DE102021209276A1 - Corona protection system, electrical machine and use of the corona protection system in an electrical machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Glimmschutzsystem für eine elektrische rotierende Maschine, beispielsweise einem elektrischen Motor, insbesondere einem mit Umrichter betriebenen elektrischen Motor. Das Glimmschutzsystem ist aber auch für andere elektrische Betriebsmittel mit einer höheren Bemessungsspannung wie Generatoren, Trafos, Durchführungen und/oder Kabel geeignet. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Glimmschutzsystems als Teil der Hauptisolierung einer elektrischen Maschine. Durch die vorliegende Erfindung wird erstmals ein Glimmschutzsystem oder ein Teil eines Glimmschutzsystems offenbart, das eine Kombination aus Füllstofffraktionen hinsichtlich der Form, sphärisch und planar und eine Kombination aus Füllstofffraktionen hinsichtlich des Materials ihrer Partikel aus metalloxidischen einerseits und Kohlenstoff-basierten Füllstoffpartikel andererseits umfasst. So lassen sich insbesondere auch Glimmschutzsysteme für elektrische rotierende Maschinen, die mit Umrichter betrieben werden, verbessert herstellen.The invention relates to a corona protection system for a rotating electric machine, for example an electric motor, in particular an electric motor operated with a converter. However, the corona protection system is also suitable for other electrical equipment with a higher rated voltage such as generators, transformers, bushings and/or cables. The invention also relates to the use of a corona protection system as part of the main insulation of an electrical machine. The present invention discloses a corona protection system or part of a corona protection system for the first time, which comprises a combination of filler fractions with regard to the shape, spherical and planar, and a combination of filler fractions with regard to the material of their particles of metal oxide on the one hand and carbon-based filler particles on the other. Corona corona protection systems for rotating electrical machines that are operated with converters can also be produced in an improved manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Glimmschutzsystem oder Teile eines Glimmschutzsystems einer elektrischen rotierenden Maschine, beispielsweise einem elektrischen Motor, insbesondere einem mit Umrichter betriebenen elektrischen Motor. Das Glimmschutzsystem ist aber auch für andere elektrische Betriebsmittel mit einer höheren Bemessungsspannung wie Generatoren, Trafos, Durchführungen und/oder Kabel geeignet. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Glimmschutzsystems als Teil der Hauptisolierung einer elektrischen Maschine.The invention relates to a corona protection system or parts of a corona protection system for a rotating electric machine, for example an electric motor, in particular an electric motor operated with a converter. However, the corona protection system is also suitable for other electrical equipment with a higher rated voltage such as generators, transformers, bushings and/or cables. The invention also relates to the use of a corona protection system as part of the main insulation of an electrical machine.

Es werden immer leistungsstärkere Maschinen, wie beispielsweise Generatoren, entwickelt, die immer höheren Leistungsdichten genügen müssen. Ein leistungsstarker Generator, wie beispielsweise ein Turbogenerator, weist insbesondere einen Ständer (Stator) mit einem Ständerblechpaket und einer Mehrzahl an Generatornuten auf, in denen sich die Generatorwicklung befindet.More and more powerful machines, such as generators, are being developed that have to meet ever higher power densities. A powerful generator, such as a turbogenerator, has in particular a stator (stator) with a stator core and a plurality of generator slots in which the generator winding is located.

Eine Ständerwicklung einer elektrischen Maschine weist eine mit der Hauptisolierung elektrisch isolierte Spule auf, die in einer Nut gelagert ist, die in dem Blechpaket vorgesehen ist. Die Spule umfasst elektrisch leitende Teilleiter, die wiederum elektrisch durch eine so genannte Teilleiterisolation isoliert sind. Beim Betrieb der elektrischen Maschine ist der Ständer einer thermischen Wechselbeanspruchung ausgesetzt, wodurch - hervorgerufen durch unterschiedliche Wärmeausdehnungsgeschwindigkeiten - von der Hauptisolierung und dem Blechpaket mechanische Spannungen in der Hauptisolierung erzeugt werden können. Dadurch bedingt kann ein örtlich begrenztes Ablösen der Hauptisolierung von dem Blechpaket auftreten, wodurch Hohlräume zwischen der Hauptisolierung und dem Blechpaket entstehen, in denen Teilentladungen zünden können. Die Teilentladungen können zu einer Beschädigung der Hauptisolierung führen, wodurch die elektrische Maschine zerstört werden kann. An den Nutaustritten steht herkömmlich die Spule mit ihrer Hauptisolierung vor, wo die Grenzfläche zwischen der Hauptisolierung und dem umgebenden gasförmigen Dielektrikum, üblicherweise Luft, angeordnet ist. Bei entsprechend hoher elektrischer Spannung in der Spule, insbesondere beim Prüfen der elektrischen Maschine, kann eine Gleitentladung an der Grenzfläche, ausgehend vom Triple-Punkt Blechpaket, Hauptisolation und Luft, zünden. Dies führt zu einer hohen elektrischen Grenzflächenbeanspruchung, wodurch die elektrische Dauerfestigkeit der Ständerwicklung herabgesetzt ist. Abhilfe schafft das Vorsehen eines Aussenglimmschutzes (AGS), der an der Grenzfläche zwischen der Hauptisolation und dem Blechpaket vorgesehen ist und bei elektrisch rotierenden Maschinen ab einer Bemessungsspannung von etwa 4.000 V eingesetzt wird.A stator winding of an electrical machine has a coil which is electrically insulated with the main insulation and which is mounted in a slot which is provided in the laminated core. The coil includes electrically conductive sub-conductors, which in turn are electrically insulated by a so-called sub-conductor insulation. During operation of the electrical machine, the stator is exposed to alternating thermal stress, as a result of which—caused by different rates of thermal expansion—mechanical stresses can be generated in the main insulation by the main insulation and the laminated core. This can cause the main insulation to detach from the laminated core in a localized manner, resulting in cavities between the main insulation and the laminated core, in which partial discharges can ignite. The partial discharges can damage the main insulation, which can destroy the electrical machine. The coil with its main insulation conventionally protrudes at the slot exits, where the interface between the main insulation and the surrounding gaseous dielectric, usually air, is arranged. If the electrical voltage in the coil is correspondingly high, especially when testing the electrical machine, a creeping discharge can ignite at the interface, starting from the triple-point laminated core, main insulation and air. This leads to a high electrical interface stress, as a result of which the electrical fatigue strength of the stator winding is reduced. This can be remedied by providing external corona protection (AGS), which is provided at the interface between the main insulation and the laminated core and is used in electrically rotating machines with a rated voltage of around 4,000 V and above.

