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Verfahren zum Einbetten einer elektrischen Wicklung in irreversibel
erhärtendes Gießharz, insbesondere für Meßwandler, unter Aufbringung einer Bandage
auf die Wicklung Es ist bekannt, elektrische Wicklungen mit erhärtenden isolierenden
Kunststoffen sowohl zu tränken als auch zu umhüllen, derart, daß die Tränkmasse
und die Umhüllungsmasse nach dem Erhärten einen festen Kunststoffblock bilden, in
den die Wicklung vollkommen eingebettet ist. Die bekannten Verfahren zur Durchführung
eines solchen Einbettens sind zum Teil noch umständlich, zum Teil ergeben sie auch
nicht in jedem Falle eine einwandfreie Isolierung der Wicklung.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die bislang bekannten
Verfahren, mögen sie in der Durchführung einfach oder umständlich sein, keine in
jedem Falle bleibend einwandfreie Isolierung ergeben, wenn es sich darum handelt,
eine mit Bandage versehene Wicklung einzubetten; denn die Bandagen führen zu Hohlräumen
in dem Einbettungskörper, die man selbst in geschliffenen Schnittbildern nicht immer
erkennen kann und die über kurz oder lang durch Glimmerscheinungen zu Isolationsdurchschlägen
führen können.
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Von dieser Erkenntnis ausgehend gibt die Erfindung ein Verfahren an,
mit dem solche Fehlerergebnisse wirksam vermieden werden können. Da dieses Verfahren
aus einer Kombination verschiedener Merkmale besteht, die zum Teil bei anderen Verfahren
an sich bekannt sind, sei zunächst auf die hierfür in Betracht zu ziehenden bekannten
Verfahren eingegangen.
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Bekannt ist beispielsweise ein Verfahren zum Tränken und Einbetten
elektrischer Spulen, bei dem die Spule wie folgt mehrmals nacheinander imprägniert
wird: Zuerst wird die Spule mit reinem halogeniertem Kohlenwasserstoff oder mit
einem hochprozentigen Gemisch dieses Stoffes mit einem ohne Abscheidung von Stoffen,
vorzugsweise unter Härterzusatz, härtenden Kunstharz imprägniert, und anschließend
wird sie mit einem oder mehreren solcher Gemische mit sich stufenweise erhöhendem
Kunstharzzusatz imprägniert. Zumindest bei dem zweiten Arbeitsgang ist die Tränkmasse
thermisch so widerstandsfähig, daß sie auch bei höheren Betriebstemperaturen nicht
abwandert oder abfließt, und zumindest bei der letzten Imprägnierung ergibt sich
eine die Spule einbettende, nach dem Erhärten mechanisch widerstandsfähige Hülle.
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Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Tränken und völlig dichten
Umhüllen elektrischer Spulen wird die Spule zuerst kurz in ein dickflüssiges Gießharz
vorübergehend so weit eingetaucht, daß die Spule auf dem eingetauchten, größten
Teil ihrer Oberfläche mit einem tassenförmigen Gießharzüberzug umgeben ist, dann
läßt man diesen Überzug erhärten, dann gießt man in die von dem tassenförmigen Überzug
umgebene Spule dünnflüssiges Gießharz als Tränkmasse hinein, dann läßt man auch
diese Masse erhärten, und schließlich taucht man die Spule mit ihrem von der Umhüllung
bislang noch frei gelassenen Teil nochmals vorübergehend in dickflüssiges Gießharz
hinein, das dann, in einem letzten Arbeitsgang, ebenfalls zum Erhärten gebracht
wird. Falls die Spule schon von vornherein an ihrer Umfangsfläche mit einer fugenlosen
Umhüllung aus Papier od. dgl umgeben ist, braucht sie bei dem ersten Eintauchen
in das dickflüssige Gießharz nur so weit eingetaucht zu werden, daß wenigstens der
untere Rand der aus Papier od. dgl. bestehenden Umhüllung in das Gießharz eintaucht.
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Bei wieder einem anderen bekannten Verfahren, das zum Tränken und
Einbetten der Oberspannungswicklung eines Trockentransformators dient, erfolgt das
Einbetten in einer Gießform: Zuerst wird die Spule mit einem erhärtenden Kunststoff
imprägniert und gehärtet, und dann wird sie in einer Gießform mit einer Schicht
aus einem irreversibel erhärtenden Niederdruckharz oder einem anderen erhärtenden
Kunststoff umgossen. Zum Imprägnieren wird ein monomerer Kunststoff verwendet, um
eine fugenlose Bindung der erhärtenden Imprägnierungsmasse mit dem umhüllenden Kunststoff
zu erreichen.
