AT207486B

AT207486B - Verfahren zum Isolieren elektrischer Spulen, Wicklungen, Maschinen und Apparate für Hochspannungsbetrieb

Info

Publication number: AT207486B
Application number: AT605758A
Authority: AT
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1957-10-07
Filing date: 1958-08-29
Publication date: 1960-02-10

Description

Verfahren zum Isolieren elektrischer Spulen, Wicklungen,
Maschinen und Apparate für Hochspannungsbetrieb
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isolieren elektrischer Spulen, Wicklungen,
Maschinen und Apparate für Hochspannungsbetrieb.

Das Verfahren zum Isolieren elektrischer Spulen, Wicklungen, Maschinen oder Apparate für Hoch- spannungsbetrieb schliesst gewöhnlich eine Imprägnierung oder ein Umgiessen der zu isolierenden Objekte mit Asphalt oder einem Kunststoff ein. Die Imprägnierung bzw. das Umgiessen bezweckt, möglichst alle in der Isolierung vorkommenden Hohlräume auszufüllen und damit der Isolierung gute elektrische und mechanische Eigenschaften zu geben. Um eine gute Ausfüllung zu erreichen, wird die Imprägnierung bzw. das Umgiessen gewöhnlich in Vakuum und unter Verwendung von Asphalt oder einem lösungsmittelfreien Kunststoff vorgenommen. Eine unvollständige Ausfüllung hat zur Folge, dass Glimmen, d. h. elektrische Gasentladungen, in den noch verbliebenen Hohlräumen der Isolierung auftritt, wenn diese einer elektrischen Beanspruchung ausgesetzt wird.

Durch solches Glimmen werden die Isoliermaterialien angegriffen und damit die Isolierung bereits bei einer elektrischen Beanspruchung zerstört, die wesentlich niedriger ist als diejenige, die die Isolierung aushalten könnte, wenn keine Hohlräume vorliegen wurden. Durchschlag und andere elektrische Fehler treten daher in einer mangelhaft ausgefüllten Isolierung nach bedeutend kürzerer Zeit und bei niedrigeren Beanspruchungen auf als in einer vollständig ausgefüllten Isolierung.

Um eine gute Ausfüllung von Isolierungen bei Imprägnierung oder Umgiessen in Vakuum mit lösungsmittelfreien flüssigen Materialien zu erhalten, hat man bis jetzt bei einem niedrigsten Druck von O. 1 bis 10 Torr gearbeitet. Gewöhnlich arbeitet man'in der elektrotechnischen Industrie in einem Druckbereich, den man als 0-99, 5% Vakuum zu bezeichnen pflegt. Nach wissenschaftlichem Sprachgebrauchbezeichnet man Vakuum von 760 Torr bis 1 Torr als Grobvakuum, während Vakuum im Bereich 1 - 10-1 Torr Feinvakuum und Vakuum im Bereich 10-3-10-6 Torr Hochvakuum genannt wird. Als Imprägnier- bzw.

Giessmaterial sind in erster Linie Asphalt, ungesättigte Polyesterharze und Epoxyharze verwendet worden.

Ein oft verwendetes Verfahren für die Herstellung z. B. einer isolierten Hochspannungsspule besteht darin, einen aus einzelnen Teilleitern zusammengesetzten Leiter mit mehreren Lagen von Glimmerband, bestehend aus an einem Trägermaterial befestigten Glimmerschuppen, zu umwickeln, die umwickelte Spule in ein Vakuumgefäss einzubringen, um danach zuerst durch Evakuieren auf einen Druck im vorgenannten Bereich von 0, 1 bis 10 Torr Feuchtigkeit, Gase und andere flüchtige Bestandteile zu entfernen, danach die Wicklung unter Vakuum mit einem lösungsmittelfreien Imprägniermittel zu durchtränken und schliesslich die Spule aus dem Vakuumgefäss zu entnehmen und ihr durch Pressen, gewöhnlich unter Wärmezufuhr, ihre endgültige Form zu geben.

