Die Erfindung betrifft einen Schichtpressstoff zur elektrischen Isolierung von elektrischen Maschinen und Apparaten, insbesondere zur Nutenisolation, mit einer durchschlagfesten, temperaturbeständigen homogenen Isolierstoffolie und Aussenschichten aus faserverstärktem, zur Versteifung geschichtetem Trägermaterial und härtbaren Kunstharzbindemitteln.
Die Herstellung eines solchen Schichtpressstoffes ist als Verfahren gemäss dem schweizerischen Patent 549467 beschrieben.
Um eine höhere elektrische Durchschlagsfestigkeit zu erhalten, wurde bislang ein relativ weicher Schichtstoff aus mehreren Polyisobutylenlagen, zwischen denen jeweils abwechselnd eine zusätzliche Isolierschicht aus Schlacken- oder Glaswollpapier, Glimmer, Glasgewebe oder dgl. eingeklebt ist, vorgeschlagen. (CH-PS 228 523). Dieser Schichtstoff ist jedoch für mechanisch hochbeanspruchte Isolationen weniger geeignet. Die zusätzlichen Isolierschichten sollen zwar eine erhöhte elektrische und thermische Festigkeit gewährleisten, jedoch ist eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Isolierung nicht gegeben. Ferner sind geschichtete Hochspannungsisolationen bekannt, die aus Isolierfolien mit dazwischenliegenden porösen Polyestervliesschichten bestehen (DT-Gbm 1 834 061).
Auch hierbei handelt es sich nicht um einen steifen Schichtpressstoff, sondern um ein in Bandform verwickelbares Material, an dessen mechanische Festigkeit keine besonderen Ansprüche gestellt werden. Die Vliesschichten sollen lediglich eine Tränkung oder Imprägnierung der Isolation mit Tränkharz oder Isolieröl zur Beseitigung etwaiger Hohlräume ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen steifen, insbesondere für die Nutenisolation elektrischer Grossmaschinen geeigneten Schichtpressstoff mit guten elektrischen Eigenschaften anzugeben, der eine wesentlich höhere statische und dynamische mechanische Belastung ohne Rissbildung aushält als die bekannten Schichtpressstoffe mit faserverstärktem Trägermaterial.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Isolierstoffolie als Zwischenschicht zwischen den Aussenschichten angeordnet und beidseitig mit Wirrfaserschutzschichten bedeckt ist, und die Wirrfaserschutzschichten sowohl mit der Isolierstoffolie als auch mit den faserverstärkten Aussenschichten derart verbunden sind, dass ein parallel zur Schichtung durchgehender, lediglich aus von Bindemittel ungetränkten Wirrfasern bestehender Rest der Wirrfaserstruktur bestehen bleibt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Aufbaues des Schichtpressstoffes perspektivisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 einen symmetrischen Aufbau einzelner Schichten beidseitig der zentral angeordneten Isolierstoffolie,
Fig. 2 einen asymmetrischen Aufbau.
Gemäss Fig. 1 ist F die zentral angeordnete Isolierstoffolie beidseitig mit den Papierlagen X, X' abgedeckt. Zwischen so abgedeckter Isolierstoffolie F und den faserverstärkten Aussenschichten Z1, Z2 und Z1,, Z2, wird beidseitig je eine Glaswollvlieslage Y, Y' eingelegt. Die einzelnen Lagen des Schichtpressstoffes werden derart verbunden, dass in den Wirrfaserschutzschichten, beispielsweise Papierlagen X, X' aus einem temperaturbeständigen aromatischen Polyamid, ein parallel zur Schichtung durchgehender, lediglich aus Wirrfasern bestehender Rest Rx, Rx, der von Bindemittel ungetränkten Wirrfaserstruktur bestehen bleibt.
Der symmetrische Aufbau einzelner Schichten des Schichtpressstoffes gemäss Fig. 1 erfolgt demnach beispielsweise fol gendennassen:
2 Gewebelagen Z2 und Z1 aus Glasseide als Aussenschich ten sind mit Epoxidkunstharz durch die ganze Gewebe stärke vorimprägniert, vorzugsweise von einer Stärke von
0,1 mm und 0,2 mm;
1 Lage unbehandeltes Glasvlies Y, beispielsweise von einer
Stärke von 0,05 mm;
1 Papierlage X, beispielsweise von einer Stärke von 0,3 mm, aus einem temperaturbeständigen aromatischen Poly amid, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Nomex > Type 410 bekannt, welche beidseitig, lediglich jeweils an der Oberfläche mit Epoxidkunstharz vorim prägniert (Prepreg) und kalandriert ist;
;
1 zentral angeordnete Polyhydantoinfolie F, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Resistofol N > bekannt, vorzugsweise von einer Stärke von 0,1 mm.
