DE1003301B

DE1003301B - Verfahren zur Herstellung von Hochspannungsisolation, insbesondere fuer die Wicklungvon elektrischen Maschinen

Info

Publication number: DE1003301B
Application number: DEA22800A
Authority: DE
Inventors: Dr-Chem Kurt Michel; Otto Wohlfahrt
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1955-05-16
Filing date: 1955-06-03
Publication date: 1957-02-28

Description

Verfahren zur Herstellung von Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklung von elektrischen Maschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklungen von elektrischen Maschinen, und eine nach diesem Verfahren hergestellte Hochspannungsisolation.
Für die elektrische Isolierung von Spulen und Wicklungen wird häufig das sogenannte Umpreßverfahren angewendet, bei welchem Micafolium, d. h. ein blattförmiges Isoliermaterial, bestehend aus einem Papierträger und aufgelegten Glimmerblättchen mit Schellack; Asphalt oder einem härtbaren Kunstharz als Bindemittel, auf dem zu isolierenden Leiter aufgewickelt und durch Pressen in der Wärme verklebt wird. Die Herstellung einer einwandfreien Isolation nach diesem Verfahren wird mit zunehmender Länge der Spulen immer schwieriger. Ein anderes gebräuchliches Verfahren besteht darin, daß Micabänder, die aus einem Faserstoffträger und aufgeklebten Glimmerblättchen bestehen, auf dem Leiter aufgewickelt werden. Der mit einigen Lagen Micaband umwickelte Leiter wird mit heißem Asphalt oder einem anderen Bindemittel imprägniert. Durch wiederholtes Bewickeln mit Micaband und anschließendes Imprägnieren wird die Isolation stufenweise bis zur gewünschten Dicke aufgebaut. Dieses letztere Verfahren ist gegenüber dem Umpreßverfahren komplizierter und teurer infolge des stufenweisen Aufbaues der Isolation, welcher bedingt ist durch die Undurchlässigkeit des Micabandes für das Imprägniermittel.
Durch die fortschreitende Entwicklung werden an die Isolation von hochspannungsführenden Leitern, insbesondere an die Wicklungen von Hochspannungsgeneratoren, immer größere Anforderungen gestellt, und zwar nicht nur in dielektrischer Hinsicht, sondern auch vielfach wegen erhöhter thermischer und mechanischer Beanspruchungen sowie auch durch zunehmende Erschwerung der Fabrikation durch größer werdende Länge der Maschinen. Im Bestreben, die Qualität der Isolation entsprechend zu verbessern, sind in neuerer Zeit auch Hochspannungsisolationen zur Anwendung gekommen, bei welchen der aus Micabändern erhaltene Isolierwickel mit durch Polymerisation härtbaren Kunstharzen im Vakuum imprägniert wird. Die auf diese Weise hergestellten Isolationen besitzen den Vorteil, daß auch bei höheren Temperaturen das Bindemittel eine hohe mechanische Güte aufweist, während bei der Verwendung von thermoplastischen Binde- bzw. Imprägniermitteln, wie beispielsweise Asphalt oder Schellack, diese bei Temperaturen über etwa 100° C weich werden bzw. aus den Spulen ausschwitzen können.
Obwohl Hochspannungsisolationen der letztgenannten Art mit thermostarren Kunstharzbindemitteln im Band und einer Kunstharzimprägnierung des Wickels in mechanischer und thermischer Hinsicht vorteilhaft sind, hat es sich gezeigt, daß bei der Herstellung derselben das Bindemittel die vollständige Durchtränkung der Isolation mit dem Imprägniermittel wesentlich erschwert und infolgedessen die Gefahr von Lufteinschlüssen besteht. Um daher auch eine in dielektrischer Hinsicht befriedigende Isolation herstellen zu können, sind weitere Maßnahmen erforderlich, um diese nachteilige Wirkung des Bindemittels zu beseitigen. Eine bekannte Methode besteht darin, daß ein leicht entfernbares Bindemittel verwendet wird, welches z. B. zum Verdampfen gebracht oder thermisch zersetzt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Bindemittel zu verwenden, das sich im Imprägniermittel löst und dadurch dessen Eindringen begünstigt.
Alle diese Verfahren zur Entfernung des Bindemittels sind aber umständlich, verteuern das Produkt und sind zum Teil für die Imprägnierung hinderlich. Ferner ist die Auswahl unter dem Trägermaterial und dem Bindemittel nur noch eine sehr beschränkte. Nachteilig ist noch die Tatsache, daß bei der Verwendung von leichtflüchtigen Bindemitteln das Isoliermaterial in geschlossenen Behältern aufbewahrt werden muß.
