DE1811797A1

DE1811797A1 - Dry resin insulated high-tension transformer

Info

Publication number: DE1811797A1
Application number: DE19681811797
Authority: DE
Inventors: Koichi Hirakawa; Harutoki Nakamura; Kazuo Yamashita
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1968-11-29
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1811797B2

Abstract

Penetration of the impregnating medium is assisted by the use of non-woven polyester or glass fibre insulating layers and windings. Impregnating resin is loaded with MgO previously heat-treated at 1,000 degrees C to improve thermal conductivity.

Description

Transformator und Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf elnen unter Verwendung von Harz hergestellten Trockentransformator und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung. Transformer and method for its manufacture The invention relates on a dry-type transformer made using resin and to a process for its production.

Seit Jahren besteht eine große Nachfrage nach elektrischen Einrichtungen, insbesondere Hochspannungseinrichtungen, die klein, leicht und betriebssicher sind. Auf dem Gebiete der lteistungstransformatoren ist die Klassifizierung der elektrischen Isolierung bis auf Klasse B und Klasse II angehoben worden. Es wurden zahlreiche Versuche mit unter Verwendung von Harz hergestellten Trockentransformatoren unternommen, weil diese sehr zuverlässig und leicht zu warten und zu kontrollieren sind. For years there has been a great demand for electrical equipment, especially high-voltage equipment that is small, light and reliable. In the field of power transformers, the classification is electrical Insulation has been raised to Class B and Class II. There were numerous Attempts have been made with dry-type transformers made using resin, because they are very reliable and easy to maintain and control.

Es ist bekannt, eine bei den unter Verwendung von Harz hergestellten Trockentransformatoren verwendete Spuleneinheit durch Fertigen eines Spulenkörpers aus einer mit Silikonharz beschichteten Schichtplatte aus Glas, Stoff, Glimmer- oder Asbestpappe od.dgl., Aufbringen einer Niederspannungswicklung auf den Spulenkörper und anschließendes Aufbringen einer Hochspannungswicklung auf die Außenseite der lß,iederspannungswicklung zu erzielen, wobei dazwischen eine Isolierschicht bestehend aus einem Polyesterfilm, Glasfaserstoff, Glimmer-und Asbestpapier und -pappe od dgl. eingebracht wird. bei der Herstellung der Hoch- und Niederspannungswicklungen wird jede Wicklungslage von den benachbarten Wagen durch Isolierstoff, wie Polyesterfilm, Asbestpapier od.dgl. isoliert. Die erhaltene Spuleneinheit wird in eine geeignete Form eingebracht, es werden Anschlußdrähte zur Außenseite der Form geführt und unter Vakuum mit einer geeigneten, elektrisch leitenden Harzzusammensetzung (nachstehend als Harzmasse bezeichnet) imprägniert. an erhält eine Formspule mit Hochspannungs und Niederspannungswicklungen, die von der Harzmasse umschlossen und'durch diese isoliert sind Die Harzmasse besteht hauptsächlich beispielsweise aus einem Biphenol-Epoxyharz, dem entsprechende zungen eines geeigneten Weichmachers, eines Härtmittels und eines Härtebeschleunigers, und gegebenenfalls eines anorganischen Füllstoffs, wie SiO2 oder Al2O3, zugesetzt sind. It is known one of those made using resin Dry type transformers used coil unit by making a bobbin made of a layered plate made of glass, fabric, mica and coated with silicone resin or asbestos cardboard or the like., application of a low-voltage winding to the bobbin and then applying a high voltage winding to the outside of the Let to achieve low voltage winding with an insulating layer in between from a polyester film, fiberglass, mica and asbestos paper and cardboard od Like. Is introduced. in the manufacture of high and low voltage windings each winding layer is protected from the neighboring wagons by insulating material, such as polyester film, Asbestos paper or the like. isolated. The obtained coil unit is put into a suitable one Form introduced, there are lead wires to the outside of the form and under Vacuum with a suitable electrically conductive resin composition (hereinafter referred to as resin compound) impregnated. on receives a preformed coil with high voltage and low-voltage windings, which are enclosed by the resin compound and through this The resin composition consists mainly of, for example, a biphenol epoxy resin, the corresponding tongues of a suitable plasticizer, a hardener and a Hardening accelerator, and optionally an inorganic filler such as SiO2 or Al2O3, are added.

Die so erhaltene Formspule stellt keine Probleme, wenn die Abstände zwischen den Spulen und zwischen den benachbarten Wicklungslagen vollständig mit Harzmasse imprägniert sind, was aber mit dem beschriebenen Verfahren sehr schwierig zu erreichen ist. Wird unter diesen Bedingungen die Spule mit Spannung beaufschlagt, findet an den nicht vollständig mit Harzmasse imprägnierten Stellen eine Koronaentladung statt, so daß. die Einrichtung aufgrund der Beschädigung dieser Teile unbrauchbar wird. Ist die Formspule nicht gänzlich mit llarznasse imprägniert, kann die in der Spule erzeugte Wärme nicht ausreichend abgeleitet werden,und die Formspule lauft während des Betriebs heiß und arbeitet nicht mehr zufriedenstellend.The preformed coil thus obtained poses no problem when the clearances completely with between the coils and between the adjacent winding layers Resin mass are impregnated, but this is very difficult with the method described can be achieved. Under these conditions the coil is energized applied, finds a corona discharge at the areas that are not completely impregnated with resin compound instead, so that. the device is unusable due to the damage to these parts will. If the preformed coil is not completely impregnated with liquid resin, the in the The heat generated in the coil cannot be dissipated sufficiently and the preformed coil runs hot during operation and no longer works satisfactorily.