Die Anordnung der weiteren Lagen X, Y', Z1 und Z2 erfolgt zu der Kunststoffolie F symmetrisch in gleicher Ausführung wie die Lagen X, Y, Z, und Z2, wobei die Gesamtstärke des Schichtpressstoffes ungepresst 1,4 mm bzw. gepresst 1,1 + 0,1 mm beträgt. Rx und Rx, veranschaulichen den durchgehenden aus ungetränkten Wirrfasern bestehenden Rest der Wirrfaserstruktur.
Die Fig. 2 zeigt den asymmetrischen Aufbau einzelner Schichten des Schichtpressstoffes, bei welchem ausser der Kunststoffolie F und den faserverstärkten Aussenschichten Z,,, Z, bzw. Z1' Z,' die Wirrfaserschichten X, bzw. X1, X2 und X, gegenüber der Kunststoffolie F asymmetrisch angeordnet sind. Die Verbindung der einzelnen Schichten erfolgt ähnlich wie in Fig. 1, wobei wiederum in den Wirrfaserschichten X, X1, X2 und Xs ein parallel zur Schichtung durchgehender, lediglich aus Wirrfasern bestehender Rest Rx, Rx,, RX2 und RXS bestehen bleibt.
Die beispielsweise Ausführungsform, bei welcher keine Glasvliesschichten zur Anwendung kommen, ist folgende:
2 Gewebelagen Z2 und Z, aus Glasseide als Aussenschich ten sind mit Epoxidkunstharz durch die ganze Gewebe stärke vorimprägniert und vorzugsweise von einer Stärke von 0,1 mm und 0,2 mm;
1 Papierlage X, beispielsweise von einer Stärke von 0,3 mm.
aus einem temperaturbeständigen aromatischen Polyamid.
beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Nomex
Type 410 bekannt, welche beidseitig, lediglich jeweils an der Oberfläche mit Epoxidkunstharz vorimprägniert (Prepreg) und kalandriert ist;
1 Polyhydantoinfolie F, beispieslsweise unter der Handels bezeichnung Resistofol N* bekannt, vorzugsweise von einer Stärke von 0,1 mm;
1 Papierlage X1, beispielsweise von einer Stärke von 0,08 mm, aus einem temperaturbeständigen aromatischen Polyamid, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Nomex Type 410 bekannt, welche beidseitig, lediglich jeweils an der Oberfläche mit Epoxidkunstharz vorimprägniert (Prepreg) und kalandriert ist;
;
1 unbehandelte Papierlage X2, beispielsweise von einer
Stärke von 0,15 mm, aus einem temperaturbeständigen aromatischen Polyamid, beispielsweise unter der Handels bezeichnung Nomex Type 411 bekannt;
1 Papierlage Xs, beispielsweise von einer Stärke von 0,08 mm, aus einem temperaturbeständigen aromatischen Poly amid, beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Nomex > Type 410 bekannt, welche beidseitig, lediglich jeweils an der Oberfläche mit Epoxidkunstharz vorimprä gniert (Prepreg) und kalandriert ist;
2 Gewebelagen Z1, und Z2, aus Glasseide als Aussen schichten sind mit Epoxidkunstharz durch die ganze Ge webestärke vorimprägniert, vorzugsweise von einer Stärke von 0,2 mm und 0,1 mm.
Die Gesamtstärke des Schichtpressstoffes beträgt unge presst 1,31 mm, gepresst 1,0 + 0,1 mm. Rx, Ri, R > 2 und R"3 veranschaulichen jeweils den durchgehenden aus ungetränkten Wirrfasern bestehenden Rest der Wirrfaser struktur.
Die Isolationen mit dem vorstehend jeweils beschriebenen Aufbau werden entsprechend dem Reaktionsverhalten des
The invention relates to a laminate for the electrical insulation of electrical machines and apparatus, in particular for groove insulation, with a puncture-proof, temperature-resistant homogeneous insulating film and outer layers made of fiber-reinforced, layered carrier material and hardenable synthetic resin binders.
The production of such a laminate is described as a process according to Swiss patent 549467.
In order to obtain a higher dielectric strength, a relatively soft laminate made of several polyisobutylene layers, between which an additional insulating layer of slag or glass wool paper, mica, glass fabric or the like is alternately glued, has been proposed. (CH-PS 228 523). However, this laminate is less suitable for insulation that is subject to high mechanical loads. The additional insulating layers are intended to ensure increased electrical and thermal strength, but there is no improvement in the mechanical properties of the insulation. Furthermore, layered high-voltage insulation is known which consist of insulating foils with interposed porous polyester fleece layers (DT-Gbm 1 834 061).
Again, this is not a stiff laminate, but a material that can be wrapped in the form of a tape and whose mechanical strength is not subject to any special requirements. The fleece layers should only allow the insulation to be soaked or impregnated with impregnating resin or insulating oil to remove any cavities.
