DE19830657A1 - Trägerfreie Glimmerisolation - Google Patents
Trägerfreie GlimmerisolationInfo
- Publication number
- DE19830657A1 DE19830657A1 DE1998130657 DE19830657A DE19830657A1 DE 19830657 A1 DE19830657 A1 DE 19830657A1 DE 1998130657 DE1998130657 DE 1998130657 DE 19830657 A DE19830657 A DE 19830657A DE 19830657 A1 DE19830657 A1 DE 19830657A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- insulating material
- polymer
- insulating layer
- conductor
- insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
- H01B3/421—Polyesters
- H01B3/426—Polycarbonates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
- H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
- H01B13/0825—Apparatus having a planetary rotation of the supply reels around the conductor or cable
- H01B13/0833—Apparatus having a planetary rotation of the supply reels around the conductor or cable the supply reel axis being arranged parallel to the conductor or cable axis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
- H01B13/06—Insulating conductors or cables
- H01B13/08—Insulating conductors or cables by winding
- H01B13/0891—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/04—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/302—Polyurethanes or polythiourethanes; Polyurea or polythiourea
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/303—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
- H01B3/306—Polyimides or polyesterimides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/42—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes polyesters; polyethers; polyacetals
- H01B3/421—Polyesters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
- H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Es wird ein elektrisches Isoliermaterial (1) beschrieben, umfassend eine Isolierschicht (10) und ein Polymer (6), insbesondere ein Thermoplast, wobei die Isolierschicht (10) plättchenförmig ausgebildete, isolierende Minerale (2) mit einer Teilchengrösse kleiner als 20 mum, insbesondere Mikroglimmerplättchen aufweist, welche Mikroglimmerplättchen (2) derart beschichtet sind, dass ihre Ausrichtung im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Isolierschicht (10) erfolgt und dass Hohlräume (3) zwischen den Mikroglimmerplättchen (2) vorhanden sind, und wobei das Polymer (6) eine dauerhafte Verbindung mit der Isolierschicht (10) aufweist, welches sich dadurch auszeichnet, dass die Hohlräume (3) der Isolierschicht (10) mit dem Polymer (6) ausgefüllt sind, so dass ein weitgehend homogenes Isoliermaterial (1) entsteht. DOLLAR A Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isoliermaterials sowie die Anwendung des erfindungsgemäß hergestellten Isoliermaterials zur Isolierung eines Leiters beschrieben.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Isoliermaterial umfassend eine Isolier
schicht und ein Polymer, insbesondere ein Thermoplast, wobei die Isolierschicht plätt
chenförmig ausgebildete, isolierende Minerale mit einer Teilchengrösse kleiner als 20
µm, insbesondere Mikroglimmerplättchen aufweist, welche Mikroglimmerplättchen der
art geschichtet sind, dass ihre Ausrichtung im wesentlichen parallel zur Oberfläche der
Isolierschicht erfolgt und dass Hohlräume zwischen den Mikroglimmerplättchen vor
handen sind, und wobei das Polymer eine dauerhafte Verbindung mit der Isolierschicht
aufweist. Derartige Materialien werden beispielsweise im Bereich der Isolation von
Generatoren eingesetzt. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zur
Herstellung eines erfindungsgemässen Isoliermaterials sowie auf ein Verfahren zur
Anwendung des elektrischen Isoliermaterials zur Isolierung eines Leiters.
Elektrische Isoliermaterialien der vorgenannten Art sind seit langem bekannt. Sie zeich
nen sich durch gute Isolation und Spannungsfestigkeit bei gleichzeitig hoher Tempera
turbeständigkeit aus.
Zur Herstellung eines derartigen Isoliermaterials wird ein isolierendes Glimmerpapier
aus Mikroglimmerplättchen, welches eingeschlossene Hohlräume aufweist, zur Verfesti
gung mit gelösten Epoxidharzen bestrichen. Da die Harze nur in geringer Konzentration
vorliegen, ergibt sich eine punktweise Verklebung der Harze mit den Mikroglimmerplätt
chen, so dass das Glimmerpapier weiterhin hochgradig porös bleibt. Die isolierende
Schicht aus Glimmerpapier wird anschliessend auf ein Glasfasergewebe als Träger
material aufgebracht und auf den Leiter gewickelt.