Der Aussenglimmschutz ist elektrisch leitend und stellt dadurch sicher, dass bei den thermomechanisch bedingten Hohlräumen zwischen der Hauptisolierung und dem Blechpaket keine elektrischen Teilentladungen entstehen können. Auf den Aussenglimmschutz folgt jeweils am Nutaustritt der Spule auf der Hauptisolation angeordnet der Endenglimmschutz (EGS), der relativ hochohmig ist und als resistiv-kapazitive Feldsteuerung fungiert. Der EGS wird ab einer Bemessungspannung von etwa 6.000 V eingesetzt. 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 Potentialabbau entlang der Oberfläche der Hauptisolierung zu vergleichmässigen und im Idealfall zu linearisieren. Dies wird dann erreicht, wenn pro Längeneinheit entlang der Wicklung immer derselbe Spannungsbetrag abfällt, indem der Lack oder das Band als ein in Längsrichtung der Wicklung ortsabhängiger und spannungsabhängiger Widerstandsbelag hergestellt ist.The external corona protection is electrically conductive and thus ensures that no electrical partial discharges can occur in the thermomechanically caused cavities between the main insulation and the laminated core. The external corona protection follows at the slot exit of the coil on the main insulation, the end corona protection (EGS), which has a relatively high resistance and acts as a resistive-capacitive field control. The EGS is used from a rated voltage of around 6,000 V. An end corona protection is known from a semi-conductive lacquer or a semi-conductive tape, mainly based on silicon carbide. The aim of potential control is to even out the tangential potential reduction along the surface of the main insulation and, ideally, to linearize it. This is achieved when the same amount of voltage always drops along the winding per length unit, in that the lacquer or the tape is produced as a location-dependent and voltage-dependent resistance coating in the longitudinal direction of the winding.

Ferner ist zwischen der Hauptisolierung und dem Leiter eine weitere Grenzfläche ausgebildet, die ebenfalls einer hohen elektrischen Grenzflächenbeanspruchung ausgesetzt ist. Deshalb ist bei großen Generatoren, meist ab einer Bemessungsspannung von etwa 15.000 V zwischen der Hauptisolierung und der Spule eine leitfähige Innenpotentialsteuerung (IPS) angebracht. Ihre Aufgabe ist, ähnlich die des AGS, bei eventuellen Delaminationen zwischen Spule und Hauptisolation dafür zu sorgen, dass das Hochspannungspotential weiterhin direkt, ohne Fehlstellen, an der Hauptisolation anliegt und somit keine Teilentladungen in den Schadstellen entstehen können.Furthermore, another interface is formed between the main insulation and the conductor, which is also exposed to a high electrical interface stress. For this reason, a conductive internal potential control (IPS) is fitted between the main insulation and the coil in large generators, mostly from a rated voltage of around 15,000 V. Its task, similar to that of the AGS, is to ensure that, in the event of any delamination between the coil and the main insulation, the high-voltage potential continues to be directly applied to the main insulation without defects, so that no partial discharges can occur in the damaged areas.

Die Hauptisolierung dieser Wicklung gegen das Blechpaket ist - wie dargestellt - ein elektrisch hoch beanspruchtes System. Im Betrieb entstehen hohe Spannungen, welche in dem Isoliervolumen zwischen dem auf Hochspannung befindlichen Leiterstab und dem auf Erdpotential liegendem Blechpaket abgebaut werden müssen. An den Kanten der Bleche im Blechpaket entstehen dabei Feldüberhöhungen, die ihrerseits Teilentladungen hervorrufen können, wenn denn der Aussenglimmschutz Beschädigungen im Lauf des Betriebes aufweist. Diese Teilentladungen führen bei Auftreffen auf das Isolationssystem lokal zu sehr starken Erhitzungen. Dabei werden die organischen Materialien des Isoliersystems inklusive die des Außenglimmschutzsystems sukzessive in niedermolekulare, volatile Produkte, beispielsweise in CO2, Wasser, aber auch radikalische niedermolekulare Bestandteile zersetzt.The main insulation of this winding against the laminated core is - as shown - an electrically highly stressed system. During operation, high voltages arise, which must be dissipated in the insulating volume between the conductor bar, which is at high voltage, and the laminated core, which is at ground potential. Field increases occur at the edges of the sheets in the laminated core, which in turn can cause partial discharges if the external corona shielding shows signs of damage during operation. These partial discharges lead to very strong local heating when they hit the insulation system. The organic materials of the insulation system, including those of the external corona protection system, are successively decomposed into low-molecular, volatile products, for example CO 2 , water, but also low-molecular radical components.

Da systembedingt vor allem die Grenzfläche zwischen AGS und Hauptisolation nicht vollständig porenfrei hergestellt werden kann, kommt es bei entsprechend hohen elektrischen Feldstärken im Isolationssystem zu einer entsprechend hohen elektrischen Teilentladungsaktivität, die den Außenglimmschutz im Betrieb ebenfalls im Laufe der Zeit komplett verbrennt und somit zu einer vorzeitigen Alterung der Isolierung und im schlimmsten Fall zu einem Erdschluss der elektrischen Maschine führt. Das entspricht einem irreparablen Komplettausfall der Maschine.Since the interface between the AGS and the main insulation in particular cannot be produced completely free of pores due to the system, it occurs with ent Correspondingly high electrical field strengths in the insulation system lead to a correspondingly high electrical partial discharge activity, which also completely burns up the external corona protection during operation over time and thus leads to premature aging of the insulation and, in the worst case, to a ground fault in the electrical machine. This corresponds to an irreparable complete failure of the machine.

Der Außenglimmschutz weist einen gewissen Quadratwiderstand auf, welcher in einem bestimmten Bereich liegt. Ist er zu gering, können die Blechpakete elektrisch kurzgeschlossen werden, was zu hohen induzierten Kreisströmen führen kann, welche sich über die Enden des Blechpakets und dem Außenglimmschutz erschließen und zu stromstarken Lichtbögen führen. Bei zu hohem Widerstand kann es wiederum zu Hochspannungsfunkenerosion kommen. Idealerweise wäre der Widerstand im Außenglimmschutzsystem einstellbar, so dass eine Anisotropie herstellbar wäre, die erhöhte Leitfähigkeit in radialer Richtung, also vom stromführenden Leiter zum Blechpaket hin, und einen erhöhten Widerstand, also geringe Leitfähigkeit, in axialer Richtung, also in Stabrichtung zeigt. In der Praxis sind Quadratwiderstände für den AGS üblich zwischen 1.000 Ohm und 100.000 Ohm.The external corona protection has a certain square resistance, which is within a certain range. If it is too low, the laminated cores can be electrically short-circuited, which can lead to high induced circulating currents, which open up via the ends of the laminated core and the external corona protection and lead to high-current arcs. If the resistance is too high, high-voltage spark erosion can occur. Ideally, the resistance in the external corona protection system would be adjustable so that anisotropy could be produced that shows increased conductivity in the radial direction, i.e. from the current-carrying conductor to the laminated core, and increased resistance, i.e. low conductivity, in the axial direction, i.e. in the direction of the rod. In practice, square resistances for the AGS are usually between 1,000 ohms and 100,000 ohms.