Um diese Nachteile auszuschalten, wird häufig das sogenannte Doppelgußverfahren angewandt, bei dem eine Rohspule zuerst mit- einer Harzmasse niedriger Viskosität und anschließend mit einer Harzmasse höherer Viskosität imprägniert wird. illit diesem Verfahren wurden jedoch ebenfalls keine zufriedensteilenden Ergebnisse erzielt.In order to eliminate these disadvantages, the so-called double casting process is often used applied, in which a raw bobbin is first coated with a resin composition of low viscosity and then impregnated with a resin composition of higher viscosity. illit however, no satisfactory results have been obtained with this method either.

Die erfindung hat ein Verfahren zum Ziel, bei dem diese Nachteile ausgeschaltet sind und mit dem eine Rohspule auf einfache Weise gründlich mit einer harzmasse imprägniert werden kann, so daß die erhaltene Spule lange Zeit zufriedenstellend arbeitet. Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich durch Verwendung eines besonderen Materials als Zwischenisolierschicht und als Isolierung zwischen einer Hochspannungs-; und einer Niederspannungswicklung aus, um die Imprägnierfähigkeit der Rohspule zu verbessern, obgleich sich die Arbeitsschritte zur Herstellun- der Spule von denjenigen gemäß den bekannten Verfahren nicht wesentlich unterscheiden. Das Verfahren gemäß der Erfindung zeichnet sich durch Verwendung einer Harzmasse aus, die zum Erhöhen der Wärmeableitung und der Bissebeständigkeit der geformten Spule einen oder mehrere anorganische Füllstoffe enthält. The invention aims at a method in which these disadvantages are switched off and with which a raw coil is easily and thoroughly with a resin composition can be impregnated, so that the obtained coil can be made satisfactory for a long time is working. The method according to the invention is characterized by using a special material as an intermediate insulating layer and as insulation between a High voltage; and a low-voltage winding to improve the impregnation capability to improve the raw bobbin, although the work steps to the manufacturer Coil does not differ significantly from those according to the known method. The method according to the invention is characterized by using a resin composition designed to increase heat dissipation and bite resistance of the molded Coil contains one or more inorganic fillers.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfin- 1 dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 teilweise im Schnitt, eine perspektivische Ansicht einer Spule nach der Erfindung, Fig. 2a und b Schnitte durch für einen Spulenkörper gemäß der Erfindung verwendete Hetallrahmen, Fig. 3a bis c Ansichten von Metallrahmen bzw. des daraus gefertigten Spulenkörpers, Fig. 4a und b Schnitte durch eine auf bekannte Weise hergestellte Zwischenisolierungsschicht mit parallel zur Wicklungsrichtung verlaufenden Bändern, Fig. 5 bis 9 Schnitte durch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäß hergestellten Zwischenisolierung 3-schicht mit parallel zur Wicklungsrichtung verlaufen den Bändern, Fig. io eine Draufsicht auf eine Zwischenisolierungsschicht mit parallel zur Wicklungsrichtung verlaufenden Bändern, Fig. ii eisen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Zwischenisolierungsschicht mit parallel zur Wicklung richtung verlaufenden Rändern Fig. 12 eine Ansicht eines erfindungsgemäß verwendeten Führungsrohres aus Harz , und Fig. 13 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Menge gebrannten, dem Epoxyharz als Füllstoff zusetzbaren MgO, bis die Viskosität des Epoxyharzes 300 C.P. erreicht, und der Drenntemperatur des MgO. Further advantages, details and features of the invention result from the following description. In the drawing, the invention is for example shown, namely show Fig. 1 partially in section, a perspective view a coil according to the invention, Fig. 2a and b, sections through for a coil body Hetallrahmen used according to the invention, Fig. 3a to c views of metal frames or the bobbin made therefrom, Fig. 4a and b, sections through a known manner produced intermediate insulation layer with parallel to the winding direction running bands, FIGS. 5 to 9, sections through different embodiments the intermediate insulation produced according to the invention 3-layer with parallel to The strips are wound in the direction of winding, FIG. 10 shows a plan view of an intermediate insulation layer with strips running parallel to the winding direction, Fig. II iron section through another embodiment of the intermediate insulation layer with parallel to the winding direction running edges Fig. 12 is a view of a used according to the invention Guide tube made of resin, and Figure 13 is a graph the relationship between the amount of fired additive to the epoxy resin as a filler MgO until the viscosity of the epoxy resin is 300 C.P. reached, and the drilling temperature of the MgO.