Das so gewonnene Isoliermaterial weist jedoch verschiedene Nachteile auf: Zum einen
ist der Mikroglimmergehalt aufgrund des wegen der ansonsten nur unzureichenden Fe
stigkeit notwendigen Trägermaterials begrenzt. Ferner kann eine optimale Ausrichtung
der Mikroglimmerplättchen - parallel zur Oberfläche der Isolierschicht - durch die in der
Regel gewebeförmige Struktur des Trägermaterials gestört werden. Der höhere thermi
sche Widerstand der harzreichen Schicht im Bereich des Trägermaterials behindert
ausserdem den Wärmetransport quer durch die Isolierung, was für indirekt gekühlte
Maschinen nachteilig ist, da dies die Maschinenleistung begrenzt. Auch stellen die
Glas-Harz-Grenzschichten sowie beim Imprägnieren nicht vollständig gefüllte Hohl
räume in dieser Schicht durch ihre geringere elektrische Festigkeit potentielle elektri
sche Fehlstellen dar, in welchen Teilentladungen starten können, die eine beschleu
nigte elektrische Alterung bewirken und zu einem vorzeitigen Durchschlag führen kön
nen. Unter Umweltschutzgesichtspunkten ist ferner eine Imprägnierung mit Epoxydhar
zen unerwünscht.
Elektrische Isoliermaterialien werden weiterhin in der DE 43 44 044 A1 beschrieben.
Mittels einer Matrix aus einem temperaturfesten Thermoplast, in welche isolierende Mi
kroglimmerplättchen einer Teilchengrösse kleiner als 20 pm eingelagert sind, wird ein
Material geschaffen, dass bei hohen Spannungen und vergleichsweise hohen Betriebs
temperaturen eingesetzt werden kann zur Herstellung des Materials wird eine Mi
schung aus Thermoplast und Mikroglimmerplättchen compoundiert und anschliessend
extrudiert. Danach kann die Isolierschichtbahn auf ein Trägermaterial aus Glasfaserge
webe aufgebracht werden, um eine für die Weiterverarbeitung eventuell nötige höhere
mechanische Festigkeit zu erreichen. Gemäss einer beispielhaft genannten weiteren
Ausführungsform werden Thermoplast und Mikroglimmerplättchen mit Hilfe von Lö
sungsmitteln dispergiert. Mit dieser Dispersion wird ein Trägermaterial aus Glasfaser
gewebe beschichtet.
Derartige Isoliermaterialien können jedoch nur mit einem relativ niedrigen Anteil an
Mikroglimmerplättchen hergestellt werden, da ansonsten Verarbeitungsprobleme auftre
ten. Ausserdem neigt das aus Dispersionen hergestellte Isoliermaterial aufgrund des
hohen Lösungsmittelgehalts zur Bildung von Blasen, welche die Teilentladungsfestigkeit
herabsetzen. Ferner bildet auch hier das Glasfasergewebe mit dem Polymer Grenzflä
chen mit geringerer elektrischer Festigkeit.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, ein elektrisches, teilentladungsfestes Isoliermaterial
zu schaffen, weiches für den Einsatz bei hohen Spannungen und relativ hohen Be
triebstemperaturen geeignet und gleichzeitig möglichst umweltverträglich ist. Aufgabe
ist es weiterhin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Isoliermaterials, sowie
eine Anwendung des Isoliermaterials zur Isolation eines Leiters anzugeben.
Die Lösung der erfindungsgemässen Aufgaben besteht darin, die Hohlräume der Iso
lierschicht mit dem Polymer auszufüllen, so dass ein weitgehend homogenes Isolier
material entsteht.
Das Isoliermaterial zeichnet sich dadurch aus, dass der Mineralgehalt in dem fertigen
Isoliermaterial auf das durch die dichteste Packung der Mikroglimmerplättchen be
grenzte Maximum gesteigert werden kann, da das Polymer nicht als separater Träger
vorliegt, sondern die Hohlräume der Isolierschicht ausfüllt und mithin keinen zusätzli
chen Raum beansprucht. Ein weiterer vorteilhafter Effekt besteht darin, dass sich die
Mineralplättchen aufgrund ihrer maximalen Packungsdichte optimal parallel zur Ober
fläche des Isoliermaterials ausrichten und die Teilentladungsfestigkeit erhöhen. Das
Fehlen eines zusätzlichen Trägermaterials, beispielsweise eines Glasfasergewebes,
vermindert die Gefahr der Entstehung von Fehlstellen und erhöht somit zusätzlich die
Teilentladungsfestigkeit des Isoliermaterials.
