DE19536209A1 - Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines Glimmschutzes und damit umwickelter elektrischer Leiter - Google Patents
Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines Glimmschutzes und damit umwickelter elektrischer LeiterInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kombiband zur
gleichzeitigen Herstellung einer elektrischen Isolie
rung und eines Glimmschutzes um einen elektrischen Lei
ter, insbesondere um Leiterstäbe der Ständerwicklungen
von Großgeneratoren.
Elektrische Leiter müssen oftmals mit Isolierungen ver
sehen werden, die verschiedene Anforderungen gleichzei
tig erfüllen. Dies gilt insbesondere für Ständerwick
lungsstäbe großer Generatoren, den bevorzugten Anwen
dungsfall der vorliegenden Erfindung. Zunächst einmal
muß eine elektrische Isolierung oftmals hochspannungs
fest sein, weshalb sie elektrisch sehr gut isolierende
Schichten enthält, beispielsweise Schichten aus Glim
mer, wobei je nach Anwendungsgebiet eine Schicht aus
Feinglimmer, d. h. pulverisiertem Glimmer, oder aus
Spaltglimmer, d. h. aus größeren Plättchen von Glimmer
gebildet sein kann. Ein solches Isoliermaterial wird
zur besseren Verarbeitung nach dem Stand der Technik
mittels eines Klebers auf ein Gewebeband aufgebracht,
welches aus Glasgewebe oder aus Kunststoffgewebe, ins
besondere auf Polyesterbasis, bestehen kann. Mit diesem
Band wird der elektrische Leiter dann wendelförmig so
umwickelt, daß jede Wendel die vorhergehende teilweise,
vorzugsweise zur Hälfte überlappt. Unter Umständen wer
den mehrere solcher Wicklungsschichten aufgebracht.
Insbesondere bei Leiterstäben, die aus mehreren Teil
leitern zusammengesetzt sind, ist im innersten Bereich
der Isolierung eine Homogenisierung des elektrischen
Feldes im Bereich der Kanten der Teilleiter und im Be
reich der zwischen den Teilleitern beim Verröbeln ent
stehenden Zwickel erforderlich. Auch sollen Glimmentla
dungen in möglichen Luftspalten zwischen dem Stabgrund
und der Hochspannungsisolierung vermieden werden, da
diese auf Dauer die Isolierung schädigen.
Eine typische Anordnung zur Innenpotentialsteuerung bei
verdrillten Generatorstäben ist beispielsweise aus der
DE-OS 31 02 849 bekannt, in der auch Einzelheiten der
Herstellung dieses sogenannten "Innenglimmschutzes"
beschrieben sind. Wesentlich bei der Herstellung eines
solchen Innenglimmschutzes ist es, daß zunächst eine
elektrisch isolierende Unterschicht, der sogenannte
"Unterwickel" und darüber eine elektrisch schwach lei
tende Schicht, die auf definiertem Potential gehalten
werden kann, aufgebracht wird. Die Einhaltung eines
definiertem Potentials wird dabei oft durch einen Kon
taktleiter hergestellt, der an einer Stelle mit einem
Teilleiter galvanisch verbunden ist und über die ganze
Länge des Leiters mit der schwach leitenden Schicht in
Kontakt steht.
Die Herstellung eines solchen Innenglimmschutzes ist
relativ aufwendig, da zwei nacheinanderfolgende Wickel
aus unterschiedlichen Materialien und die Anbringung
des Kontaktleiters notwendig sind, wozu der Leiterstab
im allgemeinen zwischen verschiedenen Bearbeitungssta
tionen transportiert werden muß.
Eine ähnliche Problematik tritt auch beim sogenannten
Außenglimmschutz auf, wie er beispielsweise in der
WO 93/06646 beschrieben ist. Bei
der dortigen Anordnung wird zwischen einer inneren und
einer äußeren schwach leitenden Schicht ein auf Stoß
gewickeltes Spaltglimmerband aufgebracht, wobei zusätz
lich in Längsrichtung auf einer Wicklungsstab-Breitsei
te ein schwach leitendes Band abwechselnd unter und
über der Spaltglimmerschicht durchgefädelt wird, um die
innere und äußere elektrisch schwach leitende Schicht
miteinander zu verbinden. Auch die Herstellung des Au
ßenglimmschutzes ist aufwendig, da verschiedene Schich
ten hintereinander aufgebracht und definiert miteinan
der verbunden werden müssen.