Der erfindungsgemäß verwendete Spulenkörper hat nicht nur eine hohe mechanische Festigkeit, sondern auch eine ausbezeichnete Wärmebeständigkeit und Imprägnierbarkeit. Gemaß Fig. 2a besteht der Spulenkörper aus einem Metallrahmen 7 und einer dünnen Schicht 8 aus leicht imprägnierbarem Isoliermaterial, z.B. einer Schicht aus nicht gewebtem Stoff aus Polyester oder Glasfasern, die die Außenseite des iietallrahmens in einer derartigen Dicke umgibt, daß eine zufriedenstellende Isolierung erhalten ist. In der nachstehenden Deschreibung sind unter der Bezeichnung "nicht gewebter Glassstoff" geschnittene Glasspinnfäden zu verstehen, die mittels eines hitzebeständigen Harzes, beispielsweise eines Polyester- oder Epoxyharz, zu einem Stoff verarbeitet sind. Nach dem Formen einer Spule wird in den Netallrahmen 7 ein sich über die gesamte länge erstreckender Schlitz 7' eingebracht (Fig. 2b), so daß der Metallrahmen keinen geschlossenen Stromkreis bildet. The bobbin used according to the invention not only has a high one mechanical strength, but also excellent heat resistance and Impregnability. According to Fig. 2a, the bobbin consists of a metal frame 7 and a thin layer 8 of easily impregnable insulating material, e.g. Layer of non-woven fabric made of polyester or fiberglass covering the outside of the metal frame in such a thickness that a satisfactory Isolation is preserved. In the following description are under the designation "Non-woven glass fabric" means cut glass filaments which are by means of a heat-resistant resin such as a polyester or epoxy resin processed with a substance. After forming a coil it is put into the netal frame 7 a slot 7 'extending over the entire length is introduced (FIG. 2b), so that the metal frame does not form a closed circuit.

Der Schlitz 7' kann auch vor dem Wickeln der Spule in den Metallrahmen 7 eingebracht werden (Fig. 3). In diesem Fall wird ein Streifen 9 aus elektrisch isolierendem Material im Schlitz 7' derart angeordnet, daß der Metallrahmen 7 zwar keinen geschlossenen Stromkreis bildet, jedoch die erforderliche mechanik sche Festigkeit erhält. Anschließend wird zum Formen eines Spulenkörpers die dünne Isolierschicht auf den Umfang des Metall- | rahmens aufgebracht. Die dielektrische Festigkeit des Spulenkörpers karin noch weiter erhöht werden, wenn anstelle des eschriebenen leicht imprägnierbaren Isoliermaterials ein Isotierstoff verwendet wird, der vorher mit halbgehärtetem Harz, z.B.The slot 7 'can also be made in the metal frame before the coil is wound 7 are introduced (Fig. 3). In this case a strip 9 is made of electrical insulating material in the slot 7 'arranged so that the metal frame 7 although does not form a closed circuit, but has the required mechanical strength receives. Then the thin insulating layer is used to form a bobbin to the scope of the metal | applied frame. The dielectric Strength of the bobbin karin can be further increased if instead of the As described in the easily impregnable insulating material, an insulating material is used previously treated with semi-cured resin, e.g.

halbgehärtetem Epoxyharz, imprägniert wurde, Der Metallrahmen verbleibt in der gefertigten Formspule als einer ihrer Bestardteile, kann jedoch gegebenenfails nach dem Aufwickeln einer Spule und bevor die Spule mit einer Harzmasse imprägniert wird wieder entfernt werden. Es kann auch der Metallrahmen während des Imprägnierens der Spule mt einer Harzmasse als ein eil der Form dienen und nach dem Härten der Harzmasse wieder entfernt werden. Soll der Metallrahmen entfernt werden, braucht natürlich nicht darauf geachtet zu werden, daß ich en geschlossener Stromkreis bildet, er ist dann jedoch vorteilhafterweise derart aufgebaut, daß er leicht herausgenommen werden kann.semi-cured epoxy resin, impregnated, the metal frame remains in the manufactured preformed coil as one of its bestard parts, however, it can if necessary after winding a bobbin and before impregnating the bobbin with a resin composition will be removed again. It can also be the metal frame during impregnation the coil with a resin compound serve as a part of the mold and after hardening the Resin mass can be removed again. If the metal frame needs to be removed Of course, not being paid attention to the fact that I form a closed circuit, however, it is then advantageously constructed in such a way that it can be easily removed can be.

nach Herstellung des Spulenkörpers auf. vorstehend beschriebene Weise wird er zum Erzielen einer Hochspannungswicklung (oder einer lsiederspannungswicklung) mit elektromagnetischem Draht bewickelt. Dabei wird eine Isolierschicht der erforderlichen dielektrischen Festigkeit zwischen benachbarte Lagen der Wicklung eingebracht. Gemäß der Erfindung wird ein nicht gewebter Polyesterstoff als Zwischenisolierschich verwendet. Dieser zeichnet sich nicht nur durch ausgezeichnete thermische, mechanische und elektrische Eigenschaften aus, sondern ist aufgrund seiner geringeren Dichte auch mit einer Harzmasse imprägnierbar, Beim Herstellen einer Spule kann es vorkommen, daß die Kehren am Anfangsabschnitt und der Endabschnitt jeder Lage in bezug auf die Kehren in der Lage verstellt werden und im schlimmsten Fall rutschen sie in die innere Wicklungslage hinein. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es bekannt, die parallel zur Wicklungsrichtung verlaufen- 1 den Ränder einer Zwischenisolierschicht 10, wie bei 11 in Fig. 4a dargestellt, umzuschlagen. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die Zwischenisolierschicht beispielsweise aus Kraftpapier besteht, das zwar eine hohe Biegefestigkeit hat, jedoch für Materialien mit verhältnismäßig hoher Biegsamkeit, wie der erfindungsgemäß verwendete, nicht gewebte Polyesterstoff, nicht geeignet ist, weil diese kaum im gefalteten Zustand bleiben. after making the bobbin. manner described above it is used to achieve a high voltage winding (or a low voltage winding) wound with electromagnetic wire. In doing so, an insulating layer is required dielectric strength introduced between adjacent layers of the winding. According to In the invention, a non-woven polyester fabric is used as an intermediate insulating layer. This is not only characterized by excellent thermal, mechanical and electrical properties, but is also due to its lower density Impregnable with a resin compound, When making a coil, it can happen that that the turns at the beginning section and the end section every location with respect to the bends can be adjusted and in the worst case slip them into the inner winding layer. To eliminate this disadvantage, it is known that run parallel to the winding direction - 1 the edges of an intermediate insulating layer 10, as shown at 11 in Fig. 4a, to turn over. This can be beneficial if the intermediate insulating layer consists, for example, of Kraft paper, although has a high flexural strength, but for materials with a relatively high Flexibility, like the non-woven polyester fabric used according to the invention, does not is suitable because these hardly remain in the folded state.