Indessen hat sich erwiesen, dass Isolierungen, die unter Anwendung der bisher gebräuchlichen Trocknungs- und Imprägnierbedingungen hergestellt worden sind, den Nachteil haben. dass die Ausfüllung von Hohlräumen ungenügend ist. Wenn die. Isolierungen hohen elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt werden, tritt in den verbliebenen Hohlräumen Glimmen auf.

Ein anderer Nachteil solcher Isolierungen ist, dass die Bindung zwischen Imprägniermittel bzw. Giessmaterial einerseits und den übrigen eingehenden Materialien anderseits in vielen Fällen ungenügend ist.

Es hat sich erwiesen, dass man diese Nachteile der früher hergestellten Isolierungen vermeiden kann und dass Isolierungen mit verbesserter Beständigkeit gegen Glimmen und verbesserter Bindung zwischen

den die Isolierungen bildenden Bestandteilen hergestellt werden können.

Gemäss vorliegender Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die zu imprägnierenden oder zu umgiessenden elektrischen Spulen, Wicklungen, Maschinen oder Apparate zuerst einer Vakuumtrocknung bei einem Druck von höchstens 10-2 Torr, vorzugsweise höchstens 10-S Torr, unterworfen werden und danach unter Vakuum imprägniert oder umgossen werden mit einem bei der Imprägnier-bzw. Umgiesstemperatur flüssigen Material mit solchen Eigenschaften, dass alle Bestandteile des Materials bei der genannten Temperatur einen Sättigungsdampfdruck haben, der niedriger als 10-1 Torr ist, wobei dieses Material vor der Imprägnierung. bzw.

dem Umgiessen bei einem Druck entgast worden ist, der niedriger ist als 10-1 Torr, aber mindestens etwas höher als der Sättigungsdruck des leichtflüchtigsten Bestandteiles. Das flüssige Material kann am Ende der Imprägnierungs-bzw. Giessperiode einem Überdruck ausgesetzt werden. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des verwendeten flüssigen Materials können sich die Bedingungen bei der Imprägnierung bzw. dem Umgiessen verschieden gestalten. Wenn alle Bestandteile des Materials einen Sättigungsdampfdruck haben, der niedriger als der bei der Trocknung verwendete Druck ist, kann alles Material nach einer separaten Entgasung in einem Arbeitsgang in das verwendete Vakuumgefäss eingeführt werden.

Die Entgasung, die in einer besonderen Vorrichtung vorgenommen wird, wird bei einem Vakuum gleich dem erwähn- ten, für die Trocknung erforderlichen Vakuum ausgeführt. Die Entgasung bezweckt, das flüssige Material von gelösten Gasen und unerwünschten leichtflüssigen Stoffen zu befreien, die eine Verschlechterung des Vakuums im Vakuumgefäss verursachen würden. Wenn anderseits das flüssige Material Bestandteile enthält, deren Sättigungsdampfdrücke niedriger als 10-1 Torr, aber höher als der Druck sind, der bei der Vakuumtrocknung angewendet wird. wird das Material nach einer separaten Entgasung bei einem Druck, der etwas höher als der Sättigungsdampfdruck des leichtflüchtigsten Bestandteils ist, in das Vakuumgefäss in zwei Etappen eingeführt.

In der ersten Etappe wird dabei ein kleinerer Teil des flüssigen Materials oder seines leichtfltich- tigsten Bestandteiles eingeführt, so dass das Gefäss mit dabei abgegebenen Dämpfen gesättigt wird. Nach erfolgtem Druckausgleich wird dann der Rest eingeführt. Während der nachfolgenden Druckperiode tritt Kondensation von in der Isolierung eingeschlossenen Dämpfen ein, wodurch die Ausfüllung annähernd ebenso gut wird wie bei Verwendung eines flüssigen Materials mit einem Sättigungsdampfdruck, der niedriger als der bei der Trocknung verwendete Druck ist.

