DE1513988A1 - Hochspannungs- und waermefeste Isolation,insbesondere fuer Stromwandler - Google Patents

Description

• fIochspannungs- und wärmefeste Isolation, insbesondere für Stromwandler Die Erfindung bezieht sich auf eine hochspannungs- und wärmefeste Isolation, die mit Vorteil insbesondere bei Stromwandlern anwendbar ist. Stromwandler sollen möglichst unempfindlich gegen even.. tuell auftretende Kurzschlußströme sein. Beim Fließen des thermischen Grenzstromes, dessen Wärmewirkung die Primärwicklung des Stromwandlers ohne Schaden während einer Stromflußdauer von einer Sekunde aushalten muß, treten in der Wicklung Temperaturen auf, die wesentlich über den bei normalen Strömen vorkommenden liegen. Die Leiterisolation muß dieser Beanspruchung gewachsen sein. Eine weitere Anforderung an diese Isolation ist, daß sie der elektri-@ schen Beanspruchung beim Auflaufen von Wanderwellen standhalten muß.
• Zur Isolation der Primär-Bandwicklung von Stromwandlern ist be.. rAits die in der fig. 1 schematisch angegebene Ausbildung ange- wandt worden. Eine gegossene ungereckte Kunststoffolie 2 wird mit einer gereckten Kunststoffolie 3 kombiniert. Die Folie 2 wird unmittelbar auf einen Leiter 1 einer Primärwicklung aufge.. bracht, und diese Folie wird von der Folie 3 umhüllt. Der Leiter wird also in diese beiden Folien 2, 3 eingeschlagen, und deren überlappende Enden sind mit einem geeigneten Klebeband ezusammengehalten. Die innere gegossene und ungereckte Folie a ist für die Kurzzeitbeanspruchung mit sehr hoher Temperatur ausgebildet. Bei den auftretenden Übertemperaturen schmilzt diese Folie zwar, sie behält jedoch im wesentlichen ihre Form bei. Klingt die Temperatur wieder ab, so erstarrt die Folie und hat sich nicht wesentlich verändert.
• Die Ausbildung der Isolation nach der Fig. 1 stellte bisher zwar das erreichbare Optimum dar. Es besteht jedoch der Wunsch, die Sicherheit noch weiter zu erhöhen.
• Bei Wicklungen mit mehreren Windungen, wie sie in der Fig. 1 mit 5 und 6 schematisch angedeutet sind, liegen Leiter an Leiter, welche durch die Folien 2, 3 voneinander isoliert sind. Bei hohen Temperaturen schmilzt die obere gereckte Folie 3 möglicherweise weg, so daß die Leiter 1 nur noch von der Folie 2 umhüllt sind, wobei diese jedoch auch geschmolzen ist und so insbesondere an den Kanten 7 der Leiter 1, die in vielen Fällen etwas aufgewölbt sind, eine Berührung derselben miteinander erfolgt.
• Es sind bereits Kunststoffohm bekannt, die bei den im Kurzschlußfall auftretenden Übertemperaturen die verlangte elektrische und mechanische Festigkeit haben (Teflon). Diese Folie ist jedoch bei Anwendung in großem Umfang, wie es bei der Serienherstellung von Stromwandlern der Fall ist, zu teuer. Die Tierstellung von Teflon-Folien ist bisher relativ schwierig. Sie läßt sich nicht gießen und auswalzen und wird daher in Blöcken hergestellt, von denen die Folien abgeschält werden. Werden relativ dünne Folien (O,05 mm) verlangt, so ergeben sich Schwierigkeiten, indem die Folien Fehlstellen (Löcher) aufweisen können. Der Ursprungsblock ist nicht porenfrei, wodurch sich die Fehlstellen in der abge- schälten Folie ergeben. Bei der Leiterisolation von Stromwandlern ist bei der genannten Stärke von O90$ mm eine Teflonfolie demnach aus elektrischen Gründen nicht zu empfehlen. Eine dickere Folie würde wiederum teurer werden. Außerdem wäre das Einschlagen der Kupferbänder mit dieser Folie mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden.

  Durch die Fl@fiiiduris werden: die obengenannten Nachteile vermieden.

  Die Erfindung he:.-inl@t sich auf eine hochspannungs- und gegen

  ÜberstrGme wärmefeste Isolation, die zwischen blanken elektrischen

  Leitern angecr dnet ist, insbesondere für PrimHr-Handwicklungen

  vontromi.,andlnrn. Die Erfindung besteht darin, daß die Isola-

  tion aus einer thermoplastischen, gegossenen, ungerechten und

  elektrisch hochwertigen Folie besteht und daß diese Fulie mit

  einem :Material lcom1,iniert ist, an das hinsichtlich der elektri-

  schen Bcan::Pi-uchuiig keine besonderen Anforderungen gestellt wer-

  den, deren Temperaturbeständigkeit: jedoch über der der erstge-

  ni#nnten Folie liegt. Einer weiteren Ausbildung entsprechend ist

  die Isolation gekenn;.eichnet durch eine Kombination eines Mate-

  rials auf der Basis von Polycarbonät mit einem Material auf der

  Basis von Glasfasern. Tweckmäßig ist dem Giasfasermaterial die

  Folie ein- adci- beidseitig aufkaschiert.