Weitere Einzelheiten zur Verwendung und Anbringung von
verschiedenen Isolationsschichten an elektrischen Lei
tern sind in den Schriften DE 31 02 886 A1 und EP 0 481
984 B1 beschrieben.
Bei der elektrischen Isolierung und Anbringung von
schwach leitenden elektrischen Schichten an elektri
schen Leitern wurde bisher immer davon ausgegangen, daß
diese Schichten radial aufeinanderfolgen müssen, d. h.
daß jede dieser Schichten gegenüber der benachbarten
Schicht in sich abgeschlossen sein muß. Deshalb wurden
nacheinander Schichten aus unterschiedlichen Bändern
durch Umwickeln des Teilleiters aufgebracht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Aufbrin
gung von elektrischen Isolierschichten und Glimmschutz
schichten, d. h. elektrisch schwach leitfähigen Schich
ten zur Potentialsteuerung in bestimmten Bereichen der
Isolierung, einfacher herzustellen, und die dafür not
wendigen Materialien zur Verfügung zu stellen. Auch ein
Leiterstab mit entsprechend vereinfacht aufgebauter
Isolierung mit Glimmschutz ist Gegenstand der vorlie
genden Erfindung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kombiband zur
gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines
Glimmschutzes um einen elektrischen Leiter, wobei die
ses mindestens eine Gewebeschicht zum Zusammenhalt des
Bandes, mindestens eine elektrisch gegen Hochspannung
isolierende Schicht und mindestens eine elektrisch
schwach leitende Potentialausgleichsschicht enthält,
wobei die Gewebeschicht und die elektrisch schwach lei
tende Potentialausgleichsschicht auch gemeinsam durch
eine entsprechend leitfähige Gewebeschicht oder durch
eine mit geeignetem Material imprägnierte Gewebeschicht
gebildet werden können.
Während man bisher davon ausging, daß Isolierschicht
und elektrisch schwach leitfähige Schicht radial ge
trennt übereinanderliegen müßten, entsteht beim Umwickeln
eines Leiterstabes mit dem erfindungsgemäßen Kom
biband eine sich immer wieder überlappende Doppel
schicht, die beide gewünschten Funktionen gleichzeitig
erfüllt. Die Gewebeschicht, die die Basis des Kombiban
des bildet, kann aus Glasgewebe oder Kunststoffgewebe
sein, insbesondere aus Polyester. Auf eine solche
Schicht wird typischerweise mittels an sich bekannter
Verfahren Glimmer aufgebracht, für den inneren Bereich
der Isolierung vorzugsweise in Form von Feinglimmer,
für den äußeren Bereich vorzugsweise in Form von Spalt
glimmer. Die elektrisch schwach leitende Potentialaus
gleichsschicht kann durch Kleberschichten mit Kohlen
stoffpartikeln oder durch Verwendung geeigneter Kunst
stoffgewebe erreicht werden.
Für ein Kombiband sind, wie anhand der Zeichnung näher
beschrieben wird, zahlreiche Ausführungsformen und
Schichtfolgen möglich, je nach Anwendungsfall. So kann
im einfachsten Fall auf ein Gewebeband zunächst eine
Glimmerschicht und dann eine elektrisch schwach leitfä
hige Schicht aufgebracht sein. Es kann auch ein elek
trisch leitfähiges Gewebe mit einer Glimmerschicht ver
sehen werden. Weiterhin ist es möglich beide Außensei
ten des Kombibandes mit Potentialausgleichsschichten zu
versehen, beispielsweise indem eine Isolationsschicht,
vorzugsweise Glimmer, zwischen zwei elektrisch schwach
leitfähigen Gewebebändern angeordnet ist. Für besondere
Anwendungsfälle ist es auch möglich, eine elektrisch
schwach leitfähige Schicht zwischen zwei isolierenden
Schichten anzuordnen.