Falls dann einmal der Rand der aus diesem Material bestehenden Zwischenisolierschicht richtig gefaltet war, streckt sich der umgefaltete Rand, wie bei 12 in Fig. 4b dargestellt, sofort wieder, wenn er während des Wickelns auch nur der geringsten Beanspruchung unterworfen wird. Bei dem erfindungsgemäß verwendeten, nicht gewebten Polyesterstoff werden dagegen die parallel zur Wicklungsrichtung verlaufenden Ränder auf eine der nachstehend beschriebenen Arten bearbeitet, verrutschen anschließend nicht mehr und rutschen auch nicht ehr in eine der Wickellagen hinein.If so, the edge of the intermediate insulating layer made of this material was properly folded, the folded edge stretches as shown at 12 in Fig. 4b, Immediately again if he had even the slightest stress while swaddling is subjected. In the non-woven polyester fabric used in the present invention on the other hand, the edges running parallel to the winding direction are on one of the types described below, then no longer slip and don't even slip into one of the wrapping layers.

Eines dieser Verfahren ist in Fig. 5a und 5b dargestellt; Demgemäß wird elektrisch isolierendes Material 13 geeigneter Starke derart i den Randabschnitt des Isolierstoffe eingewickelt, daß die Höhe der so geformten Stufe ungefähr dem Durch messer des elektromagnetischen Drahtes entspricht. Gemäß dem Verfahren nach Fig. 6 wird elektrisch leitendes Material 14 geeigneter Dicke längs des Randes des isolierender Polyesterstoffe@ angeordnet und bei Hitze und unter Druck @@ diesem ver@@@@@@ze , @@ demm Verfahren gemäß Fig. werden die Randabschnitte des nicht gewebten Polyesterstoffs mehrmals umgefaltet und die entstandenen Falten durch Erhitzen unter Druck miteinander verschmolzen. Gemäß einem anderen Verfahren der Fig. 8 werden die Randabschnitte ein- oder mehrmals gefaltet und die Falten mittels eines Polyamid- oder Polyesterfadens 15 od.dgl. miteinander vernäht. Nach einem anderen Verfahren gemäß den Fig. 9a und 9b werden die Ränder des Stoffes mit einem Polyamid- oder Polyesterfaden 16 umgefaltet, der ungefähr den gleichen Durchmesser hat wie der umschlossene elektromagnetische Draht, und sowohl der obere als auch der untere Abschnitt des umgefalteten Randes werden mit einem Polyamid-oder Polyesterdraht in der Mitte oder am Rand des oberen Abschnits vernäht. Fig. 10 zeigt ein weiteres Verfahren, bei dem die Stiche eines Polyamid- oder Polyesterfadens an den Stoff rändern verlaufen. Fig. 11 zeigt ein weiteres Verfahren, bei dem die Stoffränder ein- oder mehrmals umgefaltet sind. Nach Imprägnieren der umgefalteten Ränder mit einer flüssigen oder pulverförmigen Mischung bestehend aus einem Epoxyharz und einem Härtemittel mittels Tauchen oder Aufsprühen, wird das Epoxyharz zum Fixieren der Falten 17 halbgehärtet. Dieses Verfahren ist in Kombination mit den Verfahren gemäß, den Fig. 5 bis 10 anwendbar. One of these methods is illustrated in Figures 5a and 5b; Accordingly becomes electrically insulating material 13 of suitable thickness such i the edge portion of insulating material wrapped so that the height of the step so formed is approximately the Corresponds to the diameter of the electromagnetic wire. According to the procedure after Fig. 6 is electrically conductive material 14 of suitable thickness along the edge of the insulating polyester fabrics @ and when exposed to heat and pressure @@ this ver @@@@@@ ze, @@ demm method according to Fig. The edge sections of non-woven polyester material folded over several times and the resulting creases through Heat fused together under pressure. According to another method of Fig. 8, the edge sections are folded one or more times and the folds by means of a polyamide or polyester thread 15 or the like. sewn together. After a Another method according to FIGS. 9a and 9b are the edges of the fabric with a Polyamide or polyester thread 16 folded over, which is approximately the same diameter has like the enclosed electromagnetic wire, and both the top and the lower section of the folded edge will be covered with a polyamide or polyester wire sewn in the middle or at the edge of the upper section. Fig. 10 shows another Process in which the stitches of a polyamide or polyester thread are attached to the fabric edges run. Fig. 11 shows another method in which the fabric edges are folded over one or more times. After impregnating the folded edges with a liquid or powder mixture consisting of an epoxy resin and a Hardener by means of dipping or spraying, the epoxy resin is used to fix the Folds 17 semi-hardened. This procedure is in combination with the procedures according to, 5 to 10 applicable.

