399 AI bekannt. End corrugation an electrically conductive coating is arranged. The invention also relates to a method for producing an end corona shielding for an electrically iso ¬-regulating jacket of electrical conducting element. An end corona protection of the type mentioned is known for example from EP 2362399 AI.
Bei elektrischen Betriebsmitteln mit hoher elektrischer Bemessungsspannung, insbesondere einer Bemessungsspannung über 5 kV, müssen spannungsführende Kabel und Leiterstäbe eine elektrische Isolierung aufweisen, die mit einer inneren und einer äußeren Leitschicht gegen Hohlräume und Ablösungen ab¬ geschirmt ist. Beispiele für solche elektrischen Hochspan¬ nungsgeräte sind elektrische Generatoren, elektrische Moto¬ ren, Transformatoren, Durchführungen und elektrische Kabel. Durch die Leitschichten wird vermieden, dass sich innerhalb der Hauptisolierung eine unregelmäßige Verteilung der elektrischen Feldstärke ergibt und so Teilentladungen hervorgeru¬ fen werden, welche die Hauptisolierung zerstören können. Die innere, zwischen der Hauptisolierung und dem Kabel oder Lei- terstab befindliche Leitschicht wird auch als innere Potenti¬ alsteuerung (IPS) bezeichnet. Die äußere, an einer Außenseite der Hauptisolierung befindliche, mit einem Erdpotential ver¬ bundene Leitschicht wird auch als Außenglimmschutz (AGS) be¬ zeichnet. Das von dem Kabel oder Leiterstab ausgehenden elektrische Potential wird so in der Hauptisolierung ausge¬ hend von der innere Potentialsteuerung bis zum Außenglimm- schutz abgebaut. Um ein Kabel oder einen Leiterstab eines Betriebsmittels mit einer weiteren elektrischen Anordnung verbinden zu können, muss ein Ende des Leitelements abisoliert sein. An dem abisolierten Ende ist es dann nicht möglich, das elektrische Feld mittels der inneren Potentialsteuerung, der Hauptisolierung und dem Außenglimmschutz in seinem Verlauf in einer gewünschten Weise zu steuern. Es ergibt sich ein sehr dichter Verlauf der Äquipotentiallinien des elektrischen Felds an der Kante des Außenglimmschutzes im sogenannten Triplepunkt, in dem die drei Materialien, AGS, Hauptisolation und umgebendes (gasförmiges) Medium, aufeinander Treffen. In diesem Übergangsbereich am Ende des AGS steigt das Potential vom Erdpo¬ tential (0 % des Potentials des Kabels), ohne weitere Schutz¬ maßnahmen in einem Bereich von wenigen Millimetern auf 100 % des Potentials des unter Hochspannung stehenden Leiters an. Mit anderen Worten fällt über diesen verhältnismäßig kleinen Streckenbereich eine Spannung von 5 kV und mehr ab, wodurch eine unzulässig hohe Feldstärke lokal vorliegt. Auf Grund der niedrigen Teilentladungs-Einsetzspannung des umgebenden Medi- ums (meist Luft) treten dann Teilentladungen auf. For electrical equipment with high electrical rated voltage, in particular a rated voltage over 5 kV, live cables and conductor bars must have electrical insulation, which is shielded with an inner and an outer conductive layer against cavities and detachments from ¬ . Examples of such electric high-voltage clamping ¬ devices are electric generators, electric motor ¬ reindeer, transformers, bushings and electrical cables. By the conductive layers is avoided that results in an irregular distribution of the electric field strength within the main insulation and so teilentladungen hervorgeru ¬ fen, which can destroy the main insulation. The conductive layer internal, terstab between the main insulation and the cable or managerial located is also called inner Potenti ¬ alsteuerung (IPS). The outer, located on an outer side of the main insulation, ver ¬ Thematic with a ground conductive layer is also called outer corona (AGS) ¬ be distinguished. The outgoing from the cable or conductor bar electric potential is so degraded in the main insulation being ¬ from the inner potential control to Außenglimm- protection. In order to connect a cable or a conductor bar of a resource with another electrical arrangement, one end of the guide must be stripped. At the stripped end, it is then not possible to control the electric field by means of the internal potential control, the main insulation and the external corona protection in its course in a desired manner. The result is a very dense course of the equipotential lines of the electric field at the edge of the Außenglimmschutzes in the so-called triple point, in which the three materials, AGS, main insulation and surrounding (gaseous) medium, meeting each other. In this transition area at the end of the AGS, the potential of Erdpo ¬ tential (0% of the potential of the cable) increases without further protective measures ¬ in a range from a few millimeters to 100% of the potential of under high voltage conductor. In other words, a voltage of 5 kV and more drops over this relatively small range, whereby an impermissibly high field strength is present locally. Due to the low partial discharge insertion voltage of the surrounding medium (usually air), partial discharges then occur.
Um Teilentladungen an der Kante zu verhindern, kann zwischen dem geerdeten Außenglimmschutz und dem abisolierten Kabelende ein Endenglimmschutz oder Kabelendverschluss auf der Isolie- rung angebracht sein. Ein solcher Endenglimmschutz besteht aus einer resistiven Potential- oder Feldsteuerung, d.h. ein Endenglimmschutz ist zwar wie der angrenzende Außenglimm- schutz elektrisch leitfähig, weist aber einen höheren elektrischen Widerstand auf als der Außenglimmschutz . Ziel einer Potentialsteuerung mittels eines Endenglimmschutzes ist es, einen weniger steilen Verlauf des Oberflächenpotentials der Hauptisolierung im Übergangsbereich zwischen dem geerdeten Außenglimmschutz und dem abisolierten Ende des Kabels oder Leiterstabes zu erhalten. Ein Endenglimmschutz kann z. B. durch einen teilleitenden Lack oder eine teilleitende Bandage auf der Basis von Siliziumkarbid oder einem anderen elekt¬ risch halbleitenden Füllstoff hergestellt sein. Unter Teilleitfähigkeit wird hierbei eine Leitfähigkeit verstanden, die geringer als diejenige eines metallischen Leiters und größer als diejenige eines elektrischen Isolators ist. Die obige Druckschrift offenbart ebenfalls einen geeigneten In order to prevent partial discharges at the edge, an end corona shielding or cable termination can be fitted on the insulation between the grounded external corona shielding and the stripped cable end. Such an end corona protection consists of a resistive potential or field control, ie an end corona protection, like the adjacent external corona protection, is electrically conductive, but has a higher electrical resistance than the external corona protection. The aim of a potential control by means of an end corona protection is to obtain a less steep profile of the surface potential of the main insulation in the transition region between the grounded external corona shielding and the stripped end of the cable or conductor bar. An end corona can z. B. be prepared by a partially conductive paint or a partially conductive bandage on the basis of silicon carbide or another elec ¬ cally semiconductive filler. Subconductivity here is understood as a conductivity that lower than that of a metallic conductor and larger than that of an electrical insulator. The above document also discloses a suitable one
Endenglimmschutz . End corona protection.