Bevorzugt werden jedoch Ausführungsformen, bei denen
eine oder beide Außenseiten des Kombibandes durch eine
elektrisch schwach leitfähige Schicht gebildet werden.
Durch Umwickeln eines Leiterstabes mit solchen Kombi
bändern können gleichzeitig Isolierung und Innenpoten
tialsteuerung bzw. Glimmschutz hergestellt werden, wo
bei der Leiterstab vorzugsweise wendelförmig mit sich
überlappenden Lagen des Kombibandes umwickelt wird.
Zur Herstellung eines Leiterstabes mit Außenglimmschutz
wird insbesondere ein Kombiband verwendet, welches auf
beiden Außenseiten elektrisch schwach leitende Schich
ten aufweist und im Inneren eine Schicht aus Spaltglim
mer, wobei insbesondere die Außenseiten aus elektrisch
schwach leitfähigen Gewebeschichten bestehen. Die sich
überlappenden Bereiche des Kombibandes werden mit
schwach leitendem Kleber verbunden, wodurch Unter- und
Oberseite des Kombibandes immer wieder elektrisch mit
einander verbunden werden, wie dies früher nur durch
aufwendiges Durchfädeln eines zusätzlichen schwach lei
tenden Bandes durch die dazwischen liegende elektrisch
isolierende Schicht möglich war.
Zur Erzielung eines Innenglimmschutzes wird bevorzugt
ein Kombiband verwendet, welches auf einer Seite eine
elektrisch isolierende Schicht und auf der anderen Sei
te eine schwach leitfähige Schicht aufweist. Für diese
Aufgabe muß beim Umwickeln eines Leiters mit dem Kom
biband sichergestellt werden, daß im Überlappungsbe
reich die Hochspannungsisolationsschicht und die Poten
tialausgleichsschicht räumlich getrennt werden, was
beispielsweise durch einen isolierenden Kleber oder
Binder erreicht werden kann.
Um die einzelnen Wicklungen der elektrisch schwach
leitfähigen Schicht sicher auf einem gleichen Potential
halten zu können, kann, wie aus dem Stand der Technik
bekannt, wiederum ein Kontaktleiter eingesetzt werden,
der auf der Seite der Umwicklung verläuft, auf der sich
die elektrisch schwach leitfähige Schicht befindet.
Auch das erfindungsgemäße Kombiband und die damit um
wickelten Leiter können nach üblichen Verfahren mit
Isolationsharz getränkt und umgeben werden. Insbesonde
re ist es möglich, auch so hergestellte erfindungsgemä
ße Teilleiter zusammen mit dem ganzen Ständer des Gene
rators in einem sogenannten Ganztränkverfahren mit Iso
lationsharz zu versehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung, auf die
diese jedoch nicht beschränkt ist, sind in der Zeich
nung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Leitersta
bes mit teilweise aufgeschnittenem Innen
glimmschutz,
Fig. 2 den Aufbau eines Kombibandes zur Herstellung
eines Innenglimmschutzes,
Fig. 3 einen alternativen Aufbau zur Herstellung
eines Innenglimmschutzes,
Fig. 4 den Aufbau eines Kombibandes zur Herstellung
eines Außenglimmschutzes,
Fig. 5 schematisch einen Längsschnitt durch zwei
Windungen eines Außenglimmschutzes aus Kom
biband und
Fig. 6 einen Längsschnitt durch zwei Windungen eines
Kombibandes als Innenglimmschutz.
