CS208532B1 - Foil or band insulant for the windings - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA C 19 )

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 208 532 (11) (Bí)

(61) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 13 09 79(2!) PV 6184 - 79 (51) lni. Cl? H 01 B 3/04

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zveřejněné JO 06 80(45) Vydané 01 12 83 (75)

Autor vynálezu MALÁTEK MILAN ing., BRATISLAVA, BROŽ JAN, TÁBOR, ACHBERQBR SILVBSTER,Íng.,JUR PRI BRATISLAVĚ A APPEL JÁN, PEZINOK (54) póliový alebo pásový izolant na vinutia 1

Vynález rieši fóliový alebo pásový izolant na vinutia elektrických strojov a prístro-jov schopných prevádzky pri zvýšených teplotách až do teplotňej triedy f vhodných pre vy-sokonapSťové izolácie do 11 kV. Účelom vynálezu je zvýáenie kvality izolácie týchto vinu-tí pri súčasnom zefektivněni technologie izolovania, tiež umožnění» použitia strojnýeh po-atupov.

Tepelná odolnost izolantu je jeho vlastnost? ako celku, ktorá je tatí jednotlivýmikomponentami, ktorá sa mOžu vzájomne dopíňat tak, že izolant každej teplotněj triedy rnOžeobsahovať aj zložky nižáej teplotnej triedy, pokiaf nezapríSiňujú pokles tepelnej odolnos-ti v takej miere, že to znamená vyradenie izolantu z určitej teplotnej triedy.

Na izolovanie vodičov na vinutia elektrických strojov a príatrojov pre trvalá zaťaže-nie nad 130 °C ea v súSasnosti používajú ohybné «ludové izolanty vo formě fólií alebo pá-aok vytvořených zo aludovýčh liatkov alebo sludového papiera, nosného tkaného alebo netka-ného vláknitého porézneho materiálu anorganického pGvodu, prevážne zo sklenej tkaniny ale-bo rohože, a spojiva na báze epoxidových živíc modifikovaných latentnými tvrdidlami typuanhydridov dikarbónových kyselin alebo BE^-aminokomplexov. Takáto kombinácia dvoch anor-ganických, tepelná vysoko odolných materiálov, umožňuje podTa vyššie uvedenej zásady po-užitie izolantu i s menej tepelne odolným apojivom vo vyšších teplotných triedach. Poréz-nosť týchto nosných materiálov poskytuje okrem toho aj určitá technologické výhody při vý- 208 532 2 208 532 robe izolantu, najma poměrná 1’ahké odstraňovanié rozpúšťadiel z prepregu pri pročesochmokrého navrstvovania, neumožňuje však v ddsledku nevratnej deformovatelnosti a lepivostiizolačných fólií v predželatinačnom Stádiu použitie etrojných poetupov pri izolovaní vodi-čov, pričom porézny nosný materiál z hlediska odolnosti proti napBtiu už sám osebe nie jsvhodným materiálem.

Tieto nevýhody nemajú nosné podklady z kompaktných materiálov, totiž fólií z niekto-rých plastických hmdt, ktoré pre uvedené aplikácie prichádzajú do úvahy. Použitie týchtomateriálov na uvedené aplikácie véak doteraz naráželo na rdzne překážky, najma technolo-gického rázu. Použitie vySSie tepelne odolných fólií, například polytetrafluóretylénovýehalebo polyamidových, je prakticky vylúčené pre ich nízku adhéznu schopnost k živičným spo-ji vám používaným na výrobu vrstvených izolantov. řólie s vyášou adhéznou echopnostfou akopolyetyléntereftalátové alebo polyhydantoínové možno s doteraz aplikovanými spojivami po-užívat len do teplotnej triedy B. Ale pri použití vysokotepelne odolného spojiva a sludymůže izolant podl’a vySSie spomenutej zásady ako celok spíňat požiadavky pre teplotnú trie-du P, i ke3 použitý nosný materiál nemožno individuálně deklarovat v tejto teplotnej trie-de. Takéto spojivo však okrem toho, že musí zabezpečovat požadovaná teplotnú triedu a matpotřebná adhéznu schopnost, musí mat aj vlastnosti vyhovujúce pre podmienky přípravy a spra-covanie izolantu, teda viskositu» penetračnú schopnost a reaktivitu.