Der Endenglimmschutz einerseits und die Oberfläche des metal¬ lischen Leitelements andererseits bilden allerdings einen elektrischen Kapazitätsbelag aus. Die Isolation des Kabels stellt dabei das Dielektrikum dar. Für den Fall, dass es sich bei der Hochspannung um eine Wechselspannung handelt, fließt deshalb im Betrieb eines Hochspannungsgeräts permanent von dem Endenglimmschutz ein Wechselstrom in den angrenzenden, geerdeten Außenglimmschutz . Dies führt zu einer Erwärmung des Endenglimmschutzes und damit zu dessen unerwünscht schnellen Alterung in Form von z. B. einer Versprödung, Rissbildung oder Veränderung der elektrischen Eigenschaften. Im Falle einer Überlast, wenn die elektrische Spannung im elektrischen Leiter über der Nennspannung liegt, kann der Endenglimmschutz sogar überhitzt und hierdurch beschädigt werden. However, the Endenglimmschutz one hand, and the surface of the metal ¬ metallic guide element on the other hand form of an electrical capacitance. In this case, the insulation of the cable represents the dielectric. In the event that the high voltage is an alternating voltage, therefore, during operation of a high-voltage device, an alternating current flows permanently from the end corona protection into the adjacent, grounded external corona protection. This leads to a heating of Endenglimmschutzes and thus to its undesirable rapid aging in the form of z. As embrittlement, cracking or change in electrical properties. In the case of an overload, when the electrical voltage in the electrical conductor is above the rated voltage, the end corona protection can even overheat and thereby be damaged.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein Hochspannungsgerät einen robusten Endenglimmschutz bereitzustellen. The object of the present invention is to provide a robust end corona protection for a high-voltage device.
Die Aufgabe wird durch eine Endenglimmschutzvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, ein Hochspannungsgerät gemäß Patentanspruch 13 und ein Verfahren gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben. Die erfindungsgemäße Endenglimmschutzvorrichtung kann als Ersatz für jeden herkömmlichen Endenglimmschutz verwendet werden, bei welchem eine den Endenglimmschutz bewirkende, elektrisch leitfähige Beschichtung auf einer elektrisch isolierenden Ummantelung eines elektrischen Leitelements, also etwa eines Kabels oder eines Leiterstabes, angeordnet ist. Erfin¬ dungsgemäß ist vorgesehen, auf der Endenglimmschutz- Beschichtung eine elektrisch isolierende Wärmeleitschicht an¬ zuordnen, die eine Wärmeleitfähigkeit aufweist, welche min- destens so groß ist wie eine Wärmeleitfähigkeit der Endenglimmschutz-Beschichtung selbst. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Wärme, wie sie im Endenglimmschutz aufgrund Joulscher Erwärmung durch die vorherrschende Strom- stärke entsteht, über den gesamten Endenglimmschutz und auch darüber hinaus verteilen lässt. Indem eine Beschichtung verwendet wird und nicht etwa ein Kühlkörper, ist die Wärmever¬ teilung auch in räumlich sehr beengten Verhältnissen möglich. Indem die Wärmeleitschicht selbst elektrisch isolierend wirkt, ist vermieden, dass auch in der Wärmeleitschicht elektrische Ströme fließen können und hierdurch Wärme in der Wärmeleitschicht selbst entsteht. The object is achieved by a Endenglimmschutzvorrichtung according to claim 1, a high voltage device according to claim 13 and a method according to claim 14. Advantageous developments of the invention are given by the dependent claims. The Endeglimmschutzvorrichtung invention can be used as a substitute for any conventional Endenglimmschutz in which an end corona protection effecting, electrically conductive coating on an electrically insulating sheath of an electrical guide element, that is about a cable or a conductor bar, is arranged. OF INVENTION ¬ dung is provided according to an Endenglimmschutz- on the coating, an electrically insulating heat conduction to ¬ which has a thermal conductivity which min- At least this is the same as a thermal conductivity of the final corona protection coating itself. This has the advantage that the heat, which is produced in the final corona protection due to Joule heating by the prevailing current intensity, can be distributed over the entire end corona protection and also beyond. By a coating is used, rather than a heat sink, ¬ size the heat distribution is also possible in restricted structures. By virtue of the fact that the heat-conducting layer itself has an electrically insulating effect, it is avoided that electrical currents can also flow in the heat-conducting layer and as a result heat is generated in the heat-conducting layer itself.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich ein The invention is based on the recognition that a
Endenglimmschutz nicht an allen Stellen gleich stark erwärmt. Vielmehr gibt es bei einem Endenglimmschutz im Bereich des Übergangs zwischen dem Endenglimmschutz und dem angrenzenden Außenglimmschutz , der auf dem Erdpotenzial liegt, einen Wechselstrom oder Gleichstrom mit einer größeren Stromstärke als an demjenigen Ende des Endenglimmschutzes , welches dem abisolierten Ende der elektrischen Leiteinrichtung zugewandt ist. Entsprechend neigt insbesondere dasjenige Ende des End corona protection is not heated equally at all points. Rather, with end corona shielding in the region of the transition between the end corona shielding and the adjacent external corona shielding, which is at ground potential, there is AC or DC current at a higher current than at that end of the end corona shield which faces the stripped end of the electrical conduction device. Accordingly, in particular the end of the
Endenglimmschutzes zum Aufheizen, das an den Außenglimmschutz grenzt. Durch die Wärmeleitschicht ist verhindert, dass sich hier ein Hitzestau in dem Grenzbereich zwischen dem End corona protection for heating, which borders on the external corona protection. Through the heat conducting layer is prevented that here a heat accumulation in the border area between the
Endenglimmschutz , dem Außenglimmschutz und des umgebenden Mediums (meist Luft) bildet und hierdurch die Temperatur im Endenglimmschutz an dieser Stelle übermäßig ansteigt. Bevorzugt wird innerhalb der Wärmeleitschicht ein Wärmetrans¬ port zu einem überwiegenden Teil durch spezielle, besonders wärmeleitfähige Partikel bewirkt, die aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitschicht insgesamt ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich die Wärmeleitschicht in Form einer Suspension z. B. durch Sprühen, Pinseln oder Tauchen auf dem Endenglimmschutz anbringen lässt. Die Wärmeleitschicht kann damit jede beliebige Form annehmen, wie sie der Endenglimmschutz selbst aufweisen kann . Endenglimmschutz, the Außenglimmschutz and the surrounding medium (usually air) forms and thereby the temperature in Endglimmschutz increases excessively at this point. A heat Trans ¬ port is preferably effected to a major part with special, highly heat-conductive particles which are formed from an electrically insulating material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the heat conducting layer within a total of the thermal conducting layer. This results in the advantage that the heat-conducting layer in the form of a suspension z. B. by spraying, brushing or dipping attach on the Endenglimmschutz. The Wärmeleitschicht can thus any Take shape, as they can have the Endglimmschutz itself.
Mit Partikel sind hier insbesondere Körper gemeint, die einen Durchmesser aufweisen, der durchschnittlich kleiner als By particles are meant in particular bodies which have a diameter which is on average smaller than
100 ym ist. Mit „durchschnittlich" ist hierbei gemeint, dass die bei einer Vielzahl der Partikel gemessen Durchmesser im arithmetischen Mittel kleiner als 100 ym sind. Solche Parti¬ kel lassen sich in einem Lack oder einer anderen fließfähigen Flüssigkeit besonders gleichmäßig und entmischungssicher ap¬ plizieren . 100 ym is. By "average" here is meant that the measured at a variety of particle diameter in the arithmetic mean of less than 100 ym are. Such Parti ¬ angle can be in a paint or other flowable liquid particularly uniformly and demixing ap complicate ¬.
Der Gesamtanteil der Partikel am Material der Wärmeleit¬ schicht liegt dabei bevorzugt über einer Perkolationsschwelle der Partikel. Mit anderen Worten liegen die Partikel so dicht beieinander, dass sich benachbarte Partikel mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit auch berühren. Dann ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass durch die Partikel in der Wärme¬ leitschicht durchgängige Wärmeleitpfade von der über dem er- hitzten Bereich des Endenglimmschutzes befindlichen Stelle zu kühleren Randbereichen der Wärmeleitschicht hin gebildet sind . The overall proportion of the particles in the material of the thermal conductivity ¬ layer is preferably above a percolation threshold of the particles. In other words, the particles are so close to each other that adjacent particles are also very likely to touch. Then, it is advantageously ensured that through the particles in the heat ¬ leitschicht continuous heat conduction paths are formed by the located above the heated area of the end corona protection point to cooler edge regions of the Wärmeleitschicht out.
