CH296448A - Method for insulating high-voltage windings in electrical machines. - Google Patents

Method for insulating high-voltage windings in electrical machines.

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CH296448A
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Oerlikon Maschinenfabrik
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Oerlikon Maschf
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

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Description

  

  Verfahren zum Isolieren von     Hochspannungswicklungen    elektrischer     Maschinen.            Gegenstand    der vorliegenden Erfindung  ist ein Verfahren zum Isolieren von Hoch  spannungswieklungen elektrischer Maschinen.  



  Die üblichen     Mikafolium-Isolationen    mit.       Seliellaek    oder Asphalt als Bindemittel ge  nügen heute den erhöhten thermischen und  mechanischen Beanspruchungen der Hoch  spannungswicklungen elektrischer Grossma  schinen nicht mehr. Insbesondere in Genera  toren mit grosser Eisenbreite treten starke       Schubbeanspruchungen    in den     Nuteninsolatio-          nen    auf, die einerseits auf die Temperatur  differenz zwischen Kupfer und Isolation und  anderseits auf die Verschiedenheit der linea  ren     Wärmedehnungskoeffizienten    der beiden  Materialien zurückzuführen sind.  



  Sowohl Schellack als auch     Asphalt-1Vlika-          foliuni    setzt bei     Kupfer-Temperaturen    von  über 100  C diesen     Schubbeansprueliungen     keinen Widerstand mehr entgegen, so dass  zum Beispiel die     Nutenisolation        vorn    Kupfer  gestaucht werden kann. Gleichzeitig erfolgt  ein Aufblähen der Isolation und damit eine  wesentliche Verschlechterung der     dielektri-          sehen    Eigenschaften.  



  Zur Vermeidung dieser Nachteile werden  nach dem Verfahren gemäss Erfindung mit  dem Leitersystem der Wicklung und unter  einander mehrere Isolierstoffe mittels eines  bei der Verarbeitung flüssigen bis schwerflüs  sigen und später aushärtenden Bindemittels  zu einem mechanisch festen Körper verbun  den, dessen Isolationsteil die infolge der ver  schiedenen     Wärmeausdehnungskoeffizienten     der Stoffe des gebildeten Körpers bei Tem-         peraturen,    welche von der bei der Herstel  lung des Körpers vorhandenen Temperatur  verschieden sind, auftretenden mechanischen       Spannungen    ohne irreversible Veränderungen  elastisch aufnehmen kann.

   Auf diese     Weise     lässt sich eine Wicklungsisolation erzielen, die  in sich und mit dem Kupfer gut verklebt ist  und den mechanischen Beanspruchungen  standhält. Die mechanischen Spannungen,  hervorgerufen durch die Wärmedehnungen  des     Wicklungsleiters,    werden von     auspoly-          merisierten    Bindemitteln elastisch aufgenom  men, so dass eine plastische Deformation der  Isolation und damit ein Aufquellen und     me-          ehanische    Zerstörungen vermieden werden.  



  Ein     Ausführungsbeispiel    des Verfahrens  nach der Erfindung ist zum Beispiel das fol  gende Verfahren:  Auf eine Papierbahn wird als     härtbares     Bindemittel ein flüssiges, wärmehärtendes       Äthoxylinharz    aufgestrichen und mit Glimmer  splittings überdeckt. Über die Splittings wird  eine weitere Bindemittelschicht gespritzt und  das so erhaltene Isolationsmittel derart ge  trocknet, dass das Bindemittel noch nicht aus  härtet. Zum Isolieren eines einzelnen Leiters  oder eines ganzen Leitersystems wird das Iso  lationsmittel auf einer Wärmeplatte so weit  erhitzt, dass allfällige Lösungsmittel im Binde  mittel abdampfen und der     zähklebrige   <B>Zu-</B>  stand wieder erreicht wird.

   Die Temperatur  der Wärmeplatte wird so gewählt, dass kein  Polymerisieren des Bindemittels stattfinden       kann.    Das Isolationsmittel wird     nun    um das  Leitersystem gewickelt, bis die erforderliche      Dicke der Isolation vorhanden ist. Beim W     ik-          keln    wird darauf geachtet, dass sich jede  nachfolgende Lage ohne Lufteinschlüsse mit  der vorhergehenden verklebt. In einer Presse  wird dann die Isolation     in,    ihre definitive Form  gepresst und anschliessend mit erhöhter Tem  peratur ausgehärtet.  



  Als mit, der Leiteranordnung und unter  einander zu verbindende Isolierstoffe können  ausser Papier und     glimmerähnlichen    Stoffen  auch zum Beispiel Glasgewebe und Kunst  harzfolien verwendet werden.  



