CN112996852A

CN112996852A - 具有绝缘体系的电气设备以及用于制造绝缘体系的方法

Info

Publication number: CN112996852A
Application number: CN201980073039.7A
Authority: CN
Inventors: J.休伯; S.朗; N.米勒; M.乌布勒
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-06-18
Also published as: WO2020094328A1; EP3844218A1; DE102018218866A1; US20220029491A1

Abstract

本发明涉及具有高额定电压、尤其是大于1kV的额定电压的电气设备，其具有至少一个具有绝缘体系的带电压导体棒。这种类型的电气设备的实例尤其为旋转电机，例如发电机、电动机，以及变压器、扼流线圈、电气开关和套管。本发明还涉及用于制造带电压导体棒的绝缘体系的方法。在此，本文中首次描述了用于电气设备例如旋转电机的绝缘体系，即使在该设备设计用于高压范围(即1kV以上)的情况下也不需要缠绕带绝缘。这是通过将聚合物热固性材料中的可检测比例的基于硅氧的树脂组分与具有高介电常数的填料相结合来实现的。

Description

具有绝缘体系的电气设备以及用于制造绝缘体系的方法

本发明涉及具有高额定电压、尤其是大于5kV的额定电压的电气设备，其具有至少一个具有绝缘体系的带电压导体棒(或电压导通的导体棒)。这种类型的电气设备的实例尤其为旋转电机，例如发电机、电动机，以及变压器、扼流线圈、电气开关和套管。本发明还涉及制造用于带电压导体棒的绝缘体系的方法。

通常使用发电机形式的旋转高压机器来产生电能。EP 1 981 150A2描述了一种发电机，其具有可旋转的转子和围绕该转子布置的定子。定子具有旋转对称配置的叠片铁芯，其中导电绕组棒在叠片铁芯处的凹槽中延伸。绕组头部(端部绕组)在两侧上均连接至叠片铁芯，该绕组头部通过连接片将绕组棒连接起来以形成封闭的绕组。

在1kV以上的功率超过500MVA的高压机器的运行中可获得超过5-10kV的额定电压。部件相应地承受高的机械、热和电应力。因此，电导体例如带电压导体棒的绝缘体系的可靠性对操作可靠性至关重要。

这种绝缘体系的一个实例是发电机的主绝缘。这可确保处于高压的铜导体对接地的定子的屏蔽。它通常由浸渍有塑料的云母带组成，并且具有长电气寿命，这使其能够永久地耗散(abbauen)3.5kV/毫米。

该绝缘体系通常包括：分导体之间的绝缘，即所谓的分导体绝缘；导体或绕组棒与凹槽区域中的叠片铁芯之间的绝缘，即主绝缘。

这种电应力绝缘体系中的根本问题在于局部放电引起的腐蚀，形成“茶环(Teering)”通道，其最终导致绝缘的电击穿。通常，旋转机器中的带电压的导体的永久绝缘使用基于云母的绝缘来实现。

为形成主绝缘，用缠绕带缠绕由绝缘分导体制成的预制线圈(所谓的缠绕带绝缘物)，并然后在真空压力浸渍(VPI工艺)的过程中用树脂浸渍。在此，使用云母纸形式的缠绕带，它们不是自动化的或不是完全自动化的，而是有时仍用手缠绕在导体上。因此，绝缘体系的制造需要花费相当长的时间，现如今对于发电机棒需要约36个小时。

在VPI工艺中，通过浸渍用浸渍树脂填充缠绕带中的处于单个颗粒和/或带褶皱之间的空腔。由浸渍树脂和云母纸组成的复合物经过固化，形成绝缘物，然后该绝缘物在绝缘体系中被处理并提供绝缘体系的机械强度。通过VPI工艺，缠绕带绝缘物中即使最小的空腔也用树脂填充，以最小化内部的气体-固体界面的数量。