Zur Reduzierung der Feldstärkeüberhöhung im Bereich des Endes des Außenglimmschutzes wird eine resistiv-kapazitive Feldsteuerung eingesetzt. Der kapazitive Anteil der Steuerung wird durch die Hauptisolierung realisiert, während der resistive Anteil der Steuerung durch den Endenglimmschutz (EGS) stattfindet. Hierbei handelt es sich um teilleitfähige Oberflächenbeläge, welche einen quadratischen Widerstand von ca. 108 bis 1011 Ohm, gemessen bei 100 V/mm, aufweisen. Mit Hilfe der starken Nichtlinearität des Widerstandes der eingesetzten Materialien im Endenglimmschutzsystem wird versucht, das elektrische Feld aus den Bereichen hoher Feldstärken zu verdrängen. Dieses hat in der Verringerung des spezifischen Widerstandes mit steigender elektrischer Feldstärke ihre Ursache.A resistive-capacitive field control is used to reduce the field strength increase in the area of the end of the external corona protection. The capacitive part of the control is realized through the main insulation, while the resistive part of the control takes place through the end corona protection (EGS). These are partially conductive surface coverings which have a square-law resistance of approx. 10 8 to 10 11 ohms, measured at 100 V/mm. With the help of the strong non-linearity of the resistance of the materials used in the corona protection system at the end, an attempt is made to displace the electric field from the areas of high field strengths. This is due to the reduction in specific resistance with increasing electric field strength.

Die ohmschen Oberflächenbeläge können entweder durch Anstriche aus trocknenden und härtbaren Harzen, welche unmittelbar auf die Isolierstoffoberfläche aufgebracht werden, und/oder mit Bändern realisiert werden. Ein Glimmschutzsystem umfasst daher einen Lack und/oder ein Band, das zumindest eine Fraktion elektrisch leitfähiger Füllstoff-Partikel enthält, wobei als Bindemittel für die Füllstoffpartikel eine polymere Matrix dient. Üblicherweise wird die elektrische Leitfähigkeit im AGS durch Ruß und/oder Graphit als Füllstoff realisiert - im EGS durch mit Aluminium dotiertes Siliziumkarbid.The resistive surface coatings can be made either with paints made of drying and hardenable resins applied directly to the surface of the insulating material and/or with tapes. A corona protection system therefore comprises a paint and/or a tape that contains at least one fraction of electrically conductive filler particles, with a polymeric matrix serving as a binder for the filler particles. Usually, the electrical conductivity in the AGS is realized by soot and/or graphite as a filler - in the EGS by silicon carbide doped with aluminum.

Ein Glimmschutzsystem, respektive ein oder mehrere Teil(e) eines Glimmschutzsystems kann zum einen als Wickelbandisolation, die z.B. im Vakuum-Druck-Verfahren -VPI - imprägniert wird, vorliegen oder als Lack. Das Wickelband umfasst die eine oder mehrere Füllstofffraktionen auf einem Träger, wie z.B. Glasfasergelege und/oder auch Kunstfasergelege, die mit einem Bandkleber verbunden sind. Das Band dient dann als Wickelband und wird um die Hauptisolation herum gewickelt. Die Wickelbandisolation wird dann in ein Tauchbad mit einem flüssigen Imprägniermittel eingetaucht über Unterdruck wird das flüssige Imprägniermittel in die Falten und Taschen des Wickelbands gesogen. Schließlich wird das System durchgehärtet und es entsteht ein gehärteter Verguss, der Füllstoffpartikel im gleichen Bereich, ca. 35 Gew% bis 65 Gew%, enthält wie der Lack in der polymeren Lackmatrix. Das Gewicht des Trägers ist dabei nicht mitgerechnet. Im Folgenden wird der gehärtete Verguss, ebenso wie die gehärtete polymere Lackmatrix kurz als „polymere Matrix“ bezeichnet.A corona protection system, or one or more parts of a corona protection system, can be present as winding tape insulation, which is impregnated e.g. using the vacuum pressure process -VPI - or as a paint. The winding tape comprises one or more filler fractions on a carrier, such as glass fiber fabric and/or synthetic fiber fabric, which are connected with a tape adhesive. The tape then serves as wrapping tape and is wrapped around the main insulation. The wrapping tape insulation is then immersed in an immersion bath with a liquid impregnating agent. The liquid impregnating agent is sucked into the folds and pockets of the wrapping tape via a vacuum. Finally, the system is fully cured and a hardened encapsulation is produced which contains filler particles in the same range, approx. 35% by weight to 65% by weight, as the lacquer in the polymeric lacquer matrix. The weight of the wearer is not included. In the following, the hardened encapsulation, as well as the hardened polymer paint matrix, is referred to as "polymer matrix".

Beispielsweise aus der DE 102010009462 A1 und der DE 19839285 C1 sind Glimmschutzsysteme wie AGS und EGS beschrieben, in denen ein anderer, nicht Ruß und/oder Graphit enthaltender planarer Füllstoff, gebunden im Polymer, eingesetzt wird. Dieser planare Füllstoff umfasst ein Glimmersubstrat, das mit einem dotierten Zinnoxid beschichtet ist. Diese Füllstoffe sind zwar resistent gegenüber Teilentladungen, aber es sind mindestens 40 Gew.% Füllstoff erforderlich, um einen überperkulären Verbundwerkstoff für das Glimmschutzsystem herstellen zu können. „Uberperkulär“ bedeutet dabei, dass ab einer Mindestkonzentration an Füllstoff sich mit steigendem Füllstoffgehalt im Polymer der elektrische Widerstand nicht weiter ändert.For example from the DE 102010009462 A1 and the DE19839285C1 corona protection systems such as AGS and EGS are described, in which another planar filler, not containing carbon black and/or graphite, bound in the polymer, is used. This planar filler comprises a mica substrate coated with a doped tin oxide. Although these fillers are resistant to partial discharges, at least 40% by weight of filler is required in order to be able to produce an over-percular composite material for the corona protection system. “Overpercular” means that above a minimum concentration of filler, the electrical resistance does not change further as the filler content in the polymer increases.