Dass die Ausfüllung in dem zuletzt dargelegten Fall etwas schlechter wird, hat zur Ursache, dass das flüssige Material nicht bei demselben niedrigen Druck entgast werden kann, wie dem, der bei der Trocknung zur Anwendung kommt, weshalb kleine Gasmengen mit dem flüssigen Material in das Vakuumgefäss mit hineingeraten.
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lierung eingehenden Materialien erklärt sich so, dass ausser normal flüchtigen Bestandteilen auch molekular adsorbierte Wasserschichten bei den angewandten Trocknungsbedingungen entfernt werden.

Als flüssige Materialien für Imprägnierungen und Umgiessungen gemäss dem neuen Verfahren können Asphalt und lösungsmittelfreie thermoplastische und vollständig reaktionsfähige härtbare Kunststoffe verwendet werden. Unter besonders geeigneten härtbaren Kunststoffen können Epoxyharze und ungesättigte Polyesterharze, die hochsiedende Monomere, wie z. B. Diallylphthalat, enthalten, genannt werden. Sowohl härtbare als auch thermoplastische Kunststoffe können mit Füllstoffen, wie z. B. Quarzmehl, versetzt werden. Übrige die Isolierung bildende Isoliermaterialien, die z. B. aus Papier, Glimmer, Glasfaserprodukte usw. bestehen können, sollen in einer solchen Weise eingebracht sein. dass das Eindringen des flüssigen Materials in die Isolierung nicht unnötigerweise erschwert wird.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Isolieren elektrischer Spulen, Wicklungen, Maschinen und Apparate für Hochspannungsbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte bei einem Druck von höchstens 10-2 Torr, vorzugsweise höchstens 10-3 Torr, getrocknet werden, dass die vakuumgetrockneten Objekte unter Vakuum imprägniert oder umgossen werden mit einem bei der Imprägnierungs- bzw. Umgiesstemperatur flüssigen Material. dessen Bestandteile bei der genannten Temperatur einen Sättigungsdampfdruck haben, welcher niedriger als 10-1 Torr ist, wobei dieses Material vor der Imprägnierung bzw. dem Umgiessen bei einem Druck entgast worden ist, der niedriger ist als 10-1 Torr, aber mindestens etwas höher als der Sättigungsdampfdruck des leichtflüchtigsten Bestandteiles.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile des flüssigen Materials einen Sättigungsdampfdruck haben, der niedriger ist als der bei der Trocknung verwendete Druck und dass die Entgasung bei einem Druck ausgeführt wird, der wenigstens ebenso niedrig wie der bei der Trocknung verwendete Druck ist. <Desc/Clms Page number 3>

3. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Material teilweise Bestandteile enthält, deren Sättigungsdampfdrücke niedriger als 10-1 Torr, aber höher als der bei der Trocknung verwendete Druck sind, dass das Material bei einem Druck entgast worden ist, der etwas höher als der Sättigungsdampfdruck des leichtflüchtigsten Bestandteiles ist, und dass eine kleinere Menge des entgasten, flüssigen Materials oder seines leichtflüchtigsten Bestandteiles in das verwendete Vakuumgefäss eingeführt wird, ehe die Hauptmenge des flüssigen Materials eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Material ein an sich als Imprägnier-und Giessmaterial bekannter lösungsmittelfreier, vollständig reaktionsfähiger härtbarer Kunststoff ist.

5. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Material ein an sich als Imprägnier-und Giessmaterial bekannter lösungsmittelfreier thermoplastischer Kunststoff ist.

6. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Material aus an sich als Imprägnier- und Giessmaterial bekanntem Asphalt besteht.

7. Verfahren nach Anspruch l, 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Material an sich als Zusatzmittel für Kunststoffe bekannte Füllstoffe enthält.