Besonders günstig ist es, wenn die Partikel plattenförmig oder scheibenförmig ausgebildet sind. Beispielsweise können Glimmerplättchen oder Plättchen aus Aluminiumoxid als Partikel verwendet werden. Plättchen oder Scheiben weisen den Vorteil auf, dass ihr Verhältnis eines Durchmessers der Schei¬ benform oder auch, im Falle eines Plättchens, einer Kanten- länge L, zu einer Scheiben- oder Plattendicke D sehr viel größer als Eins sein kann. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bereits mit einem verhältnismäßig geringen Gewichts- Prozent-Anteil der Partikel am Material der Wärmeleitschicht bereits die Perkolationsschwelle überschritten werden kann. Bevorzugt beträgt das Verhältnis eines größten Durchmessers bzw. einer größten Kantenlänge L zur Dicke durchschnittlich mehr als 50 (L/D > 50), insbesondere mehr als 80 (L/D > 80). Zweckmäßigerweise wird bei der Herstellung der Wärmeleit¬ schicht dafür gesorgt, dass die Partikel flach bezüglich der Endenglimmschutz-Beschichtung ausgerichtet sind. Mit anderen Worten wird zweckmäßigerweise dafür gesorgt, dass die Plat- ten- oder scheibenförmigen Partikel mit ihrer durch ihre Form definierten Platten- bzw. Scheibenebene parallel zur Oberflä¬ che der Endenglimmschutz-Beschichtung ausgerichtet sind oder aber zumindest einen Winkel mit der Oberfläche einschließen, der kleiner als 30° ist. Da es sich bei den Partikeln um sehr kleine Objekte handelt, kann hier natürlich nur im statisti¬ schen Sinne von einer Ausrichtung die Rede sein, d. h. es müssen nicht alle Partikel derart ausgerichtet sein, sondern es reicht aus, wenn die meisten Partikel flach zur Oberfläche des Endenglimmschutzes ausgerichtet sind. Durch die Ausrich- tung ergibt sich der Vorteil, dass die Partikel mit einem großen Teil ihrer Oberfläche dem Endenglimmschutz zugewandt sind und somit besonders gut Wärme von diesem aufnehmen kön¬ nen. Zudem ergeben sich Wärmeleitpfade in Längs- und Querrichtung bezüglich der Oberfläche des Endenglimmschutzes , was die Wärmeverteilung weiter begünstigt. It is particularly favorable if the particles are plate-shaped or disk-shaped. For example, mica flakes or flakes of alumina may be used as particles. Platelets or discs have the advantage that their ratio of a diameter of the Schei ¬ benform or even, in the case of a small plate, an edge length L, to a disc or plate thickness D can be much greater than one. This results in the advantage that even with a relatively small percentage by weight of the particles on the material of the heat conducting layer already the percolation threshold can be exceeded. Preferably, the ratio of a largest diameter or a largest edge length L to the thickness is on average more than 50 (L / D> 50), in particular more than 80 (L / D> 80). Conveniently, is provided in the preparation of Thermal Conductivity ¬ layer that the particles are aligned with respect to the flat Endenglimmschutz coating. In other words, it is advantageously ensured that the plate-TEN or disk-shaped particles with their defined by their shape plate or disk plane are aligned parallel composites f ¬ che of Endenglimmschutz coating or at least form an angle with the surface of the is less than 30 °. Since this is the particles are very small objects that talk of an alignment can of course only in the statistical ¬'s sense be, that is not all particles may be oriented so but it is sufficient if most of the particles flat surface aligned the Endenglimmschutzes. By the alignment results in the advantage that the particles are faced with a large part of their surface the Endenglimmschutz and thus particularly well absorb heat therefrom Kgs ¬ NEN. In addition, there are heat conduction paths in the longitudinal and transverse directions with respect to the surface of the Endenglimmschutzes, which further promotes the heat distribution.
Partikel mit einer besonders großen Wärmeleitfähigkeit lassen sich gewinnen, wenn die Partikel aus Aluminiumoxid (AI2O3) hergestellt sind. Solche Partikel sind in vorteilhafter Weise auch besonders gute elektrische Isolatoren. Bevorzugt werden Partikel verwendet, die jeweils ein Monokristall sind. Mono- kristalle weisen gegenüber polykristallinen Gebilden in der Regel eine größere Wärmeleitfähigkeit auf. Um die beschriebenen Partikel auf dem Endenglimmschutz auftragen zu können, sieht eine Ausführungsform der Particles with a particularly high thermal conductivity can be obtained if the particles are made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Such particles are advantageously also very good electrical insulators. Preference is given to using particles which are each a monocrystal. Monocrystals generally have greater thermal conductivity than polycrystalline structures. In order to be able to apply the described particles to the end corona shield, an embodiment of the invention
Endenglimmschutzvorrichtung vor, dass die Wärmeleitschicht einen elektrisch isolierenden, bis zu einer Temperatur von mindestens 140 °C thermisch stabilen Stoff umfasst, durch den eine Matrix gebildet ist, welcher die Partikel an der Endglimmschutzvorrichtung before that the heat conducting layer comprises an electrically insulating, to a temperature of at least 140 ° C thermally stable material through which a matrix is formed, which the particles on the
Endenglimmschutz-Beschichtung hält. Eine solche Matrix lässt sich zusammen mit den Partikeln beispielsweise in flüssiger Form auf den Endenglimmschutz auftragen und dann aushärten. Als Stoff für die Matrix kann beispielsweise ein Polymer verwendet werden. Hierbei kommen organische Polymere, also z. B. ein Kunststoff, oder auch anorganische Polymere, etwa End corona protection coating keeps. Such a matrix can be applied together with the particles, for example in liquid form on the Endenglimmschutz and then cure. As the material for the matrix, for example, a polymer can be used. Here are organic polymers, ie z. As a plastic, or inorganic polymers, such as
präkeramische Polymere, in Frage. Auch eine Keramik kann als Stoff für die Matrix verwendet werden. preceramic polymers, in question. A ceramic can also be used as a substance for the matrix.
Präkeramische Polymere und Keramiken weisen hierbei den zu¬ sätzlichen Vorteil auf, dass sie selbst eine bis zu fünfmal größere Wärmeleitfähigkeit als ein Kunststoff aufweisen. Sie können damit auch ohne die beschriebenen Partikel bereits für sich allein eine Wärmeleitschicht bilden, durch welche die Erfindung realisiert wird. Preceramic polymers and ceramics in this case have to be ¬ sätzlichen advantage that they themselves have up to five times higher thermal conductivity than plastic. Even without the described particles, they can therefore already form a heat-conducting layer on their own, by means of which the invention is realized.