Gemäss einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das verwendete Polymer
ein Thermoplast, insbesondere Polysulfon. Ein Isoliermaterial aus Thermoplast, wel
ches heiss zusammen mit dem Leiter verpresst wird, verklebt nicht mit der Nut des
Stators. Der isolierte Leiter kann daher problemlos, beispielsweise für Repara
turzwecke, aus der Nut entfernt und anschliessend wieder in diese eingelegt werden.
Da Thermoplaste keine Vernetzung erfahren, können schadhafte Stellen lokal ausge
bessert werden.
Die vorteilhaften Eigenschaften des Polysulfon sind seine thermische Stabilität und
hohe Chemikalienbeständigkeit. Es ist ausserdem nur schwer entflammbar und alte
rungsbeständig. Daher ist es für den Einsatz in Elektromotoren und -generatoren, bei
denen das Isoliermaterial hohen Temperaturen ausgesetzt ist, sehr gut geeignet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Isolierschicht
durch Sedimentation aus einer Pulpe gewonnen, wobei die Pulpe Wasser, Mikroglim
merplättchen und Polymere, insbesondere Thermoplastflocken aufweist. Auf diese
Weise können die Hohlräume der Isolierschicht bereits während des Sedimentations
prozesses mit dem Polymer gefüllt werden.
Neben der Sedimentation aus einer Pulpe kann die Isolierschicht auch auf elektropho
retischem Wege oder elektrostatisch hergestellt werden. Auch andere Möglichkeiten
sind denkbar, bei denen die Ausrichtung der Mikroglimmerplättchen parallel zur Ober
fläche und daher mit einer maximalen Packungsdichte erfolgt.
Zur Verbesserung der mechanischen Steifigkeit kann auf die Isolierschicht eine Poly
merlösung, vorzugsweise eine Thermoplastlösung mit einer Konzentration von 10 bis
40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsprozent aufgetragen werden.
Nach dem Verdunsten oder Verdampfen des Lösungsmittels bleibt das Polymer in der
Isolierschicht zurück und verklebt dabei punktweise mit den Mikroglimmerplättchen. Der
Gesamtgehalt des Polymers beträgt an dieser Stelle ca. 2 bis 3 Gewichtsprozent.
Zusätzliche Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den
weiteren Ansprüchen in Verbindung mit der zugehörigen Beschreibung.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang
mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer porösen Isolierschicht,
Fig. 2 eine schematische Darstellung von mit Polymer gefüllten Hohlräumen
der porösen Isolierschicht,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Leiter, welcher mit einem erfindungsgemäs
sen Isoliermaterial isoliert ist,
Fig. 4a, 4b, 4c Darstellungen des Herstellungsverfahrens einer erfindungsgemässen
Isolierschicht nach einer weiteren Ausführungsform und
Fig. 5 eine Wickelvorrichtung zum Aufbringen des erfindungsgemässen Isola
tionsmaterials auf den Leiter.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine poröse Isolierschicht 10. Eine der
artige Isolierschicht 10 lässt sich beispielsweise durch Sedimentation aus einer
Wasser-Mikroglimmerplättchen-Pulpe herstellen. Hierzu läuft ein siebförmiges Band durch die
Pulpe, auf dem sich eine dünne Schicht Mikroglimmerplättchen 2 absetzt, welche nach
dem Abtropfen und Trocknen eine papierartige Konsistenz erhält. Zwischen den Mikro
glimmerplättchen 2, welche vorzugsweise eine Grösse von weniger als 20 µm aufwei
sen, bilden sich dabei Hohlräume 3. Vorzugsweise hat die Isolierschicht 10 eine Dicke
bis zu 300 µm, jedoch sind auch dickere Schichten denkbar. Weitere Möglichkeiten zur
Herstellung der Isolierschicht 10 liegen in einem elektrophoretischen Abscheiden der
Mikroglimmerplättchen 2 oder in einem elektrostatischen Spritzen der Mikroglimmer
plättchen 2 auf ein Substrat, wobei das Substrat auch aus einem Polymer 6 bestehen
kann.
