CZ285099A3

CZ285099A3 - Vykřížený kabel pro výrobu vinutí v elektrických strojích, způsob jeho výroby a způsob výroby vinutí z tohoto kabelu

Info

Publication number: CZ285099A3
Application number: CZ19992850A
Authority: CZ
Inventors: Antonio Martinengo; Roberto Preda; Giovanni Stradella
Original assignee: Pirelli Cavi E Sistemi S. P. A.
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 2000-02-16
Also published as: ATE270462T1; HUP0000879A3; DE69824770T2; ITMI970292A1; NO321392B1; NO993902L; WO1998036431A1; CZ297435B6; TR199901938T2; EP0859381B1; PL186734B1; EP0859381A1; JP2001511939A; HU223014B1; HUP0000879A2; IT1290307B1; TR200002025T2; NO993902D0; BR9807336A; PL335820A1

Description

Tento vynález se týká vykříženého kabelu pro výrobu vinutí v elektrických strojích, jenž obsahuje jádro z několika elektrických vodičů, které mají v podstatě obdélníkovou nebo zploštělou část, a které se nacházejí v alespoň dvou svazcích, sobě přiléhajících, a jsou jednotlivě vykřížené sekvenčně v podélném směru kabelu, od jednoho svazku k druhému, a obal, který se nachází kolem jádra tak, aby držel pohromadě zmíněné vodiče a tím stabilizoval strukturu kabelu.

Předmětem tohoto vynálezu je také způsob výroby zmíněného vykříženého kabelu.

V tomto vynálezu je též popsán nový způsob výroby elektrického vinutí z takového kabelu.

Tento vynález se zvláště týká vykřížených kabelů, které jsou použity v nízkonapěťových vinutích elektrických transformátorů nebo při výrobě vinutí elektrických strojů, na která působí velká intenzita, ale relativně malé proudy tak, aby při napájení vinutí nebyla nutná elektrická izolace mezi cívkami, které tvoří vinutí.

·· ·· • * · • · · ·· • · · · • · · · • ·

Dosavadní stav techniky

Je známo, že vykřížené kabely, které se obvykle používají při výrobě elektrických vinutí transformátorů a pod., obsahují hlavně jádro, které se skládá z několika vodičů s podstatě obdélníkovým průřezem, které se obvykle označují jako zploštělé dráty, vyráběných v současnosti z mědi, obalených jednou či více vrstvami elektricky izolační barvy. Tyto zploštělé dráty jsou umístěny vzájemně na sobě tak, aby vytvořily dva sobě přiléhající svazky. Vzhledem ke směru délky kabelu je každý zploštělý drát veden trochu sešikmeným směrem tak, aby postupně zaujímal všechny polohy mezi základnou a vrcholem svazku, ke kterému patří. V blízkosti vrcholu nebo základny příslušných svazků je každý zploštělý kabel odkloněn na přilehlý svazek tak, aby postupně zaujal všechny polohy mezi základnou a vrcholem druhého svazku. Následkem toho každý zploštělý drát zaujme v podélném směru všechny polohy uvnitř části zmíněného kabelu.

Sekvenční transpozice zploštělých drátů výše popsaným způsobem dává celému kabelu uspokojivou ohebnost, jednotlivé kabely mohou po sobě podélně klouzat, aby se tak po navinutí kabelu na jádro elektrického stroje mohly kompenzovat rozdíly poloměrů vinutí nejbližšího a nejvzdálenějšího zploštělého drátu od osy jádra.

Avšak vzájemné klouzání zploštělých drátu se musí vhodně zahájit a řídit, aby se zabezpečila dostatečná stabilita struktury.

Toto zajištění se provádí opláštěním, které se obvykle

9 · · · 9 9 9 9 9 9 • · · · 9 9 · 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 · 99 9

99 99 9 9 9 999999 •999 99 9 9

99 999 9999 99 99 skládá z jednoho nebo více papírových pásků, které se spirálovitě navíjejí na samotné jádro a tak se vytvoří částečně překrývající se závity. Jeden příklad takového vinutí papírového pásku je popsán v patentu US. 4,431,860. Různá alternativní provedení jsou známa, která nezahrnují použití papírových pásků jako opláštění.

Např. v patentu US 4,276,102 se provádí opláštění kabelu páskou, která se teplem smršťuje, která je bud uložena na obvyklém papírovém krytu a nebo ho nahrazuje. Poté, co se kabel navine na jádro, aby se tak vytvořilo vinutí transformátoru, se vinutí podrobí teplu, které způsobí, že se opláštění smrští a stáhne jednotlivé zploštělé dráty a tím se struktura kabelu navinutá na jádru vinutí stává kompaktní.

Podle patentu US 4,639,282 se dosáhne elektrické izolace povrchů elektrických součástí transformátoru včetně vodičů použitých ve vinutí jejich obalením páskou z ohebného a pórovitého materiálu. Materiál může obsahovat bavlnu, skelná vlákna, dřevo či jiná celulózová či plastická vlákna, která mohou být vpletena či vetkána na stavu, ale mohou obsahovat také netkaný plstěný materiál, např. pórovitý papír.

