DE19610113C2 - Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Isolierkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Isolierkörpers aus Kunststoff, insbesondere für die Hochspannungstechnik, gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.

Faserverstärkte Isolierkörper aus Kunststoff sind in vielfältigen Ausführungen, beispielsweise als Isolierrohre, massive GFK-Stäbe oder auch isolierende Profile, z. B. für Masten, bekannt. Faserverstärkte Isolierrohre dienen seit vielen Jahren u. a. zum Isolationsaufbau in der Hochspannungstechnik bei verschiedenen flüssigen und gasförmigen Isoliermedien und haben die früher dafür verwendeten Hartpapierzylinder bzw. -stäbe weitgehend abgelöst. Beispielsweise werden bei Stufenschaltern, die bekanntlich den gleichen Spannungsbeanspruchungen ausgesetzt sind wie die Transformatorenwicklung, solche Isolierrohre zur festen Isolation der Kontakte des Wählers als auch des Lastumschalters verwendet.

Seit der Einführung von Epoxidharzen für die Elektrotechnik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Isolierkörpern entwickelt worden.

Für Stäbe sind z. B. kontinuierliche Wickel-, Zieh- oder Schleuderverfahren bekannt, Profile werden üblicherweise durch diskontinuierliche Verfahren hergestellt.

Bekannt ist z. B. für Isolierrohre aus der DE-OS 35 37 142 sowie der Firmenschrift "MR- Isolierrohre ROTAFIL®" der Anmelderin das Filament-Winding-Verfahren.

Dabei werden Glasfaser- oder auch Polyester-Rovings auf einen Wickeldorn gewickelt; als Matrix kommen z. B. Expoxidharze zur Anwendung.

Die Isolierrohre werden auf dem Wickeldorn unter Zufuhr von Wärme bei hoher Temperatur ausgehärtet. Dies geschieht entweder bei ständig rotierendem Wickeldorn durch Außenbeheizung in einem geschlossenen IR-Durchlaufofen oder von innen über einen beheizbaren Wickeldorn.

Auf diese Weise werden Isolierrohre sowohl aus reinem Glasfaser- bzw. Polyesterlaminat als auch aus Mischlaminat, bestehend sowohl aus Glas- als auch aus Polyesterfasern, hergestellt.

Weiterhin ist es z. B. aus der DE-OS 22 64 341 bekannt, statt Rovings, durchgehenden Fadenbündeln also, vielmehr Gewebebahnen zu verwenden, die in mehreren Lagen in das Gießharz eingebettet sind.

Aus der DD 2 10 234 ist auch bereits ein gemischtes Laminat, bestehend aus einer abwechselnden Schichtung von solchen textilen Flächengebilden einerseits und Polyesterfasern andererseits, bekannt.

Schließlich ist es z. B. aus der DE-OS 27 19 773 bekannt, die in Rede stehenden Isolierrohre durch eine sogenannte Vakuumimprägnierung herzustellen.

Dabei wird zuerst ein Trockenwickel an der Innenschicht mit Polyestervlies versehen, dann mit Glasgewebebahnen aufgewickelt und der Rohwickel an der Außenseite mit Polyestergewebebahnen oder Polyestervlies abgeschlossen. Der so aufgebaute Trockenwickel wird dann in einer geschlossenen Form unter Vakuum mit Harz getränkt und unter Temperatur ausgehärtet.

Aus der DE-PS 35 37 142 ist es bekannt, daß ein Isolierrohr eine weitere, die äußere Oberfläche bildende, Schicht aus gewickelten Polyesterrovings erhält.

Die mechanische Festigkeit der bekannten Isolierkörper ist im allgemeinen ausreichend und läßt sich überdies durch einfache, bekannte Maßnahmen verbessern. Genannt sei hier nur die kreuzlagenweise Wicklung des Rovings oder die Verwendung bestimmter anderer Wickelmuster bei der Herstellung bewickelter Isolierrohre oder -körper; dazu existiert ein breiter Stand der Technik.

