DE102012205563A1

DE102012205563A1 - Insulation system with end corona protection and method for producing the end corona protection

Info

Publication number: DE102012205563A1
Application number: DE201210205563
Authority: DE
Inventors: Steffen Lang; Friedhelm Pohlmann; Christian Staubach
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-10
Also published as: WO2013149815A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Isoliersystem mit Endenglimmschutz und ein Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes das die Ausbildung von Potentialunterschieden unterdrückt. Durch eine Materialzusammensetzung des halbleitenden Materials, die Versprühen ermöglicht, wird das Material beispielsweise automatisiert durch Roboter, versprüht.The invention relates to an insulation system with Endenglimmschutz and a method for producing a Endenglimmschutzes which suppresses the formation of potential differences. By means of a material composition of the semiconducting material which enables spraying, the material is sprayed, for example, automatically by robots.

Description

Die Erfindung betrifft ein Isoliersystem mit Endenglimmschutz und ein Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes das die Ausbildung von Potentialunterschieden unterdrückt. The invention relates to an insulation system with Endenglimmschutz and a method for producing a Endenglimmschutzes which suppresses the formation of potential differences.

Für eine Hochspannungsmaschine, wie beispielsweise einen Turbogenerator in einem Kraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie, sind ein hoher Wirkungsgrad und eine hohe Verfügbarkeit gefordert. Daraus resultiert in der Regel eine hohe mechanische, thermische und elektrische Beanspruchung der Bauteile des Turbogenerators. Der Turbogenerator weist insbesondere eine Ständerwicklung auf, an die eine besonders hohe Anforderung bezüglich Festigkeit und Zuverlässigkeit gestellt ist. Insbesondere ist das Isoliersystem der Ständerwicklung an der Grenzfläche zwischen der Hauptisolierung und dem Blechpaket der Ständerwicklung durch eine hohe thermische, thermomechanische, dynamische und elektromechanische Betriebsbeanspruchung stark belastet, wodurch das Risiko einer Beschädigung des Isoliersystems der Ständerwicklung durch Teilentladung hoch ist. For a high-voltage machine, such as a turbo-generator in a power plant for generating electrical energy, high efficiency and high availability are required. This usually results in a high mechanical, thermal and electrical stress on the components of the turbogenerator. The turbogenerator has, in particular, a stator winding to which a particularly high requirement with regard to strength and reliability is set. In particular, the insulation system of the stator winding at the interface between the main insulation and the laminated core of the stator winding by a high thermal, thermo-mechanical, dynamic and electromechanical operating stress is heavily loaded, whereby the risk of damage to the insulation system of the stator winding by partial discharge is high.