The invention is based on the object of specifying a stiff laminate with good electrical properties, particularly suitable for the slot insulation of large electric machines, which can withstand a significantly higher static and dynamic mechanical load without cracking than the known laminates with fiber-reinforced carrier material.
According to the invention, this object is achieved in that the insulating film is arranged as an intermediate layer between the outer layers and is covered on both sides with random fiber protective layers, and the random fiber protective layers are connected to both the insulating film and the fiber-reinforced outer layers in such a way that a continuous parallel to the layering, only from Binder unimpregnated random fibers existing remainder of the random fiber structure remains.
In the drawing, embodiments of the structure of the laminate according to the invention are shown in perspective.
It shows:
1 shows a symmetrical structure of individual layers on both sides of the centrally arranged insulating film,
2 shows an asymmetrical structure.
According to FIG. 1, F the centrally arranged insulating film is covered on both sides with the paper layers X, X '. Between the insulating film F covered in this way and the fiber-reinforced outer layers Z1, Z2 and Z1, Z2, a glass wool fleece layer Y, Y 'is inserted on both sides. The individual layers of the laminated material are connected in such a way that in the tangled fiber protection layers, for example paper layers X, X 'made of a temperature-resistant aromatic polyamide, a residue Rx, Rx, which is parallel to the layering and consists only of tangled fibers, remains in place.
The symmetrical structure of individual layers of the laminated material according to FIG. 1 is therefore carried out, for example, as follows:
2 layers of fabric Z2 and Z1 made of fiberglass as outer layers are pre-impregnated with epoxy synthetic resin through the entire fabric thickness, preferably with a thickness of
0.1 mm and 0.2 mm;
1 layer of untreated glass fleece Y, for example from one
Thickness of 0.05 mm;
1 paper layer X, for example 0.3 mm thick, made of a temperature-resistant aromatic poly amide, known for example under the trade name Nomex> Type 410, which is pre-impregnated (prepreg) and calendered on both sides, only on the surface with epoxy resin;
;
1 centrally arranged polyhydantoin film F, for example known under the trade name Resistofol N>, preferably of a thickness of 0.1 mm.
The arrangement of the other layers X, Y ', Z1 and Z2 is symmetrical to the plastic film F in the same design as the layers X, Y, Z, and Z2, with the total thickness of the laminate unpressed 1.4 mm or pressed 1.1 + 0.1 mm. Rx and Rx, illustrate the uninterrupted remainder of the tangled fiber structure consisting of non-impregnated random fibers.
2 shows the asymmetrical structure of individual layers of the laminated material, in which, in addition to the plastic film F and the fiber-reinforced outer layers Z ,,, Z, or Z1 'Z,' the random fiber layers X, or X1, X2 and X, compared to the Plastic film F are arranged asymmetrically. The connection of the individual layers is similar to that in FIG. 1, with a remainder of Rx, Rx, RX2 and RXS consisting only of random fibers that is parallel to the stratification in the random fiber layers X, X1, X2 and Xs.
The example embodiment in which no glass fleece layers are used is the following:
2 layers of fabric Z2 and Z, made of fiberglass as outer layers, are pre-impregnated with epoxy resin through the entire fabric thickness and preferably with a thickness of 0.1 mm and 0.2 mm;
1 layer of paper X, for example 0.3 mm thick.
made of a temperature-resistant aromatic polyamide.
for example under the trade name Nomex
Type 410 known, which is pre-impregnated on both sides, only on the surface with epoxy synthetic resin (prepreg) and calendered;
1 polyhydantoin film F, known for example under the trade name Resistofol N *, preferably 0.1 mm thick;
1 layer of paper X1, for example 0.08 mm thick, made of a temperature-resistant aromatic polyamide, known for example under the trade name Nomex Type 410, which is pre-impregnated on both sides, only on the surface with epoxy synthetic resin (prepreg) and calendered;
;
1 untreated paper layer X2, for example from a
Thickness of 0.15 mm, made of a temperature-resistant aromatic polyamide, known for example under the trade name Nomex Type 411;
1 paper layer Xs, for example 0.08 mm thick, made of a temperature-resistant aromatic poly amide, known for example under the trade name Nomex> Type 410, which is prepreg and calendered on both sides, only on the surface with epoxy resin;
2 layers of fabric Z1, and Z2, made of fiberglass as the outer layers are pre-impregnated with epoxy resin through the entire thickness of the fabric, preferably 0.2 mm and 0.1 mm thick.
The total thickness of the laminate is 1.31 mm unpressed, 1.0 + 0.1 mm when pressed. Rx, Ri, R> 2 and R "3 each illustrate the continuous remainder of the random fiber structure consisting of non-impregnated random fibers.
The isolations with the structure described above are made according to the reaction behavior of the