Durchführung für Hochspannung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung befasst sich mit der Verbesserung einer isolierten Durchführung, beispielsweise für Schalter, Generatoren, Kondensatoren und derglei chen, die imstande ist, hohe Spannungen aufzuneh men und elektrische Ströme grosser Stärke zu führen.
Es ist bekannt, Durchführungen für Hochspan nung mit Porzellan zu umkleiden. Nachteilig ist hier bei, dass sich während des Betriebes leicht Risse in den aus Porzellan bestehenden Überwürfen der Durch führungen ergeben. Ausserdem besteht die Gefahr, dass die Porzellanüberwürfe zerbrechen. Man hat daher bereits versucht, bei elektrischen Geräten, wie sie eine Durchführung darstellt, das Porzellan bei spielsweise durch ein Giessharz zu ersetzen.
Bei den bekannten Ausführungen dieser Art wurde das Giessharz unmittelbar auf den aus Metall bestehenden Leiter der Durchführung gegossen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auf diese Weise herge stellte Giessharzdurchführungen nicht zufriedenstel lend arbeiten, und zwar sind insbesondere die elek trischen Eigenschaften einer solchen Giessharzdurch- führung unbefriedigend.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile ver mieden. Gemäss der Erfindung wird der Leiter der Durchführung von einer thermoelastischen Glimmer isolation umgeben, die vollständig von einem ausge härteten Giessharzkörper umfasst ist. Vorteilhafter weise besteht die thermoelastische Glimmerisolation aus auf eine Folie oder ein Band als Unterlage auf gebrachten Glimmerblättchen und ist mit einem aus- härtbaren, vollständig reaktionsfähigen Tränkharz ge tränkt.
Dieser unmittelbar auf dem Leiter der Durch führung befindliche Glimmerbandwickel wird dann von einem Giessharzkörper umfasst, der neben einer zusätzlichen elektrischen Isolation gleichzeitig als mechanische Stütze dient.
Wesentlich für die Erfindung ist also erstens das unmittelbare Aufbringen einer wirksamen, thermo- elastischen Glimmerisolation auf die äussere Ober fläche des Leiters der Durchführung und zweitens die vollständige Bedeckung dieses getränkten Glim- merbandwickels mit einem aushärtbaren Giessharz.
Der Leiter der Durchführung hat zweckmässig mit Gewinde versehene Enden, die aus dem Giess harzkörper herausragen und an die elektrische Leiter angeschlossen werden können.
Das für den Glimmerbandwickel verwendete Band bzw. die verwendete Folie -kann hinsichtlich ihrer Breite beliebig gewählt werden und wird in einer ausreichenden Anzahl von Lagen aufgebracht, um die Spannung auszuhalten, die während des Betriebes an der Durchführung liegt. Im allgemeinen genügen 10 bis 50 Lagen Glimmerband, wobei jede Lage eine durchschnittliche Stärke von 0,2 bis 0,3 mm hat.
An Hand der Fig. 1 bis 4 ist die Erfindung bei spielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt das Umwickeln eines Leiters einer Durchführung mit einem Glimmerisolierband.
Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen zum Tränken des Glimmerbandwickels dienender Behälter. Fig. 3 gibt einen Querschnitt einer Giessform wie der, die zur Herstellung des den thermoelastischen Glimmerbandwickel umfassenden Giessharzkörpers dient.
Fig. 4 zeigt eine gemäss der Erfindung hergestell ten Durchführung.
Häufig ist es zweckmässig, eine oder mehrere metallische Folien zwischen die Lagen des Glimmer bandwickels zu wickeln, um die Spannungsbeanspru chung abzustufen, so dass sich eine Kondensator durchführung ergibt.
Für eine gemäss der Erfindung ausgebildete Durch führung eignen sich die Glimmerbänder, die nach einer der bisher gebräuchlichen Methoden hergestellt sind, nicht, da die hierbei für die Glimmerblättchen verwendeten Bindemittel, wie z. B. Schellack, Alkyd- harze oder Asphalt, ein Band ergeben, das sich mit einem vollständig reaktionsfähigen Tränkharz nicht befriedigend tränken lässt; vielmehr ergeben sich dabei Gas- oder Lufteinschlüsse im Glimmerband, die Koronaerscheinungen zur Folge haben und sich auch sonst störend bemerkbar machen.
Vorzugsweise wird ein Glimmerband oder eine Glimmerfolie ver wendet, dessen bzw. deren Glimmerblättchen durch ein flüssiges Klebharz zusammengeklebt sind, das bei 25 C eine Viskosität von 25 bis<B>10000</B> Poise hat. Dieses Klebharz kann vollständig aus einem oder mehreren flüssigen Harzpolymeren der angegebenen Viskosität bestehen, oder es kann Polymerisate ent halten, die durch den Zusatz von Weichmachern flüs sig gemacht worden sind.
Solche Klebharze sind bei Zimmertemperatur und bei allen Betriebstempera turen der Durchführungen, bei denen sie verwendet werden, stabil und verhältnismässig wenig flüchtig und depolymerisieren nicht, so dass damit hergestellte Glimmerisolationen bewegt, gelagert und verwendet werden können, ohne ihre Eigenschaften zu ändern.
In der nachfolgenden Tabelle I sind einige Bei spiele von Kelbharzen angegeben, die zur Herstellung von gemäss der Erfindung verwendeten Glimmer bändern oder Glimmerfolien benutzt werden können.
EMI0002.0012
<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Mittleres <SEP> Prozent
<tb> Molekular- <SEP> Bindemittel
<tb> gewicht <SEP> im <SEP> Band
<tb> Polymethylmethacrylat <SEP> 1000 <SEP> 10
<tb> Poly-a-methylstyrol <SEP> 4000 <SEP> 16,4
<tb> Polystyrol <SEP> 1500 <SEP> 11,2
<tb> Cumaron-Inden <SEP> 1000 <SEP> 6
<tb> Poly-a-methylstyrol <SEP> 3000 <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 25
<tb> Polymerisate <SEP> aus <SEP> Styrol <SEP> und
<tb> Cumaronmischungen <SEP> 6000 <SEP> 8 Auch Methyl-,
Phenyl- und Vinylgruppen ent haltende Polysiloxane ergeben ausgezeichnete Glim- merbänder, die sich zur Herstellung einer Durch führung gemäss der Erfindung eignen.
Ein anderes geeignetes Glimmerband, das in Durchführung der Erfindung verwendet werden kann, wird mit einem Klebharz hergestellt, das aus 15 bis 75 Gew.o/o Polystyrol mit einem Molekulargewicht zwischen 30000 und 250000 und aus 85 bis 25 Gew.o/o eines Weichmachers aus der Gruppe der flüssigen polyzyklischen Kohlenwasserstoffe besteht, die oberhalb 270 C sieden und bei 25 C eine Visko sität zwischen 0,5 und 5 Poise haben und die aus der Gruppe der zu mindestens 4011/o hydrierten Ter- penyle oder der Mono-,
Di- und Polyamylnaphthaline stammen.
Das zu verwendende Glimmerband bzw. -foiie hat eine feste Unterlage, damit die Glimmerblättchen leichter verarbeitet und fester um den Leiter der Durchführung gewickelt werden können. Um mög lichst widerstandsfähige Glimmerbänder bzw. -folien herzustellen, empfiehlt es sich, die Glimmerblättchen mit dem flüssigen Klebharz auf der Unterlage zu verkleben und abschliessend eine biegsame Folie dar überzukleben.
Als biegsame Unterlage kann beispielsweise Reis papier oder superkalandriertes Manilapapier oder auch anderes Papier verwendet werden. Solche Pa piere stehen in einer Stärke von etwa 2 bis 3 ,u. zur Verfügung. Die Unterlage kann aber auch aus ande ren Materialien bestehen, beispielsweise aus Glas gewebe, Asbestgewebe, Asbestpapier oder aus Baum wollgewebe. Das Asbestpapier kann aus gewöhnlichem gemahlenem Asbest bestehen, dem kleine Mengen Cellulosefasern beigemengt sind, oder es kann aus Asbest gemacht sein, das zu einer äusserst feinen Zerkleinerung der Asbestfasern in der Kugelmühle gemahlen worden ist, was oft mikrofeines Asbest genannt wird.
Auch Kunstharzfolien oder Kunstharz gewebe, beispielsweise Nylonfolien oder Nylongewebe, können als Unterlage benutzt werden. Ferner eignen sich Gewebe oder Folien aus linearem Polymethylen- terephthalat vorzüglich als Unterlage. Die Herstellung dieser Terephthalatpolymerisate ist beispielsweise in der USA-Patentschrift Nr.2465319 angegeben. Auch Folien aus anderen Kunststoffen, wie z. B. aus Celluloseacetobutyrat oder aus Polyäthylen, können als Unterlage verwendet werden.
Als Unterlage kann auch eine doppelt gerichtete Polystyrolfolie Verwendung finden. Es empfiehlt sich dann, als Tränkharz ein die Polystyrolfolie lösendes Monomer mit der Gruppe >C - C < zu verwenden.
Es ist nicht erforderlich, dass die Unterlage und die abschliessende Folie, zwischen denen sich die Glimmerblättehen befinden, aus demselben Material bestehen. So kann die Unterlage aus Papier und die abschliessende Folie aus Asbestpapier, Asbestgewebe oder aus Glasgewebe bestehen. Glasgewebe oder Asbestpapier können auch sowohl als Unterlagen und als abschliessende Folie verwendet werden.
