Isolation von Wicklungen rotierender elektrischer Maschinen Die Einführung von mit einem aushärtenden Kunstharz verklebten Isolationen für Statorwicklun- gen rotierender Hochspannungsmaschinen hat in ver schiedensten Belangen wesentliche Verbesserungen des Betriebsverhaltens gegenüber den bisher üblichen thermoplasrischen Isolationen gebracht.
Die bedeu tendsten Vorteile sind die grosse Formfestigkeit, gute Klebekraft und elastisches Verhalten im Bereich der üblichen Betriebstemperaturen. Dies ist der Grund, dass bei Isolationen mit einem ausgehärteten Kunst harz als Binder bzw.
Imprägniermittel, das bei Iso lationen mit plastischen Bindern so gefürchtete Krie chen der Isolation bei Belastungs- und Entlastungs zyklen der Maschine nicht auftritt. Die guten Eigenschaften solcher Kunstharzisolationen gestat ten nämlich die Aufnahme der Kräfte, welche als Folge verschiedener Ausdehnungskoeffizienten der Isolation und des Kupfers entstehen, ohne dass da durch ihre Betriebstüchtigkeit beeinflusst wird.
Trotzdem besteht bei Maschinen mit sehr grossen Eisenlängen und grossen Kupferquerschnitten, welche vielen grossen Lastwechseln unterworfen wenden, das Risiko, dass die sehr beachtlichen mechanischen Be anspruchungen ein mindestens örtliches Losreissen der Isolierhülse vom Leiterbündel bewirken. Das Risiko eines Losreissens ist insbesondere an den verhältnismässig flachen Breitseiten des Leiterbündels, wie es sich z. B. bei Röbelstäben ergibt, ziemlich gross.
Jegliches Losreissen der Isolierhülse vom Zeter bündel ist selbstverständlich unerwünscht. Eine be kannte Massnahme, um dies zu verhindern, ist die Anbringung einer Glimmschutzanordnung als über- gang zwischen Leiterbündel und Isolierhülse, um ein Gleiten ,des Leiterbündels in der Isolierhülse ;zu er möglichen. Die Nachteile solcher Innenglimmschutz- Anordnungen sind aber bekannt.
Hier soll nur auf die schwierige Fabrikation solcher Anordnungen hin gewiesen werden und insbesondere auf die bei gröss ten Stäben unvermeidlichen grossen Längenunter schiede zwischen Kupferbündel und Hülse an der ersten Biegung des durch Abstützung gehaltenen Spulenkopfes, wenn sich Kupfer und Isolation bei Erwärmung ungehemmt ausdehnen können. üblicher weise werden Stäbe, wie sie :bei Maschinen mit grossen Leistungen und Nennspannungen bis gegen 30 kV üblich sind, mit einer über Nut- und Kopfteil kontinuierlichen Kunstharzisolation ausgeführt.
Die mechanische Beanspruchung der Isolation im ersten Radius nach dem Nutteil wird natürlich bei An ordnungen, wo Leiterbündel und Hülse nicht auf der ganzen Länge verklebt sind, beachtlich und das Risiko eines Isolationsbruches an ider Biegung sehr gross.
Der Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine Isolation von Wicklungen rotierender elektrischer Maschinen, bei welchen die Leiterbündel der Wick lung mit einer Isolierhülse umgeben sind, zu schaffen, wobei die unerwünschten Relativbewegungen zwi schen Leiter und Isolierhülse infolge ungleicher Wärmedehnungen verhindert werden. Gemäss der Erfindung wird :
dies dadurch erreicht, dass die Isolier hülse mittels Teilen aus Isoliermaterial am ILeiter- bündel verankert ist, wobei diese Isolierteile einer- seits mit dem Leiterbündel und anderseits mit der Isolierhülse verbunden sind.
An Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung schematisch veranschaulicht ist, sei die Erfindung näher erläutert. Während des Zu- sammenstellens der das Leiterbündel 1 bildenden Einzelleiter, werden Streifen aus:
Glasgewebe oder Fäden 2, aus Kunstharzfasern oder dergleichen zwi schen den Einzelleiter eingelegt oder eingeflochten, wobei jeweils ein etwa 10 cm langes Ende frei bleiben muss. Anschliessend werden diese freien En den der Fäden 2 beim Umbändeln des Leiterbündels 1 mit einem Isolierband zwischen den überlappenden Lagen 3 eingelegt, die die Isolierhülse für das Leiter bündel bilden.
Der umbändelte Stab oder die Spule wird dann in Vakuum mit einem Kunstharz impräg niert und nach dem Einbau in eine Form erfolgt dann die Aushärtung des Imprägnierharzes. Die mit dem Leiterbündel 1 einerseits und mit der Isolierhülse 3 anderseits verbundenen Fäden 2 bewirken eine Ver ankerung der Isolierhülse auf dem Leiterbündel, so dass keine Relativbewegung zwischen den beiden bzw.
ein Losreissender Isolierhülse erfolgen kann.