Nachteilig an diesem bekannten Glimmschutzsystem ist, dass der elektrische Widerstand in Band- oder Lackrichtung deutlich geringer ist als senkrecht durchs Band bzw. den Lack, was wie beschrieben, problematisch ist. Wünschenswert ist, wie oben bereits dargelegt, dass der Widerstand senkrecht zum Band/Lack kleiner ist als in Richtung der Wicklung oder zumindest so klein wie eben möglich, eingestellt ist.A disadvantage of this known corona protection system is that the electrical resistance in the strip or lacquer direction is significantly lower than perpendicularly through the strip or lacquer, which, as described, is problematic. As already explained above, it is desirable for the resistance perpendicular to the tape/lacquer to be smaller than in the direction of the winding, or at least to be set as small as possible.

Aus dem Stand der Technik, wie oben angegeben, der DE 102010009462 A1 und der DE 19839285 C1 sind Glimmschutzbänder und Glimmschutzlacke bekannt, die Füllstoffpartikel aus Glimmer, Siliziumcarbid und/oder undotiertem Metalloxid, insbesondere Quarzgut, Glimmer, Quarzmehl aber auch Aluminiumoxid, beinhalten, die mit einem Metalloxid, das durch Dotierung leitfähig gemacht ist, beschichtet sind. Das die Partikel beschichtende Metalloxid wird dabei aus der Gruppe gewählt: Metalloxid in binärer und tertiärer Mischphase, insbesondere Indiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Zinkstannat, Titanoxid, Bleioxid, Siliziumcarbid. Das Dotierungselement wird bevorzugt aus der Gruppe gewählt: Antimon, Indium, Cadmium.From the prior art, as indicated above, the DE 102010009462 A1 and the DE19839285C1 Corona protection tapes and corona protection lacquers are known which contain filler particles made of mica, silicon carbide and/or undoped metal oxide, in particular quartz material, mica, quartz flour but also aluminum oxide, which are coated with a metal oxide which is made conductive by doping. The metal oxide that coats the particles is selected from the group chosen: metal oxide in binary and tertiary mixed phase, in particular indium oxide, tin oxide, zinc oxide, zinc stannate, titanium oxide, lead oxide, silicon carbide. The doping element is preferably selected from the group: antimony, indium, cadmium.

Es hat sich gezeigt, dass diese Partikel als Füllstoffe für alle elektrischen rotierenden Maschinen eingesetzt werden können, die nicht mit Umrichtern betrieben werden. Bei den elektrischen rotierenden Maschinen aber, die mit Umrichtern betrieben werden, ist regelmäßig die im IPS, AGS und/oder EGS auftretende Stromdichte zu hoch und es kann zu Schädigungen im Glimmschutzsystem kommen.It has been shown that these particles can be used as fillers for all electrical rotating machines that are not operated with converters. However, in the case of electrical rotating machines that are operated with converters, the current density occurring in the IPS, AGS and/or EGS is regularly too high and damage to the corona protection system can occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein stabiles Glimmschutzsystem, das auch für elektrische rotierende Maschinen, die mit Umrichter betrieben werden, nutzbar ist, zur Verfügung zu stellen. Ein Glimmschutzsystem umfasst dabei zumindest einen AGS, ab einer Bemessungsspannung von etwa 6.000 V zusätzlich einen EGS und ab einer Bemessungsspannung von etwa 15.000 V gegebenenfalls auch eine IPS. Als „Teil des Glimmschutzsystems wird daher z.B. ein AGS, ein IPS und/oder ein EGS bezeichnet.The object of the present invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a stable corona protection system that can also be used for rotating electrical machines that are operated with converters. A corona protection system comprises at least one AGS, from a rated voltage of around 6,000 V an additional EGS and from a rated voltage of around 15,000 V possibly also an IPS. An AGS, an IPS and/or an EGS, for example, is therefore referred to as part of the corona protection system.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart ist, gelöst.This object is solved by the subject matter of the present invention as disclosed in the specification and claims.

Dementsprechend ist Gegenstand der Erfindung ein Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems einer elektrischen Maschine, als imprägniertes Band und/oder als Lack vorliegend, zumindest folgende Elemente umfassend:

  • eine polymere Matrix in der eine Kombination
  • aus planaren und globularen Füllstoffen in zwei oder mehreren Füllstofffraktionen vorliegt,
  • wobei in der mengenmäßig überwiegenden ersten Füllstofffraktion ein dotiertes Metalloxid zumindest teilweise an der Oberfläche der Füllstoffpartikel vorliegt - und dadurch dem einzelnen Füllstoff-Partikel elektrische Leitfähigkeit verleiht - und in der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffen zusätzlich ein zweiter, kohlenstoffbasierter Füllstoff vorgesehen ist, der in einem geringeren Anteil als die erste Füllstofffraktion, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew% bis 20 Gew%, bezogen auf die Gesamtmasse des Füllstoffes und der ihn umgebenden polymeren Matrix, vorgesehen ist.
Accordingly, the subject matter of the invention is a corona protection system or part of a corona protection system of an electrical machine, present as an impregnated strip and/or as a paint, comprising at least the following elements:
  • a polymeric matrix in which a combination
  • consists of planar and globular fillers in two or more filler fractions,
  • where a doped metal oxide is present at least partially on the surface of the filler particles in the quantitatively predominant first filler fraction - and thereby imparts electrical conductivity to the individual filler particles - and in the combination of planar and globular fillers a second, carbon-based filler is additionally provided, which in a lower proportion than the first filler fraction, in particular in the range from 0.1% by weight to 20% by weight, based on the total mass of the filler and the polymeric matrix surrounding it.

Allgemeine Erkenntnis der Erfindung ist es, dass Glimmschutzsysteme, die - wie bisher üblich - als Füllstoff kohlenstoffbasierte und elektrisch leitfähige Füllstoff-Partikel, wie Ruß und/oder Graphit umfassen, nicht resistent gegenüber Teilentladungen sind. Wenn der Glimmschutz statt der elektrisch leitfähigen Kohlenstoffmodifikationen Ruß und/oder Graphit ein dotiertes Metalloxid als leitfähigen Füllstoff hat, ist die Teilentladungsresistenz deutlich besser. Bei Glimmschutzsystemen - oder Teilen davon -, die eine hohe Stromtragfähigkeit benötigen, wie es beim Umrichterbetrieb der Fall ist, wird Glimmschutz mit dotiertem Metalloxid relativ schnell zerstört. Es wurde hier mit der vorliegenden Erfindung erstmals erkannt, dass ein Glimmschutz, umfassend dotiertes Metalloxid und gleichzeitig eine relativ geringe Zugabe an kohlenstoffbasierten Füllstoffpartikeln, zum einen teilentladungsresistent ist und gleichzeitig eine deutlich höhere Stromtragfähigkeit - also Eignung für Glimmschutzsysteme von mit Umrichtern betriebenen elektrischen Maschinen - besitzt. Dabei ist es vorteilhaft, aber nicht zwingend, dass die Kohlenstoff-basierten Füllstoffpartikel aus einer elektrisch leitfähigen Kohlenstoffmodifikation wie Ruß, Graphit, CNTs, Graphen, sind.The general finding of the invention is that corona protection systems which—as has been customary up to now—have carbon-based and electrically conductive filler particles, such as carbon black and/or graphite, as fillers, are not resistant to partial discharges. If the corona protection has a doped metal oxide as a conductive filler instead of the electrically conductive carbon modifications carbon black and/or graphite, the partial discharge resistance is significantly better. In the case of corona protection systems - or parts thereof - which require a high current carrying capacity, as is the case with converter operation, corona protection with doped metal oxide is destroyed relatively quickly. With the present invention, it was recognized for the first time that corona protection, comprising doped metal oxide and at the same time a relatively small addition of carbon-based filler particles, is resistant to partial discharge and at the same time has a significantly higher current carrying capacity - i.e. suitability for corona protection systems of electrical machines operated with converters . It is advantageous, but not essential, for the carbon-based filler particles to be made from an electrically conductive carbon modification such as carbon black, graphite, CNTs, graphene.