Die elektrische bzw. dielektrische Festigkeit solcher Isolierkörper, z. B. die - von Durchschlagfestigkeit und Kriechstromneigung abhängige - mögliche Spannungsbeanspruchung zwischen in der Wandung von Isolierrohren angeordneten Kontakten, ist jedoch bis heute problematisch geblieben und nach wie vor ein potentieller Schwachpunkt solcher Isolierrohre.

Es hat sich gezeigt, daß ein gattungsgemäßer Isolierkörper nicht als homogenes Isoliermaterial angesehen werden kann; vielmehr muß die dielektrische Festigkeit abhängig von der Beanspruchungsrichtung gesehen werden. Dabei sind zwei unterschiedliche Beanspruchungsrichtungen zu betrachten, nämlich die Beanspruchung in Faserrichtuug und die Beanspruchung quer zur Faserrichtung. Es konnte festgestellt werden, daß die Beanspruchung in Faserrichtung immer ungünstigere Werte ergibt als die Beanspruchung quer zur Faserrichtung.

Zur Lösung dieses Problems ist in der DE-OS 33 37 954 bereits vorgeschlagen worden, eine gewickelte Armierung vorzusehen, deren Faserstruktur aus kurzen, ungerichteten Fasern besteht. Abgesehen davon, daß dies zu Lasten der mechanischen Festigkeit geht - was in der Veröffentlichung auch ohne weiteres eingeräumt wird -, ist dieser Vorschlag z. B. beim Filament-Winding-Verfahren ohnehin nicht praktikabel.

In der DE-PS 33 22 173 ist zum gleichen Problem speziell bei Isolierrohren bereits vorgeschlagen worden, den Wickelwinkel des Rovings auf dem Wickeldorn so zu wählen, daß später in der Wandung des Isolierstoffrohres zu befestigende benachbarte Kontakte unterschiedlichen Potentials nicht die selbe Faser schneiden, oder, anders ausgedrückt, daß der Wickelwinkel so bemessen wird, daß jeder in eine Bohrung oder Ausnehmung eines Kontaktes des einen Potentials einlaufende Faden an jeder Bohrung oder Ausnehmung eines benachbarten Kontaktes anderen Potentials vorbeiläuft.

Dies erscheint zwar theoretisch einleuchtend, ist aber praktisch schon deswegen nicht realisierbar, weil die Isolierrohre in der Regel mit einem feststehenden Wickelwinkel, der sich aus der verwendeten Vorrichtung ergibt und oft nicht ohne weiteres veränderbar ist, auf Vorrat gefertigt und erst später mit Kontakten komplettiert werden. Anzahl und relative Lage dieser Kontakte zueinander sind gerätespezifisch vorgegeben und normalerweise nicht variierbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines gattungsgemäßen Isolierkörpers anzugeben, durch das bei diesem Isolierkörper eine deutliche Verbesserung sowohl der elektrischen Eigenschaften, d. h. eine hohe Gleichspannungsfestigkeit und Durchschlagfestigkeit, als auch eine ebenfalls deutliche Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften, d. h. ein günstiger Verlustfaktor tan δ sowie eine günstige Dielektrizitätskonstante ε, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches. Die Unteransprüche beinhalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Oberfläche der Armierung vor der eigentlichen Herstellung des Isolierkörpers, d. h. dem Einbetten in Harz oder Kunststoff, einer Plasmabehandlung unterzogen wird.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß bei einer Plasma-Vorbehandlung der Oberfläche der Armierung bzw. der Faserverstärkung, beispielsweise des Rovings beim Filament-Winding- Verfahren, vor der Herstellung des Isolierkörpers, z. B. dem Aufwickeln auf den Wickeldorn, sich die elektrischen und dielektrischen Eigenschaften eines solcherart hergestellten Isolierkörpers ganz wesentlich verbessern.