Eine Keramik, die als Wärmeleitschicht oder auch zusätzlich als Matrix für die beschriebenen Partikel verwendet werden kann, lässt sich beispielsweise auf der Grundlage von A ceramic, which can be used as a heat conducting layer or additionally as a matrix for the described particles can be, for example, based on
Polysiloxan, Polysilazan, Polycarbosilan, Silikatglas, Aluminiumsilikat oder Wasserglas (liquid glass) bilden. Wie bereits erwähnt, wird die Endenglimmschutzvorrichtung be¬ vorzugt für Hochspannungsgeräte benutzt, also elektrische Ma¬ schinen, Transformatoren, Durchführungen und Kabel. Entsprechend ist dann auch die elektrisch isolierende Ummantelung des Drahtes oder Leiterstabes, d.h. allgemein der elektrisch leitfähigen Leiteinrichtung, für einen Dauerbetrieb bei einer elektrischen Spannung ausgelegt, die größer als 5 kV ist. Polysiloxane, polysilazane, polycarbosilane, silicate glass, aluminum silicate or water glass (liquid glass) form. As already mentioned, the Endenglimmschutzvorrichtung is used for high-voltage equipment, ie electrical Ma ¬ machines, transformers, bushings and cable ¬ be vorzugt. Accordingly, then the electrically insulating sheathing of the wire or conductor bar, ie generally the electrically conductive guide, designed for continuous operation at an electrical voltage which is greater than 5 kV.
Zu der Erfindung gehört auch ein solches Hochspannungsgerät mit einer Endenglimmschutzvorrichtung gemäß einer der be- schriebenen Ausführungsformen. The invention also includes such a high-voltage device with an end corona protection device according to one of the described embodiments.
Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft das Herstellen einer wärmeleitfähigen Schicht auf einem Endenglimmschutz , wodurch dann eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen The inventive method relates to the production of a thermally conductive layer on an end corona protection, whereby then an embodiment of the invention
Endenglimmschutzvorrichtung hergestellt werden kann. Das Verfahren ermöglicht es, die Wärmeleitschicht zunächst in Form einer Suspension aufzutragen, also etwa durch Aufsprühen, durch Eintauchen eines mit einem Endenglimmschutz versehenen Kabels in die Suspension oder aber z. B. auch durch Aufpinseln. In einem ersten Schritt des Verfahrens dazu wird ein fließfähiges Stoffgemisch bereitgestellt, das als Matrix zum Anordnen der wärmeleitfähigen Partikel auf dem End corona protection device can be produced. The method makes it possible initially to apply the heat-conducting layer in the form of a suspension, that is to say by spraying on, by dipping one provided with an end corona protection Cable in the suspension or z. B. also by brushing. In a first step of the method, a flowable mixture is provided, which serves as a matrix for arranging the thermally conductive particles on the
Endenglimmschutz vorgesehen ist. Bei diesem fließfähigen Stoffgemisch kann es sich beispielsweise um ein Polymer- Härter-Gemisch oder ein anorganisches Polymer handeln. Das Erstere kann beispielsweise ein epoxidisches Harz-Härter- Gemisch, ein Gemisch mit Gummi, Polyestimat oder ein Thermo- plast sein. In einem nächsten Schritt des Verfahrens wird ei¬ ne Suspension aus den Partikeln und dem Stoffgemisch erzeugt. Als Partikel werden hier die bereits beschriebenen Partikel verwendet, insbesondere Aluminium-Oxid-Plättchen. In der sich ergebenden Suspension machen dabei die Partikel bevorzugt zu- mindest 40 Gew.-% der Suspension (bezogen auf den Festkörperanteil, also ohne Lösemittel) aus. Bevorzugt werden 70 Gew.-% Al203-Plättchen zugefügt. Die so erhaltene Suspension wird dann in einem weiteren Schritt des Verfahrens auf den End corrugation protection is provided. This flowable mixture may be, for example, a polymer-hardener mixture or an inorganic polymer. The former may be, for example, an epoxy resin-hardener mixture, a mixture with rubber, polyestimate or a thermoplastic. In a next step of the process ei ¬ ne suspension of the particles and the substance mixture is produced. The particles used here are the particles already described, in particular aluminum oxide platelets. In the resulting suspension, the particles preferably make up at least 40% by weight of the suspension (based on the solids content, ie without solvent). Preferably, 70 wt .-% Al20 3 platelets are added. The suspension thus obtained is then applied in a further step of the process
Endenglimmschutz aufgetragen, wo sie dann aushärten kann und so eine Wärmeleitschicht aus den wärmeleitenden Partikeln und der sie einbettenden Matrix entsteht. Endglimmschutz applied, where they can then harden and so creates a heat conducting layer of the heat-conducting particles and the matrix embedding them.
In einem optionalen Schritt kann das Stoffgemisch oder die Suspension auf eine vorbestimmte Fließfähigkeit verdünnt wer- den. Im Zusammenhang mit der Herstellung von elektrischen Maschinen hat es sich bei der Verwendung eines Harz-Härter- Gemisches als besonders zweckmäßig erwiesen, die Fließfähig¬ keit mittels Methylethylketon einzustellen und hierbei mit einem DIN-Auslaufbecher mit einer 4 mm Düse die Auslaufzeit in einem Bereich von 12 bis 18 Sekunden, bevorzugt 15 Sekunden, einzustellen. In an optional step, the substance mixture or the suspension can be diluted to a predetermined flowability. In connection with the production of electrical machines, it has proven to be particularly useful when using a resin-hardener mixture to adjust the flowability ¬ by means of methyl ethyl ketone and this with a DIN-Auslaufbecher with a 4 mm nozzle the flow time in a range of 12 to 18 seconds, preferably 15 seconds to set.
Die Erfindung umfasst auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie hier be- reits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Endenglimmschutzvorrichtung beschrieben worden sind. Aus diesem Grund werden die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal be¬ schrieben . The invention also encompasses further developments of the method according to the invention, which have features such as have already been described here in connection with the developments of the end corona shielding device according to the invention. For this reason, the corresponding training the inventive method be attributed ¬ not be duplicated here.
Im Folgenden wird die Erfindung noch einmal anhand eines kon kreten Ausführungsbeispiels erläutert. Dazu zeigt: In the following the invention will be explained once again with reference to a concrete embodiment. This shows:
FIG 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endenglimmschutzvorrichtung und ein Diagramm zu einem elektrischen Potenzialverlauf, 1 shows a schematic representation of a cross section through a preferred embodiment of the invention Endglimmschutzvorrichtung and a diagram of an electric potential course,
FIG 2 ein schematisiertes elektrisches Ersatzschaltbild zu der Endenglimmschutzvorrichtung von FIG 1, 2 shows a schematized electrical equivalent circuit diagram to the final corona protection device of FIG. 1,
FIG 3 die Darstellung des Querschnitts von FIG 1 mit ei¬ nem Diagramm zu einer Wärmeverteilung, FIG 3 is an illustration of the cross section of Figure 1 with egg ¬ nem diagram for a heat distribution,
FIG 4 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Endenglimmschutzvorrichtung von FIG 1 und 4 shows a schematic representation of a perspective view of the final corona protection device of FIG. 1 and FIG
FIG 5 eine schematische Darstellung einer Grenzschicht zwischen einem Endenglimmschutz und einer Wärmeleitschicht der Endenglimmschutzvorrichtung von FI 1 in perspektivischer Darstellung. 5 shows a schematic representation of a boundary layer between an end corona protection and a heat conducting layer of the end corona protection device of FI 1 in a perspective view.
