DE1041588B

DE1041588B - Hochspannungsisolierung der abgekroepften Teile der Wicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere des Wickelkopfes

Info

Publication number: DE1041588B
Application number: DES46169A
Authority: DE
Inventors: Alfred Ahrens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-10-29
Filing date: 1955-10-29
Publication date: 1958-10-23

Description

Hochspannungsisolierung der abgekröpften Teile der Wicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere des Wickelkopfes Bei der Hochspannungsisolierung der Wicklung einer elektrischen Maschine, also beispielsweise der Ständerwicklung eines Synchrongenerators, kann die Nutisolierhülse durch Umwickeln der Leiter mit einer breiten Isolierbahn hergestellt werden. Die für die Nutisolierhülse verwendeten Glimmerplättchen wurden bisher unter Zuhilfenahme von Schellack miteinander und mit der die Glimmerplättchen tragenden Unterlage verklebt. Neuerdings verwendet man für diese Verklebung aushärtbare Kunstharze, beispielsweise Epoxydharze oder auch Polyesterharze, die in Kohlenwasserstoffei, wie Styrol, gelöst sind. Solche Harze haben den großen Vorteil, daß sie beim Aushärten zu einem einheitlichen Gefüge erstarren, ohne irgendwelche Gase auszuscheiden.
Zur Herstellung einer solchen Isolierhülse kann man in der Weise vorgehen, daß man auf eine wärmebeständige Unterlage mehrere Schichten von Glimmerplättchen abwechselnd mit Schichten aus aushärtbarem Kunstharz aufbringt. Das überschüssige Kunstharz wird dann durch eine Behandlung mit Walzen ausgequetscht. Die auf diese Weise gebildete Mehrfachfolie wird dann um den Nutleiter in mehreren Lagen herumgewickelt, worauf schließlich das Kunstharz ausgehärtet wird. Man kann eine solche Nutisolierhülse aber auch in der Weise herstellen, daß man auf die ausgebreitete wärmebeständige Unterlage zunächst mehrere Schichten von Glimmerplättchen aufbringt, die durch ein leicht verdampfbares, flüssiges Bindemittel gehalten werden; anschließend wird diese Mehrfachfolie in breiter Bahn um den Nutleiter herumgewickelt. Nach dem Imprägnieren der aufgewickelten Mehrfachfolie mit einem flüssigen, aushärtbaren Kunstharz wird dann das Kunstharz ausgehärtet.
Eine nach den beschriebenen Verfahren hergestellte Nutisolierhülse, die sich durch vorzügliche elektrische, mechanische und thermische Werte auszeichnet, hat jedoch den Nachteil, daß man sie nur auf den geraden Teil des Leiters, also auf den eigentlichen Nutleiter, ohne Schwierigkeit aufbringen kann, während eine durchgehende Herstellung einer solchen Isolierhülse am gesamten Leiter, also auch am Wickelkopf, schwer durchzuführen ist. Vor allem bereitet es Schwierigkeiten, die Übergangsstellen von dem geraden Nutleiter in die abgekröpften Teile des Wickelkopfes hochspannungsfest zu isolieren, da an den Umbiegestellen vom geraden Nutleiter in den Wickelkopf das dichte Aufwickeln einer den gesamten Leiter umfassenden Isolierbahn schwer durchzuführen ist. Die Schwierigkeiten werden noch dadurch verstärkt, daß gerade die Übergangsstellen von dem geraden Teil des Leiters in den Wickelkopf besonders hohen elektrischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.. Man hat daher bisher die Isolation des Wickelkopfes durch Bandagieren hergestellt, indem man relativ schmale Glimmerbänder um den Wickelkopf herumgewickelt hat.
Die Erfindung geht einen anderen Weg, um die erwähnten Schwierigkeiten zu beheben. Gemäß der Erfindung werden die abgekröpften Teile der Wicklung, insbesondere des Wickelkopfes, an Stelle einer Bandumwicklung mit einer durchgehenden Manschette aus einer wärmebeständigen Unterlage, beispielsweise aus Glasseide, isoliert, deren Breite gleich der Länge des zu isolierenden Wicklungsteiles ist und auf die mehrere Schichten aus Glimmer aufgebracht sind, die mit einem aushärtbaren Kunstharz miteinander verklebt werden. Vorteilhafterweise werden die übereinanderliegenden Schichten aus Glimmer durch eine wärmebeständige Decklage beispielsweise aus Glasseide abgedeckt. Wesentlich für die Erfindung ist also, daß die Breite der auf die abgekröpften Teile der Wicklung aufgebrachten Manschette gleich der Länge des zu isolierenden Wicklungsteiles ist und daß ferner bei der Manschette pro Unterlage eine ganze Reihe von Glimmerschichten aufgebracht ist, so daß der Glimmeranteil der Manschette sehr hoch ist.