Die Plasmabehandlung von Kunststoffen per se ist bereits in zahlreichen Variationen bekannt. Solche Plasmabehandlungen werden nach dem Stand der Technik angewendet, um

• a) das Ausblühen von Weichmachern u. dgl. zu vermeiden (DE-PS 30 02 049, DE-PS 30 22 608)
• b) kratzfeste oder besonders strukturierte Oberflächen zu erzielen (DE-OS 42 32 390)
• c) die elektrostatische Aufladbarkeit herabzusetzen (DE-PS 30 22 547)
• d) die Oberflächenspannung kompliziert geformter Körper zu erhöhen (DE-OS 42 32 998)
• e) eine verbesserte Wärmebeständigkeit zu erzielen (EP 0 136 918)
• f) die Haftfähigkeit nachfolgend aufzubringender Beschichtungen o. ä. zu verbessern (z. B. EP 0 152 511)
• g) die innere mechanische Festigkeit von Fasern in Harzbindung zu erhöhen (EP 0 192 510).

Irgendwelche Hinweise, eine Plasmabehandlung zur Verbesserung der elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaften von faserverstärkten Isolierkörpern anzuwenden, sind dem umfangreichen Stand der Technik jedoch nicht zu entnehmen.

Bei einer an sich bekannten Plasmabehandlung wird durch Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung eine Gasentladung (Plasma) gezündet, wodurch das Gas in einer Reaktionskammer teilweise ionisiert wird.

Dabei wird prinzipiell zwischen Niederdruckplasma und Normaldruckplasma unterschieden. Beim Niederdruckplasmaverfahren erfolgt die Plasmabehandlung in relativem Vakuum. Dabei ist die freie Weglänge der Ladungsträger so groß, daß es nur in geringem Umfang zu Zusammenstößen zwischen Ladungsträgern und Gasmolekülen kommt, so daß sich die Temperatur und damit die Bewegungsenergie der Elektronen einerseits und der Gasmoleküle andererseits stark voneinander unterscheidet; die Gastemperatur beträgt etwa 60 . . . 100°C. Beim Normaldruckverfahren dagegen geben die Ladungsträger ihre vom Feld aufgenommene Energie aufgrund der kurzen freien Weglängen unmittelbar an die Gasmoleküle weiter, so daß sich Elektronentemperatur und Gastemperatur weitestgehend angleichen. Entsprechende Reaktionen laufen erst bei Temperaturen von mehreren 1000°C ab.

Bei einer Plasmabehandlung der hier in Rede stehenden Armierung, d. h. Faserverstärkung, eines Isolierkörpers ist zu beachten, daß besonders organische Materialien keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden dürfen. Die Anwendung eines herkömmlichen Normaldruckplasmaverfahrens ist daher nicht ohne weiteres möglich, auch wenn dieses Verfahren für eine kontinuierliche Vorbehandlung besonders geeignet erscheint.

Für das erfindungsgemäße Verfahren prinzipiell besser geeignet ist eine Vorbehandlung mittels Niederdruckplasma. Dies hat den Vorteil, daß, wie bereits ausgeführt, die Reaktionen in einem für die zu behandelnden Materialien wesentlich vorteilhafteren Temperaturbereich möglich sind. Durch diese niedrige Reaktionstemperatur wird vermieden, daß die vom Plasma auf der zu aktivierenden Oberfläche abgeschiedenen reaktiven Gruppen sich wieder verändern, bzw. die zu behandelnden Materialien thermisch zerstört werden. Nachteilig bei einem Niederdruckverfahren ist jedoch, daß eine Vakuumabdichtung der Reaktionskammer erforderlich ist, was dieses Verfahren für kontinuierliche Prozesse, wie beispielsweise die Behandlung von Rovings vor dem Wickelvorgang, problematisch macht.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll für das erfindungsgemäße Verfahren eine Normaldruckplasmabehandlung mit Barrierenentladung eingesetzt werden.

Eine solche Behandlung kombiniert die Vorteile des Niederdruckverfahrens mit denen des Normaldruckverfahrens, d. h. sie gestattet eine, auch kontinuierliche, Behandlung bei Normaldruck ohne aufwendige Vakuumkammern bei gleichzeitiger relativ geringer, für die zu behandelnde Faserverstärkung unschädlicher, Reaktionstemperatur.

