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Verfahren zur Hergtellung einer hochspünnünggfesten Igolierhtilge
für Wicklungsstäbe elektrischer Maschinen Zur Herstellung der Isolierhülse von Hochspannung
führenden Leitern, und zwar insbesondere der Niatisolierhülse von elektrischen Maschinen,
ist es bereits bekannt, die Haupfigolation der Hülse durch Unigießen des Leiterbündels
mit einem Kunstharz, das durch Wärmebehandlung olnie Abspaltung flüch-
tiger
Bestandteile aushärtet und eine feste, auch bei höheren Temperaturen nicht mehr
erweichbare IscK-lation bildet, herzustellen, Bei einem anderen, Herstellungsverfah,ren
für eine derartige Isolierhülse wird der zu isolierende Stab mehrmals (die
Z ahl der Lagen richtet sich nach. der Betriebsspannung-) spiralig mit einein
Band =wickelt, da,% aus zw ei Lagen von Japanpapier besteht, zwischen denen Glimmerplättchen
mittels eines thermoplastischen, Klebers eingeklebt sind. Nach der Umwicklugg wird
der Stab ausgetrocknet und dann im, Vakuum mit einem dünnflüssigen Kunstharz getränkt.
Nach der Tränkung kommen die Stäbe in Preßgestelle, und das Kunstharz wird durch
Zuführung von Wärme ausgehärtet. Derartig gestaltete Iselierhülsen haben vor allem
den Vorteil, daß sie, eine höhere Wärmebeständigkeit aufweisen als die bekannten,
unter Verwendung von Papier, Schellack und Glimmer hergestellten Mikafoliumhülgen,
Auch. die, dielektrischen Verluste derartiger Kunstharzhülsen sind niedriger.
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Weiterhin ist es bck#annt, eine hochspannungsfeste Isolierhülse für
Wicklungsstäbc elektrischer Maschinen dadurch herzugtellen, daß auf eine Papierbahn
ein flüssige& warmhärtendos Epoxydharz aufgestrichen und mit Glimmerplättchon
Überdeckt wird. Hierauf wird eine weitere Epoxydharzschicht gespritzt und die so
erhaltene Igolierstoffolie derart getrocknet, daß das Epoxydharz Roch nicht aushär.tet.
Zur Verarbeitung wird diegg Isolierstoffolie erwärmt, so daß gegebenenfalls im Harz
enthaltene Lösungsmittel abdampfen und der zähklebrige Zustand wieder erreicht wird.
In diesem Zustand wird die Isolierstoffolie gegebenenfalls in mehreren Arbeitsgängen
um, den Stab, herumgewickelt.
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Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung einer hochspanntingsfesten
Isolierhülse füT Wicklungsstäbe elektrischer Maschinen zum Gegenstand, durch dir,
weitere Verbegserung, der Durchschlagfestigkeit und Glimmbeständigkeit der Isolierung
erreicht wird, Die Erfindung goM von einem Verfahren aus, bei dein eint Isofierstoffolie
verwendet wird, die aus einer würmebeständigen Unterlage einer mindestens der, Länge
des geraden Teiles des zu umwickelnden, Wickdungsstabes entsprechenden ]Breite besteht,
auf die ein oh= Ausscheiden von Gas,en aushärtbares, X=-gtharz sowier G.limn.ierplktchen
aufgebracht sind, und bei dem die folie, die beispielsweise, mit Hilfe einer BügelA
magehine einer Behandlung durch vorzugsweise beheizte Walzen unterwoTfen wird, in
breiter Bahn mehrfach um den Wicklungssiab herumgewkkelt und anschließend das Kunstharz
ausgehärtet wird. GemäG der Erfindung werden auf die wärmebeständige Unterlage
abwechselnd Schichten aus Epoxydharz odeir aus in =gesättigten Kohlenwas;ser-5toffen,
wie Styrol, gelöstem, Polyesterhürz -und Schichten aus Glimm,&rplättehon aufgebracht,
wobei Anfang und Ende der aufgebrachten Glimmerplättchensch-iChten in Wiekelrichtung
entsprechend dem Umfang des zu umwickelnden. Wickhmgssubes gegeneinander versetzt
werden.