Bei dem im Folgenden erläuterten Beispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Endenglimmschutzvorrichtung jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merk¬ male der Endenglimmschutzvorrichtung dar, welche die In the illustrated example, the below described components of the Endenglimmschutzvorrichtung represent each individual, to be considered independently of one another shopping ¬ times the Endenglimmschutzvorrichtung is that the
Endenglimmschutzvorrichtung jeweils auch unabhängig voneinan der weiterbilden und damit auch einzeln oder auch in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Er findung anzusehen sind. Die gezeigte Endenglimmschutzvorrichtung each independently inde pendent of the educate and thus individually or in a different combination than the one shown as part of the invention are considered He. The shown
Endenglimmschutzvorrichtung kann auch anderen, vorangehend beschriebenen Merkmalen weitergebildet werden. In FIG 1 ist eine Endenglimmschutzvorrichtung 10 gezeigt, bei welcher ein Leiterstab 12 von einer elektrischen Isolierung 14 umgeben ist. Eine zwischen der Isolierung 14 und dem Leiterstab 12 befindliche innere Potenzialsteuerung ist in FIG 1 nicht dargestellt. Der Leiterstab 12 ragt aus einem Blechpa¬ ket 16 einer elektrischen Maschine, beispielsweise einem Ge¬ nerator, heraus. Der Leiterstab 12 kann beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium gebildet sein. Die elektrische Isolie¬ rung 14 kann aus einem Polymer bestehen. Im Bereich des End corona shielding device can also be further developed other features described above. 1 shows an end corona protection device 10, in which a conductor bar 12 is surrounded by an electrical insulation 14. An internal potential control located between the insulation 14 and the conductor bar 12 is not shown in FIG. The conductor bar 12 protrudes from a Blechpa ¬ ket 16 an electric machine, such as a Ge ¬ generator, out. The conductor bar 12 may be formed, for example, of copper or aluminum. The electrical Isolie ¬ tion 14 may be made from a polymer. In the area of
Blechpakets 16 ist auf der elektrischen Isolierung 14 ein Au- ßenglimmschutz AGS befestigt, der mit einem Erdpotenzial 18 elektrisch verbunden ist. Zwischen dem Erdpotenzial 18 und dem Leiterstab 12 wird von einer Spannungsquelle 20, z. B. der elektrischen Maschine 16 (für den Fall, dass diese ein Generator ist) , eine elektrische Wechselspannung erzeugt, die einen Effektivwert aufweisen kann, der größer als 5 kV ist. Am Ende des Leiterstabes 20, im Bereich einer Übergangsstelle 22 endet der Außenglimmschutz AGS, während die Isolierung 14 in Richtung zu einem Stabende 24 weitergeführt ist. Um zu vermeiden, dass an der Übergangsstelle 22 aufgrund einer zu großen lokalen Feldstärke eine Teilentladung oder ein Glimmen entsteht, wird ein Verlauf von Feldlinien 26 des von dem Lei¬ terstab 12 aufgrund der Spannung U ausgehenden elektrischen Feldes durch einen Endenglimmschutz EGS beeinflusst. Um einen gewünschten örtlichen Verlauf eines elektrischen Potenzials 28 entlang einer Verlaufsrichtung 30 entlang einer Längser- streckungsrichtung des Leiterstabes 12 an der Oberfläche der Isolierung 14 zu erhalten, weist der Endenglimmschutz EGS einen elektrischen Widerstand auf, der bei einer Feldstärke des im Betrieb der elektrischen Maschine den Endenglimmschutz EGS durchdringenden Feldes 26 von einem Ort entlang der Erstre- ckungsrichtung 30 abhängig ist. Beginnend an der Übergangsstelle 22 des Außenglimmschutzes AGS zum Endenglimmschutz EGS ist ein relativ niedriger Oberflächenwiderstand des Laminated core 16 is mounted on the electrical insulation 14 an outer corona protection AGS, which is electrically connected to a ground potential 18. Between the ground potential 18 and the conductor bar 12 is from a voltage source 20, z. B. the electric machine 16 (in the case that it is a generator), generates an AC electrical voltage that may have an effective value that is greater than 5 kV. At the end of the conductor bar 20, in the region of a transition point 22, the external corona protection AGS ends, while the insulation 14 continues in the direction of a bar end 24. In order to avoid that at the transition point 22 due to a large local field strength, a partial discharge or a glow occurs, a course of field lines 26 of the Lei ¬ terstab 12 due to the voltage U outgoing electric field is influenced by a Endglimmschutz EGS. In order to obtain a desired local course of an electrical potential 28 along a course direction 30 along a longitudinal extension direction of the conductor bar 12 on the surface of the insulation 14, the final corona protection EGS has an electrical resistance which, at a field strength of the electric machine during operation End corona protection EGS penetrating field 26 is dependent on a location along the extension direction 30. Starting at the transition point 22 of the external corona protection AGS for end corona protection EGS is a relatively low surface resistance of the
Endenglimmschutzes EGS vorhanden. Zum Ende 24 hin weist der Endenglimmschutz EGS einen elektrischen Widerstand auf, der eine oder mehrere Größenordnungen größer als sein Widerstand an der Übergangsstelle 22 ist. Hierdurch wird in der Umgebung des Endenglimmschutzes EGS die elektrische Feldstärke der Feldlinien 26 bzw. die elektrische Potenzialverteilung, in FIG 1 durch Potenziallinien 32 veranschaulicht, in der Weise verzerrt, dass sich an einer Außenoberfläche des Endeglimmschutzes EGS available. Towards the end 24, the end corona protection EGS has an electrical resistance which is one or more orders of magnitude greater than its resistance at the transition point 22. This will be in the environment of the final corona protection EGS, the electric field strength of the field lines 26 or the electrical potential distribution, illustrated in FIG. 1 by potential lines 32, are distorted in such a way that they impinge on an outer surface of the
Endenglimmschutzes EGS die Potenzialverteilung 28 ergibt. Das elektrische Potenzial nimmt hierbei ausgehend von der Über¬ gangsstelle 22 stetig zu und erreicht in einem Abstand 34 von der Übergangsstelle 22, der beispielsweise 20 cm betragen kann, zum Ende 24 hin den maximalen Spannungswert von End glow protection EGS gives the potential distribution 28. The electric potential increases in this case, starting from the transition point 22 About ¬ steadily and reached 34 at a distance from the transition point 22 which may be, for example, 20 cm, at the end 24 toward the maximum voltage value of
100% * U. Die Feldstärke an der Oberfläche des 100% * U. The field strength at the surface of the
Endenglimmschutzes EGS ist damit an jeder Stelle so gering, dass es zu keiner Teilentladung kommt. Mit anderen Worten ist hierdurch ein Glimmen verhindert. In FIG 2 ist ein Ersatzschaltbild für einen Teil der  End corona protection EGS is therefore so low at every point that no partial discharge occurs. In other words, this prevents a glow. In Figure 2 is an equivalent circuit diagram for a part of
Endenglimmschutzvorrichtung 10 gezeigt. Der Außenglimmschutz AGS bzw. der Endenglimmschutz EGS einerseits und der Leiterstab 12 andererseits bilden einen Kapazitätsbelag aus, zu dem in FIG 2 zur Veranschaulichung diskrete Kapazitäten Cl, C2, C3, C4, Cn gezeigt sind. Ein Widerstandsbelag, wie er durch den Endenglimmschutz EGS ausgebildet ist, ist durch diskrete Widerstandselemente R2, R3, R4, Rn symbolisiert. Durch die anliegende Wechselspannung U ergeben sich Teilströme II, 12, 13, 14, In in einzelnen Bereichen des Endenglimmschutzes EGS aufgrund des kapazitiven Belags. Im Bereich der Übergangs¬ stelle 22, in welchem der Flächenwiderstand R2 die kleinsten Werte aufweist, ergibt sich die größte Stromdichte I, welche die Summe aller im Endenglimmschutz EGS hervorgerufenen Ströme darstellt. Aufgrund der hohen Stromdichte I ergibt sich entsprechend auch eine durch diesen kapazitiven Strom hervorgerufene Joule' sehen Verlustleistung im Endenglimmschutz , die an der Übergangsstelle 22 ein Maximum aufweist, was zu einer Ausbildung einer Heißstelle (Hotspot) im Bereich der Übergangsstelle 22 vom Endenglimmschutz EGS zum Außenglimmschutz AGS führen könnte. End corona shield 10 is shown. The external corona protection AGS or the end corona protection EGS, on the one hand, and the conductor bar 12, on the other hand, form a capacitance covering, for which purpose discrete capacitors C1, C2, C3, C4, Cn are shown in FIG. A resistance lining, as formed by the end corona protection EGS, is symbolized by discrete resistance elements R2, R3, R4, Rn. Due to the applied alternating voltage U, partial currents II, 12, 13, 14, In result in individual areas of the end corona protection EGS due to the capacitive surface. In the area of transition ¬ point 22 in which the sheet resistance R2 has the smallest values, the result is the largest current density I, which represents the sum of all currents induced in Endenglimmschutz EGS. Due to the high current density I results in accordance with a caused by this capacitive current Joule 'see power loss in Endglimmschutz, which has a maximum at the transition point 22, resulting in a formation of a hot spot (hotspot) in the transition area 22 of the final corona protection EGS for Außenglimmschutz AGS could lead.