Außer den beschriebenen Verfahren sind auch andere Verfahren zum Bearbeiten der parallel zur Wickelrichtung verlaufenden Ränder eines nicht gewebten Polyesterstoffs möglich. In addition to the methods described, other methods are also available for Processing of the edges running parallel to the winding direction of a non-woven Polyester fabric possible.

In der vorstehenden Beschreibung ist auf einen nicht gewebten Polyesterstoff Bezug genommen, jedoch können bei diesen Verfahren stattdessen ebensogut Zwischenisolierschichten aus anderen Materialien verwendet werden..The description above refers to a non-woven polyester fabric By reference, however, interlayer insulation layers may as well be used in these methods as well made of other materials can be used.

fach Herstellen der Wiederspannungs- (oder HochspannungS wicklung auf vorstehend beschriebene Weise wird auf die Hoch-und die lliederspannungswicklung eine für die Isolierung zwischen der Hoch- und der Niederspannungswicklung ausreichend dicke Isolierschicht aus dem gleichen wie zum Bilden des Spulenkörpers verwendeten Hateri&i aufgebracht, d.h. aus einem nicht gewebten Polyester- oder Glasstoff, z.B. durch Bewickeln. multiple production of the re-voltage (or high-voltage winding in the manner described above is applied to the high and low voltage windings one is sufficient for the insulation between the high and low voltage windings thick insulation layer of the same as used to form the bobbin Hateri & i applied, i.e. made of a non-woven polyester or glass fabric, e.g. by wrapping.

Auch in diesem Fall wird vorteilhafterweise ein dünnes, mit einem halbgehärteten Harz imprägniertes Isoliermaterial verwendet. Anschließend wird auf die Isolierschicht eine hoch spannungs- (oder Niederspannungs-) Wicklung aufgebracnt, wobei zwischen die benachbarten Wickellagen ein nicht gewebter Polyesterstoff zwischengelegt wird, dessen Ränder auf beschriebene Weise bearbeitet sind.In this case too, a thin, with a uses semi-hardened resin impregnated insulation material. Then on a high voltage (or low voltage) winding is applied to the insulating layer, a non-woven polyester fabric being sandwiched between the adjacent winding layers whose edges are processed in the manner described.

Anschließend wird die erhaltene Einheit mit dem nicht gewebten Polyester- oder Glasstoff oder dem dünnen, halbgehärteten, mit Harz imprägnierten Isolierstoff isoliert und man erhält eine rohe oder nicht imprägnierte Materialspule. Then the unit obtained is covered with the non-woven polyester or glass fabric or the thin, semi-hardened, resin impregnated insulating material isolated and a raw or non-impregnated coil of material is obtained.

Die erhaltene Rohspule wird in eine geeignete Form eingebracht und nach ausreichendem Trocknen in einem Vakuum von 1 bis 3 mmHg mit Harzmasse imprägniert. Gemäß der Erfindung kann das Spuleninnere gänzlich mit der Harzmasse imprägniert werden, weil als Isoliermaterial ein Werkstoff mit niedriger Dichte, z.B. ein nicht gewebter Polyester- oder Glasstoff verwendet wird. Die Spule ist zwar allein durch das beschriebene Verfahren zufriedenstellend mit Harzmasse imprägnierbar, jedoch kann die Imprägnierungsgeschwindigkeit noch weiter erhoht werden, wenn eine hohle Röhre zwischen die Niederspannungs- und Hochspannungswicklungen oder auch zwischen benachbarte Wícklungslagen aller Wicklungen eingebracht wird. Die hohle röhre besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und hat in ihrer Wand Durchlöcherungen (Fig. 12), durch die Harzmasse einführbar ist. Anschließend wird die Harzmasse durcn litze gehärtet und die Form entnommen. Zum Erzielen eines Transformators wird die erhaltene Formspule mit einem Eisenkern und anderen Bestandteilen verbunden. The raw bobbin obtained is placed in a suitable shape and after sufficient drying in a vacuum of 1 to 3 mmHg, impregnated with resin compound. According to the invention, the inside of the coil can be entirely impregnated with the resin composition because the insulating material is a material with a low density, e.g. a non woven polyester or glass fabric is used. The coil is through alone the method described can be satisfactorily impregnated with resin composition, however the impregnation speed can be increased even further if a hollow Tube between the low voltage and High voltage windings or between adjacent winding layers of all windings. The hollow tube is made of an electrically insulating material and has in it Wall perforations (Fig. 12) through which the resin mass can be introduced. Afterward the resin mass is hardened by stranded wire and the mold is removed. To achieve a The transformer is the molded coil obtained with an iron core and other components tied together.

Um die Größe des Transformators zu vermindern, müssen in der Spule Strahlungsdurchgänge oder auf der Spulenoberfläche Strahlungsplatten vorgesehen werden. Durch diese Maßnahme wird aber auch die Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Harzmasse verbessert. To reduce the size of the transformer, it must be in the coil Radiation passages or radiation plates provided on the coil surface will. However, this measure also reduces the thermal conductivity of the Resin mass improved.