总体上，这对绕组的导体相对于彼此的绝缘、绕组相对于叠片铁芯的绝缘以及在导体从叠片铁芯的出口处形成的滑动装置提出了极高的电气、热和机械要求。在机器绝缘中，对铜导体组件和高压绝缘之间的内部电势控制“IPS”、主绝缘与叠片铁芯之间的外部电晕屏蔽“AGS”以及在绕组棒从叠片铁芯的出口处的末端电晕屏蔽“EG”进行区分。

旋转电机的常规的绝缘体系的厚度在0.5mm至1cm的范围内，所述绝缘体系包括由以下构成的经浸渍的绕组：具有带粘合剂和带促进剂的云母带，基础树脂如环氧树脂，与一种或多种固化剂，任选地，环氧官能化的固化剂。其他电气设备的绝缘体系的厚度也可大得多，例如，对于套管最高达25cm。在旋转电机的运行期间，随着时间的流逝出现放电，放电继而侵蚀绝缘体中的塑料(或者说合成材料)。

在这种情况下会局部地破坏塑料并且导致电侵蚀(腐蚀)现象。通过延长侵蚀路径，绝缘体系的这种破坏被绝缘体系的缠绕带中的耐局部放电的片状形式的云母所延迟，从而可确保25年的最小寿命。然而，侵蚀路径在整个使用寿命过程中不断地贯穿绝缘体系地形成，直到最终在旋转电机中出现接地故障为止。如果此时-在进一步的技术发展过程中-将电场强度从3.5kV/mm提高到例如4.5kV/mm，则电侵蚀路径将形成得较早，并且在例如甚至5年后就导致接地故障，从而导致完全失效。

在此，原则上，绝缘体系的厚度应选择为尽可能低，以实现机器的高效率。为了增加电气设备例如发电机和电动机中的功率密度，期望将绝缘体系的厚度减小例如约20％。不可避免地，这会导致绝缘体系中的电场强度又例如从3.5kV/mm上升至4.5kV/mm，并且由此导致增加的局部放电活性。

常规使用的绝缘体系在至少25年的技术上可行的使用寿命下允许3.5kV/mm的持续工作场强。

迄今为止，作为用于电气绝缘体系的基础树脂，尤其还作为用于缠绕带绝缘物的浸渍树脂，优选地使用基于碳的环氧树脂，其以液态形式在基于碳的(-CR₂-)_n-骨架(或主链)上具有所有可能的官能团，例如还具有环氧基。它们以树脂/固化剂混合物的形式反应以形成热固性塑料，该热固性塑料形成缠绕带绝缘物的浸渍物。

在缠绕带中存在平面的、耐局部放电的云母片，它们像鳞片一样围绕铜导体穿过云母带布置，以延长腐蚀路径。同时，云母带具有催化剂，该催化剂是必须的，以使树脂/固化剂混合物基于例如环氧酸酐化学在云母带中在其浸渍过程中胶凝化，由此树脂不再能够流走(或流失)。在浸渍或浸泡过程之后，树脂固化。在浸渍过程中，例如发电机棒被树脂完全充满，但浸渍树脂仅在其中存在催化剂的区域中凝胶化并且不再会流走。在其余区域中，浸渍树脂可在浸渍后再次流走并被储存在罐中。出于这些原因，树脂/固化剂混合物必须具有良好的储存稳定性和/或长的适用期，以使得即使没有云母带的催化剂，树脂/固化剂混合物也不会在树脂罐中固化。

在尚未公开的EP 17192058中表明，含硅氧烷的树脂或树脂/固化剂混合物导致硅氧烷基团掺入聚合物链的主链或固化的树脂的聚合物网络中，并因此显著提高了绝缘体系的寿命。或者，换句话说，对于相同的寿命，可使用根据EP 17192058的树脂/固化剂混合物来降低绝缘体系的厚度，这导致更高的功率密度。不幸的是，硅氧烷由于其制备而具有游离的羟基，所述羟基显著降低树脂/固化剂混合物的储存稳定性，从而给利用先前的制备工艺的由硅氧烷单元扩展的绝缘体系的商业用途带来了经济上的不利之处。