Die dotierten Metalloxide können zur Formgebung und zur Reduzierung der Dichte des Füllstoffes einen globularen und/oder stäbchenförmigen und/oder plättchenförmigen, isolierenden Kern besitzen. So kann das dotierte Metalloxid, z.B. Antimon dotiertes Zinnoxid, als Beschichtung auf z.B. Quarzmehl (globular) und Glimmer (planar) aufgebracht vorliegen. Solche Partikel sind am Markt unter dem Handelsnamen Iriotec® von der Firma Merck® verfügbar. Wenn denn aber die Füllstoffpartikel, wie beschrieben, mit isolierendem Kern hergestellt werden, wird dadurch deren Stromtragfähigkeit reduziert, da der Strom nun nur noch in den wenige 100 um dicken Beschichtungen fließen kann statt durch einen massiven Füllstoff-Partikel direkt.The doped metal oxides can have a globular and/or rod-shaped and/or platelet-shaped insulating core for shaping and for reducing the density of the filler. The doped metal oxide, e.g. antimony-doped tin oxide, can be present as a coating on e.g. ground quartz (globular) and mica (planar). Such particles are available on the market under the trade name Iriotec® from Merck®. However, if the filler particles are produced with an insulating core, as described, their current-carrying capacity is reduced because the current can only flow in the few 100 μm thick coatings instead of directly through a solid filler particle.

Ruß, Graphit, Graphen und/oder Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) sind hingegen Vollmaterialien und haben keinen isolierenden Kern. Diese sind nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein elektrisch leitfähiges Vollmaterial ohne isolierenden Grundkörper, der über seinen insbesondere bevorzugt über seinen kompletten geometrischen Querschnitt elektrisch leitfähig ist. Dieser Vorteil soll ausgenutzt werden, um die Stromtragfähigkeit eines Glimmschutzsystems und/oder eines oder mehrerer Teile davon und insbesondere, um die Stromtragfähigkeit eines AGS, zu erhöhen. Um die Teilentladungsresistenz des Glimmschutzsystems nicht zu verlieren, sollen nur etwa 0,1 Gew% bis 20 Gew. %, beispielsweise solche aus Ruß, Graphen, CNTs und / oder Graphit in den Glimmschutz eingebracht werden.Soot, graphite, graphene and/or carbon nanotubes (CNT), on the other hand, are solid materials and do not have an insulating core. According to an advantageous embodiment of the invention, these are an electrically conductive solid material without an insulating base body, which is electrically conductive over its particularly preferably over its complete geometric cross section. This advantage should be used to increase the current carrying capacity of a corona protection system and/or one or more parts thereof and in particular to increase the current carrying capacity of an AGS. In order not to lose the partial discharge resistance of the corona protection system, only about 0.1% by weight to 20% by weight, for example those made of soot, graphene, CNTs and/or graphite, should be introduced into the corona protection.

Der Begriff „teilentladungsresistent“ bezieht sich dabei auf Materialien, die - beispielsweise - bei Teilentladungen an Luft gegen Oxidation resistent sind und/oder die ansonsten bei Teilentladungen stabil bleiben, wie Keramiken und/oder Gläser.The term "partial discharge-resistant" refers to materials which - for example - are resistant to oxidation in the case of partial discharges in air and/or which otherwise remain stable in the event of partial discharges, such as ceramics and/or glasses.

Die polymere Matrix ist beispielsweise ein Thermoplast, Duromer und/oder ein Elastomer.The polymeric matrix is, for example, a thermoplastic, duromer and/or an elastomer.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegen die dotierten Metalloxidpartikel, die teilentladungsresistent sind, als Core-Shell Partikel vor, so dass ein Kern und eine Schale oder Beschichtung vorhanden sind, wobei der nicht leitfähige Kern beispielsweise aus einem Metalloxid, Mischmetalloxid, Keramik, Glimmer, Quarz, Aluminiumoxid, Glas, Verbundwerkstoff, Kunststoff ist. Die Beschichtung und/oder die Schale ist hingegen elektrisch leitfähig, weil der Partikel an sich in der polymeren Matrix elektrische Leitfähigkeit zeigt.According to an advantageous embodiment of the invention, the doped metal oxide particles, which are resistant to partial discharge, are present as core-shell particles, so that a core and a shell or coating are present, the non-conductive core being made, for example, of a metal oxide, mixed metal oxide, ceramic, mica, quartz, alumina, glass, composite, plastic is. The coating and/or the shell, on the other hand, is electrically conductive because the particle itself shows electrical conductivity in the polymeric matrix.