Aby se dosáhlo dostatečného průtoku oleje či jiných tekutin obalovou vrstvou spolu s dostatečným stupněm elektrické izolace a dobré tepelné disipace, jsou póry obalového materiálu velikosti 0,2 až 10 mm², plocha, kterou zaujímají póry je od 20 do 80 % celkové plochy povrchu obalového materiálu.

• ft ftft

Mezinárodní patentová vykřížený kabel, jehož vyroben z izolačního ft ft • · • ftftft ft · • ft • ftft ftft ftft • ftft · · ftft · • · ftftft· • · * ftftft ftftft • · · · • ftftft··· ftft ftft přihláška WO 95/30991 popisuje jádro je pokryto páskem, který je materiálu, spirálovitě navinutého v částečně překrývajících se závitech, tyto pásky mají sítovou strukturu s lemem s šířkou oka alespoň dvou mm²' kdy osnova a/nebo útek jsou vyrobeny ze skelných vláken, polyesteru nebo směsi tkaniny ze skla a polyesterových vláken.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu bylo zjištěno, že pro výrobu vykříženého kabelu může být plášt jádra s výhodou vytvořen buď ze spirálových závitů kolem samotného jádra z nepřetržitého elementu podobného vláknu, nebo z více nepřetržitých elementů, které jsou spirálovitě navinuty stejným směrem a nebo opačným směrem, ale nejsou vzájemně propleteny.

Předmětem tohoto vynálezu je zvláště vykřížený kabel pro výrobu vinutí elektrických strojů vyznačující se tím, že zmíněné opláštění obsahuje alespoň jeden nebo více elementů podobných vláknu, které jsou spirálovitě navinuty kolem jádra, které nejsou v zásadě navzájem propleteny.

V závislosti na požadavcích může být použito dvou nebo více vláken, která jsou navzájem paralelní a vinuta sekvenčně ve střídavých závitech, nebo jsou vinuta spirálovitě ve • « φ · » 9 9 » · Φ 99

ΦΦΦ

Φ

Φ Φ vzájemně opačných směrech.

Ve výhodném provedení může být každé vlákno vyrobeno ve formě jednoho vlákna s průměrem od 0,1 až 0,8 mm nebo ve zploštělé formě se stejnou silou, s šířkou od 0,30 až 0,60 mm.

Alternativně je každé ze zmíněných vláken vytvořeno z polyesterového vlákna ve velikosti od 1000 do 3000 dtex. Výhodně má každé vlákno pevnost v tahu mezi 50 a 250 N a prodloužení při roztržení mezi 5 a 20%.

Podle dalšího výhodného provedení tohoto vynálezu je každé vlákno navinuto s napětím od 5 do 25 N, se stoupáním mezi 0,5 a 3 násobkem šířky drátu, a/nebo takovým způsobem, že závity vytvořené zmíněným jedním nebo více vlákny na jádru jsou navzájem ve vzdálenosti, měřené kolmě vzhledem ke směru délky vlákna, rovné stoupání vyděleným počtem vláken, nebo, alternativně, alespoň rovné šestinásobku rozměru vlákna měřeného ve stejném směru.

Nezávisle na faktu, zda zmíněná vlákna jsou použita či nikoliv, alespoň jeden roztržitelný pásek, nejlépe z papíru, může být s výhodou na kabelu umístěn jako reference, zmíněný pásek je spirálovitě navinut kolem zmíněných vodičů a zmíněného alespoň jednoho vlákna.

Může být použit také alespoň jedna trhací niť, která je umístěna podél kabelu mezi papírovou páskou a zmíněným alespoň jedním vláknem, zmíněná trhací niť je uložena tak, aby mohla být z kabelu vytažena a aby přetrhla a odstranila

0

00» 0 0 0 0 0·»·

00000 0 0 0000

00 00 0 · 0 ···»·· •000 00 « ·

00 0000000 00 ·« roztržitelný pásek.

Podél kabelu může být umístěn alespoň jeden adhesivní pásek vně roztržitelného pásku, aby byly závity udrženy spolu za situace, kdy je zmíněný páskový element roztržen a vyjmut z kabelu.

Dále je předmětem tohoto vynálezu výrobní proces vykříženého kabelu, který se používá na výrobu vinutí elektrických strojů, který se sestává z následujících kroků: výroba jádra z elektrických vodičů se zploštělým průřezem, které tvoří alespoň dva sobě přiléhající svazky, a které jsou jednotlivě vykřížené v těchto svazcích, sekvenčně v délce kabelu, obalení zmíněného jádra pláštěm, který svírá dohromady jednotlivé dráty a tak je struktura jádra stabilizována vyznačující se tím, že zmíněný krok obalování se provádí spirálovitým navinutím jednoho nebo více vláken, která nejsou vzájemně propletena.

Krok obalování s výhodou obsahuje navinutí nepřetržitého vlákna, alternativně může být provedeno spirálovitým navinutím alespoň dvou vláken, které jsou navinuty navzájem buď paralelně a nebo v opačném směru.