Dafür ist es bekannt, der Harzmasse einen anorganischen Füllstoff hoher Wärmeleitfähigkeit zuzusetzen. Dies hat jedoch den dachteil, daß die Viskosität der Harzmasse mit zunehmendem Zusatz an Füllstoff zunimmt und folglich wird das imprägnieren der Spule mit der Harzmasse erschwert. Es ist folglich sehr wichtig zu wissen, wie die Menge zugesetzten Füllstoffs erhöht, dabei jedoch die Viskosität der Harzmasse niedrig gehalten werden kann. Dieses Problem ist durch die Erfindung gelöst Gemäß -der Erfindung hat der Füllstoff einen Anteil an i3g0, das bei hohen Temperaturen gebrannt wurde. Fig. 13 zeigt graphisch den Anteil an gebranntem IlgO, das 100 Teilen Epoxyharz zusetzbar ist, bevor die Viskosität der entstehenden Harzmasse 300 C.P. For this, it is known to add an inorganic filler to the resin composition add high thermal conductivity. However, this has the disadvantage that the viscosity the resin composition increases with the addition of the filler, and consequently it becomes impregnate the coil with the resin compound difficult. So it is very important knowing how to increase the amount of filler added while increasing viscosity the resin mass can be kept low. This problem is due to the invention solved According to the invention, the filler has a proportion of i3g0 that at high Temperatures was burned. 13 shows graphically the proportion of calcined IlgO, 100 parts of epoxy resin can be added before the viscosity of the resulting resin composition 300 C.P.

erreicht, und zwar in Abhängigkeit von der Brenntemperatur des MgO. Wie aus der Figur ersichtlich, nimmt die dem Harz zusetzbare Menge an gebranntem MgO plötzlich zu, wenn die Brenntemperatur 100000 übersteigt. Mit anderen Worten, dem harz können große Mengen an bei l'emperaturen über 100000 gebranntem MgO zugesetzt werden, ohne daß die Viskosität der erhaltenen Harzmasse wesentlich zunimmt.achieved, depending on the firing temperature of the MgO. As can be seen from the figure, the amount of fired additive to the resin increases MgO suddenly too when the firing temperature Exceeds 100,000. In other words, the resin can be used in large quantities at temperatures above 100,000 burnt MgO can be added without affecting the viscosity of the resulting resin composition increases significantly.

Bei' Vergleich einer iiarzmasse mit einer Wärmebehandlung von 12000C ausgesetztem MgO mit einer Harzmasse gleicher Viskosität, die MgO enthält, das nicht wärmebehandelt war, zeigt sich, daß die Wärmeleitfähigkeit der ersten Harzmasse ungefähr acht mal so hoch ist wie die der letzteren nach dem Härten. In der Praxis wird der wärmebehandelte Füllstoff in I4ischung mit anderen Füllstoffen, beispielsweise SiO2 verwendet. Das MgO kann auch erst mit anderen Füllstoffen, beispielsweise SiO2, vermischt und anschließend bei 100000 oder mehr wärmebehandelt werden, wobei die Ergebnisse hinsichtlich der mechanischen Festigkeit die gleichen sind. When comparing a resin mass with a heat treatment of 12000C exposed MgO with a resin composition of the same viscosity containing MgO that does not was heat-treated, it was found that the thermal conductivity of the first resin composition is about eight times that of the latter after hardening. In practice the heat-treated filler is mixed with other fillers, for example SiO2 used. The MgO can also only be combined with other fillers, for example SiO2, mixed and then heat-treated at 100,000 or more, the Mechanical strength results are the same.

Wie bereits beschrieben, ist eine Harzmasse hoher Wärmeleitfähigkeit erzielbar, wenn ein Füllstoff verwendet wird, der gänzlich oder hauptsäilich aus vorher wärmebehandeltem lVIgO besteht, wobei dann die Größe des erhaltenen geformten Transformators verringert werden kann. As already described, a resin composition is high in thermal conductivity achievable if a filler is used which consists entirely or mainly of previously heat-treated IVIgO, then the size of the resulting molded Transformer can be reduced.

Der erfindungsgemäße Transformator hat kleine Abmessungen und eine ausgezeichnete Wirkungsweise. Bei der Herstellung ist jedoch zu berücksichtigen, daß leicht Sprünge in der Oberfläche der geformten Spule aufgrund Schrumpfung bei Durchführung des Erwärmungsprozesses der Harzmasse auftreten. Diese Erscheinung tritt kaum auf, wenn eine Harzmasse mit verhaltnismäßig niedriger Wärmeableittemperatur verwendet wird, jedoch häufig bei Verwendung einer Harzmasse mit verhältnismäßig hoher Wärmeableittemperatur. Auch dieses Problem ist durch die-Erfindung gelöst. Dementsprechend wird die Rohspule mit einer Harzmasse in einer Form imprägniert, wobei der Zwischenraum zwischen Spule und Form mit Stapelglasfasern oder Fasern aus synthetischem Harz einer länge von 1 bis 20 mm ausgefüllt wird. Auf diese Weise können nicht nur Risse aufgrund von Schrumpfung der Harzmasse vollständig vermieden, sondern auch die Beständigkeit der Formspule gegenüber dem Wärmezyklus erhöht werden. Die Länge der Schnittfasern beträgt 1 bis 20 mm. The transformer of the present invention is small in size and has a excellent mode of action. However, during production it must be taken into account that that easily cracks in the surface of the molded coil due to shrinkage Performing the heating process of the resin composition occur. This appearance hardly occurs when a resin composition having a relatively low heat dissipation temperature is used, but often when using a resin composition with relatively higher Heat dissipation temperature. This problem is also caused by the invention solved. Accordingly, the raw bobbin is impregnated with a resin composition in a form wherein the space between the coil and the mold with staple glass fibers or fibers made of synthetic resin with a length of 1 to 20 mm. In this way can not only completely avoid cracks due to shrinkage of the resin mass, but also the resistance of the preformed coil to the heat cycle can be increased. The length of the cut fibers is 1 to 20 mm.

