CH624792A5

CH624792A5 - Electrical apparatus having an active part, which is potted in curable resin, and a method for its production

Info

Publication number: CH624792A5
Application number: CH795977A
Authority: CH
Inventors: Branko Dipl Ing Tomic
Original assignee: Bbc Brown Boveri & Cie
Priority date: 1977-06-29
Filing date: 1977-06-29
Publication date: 1981-08-14
Also published as: IT1095932B; DE2732337A1; BE868514A; SE434319B; IT7824948A0; DE7722435U1; SE7807171L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Apparat, insbesondere einen Transformator oder einen Messwandler, dessen Aktivteil in einem härtbaren Harz vergossen und eingebettet ist, und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung. The present invention relates to an electrical apparatus, in particular a transformer or a measuring transducer, the active part of which is cast and embedded in a hardenable resin, and to a method for its production.

Elektrische Apparate wie Transformatoren, Messwandler usw., die mit und in Giessharz vergossen und eingebettet sind, werden meistens so hergestellt, dass eine besondere Giessform während des Herstellungsprozesses verwendet wird, die nicht Teil des fertigen Objektes bleibt. Dies hat den Nachteil, dass für jede Art eine Giessform zur Verfügung stehen muss, wobei diese Giessformen sehr preisaufwendig sind. Muss aber eine Vielzahl von Objekten gleicher Art hergestellt werden, so ist auch eine Vielzahl von Giessformen nötig, denn bei der erheblichen zeitlichen Belegung einer einzelnen Giessform würde die Herstellung einer Vielzahl von Objekten eine zu grosse Zeitspanne in Anspruch nehmen. Die lange zeitliche Belegung einer Giessform entsteht durch den Einbau des Aktivteiles des Objektes in die Giessform, durch den eigentlichen Giessvor-gang, durch das Abkalten und Aushärten und schliesslich durch das Ausbauen des vergossenen Objektes aus der Giessform und durch das anschliessende Wiederbereitstellen der Giessform für den nächsten Guss. Electrical devices such as transformers, transducers, etc., which are cast and embedded with and in casting resin, are usually manufactured in such a way that a special mold is used during the manufacturing process that does not remain part of the finished object. This has the disadvantage that a casting mold has to be available for each type, these casting molds being very expensive. If, however, a large number of objects of the same type have to be produced, a large number of casting molds are also necessary, since the large occupancy of a single casting mold would take too long a period to produce a large number of objects. The long time occupancy of a casting mold is caused by the installation of the active part of the object in the casting mold, by the actual casting process, by the cooling and hardening and finally by the removal of the cast object from the casting mold and by the subsequent restoration of the casting mold for the next cast.

Man hat schon versucht, die genannten Schwierigkeiten dadurch zu umgehen, das man den zu vergiessenden Aktivteil in eine Giessform eingebracht hat, welche Teil des fertigen Objektes blieb. In der DT-AS 1 289 915 ist ein Stelltransformator mit Ringkern in giessharzvergossener Ausführung und mit im Giessharzgehäuse eingegossener Wicklung beschrieben und dargestellt. Die Wicklung wird auf zwei den Ringkern stirnseitig umschliessenden Pressstofftellern aufgebracht und am äusseren Umfang werden an den Pressstofftellern Silikongummischichten und über diesen liegende Asbestpapierstreifen angeordnet. Bei den bekannten Giessformen, die meistens aus einem zellulosehaltigem Material oder aus Keramik bestanden, konnten sich die konstruktiven Lösungen nicht durchsetzen, insbesondere nicht für Objekte höherer Spannungen, weil das Material dieser Giessformen zu wenig dem Giessmaterial angeglichen war. Die Technologie der Herstellung der Giessformen war zu aufwendig. Attempts have already been made to circumvent the difficulties mentioned by placing the active part to be cast in a casting mold which remains part of the finished object. DT-AS 1 289 915 describes and depicts a variable transformer with a ring core in a cast resin-cast design and with a winding cast in the cast resin housing. The winding is applied to two press plates surrounding the ring core on the end face, and silicone rubber layers and asbestos paper strips lying over them are arranged on the outer circumference of the press plates. In the known casting molds, which mostly consisted of a cellulose-containing material or ceramic, the constructive solutions could not prevail, especially not for objects of higher tension, because the material of these casting molds was not sufficiently matched to the casting material. The technology used to manufacture the molds was too complex.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Apparat der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Herstellung wirtschaftlich ist. Die Giessform muss dem zu vergiessenden Aktivteil anpassungsfähig sein und muss je nach Stromstärke und Schaltung eine leichte Anpassung an die äusseren elektrischen Anschlüsse erlauben. Die Einzelteile der Giessform müssen nach dem Einbau des Aktivteiles untereinander dicht verbunden werden können, um ein Auslaufen des Harzes zu verhindern. It is an object of the invention to provide an electrical apparatus of the type mentioned in the introduction, the production of which is economical. The mold must be adaptable to the active part to be cast and, depending on the current strength and circuit, must allow easy adaptation to the external electrical connections. The individual parts of the mold must be able to be tightly connected to one another after installation of the active part in order to prevent the resin from leaking.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Aktivteil in einer glasfaserverstärkten Kunstharzform vergossen ist, die Teil des fertigen Apparates bildet. According to the invention, the aforementioned object is achieved in that the active part is cast in a glass fiber-reinforced synthetic resin mold, which forms part of the finished apparatus.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Giessform dem zu vergiessenden Aktivteil anpassungsfähig ist und die Anordnung der elektrischen Anschlüsse mit einfachen Mitteln erlaubt. The advantage of the invention is, in particular, that the casting mold is adaptable to the active part to be cast and that the electrical connections can be arranged with simple means.