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An sich ist es für die Herstellung. von Mikanit und von Pre3glinimer'platten
sowie auch für die Herstellung von IselierbändeTn zum Isolieren von Wickelköpfen,
Ankergtäben elektrischer Maschinen od. dgl. bekannt, auf eine einzige Unterlage
mehrere Glimmergehichten müubringen", Dieses Aufbringen mehrerer Glimm, erplättchenselächten
aüf eine eiftzige Unterlage hat den Vorteil", daß der prozeäüuale Gewichtsanteil
des Glimmers in dein, hieraus Hera gestellten Isolieestoff verhältnismäßig hach,
ist Für dit Erfindung, die sich mit der Herstellung einer möglichst hochspannungsfesten
Isolierhülse be># faßt, ist demgegenübee das Zusammeim.Irken, aller aufgeführten,
Maßnahmen wesentlich. Es kotimt für die Erfind=g also, darauf an, daD die Isolierstoffolie
in einer mindestens der,' Länge deg geraden,. Teiles, des zu. =wickelnden Wicklunggstabes,
entsprechenden Breite aufgewickelt wird, daß jeweils auf eine wärme-'beständige
Unterlage abwechselnd mehrere Schichten aus; aushärtbarem Epoxydharz oder Polyestärhafz
und Schichten alas Glin=erplätteheu aufgebracht
werden und daß Anfang
und Ende dieser aufgebrachten Glimmerplättchenschichten in Wickelrichtung gegeneinander
versetzt werden. Dadurch, daß pro Lage der um den Wicklungsstab herumgewickelten
wärmebeständigen Unterlage mehrere Glimmerplättchenschichten vorgesehen sind, wird
ein außerordentlich hoher 'prozentualer Glimmergehalt der fertigen Isolierhülse
erreic * ht. Durch das Versetzen der auf die wärmebesiändige Unterlage aufgebrachten
Glimmerplättchenschichten am Wickelanfang und am Wickelende schmiegt sich die in
breiter Bahn aufgewickelte Isolierhülse ohne Zwischenräume eng um den Wicklungsstab.
Durch die beispielsweise mit Hilfe von Bügelmaschinen durchgeführte Behandlung der
breiten Isolierstoffolien mit vorzugsweise beheizten Walzen wird # die innige Verbindung
zwischen den miteinander abwechselnden Schichten aus flüssigem Kunsthari-und'Glimmerplättchen
stark gefördert, wobei überschüssiges Kunstharz aus der Folie herausgedrückt -wird.
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Erst durch das Zusammenwirken dieser Maßnahmen werden die elektrischen
und dielektrischen Eigenschaften erreicht,#'die für eine hochspannungsfeste Isolierhülse
für die Wicklung einer elektrischen Maschine gefordert werden.. Dies ergibt sich
dadurch, daß eine nach2 dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Isolierhülse
praktisch frei von Lufteinschlüssen ist und infolge -. ihres hohen Glimmergehaltes
bei geringer Wandstärke eine sehr hohe Durchschlagfestigkeit-und auch bei Erwärmung
einen sehr kleinen Verlustfaktor hat. Darüber hinaus besitzt eine solche Isolierhülse
auch eine gute Wärme-Ibitfähigkeit, was besonders für hochbeanspruchte Grenzleistungsmaschinen
von Bedeutung ist.
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Im folgenden ist die. Erfindung an Hand des Ausführungsbeispiels der
Zeichnung näher erläutert.
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Die F i g. 1 und 2 zeigen in der Seitenansicht und in der Draufsicht
die über der ausgebreiteten Unterlage aufgebrachten Glimmerschichten.
1 ist eine Unterlage aus Glasseide, die auf einem Tisch ausgebreitet ist
und deren schmale Rechteckseite der Länge der herzustellenden Isolierhülse entspricht.
Die Unterlage aus Glasseide wird zunächst mit dem flüssigen Kunstharz bestrichen
oder bespritzt, hierauf wird eine Lage von Glimmerplättchen 2 aufgebracht. Diese
wird ebenfalls mit Kunstharz bestrichen, dann folgt wieder eine Auflage von neuen
Glimmerplättchen usw., bis schließlich gemäß F i g. 1 zehn Lagen von Glimmerplättehen,
durch Kunstharz voneinander getrennt, auf der Glasseideunterlage aufgebracht sind.
Damit beim anschließenden Aufrollen dieser Mehrfachfolie auf den Stab sich am Anfang
und am Ende ein allmählicher übergang ergibt, sind in F i g. 1 die einzelnen
Glimmerlagen der Folie am Wickelanfang (links) und am Wickelende (rechts) in der
Wickelrichtung einzeln (oder auch stufenweise) gegeneinander versetzt, so daß sich
beim Auftreffen einer neuen Wickellage auf die vorhergehende allmähliche übergänge
ergeben.
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Man könnte in F i g. 1 die einzelnen Glimmerlagen unmittelbar
durch Auflegen von Glimmerplättchen auf die Unterlage 1 herstellen. Dies
führt je-
doch zu Schwierigkeiten, da man beim Auflegen durch den klebrigen
Aufstrich des Kunstharzes gehindert ist. Es erweist sich daher die Anordnung nach
F i g. 5 als zweckmäßiger. In dieser bedeutet 3
den Tisch, auf dem
sich die Glasseideunterlage und die Glimmerschichten befinden. Rechts vom Tisch
befindet sich ein über einen muldenförmigen Behälter 4 befestigtes Sieb
5. Das Sieb entspricht in der Breite und in der Länge der Breite und der
Länge der einzelnen auf die Unterlue 1 aufzubrinf4enden Gliminerschichten.