Die Ständerwicklung weist einen mit der Hauptisolierung elektrisch isolierten Leiter auf, der in einer Nut gelagert ist, die in dem Blechpaket vorgesehenen ist. Beim Betrieb des Turbogenerators ist der Ständer einer thermischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt, wodurch hervorgerufen durch unterschiedliche Wärmeausdehnungsgeschwindigkeiten von dem Leiter und der Hauptisolierung mechanische Spannungen in der Hauptisolierung erzeugt werden können. Dadurch bedingt kann ein örtlich begrenztes Ablösen der Hauptisolierung von dem Leiter auftreten, wodurch Hohlräume zwischen der Hauptisolierung und dem Leiter entstehen, in denen Teilentladungen zünden können. Die Teilentladungen können zu einer Beschädigung der Hauptisolierung führen, wodurch der Turbogenerator nicht betreibbar wäre. An den Nutaustritten steht herkömmlich der Leiter mit seiner Hauptisolierung vor, wo die Grenzfläche zwischen dem Leiter und der Hauptisolierung angeordnet ist. Bei entsprechend hoher elektrischer Spannung in dem Leiter, insbesondere beim An- und Abfahren des Turbogenerators, kann eine Gleitentladung an der Grenzfläche zünden. Dies führt zu einer hohen elektrischen Grenzflächenbeanspruchung, wodurch die elektrische Dauerfestigkeit der Ständerwicklung herabgesetzt ist. Abhilfe schafft das Vorsehen einer Innenpotentialsteuerung (IPS), die an der Grenzfläche zwischen dem Leiter und der Hauptisolierung vorgesehen ist. Die Innenpotentialsteuerung ist elektrisch schwach leitend und stellt dadurch sicher, dass bei den thermomechanisch bedingten Hohlräumen zwischen der Hauptisolierung und dem Leiter keine elektrischen Teilentladungen entstehen können. The stator winding has a conductor electrically insulated with the main insulation, which is mounted in a groove provided in the laminated core. During operation of the turbogenerator, the stator is subjected to thermal cycling which, due to differential thermal expansion rates of the conductor and main insulation, can create stresses in the main insulation. As a result, a localized detachment of the main insulation of the conductor may occur, whereby cavities between the main insulation and the conductor arise in which partial discharges can ignite. The partial discharges can lead to damage to the main insulation, whereby the turbogenerator would not be operable. At the Nutaustritten conventionally before the head with its main insulation, where the interface between the conductor and the main insulation is arranged. With a correspondingly high electrical voltage in the conductor, in particular when starting up and shutting down the turbogenerator, a sliding discharge can ignite at the interface. This leads to a high electrical interface stress, whereby the electrical fatigue strength of the stator winding is reduced. The remedy is to provide an internal potential control (IPS), which is provided at the interface between the conductor and the main insulation. The internal potential control is electrically weakly conductive and thereby ensures that in the thermo-mechanically caused cavities between the main insulation and the conductor no electrical partial discharges can occur.

Ferner ist zwischen der Hauptisolierung und dem Blechpaket eine weitere Grenzfläche ausgebildet, die ebenfalls einer hohen elektrischen Grenzflächenbeanspruchung ausgesetzt ist. Deshalb ist auf der Hauptisolierung ein schwach leitfähiger und geerdeter Außenglimmschutz (AGS) angebracht. Herkömmlich hat der Außenglimmschutz entlang der Hauptisolierung eine kurze Längserstreckung, so dass im Bereich der Hauptisolierung, in dem der Außenglimmschutz sich nicht mehr erstreckt, mit der Umgebungsluft eine weitere Grenzfläche ausgebildet ist. Um die elektrische Grenzflächenbeanspruchung an dieser Grenzfläche herabzusetzen ist hier ein Endenglimmschutz (EGS) vorgesehen. Der Endenglimmschutz ist mit einem Material ausgebildet, das bei zunehmender Spannung, d.h. elektrischer Feldstärke, einen abnehmenden elektrischen Widerstand hat. Dadurch ist der Potentialabbau an der Grenzfläche vergleichmäßigt, wodurch der Endenglimmschutz als eine Potentialsteuerung funktioniert. Furthermore, a further interface is formed between the main insulation and the laminated core, which is also exposed to a high electrical interface stress. Therefore, a low conductivity and grounded external corona (AGS) shield is attached to the main insulation. Conventionally, the outer corona shield has a short longitudinal extent along the main insulation, so that in the region of the main insulation, in which the outer corona shield no longer extends, another boundary surface is formed with the ambient air. In order to reduce the electrical interface stress at this interface an end corona protection (EGS) is provided here. The end corona shield is formed with a material which, as the voltage, i. electric field strength, has a decreasing electrical resistance. As a result, the potential degradation is equalized at the interface, whereby the Endenglimmschutz works as a potential control.