Zo súčasné používaných typov spojiv ani jeden nespíňa uvedené základná technickéresp. technologické požiadavky. Jednosložkové spojivá na báze niektorého z typových předsta-vitelův epoxidov sa nevyznačujú vyhovujúčin vztahom medzi konzistenciou a reaktivitou.Například ak sa použije podlá rak. pat.spisu č. 247 967 fenylglycidyláterová živica, zís-ká sa vysokoreaktívne spojivo, pri aplikácii čistých epoxidiánových živíc sa získá spoji-vo s velmi nízkou reaktivitou. Pri izolante podlá nem.pat.spisu č. 1 261 919 sa navrhujespojivo na báze zmesí diánových a cykloalifatických živic, loto spojivo, okrem toho že ne-má doetatočnú teplotnú odolnost v ddsledku podielu nearomatickej zložky, sa naviac vyzna-čuje nežiadúco vysokou reaktivitou znižujúcou rovnoměrnost kvality izolačnej fólie v spra-covatelskej etape. ltenej reaktivně spojivo na báze epoxipolymárov podlá čs.autorského os-vedčenia č. 174 421 pri spracovatelských podmienkach limitovaných vlastnostfami plastickýchfólií /teplota do 160 °C/, znamená nežiadúce predlženie spracovatelského cyklu.

Opíeané nedostatky úoterajšieho stavu odstraňuje fóliový alebo pásový izolant vytvo-řený z vrstvy sludy, z aspoň jednej vrstvy kompaktného nosného materiálu teplotnej trie-dy E-P a spojiva podlá předloženého vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že živičnouzložkou spojiva v množstve 13-45 hmotových dielov z hmoty izolantu sú aspoň dve nízkomo-lekuláme Strukturálně odlišné epoxidové živice diánového a novolakového typu vo vzájom-nom pomere 5:95 - 50: 50, ktorých konzistenciou vyjadrujú Struktúxgr

X - 0 - CH2 - CH 0 - X - 0-£M2 - CH - CH2

CH 208 532 kde X *

‘ G3H6

n = 0-2

kde n » 0-2 a reaktívnou zložkou tvrdidlo na béze BF^ - aminokomplexov v množstve 1 - 10 alebo anhyd-dridov dikarbónových kyselin v množstve 20 - 100 hmotových dielov na hmotu živice, pričomreaktivita tejto zmesi je charakterizovaná želatinačným čaeom 40-60 minút pri 120°C. V navrhovanom riešení tvoří sTudová vrstva, výhodné sludový papier základná elektroi-zolačná bariéru izolantu. Plastická folia teplotnej triedy B-F, například polyetylénteref-talétová, polyhydantoínová, polyarylátová a pod., s dostatočnou adhéziou k epoxidovým ži-vic iam zabezpečuje vysoká elektrická pevnosť vytvrdenej izolácie a umožňuje tiež strojněspracovanie izolantu. Kompaktujácu zložku izolantu tvoří spojivo, ktorého živičný podieltvoří zmes epoxydiánovej a epoxynovolakovej živice vyššie uvedených štruktár, pričom zmestýchto dvoch typov aromatických epoxidov déva spojivu: a/ žiadaná konzistenciu zabezpečujácu finálnemu izolačnému materiálu ohybnosť, nele-pivosť, rovnoměrnost preimpregnovánia, b/ v kombinácii s dnes už klasickými vytvrdzujácimi složkami například na béze latent-ných BFj-aminokomplexov v dósledku přítomnosti novolakov reaktivitu charakterizova-ná získáním tvarovej stálosti po 20-30 pri 160°C a v dósledku přítomnosti sr syydiFi-nových živíc predíženie životnosti preprogov na viac ako 6 «sitejev pri c/ tepelná odolnost vyjádřená teplotným inůexom určeným termogravimetrickou metodouTGi = 156°C, zabezpečujácu izolantu so sTudovým papierom a niektorou z fólií uve-denej teplotnej trigdy použitie v teplotnej triede F, d/ možnost použitia procesov suchého navrstvovania pri výrobě izolačného materiálu,čo znamená minimálnu retenciu zvyékov rozpášťadiel.

Aplikácia uvedeného spojiva umožňuje získat sl’udové izolanty, ktoré oproti doteraz zná-mým materiálom okrem iného sá charakterizované týmito zlepšenými vlastnostami: a/ zvýšenou tepelnou stabilitou, vhodnostou pre prevédzkové použitie v teplotnejtriede F a vyaokonapáťové aplikécie, b/ nízkými hodnotami atratového činitele, t.j. 0,05-0,25 v rozmedzí teplót 130 až 155°C, c/ změnou atratového činitele v závislosti na napátí menšou než 0,002 kV, 4 208 532 d/ okamžitou elektrickou pevnoetou 35-40 kV/mm, e/ nízkou navlhavoeťou, čo předurčuje izolant pre použitiev stažených klimatickýchpodmienkach, f/ tvarovou atáloeťou, ktoré aa dosahuje po 20-30 minútach vytvrdzovania při 160°Coproti 2 až 5 hodinám pri tej istej resp. vyššej teploto pri porovnatelných izo-lantoch na báze epoxydiánových a epoxyrezolových spojiv, čo má velký význam preuplatnenie progresívnej technologie a prejavuje aa vo vyššom využití výrobnýchzariadení a úsporách energie pri príprave a aplikácii navrhnutého izolantu, g/ možnoaťou aplikovat progresivně metody pri vytváraní izolácie najmfi využitím stroj-ných zariadení pri nabalovaní v ddsledku danej materiálovej skladby, h/ odstránením použitia ápeeiálnych separačných prostriedkov v procese lisovania, akoje to pri klasických materiálech na báze sklených tkanin, pretože separačnú foliunahrádza vlastný nosný materiál, plastická folia· V SalSoni aa uvédza niekolko príkladov, ktoré podstatu vynálezu konkretizujú v priamejaplikácii. Příklad 1 90 hmotnostných dielov epoxynovolakovej živice, ktorá má epoxyekvivalent 182 a visko-zitu pri 50°C Pa.s, sa rozpustí v 90 h.d. dimetylketonu a přidá sa 10 h.d. nízkomolekulár-nej epoxydiánovej živice, ktoré má epoxyekvivalent 200 a viskositu pri 20°C 40 Pa.s. Pozhomogenizovani aa přidá 3,5 h.d. tvrdidla BF^ - etylamínu. Roztok spojiva sa nanesie napolyetylénteraftalátovú foliu hrůbky 0,023 mm, při přibližné 90°C sa odpaří rozpúšťadloa na nalakovaná foliu sa navrství sludový papier plošnéj hustoty 150g/m . Nános spojivarobí aspoň 20-28% z cel kovej hmotnosti izolantu»

Takto připravený izolačný materiál schopný získat tvarová stálost po 30 minútach vy-tvrdzovania pri 160°C je vhodný najmS na izolovanie rovných častí cievok elektrických stro-jov teplotněj triedy F do 11 kV. Příklad 2 70 hmotnostných dielov epoxynovolakovej živice s epoxyekvivalentom 179 a viskositou1,7 Pa.s pri 50°C sa zmieša s 30 h.d. epoxydiánovej živice s epoxyekvivalentom 330 a bodommftknutia 40°C. Za použitia etylmetylketónu a 4,0 h.d. izopropylaminu sa zmes důkladné zhomogenizuje. Na plastická foliu polyhydantoínová hrábky 0,020-0,030 mm sa nanesie běžnýmapůsobem vrstva takto připraveného spojiva, po odpaření rožpúšťadla sa navrství sludovýpapier ploánaj hustoty 120-150 g/m2. Obsah spojiva je 25-35% z celkovej hmotnosti izolantu·V pr-iebehu procesu přípravy izolantu teplotným pfisobením sa uskutoční úplné prspsnetrova-nie sTudového papiera. . Připravený izolant ja vhodný na tvarové členitejáie časti vinutia·

Claims (1)

1. 208 532 Příklad 3 Ha izolaěný dvojvrstvový materiál připravený podlá predchádzajúcich príkladov sa na-vretví plastická folia obojstranne lakovaná niektorým z vySSie opísaných spojiv* Takto připravený izolant je vhodný na nepravidelné tvarované vinuti® vyžadujúcevySSiu mechanická odolnost izolantov najma pri výrobněj technologii* ? B E D K ϊ I VYNÁLEZU Foliový alebo pásový izolant na vinutia elektrických strojov a prístrojov vytvořenýz vrstvy sTudy, z aspoň jednej vrstvy kompaktného nosného materiálu teplotněj triedy E-řa spojiva vyznačujúci aa tým, že živičnou zložkou spojiva v množstve 13-45 hmotových die-lov z hmoty izolantu sú aspoň dve nízkomolekulárne Strukturálně odlišné epoxidové živicediánováho a novolakového typu vo vzájomnom pomere 5*95 - 50:50, ktorých konzistenciu vy-jadřuj ú átruktúry

   n « 0-2 /11/ O-GHg.-CH-OHg

   kde n - 0-2 a reaktívnou zložkou tvrdidlo na báze BFj - aminokomplexov v množstve 1-10 aleboanhydridov dikarbónových kyselin v množstve 20-100 hmotových dielov na hmotu živice, pri-čom reaktivita tejto zmesi je charakterizovaná želatinačným Sasom 40-60 minút pri 120 °C.