  Durch Anstreichen des Leitersystems mit.  einem     härtbaren    Kunstharz kann eine Klebe  zone zwischen dem Leitersystem und der Iso  lation geschaffen     werden.    Die Klebezone kann  vor dem     Aufwälzen    der Isolation     auspoly        meri-          siert    werden.  



  Es kann von Vorteil sein, die Isolation aus       härtbarem        Kunstharz-Alikafolium    in mehre  ren Arbeitsgängen auf die Klebezone     aufzu-          wälzen,    in der Weise, dass zuerst nur wenige  Umgänge     aufgewälzt    und festgezogen werden.  Nach dem     Aufwälzen    der ersten Isolations  schicht aus     Kunstharz-Mikafolium    kann diese  Isolationsschicht     auspolymerisiert    werden.

    Auf diese ausgehärtete erste Isolationsschicht  kann dann eine zweite, die Hauptisolations  schicht, in üblicher     -#Veise        aufgewälzt    und     aus-          gehärtet    werden. Sowohl die erste Isolation       als    auch die ganze     Kunstharzisolation    können  unter Vakuum ausgehärtet werden.  



  Zwischen die erste Isolationsschicht und  die     Hauptisolationsschicht    kann eine Steuer  folie aus leitendem Material eingelegt werden,  welche bestimmt ist, im Betriebe der Ma  schine das Potential des Wicklungsleiters     zii     erhalten.    den werden, dessen Isolationsteil die in  folge der verschiedenen     Wärmeausdehnungs-          koeffizienten    der Stoffe des gebildeten Kör  pers bei Temperaturen, welche von der bei der       I-Ierstellung    des Körpers vorhandenen Tem  peratur verschieden sind, auftretenden me  chanischen Spannungen, ohne     irreversible    Ver  änderungen elastisch aufnehmen kann.  



  UNTERANSPRÜCHE:  1. Verfahren nach Patentanspruch, da  durch gekennzeichnet, dass als Isolierstoffe  Glimmer, Glasgewebe und Papier verwendet  werden.  



       \?.    Verfahren nach Patentanspruch, da  durch gekennzeichnet, dass durch Anstreichen       des    Leitersystems mit einem     härtbaren    Kunst  harz eine Klebezone zwischen dem Leiter  system und der Isolation geschaffen wird.  



  3. Verfahren nach U     nteransprueh    2, da  durch gekennzeichnet, dass die Klebezone vor  dem     Aufwälzen    der Isolation     auspolymerisiert     wird.  



  4. Verfahren nach Patentanspruch, da  durch gekennzeichnet,     da.ss    eine Isolation aus       härtbarem        Kunstharz-Mikafolium    in mehreren  Arbeitsgängen auf die Klebezone     aufgewälzt     wird, in der Weise, dass zuerst nur wenige  Umgänge     aufgewälzt    und festgezogen werden.  



  5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da  durch gekennzeichnet, dass nach dem Auf  wälzen der ersten Isolationsschicht aus     Kunst-          ha.rz-Mikafolium    diese Isolationsschicht aus  polymerisiert wird.  



  6. Verfahren nach U     nteransprucli    5, da  durch gekennzeichnet, dass die erste Isola  tionsschicht unter Vakuum ausgehärtet wird.  



  7. Verfahren nach Unteranspruch 4, da  durch. gekennzeichnet, dass auf die erste Iso  lationsschicht eine Steuerfolie aus leitendem  Material aufgelegt wird, zum Zwecke, dieser  Steuerfolie im Betriebe der Maschine das Po  tential des     Wicklungsleiters    erteilen zu können.  



  B. Verfahren nach Patentanspruch, da  durch gekennzeichnet, dass das Aushärten der  ganzen     Kunstharzisolation    unter Vakuum er  folgt.



  Method for insulating high-voltage windings in electrical machines. The present invention relates to a method for isolating high-voltage vibrations in electrical machines.



  The usual mikafolium insulation with. Seliellaek or asphalt as binders are no longer sufficient for the increased thermal and mechanical stresses of the high-voltage windings of large electrical machines. Particularly in generators with a large iron width, strong shear stresses occur in the slot insolations, which are attributable on the one hand to the temperature difference between copper and insulation and on the other hand to the difference in the linear thermal expansion coefficients of the two materials.



  Both shellac and asphalt-1Vlika-foliuni no longer offer any resistance to these shear stresses at copper temperatures of over 100 C, so that, for example, the groove insulation on the copper can be compressed. At the same time, there is an expansion of the insulation and thus a significant deterioration in the dielectric properties.