Fig. 1 zeigt in teilweise geschnittener perspektivi
scher Darstellung einen aus Teilleitern 1 aufgebauten
Leiterstab 2 mit einem Wickel 10 aus Kombiband, der als
Innenglimmschutz dient. Das Kombiband besteht aus einer
Gewebeschicht 11, einer darüber liegenden Feinglimmer
schicht 12 und einer darauf aufgebrachten elektrisch
schwach leitenden Schicht 13, die als Potentialaus
gleichsschicht dient. Durch ein Fenster 4 in dem Wickel
aus Kombiband ist ein Kontaktleiter 3 galvanisch mit
dem Leiterstab 2 verbunden 5, und verläuft im übrigen
entlang des Leiterstabes in Kontakt mit der äußeren
elektrisch schwach leitenden Schicht 13.
Fig. 2 zeigt in perspektivischer, quergeschnittener
Darstellung den Aufbau eines Kombibandes für den Innen
glimmschutz. Auf ein Gewebeband 21 ist eine Feinglim
merschicht 22 aufgebracht, über der eine elektrisch
schwach leitfähige Schicht 23 liegt.
Gemäß Fig. 3 kann diese Anordnung dadurch vereinfacht
werden, daß die Gewebeschicht 31 als elektrisch schwach
leitfähige Schicht ausgebildet ist, indem sie entweder
aus einem dafür geeigneten Material hergestellt oder
mit einem elektrisch schwach leitenden Material imprä
gniert ist.
Fig. 4 zeigt eine zur Herstellung eines Außenglimm
schutzes bevorzugte Schichtanordnung des Kombibandes.
Auf eine elektrisch schwach leitfähige Gewebeschicht 41
ist eine Schicht mit Spaltglimmer 42 aufgebracht, die
wiederum von einer elektrisch schwach leitfähigen Gewe
beschicht 43 abgedeckt ist.
Die typischen Konstellationen beim wendelförmigen über
lappenden Wickeln von Kombibändern sind in den Fig. 5
und 6 schematisch dargestellt. Fig. 5 zeigt im Längs
schnitt zwei sich überlappende Windungen des in Fig. 4
dargestellten Kombibandes, wobei im Überlappungsbereich
durch einen elektrisch schwach leitfähigen Kleber 44
gegebenenfalls der Kontakt zwischen der oberen und der
unteren Gewebeschicht aufeinanderfolgender Wicklungs
schichten verbessert werden kann. Es entsteht auf diese
Weise die für den Außenglimmschutz besonders geeignete
Form von zwei elektrisch schwach leitfähigen Schichten,
die durch eine Hochspannungsisolierschicht voneinander
getrennt sind, aber immer wieder untereinander in Kon
takt stehen.
Fig. 6 zeigt im Gegensatz dazu die typische Anordnung
für einen Innenglimmschutz aus Kombiband, wo in den
Überlappungsbereichen durch einen elektrisch isolieren
den Kleber 34 oder dergleichen sichergestellt werden
muß, daß kein unerwünschter elektrischer Kontakt zwi
schen den elektrisch schwach leitfähigen Schichten 41,
43 aufeinander folgender Wicklungen entsteht.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen mehrschich
tigen Kombibandes wird die Herstellung von elektrischen
Isolierungen mit Glimmschutz wesentlich vereinfacht, da
Verfahrensschritte und der Transport von Leiterstäben
entfallen. Die entstehenden Glimmschutzschichten haben
dennoch die gleichen guten Eigenschaften wie die bisher
bekannten Schichten und lassen sich auch mit Isolier
harz tränken, insbesondere im Ganztränkungsverfahren.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung liegt bei
den Ständerwicklungen von Großgeneratoren, d. h. Gene
ratoren von mehr als 150 MVA oder sogar mehr als 300
MvA.
Claims (16)
1. Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer
Isolierung und eines Glimmschutzes um einen
elektrischen Leiter, enthaltend
- - mindestens eine Gewebeschicht (11; 21; 31; 41, 43) zum Zusammenhalt des Bandes,
- - mindestens eine elektrisch gegen Hochspannung isolierende Schicht (12; 22; 32; 42) und
- - mindestens eine elektrisch schwach leitende Po tentialausgleichsschicht (13; 23; 31; 41; 43).
2. Kombiband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Gewebeschicht (11; 21; 31; 41, 43)
ein Flies auf Glasgewebebasis oder Kunststoff
basis ist, insbesondere auf Polyesterbasis.