因此，本发明的目的是创建一种用于电气设备的含树脂的绝缘体系，其中在灌注件(或称为浇注件，Verguss)、即固化的灌注物料(Vergussmasse)中，在聚合物链或聚合物网络中可检测到“-SiR₂-O-”单元。另外，本发明的目的是提供一种制造这种绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件的方法，该方法能够以经济上有利的方式实施，即，对于该方法，含硅酮和/或含硅氧烷的灌注料和/或树脂/固化剂混合物的储存稳定性是足够的。

如在说明书和权利要求书中所公开的，所述目的通过本发明中描述和要求保护的发明的主题来实现。

因此，本发明的主题是具有绝缘体系的电气设备，其包括作为灌注物料的灌注件存在的主绝缘或主绝缘的部件，其特征在于，灌注物料包括以下组分：

A)基于碳的第一树脂组分A，

B)基于硅氧的第二树脂组分B，

其中第一树脂组分A与第二树脂组分B的比例A:B在A＝99:B＝1至A＝60:B＝40的范围内，即就量而言以第一树脂组分为主，

C)0.1至10重量％的催化剂，

D)30至85重量％的介电填料、尤其是矿物填料，

E)0至60重量％的固化剂。

另外，本发明的主题是用于制造绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件的方法，其中将灌注物料灌注和/或以其他可自动化的施加方法施加至电导体上/周围，其中所述灌注物料至少具有以下组分：

A)基于碳的第一树脂组分A，

B)基于硅氧的第二树脂组分B，

C)0.1至10重量％的催化剂，

D)30至85重量％的介电填料，

E)0至60重量％的固化剂。

本发明的总的认知是，通过选择合适的填料与基于硅-氧的(否则，常规的)浸渍树脂组合，可代替云母带，即(部分地仍用手施加的)缠绕带绝缘物，由此可提供能通过灌注制造的用于电气设备的绝缘体系。这样的绝缘体系的制造时间因此可大大减少，例如从现如今的约36小时减少至少于6小时、特别是减少至约3小时。

以下被称为本发明的“绝缘体系”：主要包括主绝缘、AGS、EGS以及任选的IPS的绝缘。本发明涉及用于灌注以制造主绝缘或主绝缘的部件的针对灌注物料的新配制物，其在测试中完全令人惊讶地表明，代替常规的缠绕带绝缘物，即使在高压范围内也可通过简单的灌注来制造主绝缘。

在本发明中，如下的树脂混合物被称为“树脂/固化剂混合物”，其中存在固化剂，例如促进聚合但不一定引发聚合的酸酐固化剂。在单体/低聚物单元的交联以形成聚合物的过程中，即不仅在灌注物料的胶凝的过程中而且也在灌注物料的完全固化

的过程中，将所述固化剂构建到聚合物链或聚合物网络中。然后，可通过光谱方法在制成的绝缘体系中检测该固化剂组分，通过所述光谱方法能够识别聚合物链或聚合物网络中的官能团。

在聚合物中形成所谓的“醚桥”的均聚环氧树脂与常规的酸酐固化的灌注物料、特别是环氧树脂之间可存在光谱差异。均聚可通过紫外线固化进行，并且所述醚桥可作为IR光谱中的C-O振动来识别。

相反，常规的酸酐固化(其中固化剂组分被至少部分地构建到聚合物、构建到聚合物主链中)导致所谓的“酯桥”。如果-顾名思义-固化剂是酸酐，则存在“酯桥”，其除了C-O振动外通常还会显示C＝O振动。光谱检测例如通过IR光谱、特别是傅里叶变换红外光谱来实现。

为了检测基于硅氧的树脂组分，可通过高效液相色谱法“HPLC”化学地分离灌注物，并通过元素分析进行检测。如有必要，可借助ATR-IR光谱仪对-例如旋转电机中的-灌注物进行表面检测。在电气时效硬化(elektrischer Auslagerung)后，基于硅氧的树脂组分基本上应能通过玻璃化的富含硅的层在能量分散元素分析或ESCA分析中可视化。