Každé vlákno je během spirálovitého navíjení s výhodou napjato silou od 5 do 25 N a vinutí zmíněného jednoho nebo více vláken je provedeno tak, že závity jsou vzájemně vzdáleny o stejnou vzdálenost podle velikosti z rozmezí 0,5 až třínásobku šířky kabelu.

• 0 ·· ·· · 0» φφ

0 0 00·0 · • 0 000 0 0 φ • ·· ·· * · · ··---• · · · · φ φφ •· · 0 00 00000 00 00

Podle tohoto vynálezu se může provést též krok spirálovitého navinutí alespoň jednoho roztržitelného pásku kolem jádra, který nese zmíněné alespoň jedno vlákno.

S výhodou se může také použít trhací nit, která je umístěna podélně mezi zmíněným alespoň jedním roztržitelným páskem a jádrem, které nese zmíněný alespoň jeden pásek.

Použití zmíněné trhací niti se s výhodou provede zatažením samotné nitě pomocí dopředného pohybu kabelu k navíjecí stanici, která je vhodně uspořádána pro vinutí roztržitelného pásku.

Postup podle tohoto vynálezu zahrnuje též využití alespoň jednoho adhesivního pásku vně roztržitelné páskové vložky navinuté kolem kabelu.

Tento vynález dále navrhuje novou metodu výroby elektrického vinutí pomocí vykříženého kabelu, tento kabel obsahuje jádro vyrobené z několika elektrických vodičů zploštělého průřezu, které tvoří alespoň dva sobě přilehlé svazky, a které jsou jednotlivě vykříženy ve zmíněných svazcích sekvenčně v délce kabelu, alespoň jeden roztržitelný pásek, který je spirálovitě navinut kolem zmíněného jádra, zmíněna metoda se vyznačuje tím, že během vinutí kabelu na jádro se provede vynětí roztržitelného pásku pomocí bočního vytažení alespoň jedné trhací niti z jádra, zmíněná trhací niť je uložena podél kabelu mezi zmíněným roztržitelným páskem a zmíněným jádrem.

• · • · ·· ··

• ····

Vytahované vlákno se s výhodou táhne s ohledem na délku kabelu nacházející se mezi jádrem vinutí a brzdícími prostředky, které působí na kabel, aby mu daly požadovanou pevnost.

Další vlastnosti a výhody budou patrnější z detailního popisu výhodných, ale neomezujících provedení vykříženého kabelu, zvláště pro výrobu vinutí v elektrických strojích podle tohoto vynálezu, stejně jako jeho výrobní postup a postup pro výrobu vinutí pomocí zmíněného vykříženého kabelu.

Přehled obrázků na výkrese

Tento popis bude následovat spolu s odkazy na doprovodné obrázky, které jsou uvedeny jako neomezující příklady, ve kterých:

- obr. 1 ukazuje perspektivní pohled na vykřížený kabel, který je vyroben podle tohoto vynálezu, kde byl pomocný papírový obal částečně odejmut

- obr. 2 ukazuje diagram výrobní linky na výrobu vykříženého kabelu podle obr. 1

- obr. 3 ukazuje pohled shora na stupeň vinutí vykříženého kabelu podle tohoto vynálezu se současným odjímáním pomocného papírového obalu pro výrobu vinutí elektrického stroje.

• 0 0 0 ·· 00

0 · » 4

I 0 0 4

000 004

4 • 0 00

Příklady provedení vynálezu

S odkazem na výkresy je vykřížený kabel zvláště vhodný pro výrobu vinutí elektrických strojů podle tohoto vynálezu označován referenčním číslem 1.

Vykřížený kabel χ má jádro 2, které obsahuje několik zploštělých drátů X, např. vodičů, které jsou vyrobeny z mědi nebo jiného vhodného elektricky vodivého materiálu, které mají v podstatě obdélníkový průřez a jsou jednotlivě obaleny elektricky izolačním lakem, což není na doprovodných obrázcích ukázáno.

Jak je znázorněno na obr. 1, zploštělé dráty jsou umístěny na sobě v prvním a druhém svazku 4a, resp. 4b, které jsou sobě přilehlé, volitelně proložené oddělovací vložkou 5, která je zhotovena z papíru či jiného vhodného materiálu. Každý zploštělý drát 2 j^e uložen v zásadě v rovině kolmé k oddělovací rovině mezi dvěma svazky 4a a 4b a sleduje mírně šikmou dráhu, aby postupně zaujal v délce kabelu χ všechna místa uvnitř příslušných svazků 4a a 4b. Na jednom konci příslušného svazku (např. prvního svazku) je dráha všech zploštělých drátů 3. odkloněna na přiléhající svazek 4b a vykřížen délkou 3a, která prochází oddělovací rovinu mezi svazky 4a a 4b.

V délce kabelu je zploštělý drát 3, který je vykřížený z prvního svazku 4a na druhý svazek probíhá šikmo až do dosažení opačného konce nového svazku 4b, aby byl znovu odbočen na přilehlý svazek 4a.