Es sind zwar Glimmerplatten bekannt, bei denen auf die Unterlage mehrere Glimmerschichten aufgebracht sind, hierbei handelt es sich aber nicht um eine hochspannungsfeste Isolierhülse für den Leiter einer Hochspannungswicklung, sondern um die Nutauskleidung von mit Niederspannung betriebenen elektrischen Maschinen, bei denen geträufelte Wicklungen verwendet werden. Durch die Verwendung einer Manschette gemäß der Erfindung für die abgekröpften Teile der Wicklung werden höhere Isolationswerte erzielt, als es bei der bisher gebräuchlichen Bandisolierung des Wickelkopfes möglich ist. Dies ist -darauf zurückzuführen, daß der Glimmer beim -Zuschneiden der schmalen Bänder, die beispielsweise etwa 2 bis 3 cm breit sind, weitaus häufiger zerschnitten wird, als es beim Zuschneiden der gemäß der Erfindung vorgesehenen Manschette der Fall ist, da diese Manschette um ein Mehrfaches breiter als die bekannten Bänder ist.
Zur Herstellung der Hochspannungsisolierung gemäß der Erfindung kann man in der Weise vorgehen, daß auf eine wärmebeständige, ausgebreitete Unterlage nacheinander durch -Aufstreichen, Aufspritzen od. dgl. Schichten aus flüssigem Kunstharz und Schichten aus Glimmer aufgebracht und gegebenenfalls durch eine Deckschicht aus einer wärmebeständigen Unterlage abgedeckt- werden; nach dem Zuschneiden wird die Manschette dann um die zu isolierenden Teile herumgewickelt und mit Hilfe eines um die Manschette spiralig gewickelten Isolierbandes festgehalten, worauf schließlich das Kunstharz beispielsweise durch Erwärmen der Manschette ausgehärtet wird.
Damit beim Aufwickeln der Manschette auf die zu isolierenden Wicklungsteile ein allmählicher Übergang geschaffen und somit- eine gute Überdeckung der Wickelkopfisolation mit der Nutisolierhülse bzw. auch mit der übrigen Isolation des Wickelkopfes erreicht wird, können in Weiterbildung der Erfindung die übereinanderliegenden Schichten aus Glimmerplättchen an den Rändern der Manschette abgestuft werden. Die Manschette kann in einer oder auch in mehreren Lagen um den zu isolierenden Wicklungsteil herumgewickelt werden.
An Hand der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele sei die Erfindung erläutert.
In den Fig. 1 und 2- sind ausgebreitete Manschetten in perspektivischer Ansicht und in einer bzw. zwei Seitenansichten wiedergegeben. Bei diesen. Manschetten sind auf die Unterlage 9 aus Glasseide mehrere Glimmerplättchenschichten 11 unter Einstreichen eines flüssigen Kunstharzes aufgebracht, so daß Kunstharzschichten mit den Glimmerplättchenschichten 11 abwechseln. Den Abschluß bildet die ebenfalls aus Glasseide bestehende-Deckschicht 10. Das überflüssige Kunstharz ist durch Ausstreichen bzw. beseitigt. Damit ein leichtes Aufwickeln der Manschette auf- den Leiter und eine gute Anpassung der Manschette an die Umbiegestellen des Leiters erreicht wird, empfiehlt es sich; für die Glimmerschichten kleine Glimmerplättchen von etwa 2 cm2 Fläche zu verwenden.
Die schrägen Kanten 8 der ausgebreiteten Manschette, die beim Aufwickeln Anfang und Ende der Manschette bilden, sowie die schrägen Kanten 12, mit denen die Manschette an die Nachbarisolation anstößt, können nun dadurch hergestellt werden, daß die beiden Deckschichten der Manschette, also die Unterlage 9 und die Deckschicht 10, zwischen denen sich die mit Kunstharzschichten abwechselnden Glimmerplättchenschichten 11 befinden, in der Manschettenebene gegeneinander verschoben werden. Diese Verschiebung kann beispielsweise von Hand oder auch mittels steifer Platten - durchgeführt werden, die an den aus Glasseide bestehenden Deckschichten gut haften. Diese Verschiebung -ist ohne weiteres möglich, da das Kunstharz zwischen den Glimmerplättchenschichten 11 noch flüssig und elastisch bzw. genügend nachgiebig ist. Die Fig. 1 und 2 zeigen bereits die derart an den Kanten 8 bzw. 12 abgeschrägten Manschetten. Die Stärke dieser Abschrägung ist in den Fig. 1 und 2 verschieden gewählt.
Die Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen die um die Wickelkopfleiter bzw. an den Übergangsstellen an diesen Wickelkopfleitern gewickelten Manschetten. 1 ist der Nutleiter, 2 die Nutisolierhülse, 3 der Wickelkopfleiter mit der Umbiegestelle 4. Man sieht nun, daß die um den Wickelkopfleiter 3 gewickelte Manschette 7 in Fig. 3 mit abgeschrägten Rändern in den Innenteil der Nutisolierhülse 2 hineinragt, so daß diese die Manschette an der Übergangsstelle außen umgibt. In Fig. 4 ist hingegen die Manschette zum Teil über das Ende der Nutisolierhülse herumgewickelt und an ihrem Ende wieder abgeschrägt. Die Manschette umgibt dabei in der Länge der Ausladung des Nutleiters vom Blechpaket bis zu der Umbiegestelle die Nutisolierhülse. Die Manschette stellt also gleichzeitig eine Verstärkung der Isolation der an dieser Stelle elektrisch besonders hoch beanspruchten Wicklung dar.