在本发明中，热固性材料的前体(Vorstufe)被称为“灌注物料”，其可以液态的、粘性的、凝胶化的或固化的形式存在。固化的变型在此对应于绝缘体系中的热固性材料。

在未固化的被称为“物料”的灌注物料中，存在多种化合物、特别是树脂组分的单体和低聚物，它们在聚合开始后通常通过催化剂，但也可能通过固化剂，特别是伴随光、紫外线辐射、水分和/或温度，连接形成长链的、也可能是支链的聚合物网络。聚合物网络包含具有相同重复单元的大分子。在聚合物网络中可存在不同的重复单元，根据本发明，除了基于碳的重复单元之外，还存在基于硅氧的重复单元，特别是在聚合物主链中。

此外，例如在灌注物料(即，未固化的)中还存在被称为“固化剂”的单体或低聚化合物。在固化过程中，这些化合物被构建到聚合物链或聚合物网络中，从而成为重复单元或重复单元的一部分。

相比之下，催化剂仅用于使存在于储存稳定的、液态的、既没有胶凝也没有固化的树脂或所谓的灌注物料中的单体或低聚化合物活化，从而它们与存在于灌注物料中的用于聚合的相同或不同的化合物的分子，即例如与固化剂或第二树脂组分A或B发生反应以形成聚合物。通常，催化剂本身不会成为构建成聚合物网络的重复单元的一部分。

第一树脂组分A是被官能化以用于聚合的单体或低聚树脂组分，其是基于碳的，因此包括一个或多个具有相应末端反应性基团的(-CR₂-)单元。

在此，“R”代表适于固化和/或交联以形成可用于绝缘体系的绝缘材料的所有类型的有机基团。特别地，R代表形成饱和和/或不饱和化合物的所有类型的基团，特别是R可为：“R”＝-芳基、-烷基、-烷氧基-、-烯基-、-炔基-、-含杂环的基团，其还包括-氮、-胺、-羧基、-氧和/或-硫取代的芳基和/或烷基，以及所提及的多个基团在一个基团中的任意组合。

特别是，R可为相同或不同，并且代表以下基团：

-烷基，例如-甲基、-丙基、-异丙基、-丁基、-异丁基、-叔丁基、-戊基、-异戊基、-环戊基以及其他所有基团，直至十二烷基，即具有12个碳原子的同系物；

-烯基，例如乙烯基、苯乙烯

-芳基，例如：苄基、苯甲酰基、联苯基、甲苯基、二甲苯等，尤其是例如其结构符合针对芳香性的Hückel定义的所有芳基基团

-杂环：特别是含硫杂环，例如噻吩、四氢噻吩、1,4-噻

烷(Thioxan)及其同系物和/或衍生物，

-含氧杂环，如二

烷

-含氮杂环，例如-CN、-CNO、-CNS，-N₃(叠氮化物)等

-硫取代的芳基和/或烷基：例如噻吩，还有硫醇和/或

-所谓的“不饱和聚酯树脂”，“UP”的基团，其可通过分子中的一个或多个双键反应生成热固性材料。

针对芳族化合物的Hückel规则涉及以下相关性：平面的、环状贯穿共轭的分子(其包括多个π电子，可以4n+2的形式表示)具有特别的稳定性，该稳定性也被称为芳香性。

特别地，以下适合作为树脂组分：例如双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)和/或双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)、聚氨酯及其混合物。优选的是基于以下的环氧树脂：双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)、双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)，未蒸馏和/或蒸馏的、任选反应性稀释的双酚A-二缩水甘油醚，未蒸馏和/或蒸馏的、任选反应性稀释的双酚F-二缩水甘油醚，氢化的双酚A-二缩水甘油醚和/或氢化的双酚F-二缩水甘油醚，纯的和/或用溶剂稀释的环氧酚醛清漆和/或环氧苯酚酚醛清漆，脂环族环氧树脂例如3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯，如Araldite CY179、ERL-4221；Celloxide 2021P，适用于热和/或阳离子均聚的脂环族环氧树脂，己二酸双(3,4-环氧环己基甲基)酯，例如ERL-4299；Celloxide 2081，乙烯基环己烯二环氧化物，例如ERL-4206；Celloxide 2000，2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)-环己烷-间二