Ein solches Verfahren ist bereits in der Veröffentlichung "Statusseminar Oberflächen- und Schichttechnologien, Mainz, 1995" beschrieben. Es dient dort in Verbindung mit reaktiven Gasen zur kontinuierlichen Beschichtung von Folien zur Verbesserung der Bedruckbarkeit, Lackierbarkeit und Verklebbarkeit ohne vorhergehende Primerung. Außerdem dient das in der genannten Veröffentlichung beschriebene Verfahren dazu, bei additiven Polymerfolien eine langzeitbeständige Veränderung der Oberflächeneigenschaften, angeführt ist ein Zeitraum von bis zu 6 Monaten, zu erzielen.

Irgendwelche Hinweise, dieses Verfahren zur Verbesserung der elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaften anzuwenden, sind der Veröffentlichung nicht zu entnehmen. Im Gegenteil führt sie von der Erfindung weg, weil die dort besonders herausgestellte Erzielung eines Langzeiteffektes, der auch noch wirksam sein soll, wenn zwischen der Plasmabehandlung und der Weiterbehandlung, d. h. zum Beispiel dem Bekleben oder Bedrucken, ein Zeitraum von einigen Monaten liegt, für das erfindungsgemäße Verfahren gerade nicht von Bedeutung ist. Die gattungsgemäßen Isolierkörper werden vielmehr quasi "in einem Zug" hergestellt; es werden üblicherweise keine vorgefertigten Zwischenprodukte gelagert und erst später komplettiert bzw. fertiggestellt - der in der Veröffentlichung besonders herausgestellte Effekt der erzielbaren Langzeitstabilität spielt also bei der Herstellung der gattungsgemäßen Isolierkörper gerade keine Rolle.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert werden.

Unter dem Begriff "Verbesserung der elektrischen Eigenschaften" ist dabei besonders die Beeinflussung der Gleichspannungsfestigkeit sowie der Durchschlagfestigkeit zu verstehen; unter dem Begriff "Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften" besonders die Beeinflussung von tan δ und ε.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Barriereanordnung bei einer Normaldruckplasmabehandlung bei einem erfindungsgemäßen Verfahren

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Fig. 3 zeigt eine besonders geeignete Wellenform zur Ansteuerung dieser Vorrichtung

Fig. 4 zeigt einen zur Erzeugung einer solchen Wellenform besonders geeigneten Generator

Fig. 5 zeigt wiederum in schematischer Darstellung eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, ebenfalls unter Verwendung einer Normaldruckplasmabehandlung mit Barrierenanordnung.

Der in Fig. 1 dargestellte Aufbau beinhaltet eine Barrierenanordnung, bei der sich zwischen einer Hochspannungselektrode 1 und einer Erdelektrone 4 ein Gasspalt 2 und mindestens eine Barriere 3 befinden. Die gesamte Anordnung befindet sich in einem geschlossenen Gefäß 5. Bei Beanspruchung der Anordnung mit einer veränderlichen Spannung ausreichender Höhe kommt es im Gasspalt zur Entwicklung vieler, statistisch über die Barrierenoberfläche verteilter Mikroentladungen. Die Barriere ist dabei so bemessen, daß sie nicht durchschlagen wird. Der Stromfluß durch die einzelnen Mikroentladungen wird durch die Barriere schnell begrenzt und die Entladungen verlöschen nach wenigen Nanosekunden. Der Strom wird im wesentlichen von Elektronen getragen. Die Entladungen befinden sich nicht im thermischen Gleichgewicht; sie bleiben "kalt". Die Einwirkung der Mikroentladungen auf die Oberfläche hängt von der Art des Gases ab, das sich im Gasspalt befindet. Mit chemisch inerten Gasen ist eine Aktivierung der Oberfläche möglich.

Grundsätzlich können solche Barriereentladungen mit unterschiedlichen Spannungsformen erzeugt werden, die Art und Anzahl der stattfindenden Mikroentladungen beeinflussen. Darauf wird bei der Erläuterung von Fig. 3 noch näher eingegangen.