• · · ·· • ··

Kabel l dále obsahuje prostředky 6 pro svázání, které se nacházejí kolem jádra 2, které drží zploštělé dráty 3. tak, aby se získala určitá stabilita struktury kabelu l a tak aby se předešlo nežádoucím pohybům zploštělých drátů 2 v radiálním směru vzhledem ke geometrické ose X” kabelu.

Tyto prostředky 6 pro svázání obsahují jednu nebo více vláken 6a, 6b, které jsou spirálovitě navinuty kolem jádra _2.

Ve výhodném provedení se každé vlákno 6a a 6b skládá z jednoho vlákna vyrobeného z polyesteru, umělého vlákna, polypropylénu, PPS (polyprofenylen sulfid), PCDA (polycyklohexandimetyleterftalát) s průměrem od 0,1 do 0,8 mm a raději od 0,3 do 0,6 mm.

Mohou být také použity mikropásky, zvláště vlákna se zploštělým průřezem a ekvivalentní pevností s šířkou mezi 0,2 a 1 mm, které jsou vyrobeny z výše uvedených materiálů, mikropásky z polyesteru, polypropylénu, PPS, PCDA mohou být např. použity, které mají průřez od 0,2x0,4mm až do 0,4mm x 0,6mm v závislosti na požadovaných vlastnostech pevnosti.

Další materiály byly úspěšně testovány, umožní dobré zpevnění zploštělých drátů 3./ např. polyesterového vlákna velikosti od 1000 do 3000 dtex.

Je také výhodou, že vlákna 6a a 6b by měla mít pevnost v tahu od 50 do 250 Newtonů a prodloužení při přetržení mezi

Počet vláken 6a a 6b, které se použijí se může v závislosti na požadavcích změnit a v zásadě, čím větší je počet zploštělých drátů 3, které tvoří jádro 2, tím větší je počet těchto vláken.

a 20 %.

99

9 9 9

9 9 99

9 9 9 9 • · · · ·· ·· · ·· ·· » · · 9 » · · · ··· ··· ·· ·«

Uveďme následující příklad: pokud je počet zploštělých drátů menší nebo roven 31, může být použito jedno vlákno 6a, které je navinuto se stoupáním od 0,5 do 3 násobku šířky kabelu, aby se získalo dostatečné zpevnění zploštělých drátů 3. Pro lepší zpevnění mohou být s výhodou použity dvě vlákna 6a, 6b. Tato vlákna mohou být uložena vzájemně paralelně, nebo navinuty ve vzájemně opačném smyslu, jak ukazuje příklad z obr. 1.

Pro kabely s jádrem 2, ve kterém je počet zploštělých kabelů 3. rovný nebo větší než 31, se může použít dva nebo více párů vláken 6a a 6b, které jsou navinuty ve vzájemně opačném smyslu.

Výhodným rysem pro dosažení konstrukční jednoduchosti je, že vlákna 6a a 6b by neměla mít body vzájemného provázání v relevantních bodech křížení. To je snadno patrné z obr. 1, kde druhé vlákno 6b je pouze položeno na prvním vláknu elementu 6a v jejich bodu křížení.

Přítomnost několika vláken, která jsou navinuta v opačném smyslu snižuje riziko situace, kdy je plášť 6 odstraněn příčinou náhodného přetržení jednoho vlákna.

φφ φφ φ φ φ φ φφφφ • φ · • φ φ • Φ φφ • φφ φφ φφ φφφ φ φ φφ φ • φ φφφφ • φ φ φφφφφφ

Φ φ C Φ φφφ φφφφ φφ φφ

Náhodně přetržené vlákno 6a by zůstalo pevně spojeno s jádrem 2, vzhledem k opásání vláknem či vlákny, které jsou na nich navinuty.

Stoupání vinutí jednotlivých vláken by mělo být vhodně v rozmezí 0,5 až 3 násobku šířky kabelu a každý závit, který je takto vytvořen je vzdálen od přiléhajících sousedních závitů o vzdálenost, která je rovna stoupání vyděleného počtem vláken.

Dále platí, že vzdálenost mezi dvěma přilehlými závity měřená kolmo k délce vláken 6a, 6b by měla být rovna alespoň šestinásobku poloměru nebo velikosti vlákna samotného měřeného ve stejném směru.

Podle výhodného provedení tohoto vynálezu obsahuje dále vykřížený kabel 1 alespoň jeden roztržitelný pásek 7, který je spirálovitě navinut kolem jádra 2 vlákny 6a a 6b, které tvoří plášť 6, zmíněný pásek je položen na zmíněný plášť. Podrobněji, pásek je s výhodou vyroben z papíru typu clupack nebo ”kraft, jehož tloušťka je přibližně 0,05 nebo 1,15 mm.

Podél kabelu 1, mezi roztržitelným páskem 7 a vláknem či vlákny 6a, 6b, které jsou navinuty kolem jádra 2, se nachází alespoň jedna trhací niť 8, která je vyrobena např. z nylonu nebo jiného vhodného materiálu.