3. Kombiband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hochspannungsisolations
schicht (12; 22; 32; 42) Glimmer enthält.
4. Kombiband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Glimmer in Form von Feinglimmer
(12; 22; 32) vorliegt.
5. Kombiband nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Glimmer in Form von Spaltglimmer
(42) vorliegt.
6. Kombiband nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Potential
ausgleichsschicht (13; 23; 31; 41; 43) Kohlen
stoffpartikel enthält.
7. Kombiband nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Potential
ausgleichsschicht (13; 23; 31) eine Außenseite
des Kombibandes bildet.
8. Kombiband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß beide Außenseiten des
Bandes Potentialausgleichsschichten (41, 43)
sind.
9. Kombiband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Potentialaus
gleichsschicht im Inneren des Bandes zwischen
zwei Isolierschichten liegt.
10. Kombiband nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebe
schicht (31; 41, 43) selbst die Potentialaus
gleichsschicht bildet, indem sie aus elektrisch
schwach leitfähigem Material besteht oder mit
einem solchen imprägniert ist.
11. Kombiband nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Außenseiten des Bandes aus Gewebe
schichten (41, 43) bestehen, die aus elektrisch
schwach leitfähigem Material hergestellt sind
und/oder mit einem solchen imprägniert sind.
12. Leiterstab (2) mit Isolierung und Glimmschutz,
hergestellt unter Verwendung von einem Kombiband
(10) gemäß Anspruch 1, wobei der Leiterstab (2)
wendelförmig mit sich überlappenden Lagen des
Kombibandes (10) umwickelt ist.
13. Leiterstab nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Leiterstab (2) ein Ständer
wicklungsstab eines Generators, vorzugsweise
eines Großgenerators mit einer Leistung über 150
MVA, insbesondere über 300 MVA, ist und einen
Außenglimmschutz dadurch aufweist, daß er mit
einem Kombiband (10) gemäß einem der Ansprüche 8
oder 11 umwickelt ist, wobei die sich überlap
penden Bereiche des Kombibandes (10) mit schwach
leitendem Kleber (44) verbunden sind.
14. Leiterstab nach Anspruch 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Leiterstab ein Läuferwick
lungsstab eines Generators ist und einen Innen
glimmschutz dadurch aufweist, daß er mit einem
Kombiband gemäß einem der Ansprüche 7, 9 oder 10
umwickelt ist, wobei eine elektrisch isolierende
Schicht (54), insbesondere aus Kleber oder Bin
der, eine räumliche Trennung von Hochspannungs
isolationsschicht (12; 22; 32) und Potentialaus
gleichsschicht (13; 23; 31) sicherstellt.
15. Leiterstab nach einem der Ansprüche 12, 13 oder
14, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Lei
terstabes (2) außerhalb der durch das Kombiband
(10) gebildeten Umwicklung eine Kontaktleiter
(3) verläuft, der an einer Kontaktstelle (5) mit
dem Leiterstab (2) galvanisch verbunden ist und
in seinem übrigen Verlauf galvanisch mit der
oder den auf dem Kombiband (10) gebildeten Po
tentialausgleichsschicht(en) (13; 23; 31; 41;
43) gekoppelt ist.
16. Leiterstab nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterstab (2)
mit seiner Umwicklung aus Kombiband (10) und den
ihn umgebenden Teilen nach einem Ganztränkungs
verfahren mit Isolationsharz getränkt und umge
ben ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995136209 DE19536209A1 (de) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines Glimmschutzes und damit umwickelter elektrischer Leiter |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1995136209 DE19536209A1 (de) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines Glimmschutzes und damit umwickelter elektrischer Leiter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19536209A1 true DE19536209A1 (de) | 1996-12-12 |
Family
ID=7773503
Family Applications (1)
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DE1995136209 Withdrawn DE19536209A1 (de) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | Kombiband zur gleichzeitigen Herstellung einer Isolierung und eines Glimmschutzes und damit umwickelter elektrischer Leiter |
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