烷，例如ERL-4234；六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，例如CY184，EPalloy5200；四氢邻苯二甲酸二缩水甘油醚例如CY192；缩水甘油化的氨基树脂(N,N-二缩水甘油基-对-缩水甘油基氧基苯胺，例如MY0500、MY0510，N,N-二缩水甘油基-间-缩水甘油基氧基苯胺，例如MY0600、MY0610，Ν,Ν,Ν',Ν'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基二苯胺例如MY720、MY721、MY725)，以及尤其还有聚酯、聚酰胺酰亚胺、聚酯酰亚胺，所有饱和或不饱和的化合物和所提及的化合物的任何混合物。在此，树脂以其商品名众所周知。

第二树脂组分B也是被官能化以用于聚合的单体或低聚树脂组分，其是基于硅氧的，即包括一个或多个具有相应的末端反应性基团的(-SiR₂-O-)单元。

在此，“R”代表适于固化和/或交联以形成可用于绝缘体系的绝缘材料的所有类型的有机基团。特别地，R代表形成饱和和/或不饱和化合物的所有类型的基团，特别是R可为：

“R”＝-芳基、-烷基、-烷氧基-、-烯基-、-炔基-、-含杂环的基团，其还包括-氮、-胺、-羧基、-氧和/或-硫取代的芳基和/或烷基，以及所提及的多个基团在一个基团中的任意组合。

特别是，R可为相同或不同，并且代表以下基团：

-烯基，例如乙烯基、苯乙烯

-杂环：特别是含硫杂环，例如噻吩、四氢噻吩、1,4-噻

烷(Thioxan)及其同系物和/或衍生物，

-含氧杂环，如二

烷

-含氮杂环，例如-CN、-CNO、-CNS，-N₃(叠氮化物)等

-硫取代的芳基和/或烷基：例如噻吩，还有硫醇

根据有利的实施方式，树脂组分A和/或树脂组分B是液体树脂和/或固体树脂，后者代表熔点高于室温的树脂，例如酚醛清漆，其以至少双重、优选多重官能化的单体和/或低聚物的形式存在。

对于聚合，如上所述，树脂组分A和/或B用作单官能或多官能化的，例如在两端均双重官能化的单体或低聚化合物。作为非限制性实例，本领域技术人员已知的氨基、羧基、环氧基等聚合官能团适合于此目的。例如，存在基于缩水甘油基和/或环氧基封端的芳基和/或烷基硅氧烷和/或基于缩水甘油基和/或环氧基封端的芳基和/或烷基烃化合物，例如缩水甘油氧基官能化的、特别是缩水甘油氧基封端的硅氧烷和/或烃，例如含有环氧乙烷基团的化合物，如缩水甘油醚。作为组分B，特别合适的是例如硅氧烷，如1,3-双(3-缩水甘油基氧基丙基)四甲基二硅氧烷、“DGTMS”或缩水甘油基封端的苯基二甲基硅氧烷，以单体和/或低聚物形式，以及任意组合和/或混合物形式的所提及的化合物的任何混合物和/或任何衍生物。已经发现，可用于制造热固性材料的至少双重、优选多重官能化的硅氧烷单体或烃单体在此是合适的。

作为固化剂，可聚合的树脂组分是合适的，例如酐类，尤其是酸酐，例如已经成功地用于许多不同的绝缘材料中的邻苯二甲酸酐。然而，它们的毒理学已不再是无可争议的。

根据本发明的有利的实施方式规定，基于碳的固化剂也全部或部分地被具有相同官能度的基于硅氧烷的固化剂代替。

根据本发明的有利的实施方式，液体树脂或固体树脂还包含添加剂，例如烧结助剂、反应性稀释剂、反应性促进剂和/或既可作为纳米颗粒又可作为微米范围的填料颗粒存在的其他填料。

作为所谓的“阳离子”催化剂，即引发阳离子均聚的催化剂，合适的是例如所谓的超酸，其比pKs为-3的100％的硫酸更强。

超酸的实例为：

无机的：

-氟磺酸(HSO₃F)

-氟锑酸(HSbF₆)

-四氟硼酸(HBF₄)

