DE1194022B

DE1194022B - Process for the production of a heat-resistant high-voltage insulation, especially for the windings of electrical machines

Info

Publication number: DE1194022B
Application number: DEA32568A
Authority: DE
Inventors: Rolf Wegmueller
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1959-07-10
Filing date: 1959-07-29
Publication date: 1965-06-03

Description

Verfahren zur Herstellung einer wärmebeständigen Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklungen elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wärmebeständigen Hochspannungsisolation, insbesondere für die Wicklungen elektrischer Maschinen, bei welchen der zu isolierende Leiter mit einem bandförinigen Isoliermaterial umwickelt wird, welches aus Glimmer in Blatt- oder Schuppenform, Trägermaterial sowie einem gleichzeitig als Binder und Imprägnierinittel dienenden Kunstharz besteht und nach dem Umwickeln gepreßt und ausgehärtet wird.Process for the production of heat-resistant high-voltage insulation, in particular for the windings of electrical machines The invention relates to a Process for producing heat-resistant high-voltage insulation, in particular for the windings of electrical machines in which the conductor to be insulated is wrapped with a tape-shaped insulating material, which is made of mica in sheet or flake form, carrier material as well as a binder and impregnation agent at the same time Serving synthetic resin and is pressed and cured after wrapping.

Die bekannte Herstellungsweise für eine derartige Hochspannungsisolation erfordert die folgenden fünf Arbeitsgänge: 1. Der Leiter wird mit dem Isolierband umwickelt. 2. Der umwickelte Leiter wird während längerer Zeit bei erhöhter Temperatur getrocknet, um die Feuchtigkeit zu entfernen.The known production method for such a high-voltage insulation requires the following five operations: 1. The conductor is wrapped with the insulating tape. 2. The wrapped conductor is dried for a long time at an elevated temperature in order to remove the moisture.

3. Der umwickelte und getrocknete Leiter wird unter Vakuum imprägniert. 3. The wrapped and dried conductor is impregnated under vacuum.

4. Der Isolierwickel wird geformt und auf Maß gepreßt.4. The insulating coil is formed and pressed to size.

5. Die Isolation wird ausgehärtet. Die Imprägnierung des fertig umbändelten Leiters bzw. Stabes unter Vakuum, ein wichtiger und unerläßlicher Schritt beim bekannten Verfahren, erfordert aber eine umfangreiche und entsprechend teure Vakuumimprägnieranlage, und zwar insbesondere für die Behandlung von den bei den heutigen Turbogeneratoren vorkommenden großen Stablängen der Wicklungen. 5. The insulation is hardened. The impregnation of the finished strapped conductor or rod under vacuum, an important and indispensable step in the known method, but requires an extensive and correspondingly expensive vacuum impregnation system, in particular for the treatment of the large rod lengths of the windings that occur in today's turbo generators.

In Zusammenhang mit der Herstellung einer warinfesten Nutenstabisolation für elektrische Maschinen ist es bekannt, den Glimmer mittels eines lösungshaltigen Kunstharzes auf eine Trägerfolie aufzukleben, wobei nur Kunstharze verwendet werden können, die in einem trockenen Zustand übergeführt werden. Eine Vakuumünprägnierting der Isolation kann erst am fertig bewickelten Nutenstab erfolgen. Das ist ein umständliches Verfahren, welches nur mit großem Aufwand möglich ist.In connection with the production of a rigid slot bar insulation for electrical machines it is known to use a solution-containing mica Glue synthetic resin to a carrier film, only synthetic resins are used that can be transferred in a dry state. A vacuum impregnation the insulation can only take place on the fully wound slot bar. This is a cumbersome one Process that is only possible with great effort.

Ferner ist es auch bekannt, beim Isolieren elektrischer Leiter ein Glimmerfolium zu verwenden, welches aus einer im festen, ausgehärteten Kunstharz gebundenen Glimmerbahn besteht, wobei beim Urnwickeln des zu isolierenden Leiters das Glimmerfolium mit einem Kunstharz bestrichen wird. Bei diesem Isolierverfahren sollen alle Luftreste aus der Isolation beim Wickelvorgang auf mechanischem Wege entfernt werden, so daß eine Vakuumimprägnierung vermieden werden kann. Abgesehen davon, daß eine Imprägnierung einer auf diese Weise hergestellten Isolation gar nicht möglich ist, weil das Isolierband einen auspolymerisierten Binder enthält, ergibt sich noch eine inhomogene Schichtung der Isolation, da die bei der Herstellung derselben verwendeten Harze während verschiedener Zeiten auspolymerisiert werden.It is also known to use an electrical conductor when insulating To use mica foil, which consists of a solid, hardened synthetic resin There is a bonded mica web, whereby when the conductor to be insulated is wrapped around it the mica foil is coated with a synthetic resin. In this isolation process should all air residues from the insulation during the winding process by mechanical means removed so that vacuum impregnation can be avoided. Apart from that from the fact that an impregnation of an insulation produced in this way is even is not possible because the insulating tape contains a polymerized binder, there is still an inhomogeneous stratification of the insulation, since the during manufacture the same resins used are polymerized out during different times.