Die Glimmerblättchen können auf die Unterlage von Hand oder mit einer der üblichen Maschinen zur Herstellung von Glimmerfolien in gewünschter Stärke aufgebracht werden. Dann werden die Glimmer blättchen mit dem flüssigen Klebharz angefeuchtet. Zweckmässig ist das Klebharz zu 5 bis 95 Gew /o in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst, so dass sich eine Lösung mit einer Viskosität von ungefähr 10 Poise und weniger ergibt. Die angefeuchtete Lage Glimmerblättchen wird mit Walzen gequetscht, um die Lösung auszubreiten und gleichmässig zwischen die Glimmerblättehen zu verteilen, so dass auch die Unterlage angefeuchtet wird.
Weitere Lagen von Glimmerblättchen können aufgebracht und nach Be darf mit der Klebharzlösung angefeuchtet werden. Dann kann eine abschliessende Folie aufgelegt wer den, worauf das Band nochmals mit Walzen ge quetscht wird, um eine gute Verteilung der Kleb harzlösung zu gewährleisten. Das so behandelte Band wird dann erwärmt, um das flüchtige Lösemittel zu verdunsten, so dass das flüssige Klebharz, das die Unter- und Oberfolie mit den Glimmerblättchen ver klebt, übrig bleibt. Falls erforderlich, wird das Band dann in Streifen geeigneter Breite zerschnitten. Die so hergestellten Bänder können bewegt, geschnitten, gewickelt und verarbeitet werden, ohne ihre Eigen schaften zu ändern.
Das verwendete Klebharz ver dunstet nicht und wird beim Lagern auch nicht hart. Auch die Festigkeit und Biegsamkeit der Unterlage und der abschliessenden Folie verändert sich nicht und wird durch das Klebharz auch nicht beeinträch tigt.
In Fig. 1 ist das Aufbringen des Glimmerbandes auf den Leiter einer Hochspannungsdurchführung schematisch dargestellt. Der Leiter 10, der aus Kup fer oder einem anderen gutleitenden Material besteht, ist an seinen beiden Enden 12 und 14 grösstenteils mit Gewinde versehen. Da reines Kupfer die Polyme- risation bestimmter ungesättigter Verbindungen be hindern kann, empfiehlt es sich, den Leiter 10, falls er aus Kupfer besteht, vor seiner Verarbeitung zu versilbern oder ihn mit einem Lack, beispielsweise mit einem Emaillack zu überziehen.
Auf dem mitt leren Teil des Leiters 10 wird durch mehrfaches Auf wickeln von Glimmerband 18 der Wickel 16 derart aufgebracht, dass die grösstenteils mit Gewinde ver- sehenen Enden 12 und 14 freibleiben. Das Glimmer band 18 besteht aus Glimmerblättchen 20 und der Unterlage 22, die auf die vorstehend erläuterte Weise mit einem flüssigen Klebharz verklebt sind.
Nachdem das Glimmerband 18 ausreichend oft um den Leiter 10 herumgewickelt worden ist, wird der Leiter 10 mit dem aufgebrachten Wickel 16 erhitzt und im Vakuum behandelt, um Gase und Feuchtigkeit zu entfernen.
In Fig. 2 ist die Tränkung des auf den Leiter 10 aufgebrachten Wickels 16 schematisch dargestellt. Die unbewickelten Flächen des Leiters 10 sind mit einem leicht entfernbaren Schutzüberzug 24 bedeckt, damit sie frei von Tränkharz bleiben. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Schutzüberzug 24 auf die Enden 12 und 14 und auf die Durchbohrung 26 des Leiters 10 aufgebracht. Als Schutzüberzug eignet sich vor züglich Polyvinylalkohol, der aufgespritzt oder auf gestrichen wird.
Aber auch andere leicht entfernbare Stoffe, wie beispielsweise Äthylcellulose, Cellulose- acetat, Siliconfett und Asphalt, können als Schutz überzug verwendet werden. Besondere Sorgfalt ist darauf zu richten, dass der als Schutzüberzug 24 ver wendete Stoff nicht mit dem Wickel 16 in Berührung kommt.
Der umwickelte Leiter 10 mit dem Schutzüber zug 24 wird innerhalb des mit dem Deckel 34 dicht abgeschlossenen Behälters 32 senkrecht auf die mit Füssen 30 versehene Stützvorrichtung 28 abgestützt. Der Behälter 32 ist zum Absaugen der Luft oder zum Einlassen von Pressgas mit dem Stutzen 36 ver sehen. Am unteren Teil des Behälters 32 ist der mit dem Ventil 40 versehene Stutzen 38 angeordnet, der zum Hinein- und Herauslassen des Tränkharzes 42 dient.
Der Leiter 10 mit dem aufgebrachten Wickel 16 kann vorher in einem Ofen auf eine Temperatur zwischen 120 und 150 C, nicht jedoch über 1750 C, erwärmt werden, um Feuchtigkeit oder Gasreste aus dem Glimmerbandwickel auszutreiben. Gegebenenfalls kann auch der Behälter 32 mit einer geeigneten Heizvorrichtung ausgerüstet werden.
Der Behälter 32 mit dem Leiter 10 wird dann mit Hilfe des Stutzens 36 evakuiert, um den Wickel 16 restlos zu entgasen. Danach wird ein flüssiges, vollständig reaktionsfähiges, härtbares Tränkharz 42 durch den Stutzen 38 in den Behälter 32 eingeführt, so dass der Glimmerbandwickel 16 vollständig über flutet wird. Durch den Stutzen 36 wird gegebenen falls Pressgas eingeblasen, damit das Tränkharz 42 besser in den Wickel 16 eindringt. Danach wird das Tränkharz 42 wieder aus dem Behälter 32 heraus gelassen.
Der Wickel 16 ist jetzt mit dem flüssigen, vollständig sich umsetzenden Tränkharz gesättigt. Der Wickel 16 wird dann vorteilhafterweise mit einer Lage aus einem undurchlässigen Material umwickelt, beispielsweise mit einem Band aus Polyvinylalkohol oder mit einer Folie aus Polyäthylenglykolterephtha- lat, aus Polytetrafluoräthylen oder aus einem Kunst gummi.
Dieses undurchlässige Material verhindert den Verlust oder das Ausschwitzen des Tränkharzes. Der Leiter 10 wird dann in einem Ofen genügend erhitzt, so dass das Tränkharz auspolymerisiert. Dann wird das undurchlässige Material abgezogen. Der Schutzüberzug 24 kann durch Eintauchen des um wickelten Leiters in ein geeignetes Lösungsmittel leicht entfernt werden, da das ausgehärtete Tränk harz durch Lösungsmittel üblicher Art nicht ange griffen wird.
Neben Glimmerbändern, deren Glimmerblättchen auf die beschriebene Weise mit einem Klebharz mit der Unterlage verklebt sind, lassen sich auch Glim- merbänder verwenden, bei denen zur Befestigung der Glimmerblättchen auf der Unterlage eine flüchtige organische Flüssigkeit benutzt wird. Solche flüchtigen organischen Flüssigkeiten stellen ein nur vorüber gehend wirkendes Bindemittel dar, das die Glimmer blättchen und die Unterlage als Band zusammenhält, so dass das Band um den Leiter der Durchführung herumgewickelt werden kann.
Nach dem Aufwickeln auf den Leiter der Durchführung ist kein Binde mittel im Band mehr erforderlich. Das Bindemittel kann dann auf natürliche Weise oder durch Erwär men verdunsten. Beispiele geeigneter organischer Flüssigkeiten sind Amylnaphthalin, Benzol, Toluol, Xylol, Äthylacetat, Butanol, höherwertige Alkohole oder Naphtha.
Um ein solches Glimmerband herzu stellen, werden die auf eine Unterlage, beispielsweise auf einen Papierbogen, gelegten Glimmerblättchen mit der organischen Flüssigkeit bespritzt und sofort, während sie also noch feucht sind, zu einer Rolle aufgewickelt. Diese Rolle wird in eine Blechdose oder in einen anderen gasdichten Behälter gelegt, um ein Entweichen des organischen flüssigen Binde mittels zu verhindern. Soll mit einer solchen Rolle eine Durchführung hergestellt werden, so entnimmt man die Rolle dem Behälter und wickelt das Band sofort um den Leiter der Durchführung. Das Band ist erstaunlich fest und hält gut zusammen.
Wenn das organische Bindemittel durch Erwärmen und Vakuumbehandlung aus dem Glimmerbandwickel der Durchführung entfernt ist, lässt sich diese leicht mit einem vollständig sich umsetzenden Tränkharz tränken.
Zu vollständig sich umsetzenden Tränkmitteln, die sich zur Herstellung einer gemäss der Erfindung ausgebildeten Durchführung eignen, können alle flüssigen polymerisierbaren Stoffe gerechnet werden, die nach Erwärmen auf eine bestimmte Temperatur, gegebenenfalls mit Hilfe eines Katalysators, vollstän dig zu einem nichtthermoplastischen, verhältnismässig hartem Körper aushärten.
Das flüssige Tränkharz kann ein einziges polymerisierbares Monomer mit reaktionsfähigen ungesättigten Gruppen, beispiels weise Diallylphthalat, Diallylsuccinat, Diallylmaleinat, Diallyladipat, Allylalkohol, Methallylacrylat, Diallyl- äther, Vinylsiloxane, Allylacrylat und Allylcrotonat, enthalten.
Diese Monoirrere haben bekanntlich min destens zwei ungesättigte >C = C < -Gruppen, die zur Vinyl-Additionspolymerisation befähigt sind. Das Tränkharz kann aber auch aus Mischungen von Monomeren mit zwei oder mehr ungesättigten, bei Erwärmung polymerisierenden Gruppen bestehen.
Als Tränkharz geeignet sind auch Mischungen aus zwei oder mehr polymerisierbaren Monomeren, von denen eins nur eine einzige >C = C < -Gruppe hat, während das oder die anderen zwei oder mehr sol cher Gruppen haben; ein Beispiel hierfür ist eine Mischung aus 95% Monostyrol und 5 o/a Divinyl- benzol.