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Bekannt ist auch folgendes Verfahren zum Tränken und Einbetten elektrischer
Transformatorwicklungen mit thermoplastischem polymerisierendem
Kunststoff:
Zuerst wird die vorher getrocknete Wicklung in dem noch flüssigen Kunststoff, gegebenenfalls
im Vakuum, getränkt und bei niedriger Temperatur so weit vorpolymcrisierx- daß sich-au
der Oberfläche ein mehr oder werimger_ fester- dünnere . die Wicklung vollständig
umhüllender Kunststoffilm bildet, und dann wird die so umhüllte Wicklung mit dem
Kunststoff ummantelnd umgossen und auspolymerisiert. Für die dünnwandige Umhüllung
sowie für den Mantel der Wicklung- wird beispielsweise Styrol oder ein Styrolgemisch
verwendet, während zum Tränken der Wicklung der Kunststoff zweckmäßig in monomerem
Zustand verarbeitet wird.. Das Ummanteln mit dem Kunststoff erfolgt also bei diesem
Verfahren bei einem Zeitpunkt, bei dem die Tränkmasse noch fließfähig ist, aber
infolge des an der Wicklungsoberfläche gebildeten Kunststoffilms aus - der Wicklung
nicht mehr abfließen kann.
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Ähnlich ist auch ein bekanntes Verfahren, bei dem das Tränken und
das Umhüllen einer mit oder ohne Bandage versehenen Wicklung, insbesondere für Meßwandler,
mit einem polymerisierbaren Kunststoff wahlweise entweder in einem einzigen Arbeitsgang
oder ebenfalls in getrennten Arbeitsgängen erfolgen kann: Entweder wird die Wicklung
oder eine die Wicklung enthaltende Form gleich derart mit dem Kunststoff unter Vakuum
innerlich und äußerlich vergossen, daß sich nach dem Auspolymerisieren ein festes
Gebilde von gewünschter Form und Schichtdicke ergibt; öder die Wicklung wird zunächst,
unter Verwendung eines weniger elastischen, aber elektrisch festeren Kunststoffes
nur in einem. solchen Maße vergossen, daß sich auf der Wicklung eine dünnwandige
Umkleidung ergibt, worauf sie später in gleicher Weise, doch unter Verwendung eines
höher elastischen, aber elektrisch weniger festen Kunststoffes mit einer äußeren
Kunststoffschicht umkleidet wird. Diese letztere Verfahrensweise soll die Gefahr
der Rißbildung bei den betriebsmäßigen Temperaturen unterbinden.
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Erwähnt sei schließlich noch, daß es zum Ummanteln von Wicklungen,
insbesondere für Wandler, schon vorgeschlagen worden ist, das Tränken und das Umhüllen
mit - verschiedenartigen Gießharzen durchzuführen, derart, daß zunächst die Wicklung
in einer zuvor vollständig mit der Tränkmasse gefüllten G,ießform getränkt wird
und daß dann, und zwar längst vor Ablauf des Härtevorganges der Tränkmasse, der
Mantelstoff unter Verdrängung der überschüssigen, Tränkmasse; gegebenenfalls unter
abwechselndem Arbeiten mit Vakuum und Druck, in =die gleiche Form eingebracht wird.
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Ein gemeinsames Kennzeichen aller Wicklungsbandagen ist,- wie schon
ihre Bezeichnung besagt, daß .sie aus bandförmigem Werkstoff hergestellt sind; hinsichtlich
der Ausführungsform aber sind verschiedene Möglichkeiten bekannt: Beispielsweise
gibt es- Bandagen, bei denen das Bandageband die gleiche Breite hat wie die Breite
der Windungslagen der Wicklung; -in- manchen Fällen ist das Band sogar noch breiter.