Um die erwähnten Nachteile der bisherigen Isolierverfahren dieser Art zu vermeiden und gleichzeitig eine wesentliche Vereinfachung und Verbilligung zu erreichen, wird für die Herstellung des Isolierbandes erfindungsgemäß ein lösungsmittelfreies Kunstharz in flüssiger Form verwendet und das Band unter Vakuum mit diesem Harz imprägnierL Beim Verfahren nach der Erfindung wird der zu isolierende Leiter mit einem Isolierinaterial bekannter Art, beispielsweise Glimmer, in Form von Blättchen oder Schuppen, welches mittels eines lösungsmittelfreien Kunstharzes auf einem Trägerband (z. B. Glasgewebe oder Papier) befestigt ist, umwickelt, wobei das Isolierband oder Isolierfolium vor dem Wickelvorgang in Vakuum bereits imprägniert worden ist. Das lösungsmittelfreie Kunstharz dient hier gleichzeitig als Imprägniermittel. Während der Umbändelung werden die einzelnen Lagen des Isolationsmaterials von Hand oder maschinell mit Imprägniermittel bestrichen, wobei das gleiche Kunstharz wie für die Vakuumimprägnierung des Isolationsmaterials verwendet wird. Als Isolationsmaterial kann natürlich auch ein binderloses Material, z. B. Glimmpapier mit Glasgewebeträger, verwendet werden. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, das Aufwickeln des Isolationsmaterials auf den zu isolierenden Leiter sowie das Auftragen des Imprägniermittels während des Wickelvorganges in einem evakuierten oder mit Gas gefüllten Raum durchzuführen.To the mentioned disadvantages of the previous isolation process this Art to avoid and at the same time a substantial simplification and cheaper to achieve, is a solvent-free for the production of the insulating tape according to the invention Synthetic resin used in liquid form and the tape under vacuum with this resin impregnation In the method according to the invention, the conductor to be insulated is also impregnated an insulating material of a known type, for example mica, in the form of flakes or flakes, which by means of a solvent-free synthetic resin on a carrier tape (e.g. glass fabric or paper) is attached, wrapped with the insulating tape or Isolierfolium has already been impregnated in a vacuum before the winding process. That solvent-free synthetic resin also serves as an impregnating agent. While the individual layers of the insulation material are hand or machine-coated with impregnating agent, using the same synthetic resin as for vacuum impregnation of the insulation material is used. As an insulation material can of course also be a binderless material, e.g. B. glow paper with fiberglass backing, be used. Under certain circumstances it can be useful to wind up the insulation material on the conductor to be insulated as well as the application of the impregnating agent during to carry out the wrapping process in an evacuated or gas-filled room.

Nach der Umbändelung wird der umwickelte Leiter gepreßt und dann anschließend ausgehärtet, wobei diese beiden Arbeitsgänge genau den Arbeitsgängen 4 und 5 eines bekannten Verfahrens entsprechen. Das Trocknen des Stabes und das Imprägnieren des Isolierwickels, wie es bei bisherigen Verfahren notwendig war, fällt aber vollständig weg.After the banding, the wrapped conductor is pressed and then subsequently cured, these two operations exactly corresponding to operations 4 and 5 of a known method. The drying of the rod and the impregnation of the insulating roll, as was necessary in previous methods, are completely eliminated.

Beim neuen Verfahren werden keine großen und teuren Imprägnieranlagen mehr für die Behandlung des ganzen bewickelten Leiters benötigt, sondern es genügt eine verhältnismäßig kleine Anlage für das Imprägnieren des Isoliermaterials. Dieses Isoliermaterial, meistens in Form von Rollen, wird in ungetrocknetem Zustand in einem kleinen Autoklav mit einem polymerisierbaren Kunstharz unter Vakuum imprägniert. Damit die Rollen nach der Imprägnierung nicht austrocknen oder Luft aufnehmen, werden sie im Imprägnierharz in einem luftdichten Behälter aufbewahrt. Die Lagerfähigkeit des Isoliermaterials entspricht dann der Topfzeit des Harzes.The new process does not require large and expensive impregnation systems more is needed for the treatment of the whole wrapped conductor, but it is sufficient a relatively small facility for impregnating the insulating material. This Insulating material, usually in the form of rolls, is in the undried state in impregnated in a small autoclave with a polymerizable synthetic resin under vacuum. So that the rolls do not dry out or absorb air after impregnation they are stored in the impregnation resin in an airtight container. The shelf life of the insulating material then corresponds to the pot life of the resin.