Ein Endenglimmschutz ist von einem halbleitenden Lack oder einem halbleitenden Band vorwiegend auf der Basis von Siliziumkarbid bekannt. Ziel der Potentialsteuerung ist es, den tangentialen Potentialaufbau entlang der Oberfläche der Hauptisolierung zu vergleichmäßigen und im Idealfall zu linearisieren. Dies wird dann erreicht, wenn pro Längeneinheit entlang des Wicklungsstabs immer derselbe Spannungsbetrag aufgebaut wird, indem der Lack oder das Band als ein in Längsrichtung des Wicklungsstabs ortabhängiger und spannungsabhängiger Widerstandsbelag hergestellt ist. Insbesondere werden für den Endenglimmschutz Materialien verwendet, deren elektrische Leitfähigkeit sich mit der elektrischen Feldstärke erhöht. Dadurch wird das Feld aus problematischen Bereichen des Wicklungsstabs mit insbesondere hoher Feldstärke verdrängt. Eine Kenngröße für die nichtlineare elektrische Leitfähigkeit des Materials ist die Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie. Die Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie hat in der Regel einen S-förmigen Verlauf, wobei versucht wird, den Betriebspunkt des Endenglimmschutzes im Bereich des Wendepunkts der S-förmigen Kurve zu legen. Im Bereich des Wendepunkts ist der Verlauf der Kennlinie im Wesentlichen linear und durch ihre Steigung charakterisiert, wenn die Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie doppelt logarithmisch aufgetragen ist. An end corona protection is known from a semiconducting lacquer or a semiconducting tape mainly based on silicon carbide. The aim of the potential control is to even out the tangential potential buildup along the surface of the main insulation and ideally to linearize it. This is achieved when the same amount of stress is always built up per unit length along the winding bar by making the lacquer or the strip as a location-dependent and voltage-dependent resistance lining in the longitudinal direction of the winding bar. In particular, materials are used for the Endenglimmschutz whose electrical conductivity increases with the electric field strength. As a result, the field is displaced from problematic areas of the winding bar, in particular with high field strength. A parameter for the non-linear electrical conductivity of the material is the current density-field strength characteristic. The current density-field strength characteristic usually has an S-shaped profile, wherein it is attempted to set the operating point of the Endglimmschutzes in the region of the inflection point of the S-shaped curve. In the region of the inflection point, the course of the characteristic curve is essentially linear and characterized by its slope when the current density-field strength characteristic is plotted twice logarithmically.

Herkömmlich ist der Endenglimmschutz von einem auf die Hauptisolierung aufgebrachten Band oder Lack gebildet, wobei das Band oder der Lack von einer Polymermatrix gebildet ist, in die Partikel aus Siliziumkarbid oder anderen halbleitenden Füllstoffe eingebettet sind. Conventionally, the end corona shielding is formed by a tape or varnish applied to the main insulation, the tape or varnish being formed by a polymer matrix in which particles of silicon carbide or other semiconductive fillers are embedded.

Die resitiven Endenglimmschutzsysteme werden durch das Aufbringen einer oder mehrerer halbleitender Schichten unterschiedlicher Länge hergestellt, wobei diese als Band appliziert werden oder als Lack mit einem Pinsel aufgestrichen werden. Bei allen heute bekannten Applikations-Verfahren wird der Endenglimmschutz händisch appliziert. Im Falle der Bandapplikation bewirkt eine leichte Unregelmäßigkeit in der Überlappung der einzelnen Bandlagen oder eine leichte Unregelmäßigkeit im Bandzug eine große Schwankung im lokalen Widerstandsbelag. Zudem entstehen an den Überlappungsübergängen lokale Feldüberhöhungen an denen es bevorzugt zu Teilentladungen kommt. Insbesondere bei der manuellen Applikationsmethode resultieren durch Pinselführung, Streichrichtung, Druck während des Streichvorgangs und die Anzahl der Streichwiederholungen starke Schwankungen im EGS-Widerstandsbelag. All diese Applikationsparameter sind hierbei von Mensch zu Mensch sehr unterschiedlich stark ausgeprägt. The resitive end corona shielding systems are formed by applying one or more semiconducting layers of different lengths made, which are applied as a tape or painted as a paint with a brush. In all application methods known today, the final corona protection is applied by hand. In the case of tape application causes a slight irregularity in the overlap of the individual tape layers or a slight irregularity in the strip tension a large variation in the local resistance surface. In addition, local field peaks occur at the overlap transitions where partial discharges are preferred. In the case of the manual application method in particular, brushing, brushing, printing during the coating process and the number of string repetitions result in large fluctuations in the EGS resistance coating. All of these application parameters are very differently pronounced from person to person.