Andere Bandagen sind aus einem im Vergleich zur Lagenbreite der Wicklung, wesentlich
schmalerem Band hergestellt, wobei das Band um die Wicklung .schraubenlinienförmig
herumgewickelt ist in dicht an dicht liegenden und sich gegenseitig, mehr oder minder
überlappenden Schraubenwindungen. Die Spalte zwischen =solchen Bandagewindungen
-sind im einen Falle durch=Verkleben oder Verschweißen der Bandagebandränder Luft-
und feuchtigkeitsdicht verschlossen, in anderen Fällen sind sie innerlich unbehandelt
gelassen und manchmal lediglich reit einem außen -,. aufgebrachten Lackanstrich
ad. dgl. ver schlossen. .In den letzteren Fällen kann eine gegebenenfalls zum Tränken
der Wicklung verwendete dünnflüssige Isoliermasse in die Spalte hineinfließen und
durch sie hindurchfließen, was je nach Art des Isolierverfahrens und des Vergußmittels
erwünscht oder auch unerwünscht sein kann. Bei allen Bandagearten aber besteht die
Möglichkeit, daß sich zwischen Bandage und Wicklung oder auch in den Spalten von
Bandagewindungen Hohlräume bilden können, die die eingangs angeführten Schwierigkeiten
ergeben:. Bei einer Bandage, die aus einem schraubenlinienförmig gewickelten Band
mit sich überlappenden Rändern hergestellt ist, bildet die ßberlläche der Bandage
an den frei - liegenden Bandrändern kleine Stufen, an denen selbst beim Aufbringen
eines. abschließenden Lacküberzuges oder Kunststoffaufgusses auf die Bandage Hohlräume
verbleiben können.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich alle diese -durch
das Vorhandensein einer Bandage bedingten Schwierigkeiten durch eine einfache Abwandlung
eines der oben aufgeführten bekannten Verfahren beheben lassen. Demzufolge ist ein
Verfahren zum Einbetten einer elektrischen Wicklung in irreversibel erhärtendes
Gießharz, insbesondere für Meßwandler, durch Tränken der Wicklung mit dünnflüssigem
Gießharz (Tränkmasse» und Umhüllen der Wicklung mit dickflüssigerem Gießharz unter
an sich bekannter Aufbringung einer Spalte frei lassenden Bandage auf die Wicklung
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Bandage aus einem ähnliche Festigkeit
und Dehnung wie das Gießharz aufweisenden und mit diesem Bindungen eingehenden Stoff
besteht. Bei Verwendung von Äthoxylinharzen als Gießharz kann die Bandage beispielsweise
aus linear polymerisierten Polyamiden bestehen. Wenn bei der Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung in bekannter Weise zuerst das Tränken und dann das Umhüllen der
Wicklung vorgenommen wird, so ist es besonders vorteilhaft, das Umhüllen schon nach
leichtem Anhärten der Tränkmasse vorzunehmen, also schon zu einem solchen Zeitpunkt
des Aushärtevorganges der eingebrachten Tränkmasse, an dem diese Tränkmasse nicht
mehr verläuft bzw. aus der Wicklung ausläuft. Je weniger hierbei der Aushärtevorgang
der Tränkmasse fortgeschritten ist, um so besser wird die Bindung des Gießharzes
mit der Wicklung und deren Bandage. Das Tränken kann in an sich bekannter Weise
unter Anwendung von Vakuum oder Druck durchgeführt werden. Schon zu Beginn des Tränkens
dringt das dünnflüssige Gießharz durch die Vergußspalte der Bandage durch, bis die
Wicklung vollkommen durchtränkt ist. An den Vergußspalten der Bandage geht das Gießharz
der Tränkmasse mit dem Werkstoff der Bandage Bindungen ein, so daß sich die Spalte
besonders dicht und dauerhaft verschließen. Bei .dem auf das Tränken folgenden Vergießen
der Umhüllungsmasse geht auch diese Bindungen mit dem Werkstoff der Bandage ein,
und sie dringt in die Vergußspalte der Bandage, soweit die Tränkmasse durch diese
Spalte noch nicht ganz herausgequollen sein sollte, von außen ein und verschließt
.sie vollends. Da ferner beim Vergießen ..des für das Umhüllen verwendeten dickflüssigeren
Gießharzes das für das Tränken verwendete Gießhatz
nur leicht angehärtet
ist - nur so leicht, daß diese Tränkmasse soeben nicht mehr verläuft -, so wird
auch eine besonders innige Bindung zwischen der durch die Spalte herausgequollenen
Tränkmasse und der Umhüllungsmasse erreicht.