Das bei der Herstellung des Isolierwickels auf die einzelnen Lagen aufgetragene Harz wird zum Teil während des Wickelvorganges wieder herausgedrückt, und dieser Harzüberschuß verhindert größtenteils das Einschließen von Luftblasen. Falls noch Luftreste in der Isolation vorhanden sein sollten, so lösen sie sich im Imprägnierharz. Vorteilhaft ist natürlich die Verwendung eines Imprägnierinittels, welches vorher entlüftet worden ist. Die Qualität der fertigen Isolation entspricht durchaus der nach bisherigen Verfahren hergestellten.This is the case during the production of the insulating roll on the individual layers applied resin is partly pushed out again during the winding process, and this excess resin largely prevents the entrapment of air bubbles. If there is still air in the insulation, it will loosen in the impregnation resin. It is of course advantageous to use an impregnating agent, which has previously been vented. The quality of the finished insulation corresponds definitely those produced by previous processes.

Außer den bereits erwähnten Ersparnissen bezüglich der Imprägnieranlage werden durch die Anwendung des neuen Verfahrens noch einige weitere wesentliche Vorteile erzielt. Beim bekannten sogenannten Wannenverfahren, wo der fertig umbändelte Leiter in einer großen mit Imprägnierharz gefüllten Wanne unter Vakuum imprägniert wird, geht infolge der sehr kleinen Topfzeit der verwendeten Kunstharze der ganze Wanneninhalt zugrunde, wenn nicht innerhalb nützlicher Frist nach der Behandlung der einen Wicklung eine weitere Anzahl mit der gleichen Harzfüllung laufend imprägniert wird. Mit anderen Worten, es entstehen sehr große Harzverluste, wenn nicht eine größere Anzahl Leiter im kontinuierlichen Verfahren imprägniert werden können. Diese Harzverluste fallen bei der Imprägnierung des Isolationsmaterials an Stelle des umbändelten Leiters praktisch vollständig weg.Except for the already mentioned savings regarding the impregnation system the application of the new procedure will result in a number of other essentials Benefits achieved. In the well-known so-called tub process, where the finished banded Ladder impregnated under vacuum in a large tub filled with impregnating resin the whole thing goes due to the very short pot life of the synthetic resins used If not within a reasonable period of time after the treatment one winding continuously impregnates another number with the same resin filling will. In other words, there is a very large loss of resin, if not one larger number of conductors can be impregnated in a continuous process. These Resin losses occur when the insulation material is impregnated instead of the strapped conductor practically completely gone.

Das neue Verfahren eignet sich nicht nur zur Isolierung ganzer Wicklungen, sondern auch zum Ausbessern von beschädigten Stellen bei einer bestehenden Wicklung, wobei solche Reparaturen ohne weiteres an Ort und Stelle ausgeführt werden können. Außerdem können Verbindungsstücke, z. B. Laschen, ösen usw., zur Verbindung von in Vakuum imprägnierten Leitern, beispielsweise Stäben von Generatorwicklungen, mit einer der vakuumimprägnierten gleichwertigen Isolation auf diese Weise isoliert werden. Das Verfahren kann auch zur Isolierung von Kabeln angewendet werden.The new process is not only suitable for insulating entire windings, but also to repair damaged areas in an existing winding, such repairs can readily be carried out on the spot. In addition, connectors, e.g. B. tabs, eyelets, etc., to connect conductors impregnated in a vacuum, for example the rods of generator windings, with one of the vacuum impregnated equivalent insulation insulated in this way will. The method can also be used to isolate cables.

Claims

Claims: 1. A method for producing a heat-resistant high-voltage insulation, in particular for the windings of electrical machines, in which the conductor to be insulated is wrapped with a strip-shaped insulating material, which is made of mica in sheet or flake form, carrier material and a synthetic resin that also serves as a binder and impregnating agent consists and is pressed and cured after wrapping, thereby gekennz c ichnet that a solvent-free synthetic resin is used in liquid form for the production of the insulating tape and the tape is impregnated under vacuum with this resin.

2. The method according to claim 1, characterized in that a polymerizable synthetic resin is used for the impregnation. 3. The method according to claim 1, characterized in that the insulating roller is stored in the absence of air in a container filled with the impregnating agent until processing. 4. The method according to claim 1, characterized in that the means for the impregnation of the individual layers of the insulating coil is previously vented. 5. The method according to claim 1, characterized in that the winding of the insulation material and the application of the impregnating agent takes place in an evacuated space. 6. The method according to claim 1, characterized in that the winding of the insulation material and the application of the impregnating agent takes place in a space filled with gas. Documents considered: German Patent No. 935 678; German Auslegeschrift No. 1003 304; Swiss Patent No. 305 535; British Patent No. 506 277.