Als Konsequenz werden aktuelle Endenglimmschutzsysteme mit einem großen Sicherheitsspielraum konstruiert, wodurch die Optimierung des Systems gering bleibt. As a consequence, current end corona shielding systems are designed with a large margin of safety, thus minimizing the optimization of the system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Isoliersystem mit Endenglimmschutz zu schaffen, bei dem die halbleitfähigen Schichten des Endenglimmschutzes hinsichtlich der Potentialunterschiede optimiert sind. The object of the present invention is therefore to provide an insulation system with end corona protection, in which the semiconductive layers of the end corona protection are optimized with respect to the potential differences.

Lösung der Aufgabe und Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Isoliersystem an einem Generatorwicklungsstab mit Endenglimmschutz, wobei der Endenglimmschutz aus einem versprühbaren Material ist und eine gleichmäßige und homogene Oberfläche hat. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von teilleitfähigem Material als Endenglimmschutz, wobei das Material aufgesprüht wird. The object and object of the present invention is therefore an insulation system on a generator winding rod with end corona protection, the end corona shield being made of a sprayable material and having a uniform and homogeneous surface. In addition, the subject of the invention is a method for applying teilleitfähigem material as Endenglimmschutz, wherein the material is sprayed on.

Allgemeine Erkenntnis der Erfindung ist, dass durch die neuen Füllstoffe nicht nur der Widerstand der halbleitenden Materialien einstellbar ist, sondern insbesondere durch die Beschichtung der Partikel mit Metalloxid verschiedener Dotierungen die Abrasivität des Materials gering ist, so dass es versprühbar ist. Als versprühbar wird dabei ein Material bezeichnet, das wenig abrasiv und niedrigviskos, eventuell mit Lösungsmittel versetzt ist. Statt des bisher eingesetzten harten und abrasiven Siliziumkarbids werden gemäß der Erfindung beispielsweise Metalloxide eingesetzt, die weicher (auf der Moos’schen Härteskale weiter unten) und weniger abrasiv sind. General knowledge of the invention is that not only the resistance of the semiconducting materials is adjustable by the new fillers, but in particular by the coating of the particles with metal oxide of different dopants, the abrasiveness of the material is low, so that it can be sprayed. As spraying a material is called, which is less abrasive and low viscosity, possibly mixed with solvent. Instead of the previously used hard and abrasive silicon carbide according to the invention, for example, metal oxides are used, which are softer (on the Moos hardness scales below) and less abrasive.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das halbleitende Material mittels Roboter gleichmäßig auf die Hauptisolation von Generatorwicklungsstäben appliziert. Dadurch entstehen gleichmäßig dicke und homogene Oberflächen, in denen ein linearer Auf- und Abbau des Potentials optimal ermöglicht wird. According to one embodiment of the invention, the semiconducting material is uniformly applied by robot to the main insulation of generator winding bars. This results in uniformly thick and homogeneous surfaces in which a linear assembly and disassembly of the potential is optimally possible.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das halbleitfähige Material als Aerosol appliziert. According to a preferred embodiment of the invention, the semiconductive material is applied as an aerosol.

Die Applikation des Materials als Band, wie nach dem Stand der Technik bekannt, besitzt auf Grund von Wicklungsüberlappungen Potentialunterschiede, die bei Prüfspannungen zu Teilentladungen führen können. Durch ein Aufsprühen des Materials werden diese Nachteile behoben, da durch Aufsprühen eine glatte EGS-Oberfläche entsteht, die keine Potentialunterschiede durch Überlappung zeigt. The application of the material as a band, as known from the prior art, has potential differences due to winding overlaps, which can lead to partial discharges at test voltages. By spraying the material, these disadvantages are eliminated, since spraying results in a smooth EGS surface which shows no potential differences due to overlapping.

Bei der Herstellung des halbleitenden versprühbaren Materials wird bevorzugt wie folgt vorgegangen: Dotieren eines Metalloxids mit mindestens einem Dotierungselement; Bereitstellen einer Mehrzahl von plättchenförmigen Partikeln; Beschichten der Partikel mit dem dotierten Metalloxid; Einbringen der beschichteten Partikel in eine Trägermatrix, so dass von der Trägermatrix mit den Partikeln das Endenglimmschutzmaterial gebildet wird, wobei das Metalloxid und das Dotierungselement derart gewählt werden, dass die Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie des Endenglimmschutzmaterials im Designpunkt die Steigung hat. In the preparation of the semiconductive sprayable material, the procedure is preferably as follows: doping of a metal oxide with at least one doping element; Providing a plurality of platelet-shaped particles; Coating the particles with the doped metal oxide; Introducing the coated particles into a carrier matrix such that the final corona shielding material is formed by the carrier matrix with the particles, the metal oxide and the doping element being selected such that the current density field strength characteristic of the final corona shielding material has the slope at the design point.

Ein erfindungsgemäßer Endenglimmschutz für eine Hochspannungsmaschine weist das Endenglimmschutzmaterial auf. Beim Entwurf des Endenglimmschutzes wird in Abhängigkeit der Eigenschaften eines Isoliersystems der Hochspannungsmaschine eine entsprechend angepasste Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie gefordert, insbesondere im Designpunkt. Eine so vorgegebene Materialwunschkennlinie kann durch das dotierte Metalloxid realisiert werden. Hierbei legen die verwendeten Materialien, nämlich das Dotierungselement und das Metalloxid, sowie deren Kristallgrößen und Herstellungsparameter gemeinsam die Steigung der doppelt logarithmisch aufgetragenen Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie im Designpunkt fest. An inventive Endglimmschutz for a high voltage machine has the Endenglimmschutzmaterial. In the design of the end corona protection, a correspondingly adapted current density-field strength characteristic is required depending on the characteristics of an insulation system of the high-voltage machine, in particular at the design point. Such a predetermined desired material characteristic can be realized by the doped metal oxide. Here, the materials used, namely the doping element and the metal oxide, and their crystal sizes and manufacturing parameters together determine the slope of the double logarithmic applied current density field strength characteristic at the design point.

Der Dotierungsgrad wird ferner bevorzugt derart gewählt, dass die Menge an dem Dotierungselement in dem Metalloxid zwischen 0 und 30 Gew-.% liegt. Durch die Menge des Dotierungselements in dem Metalloxid kann der spezifische elektrische Widerstand des Endenglimmschutzmaterials vorteilhaft eingestellt werden. The doping level is further preferably selected such that the amount of the doping element in the metal oxide is between 0 and 30% by weight. By the amount of the doping element in the metal oxide, the specific electrical resistance of the final corona protective material can be advantageously adjusted.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Partikelmassenkonzentration der Partikel in der Trägermatrix derart gewählt wird, dass das Endenglimmschutzmaterial oberhalb der Perkulationsschwelle ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Partikelmassenkonzentration der Partikel bei mehr als 25 Gew.% liegt Ab dieser bestimmten Partikelmassenkonzentration in der Trägermatrix befindet sich das Endenglimmschutzmaterial oberhalb der Perkulationsschwelle und der Oberflächenwiderstand des Endenglimmschutzmaterials ändert sich kaum mit steigender Partikelmassenkonzentration. Dadurch unterliegt das Endenglimmschutzmaterial kaum Schwankungen im Oberflächenwiderstand, der dadurch gut reproduzierbar ist. Furthermore, it is preferred that the particle mass concentration of the particles in the carrier matrix is selected such that the final corona protective material is above the percolation threshold. In this case, it is preferable for the particle mass concentration of the particles to be more than 25% by weight In this particular particulate mass concentration in the carrier matrix, the final corona shielding material is above the percolation threshold and the surface resistance of the final corona shielding material hardly changes with increasing particulate mass concentration. As a result, the Endglimmschutzmaterial is hardly subject to fluctuations in the surface resistance, which is thus well reproducible.