Bei einer planaren Struktur der Partikel wird eine verbesserte Kontaktierung der leitfähigen Partikel untereinander erreicht. Bevorzugtermaßen wird das, die Partikel beschichtende, Material ein Metalloxid sein und aus der Gruppe Zinnoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Zinkstannat, Titandioxid, Bleioxid oder nichtoxidisch - aber im Folgenden unter dem Oberbegriff „Metalloxid“ auch gemeintem - Siliziumcarbid umfassend, oder einem anderen gemischten Metalloxid, wie z. B. Titanat etc. ausgewählt. Das Dotierungselement wird bevorzugt aus der Gruppe: Antimon, Indium, Cadmium ausgewählt.With a planar structure of the particles, improved contacting of the conductive particles with one another is achieved. Preferably, the material coating the particles will be a metal oxide and from the group consisting of tin oxide, zinc oxide, indium oxide, zinc stannate, titanium dioxide, lead oxide or non-oxidic - but also referred to below under the generic term "metal oxide" - silicon carbide, or another mixed metal oxide , such as B. titanate etc. selected. The doping element is preferably selected from the group: antimony, indium, cadmium.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Partikelmassenkonzentration der Partikel in der Trägermatrix derart gewählt wird, dass das Glimmschutzmaterial oberhalb der Perkulationsschwelle ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Partikelmassenkonzentration der Partikel bei mehr als 15 Gew.% liegt, insbesondere über 40 Gew.%, wie z.B. im Fall von Iriotec®-Partikeln. Ab dieser bestimmten Partikelmassenkonzentration in der Trägermatrix befindet sich der Verbundwerkstoff oberhalb der Perkulationsschwelle und der Oberflächenwiderstand des Glimmschutzmaterials ändert sich nicht oder kaum mit steigender Partikelmassenkonzentration. Dadurch unterliegt das Glimmschutzmaterial 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 in such a way that the corona protection material is above the percolation threshold. It is preferred here that the particle mass concentration of the particles is more than 15% by weight, in particular more than 40% by weight, such as in the case of Iriotec® particles. Above this specific particle mass concentration in the carrier matrix, the composite material is above the percolation threshold and the surface resistance of the corona protection material does not change or hardly changes with increasing particle mass concentration. As a result, the corona protection material is hardly subject to fluctuations in the surface resistance, which is therefore easily reproducible.

Bevorzugt werden die Partikel in Mikrogröße eingesetzt, beispielsweise haben die Plättchen eine Breite und Länge im Mikrometerbereich, also beispielsweise im Bereich von 1 bis 300 pm, insbesondere von 1 bis 100 µm und insbesondere bevorzugt von 1 bis 40 µm, wohingegen ihr Durchmesser in Dickenrichtung im Nanometerbereich also zwischen 50 und 1000 nm liegt, insbesondere im Bereich von 100nm bis 1000 nm.The microsized particles are preferably used, for example the platelets have a width and length in the micrometer range, for example in the range from 1 to 300 μm, in particular from 1 to 100 μm and particularly preferably from 1 to 40 μm, whereas their diameter in the direction of thickness is The nanometer range is therefore between 50 and 1000 nm, in particular in the range from 100 nm to 1000 nm.

Die sphärischen Partikel, also Partikel in Kugel und/oder Körner-Form, haben beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 50pm, insbesondere von 1 bis 20pm.The spherical particles, ie particles in the form of spheres and/or grains, have a diameter in the range from 0.5 to 50 μm, in particular from 1 to 20 μm.

Durch Zugabe von globularen, also sphärischen Füllstoffen zu planaren oder stäbchenförmigen Füllstoffen verschiebt sich die Perkolationsschwelle des Glimmschutzsystems in Dickenrichtung, also in die Richtung, in die eine gute elektrische Leitfähigkeit wünschenswert ist, zu deutlich niedrigeren Füllstoffkonzentrationen. Dadurch und durch die Tatsache, dass globulare Füllstoffe eine geringere spezifische Oberfläche besitzen als planare Partikel, wird die absolute Fläche an Grenzflächen im Verbundwerkstoff deutlich reduziert, wobei das System dennoch überperkulär, also oberhalb der oben beschriebenen Perkulationsschwelle, vorliegt.By adding globular, i.e. spherical, fillers to planar or rod-shaped fillers, the percolation threshold of the corona protection system shifts in the thickness direction, i.e. in the direction in which good electrical conductivity is desirable, to significantly lower filler concentrations. Because of this and the fact that globular fillers have a smaller specific surface area than planar particles, the absolute area at interfaces in the composite material is significantly reduced, although the system is still overpercular, i.e. above the percolation threshold described above.

Beispielsweise liegen die planaren Partikel im Verhältnis zu den sphärischen Partikeln im Bereich von 0,5:1 bis 2:1, insbesondere 1:1 vor. Bevorzugt sind also ungefähr gleich viele globulare und planare Füllstoffpartikel im Glimmschutz.For example, the ratio of the planar particles to the spherical particles is in the range from 0.5:1 to 2:1, in particular 1:1. Approximately the same number of globular and planar filler particles are therefore preferred in the corona shield.

Typischer Weise sind in einem Glimmschutz, der als Lack oder als imprägniertes Band vorliegt, 40 Gew% - 60 Gew% an planaren und globularen metalloxidischen Füllstoffpartikeln der mengenmäßig überwiegenden ersten Füllstofffrkation, die einen Glimmer bzw. Quarzmehlkern besitzen, vorhanden. Diese Mengenangaben liegen, bezogen auf die Gesamtmasse aus Polymer und Füllstoff, also inklusive polymerer Matrix vor.Typically, corona protection, which is present as a paint or as an impregnated strip, contains 40% by weight to 60% by weight of planar and globular metal oxide filler particles of the quantitatively predominant first filler fraction, which have a mica or powdered quartz core. These quantities are based on the total mass of polymer and filler, ie including the polymer matrix.

In einem Glimmschutz können beispielsweise die Füllstoffpartikel der ersten Füllstofffraktion mit Beschichtung aus dotiertem Metalloxid mit Kern und auch ohne Kern, also hohl vorliegen. Dann wird entsprechend der Gewichtsanteil in Masseanteile umgerechnet.In a corona shield, for example, the filler particles of the first filler fraction can be present with a coating of doped metal oxide with a core and also without a core, ie hollow. The weight percentage is then converted into mass percentages accordingly.

Bezogen auf die gesamte Füllstoffmenge der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffe als „100 %Anteil“ Füllstoff liegen die planaren und globularen metalloxidischen Füllstoffe der ersten Füllstofffraktion bei ca. 75 % der Anteile bis 99,9% der Anteile und die Ruß-, Graphit,-CNT oder sonstigen-Kohlenstoff-basierten Füllstoffpartikel der zweiten Füllstofffraktion entsprechend bei den restlichen Prozent, die auf 100% fehlen.Based on the total filler quantity of the combination of planar and globular fillers as "100% share" filler, the planar and globular metal oxide fillers of the first filler fraction are approx. 75% to 99.9% of the shares and the carbon black, graphite, -CNT or other carbon-based filler particles of the second filler fraction corresponding to the remaining percent missing to 100%.