  Die Erfindung wird anhand eines in der Fig. `? schematisch darge-

  stelltin Ausführungsbeishieles näher erläutert. Gleiche Elemente

  tragen gleiche BLZugs7eichen.

  Die Erfindung macht nach wie vor Gebrauch von einer gegossenen

  ungerechten Folie 3, welche mit Stoffeil 8 kombiniert wird, deren

  Schmelzpunkt iihrr dem der Folie 3 liegt. Wird die Folie 3-kurz-

  zeitig zum Schmelzen gebracht, so wird sie von dein Material 8 mit

  höherem Schmelzpunkt in ihrer Lage gehalten. D3 das Material 8

  auch bei den liöcl:sten auftretenden Temperaturen seine mechanische

  Festigkeit beh@ilt, ist eine metallische Berührung benachbarter

  Leiter 1 finit ':Sicherheit verhindert. Beim Abkühlen nach dem Abklin-

  gen eines Kurzschlußstromes bleibt die Folienschicht 3 erhalten.

  zweckmäßig ist das Material 8 als Vlies oder in gewebter Form

  ausgebildet.

  Die Leiter 1 brauchen nicht mehr eingeschlagen zu werden. Die

  Kombinationsfolie wird nur zwischen die Windungen gelegt, und

  sie läuft während des Wickelns mit.

  Bei der erfindungsgemäßen Kombinationsfolie kann für die innere Schicht 8 beispielsweise Glasfaserpapier verwendet werden, auf das beidseitig gegossene ungereckte Folien 3 aufgelegt sind, wobei eine Haftung der Schichten aneinander beispielsweise durch Erhitzen erfolgen kann, so daß sich eine einzige Folie mit drei fest zusammenhängenden Schichten ergibt, die zur Isolierung der Leiter 1 verwendet wird. Anstelle von Glasfaserpapier kann auch Glasfasergewebe verwendet werden.
• Untersuchungen an der erfindungsgemäßen Kombinationsfolie haben gezeigt, daß die zu beiden Seiten der Schicht 8 aufgebrachten Folien 3 zwar schmelzen, wenn durch Überströme hohe Temperaturen auftreten. Die Folien haben dann zwar keinerlei mechanische Festigkeit mehr, ihre ursprüngliche Lage behalten sie jedoch bei. Als mechanische Isolation wirkt in diesem Fall die durch die auftretenden hohen Temperaturen in ihrer mechanischen Festigkeit nicht beeinflußte Glasfaserschicht B.
• Stromwandler werden in vielen Fällen umschaltbar ausgebildet, wobei dann die Primärwicklung aus Teilspuren besteht, die ineinandergewickelt sind, ähnlich Fig. 2. Das einwanü%eiP Funktionieren dieser Teilwicklungen muß durch eine Prüfung mit einer Spannung von 2 kV nachgewiesen werden, die zwischen den beiden Teilwicklungen angelegt wird. Diese Hochspannungsprüfung erfolgt bei einer normalen Temperatur. Bei der erfindungsgemäßen Kombinationsfolie übernehmen die beiden Schichten 3 nach der Fig. 2 die elektrische Isolation für die Prüfspannung von 2 kV. Die Stärke der beispiels.. weise als Glasfaserpapier ausgebildeten Schicht 8 würde dieser Prüfspannung nicht standhalten. Diese Schicht dient bei Übertemperaturen der Distanzierung der Leiter 1, um so metallische Berührungen derselben zu vermeiden. Die Schicht 8 braucht auch gar nicht spannungsfest zu sein, da diese Aufgabe die Schichten 3 übernehmen und bei Übertemperaturen, bei denen die Schichten 3 , schmelzen, jedoch ihre Form nicht verändern, liegt eine so kleine Windungsspannung vor, daß die"Spannungsfestigkeit der Schicht 8 ausreichend ist.

Claims (3)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e .1. Iiochspaiinungs- und gegen Überströme wärmefeste Isolation, die zwischen blanken elektrischen Leitern angeordnet ist, insbesondere für Primär-Bandwicklungen von Stromwandlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation aus einer thermoplastischen, gegossenen, ungereckten und elektrisch' hochwertigen Folie besteht und daß diese Folie mit einem Material kombiniert ist, an das hinsichtlich der elektrischen Beanspruchung keine besonderen Anforderungen gestellt werden, deren Temperaturbeständigkeit jedoch über der der erstgenannten Folie liegt.
2. 2. Isolation nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kombination eines Materials auf 'der Basis von Polycarbonat mit einem Material auf der Basis von Glasfasern.
3. 3. Isolation nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glasfasermaterial die Folie ein- oder beidseitig aufkaschiert ist.