Trhací niť 8 může být vytažena bočně z jádra kabelu a tím • · · · » · · · » · · · • · · · · · • · • · způsobit roztržení a odstranění roztržitelného pásku 7, jak bude vysvětleno dále, během kroku vinutí kabelu 1 na příslušné jádro vinutí.

S výhodou je použit alespoň jeden adhezivní pásek 9, který je ulažen podélně s kabelem 1 vně roztržitelného pásku 7. Použití tohoto adhezivního pásku 9. umožní, aby závity, které jsou tvořeny páskem 7, držely dohromady a tak aby se zabránilo neřízenému rozpadu zmíněných závitů, když se pásek přetrhne a odstraní z kabelu pomocí trhací niti 8..

Zvláště s odkazem na obr. 2, pro zhotovení kabelu 1 jsou zploštělé dráty 3. a oddělovací vložka 5, pokud se použije, neustále taženy z příslušných cívek 10, které jsou upevněny na příslušných kmitajících podpěrkách 11 na kole 12, které rotuje vzhledem k horizontální ose. Kmitající podpěrky 11 drží cívky 10 tak, že navzdory pohybu, který je na ně přenášen rotací osy kolotoče 12, udržují zmíněné cívky a tudíž i všechny zploštělé dráty 3. stálou orientaci, takže zmíněné zploštělé dráty jsou neustále ukládány v příslušných v podstatě horizontálních rovinách.

Zploštělé dráty přicházející z cívek jsou vodiči 13 vedeny tak, aby se navzájem přibližovaly, až zformují jádro 2 kabelu 1. V zóně, kde se zploštělé dráty 2 spojí a vytvoří jádro 2, se nacházejí transpoziční jednotka 14, která cyklicky působí na jednotlivé zploštělé kabely 3. umístěná na základně a vrcholu sloupců nebo svazku 4a, 4b a tím se dosáhne vzájemného vykřížení zmíněných sloupců.

• ·

99 ·· ·-»

Jádro 2, které vychází z transpoziční jednotky 14 se pohybuje podélně řadou navíjecích stanic, pomocí kterých se vytváří plášť 6 a umisťuje se pásek.

Pro detailnější popis, první navíjecí stanice 15 se uvažuje na místě vinutí prvního vlákna nebo vláken 6a. výhodně spolu s napětím vinutí mezi 5 N a 25 N.

Dále za první navíjecí stanicí 15 se nachází druhá navíjecí stanice 16, která provádí navíjení druhého vlákna elementu či elementů 6b ve stejném nebo opačném směru jako vlákno 6a, kdy vinutí s opačným směrem prochází přes původní vinutí na příslušných křížících bodech.

Třetí navíjecí stanice může být také použita, pokud je to nutné, pro navíjení dalších vláken.

čtvrtá navíjecí stanice 18 má za úkol navíjet roztržitelný pásek 7 na plášť 6, který se sestává z vláken 6a a 6b.

Mezi třetí a čtvrtou navíjecí stanicí 17, 18 je umístěna cívka a vodicí jednotka 19 pro trhací niť 8, zmíněná niť je vedena podél kabelu vstupujícího do čtvrté navíjecí stanice 18 tak, aby byla trhací niť uložena podélně, vně opláštění 6, aby byla uložena mezi opláštění a roztržitelný pásek 7, který je navíjen ve čtvrté navíjecí stanici 18.

Kabel 1 při pohybu kupředu výrobní linkou vytahuje trhací niť 8 z cívky a vodící jednotky 19.

·· 99

Dále ve směru pohybu kabelu za řadou navíjecích stanic 15. 16. 17 a 18 je jednotka 20, ze které se odvíjí adhezivní pásek 9, který je vhodnými vodiči přiváděn na kabel z cívky 9a na vnějšek roztržitelného pásku 2·

Za navíjecími stanicemi 15, 16, 17 a 18 je též táhlo 21, která působí na vyrobený kabel 1 a táhne ho v podélném směru celou výrobní linkou a vede ho na cívku 22, která se nachází na konci výrobní linky.

Když se má kabel l použít na výrobu vinutí 26 transformátoru či jiného elektrického stroje, je kabel odvinut z cívky 22. aby mohl být vhodně navinut na příslušné jádro vinutí 23 . jak je znázorněno na obr. 3. Tato operace se obvykle provádí tak, že jádro vinutí 23 rotuje a pohybuje se ve směru rotační osy, která je bud vertikální nebo horizontální, a navíjí se na něj kabel 1, který přichází z cívky 22 na jádro, brzdící prostředky 24, které jsou známy, jsou uspořádány tak, aby bylo zajištěno dostatečné napětí vinutí kabelu. Za těchto podmínek se prokáže výhodnost použití roztržitelného pásku 7, protože tento zajišťuje, že vlákna 6a. 6b a/nebo jádro 2 se nepoškodí či nepřetrhnou vlivem napětí, kterým na ně působí brzdící prostředky 24.