-六氟磷酸(HPF₆)

-三氟甲基磺酸(HSO₃CF₃)

有机的：

-五氰基环戊二烯(HC₅(CN)₅)

-五苯基环戊二烯的部分或完全氟化的衍生物

-五-三氟甲基-戊二烯或类似衍生物

-四苯基硼酸的部分或完全氟化的衍生物或其氰基衍生物

-芳基膦酸的部分或完全氟化的衍生物或其氰基衍生物

-碳硼烷的阴离子，例如[C₂B₁₀H₁₀]^2-或[C₁B₁₁H₁₀]^-

三氟甲基磺酸(HSO₃CF₃)是这些中的特别合适的代表。

可通过许多阳离子获得超酸的金属盐，其例如但不限于：

-碱金属阳离子

-碱土金属的阳离子

-镧系元素阳离子(稀土：La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y)

-过渡金属阳离子

-铝阳离子

-阳离子金属络合物。

除了碱金属和碱土金属的经典的盐之外，稀土盐以及钪和铝的盐在有机合成中也很重要。三氟甲磺酸盐，即超酸三氟甲磺酸(TFMS)的盐、特别是金属盐，在实验上已被证明特别合适。这些以以下通式表示：

(ML_n)^x+·[O₃S-CF₃ ^-]_X

在此，M代表金属，L_n代表一个(n＝1)或多个(n＝2、3、4、...)配体，并且x代表金属络合物的电荷。因此，所有具有络合性质的阳离子或没有其他配体的阳离子都特别适合作为阳离子。

对于阴离子均聚，合适催化剂例如为咪唑鎓盐和/或胺，例如叔胺、吡唑和/或咪唑化合物。在本文中，非限制性地提及以下示例：4,5-二羟基甲基-2-苯基咪唑和/或2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑。

在本发明中，任何介电矿物填料都可用作填料，特别是那些除电绝缘性之外还具有导热性的填料。作为用于填料的材料，尤其使用矿物填料。例如优选：熔融石英、石英粉、滑石(也称为“皂石”)、氧化铝、氮化硼、白云石以及上述材料的任何混合物。

在此，填料级分的粒度分布甚至可在很宽的范围内变化，例如平均粒径在大于100nm至1000μm、尤其是在100nm至500μm的范围内。

此外，填料级分可以多种形式存在，即片状、圆形、棒状及其任何混合形式。

填料可以一种级分、即单峰的形式存在，也可以双峰或多峰的形式存在。

填料级分的填料颗粒在此可以涂覆或未涂覆的形式存在，例如硅烷化。

已经发现，在包括固化的基础树脂的绝缘材料中，例如为1:8至1:4的-SiR₂-O主链与(-CR₂-)主链的比例是最有利的，这意味着在所涉及的绝缘材料中，基于烃的化合物在量上是基于硅氧的化合物的4至8倍。在此，含量(或分数)与化学计量有关，因此为摩尔百分比。

因此，在绝缘材料的基础树脂中，含硅氧烷的组分例如以10至50mol％的量存在。如果在基础树脂中含硅氧烷的组分的量不大于20mol％、特别是不大于18mol％、特别优选不大于15mol％，则是特别优选的。

由于聚合物主链中存在一定量的基于硅氧的重复单元，即基础树脂中的形成-SiR₂-O-的单体或低聚物，绝缘材料的耐局部放电性得到突飞猛进的提高。

另外，优选的是，将织物例如纤维织物添加到灌注料中，这一方面减少灌注件的热膨胀或收缩，而且还为例如仅胶凝的树脂提供机械稳定性。

在此，织物的量可控制灌注件的热膨胀，从而可通过添加织物将值从大的膨胀率(Ausdehnung)降低到微不足道的膨胀率。

纤维、纤维编织物、纤维复合材料和/或稀松布适合于所述织物，它们尤其由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、陶瓷纤维和/或塑料纤维例如PET纤维以及由任何纤维组合形成。