Zahlreiche andere, vollständig reaktionsfähige, aus mehreren Komponenten bestehende polymerisier bare Verbindungen dieser Art sind bekannt. Diese Verbindungen enthalten meistens eine ungesättigte Harzkomponente, insbesondere ein ungesättigtes Polyesterharz, und ein ungesättigtes, polymerisier bares, flüssiges Monomer. Als Polyesterharze haben sich besonders die Reaktionsprodukte der a,,ss-unge- sättigten Dicarbonsäuren, beispielsweise der Malein- säure, der Fumarsäure, der Monochlormaleinsäure, der Itaconsäure,
der Citraconsäure bzw. der An hydride dieser Säuren als geeignet erwiesen. Eine un gesättigte Dicarbonsäure bzw. ihr Anhydrid oder auch Mischungen hiervon werden vorteilhafterweise mit etwa einem Moläquivalent eines oder mehrerer mehrwertiger Alkohole, z. B. Äthylenglykol, Glycerin, Propylenglykol, Diäthylenglykol oder Pentaerythrit, umgesetzt. Zur Umsetzung mit Maleinsäureanhydrid ist Ricinusöl besonders geeignet.
Der gewonnene Ricinusölmaleinatester wird in diesem Falle mit einem polymerisierbaren, ungesättigten Monomer, z. B. Monostyrol, gemischt, und zwar werden beispiels weise etwa 10 bis 95 Gew.-Teile Monostyrol und 90 bis 5 Gew.-Teile Ricinusölmaleinatester gemischt.
Zur Herstellung eines geeigneten ungesättigten Alkydesters kann eine a"B-ungesättigte Dicarbonsäure oder deren Anhydrid bis zu 95 Gew /o durch eine gesättigte, aliphatische Dicarbonsäure oder Aryldi- carbonsäure bzw.
deren Anhydrid ersetzt werden, beispielsweise durch Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid oder dergleichen. Auch Gemische von mehrwertigen Alko holen lassen sich verwenden. Für manche Fälle sind auch Epoxyde an Stelle von Glykol verwendbar, und zwar insbesondere, sofern bei der Umsetzung an Stelle eines Anhydrides eine Dicarbonsäure selbst verwendet wird.
Die ungesättigten Alkydester können in einem flüssigen ungesättigten Monomer mit der reaktions fähigen Gruppe >C = C < gelöst werden. Geeignete, flüssige, ungesättigte, polymerisierbare Monomere sind:
Monostyrol, Alphamethylstyrol, 2,4-Dichlor- styrol, Paramethylstyrol, Vinylacetat, Methylmeth- acrylat, Äthylacrylat, Diallylphthalat, Diallylsuccinat, Diallylmaleinat, Allylalkohol, Methallylalkohol, Acryl- nitril, Methylvinylketon, Diallyläther,
Vinyliden- chlorid, Butylmethacrylat, Allylacrylat, Allylcrotonat, 1,3-Chloropren und Divinylbenzol, sowie Gemische der genannten Monomere.
Eine besonders wirksame, vollständig reaktions fähige Zusammensetzung besteht aus einer Lösung von 10 bis 50 Gew.-Teilen eines Alkydreaktionspro- duktes in 90 bis 50 Teilen eines flüssigen, polymeri- sierbarem Arylalkenmonomers, wie es beispielsweise Monostyrol darstellt.
Das erwähnte Alkydreaktions- produkt ergibt sich dabei aus der Umsetzung eines Gemisches (A) einer ungesättigten sauren Verbin dung, wie beispielsweise Maleinsäure, Maleinsäure- anhydrid, Fumarsäure, Citraconsäure oder Citracon- säureanhydrid, und einer oder mehrerer gesättigter unverzweigter Dicarbonsäuren,
deren Carboxylgrup- pen am Ende einer unverzweigten Kette hängen und deren Ketten zwei bis zehn carboxylfreie Kohlen- stoffatome, im übrigen aber keine reaktionsfähigen Gruppen aufweisen, mit (B) einem Moläquivalent (+ 10' /o) eines aliphatischen, gesättigten Glykols, der ausser den Hydroxylgruppen keine reaktionsfähigen Gruppen aufweist.
Der Anteil der ungesättigten sau ren Verbindung in der erstgenannten Komponente (A) soll zwischen 5 und 50 Gew II/o des Gemisches liegen. Geeignete gesättigte Dicarbonsäuren sind: Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Bernsteinsäure, Dekamethylendicarbonsäure und Di- glykolsäure sowie deren Mischungen. Bei Verwen dung einer gesättigten Dicarbonsäure mit längerer Kette, z.
B. bei der Verwendung von Sebacinsäure, empfiehlt es sich, den Anteil des Maleinsäure- anhydrides grösser zu halten, als für den Fall, dass als gesättigte Säure Bernsteinsäure verwendet wird, so fern man Polymerisationsprodukte gleichen Härte grades erzielen will.
Als Glykol (B) für die Umsetzung mit dem Ge misch (A) aus gesättigten und ungesättigten Säuren kommen Äthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylen- glykol, 1,5-Pentandiol und Triäthylengykol in Be tracht. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von Glykolgemischen. Die Umsetzung zwischen den sau ren Verbindungen (A) und den Glykolen (B) kann in Reaktionskesseln bei Temperaturen zwischen 100 bis 250 C während einer Zeit von 2 bis 24 Stunden durchgeführt werden, bis eine niedrige Säurezahl unter 60 vorliegt.
Nachstehend sind einige Beispiele der Herstellung von ungesättigten Alkydreaktionsprodukten, die in einem Vinylarylmonomer gelöst werden, beschrieben. <I>Beispiel 1</I> Eine Mischung aus 44 MolO/o und 6 MolO/o Fumarsäure wird mit 50 MolO/o Propylenglykol unter CO,-Atmosphäre umgesetzt, und zwar in einem verschlossenen Reaktionsgefäss für die Dauer von ungefähr 4 Stunden bei 140 C. Anschliessend wird die Temperatur im Verlauf von 4 Stunden auf 220 C erhöht und dann die Umsetzung 8 Stunden lang bei 220 C zu Ende geführt.
Das Ergebnis ist ein sirup artiges Polyesterharz.
In gleicher Weise kann auch eine Mischung aus 10 MolO/o Maleinsäureanhydrid, 40 Mol% Adipin- säure und 50 Mol % Diäthylenglykol behandelt wer- den.
<I>Beispiel</I> 1I Ein Reaktionsprodukt wird durch die Umsetzung von 30 Mol /o Sebacinsäure, 20 MolO/a Maleinsäure- anhydrid und 50 MolO/o Diäthylenglykol hergestellt. Unter den gleichen Bedingungen, wie in Beispiel I angegeben, ergibt sich ein sirupartiges Harz von geringer Säurezahl.
Die ungesättigten Ester oder Alkydharze der Beispiele 1 und 11 werden in einer monomeren Ver bindung mit der Gruppe >C = C < gelöst, beispiels weise in Monostyrol oder in einem einfachen Substi- tutionsderivat von Monostyrol oder in einer Mischung von zwei oder mehr der oben beschriebenen Mono meren, so dass sich eine niedrigviskose, vollständig reaktionsfähige Lösung mit 10 bis 50 Gew.O/o des ungesättigten Esters ergibt.
Besonders gute Ergebnisse erzielt man durch Auflösen von 65 bis 15 Gew.O/o des ungesättigten Esters in 35 bis 85 Gew.O/o Monostyrol. Die genann ten Lösungen besitzen eine geringe Viskosität, und zwar bei 25 C unter 10 Poise; sie sind vollständig reaktionsfähige Verbindungen, die bei Erwärmung in Gegenwart eines oder mehrerer Vinylpolymerisations- katalysatoren vollständig polymerisieren.
Beispiele solcher Katalysatoren sind: Benzoylperoxyd, Lauroyl- peroxyd, Methyläthylenketonperoxyd, tert.-Butyl- hydroperoxyd, Askaridol, tert.-Butylperbenzoat, Di- tert:
Butyldiperphthalat, Ozonide, Persäuren. Diese und ähnliche Katalysatoren werden beispielsweise in einer Menge von 0,1 bis 2 und mehr Gewichts prozenten zugesetzt. Polymerisationsbeschleuniger sowie metallische Trockner, z. B. Kobaltnaphthenat, Zinnsalze, z. B.
Zinnchlorid, oder Azomethin- oder Polyaminbeschleuniger, wie sie in der USA-Patent- Schrift Nr. 2 540 552 beschrieben werden, können in kleinen Mengen - nicht über 2% - zugefügt werden.
Geeignete Temperaturen zum Härten der voll ständig reaktionsfähigen Verbindungen können bei spielsweise bei 70 C oder auch bei 150 C und höher liegen. Das Erwärmen von 80 bis zu 100 C im Verlauf einer Stunde und anschliessendes Konstant halten der Temperatur bei etwa 125 C über mehrere Stunden wird z. B. die Reaktionsprodukte der Bei spiele 1 und 1I aushärten. Das Erwärmen kann auf eine geeignete Weise, beispielsweise unter Verwen dung eines Hochfrequenzfeldes, erfolgen.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Giess form dargestellt, mit deren Hilfe der mit dem aus gehärteten Wickel 16 umgebene Leiter 10 der Durch führung in Durchführung der Erfindung mit einem Giessharz umgossen werden kann. Die Giessform 50 besteht aus dem beiderseits offenen,- zylindrischen Teil 52 und dem unteren zylindrischen Teil 54, das nach unten durch das Bodenstück 56 abgeschlossen ist. Das Bodenstück 56 hat in seiner Mitte eine mit Gewinde versehene Öffnung 58, die so ausgebildet ist, dass das mit Gewinde versehene Ende 14 des Leiters 10 hineingeschraubt werden kann.