V oblasti mezi brzdícími prostředky 24 a jádrem vinutí 23. na které je kabel 1 navíjen, je s výhodou z kabelu 1 vytahována trhací niť 2 a volitelně navíjena na cívku 25. souběžně s dopředným pohybem kabelu na jádro vinutí 23. Tak je roztržitelný pásek 2 podélně vytažen z kabelu 1.

« · ·· ·· • · · · · ·« • · · 9 · ♦ · • · · ·· 9 · • · · 9 · · · • · · · · · • · · · ·······

Závity vytvořené roztržitelným páskem 7 pak zůstávají spojeny dohromady, vzhledem k přítomnosti adhezivního pásku 9. tak, že roztržitelný pásek 7 a adhezivní pásek 9. při odnímání pomocí adhezivního pásku mohou být snadno z kabelu 1 odstraněny, třeba pomocí dalších prostředků pro jejich navinutí na otočný buben či podobně.

Kabel 1, který je navinut na jádru vinutí 23 tak neobsahuje žádný papírový pásek.

Použití vláken 6a a 6b. navinutých na jádru 2 zabezpečuje výbornou stabilitu struktury kabelu 1, drží jednotlivé zploštělé dráty 3. ve vhodné poloze při jejich vzájemném pohybu, tento vzájemný pohyb drátů je nutný, aby se mohly vytvořit rozdílné poloměry zakřivení vnějších a vnitřních zploštělých drátů 3_, aniž by vzniklo riziko nežádoucí deformace a/nebo odchýlení jednotlivých zploštělých drátů

3. od osy kabelu 1.

Oproti známým kabelům, ve kterých soudržnost závitů zabezpečuje papírový pásek, zabezpečuje tento vynález lepší chlazení jádra vinutí, které se samo skládá z kabelu. Přítomnost papíru představuje překážku pro disipaci tepla, které je nutně vytvářeno, vzhledem k průchodu elektrického proudu. Tato situace je zvláště nevýhodná a nežádoucí v případě kabelů pro nízkonapěťové vinutí elektrických transformátorů nebo v v případě kabelů, kterými má procházet proud velké intenzity při omezeném napětí.

Za takovýchto podmínek bude mít papírový obal podle ·· ·· » · · I » · · 4 dosavadních poznatků pouze funkci zpevnění struktury jádra kabelu a jeho mechanické ochrany při odvíjení, ale nemá žádnou funkci elektrické izolace, na rozdíl od opačné situace ve vysokonapěťových vinutích či vinutích odlišné typologie.

V kabelu podle tohoto vynálezu nemá přítomnost vláken 6a a 6b za následek zábranu průtoku oleje či jiné chladící kapaliny v těsném kontaktu s jednotlivými zploštělými dráty 3 a tak je dosaženo účinného odvodu tepla.

Plášť jádra vyrobeného podle tohoto vynálezu dále umožňuje lepší rozměrovou definici vinutí 26 oproti plášti vyrobeného z papíru či síťových pásků. Papírové pásky či síťové pásky zanechávají prázdný prostor mezi pásky a zploštělými dráty, především na vykřížených segmentech. Za těchto podmínek způsobuje plášť z papíru či pásků nespolehlivost rozměrů, protože, hlavně, rozměry prázdných prostorů jsou závislé na různých proměnných faktorech, jakými jsou varianty soustavy pásku-vinutí, napětí pásku během vinutí a geometrických parametrech kabelu. Tyto prázdné prostory mohou být navíc eliminovány či jakýmkoliv způsobem omezeny pouze blíže neurčeným způsobem přitlačením vinutí 26 před nebo během tepelného zpracování, které se provádí při výrobě zmíněného vinutí. Proto je nemožné předem znát přesné rozměry konečného vinutí 26.

Naproti tomu kabel, který má plášť z vláken 6a a 6b, může mít opakovatelné a snadno ověřitelné rozměry a tím se vyhneme následné korekci rozměrů.

• ft · ·

I ft · » « · · · ► · · I • · · · ft · • » · ft · · ft · · · · * · ftftft ftftft • ftft • ftftft ·· ftft

Větší přesnost rozměrů kabelu navíc umožňuje znatelnou redukci velikosti konečného vinutí 26, zvláště lepší činitel plnění, který je vyjádřen jako poměr objemu, který je vyplněn mědí nebo jiným materiálem, ze kterého jsou vyrobeny zploštělé dráty 3, a celkového objemu vinutí 26. V tomto kontextu bylo zjištěno, že použití kabelu podle tohoto vynálezu umožňuje zvýšit činitel plnění o více než 40 procent ve vztahu ke kabelům s pláštěm z např. papírových pásků.

Tohoto výsledku se dosáhne nejen eliminací objemu, který zabírá papírový obal podle dosavadních metod, ale také pomocí možnosti značné redukce šířky kanálů, které zbývají mezi sousedními závity vedení pro umožnění cirkulace oleje, tato redukce je důsledkem vylepšené výměny tepla, kterou tento vynález umožňuje.

Měli bychom též poznamenat, že eliminace papíru, který je obvykle použit v několika vrstvách obvyklého pláště, má za následek důležitou redukci výrobních nákladů kabelu.