Die bevorzugt plättchenförmigen Partikel haben beispielsweise einen Durchmesser von 2 bis 15 µm, insbesondere im Bereich von 3 bis 10µm und besonders bevorzugt von 4 bis 7 µm. Die Dicke der Plättchen liegt im Nanometerbereich, also beispielsweise im Bereich von 100 bis 900 nm, insbesondere von 150 bis 700 nm und insbesondere bevorzugt im Bereich von 300nm. The preferred platelet-shaped particles have for example a diameter of 2 to 15 .mu.m, in particular in the range of 3 to 10 .mu.m and particularly preferably from 4 to 7 .mu.m. The thickness of the platelets is in the nanometer range, that is to say for example in the range from 100 to 900 nm, in particular from 150 to 700 nm and particularly preferably in the range of 300 nm.

Es können auch mehrere Fraktionen von Partikel mit verschiedenen Dimensionen vorliegen. There may also be multiple fractions of particles of different dimensions.

Bevorzugt haben die plättchenförmigen Partikel einen kristallinen Anteil. The platelet-shaped particles preferably have a crystalline fraction.

Durch die Dotierung, der Kristallinität der Partikel und die Dimensionen der Partikel lässt sich der Widerstand des Materials einstellen. Die Kristallinität der Partikel lässt sich zwischen grobkristallin und feinkristallin unterscheiden. Diese Unterscheidung richtet sich nach der Größe des Kristalls. Dabei gilt folgender Zusammenhang: Je feinkristalliner die Partikel desto mehr Korngrenzen pro Längeneinheit ergeben sich und desto höher ist der Widerstand. By doping, the crystallinity of the particles and the dimensions of the particles, the resistance of the material can be adjusted. The crystallinity of the particles can be differentiated between coarse-crystalline and fine-crystalline. This distinction depends on the size of the crystal. The following relationship applies: The more finely crystalline the particles, the more grain boundaries per unit length result and the higher the resistance.

Die Partikel sind bevorzugt aus Glimmer und/oder einem undotiertem Metalloxid, insbesondere Aluminiumoxid. Durch die bevorzugt planare Struktur der Partikel wird eine verbesserte Kontaktierung der teilleitfähigen Partikel untereinander erreicht. Bevorzugtermaßen wird das die Partikel beschichtende Metalloxid aus der Gruppe gewählt: Metalloxid in binärer und tertiärer Mischphase, insbesondere Zinnoxid, Zinkoxid, Zinkstannat, Titanoxid, Bleioxid. Das Dotierungselement wird bevorzugt aus der Gruppe gewählt: Antimon, Indium, Cadmium. The particles are preferably made of mica and / or an undoped metal oxide, in particular aluminum oxide. Due to the preferably planar structure of the particles, an improved contacting of the partially conductive particles with one another is achieved. Preferably, the particle-coating metal oxide is selected from the group: metal oxide in binary and tertiary mixed phase, in particular tin oxide, zinc oxide, zinc stannate, titanium oxide, lead oxide. The doping element is preferably selected from the group: antimony, indium, cadmium.