Fig. 2 zeigt eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung. Eine zu behandelnde Armierung 6 befindet sich komplett in einem abgedichteten Gefäß und wird im Betrieb von einer Wickelwelle 7 auf die andere umgewickelt. Dabei wird sie durch zwei Leitwellen 8 über Glasbarrieren 9, 10 geführt. Eine Hochspannungselektrode 11 bildet gemeinsam mit einem Gasspalt 12, der Armierung 6 und den beiden Glasbarrieren 9, 10 die Barrierenanordnung. Die Hauptbarriere 9 ist dabei auf der Unterseite mit einer dünnen Metallschicht bedampft und bildet so auch gleichzeitig die Erdelektrode. Die Abrollgeschwindigkeit kann über eine Regeleinheit überwacht und konstant gehalten werden. Beispielsweise kann sie mit Hilfe eines Tachogenerators an einer der Leitwellen 8 abgenommen werden.

Durch die geeignete Ansteuerung der Vorrichtung zum Erzielen der gewünschten Barrierenentladung durch eine repetierende Wechselspannung mit Zwischenpausen ist es möglich, eine statistisch gleichmäßige Verteilung der Entladungsflußpunkte und damit eine gleichmäßige gewünschte erfindungsgemäße Beeinflussung der elektrischen bzw. dielektrischen Eigenschaften zu erreichen. Mit anderen Worten: Durch einen repetierenden Pulsbetrieb wird bei der Plasmabehandlung ein Zurückziehen in vorbenutzte Entladungskanäle verhindert. Dazu ist es nicht unbedingt erforderlich, die Entladungsstrecke streng unipolar anzusteuern. Mit sinusförmigen Wellenzügen und definierten Pausenzeiten, in denen sich die zurückgebliebenen Ladungen auf der Oberfläche verteilen können, läßt sich eine statistisch annähernd gleich verteilte Fußpunktverteilung erreichen. Sinusförmige Wellenzüge haben dabei den besonderen Vorteil einer relativ leichten Generierbarkeit.

Fig. 3 zeigt besonders geeignete Spannungsverläufe, und zwar Fig. 3a einen einzelnen Spannungspuls und Fig. 3b mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Spannungspulse mit dazwischenliegenden Zwischenpausen.

Fig. 4 zeigt einen zur Erzeugung solcher Wellenzüge besonders geeigneten Generator, wie er von der Fa. SOFTAL, Hamburg, DE hergestellt wird. Dabei wird die Netzspannung über einen Stelltransformator eingespeist, gleichgerichtet und lädt den Kondensator C im Gleichspannungszwischenkreis auf die Spannung U_zk; die Schalter T₁ und T₂, ausgeführt als IGBT′s (Integrated Gate Bipolar Transistor), werden abwechselnd betrieben. Beim Schließen von T₁ wird die Spannung über C₁ auf die Primärseite des Hochspannungstransformators geschaltet. Wenn die Kapazität der Barrierenanordnung über den Transformator aufgeladen ist, wird T₁ geöffnet und T₂ geschlossen, wodurch die Spannung am Kondensator C₂ auf den Transformator geschaltet wird. Die Umschaltung erfolgt periodisch etwa im Takt der Resonanzfrequenz. Die Kondensatoren C₁ und C₂ sind dabei so ausgelegt, daß sie im Betrieb nicht oder nur wenig entladen werden; D₁ und D₂ sind als Freilaufdioden ausgebildet. Wird der Schwingkreis des Generators leicht verstimmt, dann kann über die damit verbundenen höherfrequenten Spannungsanteile ein erleichtertes Durchzünden der Strecke erreicht werden. Eine herabgesetzte Zündspannung hängt ursächlich mit einer großen freien Weglänge zusammen und deutet somit, da die Anzahl der Stoßprozesse bzw. die thermische Energie klein ist, auf eine geringe effektive Gastemperatur hin.