在本发明中，“织物”表示稀松布，例如具有网眼、编织物(Zopf)和/或纤维复合物的稀松布，其中提到的纤维结构可单独存在或以组合的形式存在于织物中。

在此，例如，当例如不同材料的纤维以组合形式存在于织物中以例如支持优选方向时称为“纤维组合”。

本发明还涉及用于制造绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件的方法，其中将灌注物料灌注和/或以其它可自动化的施加方法施加至电导体上和/或电导体周围，所述灌注物料至少具有以下组分：

F)基于碳的第一树脂组分A，

G)基于硅-氧的第二树脂组分B，

其中第一树脂组分A与第二树脂组分B的比例A:B在A＝99:B＝1、尤其是A＝95:B＝5至A＝60:B＝40、尤其是A＝70:B＝30的范围内，即就量而言以第一树脂组分为主，

H)0.1至10重量％的催化剂

I)30至85重量％的介电填料

J)0-60重量％的固化剂。

因此，这种新的用于制造绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件的制造方法可在不进行缠绕带的缠绕的情况下，特别是在不用手进行缠绕带的缠绕的情况下施用。这是a)压缩新绝缘体系，b)加速制造过程以及c)完全自动化制造过程的可能性的关键点。例如，可自动化地制造灌注件或涂层。

特别地，根据本发明的有利的实施方式，在此考虑所谓的ADG灌注工艺。在此，导体棒或导线引导装置(leitungsführende Vorrichtung)存在于优选热的、向其中注入灌注物料的模具中。

然后，在短的停留时间内，例如不到半小时，对导体棒或导线引导装置进行灌注，只要灌注物料已胶凝化并因此不再能流动即可。在本发明中，“凝胶化”是指如下的状态，其中灌注物料在表面上形成了使树脂基本保持形状的表皮，但在该状态下存在液态灌注物料。

优选地—在模具中进行灌注之后在胶凝阶段的过程中—还在压力如3至6巴下将另外的灌注物料注入所述模具中，其中所述另外的灌注物料可填充可能存在的任何型腔。

根据方法的有利的实施方式，在灌注之前用织物部分地或完全地覆盖通过灌注形成主绝缘或其部件的导线棒或导线引导装置。结果，可使灌注料稳定化，在所述方法的过程中加速灌注物料的胶凝化和/或可减少或甚至完全避免灌注物料在发生胶凝化和/或固化后的热膨胀或收缩。

在此，初步测试表明，非常便宜的石英粉填料可代替平面的、延长腐蚀路径的云母填料。与通过使基于硅氧的树脂组分B聚合而实现的耐电蚀性的提高相结合，可实现绝缘体系的与当前常用的绝缘体系相对应的使用寿命，其中大大减少了绝缘厚度。

旋转电机的绝缘体系的主绝缘的绝缘厚度根据应用和施加方法而变化。在灌注定子绕组棒的情况下，主绝缘的厚度例如在0.01cm至1cm之间。可通过灌注和/或通过其他可自动化的施加方式制造的主绝缘或其部件可—根据应用情况—具有不同的厚度，其中并非必须地，主绝缘的厚度始终保持均匀。例如，当在棒的末端进行灌注时，它可仅为10mm。

本发明首次描述了电气设备例如旋转电机的绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件，其即使在所述设备被设计用于高压范围(即1kV以上)的情况下也不需要缠绕带绝缘。这是通过将聚合物热固性材料中可通过元素分析检测到的比例的基于硅氧的树脂组分以及具有高介电常数的(优选矿物)填料相结合来实现的。

Claims

1.具有绝缘体系的电气设备，其包括作为灌注物料的灌注件存在的主绝缘，其特征在于，所述灌注物料包括以下组分：

A)基于碳的第一树脂组分A，

B)基于硅氧的第二树脂组分B，

其中所述第一树脂组分A与所述第二树脂组分B的比例A:B在A＝99:B＝1至A＝60:B＝40的范围内，即就量而言以所述第一树脂组分为主，

C)0.1至10重量％的催化剂，

D)30至85重量％的介电填料、尤其是矿物填料，

E)0至60重量％的固化剂。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，树脂组分A和/或树脂组分B的-CR₂-单元的“R”具有以下含义：

