DE1218051B

DE1218051B - Isolierung der Bleche fuer die Blechpakete elektrischer Maschinen, vorzugsweise fuerTransformatoren, die mit hohen Druecken verarbeitet werden

Info

Publication number: DE1218051B
Application number: DEV24031A
Authority: DE
Inventors: Guenter Mensching; Klaus Poesch
Original assignee: Transformatorenwerk Karl Liebknecht VEB
Current assignee: Transformatorenwerk Karl Liebknecht VEB
Priority date: 1963-05-06
Filing date: 1963-05-06
Publication date: 1966-06-02

Description

Isolierung der Bleche für die Blechpakete elektrischer Maschinen, vorzugsweise für Transformatoren, die mit hohen Drücken verarbeitet werden Die Erfindung betrifft die Isolierung der Bleche für die Blechpakete elektrischer Maschinen, vorzugsweise für Transformatoren, die mit hohen Drücken verarbeitet werden.
Es ist bekannt, Elektrobleche zum Zweck der gegenseitigen Isolation und damit zur Herabsetzung von Wirbelströmen im Blechpaket elektrischer Maschinen, Transformatoren, Wandler u. dgl. mit Lackschichten zu versehen. Besonders vielseitig wurden hierfür die wasserglashaltigen Überzüge verwendet; dieses Verfahren mußte jedoch wieder verlassen werden, da sich im Laufe der Zeit einige Mängel ergaben. Diese bestanden unter anderem darin, daß Wasserglas beim Auftrocknen einen Überzug von glasähnlicher Härte bildet, der sich beim nachfolgenden Stanzen der Bleche sehr ungünstig auf die Standzeit der Werkzeuge auswirkt. Außerdem ist die Haftfestigkeit des Wasserglasüberzuges auf dem Blech infolge seiner schlechten Elastizität in vielen Fällen ungenügend, insbesondere auf sehr glatten Blechen und solchen, welche durch neuartige Herstellungsverfahren bestimmte Fremdschichten besitzen. Schließlich übt der Wasserglasüberzug durch seinen hohen Gehalt an alkalischen Elektrolyten einen sehr ungünstigen Einfluß auf die dielektrischen Eigenschaften des mit ihm in Kontakt kommenden Mineralisolieröls aus.
Es sind weiterhin eine Anzahl von Kunstharzlacken vorgeschlagen worden und zum Einsatz gekommen, denen gemeinsam die Nachteile anhaften, daß brennbare Lösungsmittel verwendet und meist recht lange Trocknungszeiten vorgesehen werden müssen. In vielen Fällen genügen die mechanischthermischen Eigenschaften, insbesondere die Druckfestigkeit bei Temperaturen bis 130° C; nicht den Anforderungen. Das gilt gleichermaßen für die A.1-kydharzlacke als auch für die ebenfalls zur Verwendung gekommenen Wash-und Reaktionsprimer sowie für Lacke auf der Basis ölmodifizierter Kunstharze.
Es sind auch schon Phenolformaldehydkondensationsharze für die Isolation von Elektroblechen vorgeschlagen worden. Sie haben sich jedoch nicht einführen können, da ihre Lackfilme zu spröde sind und damit den Anforderungen guter deformationsmechanischer Eigenschaften nicht gerecht wurden. Auch kamen hierfür bisher nur in organischen Lösungsmitteln lösliche Phenolharze in Betracht, da es als praktisch unmöglich galt, aus wassergelösten Phenolharzen, infolge der hohen Oberflächenspannung des als Lösungsmittel verwendeten Wassers, einwandfreie Lackfilme herzustellen.
Da es als besonderer Vorteil gelten muß, Lacke oder Anstrichmittel zur Isolierung von Elektroblechen zu verwenden, welche als Lösungsmittel Wasser enthalten, wurden in dieser Richtung weitere verschiedenste Vorschläge gemacht. So z. B. wäßrige Lösungen von Methylzellulose. Diese setzt jedoch in bereits geringen Konzentrationen, die Viskosität der Lösungen so stark herauf, daß sich Lösungen mit einem Gehalt von einigen Prozent an Methylzellulose kaum mehr verarbeiten lassen.
Aussichtsreicher erscheint zunächst die Verwendung wäßriger Dispersionen von Polyvinylalkoholestern, vornehmlich des Polyvinylazetats. Die aus diesen Dispersionen gewonnenen Lackfilme sind thermoplastisch. Die damit verbundenen Vorteile, z. B. der Klebfähigkeit, lassen sich nur bei einigen Verwendungszwecken ausnutzen. Bei Blechpaketen mit höchsten Druckbelastungen (etwa bei einem speziellen Druck von 100 kp/cm2 und bei örtlichen Erhebungen und Rauhigkeiten der Blechoberfläche bis zu einem Vielfachen dieses Wertes) ergeben sich in der Wärme ungenügende Isolationswerte als Folge des Ausweichens der plastisch gewordenen Isolierschicht. Erst bei Schichtdicken, welche über der Rauhtiefe der Blechoberfläche liegen (d. h. über 0,020 mm bei. warmgewalzten Blechen), können genügende Isolationswerte bei verschiedensten Beanspruchungen erwartet werden. Dabei tritt als Nachteil eine Verschlechterung des Füllfaktors ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Isolierung der Bleche für die Blechpakete elektrischer Maschinen, vorzugsweise Transformatoren, zu schaffen, die mit hohen Drücken verarbeitet werden und deren Oberfläche unter Verwendung von Phenolformaldehydharz und Polyvinylazetat mit einem Lackfilm durch Auftragen, Trocknen und Aushärten überzogen ist.
Efindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Bleche mit einem Isolierlack beschichtet sind, welcher aus einem mittels Triäthanolamin stabilisierten Gemisch von wassergelöstem Phenolformaldehydharz und wäßriger Polyvinylazetatdigpersion erzeugt ist.
Der erfindungsgemäß zu verwendende Lack kann mit beliebigen Anteilen anorganischer Pigmente versetzt werden, wodurch sich die Eigenschaften des Lackfilms noch verbessern. Es können auch passivierende Pigmente zugesetzt werden, wenn zusätzlich eine Rostschutzwirkung gewünscht wird. Für die unterschiedlichen Verarbeitungsmethoden (Spritzen, Tauchen, Walzenlackierung) kann die Viskosität des Lacks in weiten Grenzen durch Verdünnen mit Wasser variiert werden. Nach dem gleichmäßigen Auftragen des Lackes auf die Bleche in einer der erforderlichen Schichtdicke entsprechenden Menge muß dieser zur Filmbildung und Aushärtung auf wenigstens 180° C erwärmt werden, wobei sich die optimalen Eigenschaften der Isolierschicht erst dann ergeben, wenn die Aushärtung vollständig beendet ist. Das ist je nach Temperatur und Wärmequelle nach 1 bis 3 Miauten der Fall.
Der so erhaltene Isolierüberzug ist äußerst hart, aber noch genügend elastisch; er erweicht in der Wärme nur. unbedeutend. Die Druckfestigkeit erfüllt auch bei Temperaturen um 120° C höchste Anforderungen. Für den Isolationswiderstand, welcher, wie bei jedem Lack, abhängig von Blechoberfläche, Schichtdicke, Druck und Temperatur ist, lassen sich auch bei geringen Schichtdicken entsprechend den jeweiligen gegebenen Bedingungen hohe Werte erreichen. Auf Grund der Wasserlöslichkeit des Lackes kann dieser mit offenen Gasflammen bzw. Gasinfrarotstrahlern getrocknet und ausgehärtet werden. Es können sämtliche Vorkehrungen brandschutzmäßiger Art unberücksichtigt bleiben, welche bei der Verwendung von brennbaren Lösemitteln vorgeschrieben sind.
Das Masseverhältnis von Phenolharz (Resit) zum Polyvinylazetat ist im ausgehärteten Bindemittel wie 6:1. Dieses Verhältnis kann zugunsten des Anteils an Polyvinylazetat verschoben werden, wenn der überzug weicher und elastischer, und zugunsten des Anteils an Phenolharz verschoben werden, wenn der Lackfilm härter und spröder gewünscht wird. Die Herstellung des Lackes kann, wie das folgende Ausführungsbeispiel zeigt, derart erfolgen, daß in einem Mischbottich mit Schnellrührer 100 kg einer 50o/oigen wäßrigen, weichmacherfreien Dispersion von Polyvinylazetat mit@6 kg Triäthanolamin versetzt werden. Unter kräftigem Rühren läßt man hierzu langsam 500 kg einer wäßrigen Lösung von Phenolformaldehydköndensationsharz (Phenolresol) mit einem Resitgehalt von 60 % einfließen. Nach einer Zugabe von 50 kg Wasser folgt die stufenweise Zugabe des Pigmentes, z. B. Eisenoxydrot (Fe203), bis zu einer Pigmentgesamtmenge von 350 kg. Nach einer Rührzeit von 1 Stunde folgt eine Standzeit des Ansatzes von 24 Stunden. Danach wird der Lack vorsichtig mit Wasser auf die gewünschte Viskosität eingestellt und ist gebrauchsfertig.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich ein pigmentierter Lackfilm mit einem Masseverhältnis von Bindemittel zu Pigment wie 1:1. Auch dieses Verhältnis kann den Anforderungen entsprechend beliebig variiert werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Isolierung der Bleche für die Blechpakete elektrischer Maschinen, vorzugsweise für Transformatoren, die mit hohen Drücken verarbeitet werden und deren Oberfläche unter Verwendung von Phenolformaldehydharz und Polyvinylazetat mit einem Lackfilm durch Auftragen, Trocknen und Aushärten überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lackfilm aus einem mittels Triäthanolamin stabilisierten Gemisch von wassergelöstem Phenolformaldehydharz und wäßriger Polyvinylazetatdispersion erzeugt ist.
2. Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an der Filmbildung anorganische Pigmente oder Füllstoffe beteiligt sind.
3. Isolierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß spezielle passivierende Rostschutzpigmente zugesetzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 471309, 643 645, 761575; deutsche Auslegeschrift Nr. 1056 250; S t ä g e r, »Werkstoffkunde der elektrotechnischen Isolierstoffe«, 1955; Hans Wagner und Hans Friedrich Sarx, »Lackkunstharze«, 1959, S. 47; »Kunststoff-Rundschau«, 1955, S. 40 bis 45; Zeitschrift »Kunststoffe«, 1963, S. 734 bis 746.