  To avoid these disadvantages, according to the method according to the invention with the conductor system of the winding and among each other, several insulating materials by means of a liquid to difficult-to-flow and later hardening binder verbun to form a mechanically solid body, the insulating part of which is due to the different thermal expansion coefficients Substances of the formed body can elastically absorb mechanical stresses that occur at temperatures which are different from the temperature prevailing when the body was manufactured without irreversible changes.

   In this way, a winding insulation can be achieved that is well glued in itself and with the copper and withstands the mechanical loads. The mechanical stresses caused by the thermal expansion of the winding conductor are elastically absorbed by polymerized binders, so that plastic deformation of the insulation and thus swelling and mechanical destruction are avoided.



  An embodiment of the method according to the invention is, for example, the fol lowing method: A liquid, thermosetting ethoxylin resin is brushed onto a paper web as a hardenable binder and covered with mica splitting. Another layer of binding agent is sprayed over the splitting and the insulating agent thus obtained is dried in such a way that the binding agent does not yet harden. To insulate an individual conductor or an entire conductor system, the insulating agent is heated on a hotplate to such an extent that any solvents in the binding agent evaporate and the sticky state is achieved again.

   The temperature of the hot plate is chosen so that no polymerisation of the binder can take place. The insulation material is now wrapped around the conductor system until the required insulation thickness is present. When wrapping, care is taken to ensure that each subsequent layer sticks to the previous one without air inclusions. The insulation is then pressed into its final shape in a press and then cured at an elevated temperature.



  In addition to paper and mica-like substances, glass fabric and synthetic resin films, for example, can also be used as insulating materials to be connected to the conductor arrangement and one another.



  By painting the ladder system with. A hardenable synthetic resin can be used to create an adhesive zone between the conductor system and the insulation. The adhesive zone can be polymerized out before the insulation is rolled on.



  It can be advantageous to roll the insulation made of hardenable synthetic resin alikafolium onto the adhesive zone in several work steps, in such a way that only a few turns are rolled on and tightened at first. After the first insulation layer made of synthetic resin micafolium has been rolled on, this insulation layer can be polymerized.

    A second, the main insulation layer, can then be rolled onto this hardened first insulation layer in the usual way and hardened. Both the first insulation and the entire synthetic resin insulation can be cured under vacuum.



  Between the first insulation layer and the main insulation layer, a control film made of conductive material can be inserted, which is intended to receive the potential of the winding conductor zii when the machine is in operation. The insulation part of which can elastically absorb the mechanical stresses that occur as a result of the different coefficients of thermal expansion of the substances of the formed body at temperatures that are different from the temperature present when the body was created, without irreversible changes .



  SUBClaims: 1. Method according to claim, characterized in that mica, glass fabric and paper are used as insulating materials.



       \ ?. Method according to claim, characterized in that an adhesive zone is created between the conductor system and the insulation by painting the conductor system with a hardenable synthetic resin.



  3. The method according to U nteransprueh 2, characterized in that the adhesive zone is polymerized out before the insulation is rolled on.



  4. The method according to claim, characterized in that an insulation made of curable synthetic resin micafolium is rolled onto the adhesive zone in several operations, in such a way that first only a few turns are rolled and tightened.



  5. The method according to dependent claim 4, characterized in that after rolling on the first insulation layer made of synthetic ha.rz-Mikafolium, this insulation layer is polymerized.



  6. The method according to sub-claims 5, characterized in that the first insulation layer is cured under vacuum.



  7. The method according to dependent claim 4, as through. characterized in that a control film made of conductive material is placed on the first insulation layer for the purpose of being able to give this control film the potential of the winding conductor when the machine is in operation.



  B. The method according to claim, characterized in that the curing of the entire synthetic resin insulation under vacuum it follows.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zum Isolieren von Hochspan nungswicklungen elektrischer Maschinen, da durch gekennzeichnet, dass mit dem Leiter system der Wicklung und untereinander mehrere Isolierstoffe mittels eines bei der Verarbeitung flüssigen bis schwerflüssigen und später aushärtenden Bindemittels zu einem mechanisch festen Körper verbiin- PATENT CLAIM A method for insulating high-voltage windings of electrical machines, characterized in that several insulating materials are connected to the conductor system of the winding and to each other by means of a binding agent that is liquid to heavy and later hardens to form a mechanically solid body.
CH296448D 1953-03-19 1953-03-19 Method for insulating high-voltage windings in electrical machines. CH296448A (en)

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