DE1438365C - Hochspannungsfeste Isolierung für die Nutteile von Spulen elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hochspannungsfeste Isolierung für die Nutteile von Spulen elektrischer Maschinen, deren Einzelleiter mit harzimprägniertem, anorganischem Isoliermaterial isoliert sind und bei welcher die aus den isolierten Einzeileitern zusammengesetzten Leiterverbände von die Zwickel ausfüllendem,härtbarem Kunstharz.einer schrumpffähigen Kunststoffumhüllung und einem mit härtbarem Kunstharz imprägnierten, anorganischen Isoliermaterial als Umpressung umgeben und zu in sich festen Spulennutteilen verbacken sind.

Bei der aus der USA.-Patentschrift 2 763 798 bekanntgewordenen hochspannungsfesten Isolierung der vorgenannten Art sind die mit harzimprägniertem, anorganischem Isoliermaterial isolierten Einzelleiter in einem die Zwickelfüllung bildenden härtbaren Kunstharz fest eingebettet, wobei die den Leiterverband unter Vorspannung umgebende Kunststoffumhüllung aus schrumpffähigem Material die Einzelleiter bis zum Aushärten des Kunstharzes zusammenhält und mit dem ausgehärteten Kunstharz fest verbacken ist. Nach dem Verbacken des Leiterverbandes in einer Preßform werden die Nutteile mit einer üblichen Umpressung aus mit härtbarem Kunstharz imprägniertem, anorganischem Isoliermaterial versehen, die ohne Vorspannung aufgebracht wird. Durch das nur ohne Vorspannung mögliche Aufbringen des nicht schrumpffähigen anorganischen Isoliermaterials ist ein Aufgehen der Umpressung im Betrieb möglich, so daß in der Umpressung schädliche Hohlräume auftreten können. Außerdem dehnen sich die Einzelleiter bei Erwärmung unterschiedlich zu den sie umgebenden und mit ihnen verbackenen Einzelleiterisolierungen aus,'So daß beim Losreißen der Einzelleiter in diesem Teil der Isolierung ebenfalls unerwünschte Hohlräume entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hochspannungsfeste Isolierung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der im Betrieb mit Sicherheit jegliche Hohlraumbildung vermieden wird.

Die Lösung der Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, .daß zwischen jedem blanken.Einzelleiter und seiner anorganischen Isolierung eine mit dieser verbackene, in an sich bekannter Weise klebmittelfrei auf dem Einzelleiter hohlraumfrei anliegende Kunststoffolie aufgeschrumpft ist und daß die schrumpffähige Kunststoffumhüllung zusammen mit dem von ihr getragenen anorganischen Isoliermaterial die Umpressung bildet.

Als anorganisches Isoliermaterial ist insbesondere Glimmerpapierfolie besonders vorteilhaft. : ! _;

Mit der Erfindung kann die aus der deutschen Auslegeschrift 1004 252 sowie aus der ETZ-B, Band 11, Heft 10, insbesondere Seite 421 bekanntgewordene umpressungslose Leiterisolierung mit aufgeschrumpfter Kunststoffolie für elektrische Maschinen niedriger Spannung nicht verglichen werden.

Die Erfindung beruht vielmehr auf der Erkenntnis, daß diese Isolierung der Einzelleiter durch die aufgeschrumpfte Kunststoffolie, die außen mit einer kunstharzgetränkten Umspinnung zur Verbesserung der mechanischen und dielektrischen Eigenschaften bedeckt ist, die Möglichkeit eines einwandfreien Dehnungsausgleichs zwischen Einzelleiter und der' ihn eng und lückenlos umgebenden Isolierung ergibt, bei dem sich keine Hohlräume bilden können, da die klebmittelfrei aufgeschrumpfte Kunststoffolie den blanken Leiter nach außen abschließt und eine Längenänderung innerhalb der verfestigten Isolierung erlaubt. Durch die hohlraumfreie ZwicKelfüllung wird weiterhin eine lückenlose Verbindung zwischen den isolierten Einzelleitern des Leiterverbandes und der ihn umgebenden Umpressung hergestellt, wobei die Umpressung aus einem anorganischen Isoliermaterial besteht, das auf einem schrumpffähigen Träger aus Kunststoff aufgebracht und mit härtbarem Kunstharz getränkt ist. Auf diese Weise wird die hochwertige Isoliereigenschaften aufweisende Umpressung eng anliegend an den zwickelgefüllten Leiterverband angepreßt und auch im Betrieb in dieser innigen Verbindung gehalten, so daß die Umpressung im Betrieb nicht aufgehen kann, wodurch auch hier keine schädlichen Hohlräume gebildet werden können.