Auf dem Sieb werden nun von Hand die einzelnen Glimmerplättdhen-in-einer Schicht
aufgelegt, wobei man das Sieb vollständig mit den Glimmerplättchen bedeckt. Mittels
der schlauchartigen Leitung 11 wird nun in dem muldenförmigen Behälter unterhalb
des Siebes ein Unterdruck erzeugt, so daß der Luftdruck die GH=erplättchen an das
Sieb anpreßt. Hierauf wird der ganze Behälter um die Achsen 6 geschwenkt
und über den Tisch 3
gebracht und auf die Glasseideunterlage bzw. auf die
vorhergehenden Glimmerschichten aufgelegt. Anschließend wird der Unterdruck in dem
Behälter 4 beseitigt, so daß -die auf der Kunstharzschicht aufliegenden Glimmerplättchen
nicht mehr an das Sieb angepreßt werden. Dieses kann nunmehr für die Auflage einer
neuen Glimmerschicht wieder in die dargestellte Lage zurückgeschwenkt werden. Um
die geschilderte Versetzung der- einzelnen Glimmerschichten zu erreichen, kann man
in Fig. S den Tisch 3 vor jeder neuen Auflage von Glimmer um
eine der Versetzung entsprechende Strecke, - z. B. mittels eines Handrades
oder einer Klinke, nach links verschieben.
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Nach der beschriebenen'Herstellung der Isolierstoffolie wird diese
auf den Stab gewickelt. Zu diesem Zweck befinde'n'sich am linken Ende des Tisches
3 der F i g. 4 zwei in ihrer Länge der Breite der Isolierstoffolie
entsprechende Rollen 7 und 8,
von denen die Rolle 8 mittels
Bügelfedern 9 nach links gedrückt werden kann. Die- Rolle 8 ist zunächst
abgenommen. Der zu umwickelnde Stab 10
(Hochspannungsgitterstab einer
elektrischen Maschine) wird zunächst mit dem überragenden Ende der Glasseideunterlage
1 in einer Lage umwickelt und in die dargestellte Lage neben der Rolle
7 ge-
bracht. Hierauf wird die Rolle 8 mittels der Bügelfedern
9 in die dargestellte Lage gebracht, so daß die beiden Rollen an den Flanken
des Stabes 10 unter Druck anliegen. Der Stab wird dann hu Uhrzeigersinn gedreht,
so daß er die Glasseideunterlage und die auf ihr befmdlichen Glimmerschichten anzieht
und aufgewickelt. Bei diesem Aufwickeln pressen die Rollen die Mehrfachfolie fest
an den Stab an, wobei an den Stimseiten der so gebildeten Hülse das überschüssige
flüssige Kunstharz herausläuft. Am Ende des Aufwickelvorganges wird dann noch das
mit Kunstharz eingestrichene rechte Ende der Glasseideunterlage um den Stab herumgewickelt.
Nach dem Aufwickeln kommt der Stab mit der Isolierhülse in eine Preßform, in der
die Isolierhülse maßhaltig eingespannt wird. Mit der Preßform kommt dann der Stab
in einen Ofen, in dem das Kunstharz aushärtet. Nach dem Aushärten wird die Isolierhülse
außen mit einem halbleitenden Anstrich (Graphit enthaltend) versehen, um Glirnmentladungen
zwischen der Nutwand und der Isolierhülse zu vermeiden.
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Bei der dargestellten Anordnung kommen auf eine Lage Glasseide
zehn Lagen von Glimmer, wobei gemäß Fig. 3 die so gebildete Isolierstoffolie
fünfmal um den Stab -herumgewickelt wird, so daß die insgesamte Stärke der Isolierhülsenwand
sich aus sieben Lagen Glasseide und aus insgesamt fünfzig Lagen Glimmer zusammensetzt.
Trotzdem ist die insgesamte
Stärke einer fertigen Isolierhülse nur
etwa 2 mm.
Dadurch, daß die Zahl der Glimmerschichten sehr viel größer ist
als die Zahl der Unterlageschichten, ergibt sich eine starke Verminderung der insgesamten
Stärke der Isolierhülsenwand bei gleicher Spannungsfestigkeit. Die Versuche haben
gezeigt, daß gegenüber einer Isolierhülse mit der üblichen Schellack-Mikafolium-Ausführung
die Wandstärke der neuen Isolierhülse nur noch etwa ein Drittel ist.
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Wie aus der Draufsicht der F i g. 2 ersichtlich, besitzt die
Isolierstoffolie am rechten Ende eine größere Breite als am linken Ende. Dadurch
soll der übergang zwischen der Nutisolierhülse und der Isolierung des Stabes im
Wickelkopf erleichtert werden. Die Isolierung des Wickelkopfes wird in der üblichen
Weise vorher angebracht, wobei diese Wickelkopfisolierung nach der Nut zu allmählich
ausläuft. Beim Aufwickeln der Isolierstoffolie auf den Stab läuft diese dann, da
sie gemäß F i g. 2 immer breiter wird, auf die Isolation des Wickelkopfes
auf, so daß sich beim Aufwickeln der Hülse eine gute, in sich geschlossene Isolation
für den Nutenteil des Stabes und den Wickelkopf ergibt.
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Der Tisch 3, auf dem die Herstellung der Isolierstoffolie
vorgenommen wird, kann elektrisch heizbar eingerichtet sein, so daß auch
warm zu verarbeitende Kunstharze oder Lacke verwendet werden können.