Fig. 5 zeigt eine weitere Anordnung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine zu behandelnde Amierung 20 befindet sich auf einer ersten Wickelwelle 21 und wird auf eine zweite Wickelwelle 22 während der erfindungsgemäßen Plasmabehandlung umgewickelt. Ein dazu vorgesehener Antriebsmotor ist in der Zeichnung nicht dargestellt, ebenso wird nicht näher auf an sich bekannte Möglichkeiten zur Regelung der Drehzahl bzw. der Bahngeschwindigkeit der kontinuierlich ablaufenden Armierung eingegangen. Die Bahngeschwindigkeit der umzuwickelnden Armierung, die beispielsweise aus einzelnen Glasrovings oder aber auch aus einem bereits vorgefertigten Rovingstrang bestehen kann, kann etwa 1 . . . 200 m/min. betragen.

Zwischen den beiden Wickelwellen 21, 22 ist die eigentliche Barrierenanordnung zur erfindungsgemäßen Plasmabehandlung vorgesehen. Sie weist eine erste Elektrode 23, die sogenannte HS-Elektrode, und eine zweite Elektrode 24, die sogenannte Erdelektrode auf. Die Oberfläche der zweiten Elektrode 24, die der ersten Elektrode 23 zugewandt ist, ist mit einer Barriere 25, besonders vorteilhaft einer Glasplatte, bedeckt. Wie bereits weiter oben bei der Fig. 2 erläutert, ist es auf besonders einfache Weise möglich, eine Glasplatte mit einer leitenden Schicht zu bedampfen. Dadurch ist ein Verbund zwischen Barriere 25 und Elektrode 24 hergestellt; es entfallen sonst notwendige separate Mittel zur Fixierung bzw. Befestigung der Barriere 25. Die Dicke der Glasbarriere kann hier etwa 4 . . . 5 mm betragen. Der Abstand zwischen der Oberfläche der Glasbarriere und der ersten Elektrode 23 beträgt hier etwa 5 mm; er kann je nach Ausführungsform der Vorrichtung im Bereich von 0,5 . . . 10 mm liegen und hängt u. a. von der Dicke der zu behandelnden Armierung 20, die diesen Spalt durchläuft, ab. Die Armierung 20 wird mittels zweier Leitwellen 26, 27 über die Oberfläche der Glasbarriere, d. h. durch den Spalt zwischen Barriere 25 und der ersten Elektrode 23 geführt. Zu einer definierten Führung besonders quer zur Bewegungsrichtung dienen zusätzliche Führungselemente 30.

An die erste Elektrode 23 wird eine repetierende Wechselspannung mit dazwischenliegenden Pausen, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt, angelegt.

Die Amplitude eines Spannungspulses sollte etwa 2 . . . 40 kV betragen; die Pulsfrequenz, d. h. die Frequenz der einzelnen Schwingungen innerhalb eines Pulses, kann bei 5 . . . 50 kHz liegen. Die gesamte Dauer eines Pulses sollte etwa 50 . . . 500 µs betragen. Aus Fig. 3a sind geeignete Werte zu entnehmen.

Die Pause zwischen jeweils zwei Pulsen, die aus Fig. 3b ersichtlich ist, kann ebenfalls etwa 50 . . . 500 µs betragen.

Die Länge der Barriere 25 in Bewegungsrichtung der zu behandelnden Armierung 20 kann etwa 20 . . . 100 mm betragen, die wirksame Länge der ersten Elektrode 23 in dieser Richtung etwa 5 . . . 20 mm. Dabei kann diese Elektrode 23 z. B. rechteckig oder aber auch kreisförmig ausgebildet sein.

Weiterhin sind eine Zuführung 28 und eine Abführung 29 eines chemisch inerten Gases, z. B. Argon, zur Aktivierung der Oberfläche vorhanden. Die Argonströmung kann dabei etwa 2 . . . 3 l/min betragen. Das während der Aktivierung eingesetzte Schutzgas, hier Argon, hat neben chemisch/physikalischen Vorteilen (u. a. Sauerstoffabschluß, d. h. weder Ozonerzeugung noch Oxydation) auch eine gegenüber Luft deutlich herabgesetzte Zündspannung zur Folge. Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß eine herabgesetzte Zündspannung eine geringe effektive Gastemperatur nach sich zieht, was wünschenswert ist. In der beschriebenen Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, bei der die vorbehandelte Armierung wiederum auf eine Rolle gewickelt wird. Es ist natürlich auch möglich, statt dessen die behandelte Armierung gleich weiter zu verarbeiten, indem sie beim Wickelverfahren beispielsweise auf einen Wickeldorn aufgebracht wird.