In FIG 3 ist hierzu ein möglicher, sich ergebender Temperaturverlauf 36 einer Temperatur T im Außenglimmschutz AGS und Endenglimmschutz EGS gezeigt. Der Temperaturverlauf 36 zeigt, dass sich im Bereich der Übergangsstelle 22 eine heiße Zone 38 ausbilden kann. In den für Hochvoltgeneratoren und anderen elektrischen Hochspannungsgeräten üblichen Anordnungen können an einer solchen Heißstelle Temperaturen erreicht werden, die bis an oder sogar über die maximal für das Material des In FIG. 3, for this purpose, a possible, resulting temperature profile 36 of a temperature T in the external corona protection AGS and End corona protection EGS shown. The temperature profile 36 shows that a hot zone 38 can form in the region of the transition point 22. In the usual arrangements for high voltage generators and other electrical high voltage equipment temperatures can be reached at such a hot spot, up to or even above the maximum for the material of
Endenglimmschutzes zulässige Temperatur reichen. End corona protection allowable temperature range.
Der Endenglimmschutz EGS der Endenglimmschutzvorrichtung 10 weist dagegen eine Temperaturverteilung 40 auf, die im Bereich der Zone 38 eine geringere Maximaltemperatur aufweist als der Temperaturverlauf 36. Dies wird durch eine Wärmeleit¬ schicht 42 bewirkt, die beim Herstellen der In contrast, the Endenglimmschutz EGS the Endenglimmschutzvorrichtung 10 has a temperature distribution 40, which has a lower maximum temperature in the area of zone 38 as the temperature curve 36. This is effected by a thermal conductivity ¬ layer 42, in the manufacture of
Endenglimmschutzvorrichtung 10 oder nachträglich auf den Endenglimmschutz EGS aufgetragen worden ist. In FIG 4 ist die Endenglimmschutzanordnung 10 noch einmal perspektivisch dargestellt. Die Temperaturverteilung 40 ist in FIG 4 durch Isothermen (gestrichelte Linien) angedeutet sowie durch Tempera¬ turangaben Tl, T2, T3, T4, T5 für einzelne Punkte der Wärme¬ leitschicht 42 entlang der Erstreckungsrichtung 30. End corona protection device 10 or subsequently applied to the end corona protection EGS. In FIG 4, the Endenglimmschutzanordnung 10 is shown once again in perspective. The temperature distribution 40 is 4 by isotherm (dashed lines) indicated in FIG as well as by temperature ¬ turan gave Tl, T2, T3, T4, T5 for individual points of the heat ¬ conductive layer 42 along the extending direction 30th
Die Wärmeleitschicht 42 kann sich über die Übergangsstelle 22 hinaus auch auf den Außenglimmschutz AGS erstrecken. Die Wärmeleitschicht 42 kann aus einem Lack bestehen, der elektrisch isolierend und thermisch hoch leitfähig ist. Der Lack kann aus einer Matrix, vorzugsweise aus einem thermisch stabilen Kunststoff (bevorzugt Wärmeklasse H) oder einer anorganischen Matrix, vorzugsweise Polysiloxan, Polysilazan oder The heat-conducting layer 42 may also extend beyond the transition point 22 to the outer corona protection AGS. The heat conducting layer 42 may consist of a lacquer which is electrically insulating and thermally highly conductive. The lacquer may consist of a matrix, preferably of a thermally stable plastic (preferably heat class H) or an inorganic matrix, preferably polysiloxane, polysilazane or
Polycarbosilan, bestehen. Diese Matrix ist hoch gefüllt mit einem elektrisch isolierenden Material, das den Wärmetransport innerhalb der Wärmeleitschicht 42 hauptsächlich bewirkt. Vorzugsweise besteht das Material aus plättchenförmigem, mo¬ nokristallinem Aluminiumoxid. Diese Partikel sind so zahl¬ reich in der Wärmeschicht 42 enthalten, dass die Perkolati- onsschwelle überschritten ist und somit durch die Partikel geschlossene Wärmepfade aus der Wärmezone 38 heraus und in¬ nerhalb der Wärmeleitschicht 42 gebildet sind. Durch die hohe thermische Leitfähigkeit an der Oberfläche des Endenglimmschutzes EGS aufgrund der Wärmeleitschicht 42 wird die Wärme aus der heißen Zone 38 auf größere Fläche verteilt und so besser an die Umgebungsluft abgeführt. Wie der Ver¬ gleich mit der Wärmeverteilung 36 zeigt, ist die Heißpunkt- temperatur so durch die verbesserte Kühlung deutlich abgesenkt (siehe Wärmeverteilung 40). Polycarbosilane exist. This matrix is filled with an electrically insulating material, which causes the heat transfer within the heat conducting layer 42 mainly. Preferably, the material consists of platy, mo ¬ nokristallinem alumina. These particles are so numerous ¬ rich in the thermal layer 42 include, exceeded that Perkolati- onsschwelle and thus closed by the particles heat paths from the heat zone 38 and out are formed in the thermal conducting ¬ nerhalb 42nd Due to the high thermal conductivity at the surface of the Endenglimmschutzes EGS due to the Wärmeleitschicht 42, the heat from the hot zone 38 is distributed over a larger area and thus better dissipated to the ambient air. As the Ver ¬ is equal to the heat distribution 36, the hot-spot temperature is so significantly reduced by the improved cooling (see heat distribution 40).
Eine Möglichkeit, die Wärmeleitschicht 42 herzustellen, be¬ steht darin, einem epoxidischen Harz-Härter-Gemisch 70 Gew.-% Al203-Plättchen zuzumischen. Hierbei kann eine Auslaufzeit an einem DIN-Auslaufbecher mit 4 mm Düse durch Zugabe von One way to produce the heat conducting layer 42 be ¬ therein is to mix an epoxidic resin-hardener-mixture is from 70 wt .-% AL20 3 flakes. Here, a flow time on a DIN-Auslaufbecher with 4 mm nozzle by adding
Methylethylketon auf etwa 15 s eingestellt werden. Anschlie¬ ßend wird die Suspension beispielsweise durch Aufsprühen auf den Endenglimmschutz EGS und die Übergangstelle 22 appli- ziert. Methyl ethyl ketone can be adjusted to about 15 s. Subsequently ¬ ßend the suspension is the transition point 22 at their appli- for example, by spraying onto the Endenglimmschutz and EGS.