Gegenstand der Erfindung ist nunmehr ein Verfahren zur Herstellung einer aus Glimmer und einem blattförmigen Träger sowie einem Imprägniermittel bestehenden Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklungen von elektrischen Maschinen, wobei der Aufbau der gewickelten Isolation ein einwandfreies Durchdringen des Imprägniermittels gewährleistet. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet außerdem die Nachteile der erwähnten Verfahren und erlaubt gleichzeitig auf äußerst einfache Weise eine hochwertige Isolation herzustellen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein Isoliermaterial, bestehend aus punktweise auf einem blattförmigen, für Imprägniermittel durchlässigen Träger befestigtem Glimmer, auf dem zu isolierenden Element aufgewickelt und anschließend mit einem lösungsmittelfreien Imprägniermittel im Vakuum so imprägniert wird, daß die fertige Isolation keine Hohlräume mehr aufweist. Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Hochspannungsisolation weist keine die Imprägnierung hemmende Bindemittelschicht auf, und gleichzeitig wird die zum Umpressen und Umwickeln notwendige Geschmeidigkeit und Flexibilität des Trägers nicht beeinträchtigt.
Bei der Herstellung von geschichtetem ölfestem Isolationsmaterial ist es bekannt, die Isolationsstoffbahnen zusammenzukleben, wobei das Klebmittel in Form von gleichmäßig verteilten Flecken auf die Isolierstoffbahnen aufgetragen wird. Um jedoch dem Isoliermaterial die erforderliche mechanische Festigkeit zu geben, muß eine genügende Anzahl großer Klebmittelflecken vorgesehen werden, die aber so angeordnet sein müssen, daß das Eindringen des Imprägniermittels bzw. Öles nicht durch den verhältnismäßig großen Bindemittelauftrag verhindert wird. Bei dieser Art Isoliermaterial wirkt das Imprägniermittel nicht als Bindemittel, wie dies bei der Hochspannungsisolation gemäß der Erfindung der Fall ist, wo die punktweise Befestigung des Glimmers auf dem Träger lediglich zur Fixierung des Glimmers beim Aufwickeln des Isoliermaterials dient, während die mechanische Festigkeit erst durch die nachträgliche Imprägnierung erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung ist zum Beispiel das folgende Verfahren. Auf dem zu isolierenden Leiter, beispielsweise einer Spule oder einem Wicklungsstab, wird ein Isolierband, bestehend aus auf Papier aufgenähtem Glimmer, aufgewickelt. Der auf diese Weise hergestellte Wickel wird dann mittels eines lösungsmittelfreien Imprägniermittels, z. B. eines durch Polymerisation härtbaren Kunstharzes, im Vakuum imprägniert. Dadurch, daß der Glimmer lediglich durch einige Nähte mit dem Papierband verbunden ist, kann das Imprägniermittel durch sämtliche Glimmerlagen und Trägerschichten hindurchdringen, so daß alle Hohlräume mit Imprägniermittel ausgefüllt werden. An Stelle von Papier können selbstverständlich auch andere Stoffe, wie beispielsweise Glasgewebe, Kunstfasern, Kunststoffolien usw., als Trägermaterial verwendet werden. Als durch Polymerisation härtbare Kunstharze für die Imprägnierung werden vorzugsweise solche bekannte Harze, wie Polyesterharze, Äthoxylinharze u. dgl., verwendet. Es ist aber auch möglich, solche Imprägniermittel, wie Wachse und Asphalte, die bei Wärmeeinwirkung flüssig werden und bei Abkühlung zu einem festen Körper erstarren, zu verwenden, vorausgesetzt, daß die fertige Isolation nicht zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden muß.
Die Befestigung des Glimmers auf dem Trägermaterial kann auch durch punktweises Aufkleben anstatt durch Aufnähen erfolgen.
Das für die Herstellung einer Hochspannungsisolation gemäß dem neuen Verfahren verwendete Isoliermaterial wird als Band oder Bahn ausgebildet. Das Isoliermaterial kann ohne besondere Maßnahmen unbeschränkt gelagert werden, so daß die Vorratshaltung denkbar einfach ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer aus Glimmer und Trägermaterial sowie einem Imprägniermittel bestehenden Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklung von elektrischen Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus punktweise auf einem blattförmigen, für Imprägniermittel durchlässigen Träger befestigtem Glimmer bestehendes Isoliermaterial auf dem zu isolierenden Element aufgewickelt und anschließend mit einem lösungsmittelfreien Imprägniermittel im Vakuum so imprägniert wird, daß die fertige Isolation keine Hohlräume mehr aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glimmer auf dem Trägermaterial aufgenäht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glimmer punktweise durch Kleben auf dem Trägermaterial befestigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn= zeichnet, daß als Imprägniermittel ein Material verwendet wird, das durch Wärmeeinwirkung verflüssigt wird und bei Abkühlung zu einem festen Körper erstarrt.
5. Hochspannungsisolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Material als Band ausgebildet ist.
6. Hochspannungsisolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Material als Bahn ausgebildet ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel flüssige, durch Polymerisation härtbare Kunstharze verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 906 947; schweizerische Patentschriften Nr. 304152, 305 535; USA.-Patentschrift Nr. 2 479 417.