Vynález se zdá být vylepšením též ve srovnání se známými kabely oplášťovanými síťovými pásky, které mají vyšší výrobní náklady ve srovnání s vlákny použitými v tomto vynálezu.

Opláštování pomocí síťových pásků má za následek použití většího množství materiálu a následkem je zhoršení odvodu tepla ze zploštělých drátů.

• · • ·· <·» ·0·0 000 0 0 00 0

0 0 0 0 0

0 0 000 000 0 0 0 0

0000000 00 00

Je zřejmé, že je možno ve vynálezu, tak jak je popsán, provést mnoho modifikací a změn, které všechny spadají do záběru vlastností tohoto vynálezu.

Zvláště, i když je vynález popsán v kontextu zhotovení nízkonapěťového vinutí pro elektrické transformátory, může být kabel podle tohoto vynálezu použit v jakémkoliv dalším případě, kdy hodnoty proudu, pro které je kabel navržen, nevyžadují přítomnost elektricky ochrannou vrstvu papírového materiálu.

Měli bychom také poznamenat, že použití roztržitelné síťové vložky může být s výhodou použito též v kabelech s pláštěm ze síťových pásků či vůbec opláštění nepoužívá, stejně jako v jakýchkoliv dalších případech, kde je žádoucí ochránit kabel před mechanickým napětím či klimatickými poměry, či před účinkem dalších složek přítomných v prostředí, se kterými se kabel může dostat do kontaktu během transportu a/nebo skladování, stejně jako při výrobě vinutí 26.

· • 0 · · 0 ·· 0

0 0 0 0 0

0 0 000000 0 0 0 0 • 000*00 00 00

Claims

Patentové nároky

1. Vykříženy kabel pro výrobu vinutí elektrických strojů, který obsahuje:

- jádro (2), které se skládá z několika elektrických vodičů, které mají zploštělý průřez (3), které se nacházejí v alespoň dvou k sobě přiléhajících svazcích (4a, 4b) a jsou navzájem ve zmíněných svazcích (4a, 4b), sekvenčně v délce kabelu vykříženy,

- opláštění (5), které se nachází kolem jádra (2), aby udržovalo zmíněné vodiče (3) a zajistilo stabilitu struktury kabelu (1) vyznačující se tím, že zmíněné opláštění (5) obsahuje alespoň jedno vlákno (6a, 6b), které je spirálovitě navinuto kolem jádra (2) ve formě závitů, zmíněné závity v zásadě nemají body vzájemného křížení.
2. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné opláštění (5) se skládá z jednoho spirálovitě navinutého vlákna (6a).
3. Vykřížený kabel podle bodu vyznačující se tím, že zmíněné opláštění (5) se skládá alespoň ze dvou navinutých vláken (6a, 6b), které jsou spirálovitě navinuté ve vzájemně opačných směrech.
4. Kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné opláštění (5) se skládá z alespoň dvou vláken (6a, 6b), které jsou navzájem paralelní a jsou navinuty v sekvenčních střídavých závitech.

ÍWSO-Ó?

* · φ φ ♦ φ φ φ φ φ φ' • · · ♦ · · φ φ · φ · φ φ φ φφ φ φ · φ · · φφφφ* φ φ « ΦΦΦ ΦΦΦ

ΦΦΦ» φφ φ φ • Φ φφ ΦΦΦ φφφφ φφ φφ
5. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněná vlákna (6a, 6b) jsou z polyesteru.
6. Vykřížený kabel podle bodu 6 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno má velikost od 1000 do 3000 dtex.
7. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) má průměr od 0,1 až 0,8 mm.
8. Vykřížený kabel podle bodu 7 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) je jedna nit z polyesteru, umělého hedvábí, polypropylenu, PPS (polyfenylen sulfidu), PCDA (polycyklohexandimetyleneterf talát).
9. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) má zploštělý průřez s šířkou od 0,3 do 0,6 mm.
10. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) má pevnost v tahu od 50 do 250 N.
11. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) má prodloužení při zlomu od 5 do 20 procent.
12. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněné vlákno (6a, 6b) je navinuto s napětím od 5 do 25 N.
13. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že ♦ · ·* Φ ·» ·· 99

9 9 9 99 9 9 9 9 9 9

9 9 9 99 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 999 999

9 9 9 9 9 9 « 9

99 99 999 9999 99 99 zmíněné vlákno (6a, 6b) je navinuto se stoupáním mezi 0,5 a trojnásobkem šířky kabelu.
14. Vykřížený kabel podle bodu 13 vyznačující závity, které jsou vytvořeny zmíněným jedním vlákny/ (6a, 6b) na jádru 2 jsou vzájemně o vzdálenost, která je měřená kolmo na vlákna rovnou stoupání vyděleným počtem vláken.