In FIG 5 ist eine im Verhältnis zu den übrigen Figuren stark vergrößerte Darstellung einer Grenzfläche zwischen dem In FIG 5 is a greatly enlarged in relation to the other figures representation of an interface between the
Endenglimmschutz EGS und der Wärmeleitschicht 42 dargestellt. In der Matrix 44 werden Partikel 46 gehalten. Die Partikel sind plattenförmig und weisen eine Kantenlänge L auf, die im Durchschnitt zwischen 10 und 100 ym, bevorzugt 40 ym, be¬ trägt. Eine Scheibendicke D ist um einen Faktor 80 bis 120 kleiner als die Kantenlänge L, sodass sich ein Verhältnis L/D ergibt, das im Durchschnitt bevorzugt 100 beträgt. Die Parti¬ kel 46 sind bezüglich einer Oberfläche 48 des End corona protection EGS and the Wärmeleitschicht 42 shown. In the matrix 44 particles 46 are held. The particles are plate shaped and have an edge length L, which, on average, between 10 and 100 ym, preferably 40 ym, be transmits ¬. A slice thickness D is smaller by a factor 80 to 120 than the edge length L, so that a ratio L / D results, which is preferably 100 on average. Parti ¬ cle 46 are with respect to a surface 48 of the
Endenglimmschutzes flach ausgerichtet. Mit anderen Worten schließt ein Normalenvektor 50 der Erstreckungsebene einer Plattenform eines Partikels 46 mit dem Normalenvektor 52 der Oberfläche 48 des Endenglimmschutzes EGS einen Winkel W ein, der betragsmäßig in einem Bereich von null bis 45°, bevorzugt 0° bis 30°, liegt. Die Platten sind damit mit einer ihrer flachen Seiten zur Oberfläche 48 hin ausgerichtet und können so besonders gut Wärme vom Endenglimmschutz EGS aufnehmen. Die Konzentration der Partikel 46 in der Matrix 44 liegt über der Perkolationsschwelle . Benachbarte Partikel 46 berühren sich daher mit einer großen Wahrscheinlichkeit einander. Über die Berührstellen kann Wärme von einem Partikel 46 auf ein benachbartes Partikel 46 übertragen werden, sodass sie insge¬ samt Wärmeleitpfade in der Wärmeleitschicht 42 ergeben, die durch die Partikel 46 gebildet sind. Somit können kritische Hot-Spots in einem Endenglimmschutz , also beispielsweise die Übergangsstelle 22 im End corrugation flat aligned. In other words, a normal vector 50 of the plane of extent of a plate shape of a particle 46 with the normal vector 52 of the surface 48 of the end corona shield EGS encloses an angle W which is in the range of zero to 45 °, preferably 0 ° to 30 °. The plates are thus aligned with one of their flat sides to the surface 48 and can thus absorb heat particularly well from the final corona protection EGS. The concentration of the particles 46 in the matrix 44 is above the percolation threshold. Adjacent particles 46 are therefore likely to touch each other. Through the contact points, heat from a particle 46 on a adjacent particles 46 are transmitted so that they result in total ¬ Wärmeleitpfade in the heat conducting layer 42, which are formed by the particles 46. Thus, critical hot spots in a Endeglimmschutz, so for example, the transition point 22 in
Endenglimmschutz EGS, in Form von schneller Wärmeabfuhr in kühlere Bereiche, wie etwa dem Außenglimmschutz AGS und zum Ende 24 hin, gekühlt werden. Es steht eine deutlich größere Oberfläche für den Wärmeabtransport an das umgebende Medium zur Verfügung und die Hot-Spots werden so deutlich schneller gekühlt. Generell ist die thermische Belastung eines End corona protection EGS, in the form of rapid heat dissipation in cooler areas, such as the external corona protection AGS and towards the end 24, cooled. There is a much larger surface for the heat dissipation to the surrounding medium available and the hot spots are cooled much faster. Generally, the thermal load is one
Endenglimmschutzes in den Hot-Spots die entscheidende Größe bei einer Degradation des Endenglimmschutzes , also etwa bei einer Versprödung. Durch eine Reduktion der Temperatur in den Hot-Spots des Endenglimmschutzes kann eine längere Lebensdau¬ er des Endenglimmschutzes gewährleistet werden, bzw. kann ein Endenglimmschutz höhere PrüfSpannungen ertragen. Letzteres wird bei neuen Generatoren gefordert. Bei einer solchen Prü- fung ergibt sich nämlich die höchste thermische Beanspru¬ chung, wenn während der ersten Hochspannungsprüfung die Spannung U beispielsweise auf einen Wert der eingestellt wird, der deutlich größer als die Nennspannung Un ist. Beispielsweise kann eine solche Prüfung auf Spannungsbeanspruchbarkeit erfolgen, indem eine Minute lang eine Spannung End corona protection in the hot spots is the decisive factor in the case of degradation of the end corona protection, ie, in the case of embrittlement. By reducing the temperature in the hot spots of the end corona shielding can have a longer lifetime than he ¬ the end corona shielding be ensured and can be a Endenglimmschutz withstand higher test voltages. The latter is required for new generators. With such audit results namely the highest thermal DEMANDS ¬ Chung when the voltage U is, for example, to a value set during the first high-voltage test, which is significantly greater than the rated voltage Un. For example, such a stress test can be done by applying a voltage for one minute
U = 3 * Un + 5 kV zwischen den Leiterstab 12 und das Erdpotential 18 erzeugt wird. In der Zone 38 kann sich der  U = 3 * Un + 5 kV between the conductor bar 12 and the ground potential 18 is generated. In the zone 38, the
Endenglimmschutz EGS ohne die Wärmeleitschicht 42 hierbei auf eine Temperatur von 150°C bis 160°C aufheizen. Durch die Wär- meleitschicht 42 kann diese Temperatur um 50° und mehr redu¬ ziert werden. Im Dauerbetrieb bei Nennspannung U = Un kann die Temperatur in der Zone 38 je nach Anwendung z. B. von 50°C auf ca. 30°C reduziert werden. In this case, heat up the end corona protection EGS without the heat-conducting layer 42 to a temperature of 150 ° C. to 160 ° C. Due to the heat meleitschicht 42, this temperature may be 50 ° or more redu be ¬ sheet. In continuous operation at rated voltage U = Un, the temperature in the zone 38 depending on the application z. B. be reduced from 50 ° C to about 30 ° C.

Claims

Patentansprüche claims
1. Endenglimmschutzvorrichtung (10), bei welcher auf einer elektrisch isolierenden Ummantelung (14) einer elektrisch leitfähigen Leiteinrichtung (12) eine den Endenglimmschutz bewirkende, elektrisch leitfähige Beschichtung (EGS) angeord¬ net ist, deren spezifischer elektrischer Widerstand größer als derjenige eines Materials der Leiteinrichtung (12) ist, dadurch gekennzeichnet, dass 1. Endenglimmschutzvorrichtung (10), wherein on an electrically insulating sheath (14) of an electrically conductive guide (12) causing the Endenglimmschutz, electrically conductive coating (EGS) angeord ¬ net whose electrical resistivity greater than that of a material of Guide device (12), characterized in that
auf der Beschichtung eine elektrisch isolierende Wärmeleit¬ schicht (42) angeordnet ist, die eine Wärmeleitfähigkeit auf¬ weist, welche mindestens so groß ist wie eine Wärmeleitfähig¬ keit der den Endenglimmschutz (EGS) bewirkenden Beschichtung. on the coating an electrically insulating Wärmeleit ¬ layer (42) is arranged, which has a thermal conductivity ¬ , which is at least as large as a heat conductivity ¬ speed of the Endenglimmschutz (EGS) causing coating.
2. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei in der Wärmeleitschicht (42) ein Wärmetransport zu einem über¬ wiegenden Teil durch Partikel bewirkt ist, die aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet sind, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die Wärmeleitfähigkeit der Wärme- leitschicht insgesamt ist. 2. Endenglimmschutzvorrichtung (10) according to claim 1, wherein in the Wärmeleitschicht (42) a heat transport is effected to an over ¬ weighing part by particles which are formed of an electrically insulating material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the heat-conducting layer as a whole is.
3. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei ein Gesamtanteil der Partikel am Material der Wärmeleit¬ schicht (42) über einer Perkolationsschwelle der Partikel liegt. 3. Endenglimmschutzvorrichtung (10) according to claim 2, wherein a total proportion of the particles on the material of the Wärmeleit ¬ layer (42) is above a percolation threshold of the particles.
4. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Partikel (46) platten- oder scheibenförmig ausge¬ bildet sind und hierbei insbesondere ein Verhältnis eines größten Durchmessers der Scheibenform bzw. einer Kantenlänge (L) der Plattenform zu einer Platten- bzw. Scheibendicke durchschnittlich größer als 50, insbesondere größer als 80, ist . 4. Endenglimmschutzvorrichtung (10) according to claim 2 or 3, wherein the particles (46) are plate-shaped or disc-shaped ¬ forms and in particular a ratio of a maximum diameter of the disc shape or an edge length (L) of the plate shape to a plate or Slice thickness on average greater than 50, in particular greater than 80, is.
5. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei durch die Form der Partikel (46) eine Platten- oder Scheibenebene definiert ist und bei den meisten oder allen Partikeln (46) die Ebene parallel zu einer Oberfläche der den Endenglimmschutz bewirkenden Beschichtung ausgerichtet ist oder einen Winkel einschließt, der kleiner als 30° ist. 5. end corona shielding device (10) according to claim 4, wherein the shape of the particles (46) has a plate or disc plane is defined and in most or all particles (46) the plane parallel to a surface of the Ending cored coating or includes an angle that is smaller than 30 °.
6. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Partikel (46) einen Durchmesser aufweisen, der durchschnittlich kleiner als 100 ym ist. The end corona shielding device (10) of any of claims 2 to 5, wherein the particles (46) have a diameter that is on average less than 100 ym.
7. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die meisten oder alle Partikel (46) aus Alumi- niumoxid gebildet sind. 7. end corona protection device (10) according to any one of claims 2 to 6, wherein most or all of the particles (46) are formed of aluminum oxide.
8. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die meisten oder alle Partikel (46) jeweils ein Monokristall sind. The end corona shielding device (10) of any one of claims 2 to 7, wherein most or all of the particles (46) are each a monocrystal.
9. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Wärmeleitschicht (42) einen elektrisch isolierenden, bis zu einer Temperatur von mindestens 140°C thermisch stabilen Stoff umfasst, insbesondere ein Polymer oder eine Keramik, wobei durch den Stoff eine Matrix gebildet ist, durch welche die Partikel an der den Endenglimmschutz bewirkenden Beschichtung (EGS) gehalten sind. 9. Endenglimmschutzvorrichtung (10) according to any one of claims 2 to 8, wherein the heat-conducting layer (42) comprises an electrically insulating, up to a temperature of at least 140 ° C thermally stable material, in particular a polymer or a ceramic, wherein a through the fabric Matrix is formed, through which the particles are held on the end corona shielding coating (EGS).
10. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die Wärmeleitschicht (42) ein 10. end corona protection device (10) according to one of the preceding claims, wherein the heat conducting layer (42) a
präkeramisches Polymer oder eine Keramik umfasst. preceramic polymer or a ceramic.
11. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei die Keramik auf der Grundlage von Polysiloxan, Polysilazan, Polycarbosilan, Silikatglas, Aluminiumsilikat oder Wasserglas gebildet ist. 11. The final corona shielding device (10) of claim 10, wherein the ceramic is formed on the basis of polysiloxane, polysilazane, polycarbosilane, silicate glass, aluminum silicate or water glass.
12. Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch Isolierende Ummante- lung für einen Dauerbetrieb bei einer elektrischen Spannung (U) ausgelegt ist, die größer als 5kV ist. 12. end corona protection device (10) according to any one of the preceding claims, wherein the electrically insulating Ummante- ment is designed for continuous operation at an electrical voltage (U), which is greater than 5kV.
13. Hochspannungsgerät, insbesondere elektrische Maschine oder Transformator, mit einer Endenglimmschutzvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. High-voltage device, in particular electrical machine or transformer, with an end corona protection device (10) according to one of the preceding claims.
14. Verfahren zum Herstellen einer wärmeleitfähigen Schicht (42) auf einem Endenglimmschutz (EGS) , mit den Schritten:14. A method for producing a thermally conductive layer (42) on an end corona shield (EGS), comprising the steps of:
- Bereitstellen eines fließfähigen Stoffgemisches , insbesondere eines Polymer-Härter-Gemisches oder eines anorganischen Polymers, für eine Matrix (44) zum Anordnen von wärmeleitfä- higen Partikeln, insbesondere Aluminiumoxid-Plättchen, auf dem Endenglimmschutz (EGS) ; - Providing a flowable mixture, in particular a polymer-hardener mixture or an inorganic polymer, for a matrix (44) for arranging thermally conductive particles, in particular aluminum oxide platelets, on the Endglimmschutz (EGS);
- Erzeugen eines Verbundwerkstoffes aus den Partikeln (46) und dem Stoffgemisch, wobei die Menge der Partikel derart ge¬ wählt ist, dass nach dem Aushärten des Stoffgemisches die Partikel zumindest 40 Gewichtsprozent des Verbundwerkstoffes ausmachen; - generating a composite of the particles (46) and the substance mixture, wherein the amount of the particles is such ge selects ¬ that after hardening of the material mixture, the particles make up at least 40 weight percent of the composite material;
- Auftragen des Verbundwerkstoffes auf den Endenglimmschutz .  - Applying the composite material to the end corona protection.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022221244A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Hyperloop Technologies, Inc. Encapsulation and shielding for a low pressure environment

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014208857A1 (en) 2014-05-12 2015-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Corona protection system for a high voltage machine, repair paint and manufacturing process
DE102015209594A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Resistance covering for corona protection of an electrical machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2362399A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a glow protection material and a glow protector with the glow protection material

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207482A (en) * 1978-11-14 1980-06-10 Westinghouse Electric Corp. Multilayered high voltage grading system for electrical conductors
WO1996026973A1 (en) * 1995-02-28 1996-09-06 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Film having excellent corona resistance and insulated wire, coil, and motor using it as insulating material
US6288341B1 (en) * 1998-02-27 2001-09-11 Hitachi, Ltd. Insulating material windings using same and a manufacturing method thereof
DE19963491A1 (en) * 1999-12-28 2001-07-05 Alstom Power Schweiz Ag Baden Process for producing high-quality insulation of electrical conductors or conductor bundles of rotating electrical machines by means of spray sintering
GB0002749D0 (en) * 2000-02-07 2000-03-29 Unilever Plc Detergent compositions
JP3843967B2 (en) * 2003-06-11 2006-11-08 三菱電機株式会社 Insulating coil manufacturing method
JP2008507594A (en) * 2004-06-15 2008-03-13 シーメンス パワー ジェネレーション インコーポレイテッド High thermal conductivity material arranged in resin
US7955661B2 (en) * 2005-06-14 2011-06-07 Siemens Energy, Inc. Treatment of micropores in mica materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2362399A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a glow protection material and a glow protector with the glow protection material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022221244A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Hyperloop Technologies, Inc. Encapsulation and shielding for a low pressure environment

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