Bei der Darstellung der Fig. 3 und 4 dient die Manschette zur Isolierung des ganzen Wickelkopfes. Man könnte sie aber auch nur zur Isolierung der Übergangsstelle vom Nutleiter in den Wickelkopf benutzen, während der übrige Wickelkopf in der bisher üblichen Weise; also durch Aufwickeln von mehreren Lagen von lackierten Glasseidebändern, die außen noch mit einem Lack eingestrichen werden, isoliert ist.
Fig.5 der Zeichnung zeigt eine Anordnung, die insbesondere für hohe Spannungen in Betracht kommt, bei der die Leiter des Wickelkopfes mit zwei übereinandergewickelten Manschetten 5 und 6 isoliert sind. Bei der Darstellung der Fig. 5 sind beide Manschetten von der Austrittsstelle des Leiters aus der Nut bis zu der Kröpfungsstelle des Wickelkopfes durchgeführt; es könnte aber auch die eine Manschette (z. B. die obere, 5) in der Mitte des Wickelkopfes schon abgeschrägt aufhören.
Das Aushärten der Kunstharzisolierung an der Nutisolierhülse und an den Manschetten des Wickelkopfes kann gesondert vorgenommen werden, wobei man die Manschetten erst nach dem Aushärten der Nutisolierhülse auf₧die Wickelkopfleiter- aufbringen und dann aushärten wird. Man könnte aber auch die Kunstharzaushärtung an den Manschetten und an der Nutisolierhülse zusammen in einer Erwärmung durchführen. Dies kommt insbesondere dann in Betracht, wenn die Aushärtung nach dem Einbringen der Wicklung in die Nuten durch Erwärmung der ganzen. Maschine vorgenommen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Hochspannungsisolierung der abgekröpften Teile der Wicklung einer elektrischen Maschine, insbesondere des Wickelkopfes, bestehend aus mit Hilfe eines aushärtbaren Kunstharzes auf eine wärmebeständige Unterlage aufgebrachtem Glimmer, dadurch gekennzeichnet, daß- die abgekröpften Teile der Wicklung, insbesondere des Wickelkopfes, -an Stelle einer Bandumwicklung mit einer durchgehenden Manschette aus einer wärmebeständigen Unterlage, z. B. aus Glasseide, isoliert sind, deren- Breite gleich der Länge des zu isolierenden Wicklungsteiles ist und auf die mehrere Schichten aus Glimmer aufgebracht sind, die mit einem aushärtbaren Kunstharz miteinander verklebt sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinanderliegenden Schichten aus Glimmer durch eine wärmebeständige Decklage, z. B. aus Glasseide, abgedeckt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinanderliegenden Schichten aus Glimmer an den Rändern der Manschette abgestuft sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette in nur einer Lage um den zu isolierenden Teil herumgewikkelt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestuften Ränder der Manschette auf den abgeschrägten Rändern der Nutisolierhülse aufliegen.
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestuften Ränder der Manschette in den inneren Teil der Nutisolierhülse hineinragen, so daß diese auf der Manschette aufliegt.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstelle von der Nutisolierhülse in die Manschette von einer zweiten in gleicher Weise ausgebildeten Manschette umfaßt ist. B.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette zur Isolierung des ganzen Wickelkopfes dient.
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette nur zur Isolierung der abgekröpften Teile des Wickelkopfes dient.
10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Glimmer der Manschette kleine Glimmerplättchen von etwa 2 cm2 benutzt werden.
11. Verfahren zur Herstellung der Hochspannungsisolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die wärmebeständige ausgebreitete Unterlage nacheinander durch Aufstreichen, Aufspritzen od. dgl. Schichten aus flüssigem Kunstharz und Schichten aus Glimmer aufgebracht werden und gegebenenfalls durch eine Deckschicht aus einer wärmebeständigen Unterlage abgedeckt werden und daß die Manschette nach dem Zuschneiden um die zu isolierenden Teile herumgewickelt und mit Hilfe eines um die Manschette spiralig gewickelten Isolierbandes festgehalten wird, worauf schließlich das Kunstharz, beispielsweise durch Erwärmen der Manschette, ausgehärtet wird.
12. Verfahren zur Herstellung der Abstufung der Manschettenränder nach Anspruch 3 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Decklagen der Manschette vor dem Aufwickeln derselben in der Manschettenebene gegeneinander verschoben werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 498 119; schweizerische Patentschriften Nr. 279 741, 295 499, 296 448; britische Patentschriften Nr. 254 401, 568 071; französische Patentschrift Nr. 672 690; USA.-Patentschrift Nr. 2 479 417; »Die Elektro-Post«, 1955, S. 222, 223.