Außerdem wird beim Einbringen der beschichteten Partikel in die Trägermatrix diese bevorzugt mit einem Lösungsmittel versetzt, wodurch beim Verdunsten des Lösungsmittels in der Trägermatrix Konvektionsströme sich ausbilden, mit denen die Partikel in der Trägermatrix ausgerichtet werden. Dies führt vorteilhaft zu einer optimalen Kontaktierung der Partikel untereinander. Des Weiteren ist durch die planare Geometrie der Partikel ein unerwünschtes Sedimentieren der Partikel in der Trägermatrix erzielt. In addition, when the coated particles are introduced into the carrier matrix, they are preferably mixed with a solvent, as a result of which evaporation of the solvent in the carrier matrix results in the formation of convection currents with which the particles are aligned in the carrier matrix. This leads advantageously to an optimal contacting of the particles with each other. Furthermore, the planar geometry of the particles results in undesirable sedimentation of the particles in the carrier matrix.

Als Trägermatrix wird bevorzugt eine elektrisch isolierende temperaturstabile Matrix gewählt. Beispielsweise können Duroplaste und/oder Thermoplasten eingesetzt werden. Beispielsweise kommen Polysiloxane, Polysilazane, Phenolharze, Epoxidharze und ähnliches. The carrier matrix used is preferably an electrically insulating temperature-stable matrix. For example, thermosets and / or thermoplastics can be used. For example, there are polysiloxanes, polysilazanes, phenolic resins, epoxy resins and the like.

Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise DMF, 2-Butanon, Aceton und 1-Butanol. Suitable solvents are, for example, DMF, 2-butanone, acetone and 1-butanol.

Dadurch ist es vorteilhaft erreicht, dass das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Endenglimmschutzmaterial eine gezielt eingestellte Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie mit einer gezielt eingestellten Steigung im Designpunkt hat, wenn die Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie doppelt logarithmisch aufgetragen ist. Dadurch können vorteilhaft betriebsbedingte Vorgaben bei dem Entwurf des Endenglimmschutzes mit dem Endenglimmschutzmaterial realisiert werden. Ferner ist mit dem erfindungsgemäßen Endenglimmschutz vorteilhaft eine Reduktion der Steuerung des elektrischen Widerstands, von Querempfindlichkeiten (Temperatur, Herstellungs- und Verarbeitungsprozess, thermomechanische Einflussgrößen) erreicht. Außerdem weist der erfindungsgemäße Endenglimmschutz vorteilhaft eine hohe Dauertemperaturbeständigkeit auf. Durch die gezielt einstellbare Stromdichte-Feldstärke-Kennlinie ist es möglich, dass der Endenglimmschutz für die Hochspannungsmaschine mit möglichst kurzer Baulänge versehen ist, obwohl der Endenglimmschutz eine vorteilhafte Potentialsteuerung bewirkt. Dadurch kann der erfindungsgemäße Endenglimmschutz vorteilhaft in Längsrichtung eines Wicklungsstabs der Hochspannungsmaschine kurz ausgeführt sein. As a result, it is advantageously achieved that the end corona protective material produced by the method according to the invention has a specifically set current density-field strength characteristic with a specifically set gradient in the design point when the current density-field strength characteristic is plotted twice logarithmically. As a result, advantageously operational requirements can be realized in the design of the end corona protection with the final corona protective material. Furthermore, a reduction in the control of the electrical resistance, of cross-sensitivities (temperature, production and processing process, thermo-mechanical influencing variables) is advantageously achieved with the end corona protection according to the invention. In addition, the end corona protection according to the invention advantageously has a high long-term temperature resistance. Due to the specifically adjustable current density field strength characteristic, it is possible that the Endenglimmschutz is provided for the high-voltage machine with the shortest possible length, although the Endenglimmschutz causes an advantageous potential control. As a result, the end corona shield according to the invention can advantageously be made short in the longitudinal direction of a winding bar of the high-voltage machine.