Ferner ist es zweckmässig, wenn die Kunstharzform aus glasfaserverstärktem Polyester besteht. Es ist vorteilhaft, wenn die Richtung der Glasfasern wenigstens im wesentlichen in der Richtung der im ungünstigsten Belastungsfall auftretenden Zugspannung verläuft. Diese konstruktive Ausführungsform erhöht bedeutend die mechanische Festigkeit des Apparates. Bei der genannten Ausrichtung der Glasfasern wirken diese als eine Bandage hoher Zugfestigkeit und halten den Apparat während der Wirkung der Stromkräfte mechanisch zusammen. Sollte selbst das Giessharz bersten, so würde der Apparat nicht aufsplittern. It is also expedient if the synthetic resin mold consists of glass fiber reinforced polyester. It is advantageous if the direction of the glass fibers runs at least substantially in the direction of the tensile stress occurring in the worst case. This design embodiment significantly increases the mechanical strength of the apparatus. With the aforementioned orientation of the glass fibers, they act as a bandage of high tensile strength and hold the apparatus together mechanically during the action of the current forces. If the casting resin itself bursts, the device would not split.

Nach einerweiteren Ausgestaltung ist die Innenwand der Kunstharzform wenigstens teilweise ausgewellt. Die Richtung der Auswellungen steht quer auf die Richtung der Spannungskräfte. Ebenfalls mit dieser konstruktiven Lösung wird die mechanische Festigkeit der Kunstharzform und damit des elektrischen Apparates erhöht und die Verankerung mit dem Giessharz verstärkt. According to a further embodiment, the inner wall of the synthetic resin mold is at least partially corrugated. The direction of the corrugations is transverse to the direction of the tension forces. This constructive solution also increases the mechanical strength of the synthetic resin mold and thus the electrical apparatus and reinforces the anchoring with the casting resin.

Wenn das die Form des Aktivteiles verlangt, ist die Kunstharzform mehrteilig ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform ist es zweckmässig, wenn die Kontaktflächen der Teile der Kunstharzform mit Nuten und entsprechenden Federn versehen sind. Damit wird ein Auslaufen des Giessharzes verhindert. Wenn If this is required by the shape of the active part, the synthetic resin mold is made in several parts. In this embodiment, it is expedient if the contact surfaces of the parts of the synthetic resin mold are provided with grooves and corresponding springs. This prevents the casting resin from leaking. If

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

b5 b5

3 3rd

624 792 624 792

das die Form des Aktivteiles erlaubt, ist die Kunstharzform rotationssymmetrisch ausgeführt. that allows the shape of the active part, the synthetic resin shape is rotationally symmetrical.

Um das Material zu sparen, kann die Kunstharzform Hin-terschneidungen aufweisen und einseitig offen sein. Es ist selbstverständlich, dass diese Hinterschneidungen und auch 5 andere Teile der Kunstharzform der Form des Aktivteiles angepasst werden und dass eine wenigstens zweiteilige Kunstharzform verwendet wird. In order to save the material, the synthetic resin form can have undercuts and be open on one side. It goes without saying that these undercuts and also 5 other parts of the resin mold are adapted to the shape of the active part and that an at least two-part resin mold is used.

Es ist vorteilhaft, wenn die Kunstharzform Öffnungen bzw. ausbrechbare Teile aufweist. Diese Öffnungen dienen für die "> Anschlüsse bzw. für die Klemmen des Aktivteiles. It is advantageous if the synthetic resin mold has openings or break-out parts. These openings are used for the "> connections or for the terminals of the active part.

Es ist zweckmässig, wenn die Kunstharzform Aufnahmeorgane, zum Beispiel Kleberillen für Schutzkästen aufweist. It is expedient if the synthetic resin form has receiving elements, for example adhesive grooves for protective boxes.