Der mit dem ausgehärteten Wickel 16 umwickelte Leiter 10 wird mit seinem Ende 14 derart in die Öffnung 58 eingeschraubt, dass keine Gänge des Gewindes des Endes 14 innerhalb der Giessform freibleiben. Der Metallflansch 60 wird auf den unteren Teil 54 der Giessform 50 aufgelegt und hierauf dann der obere Teil 52 aufgesetzt. Die Stossstellen oder Öffnungen zwischen dem Flansch 60 und den beiden Teilen 52 und 54 werden dann mit einem harzartigen Kitt oder mit einem Klebestreifen abgedichtet.
Von ihrem oberen Ende her wird die Giessform 50 mit einem flüssigen aushärtenden Giessharz 62 vollständig gefüllt. Das Giessharz wird dann zu einem unlöslichen, unschmelzbaren Körper ausgehärtet. Im Ausführungsbeispiel der Fig.3 ist die Höhe der Giessform 50 so gewählt, dass das Giessharz 62 nicht mit dem mit Gewinde versehenen Ende 12 des Leiters 10 in Berührung kommt, aber den Wickel 16 voll ständig bedeckt. Auch das mit Gewinde versehene Ende 14 des Leiters 10 kommt mit dem Giessharz nicht in Berührung, da das Ende 14 vollständig in die Öffnung 58 des Bodenstückes 56 eingeschraubt ist.
Dennoch liegt ein hinreichender Teil des Leiters 10 zwischen dem Bodenteil 56 und dem unteren Ende des Wickels 16 frei in der Giessform, so dass das Giessharz 62 den Wickel 16 von allen Seiten aus reichend bedeckt. Um das Lösen der ausgehärteten Durchführung aus der Giessform 50 zu erleichtern, empfiehlt es sich, die Auflageflächen der Durchfüh rung mit einem Siliconfett oder mit einer Emulsion aus Polytetrafluoräthylen zu überstreichen, ehe man das Giessharz 62 in die Giessform giesst.
Das bei der Herstellung einer Durchführung ge mäss der Erfindung verwendete flüssige, aushärtbare Giessharz muss eine gute physikalische Festigkeit, gute Haftfähigkeit an Metallen und an anderen Harzen und einen hohen Grad von Zähigkeit und Elastizität besitzen. Ferner darf sich das Giessharz beim Härten nicht in einem merklichen Ausmass zusammenziehen. Übermässiges Schrumpfen des Harzes würde Risse im Gussstück zur Folge haben, zumal bei grossen Gussstücken, wie es Durchführungen für Hochspan nung im allgemeinen sind.
Ein geringes Schrumpfen des Giessharzes ist zulässig und sogar erwünscht, sofern hierdurch die Haftfestigkeit zwischen dem getränkten Glimmerbandwickel und der umgossenen Masse erhöht wird.
Polymerisierbare Epoxydharze, auch als Glycidyl- polyäther bekannt, entsprechen allen diesen Anfor derungen und können mit Erfolg zur Herstellung einer Durchführung gemäss der Erfindung verwendet wer den. Infolge ihrer ausgezeichneten Hafteigenschaften umschliessen die Epoxydharze den getränkten Glim- merbandwickel ohne irgendwelche Zwischenräume.
Das sehr geringe Schrumpfen der Epoxydharze wäh rend des Härtens drückt den Wickel zusammen und erhöht die mechanische und die elektrische Festig keit sowie die Isoliereigenschaften der Durchführung.
Auch vollständig reaktionsfähige Siliconharze und Polyesterharze besitzen ausgezeichnete Hafteigen schaften und eignen sich ebenfalls als Giessharze bei der Durchführung der Erfindung. Diesen Harzen kann, um das Schrumpfen während der Härtung auf ein Minimum zu verringern, ein fester anorga nischer Füllstoff zugesetzt werden.
Die als Giessharze verwendeten Epoxyde oder Glycidylpolyäther können durch die Umsetzung einer bestimmten Menge mindestens eines mehrfach hydrier ten Phenoles mit mindestens einem Epihalogenhydrin in einem alkalischen Medium hergestellt werden. Zu den Phenolen, die sich zur Herstellung der genannten Epoxydharze eignen, gehören die, die wenigstens zwei Phenolhydroxylgruppen je Molekül enthalten.
Beson ders geeignet sind die polynuklearen Phenole, bei denen die Phenolkerne durch Kohlenstoffbrücken verbunden sind, beispielsweise 4,4'-Dihydroxydiphe- nyldimethylmethan (nachstehend als Bisphenol A be zeichnet) und 4,4'-Dihydroxydiphenylmethan. Diesen polynuklearen Phenolen können auch andere poly nukleare Phenole zugesetzt werden, bei denen die Phenolkerne durch Schwefelbrücken verbunden sind, beispielsweise 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon.
Während man im allgemeinen zur Herstellung der Epoxydharze als Epihalogenhydrin Epichlorhydrin verwendet, können. für die vorliegende Erfindung auch dessen Homologe, beispielsweise Epibrom- hydrin, benutzt werden.
Zur Herstellung der polymerisierbaren Epoxyd- harze wird ein wässriges Alkali verwendet, das sich mit dem Halogen des Epihalogenhydrins verbindet. Die Menge des verwendeten Alkalis soll mindestens der Menge des vorhandenen Halogens äquivalent sein, vorzugsweise verwendet man etwas mehr. Wäss- rige Mischungen von Alkalimetallhydroxyden, bei spielsweise Kaliumhydroxyd und Lithiumhydroxyd, können verwendet werden.
Meistens wird man jedoch Natriumhydroxyd verwenden, da es verhältnismässig billig ist.
Ein für die Verwendung im Rahmen der Erfin dung geeignetes polymerisierbares Epoxydharz bzw. Glycidylpolyäther des doppelthydrierten Phenoles hat eine 1,2-Epoxy-Äquivalenz, die grösser als 1,0 ist. Mit Epoxy-Äquivalenz wird dabei die Anzahl der 1,2-Epoxy-Gruppen
EMI0006.0063
bezeichnet, die im Mittel in einem Molekül des Glycidyläthers enthalten ist.
Auf Grund der Tatsache, dass die Glycidylpoly- äther gewöhnlich eine Mischung aus chemischen Ver bindungen mit etwas verschiedenen Molekularge- wichten sind und einige Verbindungen enthalten, bei denen die Endglycidylradikale hydriert sind, ist die Epoxy-Äquivalenz des Produktes nicht unbedingt gleich der ganzen Zahl 2,0. Auf alle Fälle ist sie jedoch grösser als 1,0. Die 1,2-Epoxy-Äquivalenz der Polyäther ist also ein Wert zwischen 1,0 und 2,0.
Polymerisierbare Epoxydharze oder Glycidyl- polyäther die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, werden durch Mischung und Um setzung von einem bis zwei Molen Epihalogenhydrin, vorzugsweise Epichlorhydrin, mit ungefähr einem Mol Bisphenol A hergestellt, wobei infolge der Menge des Halogens ein stöchiometrischer Überschuss von Alkali erforderlich ist.
Um die polymerisierbaren Epoxydharze herzu stellen, werden wässriges Alkali, Bisphenol A und Epichlorhydrin in einem Reaktionskessel vermischt. Das wässrige Alkali löst das Bisphenol A unter Bil dung von Alkalisalzen auf.
Falls gewünscht, kann zunächst das wässrige Alkali und das Bisphenol A vermengt und dann erst das Epichlorhydrin hinzu gefügt werden, bzw. es kann eine wässrige Lösung von Alkali und Bisphenol A dem Epichlorhydrin hinzugefügt werden. In jedem Fall wird die Mischung im Reaktionskessel während einer Zeitdauer von einer halben Stunde bis zu drei Stunden oder mehr, abhängig von der Menge der umzusetzenden Stoffe, auf eine Temperatur von ungefähr 80 bis<B>1101</B> C erwärmt.
Nach Abschluss der Erwärmung trennt sich das umgesetzte Gemisch in Schichten. Die obere, wäss- rige Schicht wird abgezogen und fortgeschüttet, während die untere Schicht mit heissem Wasser aus gewaschen wird, um das nicht umgesetzte Alkali und Halogensalz - im genannten Beispiel Natriumchlorid - zu entfernen. Falls gewünscht, können verdünnte Säuren, beispielsweise Essigsäure oder Salzsäure, während des Waschvorganges verwendet werden, um das überschüssige Alkali zu neutralisieren. Die ent standenen Epoxydharze können bei Zimmertempe ratur flüssig oder fest sein.
Falls das Harz fest ist, wird es vor dem Giessen durch Schmelzen in den flüssigen Zustand gebracht. Dem flüssigen Epoxydharz wird ein geeigneter Katalysator hinzugefügt, um ein aushärtbares Harz gemisch zu erhalten.
Dem Epoxydharz können ver schiedene Amine zugesetzt werden, beispielsweise Metaphenylendiamin oder Dicyandiamid, das An hydrid einer Dicarbonsäure, beispielsweise Phthal- säureanhydrid oder Maleinsäureanhydrid, Triäthanol- aminborat, Ureaformaldehydderivate oder andere bekannte Katalysatoren.
Nachstehendes Beispiel veranschaulicht die Her stellung eines im Rahmen der Erfindung geeigneten Glycidylpolyäthers.
<I>Beispiel</I> III 54 Teile Natriumhydroxyd werden in ungefähr 600 Teilen Wasser in einem mit einem mecha nischen Rührwerk versehenen offenen Kessel gelöst. 684 Teile, ungefähr 3 Mol, Bisphenol A werden hinzugetan und die entstandene Mischung ungefähr 10 Minuten lang bei einer Temperatur von ungefähr 30 C umgerührt. Danach werden 370 Teile, unge fähr 4 Mol, Epichlorhydrin hinzugetan, worauf die Temperatur der entstandenen Mischung infolge der Reaktionswärme auf ungefähr 60 bis 70 C ansteigt.