Um einem teilentladungsresistenten, weil auf metalloxidischen Füllstoffpartikeln der ersten Füllstofffraktion basierendem, Glimmschutz eine für den Umrichter-Betrieb ausreichende Stromtragfähigkeit zu verleihen werden 0,1 - 20 Gew.% Ruß, Graphen, CNTs und/oder Graphit zusätzlich in den Glimmschutz eingebracht. Dabei ist es völlig egal ob Ruß oder Graphit oder CNTs oder Mischungen aus den genannten kohlenstoffbasierten Materialien eingebracht werden - sie verleihen alle dem Glimmschutz die notwendige Stromtragfähigkeit, sogar unabhängig von ihrer eigenen elektrischen Leitfähigkeit.In order to give corona shielding that is resistant to partial discharge because it is based on metal oxide filler particles of the first filler fraction, sufficient current carrying capacity for converter operation, 0.1 - 20% by weight of carbon black, graphene, CNTs and/or graphite are additionally introduced into the corona shielding. It doesn't matter whether soot or graphite or CNTs or mixtures of the carbon-based materials mentioned are used - they all give the corona protection the necessary current-carrying capacity, even independent of their own electrical conductivity.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst eine Füllstofffraktion Partikel aus Ruß, Graphen, CNT, Diamant und/oder Graphit. Dabei ist insbesondere gegebenenfalls auch vorteilhaft, dass Graphit auch schmierende Eigenschaften hat, weil sich durch die Schmierwirkung des Graphits gegebenenfalls die Spule sich leichter in die Nut einlegen lässt.According to an advantageous embodiment, a filler fraction includes particles of carbon black, graphene, CNT, diamond and/or graphite. In this case, it may also be particularly advantageous that graphite also has lubricating properties, because the lubricating effect of the graphite may make it easier to insert the coil into the groove.

Die Füllstofffraktion mit teilentladungsresistenten und elektrisch leitfähigen Partikeln liegt - bezogen auf die Gesamtmasse aller Füllstofffraktionen in der Trägermatrix - im Bereich von 0,01 Gew% bis 99 Gew.% vor, nach einer vorteilhaften Ausführungsform im Bereich von 15 Gew% bis 70 Gew% und besonders bevorzugt im Bereich von 40 Gew% bis 60 Gew%.The filler fraction with partially discharge-resistant and electrically conductive particles is - based on the total mass of all filler fractions in the carrier matrix - in the range from 0.01% by weight to 99% by weight, according to an advantageous embodiment in the range from 15% by weight to 70% by weight and more preferably in the range of 40% to 60% by weight.

Die zweite Füllstofffraktion mit kohlenstoffbasierten Füllstoff-Partikeln, insbesondere aus Ruß und/oder Graphit, liegt - bezogen auf die Gesamtmasse der Trägermatrix - im Bereich von 0,1 Gew % bis 30 Gew%, insbesondere im Bereich von 0,5 Gew% bis 10 Gew% und besonders bevorzugt im Bereich von 1 Gew% bis 5 Gew%, beispielsweise auch im Bereich von 1 Gew% bis 3 Gew%, vor.The second filler fraction with carbon-based filler particles, in particular made of carbon black and/or graphite, is - based on the total mass of the carrier matrix - in the range from 0.1% by weight to 30% by weight, in particular in the range from 0.5% by weight to 10 % by weight and particularly preferably in the range from 1% by weight to 5% by weight, for example also in the range from 1% by weight to 3% by weight.

Die IPS und der AGS werden üblicherweise als elektrisch leitfähiges und wickelbares Band bereitgestellt. Dabei wird ein Trägermaterial aus einem Vlies oder Gewebe mit Ruß und / oder Graphit beschichtet. Damit der kohlenstoffbasierte Füllstoff auf dem Träger haften bleibt wird hier in geringen Mengen ein polymeres Bindemittel mit aufgebracht typisch ist ein Bindemittel auf Acrylat- und/oder Alkohol -Basis.The IPS and the AGS are usually provided as an electrically conductive and windable tape. A carrier material made of fleece or fabric is coated with carbon black and/or graphite. In order for the carbon-based filler to adhere to the carrier, a polymeric binder is applied here in small quantities. A binder based on acrylate and/or alcohol is typical.

Die Hauptisolation einer rotierenden Hochspannungsmaschine wird derart hergestellt, dass die Hauptisolation aus Glimmerbändern um eine Spule gewickelt wird. Anschließend wird die Spule in die Statornut eingelegt. Sind alle Spulen eingelegt und miteinander verschalten und der Wickelkopf ist versteift, dann wird der komplette Ständer in einem Impägnierprozess komplett in ein Harz (evtl Härter) - Gemisch eingetaucht (global VPI-Prozess). Dies geschieht und Vakuum und Nach der Tränkung unter Druck (VPI-Prozess). Anschließend wird der Stator im Ofen ausgehärtet.The main insulation of a rotating high-voltage machine is made by winding the main insulation of mica tapes around a spool. The coil is then placed in the stator slot. Once all the coils have been inserted and interconnected and the end winding is stiffened, the complete stator is completely immersed in a resin (possibly hardener) mixture in an impregnation process (global VPI process). This is done and vacuum and After impregnation under pressure (VPI process). The stator is then hardened in the oven.

Das IPS-Band wird dabei direkt auf die Spule gewickelt und befindet sich demnach zwischen Spule und Glimmerbandwicklung. Das AGS-Band wird auf die Glimmerbandwicklung obendrauf gewickelt. Das IPS-Band und das AGS-Band werden während der Imprägnierung ebenfalls mit Harz getränkt. Erst in diesem getränkten Zustand liegen die Füllstoffe nun in der richtigen, wie oben beschriebenen Konzentration vor. Naturgemäß liegt die Füllstoffkonzentration vor der Imrägnierung viel höher im Band vor.The IPS tape is wound directly onto the spool and is therefore located between the spool and the mica tape winding. The AGS tape is wound on top of the mica tape winding. The IPS tape and the AGS tape are also impregnated with resin during impregnation. Only in this soaked state are the fillers present in the correct concentration as described above. Naturally, the filler concentration is much higher in the strip before impregnation.

In einem weiteren Herstellungsverfahren werden Spulen bzw. Stäbe nicht alle gleichzeitig im Stator imprägniert, sondern einzeln imprägniert (single VPI-Prozess) und ausgehärtet und anschließend erst in den Stator, also bereits im ausgehärteten Zustand in den Statornut eingebaut. So hergestellte Spulen bzw. Stäbe können auch mit einem AGS-Lack nach der Aushärtung beschichtet werden. Ein solcher Lack besitzt die Füllstoffkonzentrationen, wie sie in den Ansprüchen stehen, nach Abdampfen der Lösemittel. Solche Lacke können nach verschiedenen Methoden aufgebracht werden, z.B. aufgepinselt, aber auch aufgesprüht.In another manufacturing process, coils or bars are not all impregnated in the stator at the same time, but are impregnated individually (single VPI process) and hardened and then installed in the stator, i.e. in the stator slot when already hardened. Coils or rods produced in this way can also be coated with an AGS lacquer after curing. Such a paint has the filler concentrations as stated in the claims after evaporation of the solvent. Such paints can be applied using various methods, e.g. brushed on, but also sprayed on.