Es empfiehlt sich, den erfindungsgemässen Apparat derart herzustellen, dass der Aktivteil in eine einseitige offene Kunst- i s harzform vergossen und danach die Kunstharzform mit einem wegnehmbaren Teil, zum Beispiel mit einer Grundplatte, zu einer geschlossenen Form ergänzt wird. It is advisable to manufacture the apparatus according to the invention in such a way that the active part is cast in a one-sided open synthetic resin mold and then the synthetic resin mold is supplemented with a removable part, for example with a base plate, to form a closed mold.

Der erfindungsgemässe Apparat lässt sich vorteilhaft auch so herstellen, dass der Aktivteil und/oder Anschlüsse und/oder 20 Klemmen nur an einen ersten Teil der Kunstharzform befestigt werden und dass erst dann ein zweiter bzw. weitere Teile der Kunstharzform mit dem ersten Teil der Kunstharzform vereinigte werden. The apparatus according to the invention can advantageously also be manufactured in such a way that the active part and / or connections and / or 20 clamps are only attached to a first part of the synthetic resin mold and only then did a second or further parts of the synthetic resin mold unite with the first part of the synthetic resin mold will.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfin- 2* dungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben. Es zeigt: Fig. 1 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch einen Stromwandler, Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form in the drawing. 1 shows a partial vertical section through a current transformer,

Fig. 2 einen zweiten vertikalen Schnitt durch den Stromwandler gemäss Fig. 1, 30 2 shows a second vertical section through the current transformer according to FIGS. 1, 30

Fig. 3 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch einen Spannungswandler, 3 is a partial vertical section through a voltage converter,

Fig. 4 einen zweiten vertikalen Schnitt durch den Spannungswandler gemäss Fig. 3, 4 shows a second vertical section through the voltage converter according to FIG. 3,

Fig. 5 einen teilweisen vertikalen Schnitt durch eine andere » Ausführungsform eines Stromwandlers, 5 is a partial vertical section through another embodiment of a current transformer,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Durchführungs-Strom-wandler, 6 shows a section through a bushing current transformer,

Fig. 7 eine Aufsicht auf den Durchführungs-Stromwandler gemäss Fig. 6 und 40 7 is a plan view of the bushing current transformer according to FIGS. 6 and 40

Fig. 8 einen Schnitt durch Schirm-Isolatoren für einen Messwandler. Fig. 8 shows a section through shield insulators for a transducer.

Gemäss Fig. 1 ist eine Kunstharzform 1 mit einem Giessharz 2 ausgefüllt, in dem ein Aktivteil 3 eingebettet ist. Schematisch dargestellte Sekundär-Klemmen 4 und Primär-Anschlüsse 5 sind mit dem Aktivteil 3 elektrisch verbunden. Die Kunstharzform 1 ist auf der inneren Oberfläche mit Auswellungen 6 versehen. Fig. 2 stellt einen weiteren Schnitt durch den Stromwandler gemäss Fig. 1 dar. Gleiche Teile sind in Fig. 2 und in allen weiteren Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen wie in Fig. 1. 1, a synthetic resin mold 1 is filled with a casting resin 2 in which an active part 3 is embedded. Secondary terminals 4 and primary connections 5, shown schematically, are electrically connected to the active part 3. The synthetic resin mold 1 is provided with corrugations 6 on the inner surface. FIG. 2 shows a further section through the current transformer according to FIG. 1. The same parts in FIG. 2 and in all other figures are provided with the same reference numbers as in FIG. 1.

Der Spannungswandler gemäss Fig. 3 und 4 weist Hinterschneidungen 7 auf, die insbesondere in Fig. 4 gut ersichtlich sind. Diese Hinterschneidungen 7 sind der Form des Aktivteiles 3 angepasst, so dass Material und Raum gespart werden. The voltage converter according to FIGS. 3 and 4 has undercuts 7, which can be seen particularly well in FIG. 4. These undercuts 7 are adapted to the shape of the active part 3, so that material and space are saved.