Vorteilhaft ist, wenn das zum Verkleben der Isolierhülse notwendige Imprägnierharz schon im Isoliermaterial (Band oder Folium) vorhanden ist, so dass nur noch ein Warmpressen notwen dig ist. In solchen Fällen kann es günstig sein, wenn im Verankerungsband oder -faden auch noch ein Binder vorhanden ist, weil :die Menge im Isolier material zur Durchimprägnierung der Verankerung vielleicht nicht genügt.
Die Verankerung der Isolierhülse auf dem Leiter bündel kann auch mittels Stegen aus hochwertigem Isoliermaterial erfolgen, die in gewissen an den Breitseiten am Leiterbündel befestigt und in die Isolierhülse einbezogen werden.
Bei Leiterbün- deln, die zu einem Roebelstab zusammengestellt werden, können die Stege so ausgebildet werden, dass sie als Ausfüllkeile auf der Schmalseite des Stabes zwischen den abgekröpften Einzelleitern liegen und am Stab mit einem halbleitenden Kleber befestigt werden,
damit noch in eventuellen Hohlräumen in der Verklebung kein Glimmen auftritt.
Insulation of windings of rotating electrical machines The introduction of insulations bonded with a hardening synthetic resin for stator windings of rotating high-voltage machines has brought about significant improvements in the operating behavior in various respects compared to the previously customary thermoplastic insulations.
The most important advantages are the great dimensional stability, good adhesive strength and elastic behavior at normal operating temperatures. This is the reason that in the case of insulation with a hardened synthetic resin as a binder or
Impregnation agent that does not occur during the machine's load and unloading cycles, which is so dreaded in the case of insulation with plastic binders. The good properties of such synthetic resin insulations allow the forces that arise as a result of different expansion coefficients of the insulation and the copper to be absorbed without affecting their operational efficiency.
Nevertheless, with machines with very long iron lengths and large copper cross-sections, which are subjected to many large load changes, there is the risk that the very considerable mechanical stresses cause the insulating sleeve to tear at least locally from the conductor bundle. The risk of tearing loose is particularly on the relatively flat broad sides of the bundle of conductors, as it is, for. B. results in Röbelstäben, quite large.
Any tearing loose of the insulating sleeve from the Zeter bundle is of course undesirable. A known measure to prevent this is the attachment of a corona protection arrangement as a transition between the conductor bundle and the insulating sleeve in order to allow the conductor bundle to slide in the insulating sleeve. The disadvantages of such internal corona protection arrangements are known.
Here, only the difficult fabrication of such arrangements should be pointed out and in particular the great differences in length between the copper bundle and the sleeve at the first bend of the coil head, which is held by the support, when the copper and insulation can expand unchecked when heated. Usually rods, as they are common in machines with high outputs and rated voltages up to about 30 kV, are made with a continuous synthetic resin insulation over the groove and head part.
The mechanical stress on the insulation in the first radius after the groove part is of course considerable in arrangements where the conductor bundle and sleeve are not glued over the entire length, and the risk of insulation breakage at the bend is very high.
The purpose of the invention is now to provide insulation for windings of rotating electrical machines in which the conductor bundles of the winding are surrounded by an insulating sleeve, with the undesirable relative movements between the conductor's and insulating sleeve being prevented as a result of unequal thermal expansion. According to the invention:
this is achieved in that the insulating sleeve is anchored to the Iconductor bundle by means of parts made of insulating material, these insulating parts being connected on the one hand to the conductor bundle and on the other hand to the insulating sleeve.
The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment which is illustrated schematically in the drawing. During the assembly of the individual conductors forming the conductor bundle 1, strips of:
Glass fabric or threads 2, made of synthetic resin fibers or the like between tween the individual conductors inserted or braided, each about 10 cm long end must remain free. Subsequently, these free ends of the threads 2 are inserted when strapping the conductor bundle 1 with an insulating tape between the overlapping layers 3, which form the insulating sleeve for the conductor bundle.
The banded rod or coil is then impregnated with a synthetic resin in a vacuum and, after being installed in a mold, the impregnating resin is then cured. The threads 2 connected to the conductor bundle 1 on the one hand and to the insulating sleeve 3 on the other hand cause the insulating sleeve to be anchored on the conductor bundle so that there is no relative movement between the two or
an insulating sleeve can be torn away.
It is advantageous if the impregnating resin required for gluing the insulating sleeve is already present in the insulating material (tape or foil), so that only hot pressing is necessary. In such cases it can be beneficial if there is also a binder in the anchoring tape or thread, because: The amount in the insulating material may not be sufficient to impregnate the anchoring.
The anchoring of the insulating sleeve on the conductor bundle can also be done by means of webs made of high-quality insulating material, which are fastened in certain on the broad sides of the conductor bundle and included in the insulating sleeve.
In the case of conductor bundles that are put together to form a Roebel bar, the webs can be designed in such a way that they lie as filler wedges on the narrow side of the bar between the cranked individual conductors and are attached to the bar with a semi-conductive adhesive.
so that no glowing occurs in any cavities in the bond.