Es ist auch möglich, bei der kontinuierlichen Herstellung von gewickelten Isolierkörpern etwa mehrere solche beschriebene Anordnungen vorzusehen, durch die jeweils einzelne Rovings geführt, wie beschrieben plasmabehandelt und anschließend zu Rovingsträngen verbunden werden, ehe ein Aufwickeln erfolgt.

Gleichfalls möglich ist es, zuerst die einzelnen Rovings mechanisch zu einem Rovingstrang zu vereinigen und dann den Rovingstrang der beschriebenen Plasmabehandlung zu unterziehen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf die erfindungsgemäße Behandlung von fadenförmigen, endlosen Fasern. Die Erfindung ist ebenso anwendbar zur Behandlung flächenhafter Armierungsgebilde oder auch relativ kurzer, ungerichteter Fasern, die ab einer Länge von etwa 5 mm ebenfalls eine Armierung bilden können. Bei allen diesen Armierungsausbildungen wird durch die erfindungsgemäße Plasmabehandlung vor dem Einbetten in das Harz bzw. den Kunststoff eine Verbesserung der elektrischen und dieelektrischen Eigenschaften erzielt.

Als Harz im Sinne der Erfindung sind zahlreiche bekannte Harzsysteme, vorzugsweise Epoxidharzsysteme, verwendbar. Beispielsweise kann ein Epoxidharzsystem der Herstellerin Ciba Geigy AG, CH, verwendet werden, welches die folgenden Komponenten umfaßt: Das Epoxidharz CY184 mit der IUPAC-Nomenklaturbezeichnung Hexahydrophthalsäurediglycidilester, den Härter HT907 (Nomenklaturbezeichnung Hexahydrophtlialsäureanhydrid) und den Beschleuniger DY071. Der Beschleuniger DY071 ist dabei eine Mischung aus 1-methyl-imidazol einerseits und dem Reaktionsprodukt von Natriummethoxid mit Methanol und Polypropylenglycol andererseits, und zwar im Verhältnis 10 : 90 Gewichtsteilen (10 Gewichtsteile 1-methyl-imidazol, 90 Gewichtsteile Reaktionsprodukt).

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Isolierkörpers, insbesondere für die Hochspannungstechnik,
wobei Fasern und/oder Flächengebilde, vorzugsweise aus Glas oder Polyester, zu einer Armierung ausgebildet werden,
wobei die Armierung mit Harz, vorzugsweise Epoxidharz, oder Kunststoff getränkt wird,
und wobei anschließend der Verbund aus Armierung und Harz bzw. Kunststoff ausgehärtet wird
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern und/oder Flächengebilde, bevor sie mit Harz oder Kunststoff getränkt werden, einer Plasmabehandlung unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmabehandlung durch eine Normaldruckplasmabehandlung mit einer Barrierenentladung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmabehandlung dadurch erfolgt, daß zwei Elektroden (23, 24) vorgesehen sind, zwischen denen eine Spannung angelegt wird, wobei auf einer der Elektroden (24) eine dieelektrische Barriere (25), vorzugsweise eine Glasbarriere, angeordnet ist und wobei zwischen der Oberfläche der Barriere (25) und der anderen Elektrode (23) ein Spalt besteht, in dem die zu behandelnden Fasern und/oder Flächengebilde der Plasmabehandlung ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Fasern und/oder Flächengebilde kontinuierlich durch den Spalt hindurchgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrierenentladung mittels einer repetierenden pulsförmigen Spannung mit dazwischenliegenden Pausen erfolgt, die zwischen erster und zweiter Elektrode (23, 24) angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der repetierenden, pulsförmigen Spannung um im wesentlichen sinusförmige Wellenzüge handelt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Plasmabehandlung unter Einfluß eines inerten Gases, beispielsweise Argon, erfolgt.