Bei Verwendung von Fasern unter 1 mm wird nämlich die Festigkeit der gehärteten Harzmasse gegenüber mechanischer Beanspruchung vermindert, während sich bei Verwendung von Fasern über 20 mm diese ausrichten, so daß die gehärtete Harzmasse in einer Richtung gegenüber Beanspruchung widerstandsfest, in der anderen Richtung jedoch nicht fest ist. Der Einfluß der Fasern auf die Härtungsschrumpfung der Harzmasse, die mechanischen Beanspruchungen in allen Richtungen unterworfen ist, ist dadurch vermindert.When using fibers less than 1 mm, the strength of the hardened resin composition against mechanical stress decreased while when using fibers over 20 mm, align them so that the hardened resin mass Resistant to stress in one direction, in the other direction however is not firm. The influence of the fibers on the curing shrinkage of the resin composition, which is subject to mechanical stresses in all directions, is thereby reduced.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung ein teilweise aus Harz geformter Transformator mit ausgezeichneten elektrischen, thermischen sowie mecha- lischen Eigenschaften erzielbar ist. From the above description it can be seen that according to the Invention of a partially molded resin transformer with excellent electrical, thermal and mechanical properties can be achieved.

Der t.rfindungsgemäße Transformator ist beispialsweise wie folgt herstellbar: man fertigt eine Elaterialspule, wobei als Isolierung zwischen die Hochspannungswicklung und die Niederspannungswicklung, zwischen die Hochspannungswicklung und den Magnetkern, sowie zwischen die Niederspannungswicklung und den Magnetkern ein nicht gewebter Glasfaserstoff, und zwischen die benachbarten lagen jeder Spulenwicklung ein nicht gewebter Polyesterstoff eingebracht wird (Fig. d). Die so erhaltene Rohspule wird in eine Form eingebracht und nach Auf-Tülfen des dazwischen befindlichen Raum mit Stapelolasfasern einer Länge von 3 mm wird die Spule unter einem Vakuum von 1 bis 3 mm fig mit einer Harzmasse impragniert. Unter Werwendung dieser Spule wurde ein Transformator. hergestellt. Bei Vergleich dieses mit einem aut herkömmliche Weise gefertigten Transformators stellte sich heraus, daß die Koronaspannung des ersteren um ca. 80 und seine dielektrische Festigkeit um ca. 5ay höher waren als die des letzteren. Die erfindungsgemäßen Transformatoren zeigten auch hinsIchtlich der elektrischen und der thermischen Eigenschaften keine wesentlichen Schwankungen in bezug zueinander. The transformer according to the invention is, for example, as follows producible: one produces a material coil, whereby as insulation between the High voltage winding and the low voltage winding, between the high voltage winding and the magnetic core, as well as between the low-voltage winding and the magnetic core a non-woven fiberglass, and between the neighboring a non-woven polyester fabric is inserted into each coil winding (Fig. d). The raw bobbin obtained in this way is placed in a mold and after being tipped on of the space in between with staple laser fibers with a length of 3 mm the coil fig impregnated with a resin mass under a vacuum of 1 to 3 mm. A transformer was made using this coil. manufactured. When comparing this turned out to be with a conventionally manufactured transformer found that the corona voltage of the former was around 80 and its dielectric strength were about 5ay higher than that of the latter. The transformers according to the invention also showed none with regard to the electrical and thermal properties significant fluctuations in relation to each other.

Bei einem geformten Transformator oxidieren die im Innern befindlichen Materialien weniger und werden demnach viel langsamer beeinträchtigt, als das unmittelbar mit Luft in Berührung stehende Material. Dadurch ist es möglich, eine Isolierschicht mit niedrigerem Grad der elektrischen Isolierung auf der in der Harzmasse zu formenden Spulenwicklung zu verwenden, weil nur eine Isolierschicht mit höherem Grad der elektrischen Isolierung auf die Anschlußdrähte aufgebracht zu werden braucht, die mit den Klemmenenden der Spulenwicklung im Innern der Harzmasse verbunden sind und außen in unmittelbarem Kontakt mit Luft stehen. Dadurch werden vorteilhafterweise die Herstellungskosten für den geformten Transformator verringert, so daß das erfindungsgemäße Verfahren zum billigen Herstellen eines geformten Transformators mit ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften also von grober industrieller Bedeutung ist. With a shaped transformer, those inside will oxidize Materials less and are therefore impaired much more slowly than immediately material in contact with air. This makes it possible to have an insulating layer with lower degree of electrical insulation on that to be molded in the resin mass Use coil winding because only an insulating layer with a higher degree of electrical Insulation needs to be applied to the connecting wires that connect to the terminal ends the coil winding are connected inside the resin compound and outside in immediate Stand in contact with air. This advantageously reduces the manufacturing cost reduced for the shaped transformer, so that the inventive method to manufacture a molded transformer cheaply with excellent electrical Properties is therefore of great industrial importance.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