Ungefähr 42 Teile Ätznatron, aufgelöst in ungefähr 9 Teilen Wasser, werden dann unter dauerndem Um rühren hinzugetan und die Mischung ungefähr eine Stunde lang bei einer Temperatur von ungefähr 90 bis 100 C gehalten. Die Mischung setzt sich dann in zwei Schichten ab. Die obere Schicht wird abge zogen und fortgeschüttet, während die untere Schicht mit kochendem Wasser gewaschen wird, dem eine ausreichende Menge Essigsäure hinzugefügt worden ist, um das nicht zur Umsetzung gekommene Ätz natron zu neutralisieren.
Nachdem das Waschwasser entfernt worden ist, erhält man ein reaktionsfähiges polymerisierbares Epoxydharz. Durch Hinzugabe von 5 Gew a/9 eines Aminkatalysators, beispielsweise Phenylendiamin, härtet das Harz bei Erwärmen auf 110 bis 160 C zu einer festen Masse aus.
Anorganische, isolierende Füllmittel, beispiels weise pulverisierte Kieselerde, Glimmerblättchen, pulverisiertes Glas, pulverisierter Asbest und derglei chen, können dem Giessharz hinzugefügt werden, um das Schrumpfen des Giessharzes bei der Polyme- risation herabzusetzen und ihm eine grössere Festig keit zu verleihen.
In Fig. 4 ist eine gemäss der Beschreibung aus gebildete Durchführung 64 dargestellt, nachdem das Giessharz 62 zu einem unschmelzbaren, unlöslichen Zustand ausgehärtet und die Durchführung 64 aus der Form 50 entfernt worden ist.
Die Durchführung 64 besteht aus dem Leiter 10 mit den mit Gewinde versehenen Enden 12 und 14, aus dem Glimmerband- wickel 16, der mit einem aushärtbaren, vollständig reaktionsfähigen Tränkharz getränkt ist, aus dem Giessharz 62, das zu einem unschmelzbaren, unlös lichen Körper ausgehärtet worden ist und den Glim- merbandwickel 16 vollständig bedeckt und umgibt, und aus dem Flansch 60, der fest in dem ausge härteten Giessharz 62 eingebettet ist. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist der Metallflansch 60 im Giessharz eingebettet.
Der Flansch 60 kann aber, falls gewünscht, während des Umgiessens des Glimmerbandwickels auch fortgelassen werden. Nach dem Entfernen der fertigen Durch führung aus der Form werden dann flanschartige Teile auf die Aussenseite des Giessharzkörpers der Durch führung aufgekittet. Hierzu kann der Giessharzkörper mit einem Absatz versehen werden. <I>Beispiel IV</I> Eine Schicht von Glimmerblättchen in einer Stärke von 0,1 mm wird auf einem Bogen Hanf papier von 0,03 mm Stärke aufgebracht.
Die Glim merblättchen werden mit dem Reaktionsprodukt des Beispiels I beträufelt, das eine Viskosität von unge fähr 1000 Poise hat. Die Menge dieses Reaktions produktes, das unter Verwendung eines Polyesters der Adipinsäure und der Fumarsäure nach Um setzung mit Propylenglykol hergestellt ist, beträgt dabei 5 Gew: /oi des Glimmers und des Papiers. Ein 0,03 mm starker zweiter Bogen Hanfpapier wird auf die Glimmerblättchen gelegt und das Ganze leicht überwalzt, um den aufgebrachten Polyester über das ganze Band zu verteilen.
Ein Messingrohr wird mit einer genügenden Anzahl Lagen des entstandenen Bandes umwickelt, so dass sich ein Wickel von un gefähr 6,4 mm Stärke ergibt. Das Messingrohr hat mit Gewinde versehene Enden und eine Gesamtlänge von ungefähr 30 cm, einen Innendurchmesser von 63 mm und einen Aussendurchmesser von 69 mm. Die Länge des glatten Teils des Messingrohres ohne Gewinde beträgt ungefähr 285 mm. Das Band wird um den Teil des Messingrohres gewickelt, der ohne Gewinde ist, wobei darauf geachtet wird, dass unge fähr 3 bis 6 mm des gewindefreien Teils an beiden Enden zwischen den mit Gewinde versehenen Teilen und dem Wickel freigelassen werden. Die freien Teile des Messingrohres werden mit Polyvinylalkohol be strichen.
Das umwickelte Messingrohr wird dann im Vakuum von weniger als 5 mm Hg während mehre rer Stunden auf eine Temperatur von 130 C erwärmt. Das umwickelte Messingrohr wird anschliessend auf 50 C abgekühlt und dann im Vakuum mit einem vollständig reaktionsfähigen Tränkharz getränkt, das aus 85 Gew /m Monostyrol und 15 Gew.o/o des glei chen Polyesters besteht, der als Klebharz für das Glimmerband benutzt wurde, wobei noch 0,5 0/0 Benzoylperoxyd als Katalysator und 0,
01 /oi Chin- hydron zugesetzt werden. Das umwickelte Messing rohr wird dann zwei Stunden lang in die Lösung hin eingelegt, und zwar eine Stunde im Vakuum von 10 mm Hg und eine Stunde unter Atmosphärendruck bei trockener Luft. Dann wird das umwickelte Mes singrohr aus der Lösung herausgenommen und nach dem Abtropfen wird der getränkte Glimmerband- wickel mit einer 38 mm breiten Folie von 0,03 mm Stärke aus Polyäthylenglykolterephthalatpolymer um wickelt. Das umwickelte Messingrohr wird 4 Stunden lang bei 100 C und dann 6 Stunden lang bei 125 C erwärmt.
Die Wärmebehandlung härtet das Tränk- harz vollständig aus.
Die aufgebrachte Folie aus Polyäthylenglykol- terephthalat wird von dem Wickel abgezogen und der Polyvinylalkoholüberzug von den freien Teilen des Messingrohres entfernt. Das Messingrohr mit dem darauf aufgebrachten getränkten Wickel wird in eine zylindrische Form mit einem eingelegten Flansch gestellt, die derjenigen der Fig.3 entspricht.
Ein flüssiges Giessharz, das aus 33 Gew.-Teilen eines Epoxydharzes des Beispiels III und aus 67 Gew.- Teilen fein verteiltem, gründlich daruntergemischten Kieselsteinen besteht, sowie 5 Gew.1/a eines Phthal- säureanhydridkatalysators, bezogen auf das Gewicht des vorhandenen Epoxydharzes, werden dann in die Form gegossen. Alle Auflageflächen wurden, ehe das Giessharz in die Form gegossen wurde, mit einem Siliconfett überzogen.
Die zylindrische Form besteht aus 1,6 mm starkem Stahl und hat einen Innendurchmesser von 15,3 cm. Das Epoxydharz wird in einem Ofen 24 Stunden lang bei 1101C gehärtet. Eine solche lange Härtung bei niedriger Temperatur ergibt ein möglichst geringes Schrumpfen des Harzes von weniger als 0,5119. Nachdem das Harz gehärtet ist, wird das Gussstück aus der Form genommen.
<I>Beispiel V</I> Die in diesem Beispiel beschriebene Durchfüh rung unterscheidet sich von der Durchführung des Beispiels IV dadurch, dass kein getränkter Glimmer bandwickel verwendet wird; vielmehr wird das Epoxydharz unmittelbar auf das Messingrohr ge gossen.
Mit den Durchführungen der Beispiele IV und V wurden positive Überschlagversuche durchgeführt. Die Durchführung des Beispiels IV, die gemäss der Erfindung ausgebildet ist, hielt 125,8 kV aus, wäh rend die Durchführung des Beispiels V bei 60 kV durchschlug.
Bei einem negativen Überschlagversuch hielt die Durchführung des Beispiels IV 101,1 kV aus. Überschlagversuche mit 60 Hz ergaben für die Durchführung nach Beispiel IV, die gemäss der Erfindung ausgebildet ist, folgende Werte: Bei schnellem Anstieg 54 kV Bei einem 1 Minute andauernden Überschlagversuch 50 kV Bei kurzzeitigem Durchschlag versuch unter Öl 155 kV Aus diesen Ergebnissen folgt, dass die Durch führung gemäss der Beschreibung unter den schwierig sten Betriebsverhältnissen benutzt werden kann.
Implementation for high voltage and method for their production The invention is concerned with improving an insulated implementation, for example for switches, generators, capacitors and the like, which is able to absorb high voltages and to conduct electrical currents of great strength.
It is known to encase bushings for high voltage voltage with porcelain. The disadvantage here is that cracks easily arise in the porcelain throws of the implementation during operation. There is also a risk that the porcelain covers will break. Attempts have therefore already been made to replace the porcelain with a casting resin in electrical equipment, as it is a implementation.
In the known designs of this type, the casting resin was poured directly onto the metal conductor of the bushing. It has been found, however, that cast resin bushings produced in this way do not work satisfactorily, and in particular the electrical properties of such a cast resin bushing are unsatisfactory.
The invention avoids these disadvantages. According to the invention, the conductor of the implementation is surrounded by a thermoelastic mica insulation, which is completely encompassed by a hardened cast resin body. The thermoelastic mica insulation advantageously consists of mica flakes applied to a film or tape as a base and is impregnated with a curable, completely reactive impregnating resin.
This mica tape winding located directly on the head of the implementation is then encompassed by a cast resin body which, in addition to additional electrical insulation, also serves as a mechanical support.
Essential for the invention is firstly the direct application of an effective, thermo-elastic mica insulation to the outer surface of the leadthrough and secondly the complete covering of this impregnated mica tape roll with a curable casting resin.
The head of the implementation has expediently provided with thread ends that protrude from the casting resin body and can be connected to the electrical conductor.
The tape or film used for the mica tape roll can be selected as desired with regard to its width and is applied in a sufficient number of layers to withstand the tension that is applied to the bushing during operation. Generally 10 to 50 layers of mica tape will suffice, each layer having an average thickness of 0.2 to 0.3 mm.
1 to 4, the invention is explained in example.
Fig. 1 shows the wrapping of a conductor of a bushing with a mica insulating tape.
Fig. 2 is a vertical section through a container used for impregnating the mica tape roll. 3 shows a cross section of a casting mold such as that used for producing the cast resin body comprising the thermoelastic mica tape roll.
Fig. 4 shows an implementation according to the invention hergestell th.
It is often useful to wind one or more metallic foils between the layers of the mica tape roll in order to graduate the stress so that a capacitor implementation results.
For a trained according to the invention implementation, the mica tapes, which are produced by one of the previously common methods, are not, since the binders used here for the mica flakes, such. B. shellac, alkyd resins or asphalt result in a tape that cannot be adequately impregnated with a fully reactive impregnating resin; rather, there are gas or air inclusions in the mica strip, which result in corona phenomena and are otherwise noticeable in a disruptive manner.
Preferably, a mica tape or a mica foil is used, the mica flakes of which are glued together by a liquid adhesive resin which has a viscosity of 25 to 10,000 poise at 25 ° C. This adhesive resin can consist entirely of one or more liquid resin polymers of the specified viscosity, or it can contain polymers which have been made liquid by the addition of plasticizers.
Such adhesive resins are stable and relatively little volatile and do not depolymerize at room temperature and at all operating temperatures of the bushings in which they are used, so that mica insulation produced with them can be moved, stored and used without changing their properties.
In the following Table I some examples of Kelb resins are given which can be used for the production of mica tapes or mica foils used according to the invention.
EMI0002.0012
<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Mean <SEP> percent
<tb> Molecular <SEP> binder
<tb> weight <SEP> in the <SEP> band
<tb> Polymethyl methacrylate <SEP> 1000 <SEP> 10
<tb> Poly-a-methylstyrene <SEP> 4000 <SEP> 16.4
<tb> Polystyrene <SEP> 1500 <SEP> 11.2
<tb> Coumarone Indene <SEP> 1000 <SEP> 6
<tb> Poly-a-methylstyrene <SEP> 3000 <SEP> 3 <SEP> to <SEP> 25
<tb> polymers <SEP> made of <SEP> styrene <SEP> and
<tb> Coumarone mixtures <SEP> 6000 <SEP> 8 Also methyl,
Polysiloxanes containing phenyl and vinyl groups result in excellent mica tapes which are suitable for producing an implementation according to the invention.
Another suitable mica tape which can be used in the practice of the invention is made with an adhesive resin composed of 15 to 75% by weight of polystyrene having a molecular weight between 30,000 and 250,000 and of 85 to 25% by weight of a plasticizer consists of the group of liquid polycyclic hydrocarbons which boil above 270 C and have a viscosity between 0.5 and 5 poise at 25 C and which are from the group of at least 4011 / o hydrogenated terpenyls or the mono-,
Di- and polyamylnaphthalenes come from.
The mica tape or film to be used has a firm base so that the mica flakes can be processed more easily and wound more tightly around the conductor of the bushing. In order to produce mica tapes or foils that are as resistant as possible, it is advisable to glue the mica flakes to the base with the liquid adhesive resin and then to glue a flexible foil over them.
For example, rice paper or supercalendered manila paper or other paper can be used as a flexible base. Such papers are available in a thickness of about 2 to 3, u. to disposal. The pad can also consist of other materials, such as glass fabric, asbestos fabric, asbestos paper or cotton fabric. The asbestos paper can consist of ordinary ground asbestos with small amounts of cellulose fibers added, or it can be made of asbestos that has been ball milled to an extremely fine chopping of the asbestos fibers, which is often called microfine asbestos.
Synthetic resin films or synthetic resin fabrics, for example nylon films or nylon fabric, can be used as a base. Furthermore, fabrics or films made of linear polymethylene terephthalate are ideally suited as a base. The preparation of these terephthalate polymers is given, for example, in U.S. Patent No. 2465319. Films made from other plastics, such as B. made of cellulose acetobutyrate or polyethylene, can be used as a base.
A double-oriented polystyrene film can also be used as a base. It is then advisable to use a monomer with the group> C - C <which dissolves the polystyrene film as the impregnating resin.
It is not necessary that the base and the final film, between which the mica sheets are located, consist of the same material. The base can consist of paper and the final film of asbestos paper, asbestos fabric or glass fabric. Glass fabric or asbestos paper can also be used both as a base and as a final film.
The mica flakes can be applied to the substrate by hand or with one of the usual machines for the production of mica foils in the desired thickness. Then the mica flakes are moistened with the liquid adhesive resin. The adhesive resin is expediently dissolved in a volatile solvent to an extent of 5 to 95% by weight, so that a solution with a viscosity of approximately 10 poise and less results. The moistened layer of mica flakes is squeezed with rollers in order to spread the solution and distribute it evenly between the mica flakes, so that the base is also moistened.
Further layers of mica flakes can be applied and, if necessary, moistened with the adhesive resin solution. Then a final film can be applied to whoever, whereupon the tape is again squeezed with rollers to ensure good distribution of the adhesive resin solution. The tape treated in this way is then heated in order to evaporate the volatile solvent, so that the liquid adhesive resin, which bonds the lower and upper films to the mica flakes, remains. If necessary, the tape is then cut into strips of suitable width. The tapes produced in this way can be moved, cut, wound and processed without changing their properties.
The adhesive resin used does not evaporate and does not harden during storage. The strength and flexibility of the base and the final film does not change and is not taken by the adhesive resin.
In Fig. 1, the application of the mica tape to the conductor of a high-voltage bushing is shown schematically. The conductor 10, which consists of Kup fer or another highly conductive material, is for the most part provided with a thread at both ends 12 and 14. Since pure copper can prevent the polymerization of certain unsaturated compounds, it is advisable to silver-coat the conductor 10, if it is made of copper, or to coat it with a lacquer, for example with an enamel lacquer, before it is processed.
On the middle part of the conductor 10, the winding 16 is applied by winding mica tape 18 several times in such a way that the ends 12 and 14, which are mostly provided with threads, remain free. The mica tape 18 consists of mica flakes 20 and the base 22, which are glued in the manner explained above with a liquid adhesive resin.
After the mica tape 18 has been wound around the conductor 10 a sufficient number of times, the conductor 10 with the applied winding 16 is heated and treated in a vacuum in order to remove gases and moisture.
In FIG. 2, the impregnation of the roll 16 applied to the conductor 10 is shown schematically. The unwound surfaces of the conductor 10 are covered with an easily removable protective coating 24 so that they remain free of impregnating resin. As can be seen from FIG. 2, the protective coating 24 is applied to the ends 12 and 14 and to the through hole 26 of the conductor 10. Polyvinyl alcohol, which is sprayed on or painted on, is particularly suitable as a protective coating.
However, other easily removable materials, such as ethyl cellulose, cellulose acetate, silicone grease and asphalt, can also be used as a protective coating. Particular care must be taken to ensure that the material used as a protective cover 24 does not come into contact with the roll 16.
The wrapped conductor 10 with the protective cover train 24 is supported within the container 32 sealed with the lid 34 perpendicularly on the support device 28 provided with feet 30. The container 32 is seen to suck the air or to let in compressed gas with the nozzle 36 ver. On the lower part of the container 32, the connector 38 provided with the valve 40 is arranged, which serves to let the impregnating resin 42 in and out.
The conductor 10 with the applied winding 16 can be heated beforehand in an oven to a temperature between 120 and 150 ° C., but not above 1750 ° C., in order to drive out moisture or gas residues from the mica tape winding. If necessary, the container 32 can also be equipped with a suitable heating device.
The container 32 with the conductor 10 is then evacuated with the aid of the connecting piece 36 in order to completely degas the roll 16. Thereafter, a liquid, completely reactive, curable impregnating resin 42 is introduced through the nozzle 38 into the container 32, so that the mica tape roll 16 is completely flooded. If necessary, compressed gas is blown through the nozzle 36 so that the impregnating resin 42 penetrates better into the roll 16. The impregnating resin 42 is then let out of the container 32 again.
The winding 16 is now saturated with the liquid, completely converting impregnating resin. The winding 16 is then advantageously wrapped with a layer made of an impermeable material, for example with a tape made of polyvinyl alcohol or with a film made of polyethylene glycol terephthalate, made of polytetrafluoroethylene or made of synthetic rubber.
This impermeable material prevents the impregnating resin from being lost or exuded. The conductor 10 is then heated sufficiently in an oven so that the impregnating resin polymerizes. Then the impermeable material is peeled off. The protective coating 24 can easily be removed by immersing the conductor wrapped around it in a suitable solvent, since the hardened impregnating resin is not attacked by conventional solvents.
In addition to mica tapes, the mica flakes of which are glued to the substrate in the manner described with an adhesive resin, mica tapes can also be used in which a volatile organic liquid is used to attach the mica flakes to the substrate. Such volatile organic liquids are only a temporary binding agent that holds the mica and the base together as a tape so that the tape can be wrapped around the leadthrough conductor.
After winding on the head of the implementation, no binding agent is required in the tape. The binder can then evaporate naturally or by heating. Examples of suitable organic liquids are amylnaphthalene, benzene, toluene, xylene, ethyl acetate, butanol, higher alcohols or naphtha.
To produce such a mica tape, the mica flakes placed on a support, for example on a sheet of paper, are sprayed with the organic liquid and immediately, while they are still moist, wound up into a roll. This roll is placed in a tin can or other gas-tight container to prevent the organic liquid binding agent from escaping. If a bushing is to be made with such a roll, the roll is removed from the container and the tape is immediately wrapped around the head of the bushing. The tape is amazingly strong and holds together well.
When the organic binder has been removed from the mica tape roll of the bushing by heating and vacuum treatment, the bushing can easily be impregnated with a completely converting impregnating resin.
All liquid polymerizable substances that harden to a non-thermoplastic, relatively hard body after being heated to a certain temperature, if necessary with the aid of a catalyst, can be counted as fully converting impregnating agents that are suitable for producing a implementation designed according to the invention .
The liquid impregnating resin can contain a single polymerizable monomer with reactive unsaturated groups, for example diallyl phthalate, diallyl succinate, diallyl maleate, diallyl adipate, allyl alcohol, methallyl acrylate, diallyl ether, vinylsiloxanes, allyl acrylate and allyl crotonate.
It is known that these monomers have at least two unsaturated> C = C <groups which are capable of vinyl addition polymerization. The impregnating resin can, however, also consist of mixtures of monomers with two or more unsaturated groups which polymerize when heated.
Mixtures of two or more polymerizable monomers, one of which has only a single> C = C <group, while the other or the other have two or more such groups, are also suitable as the impregnating resin; an example of this is a mixture of 95% monostyrene and 5 o / a divinylbenzene.
Numerous other fully reactive, multi-component polymerizable compounds of this type are known. These compounds usually contain an unsaturated resin component, in particular an unsaturated polyester resin, and an unsaturated, polymerizable, liquid monomer. The reaction products of the α-unsaturated dicarboxylic acids, for example maleic acid, fumaric acid, monochloromaleic acid, itaconic acid,
the citraconic acid or the hydride of these acids proved to be suitable. An un saturated dicarboxylic acid or its anhydride or mixtures thereof are advantageously mixed with about one molar equivalent of one or more polyhydric alcohols, e.g. B. ethylene glycol, glycerol, propylene glycol, diethylene glycol or pentaerythritol implemented. Castor oil is particularly suitable for reaction with maleic anhydride.
The castor oil maleate ester obtained is in this case with a polymerizable, unsaturated monomer, for. B. monostyrene, mixed, namely about 10 to 95 parts by weight of monostyrene and 90 to 5 parts by weight of castor oil maleate ester are mixed, for example.
To produce a suitable unsaturated alkyd ester, an α "B-unsaturated dicarboxylic acid or its anhydride can be replaced by up to 95% by weight by a saturated, aliphatic dicarboxylic acid or aryldicarboxylic acid or
their anhydride can be replaced, for example by succinic acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, phthalic anhydride or the like. Mixtures of polyvalent alcohol can also be used. In some cases, epoxides can also be used instead of glycol, in particular if a dicarboxylic acid itself is used instead of an anhydride in the reaction.
The unsaturated alkyd esters can be dissolved in a liquid unsaturated monomer with the reactive group> C = C <. Suitable, liquid, unsaturated, polymerizable monomers are:
Monostyrene, alphamethylstyrene, 2,4-dichlorostyrene, paramethylstyrene, vinyl acetate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, diallyl phthalate, diallyl succinate, diallyl maleate, allyl alcohol, methallyl alcohol, acrylonitrile, methyl vinyl ketone, diallyl ether,
Vinylidene chloride, butyl methacrylate, allyl acrylate, allyl crotonate, 1,3-chloroprene and divinylbenzene, and mixtures of the monomers mentioned.
A particularly effective, fully reactive composition consists of a solution of 10 to 50 parts by weight of an alkyd reaction product in 90 to 50 parts of a liquid, polymerizable arylalkene monomer, such as monostyrene.
The alkyd reaction product mentioned results from the reaction of a mixture (A) of an unsaturated acidic compound, such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid or citraconic anhydride, and one or more saturated unbranched dicarboxylic acids,
whose carboxyl groups hang at the end of an unbranched chain and whose chains have two to ten carboxyl-free carbon atoms, but otherwise no reactive groups, with (B) one molar equivalent (+ 10%) of an aliphatic, saturated glycol, which is also the hydroxyl groups has no reactive groups.
The proportion of the unsaturated acidic compound in the first-mentioned component (A) should be between 5 and 50% by weight of the mixture. Suitable saturated dicarboxylic acids are: adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, suberic acid, succinic acid, decamethylene dicarboxylic acid and diglycolic acid and mixtures thereof. When using a saturated dicarboxylic acid with a longer chain, e.g.
B. when using sebacic acid, it is advisable to keep the proportion of maleic anhydride greater than in the event that succinic acid is used as the saturated acid, if you want to achieve polymerization products of the same degree of hardness.
As glycol (B) for the reaction with the mixture (A) of saturated and unsaturated acids, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,5-pentanediol and triethylene glycol can be used. The use of glycol mixtures is also advantageous. The reaction between the acidic compounds (A) and the glycols (B) can be carried out in reaction vessels at temperatures between 100 and 250 ° C. for a period of 2 to 24 hours until the acid number is below 60.
Some examples of the preparation of unsaturated alkyd reaction products which are dissolved in a vinyl aryl monomer are described below. <I> Example 1 </I> A mixture of 44 mol / o and 6 mol / o fumaric acid is reacted with 50 mol / o propylene glycol under a CO, atmosphere, in a sealed reaction vessel for a period of about 4 hours 140 ° C. The temperature is then increased to 220 ° C. over the course of 4 hours and the reaction is then completed at 220 ° C. for 8 hours.
The result is a syrupy polyester resin.
A mixture of 10 mol% maleic anhydride, 40 mol% adipic acid and 50 mol% diethylene glycol can also be treated in the same way.
<I> Example </I> 1I A reaction product is produced by reacting 30 mol / o sebacic acid, 20 mol / o maleic anhydride and 50 mol / o diethylene glycol. Under the same conditions as indicated in Example I, a syrupy resin with a low acid number results.
The unsaturated esters or alkyd resins of Examples 1 and 11 are dissolved in a monomeric compound with the group> C = C <, for example in monostyrene or in a simple substitution derivative of monostyrene or in a mixture of two or more of the above Monomers, so that a low-viscosity, completely reactive solution with 10 to 50% by weight of the unsaturated ester results.
Particularly good results are achieved by dissolving 65 to 15% by weight of the unsaturated ester in 35 to 85% by weight of monostyrene. The named solutions have a low viscosity, namely at 25 C under 10 poise; they are fully reactive compounds that polymerize completely when heated in the presence of one or more vinyl polymerization catalysts.
Examples of such catalysts are: benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methylethylene ketone peroxide, tert-butyl hydroperoxide, ascaridol, tert-butyl perbenzoate, di-tert:
Butyl diperphthalate, ozonides, peracids. These and similar catalysts are added, for example, in an amount of 0.1 to 2 and more percent by weight. Polymerization accelerators and metallic dryers, e.g. B. cobalt naphthenate, tin salts, e.g. B.
Tin chloride, or azomethine or polyamine accelerators, as described in U.S. Patent No. 2,540,552, can be added in small amounts - not more than 2%.
Suitable temperatures for curing the fully reactive compounds can be, for example, 70 C or 150 C and higher. Heating from 80 to 100 C in the course of an hour and then keeping the temperature constant at about 125 C for several hours is z. B. cure the reaction products of the case 1 and 1I. The heating can be done in a suitable manner, for example using a high frequency field.
In Fig. 3 an embodiment of a casting form is shown, with the help of which the conductor 10 surrounded by the hardened winding 16 of implementation in implementation of the invention can be encapsulated with a casting resin. The casting mold 50 consists of the cylindrical part 52, which is open on both sides, and the lower cylindrical part 54, which is closed at the bottom by the bottom piece 56. The bottom piece 56 has a threaded opening 58 in its center which is configured so that the threaded end 14 of the conductor 10 can be screwed into it.
The conductor 10 wrapped with the cured coil 16 is screwed with its end 14 into the opening 58 in such a way that no turns of the thread of the end 14 remain free within the casting mold. The metal flange 60 is placed on the lower part 54 of the casting mold 50 and the upper part 52 is then placed thereon. The joints or openings between the flange 60 and the two parts 52 and 54 are then sealed with a resinous cement or with an adhesive strip.
From its upper end, the casting mold 50 is completely filled with a liquid hardening casting resin 62. The casting resin is then hardened into an insoluble, infusible body. In the exemplary embodiment in FIG. 3, the height of the casting mold 50 is selected such that the casting resin 62 does not come into contact with the threaded end 12 of the conductor 10, but completely covers the coil 16. The threaded end 14 of the conductor 10 does not come into contact with the casting resin either, since the end 14 is completely screwed into the opening 58 of the base piece 56.
Nevertheless, a sufficient part of the conductor 10 lies freely between the base part 56 and the lower end of the roll 16 in the casting mold, so that the casting resin 62 covers the roll 16 from all sides. In order to facilitate the release of the hardened implementation from the casting mold 50, it is advisable to coat the contact surfaces of the implementation with a silicone grease or with an emulsion of polytetrafluoroethylene before the casting resin 62 is poured into the casting mold.
The liquid, curable casting resin used in the production of a bushing according to the invention must have good physical strength, good adhesion to metals and other resins, and a high degree of toughness and elasticity. Furthermore, the casting resin must not contract to any noticeable extent during curing. Excessive shrinkage of the resin would result in cracks in the casting, especially in the case of large castings, such as bushings for high voltage in general.
Slight shrinkage of the casting resin is permissible and even desirable, provided that this increases the adhesive strength between the impregnated mica tape roll and the encapsulated mass.
Polymerizable epoxy resins, also known as glycidyl polyethers, meet all of these requirements and can successfully be used to produce a implementation according to the invention. Due to their excellent adhesive properties, the epoxy resins enclose the soaked mica tape roll without any gaps.