Es ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen durch eine Sprühapplikation, bevorzugt durch eine automatisierte Sprühapplikation:
Insbesondere kann ein reproduzierbarer EGS-Widerstandsbelag geschaffen werden. Dabei ist es möglich einen homogenen EGS-Widerstandsbelag herzustellen, der zur Reduzierung von Hot-Spots (Erhöhung der thermischen Lebensdauer) führt und auch die Reduzierung von Teilentladungen (Erhöhung der elektrischen Lebensdauer) zur Folge hat. There are a whole series of advantages resulting from a spray application, preferably by an automated spray application:
In particular, a reproducible EGS resistor pad can be created. It is possible to produce a homogeneous EGS resistance coating, which leads to the reduction of hot spots (increase of the thermal life) and also the reduction of partial discharges (increase of the electrical life).

Insbesondere ist es möglich, die lokale Schichtdicke reproduzierbar einstellbar durch zeilenartiges Aufsprühen zu realisieren. Dabei ergibt sich insbesondere eine Verbesserung der thermischen und elektrischen Eigenschaften. In particular, it is possible to realize the local layer thickness reproducibly adjustable by line-like spraying. In particular, this results in an improvement of the thermal and electrical properties.

Der Dotierungsgrad wird ferner bevorzugt derart gewählt, dass die Menge an dem Dotierungselement in dem Metalloxid zwischen 0 und 30 Gew-.% liegt. Durch die Menge des Dotierungselements in dem Metalloxid kann der spezifische elektrische Widerstand des Endenglimmschutzmaterials vorteilhaft eingestellt werden. Das dadurch entstandene teilleitfähige Endenglimmschutzmaterial dient als Beschichtung für die Partikel, die wiederum als ein Füllstoff in der Trägermatrix eingesetzt werden. Der Dotierungsgrad im Metalloxid kann nach einer weiteren Ausführungsform in Mol% bis zu 5 Mol%, bevorzugt bis zu 3 Mol% und insbesondere bevorzugt zwischen 0,1 und 4 Mol% liegen. The doping level is further preferably selected such that the amount of the doping element in the metal oxide is between 0 and 30% by weight. By the amount of the doping element in the metal oxide, the specific electrical resistance of the final corona protective material can be advantageously adjusted. The resulting partially conductive end corona protective material serves as a coating for the particles, which in turn are used as a filler in the carrier matrix. The doping level in the metal oxide according to a further embodiment may be in mol% up to 5 mol%, preferably up to 3 mol% and especially preferably between 0.1 and 4 mol%.

Die Erfindung betrifft ein Isoliersystem mit Endenglimmschutz und ein Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzes das die Ausbildung von Potentialunterschieden unterdrückt. Durch eine Materialzusammensetzung des halbleitenden Materials, die Versprühen ermöglicht, wird das Material beispielsweise automatisiert durch Roboter, versprüht. The invention relates to an insulation system with Endenglimmschutz and a method for producing a Endenglimmschutzes which suppresses the formation of potential differences. By means of a material composition of the semiconducting material which enables spraying, the material is sprayed, for example, automatically by robots.

Claims

Insulating system on a generator winding rod with end corona protection, wherein the end corona shielding of a sprayable material which is semiconductive and forms a uniform and homogeneous surface.

Insulation system according to claim 1, characterized in that the sprayable semiconductive material has a polymerizable component as a carrier matrix and a filler.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier matrix thermosets and / or thermoplastics, in particular polysiloxanes, polysilazanes, phenolic resins, epoxy resins.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductive material comprises solvents, in particular dimethylformamide, 2-butanone, acetone and / or 1-butanol.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconducting material is present as an aerosol during spraying.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconducting material comprises as filler at least one fraction of particles, in particular platelet-shaped particles.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that particles are present in the filler in crystalline form.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that particles are present coated.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the coating of the particles has a doping.

Insulating system according to one of the preceding claims, characterized in that the doping is in the range of less than 5 mol%, in particular in the range of less than 3 mol%.

Method of applying semi-conductive material as end corona protection, wherein the material is sprayed on.

The method of claim 11, which is automated.