1. Transformer, characterized in that between the neighboring Winding layers of at least the high-voltage winding or the low-voltage winding a non-woven polyester fabric is incorporated

2. Transformer, characterized in that that in a coil as insulation an easily impregnable, heat-resistant, non-woven fabric between a high-voltage winding and a low-voltage winding, between the high voltage winding and the Isagnetkern, as well as between the low voltage winding and the magnetic core, and a non-woven polyester fabric between the adjacent ones Winding layers of both the high-voltage winding and the low-voltage winding are introduced, and that the coil with an electrically insulating resin compound, for example epoxy resin, is impregnated.

3. Transformer according to claim 2, characterized in that the Insulation between the high voltage winding and the low voltage winding, between the high-voltage winding and the magnetic core, as well as between the low-voltage winding and the magnetic core made of a non-woven fiberglass with polyester or Epoxy resin bonded staple glass fiber, made from a non-woven polyester fabric, or a semi-hardened material impregnated with epoxy resin.

4. Transformer according to claim 2, characterized in that for Set the turns of the coil wire to the bulging to the winding direction running edges of the intermediate insulating layer are folded over into the resulting Fold electrically insulating material is introduced, and that the folded over Edges are about the same height as the diameter of the coil wire.

5. Transformer according to claim 2, characterized in that the Intermediate insulating layer has a suitably thick strip of insulating material, which is arranged along the edges running parallel to the winding direction .and is fused with these either by means of heat and pressure, or that the The edge is turned into folds several times, between which by means of heat and pressure a fusion bond has been established.

6. Transformer according to claim 2, characterized in that the edges of the intermediate insulating layer running parallel to the winding direction or are folded over several times, and that the resulting fold or folds with a Thread made of polyamide, polyester or the like. Are sewn.

7. Transformer according to claim 2, characterized in that the edges of the intermediate insulating layer running parallel to the winding direction or several times together with a thread made of polyamide, polyester, which is introduced into the fold or the like. are folded, and that the resulting fold or folds with a thread made of polyamide, polyester or the like. ve is or are sewing.

8. Transformer according to claim 2, characterized in that the edges of the intermediate insulating layer running parallel to the winding direction or folded several times are, and that the resulting fold or Wrinkles by dipping or spraying one of an epoxy resin and a curing agent existing liquid or powder are impregnated and then to Heated to convert the epoxy resin into the semi-cured state (state of stage 3) are.

9. Transformer according to claim 2, characterized in that the edges of the intermediate insulating layer running parallel to the winding direction or folded over several times that the resulting fold or folds with a thread made of polyamide, polyester or the like. sewn, by dipping or spraying with a liquid or powder composed of an epoxy resin and a hardening agent impregnated and then to convert the epoxy resin in the semi-cured th State (state of stage B) are heated.

10. Transformer according to claim 2, characterized in that for Preventing the turns of the assigned winding layer slipping in parallel to the winding direction of the edges of the intermediate insulating layer with a thread appropriate diameter and strength are sewn.

11. Transformer according to claim 2, characterized in that the Coil element for sufficiently impregnating the interior of the coil element during the Impregnating the coil with an electrically insulating resin compound under vacuum contains a hollow tube of electrically insulating material interposed between the Coil windings or is introduced between the insulating layers and in the wall Has openings with low flow resistance for the introduction of resin.

12. 'l'transformator according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the electrically insulating resin composition as a filler in a Temperature of at least ldOO ° C burnt itigO contains.

13. Transformer according to claim 12, characterized in that the Filler made from a mixture of MgO and another that is fired at at least 1000 ° C Consists of filler.

14. Transformer according to one of the preceding claims, d-aby characterized in that the electromagnetic coil is a preformed coil and lead wires which are connected to the terminal ends of the coil windings in the preformed coil each in a layer of the resin composition for removing the coil windings are embedded, and that the connecting wires with an insulating coating with a higher-grade electrical insulation are coated with than the insulating coating which the 13eiter'der coil windings is coated.

15. A method for manufacturing the transformer according to any one of the claims 1 to 14, characterized by the following process steps: winding a continuous Metal frame part with insulating material to form a coil body, application of windings on the bobbin, impregnating the resulting unit with a Resin, curing the resin to achieve a preformed coil and placing one over it the frame length extending slot in the metal oil frame to interrupt the Circuit in the metal frame.

16. The method according to claim 15, characterized by fitting a electrically insulating strip in the Metal frame over its entire length penetrating slot to interrupt the circuit in the Metal frame, arranging insulating material on the surface of the metal frame for forming a bobbin, applying windings to the bobbin, impregnating the resulting unit with an electrically insulating resin and then Hardening the resin.

17. The method according to one of the preceding claims, characterized by filling in the space between an electrical device to be molded and a mold receiving them with staple fibers made of glass or synthetic resin a length of 1 to 20 mm, pouring the electrically insulating resin composition into the shape and hardening of the resin composition under heat.