Durch die vorliegende Erfindung wird erstmals ein Glimmschutzsystem oder ein Teil eines Glimmschutzsystems offenbart, das eine Kombination aus Füllstofffraktionen hinsichtlich der Form, sphärisch und planar und eine Kombination aus Füllstofffraktionen hinsichtlich des Materials ihrer Partikel aus metalloxidischen einerseits und Kohlenstoff-basierten Füllstoffpartikel andererseits umfasst. So lassen sich insbesondere auch Glimmschutzsysteme für elektrische rotierende Maschinen, die mit Umrichter betrieben werden, verbessert herstellen.The present invention discloses a corona protection system or part of a corona protection system for the first time, which comprises a combination of filler fractions with regard to the shape, spherical and planar, and a combination of filler fractions with regard to the material of their particles of metal oxide on the one hand and carbon-based filler particles on the other. Corona corona protection systems for rotating electrical machines that are operated with converters can also be produced in an improved manner.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102010009462 A1 [0012, 0014]DE 102010009462 A1 [0012, 0014]
  • DE 19839285 C1 [0012, 0014]DE 19839285 C1 [0012, 0014]

Claims (15)

Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems einer elektrischen Maschine, als imprägniertes Band und/oder als Lack vorliegend, zumindest folgende Elemente umfassend: eine polymere Matrix in der eine Kombination aus planaren und globularen Füllstoffen in zwei oder mehreren Füllstofffraktionen vorliegt, wobei in der mengenmäßig überwiegenden ersten Füllstofffraktion ein dotiertes Metalloxid zumindest teilweise an der Oberfläche der Füllstoffpartikel vorliegt und in der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffen zusätzlich ein zweiter, kohlenstoffbasierter Füllstoff vorgesehen ist, der in einem geringeren Anteil als die erste Füllstofffraktion, insbesondere im Bereich von 0,1 Gew% bis 20 Gew%, bezogen auf die Gesamtmasse des Füllstoffes und der ihn umgebenden polymeren Matrix, vorgesehen ist.Corona protection system or part of a corona protection system of an electrical machine, present as an impregnated strip and/or as a paint, comprising at least the following elements: a polymer matrix in which there is a combination of planar and globular fillers in two or more filler fractions, where a doped metal oxide is present at least partially on the surface of the filler particles in the quantitatively predominant first filler fraction and a second, carbon-based filler is additionally provided in the combination of planar and globular fillers, which is present in a smaller proportion than the first filler fraction, in particular in the range of 0.1% by weight to 20% by weight, based on the total mass of the filler and the polymer matrix surrounding it, is provided. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach Anspruch 1, wobei die zweite, kohlenstoffbasierte Füllstofffraktion, zumindest eine elektrisch leitfähige Kohlenstoffmodifikation, wie z. B. Ruß und/oder Graphit, umfasst.Corona protection system or part of a corona protection system claim 1 , Wherein the second, carbon-based filler fraction, at least one electrically conductive carbon modification, such as. B. carbon black and / or graphite includes. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kombination aus planaren und globularen Füllstoffen die zweite Füllstofffraktion in einer Menge im Bereich von 0,1 Gew % bis 10 Gew% umfasst.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of Claims 1 or 2 wherein the combination of planar and globular fillers comprises the second filler fraction in an amount ranging from 0.1% to 10% by weight. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die polymere Matrix aus einem Duromer, einem Thermoplast und/oder einem Elastomer ist.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein the polymeric matrix consists of a duromer, a thermoplastic and/or an elastomer. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kombination aus planaren und globularen Füllstoffen insgesamt in einer Menge im Bereich von 35 Gew% bis 65 Gew% - bezogen auf die Füllstoffe und die die Füllstoffpartikel umgebende polymere Matrix - vorliegt.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, in which the combination of planar and globular fillers is present in a total amount in the range from 35% by weight to 65% by weight - based on the fillers and the polymeric matrix surrounding the filler particles. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ersten Füllstofffraktion Füllstoffpartikel aus Quarzmehl, die mit einem dotierten Metalloxid beschichtet sind, vorliegen.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein filler particles made of quartz flour which are coated with a doped metal oxide are present in the first filler fraction. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ersten Füllstofffraktion Füllstoffpartikel aus Glimmer, die mit einem dotierten Metalloxid beschichtet sind, vorliegen.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein filler particles made of mica which are coated with a doped metal oxide are present in the first filler fraction. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei das dotierte Metalloxid ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe: Zinnoxid, Zinkoxid, Indiumoxid, Zinkstannat, Titandioxid, Bleioxid oder nichtoxidisch Siliziumcarbid, jeweils allein oder in beliebigen Mischungen vorliegend.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein the doped metal oxide is selected from the following group: tin oxide, zinc oxide, indium oxide, zinc stannate, titanium dioxide, lead oxide or non-oxidic silicon carbide, each alone or present in any mixtures. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Dotierungselement ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe: Antimon, Zinn, Bor, Cadmium.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein the doping element is selected from the following group: antimony, tin, boron, cadmium. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der ersten Füllstofffraktion hohle Partikel enthalten sind.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein hollow particles are contained in the first filler fraction. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffpartikeln Plättchen mit einer Länge im Bereich von 1 bis 300pm vorliegen.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, platelets with a length in the range from 1 to 300 μm being present in the combination of planar and globular filler particles. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffpartikeln Plättchen mit einer Dicke im Bereich von 50 bis 1000 Nanometer vorliegen.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein platelets with a thickness in the range from 50 to 1000 nanometers are present in the combination of planar and globular filler particles. Glimmschutzsystem oder Teil eines Glimmschutzsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kombination aus planaren und globularen Füllstoffpartikeln Kugeln und/oder Körner mit einem Durchmesser im Bereich von 0,5 µm bis 50 µm vorliegen.Corona protection system or part of a corona protection system according to one of the preceding claims, wherein spheres and/or grains with a diameter in the range from 0.5 µm to 50 µm are present in the combination of planar and globular filler particles. Elektrische rotierende Maschine, die mit einem Umrichter betrieben wird, folgende Komponenten umfassend: - eine Anzahl isolierten Leitern, - ein Glimmschutzsystem oder einen oder mehrere Teile eines Glimmschutzsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das zumindest an einen der isolierten Leiter angrenzt.Electrical rotating machine that is operated with a converter, comprising the following components: - a number of insulated conductors, - a corona protection system or one or more parts of a corona protection system according to one of Claims 1 until 13 , which is adjacent to at least one of the insulated conductors. Verwendung eines Glimmschutzsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einer elektrischen rotierenden Maschine, die über einen Umrichter betrieben wird.Use of a corona protection system according to one of Claims 1 until 13 in an electric rotating machine operated by an inverter.
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