se tím, že nebo více vzdáleny (6a, 6b),
15. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že závity vytvořené zmíněným jedním či více vlákny (6a, 6b) na jádru (2) jsou vzájemně vzdáleny o vzdálenost, která je měřená kolmo na vlákna (6a, 6b), rovnou alespoň šestinásobku velikosti vláken (6a, 6b). která je měřena ve stejném směru.
16. Vykřížený kabel podle bodu 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jeden roztržitelný pásek (6), který je spirálovitě navinut kolem zmíněných vodičů (3) a zmíněného alespoň j ednoho vlákna (6a, 6b).
17. Vykřížený kabel podle bodu 16 vyznačující se tím, že zmíněný roztržitelný pásek (7) je vyroben z papírového materiálu.
18. Vykřížený kabel podle bodu 15 vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jednu trhací nit (8), která je uložena podélně s kabelem mezi roztržitelným páskem (7) a zmíněným alespoň jedním vláknem (6a, 6b), zmíněná trhací nit (8) je upravena tak, aby se mohla z kabelu (2) vytáhnout, a přetrhnout a odstranit roztržitelný pásek (7).

.. ..

··· 0 · · 0 0 0 0 0 • ···· · t 0·00

0 0 0 0 0 0 00 000 000 0 0 0 0 00 0 * ·· 00 000 0000 00 00
19. Vykřížený kabel podle bodu 15 vyznačující se tím, že dále obsahuje alespoň jeden adhezivní pásek (9), který je uložen podélně kolem kabelu (1) zevně roztržitelného pásku (7), aby držel závity pohromadě, když je zmíněný pásek přetržen a vyjmut z kabelu (1).
20. Výrobní proces vykřízeného kabelu, který se používá pro výrobu vinutí elektrických strojů, který obsahuje následující kroky:

- vytvoření jádra (2) z elektrických vodičů zploštělého průřezu (3), které jsou uloženy v alespoň dvou přiléhajících svazcích (4a, 4b) a jsou jednotlivě navzájem vykřížené ve zmíněných svazcích (4a, 4b), sekvenčně v délce kabelu (1).

- opláštění zmíněného jádra (2) opláštěním (5), které je umístěno kolem jádra (2), aby se stabilizovala struktura jádra (2), vyznačující se tím, že zmíněný krok opláštění se provádí spirálovitým navinutím jednoho či více vláken (6a,

6b) kolem jádra (3), v zásadě bez vzájemných bodů propletení.
21. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že zmíněný krok opláštění se provádí spirálovitým navinutím alespoň dvou nepřetržitých vláken (6a, 6b) vinutých navzájem v opačných směrech.
22. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že zmíněný krok opláštění se provádí spirálovitým navinutím alespoň dvou nepřetržitých vláken (6a, 6b), které jsou uloženy paralelně.

• · • ·
23. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že během spirálovitého navíjení působí na každé vlákno (6a, 6b) síla od 5 do 25 N).
24. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že navíjení zmíněného jednoho či více vláken (6a, 6b) je prováděno tak, že závity jsou od sebe vzdáleny o stejnou vzdálenost, která je rovna hodnotě rovné podílu stoupání a počtu vláken.
25. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok spirálovitého navíjení alespoň jednoho roztržitelného pásku (7) kolem jádra (2), které nese zmíněný alespoň jedno vlákno (6a, 6b).
26. Proces podle bodu 20 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok vložení alespoň jednu trhací nit (8) podél kabelu mezi zmíněný alespoň jeden roztržitelný pásek (7) a jádro (2), které nese zmíněné alespoň jedno vlákno (6a, 6b).
27. Proces podle bodu 26 vyznačující se tím, že vložení zmíněné trhací niti (8) se provádí jejím vytahováním pomocí kabelu (l), který se pohybuje kupředu k navíjecí stanici, která je vhodně uspořádána pro navíjení roztržitelného pásku (7)
28. Proces podle bodu 25 vyznačující se tím, že dále obsahuje uložení alespoň jednoho adhezivního pásku (9) vně roztržitelného pásku navinutého kolem kabelu (1).

• · v · ·· 9 9 99 * ····♦··· ··· 9 9 9999

9 99 9 9 · 999999 • · · 9 9 9 ·* 999 9999 9 9 99
29. Metoda pro vytváření elektrického vinutí pomocí vykřízeného vedení, zmíněný kabel (1) obsahuje jádro (2), které je vytvořeno z několika elektrických vodičů zploštělého průřezu (3), které jsou uloženy v alespoň dvou sobě přilehlých svazcích (4a, 4b) a jsou vzájemně vykřížené ze zmíněných svazků (4a, 4b), sekvenčně v délce kabelu, alespoň jeden roztržitelný pásek (7) spirálovitě navinutý kolem zmíněného jádra (2), zmíněná metoda se vyznačuje tím, že během navíjení kabelu (1) na příslušné jádro (23) se provádí odstraňování pásku (7) tak, že se bočně vytáhne alespoň jedna trhací niť (8) z jádra, zmíněná trhací niť se nachází podél kabelu, mezi zmíněným roztržitelným páskem (?) a jádrem (2).
30. Metoda podle bodu 29 vyznačující se tím, že trhací niť (8) je tažena podél segmentu kabelu, který se nachází mezi jádrem vinutí (23) a brzdícími prostředky (24), které kabel napínají dle požadavků.