“R”代表饱和和不饱和的基团，并且“R”＝-芳基、-烷基、-烷氧基-、-烯基-、-炔基-、-含杂环的基团，其还包括-氮、-胺、-羧基、-氧和/或-硫取代的芳基和/或烷基，以及所提及的多个基团在一个基团中的任意组合。

3.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，-CR₂-单元的“R”为相同或不同并且在树脂组分A和/或树脂组分B中代表以下基团：

-烯基，乙烯基、苯乙烯；

-杂环：特别是含硫杂环，例如噻吩、四氢噻吩、1,4-噻

烷及其同系物和/或衍生物，

-含氧杂环，如二

烷

-含氮杂环，例如-CN、-CNO、-CNS，-N₃(叠氮化物)等

-硫取代的芳基和/或烷基：例如噻吩，还有硫醇

4.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，所述树脂组分A选自以下树脂：

环氧树脂，一般地，双酚F-二缩水甘油醚(BFDGE)、双酚A-二缩水甘油醚(BADGE)，聚氨酯及其混合物，未蒸馏和/或蒸馏的双酚A-二缩水甘油醚，未蒸馏和/或蒸馏的双酚F-二缩水甘油醚，氢化的双酚A-二缩水甘油醚和/或氢化的双酚F-二缩水甘油醚，纯的和/或用溶剂稀释的环氧酚醛清漆和/或环氧苯酚酚醛清漆，脂环族环氧树脂，3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基羧酸酯；己二酸双(3,4-环氧环己基甲基)酯，乙烯基环己烯二环氧化物，2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)-环己烷-间二

烷，六氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯，四氢邻苯二甲酸二缩水甘油醚；缩水甘油化的氨基树脂(N,N-二缩水甘油基-对-缩水甘油基氧基苯胺，N,N-二缩水甘油基-间-缩水甘油基氧基苯胺，Ν,Ν,Ν',Ν'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基二苯胺，以及聚酯，聚酰胺酰亚胺，聚酯酰亚胺，所有饱和或不饱和的化合物，所提及的化合物的任何混合物以及所提及化合物的任何组合和混合物。

5.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，所述电气设备选自以下设备系列：

旋转电机、发电机、电动机、变压器、扼流线圈、电气开关和/或套管。

6.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，所述树脂组分B选自以下树脂：

基于缩水甘油基和/或环氧基封端的芳基和/或烷基硅氧烷、缩水甘油氧基官能化的、特别是缩水甘油氧基封端的硅氧烷、含环氧乙烷基团的化合物、缩水甘油醚硅氧烷、1,3-双(3-缩水甘油基氧基丙基)四甲基二硅氧烷、“DGTMS”、缩水甘油氧基封端的苯基二甲基硅氧烷及其任何衍生物、任何前述化合物，以饱和或不饱和的并且以任何所需的组合和混合物的形式存在。

7.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，树脂组分A和/或树脂组分B作为液体树脂和/或固体树脂以至少双重、优选多重官能化的单体和/或低聚物的形式存在。

8.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，存在选自以下填料的至少一种填料：

熔融石英、石英粉、滑石、氧化铝、氮化硼、白云石、以及前述材料的任何混合物和/或组合。

9.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，所述固化剂以酸酐的形式存在。

10.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，在所述绝缘体系中存在织物。

11.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，所述催化剂以阳离子或阴离子催化剂的形式存在。

12.根据前述权利要求之一所述的电气设备，其特征在于，至少一种填料以多峰分布的形式存在。

13.用于制造绝缘体系的主绝缘或主绝缘的部件的方法，其中将灌注物料灌注和/或以其它可自动化的施加方法施加至电导体上和/或电导体周围，所述灌注物料至少具有以下组分：

A)基于碳的第一树脂组分A，

B)基于硅-氧的第二树脂组分B，

C)0.1至10重量％的催化剂

D)30至85重量％的介电填料

E)0-60重量％的固化剂。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述灌注通过自动化的压力胶凝工艺ADG进行。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，在灌注或以其它可自动化的施加方法施加所述灌注物料之前用织物至少部分地覆盖所述电导体。