Die hochspannungsfeste Isolierung nach der Erfindung unterscheidet sich somit wesentlich von einer aus der deutschen Auslegeschrift 1 015 526 bekanntgewordenen Spulenisolierung, die nur für niedere Spannungen geeignet ist, da sie keine anorganischen Isoliermaterialien und keine Zwickelfüllung zwischen den isolierten Einzelleitern enthält. Bei dieser bekanntgewordenen Isolierung, sind die in üblicher Weise isolierten Einzelleiter notwendigerweise so geformt, daß sie sich zu einem möglichst kompakten Körper zusammenfügen lassen, bevor sie mit einer schrumpffähigen Kunststoffumhüllung umgeben werden. Diese Kunststoffumhüllung von hoher Zugfestigkeit darf sich nicht von den Leitern loslösen und abwickeln. Um ein möglichst starkes Zusammenpressen der keine Zwickelfüllung aufweisenden Einzelleiter durch die gewickelte Kunststoffumhüllung zu erreichen, wird der Anfang des Kunststoffwickels fest mit den Leitern verklebt und entsprechend das Ende der Umhüllung mit dem darunter liegenden Teil fest verklebt. Die Verklebung hat in Verbindung mit den durch die fehlende Zwickelfüllung sowieso unvermeidlichen Hohlräumen den großen Nachteil, daß bei unterschiedlicher Ausdehnung zwischen Leiter und Isolierung sich die Leiter von den Klebstellen lösen und sich dabei zusätzliche Hohlräume bilden. Diese Hohlräume können auch nicht durch die um die Kunststoffummantelung aufgebrachte, ebenfalls schrumpffähige poröse und mit Lack imprägnierte Umpressung verhindert werden. Die äußere poröse, schrumpffähige Umpressung aus organischen Stoffen ist ebenfalls nicht für höhere Spannungen ausreichend, d. h. die bekannte Isolierung ist nicht für Hochspannung geeignet. Im Gegensatz dazu gelingt es mit der Isolierung nach der Erfindung durch die Verwendung hochwertiger anorganischer Isoliermaterialien im Verein mit den übrigen Maßnahmen nach der Erfindung eine hochspannungsfeste Isolierung zu schaffen, die im Betrieb nicht aufgehen kann und die daher völlig hohlraumfrei bleibt.. ; ·

Nachfolgend ist ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt eine teilweise aufgeschnittene mehrlagige Hochspannungsspule für elektrische Maschinen. .'. .. .

Auf die blanken Einzelleiter 1 ist jeweils eine mindestens 130° C wärmebeständige Kunststoffolie 2 aus beispielsweise Polyterephthalsäureester aufgeschrumpft. Um die Kunststoffolie sind als Einzelleiterisolierungen 3 Glas-, Asbest- oder aus anderen mineralischen Fasern bestehende Fäden, allein oder in Verbindung mit Glimmer- und/oder Asbestpapier gesponnen, die mit einem härtbaren Schutzlack, bei-

spielsweise mit Epoxyd- und/oder Phenol-Alkydharzlack imprägniert und festgelegt sind. Der genannte Schutzlack ist dabei zunächst nur angehärtet.

Nach der Formgebung der Spule wird der angehärtete Schutzlack durch Wärmebehandlung zunächst in einen halbthermoplastischen Zustand gebracht, und anschließend werden die Lackschichten der Isolierungen der Einzelleiter 1 durch Druck fest miteinander verbacken. Ein auf die Einzelleiterisolierungen 3 aufgebrachter überschüssiger Lackanteil füllt als Zwickelfüllung 4 beim Verbacken die zwischen den Einzelleitern 1 vorhandenen Zwischenräume hohlraumfrei aus.

Bei mehrlagigen Spulen kann es vorteilhaft sein, zur Zwickelfüllung zwischen die einzelnen Leiterlagen Glimmer- oder Glaspapierfolien mit überschüssigem Harz- oder Lackanteil einzubringen. Gegebenenfalls kann es vorteilhaft sein, um den Leiterverband herum eine Glimmer- oder Glaspapierfolie anzuordnen und mit überschüssigem Harz bzw. Lack zu imprägnieren, so daß ein Leiterverband mit besonders glatter Außenfläche erhalten wird. Der Leiterverband ist mit einer Umpressung 5 umgeben, die einen hochwertigen anorganischen Isolierstoff, wie Glimmer, Asbest, Glasgewebe sowie gegebenenfalls Kombinationen dieser Stoffe enthält. Die anorganischen Isoliermaterialien sind auf einem schrumpffähigen Träger in Form einer Folie oder eines Gewebes aus beispielsweise Polyterephthalsäureester oder Polykohlensäureester aufgebracht. Die Umpressung ist mit einem härtbaren Harz gebunden und unter Druck und Wärme in sich hohlraumfrei und hohlraumfrei um den verbackenen hohlraumfreien Leiterverband angeordnet, wobei ein Aufgehen der Umpressung durch die Verwendung des schrumpffähigen Trägers sicher vermieden ist.

Für die hochspannungsfeste Isolierung nach der Erfindung eignet sich vorzugsweise Glimmerpapierfolie sowohl in Verbindung mit dem schrumpffähigen Träger für die Umpressung als auch ohne einen Träger als Teil der Zwickelfüllung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hochspannungsfeste Isolierung für die Nutteile von Spulen elektrischer Maschinen, deren Einzelleiter mit harzimprägniertem, anorganischem Isoliermaterial isoliert sind und bei welcher die aus den isolierten Einzelleitern zusammengesetzten Leiterverbände von die Zwickel ausfüllendem, härtbarem Kunstharz, einer schrumpffähigen Kunststoffumhüllung und einem mit härtbarem Kunstharz imprägnierten, anorganischen Isoliermaterial als Umpressung umgeben und zu in sich festen Spulennutteilen verbacken sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem blanken Einzelleiter (1) und seiner anorganischen Isolierung (3) eine mit dieser verbackene, in an sich bekannter Weise klebmittelfrei auf dem Einzelleiter (1) hohlraumfrei anlieliegende Kunststoffolie (2) aufgeschrumpft ist und daß die schrumpffähige Kunststoffumhüllung zusammen mit dem von ihr getragenen anorganischen Isoliermaterial die Umpressung (5) bildet.

2. Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen isolierten Leiterlagen und/oder um den Leiterverband mit härtbarem Kunstharz im Überschuß getränkte Glimmerpapierfolien vorgesehen sind.

3. Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Umpressung mit härtbarem Kunstharz getränkte, von der schrumpffähigen Kunststoffumhüllung getragene Glimmerpapierfolie vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen