AT394790B

AT394790B - Verfahren zur herstellung von textilien aus beschichteten glasfasern fuer hochspannungsisolierungen und solche textilien enthaltendes impraegnierbares feinglimmerband

Info

Publication number: AT394790B
Application number: AT0236989A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1989-10-16
Publication date: 1992-06-25
Also published as: ATA236989A; CH679100A5; DE3838345A1; DE3838345C2

Description

AT 394 790 B

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Textilien aus Glasfasern zur Erstellung mit Kunstharz imprägnierbarer, insbesondere im Ganztränkverfahren tränkbarer, Hochspannungsisolierungen in Elektromaschinen.

Hochspannungsisolierungen in elektrischen Großmaschinen, z. B. Turbogeneratoren, werden in der Regel hergestellt, indem zunächst die zu isolierenden Leiter mit imprägnierbaren Bändern aus Gewebe, Japanpapier od. dgl., die ggf. Glimmer enthalten, umwickelt werden. Der Wickelverband wird im Tränkverfahren mit Kunstharz imprägniert, das anschließend, z. B. durch eine Wärmebehandlung, ausgehärtet wird.

Die Verwendung von Bändern oder Schläuchen aus Glasfasertextilien zum elektrischen Isolieren und mechanischen Versteifen von Wickelköpfen einer elektrischen Maschine lehrt z. B. die DE-C-27 13 847. Die Verwendung von glimmerbeschichtetem Glasfasertextilmaterial zur Isolierung der Wicklungen in elektrischen Maschinen lehren die Schriften DE-B-22 15 206 und DE-A-32 34 792. Alle genannten Schriften betreffen Bewicklungen elektrischer Leiter, die anschließend mit härtbarem Kunstharz durchtränkt werden.

Die Vorteile, die sich bei der Verwendung von Glasfasertextilien zur Herstellung von Isolierungen in elektrischen Großmaschinen ergeben, insbesondere mechanische Festigkeit und gute Isolationseigenschaften, sind dem Fachmann bekannt. Ebenso ist es eine geläufige Methode, zur Verbesserung der Handhabbarkeit von Glasfasertextilien die Glasfasern, die bekanntlich spröde sind und leicht brechen, mit einem nachgiebigen Kunststoff zu ummanteln. Schwierigkeiten bei der Handhabung des Materials werden damit vermieden, bei weitgehender Erhaltung der vorteilhaften Eigenschaften.

Die GB-PS 2187468 gibt in der Tat Hinweise zur Herstellung imprägnierter Hochspannungsisolierungen in Elektromaschinen, wobei Glasfasertextilien in Verbindung mit Butadien-Derivaten verwendet werden.

Ein wesentliches Kriterium für die Dauerhaftigkeit eines kunstharzgetränkten Glasfasertextilmaterials besteht in der Haftfestigkeit des Tränkharzes an den Oberflächen der Glasfasern. Bei thermischen Wechselbeanspruchungen, wie sie z. B. bei Änderungen des Betriebszustandes von Elektromaschinen auftreten, ergeben sich Dehnungsspannungen zwischen Harz und Glas, die zu Ablösungen führen können, wenn nicht eine sichere, feste Verbindung von Glas und Harz erreicht wird.

Ein weiteres Problem, das beim Einbringen und Aushärten des Kunstharzes auftritt, ist die Aushärtung des Harzes, das sich zwischen den einzelnen Fasern befindet. Ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems, allerdings nicht speziell für Glasfasertextilien, sondern für die Glimmerbeschichtung eines Isolierbandes, findet sich in der DE-A-32 34 792. Es wird vorgeschlagen, die Glimmerschicht mit einem Beschleuniger für die Aushärtung des Kunstharzes, namentlich Zinknaphthenat, zu tränken. Zinknaphthenat ist allerdings ein Stoff, der bei Raumtemperatur eine hochviskose, klebrige Konsistenz aufweist. Aus diesem Grunde ist er nicht geeignet, die Handhabung von Bändern, Schläuchen od. dgl. aus Glasfasertextilien zu vereinfachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material auf der Basis von Glasfasertextilien anzugeben, das bei der Verwendung zur Herstellung von Hochspannungsisolierungen problemlos handhabbar ist, eine gute Haftfähigkeit für Kunstharz aufweist und bei der Aushärtung des Tränkhaizes eine beschleunigende Wirkung hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer eine Textilie aus Glasfasern enthaltenden, mit einem Kunstharz imprägnierten Hochspannungsisolierung für einen Leiter in einer Elektromaschine, bei welchem der Leiter mit einer Textilie aus mit einem Kautschuk-Derivat beschichteten Glasfasern umwickelt, die Textilie mit einem durch Wärmebehandlung aushärtbaren Kunstharz imprägniert und das Kunstharz mittels Wärmebehandlung ausgehärtet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Textilie aus mit einem Derivat eines chlorhaltigen Kautschuks beschichteten Glasfasern verwendet wird.

Das im Rahmen der Erfindung verwendete Derivat eines chlorhaltigen Kautschuks ist insbesondere ein Vulkanisierungsprodukt eines chlorhaltigen Kautschuks, insbesondere des Chloroprenkautschuks. Erfindungsgemäß kommen sowohl von Naturkautschuk abgeleitete als auch vollkommen künstlich hergestellte Produkte in Frage. Derivate chlorhaltiger Kautschuke sind als mehr oder weniger weiche Kunststoffe sehr gut für die Umhüllung spröder Materialien, insb. also Glas, und zur Bindung von Splittern aus solchen Materialien gut geeignet; auch weisen diese Kunststoffe eine gute Haftfähigkeit für Kunstharze auf und gewährleisten damit feste und dauerhafte Verbindungen zwischen Glas und Kunstharz.

Dabei ist von wesentlicher Bedeutung, daß chlorhaltige Kautschuke, insbesondere die Derivate des Polychloroprens, bei Erwärmung Salzsäure abspalten. Diese Salzsäure dient erfmdungsgemäß dazu, die Härtung des Tränkhaizes zu katalysieren. Die Temperatur, bei der die Salzsäureabspaltung beginnt, liegt bei etwa 120 °C. Eine effiziente Beschleunigung des Härtungsvorganges bei einer üblichen Aushärtetemperatur von etwa 150 °C ist damit gewährleistet

Die GB-PS 1562835 betrifft eine kittartige Dichtsubstanz zur Abdichtung von Kabelschächten in Häuserwänden u. dgl., die als wesentlichen Bestandteil ein viskoses, bei Raumtemperatur fließfähiges Chloro-pren-Polymerisat enthält und zur Erhöhung der Viskosität mit anorganischen Fasern, beispielsweise Glasfasern, versetzt sein kann. Die Verwendung des Chloropren-Polymerisates dient der Ertüchtigung des Kittes gegen Flammeneinwirkung, da Chloropren-Polymerisate bekanntermaßen schwer entflammbar sind. Hinweise auf chemische Reaktionen in dem Chloropren-Polymerisat unter Hitzeeinwirkung sind der Schrift nicht zu entnehmen.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung lehrt Anspruch 2, für die Beschichtung der Glasfasern Vulkanisierungsprodukte des Chloroprenkautschuks, eines Polymers des 2-Chlorbutadiens, einzusetzen.

Gemäß Anspruch 3 ist es vorteilhaft, den Gewichtsanteil der Beschichtung der erfindungsgemäß verwendeten -2-