The very low shrinkage of the epoxy resins during curing compresses the winding and increases the mechanical and electrical strength and the insulating properties of the implementation.
Completely reactive silicone resins and polyester resins also have excellent adhesive properties and are also suitable as casting resins when carrying out the invention. A solid inorganic filler can be added to these resins in order to minimize shrinkage during curing.
The epoxies or glycidyl polyethers used as casting resins can be prepared in an alkaline medium by reacting a certain amount of at least one multiply hydrogenated phenol with at least one epihalohydrin. The phenols which are suitable for producing the epoxy resins mentioned include those which contain at least two phenolic hydroxyl groups per molecule.
Particularly suitable are the polynuclear phenols in which the phenol nuclei are linked by carbon bridges, for example 4,4'-dihydroxydiphenyldimethyl methane (hereinafter referred to as bisphenol A) and 4,4'-dihydroxydiphenyl methane. Other poly-nuclear phenols in which the phenol nuclei are linked by sulfur bridges, for example 4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone, can also be added to these polynuclear phenols.
While epichlorohydrin is generally used as epihalohydrin for the production of epoxy resins, it is possible. its homologues, for example epibromohydrin, can also be used for the present invention.
An aqueous alkali that combines with the halogen of the epihalohydrin is used to produce the polymerizable epoxy resins. The amount of alkali used should be at least equivalent to the amount of halogen present, preferably a little more is used. Aqueous mixtures of alkali metal hydroxides, for example potassium hydroxide and lithium hydroxide, can be used.
Most of the time, however, sodium hydroxide will be used because it is relatively cheap.
A polymerizable epoxy resin or glycidyl polyether of the double-hydrogenated phenol suitable for use in the context of the invention has a 1,2-epoxy equivalence which is greater than 1.0. Epoxy equivalency is the number of 1,2-epoxy groups
EMI0006.0063
referred to, which is contained on average in a molecule of glycidyl ether.
Due to the fact that the glycidyl polyethers are usually a mixture of chemical compounds of slightly different molecular weights and contain some compounds in which the terminal glycidyl radicals are hydrogenated, the epoxy equivalency of the product is not necessarily equal to the integer 2 , 0. In any case, however, it is greater than 1.0. The 1,2-epoxy equivalence of the polyethers is therefore a value between 1.0 and 2.0.
Polymerizable epoxy resins or glycidyl polyethers which can be used in the context of the invention are prepared by mixing and reacting one to two moles of epihalohydrin, preferably epichlorohydrin, with about one mole of bisphenol A, with a stoichiometric excess of alkali due to the amount of halogen is required.
To make the polymerizable epoxy resins herzu, aqueous alkali, bisphenol A and epichlorohydrin are mixed in a reaction vessel. The aqueous alkali dissolves the bisphenol A with formation of alkali salts.
If desired, the aqueous alkali and bisphenol A can first be mixed and only then the epichlorohydrin can be added, or an aqueous solution of alkali and bisphenol A can be added to the epichlorohydrin. In any case, the mixture in the reaction vessel is heated to a temperature of approximately 80 to 1101 C for a period of time from half an hour to three hours or more, depending on the amount of the substances to be reacted.
When the heating is complete, the reacted mixture separates into layers. The upper, aqueous layer is drawn off and poured away, while the lower layer is washed out with hot water in order to remove the unreacted alkali and halogen salt - sodium chloride in the example mentioned. If desired, dilute acids, such as acetic acid or hydrochloric acid, can be used during the washing process to neutralize the excess alkali. The resulting epoxy resins can be liquid or solid at room temperature.
If the resin is solid, it is brought into the liquid state by melting before casting. A suitable catalyst is added to the liquid epoxy resin in order to obtain a hardenable resin mixture.
Various amines can be added to the epoxy resin, for example metaphenylenediamine or dicyandiamide, the anhydride of a dicarboxylic acid, for example phthalic anhydride or maleic anhydride, triethanolamine borate, ureaformaldehyde derivatives or other known catalysts.
The following example illustrates the preparation of a glycidyl polyether suitable for the purposes of the invention.
<I> Example </I> III 54 parts of sodium hydroxide are dissolved in approximately 600 parts of water in an open kettle equipped with a mechanical stirrer. 684 parts, approximately 3 moles, of bisphenol A are added and the resulting mixture is stirred for approximately 10 minutes at a temperature of approximately 30 ° C. Then 370 parts, about 4 moles, of epichlorohydrin are added, whereupon the temperature of the resulting mixture rises to about 60 to 70 C due to the heat of reaction.
About 42 parts of caustic soda, dissolved in about 9 parts of water, are then added with constant stirring and the mixture is held at a temperature of about 90 to 100 ° C. for about an hour. The mixture then settles in two layers. The upper layer is peeled off and poured away, while the lower layer is washed with boiling water to which sufficient acetic acid has been added to neutralize the caustic soda that has not been converted.
After the wash water has been removed, a reactive polymerizable epoxy resin is obtained. By adding 5% by weight of an amine catalyst, for example phenylenediamine, the resin hardens to a solid mass when heated to 110 to 160 ° C.
Inorganic, insulating fillers, for example powdered silica, mica flakes, powdered glass, powdered asbestos and the like, can be added to the casting resin in order to reduce the shrinkage of the casting resin during polymerization and to give it greater strength.
4 shows a bushing 64 formed according to the description after the casting resin 62 has hardened to an infusible, insoluble state and the bushing 64 has been removed from the mold 50.
The bushing 64 consists of the conductor 10 with the threaded ends 12 and 14, of the mica tape roll 16, which is impregnated with a curable, fully reactive impregnating resin, of the casting resin 62, which cures to form an infusible, insoluble body has been and completely covers and surrounds the mica tape roll 16, and from the flange 60, which is firmly embedded in the cured casting resin 62. In the embodiment of FIGS. 3 and 4, the metal flange 60 is embedded in the casting resin.
The flange 60 can, however, if desired, also be omitted during the encapsulation of the mica tape roll. After removing the finished implementation from the mold, flange-like parts are then cemented onto the outside of the cast resin body of the implementation. For this purpose, the cast resin body can be provided with a shoulder. <I> Example IV </I> A layer of mica flakes 0.1 mm thick is applied to a sheet of hemp paper 0.03 mm thick.
The mica flakes are sprinkled with the reaction product of Example I, which has a viscosity of approximately 1000 poise. The amount of this reaction product, which is produced using a polyester of adipic acid and fumaric acid after reaction with propylene glycol, is 5% by weight of the mica and the paper. A 0.03 mm thick second sheet of hemp paper is placed on the mica flakes and the whole thing is lightly rolled over in order to distribute the applied polyester over the entire tape.
A brass tube is wrapped with a sufficient number of layers of the resulting tape so that a roll of approximately 6.4 mm thick results. The brass tube has threaded ends and a total length of approximately 30 cm, an inside diameter of 63 mm and an outside diameter of 69 mm. The length of the smooth part of the unthreaded brass tube is approximately 285 mm. The tape is wrapped around the portion of the brass tube that is unthreaded, taking care to leave approximately 3 to 6 mm of the unthreaded portion at both ends between the threaded portions and the coil. The free parts of the brass tube are coated with polyvinyl alcohol.
The wrapped brass tube is then heated to a temperature of 130 ° C. in a vacuum of less than 5 mm Hg for several hours. The wrapped brass tube is then cooled to 50 C and then impregnated in vacuo with a fully reactive impregnating resin, which consists of 85 wt / m monostyrene and 15 wt / o of the same polyester that was used as an adhesive resin for the mica tape, with another 0.5 0/0 benzoyl peroxide as a catalyst and 0,
01 / oi quinhydron are added. The wrapped brass tube is then placed in the solution for two hours, one hour in a vacuum of 10 mm Hg and one hour under atmospheric pressure in dry air. Then the wrapped Mes singing tube is taken out of the solution and after dripping off the impregnated mica tape lap is wrapped with a 38 mm wide film 0.03 mm thick made of polyethylene glycol terephthalate polymer. The wrapped brass tube is heated at 100 ° C. for 4 hours and then at 125 ° C. for 6 hours.
The heat treatment hardens the impregnation resin completely.
The applied film of polyethylene glycol terephthalate is peeled off the roll and the polyvinyl alcohol coating is removed from the free parts of the brass tube. The brass tube with the soaked winding applied to it is placed in a cylindrical shape with an inserted flange, which corresponds to that of FIG.
A liquid casting resin, which consists of 33 parts by weight of an epoxy resin of Example III and 67 parts by weight of finely divided, thoroughly mixed pebbles, as well as 5% by weight of a phthalic anhydride catalyst, based on the weight of the epoxy resin present , are then poured into the mold. Before the casting resin was poured into the mold, all contact surfaces were coated with a silicone grease.
The cylindrical shape is made of 1.6 mm thick steel and has an inner diameter of 15.3 cm. The epoxy resin is cured in an oven at 1101C for 24 hours. Such long curing at low temperature results in the smallest possible resin shrinkage of less than 0.5119. After the resin has hardened, the casting is removed from the mold.
<I> Example V </I> The implementation described in this example differs from the implementation of Example IV in that no impregnated mica tape roll is used; rather, the epoxy resin is poured directly onto the brass pipe.
Positive rollover tests were carried out with the implementation of Examples IV and V. The implementation of Example IV, which is designed according to the invention, withstood 125.8 kV, while the implementation of Example V broke through at 60 kV.
In the event of a negative rollover test, the implementation of Example IV withstood 101.1 kV. Flashover tests at 60 Hz gave the following values for the implementation according to Example IV, which is designed according to the invention: With a rapid rise 54 kV With a flashover test lasting 1 minute 50 kV With a brief breakdown test under oil 155 kV From these results it follows that the Implementation according to the description can be used under the most difficult operating conditions.