Die beispielsweise Ausführungsform eines Stromwandlers gemäss Fig. 5 zeigt Bestandteile, die schon in Fig. 1 bis 4 beschrieben wurden. Eine Umschaltung ist mit der Bezugsziffer 8 bezeichnet. Die Primär-Anschlüsse 5 und die Umschaltung 8 ist mit einem Schutzrohr 12 geschützt. Die Kunstharzform 1 weist Kleberillen 13 für das Schutzrohr 12 auf. Für die Sekundärklemmen 4 ist eine Schutzhaube 9 angeordnet, die ein Bestandteil eines Sekundärklemmenteiles 10 bildet. In der Kunstharzform 1 ist eine Öffnung 11 für die Sekundär-Klem-men 4 ausgebildet. Diese Öffnung 11 wurde durch Ausbrechen eines Teiles der Kunstharzform 1 gefertigt. Im oberen Teil der Kunstharzform sind Einsatzteile 14 für die Primäranschlüsse 5 ausgeführt. Im unteren Teil des Apparates sind im Giessharz 2 Befestigungselemente 15 eingegossen. Eine Grundplatte 16 ist mit Schrauben 17 befestigt. The exemplary embodiment of a current transformer according to FIG. 5 shows components that have already been described in FIGS. 1 to 4. A changeover is designated by reference number 8. The primary connections 5 and the switchover 8 are protected with a protective tube 12. The synthetic resin mold 1 has adhesive grooves 13 for the protective tube 12. For the secondary terminals 4, a protective hood 9 is arranged, which forms part of a secondary terminal part 10. An opening 11 for the secondary terminals 4 is formed in the synthetic resin mold 1. This opening 11 was made by breaking out part of the resin mold 1. In the upper part of the resin mold insert parts 14 for the primary connections 5 are executed. In the lower part of the apparatus 2 fastening elements 15 are cast in the casting resin. A base plate 16 is fastened with screws 17.

Die beispielsweise Ausführungsform eines Durchführungs-Stromwandlers gemäss Fig. 6 und 7 ist nur vereinfacht dargestellt. Befestigungsarmaturen und Klemmen wurden Übersichtlichkeitswegen weggelasen. The exemplary embodiment of a bushing current transformer according to FIGS. 6 and 7 is only shown in simplified form. Fastening fittings and clamps have been omitted for clarity.

Die beispielsweise Ausführungsform gemäss Fig. 8 zeigt eine dreiteilige Kunstharzform, die aus einer Kappe 18 und aus zwei Schirmsegmenten 20 besteht. In der Kappe 18 ist eine Öffnung 19 für den Hochspannungsanschluss dargestellt. Der Aktivteil ders Messwandlers und das Giessharz sind in diesem Beispiel nicht dargestellt. Für verschiedene Spannungsreihen kann man verschiedene Anzahl der Schirmsegmente zusammenkombinieren. The example embodiment according to FIG. 8 shows a three-part synthetic resin mold, which consists of a cap 18 and two screen segments 20. An opening 19 for the high-voltage connection is shown in the cap 18. The active part of the transducer and the casting resin are not shown in this example. Different numbers of shield segments can be combined for different voltage series.

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. Es können auch anders ausgebildete Kunstharzformen Verwendung finden. Der Gegenstand der Erfindung kann auch für andere Apparate verwendet werden, als beispielweise beschrieben wurde. The subject of the invention is of course not limited to that shown in the drawing. Other forms of synthetic resin can also be used. The object of the invention can also be used for other apparatus than has been described, for example.

G G

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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1. Electrical apparatus, the active part is cast and embedded in a hardenable resin, characterized in that the active part is cast in a glass fiber reinforced synthetic resin mold (1) which forms part of the finished apparatus.

2. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the synthetic resin mold (1) consists of glass fiber reinforced polyester.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the direction of the glass fibers extends at least substantially in the direction of the tensile stress occurring in the worst case.

4. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the inner wall of the synthetic resin mold (1) is at least partially corrugated.

5. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the synthetic resin mold (1) is in several parts.

6. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the synthetic resin mold (1) is rotationally symmetrical (Fig. 6 to 8).

7. Electrical apparatus according to claim 1 or 5, characterized in that the synthetic resin mold (1) has undercuts (7) and is open on one side.

8. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that parts of the synthetic resin mold (1) of the shape of the active part (3) are adapted.

9. Electrical apparatus according to claim 5, characterized in that the parts of the resin mold (1) are joined together by tongue and groove.

10. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the synthetic resin mold (1) has openings (11) or break-out parts.

11. Electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the synthetic resin mold (1) has receiving elements, for example adhesive grooves (13), for protective boxes (12).

12. The method for producing the electrical apparatus according to claim 1, characterized in that the active part (3) is introduced into the synthetic resin mold (1) and cast with the curable resin, the synthetic resin mold (1) being left in the electrical apparatus as part of this apparatus becomes.

13. The method according to claim 12, characterized in that the active part (3) cast in a synthetic resin mold (1) open on one side and then the synthetic resin mold with a removable part, for example with a base plate (16), is supplemented to a closed shape.

14. The method according to claim 12, characterized in that the active part (3) and / or connections (5) and / or clamps (9) are only attached to a first part of the synthetic resin mold (1) and that only then a second or further parts of the synthetic resin mold (1) are combined with the first part of the synthetic resin mold.