Claims

AT 394 790 B Glasfasertextilie auf einen Wert zwischen 1 % und 4 % zu bemessen. In spezieller Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird in Anspruch 4 ein glimmerhaltiges Isolierband vorgestellt, das aus einer im Sinne der Erfindung beschichteten Glasfasertextilie als Träger, einer Glimmerschicht und einem Kleber, der Träger und Glimmerschicht verbindet, besteht. Die Glimmerschicht kann dabei, gemäß der in der DE-A-32 34 792 gegebenen Lehre, mit einer Substanz getränkt sein, die die Härtung des später einzubringenden Tränkharzes beschleunigt. Ein solches Feinglimmerband weist sowohl hinsichtlich der Handhabbarkeit als auch hinsichtlich der Güte der damit herzustellenden Isolation hervorragende Eigenschaften auf. Als Variante des beschriebenen Feinglimmerbandes wird in Anspruch 5 ein glimmerhaltiges Isolierband vorgeschlagen, bei dem das für die Beschichtung der Glasfasern des Trägers verwendete Material zugleich als Kleber für die Verbindung von Träger und Glimmerschicht eingesetzt wird. Zusätzlich ergibt sich damit die Einsparung einer speziellen Klebersubstanz. Anspruch 6 lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines imprägnierbaren Feinglimmerbandes gemäß Anspruch 4. Es wird vorgeschlagen, die Beschichtung der Glasfasern in der Weise durchzuführen, daß eine Textilie aus unbeschichteten Glasfasern mit der Lösung eines Derivates von chlorhaltigem Kautschuk in einem verdunstbaren Lösungsmittel imprägniert und anschließend das Lösungsmittel abgedunstet wird, worauf das Aufbringen der Glimmerschicht auf den Träger unter Zuhilfenahme eines Klebers erfolgt. Anspruch 7 lehrt ein Verfahren zur Herstellung eines imprägnierbaren Feinglimmerbandes nach Anspruch 5, bei dem die als Träger dienende Textilie aus unbeschichteten Glasfasern derart mit einer Lösung von Derivaten von chlorhaltigem Kautschuk in einem verdunstbaren Lösungsmittel imprägniert wird, daß auf einer Seite des Trägers ein Überschuß der Lösung verbleibt; auf diese überschüssige Beschichtungssubstanz wird anschließend ohne Einsatz eines weiteren Klebers die Glimmerschicht aufgebracht. Dabei wird in vorteilhafter Weise die Tatsache ausgenutzt, daß Lösungen von Kunststoffen in geeigneten Lösungsmitteln während des Abdunstens des Lösungsmittels eine klebrige Phase durchlaufen. Ein erfindungsgemäßes Feinglimmerband ist in der Zeichnung dargestellt; die einzige Figur zeigt ein Glimmerband, bestehend aus einer im Sinne der Erfindung beschichteten Glasfasertextilie, in diesem Fall Glasseide, einem Kleber (K), der laut Anspruch 5 in der Substanz bestehen kann, die zum Beschichten der Glasfasern verwendet wurde, und einer Glimmerschicht (G), die, wie bereits erwähnt, neben Glimmer auch eine bekannte, die Härtung des Tränkharzes beschleunigende Substanz enthalten kann, wie z. B. Zinknaphthenat. Der Kleber (K) kann ebenfalls Zinknaphthenat sein, wie es sich aus der DE-A-32 34 792 ergibt. Die Erfindung ermöglicht eine besonders einfache und sichere Erstellung von Hochspannungsisolierungen, die bei hoher Belastbarkeit ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften aufweisen. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung einer eine Textilie aus Glasfasern enthaltenden, mit einem Kunstharz imprägnierten Hochspannungsisolierung für einen Leiter in einer Elektromaschine, bei welchem der Leiter mit einer Textilie aus mit einem Kautschuk-Derivat beschichteten Glasfasern umwickelt wird, die Textilie mit einem durch Wärmebehandlung aushärtbaren Kunstharz imprägniert wird und das Kunstharz mittels Wärmebehandlung ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Textilie aus mit einem Derivat eines chlorhaltigen Kautschuks beschichteten Glasfasern verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus einem Chloropren-kautschuk-Vulkanisierungsprodukt besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der Beschichtung am Gewicht der beschichteten Glasfasern zwischen 1 % und 4 % beträgt.
4. Imprägnierbares Feinglimmerband zur Verwendung bei der Herstellung einer mit einem Kunstharz getränkten Hochspannungsisolierung einer Elektromaschine, bestehend aus einer Textilie aus Glasfasern als Träger, einer Glimmerschicht und einem Kleber zur Verbindung von Träger und Glimmerschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern mit einem Derivat eines chlorhaltigen Kautschuks beschichtet sind.
5. Imprägnierbares Feinglimmerband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß überschüssig auf eine Seite des Trägers (T) aufgebrachtes, zur Beschichtung der Glasfasern verwendetes Derivat von chlorhaltigem Kautschuk zugleich als Kleber (K) für die Glimmerschicht (G) dient. -3- AT 394 790 B
6. Verfahren zur Herstellung eines imprägnierbaren Feinglimmerbandes nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) die Glasfasertextilie wird mit der Lösung eines Derivats von chlorhaltigem Kautschuk in einem verdunstbaren Lösungsmittel imprägniert; b) nach dem Abdunsten des Lösungsmittels wird mittels eines Klebers (K) die Glimmerschicht (G) auf den Träger (T) aufgebracht 5
7. Verfahren zur Herstellung eines imprägnierbaren Feinglimmerbandes nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) die als Träger (T) dienende Glasfasertextilie wird mit einer Lösung von Derivaten von chlorhaltigem Kautschuk in einem verdunstbaren Lösungsmittel imprägniert, wobei auf einer Seite des Trägers (T) ein Überschuß der Lösung verbleibt; b) vor dem vollständigen Abdunsten des Lösungsmittels wird 10 auf die mit der Lösung versehene Seite des Trägers (T) die Glimmerschicht (G) aufgebracht 15 Hiezu 1 Blatt Zeichnung .4.