Zur Feldsteuerung können in der Isolierung leitende oder halbleitende Partikel, wie bei
spielsweise Russe, Graphit, Siliziumkarbid, Metallpulver oder mit Metall, Metalloxid oder
Graphit-Russ beschichtete Glimmerpartikel eingelagert werden. Dazu werden die Parti
kel der Pulpe zugesetzt, wobei der Anteil an Mikroglimmerplättchen 2 ggf. herabgesetzt
werden kann.
Aufgrund des nur geringen Zusammenhalts der Mikroglimmerplättchen 2, welcher auf
Adhäsion der einzelnen Plättchen 2 beruht, kann es für notwendig erachtet werden, die
Isolierschicht 10 vor der weiteren Verarbeitung zu verfestigen. Zu diesem Zweck wer
den in einem Lösungsmittel Polymere 6, vorzugsweise Thermoplaste, wie beispiels
weise Polysulfon in einer Konzentration von 10 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise
von 10 bis 30 Gewichtsprozent, gelöst und auf die Isolierschicht 10 aufgetragen. Als
geeignete Mittel seien hier beispielsweise Rollen genannt, jedoch kann die Isolier
schicht 10 auch in einem Durchlaufbad mit der Lösung benetzt werden. Aufgrund der
Kapillarwirkung wird dabei das Polymer 6 zusammen mit dem Lösungsmittel in die
Hohlräume 3 zwischen den Mikroglimmerplättchen 2 transportiert. Da jedoch der Anteil
des gelösten Polymers 6 gering ist, ergibt sich nach dem Verdunsten des Lösungsmit
tels nur eine punktweise Verklebung des Polymers 6 mit den Mikroglimmerplättchen 2.
Die poröse Struktur der Isolierschicht 10 bleibt im wesentlichen vollständig erhalten.
Zur Erhöhung der Haftung zwischen dem Polymer 6 und den Mikroglimmerplättchen 2
können geeignete Haftvermittler, wie beispielsweise Silane, eingesetzt werden. Es ist
weiterhin denkbar, die Isolierschicht 10 mit Hilfe von Ionenbestrahlung oder einer Ko
rona-Behandlung aufnahmefähiger für das Polymer 6 zu machen.
Auf die so hergestellte und verfestigte Isolierschicht 10 wird anschliessend ein Polymer
6 aufgebracht, um die Hohlräume 3 zwischen den Mikroglimmerplättchen 2 zu schlies
sen. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird dazu die Isolierschicht 10 mit
einer Polymerlösung einer Konzentration von 20 bis 60 Gewichtsprozent imprägniert.
Dies kann durch Bestreichen der Isolierschicht 10 mit der Polymerlösung, aber auch
beispielsweise in einem Durchlaufbad geschehen. Die Isolierschicht 10 kann auch
mehrfach hintereinander mit einer Polymerlösung getränkt werden, wobei die Konzen
tration des Polymers 6 bei jedem Durchlauf erhöht wird. Auf diese Weise werden zuerst
die kleinsten Hohlräume 3 der Isolierschicht 10 mit einer niedriger konzentrierten Poly
merlösung gefüllt, während in den folgenden Durchläufen sich auch in den grösseren
Kapillaren das Polymer 6 ablagert. Zur Unterstützung der Polymerablagerung in den
Hohlräumen 3 ist es denkbar, die Polymerlösung unter Druck auf die Isolierschicht 10
aufzubringen.
Eine weitere Möglichkeit die Hohlräume 3 mit Polymer 6 zu füllen besteht darin, die po
röse Isolierschicht 10 auf eine Polymerschicht 9 aufzuwalzen, wobei die Dicke der Po
lymerschicht 9, der Anpressdruck sowie die Walzentemperatur so aufeinander abge
stimmt sein müssen, dass das gesamte Volumen der Polymerschicht 9 von der Isolier
schicht 10 aufgenommen wird, so dass ein homogenes Material entsteht.
Gemäss einer Ausführungsform wird die Isolierschicht 10 mit einer Lösung imprägniert,
welche 100 Gewichtsprozent Polysulfongranulat bzw. -pulver, 100 bis 130 Gewichts
prozent Tetrahydrofuran und 100 bis 130 Gewichtsprozent Dimethylformamid aufweist.
Die Bestandteile werden unter ständigem Rühren miteinander vermischt, bis das Ther
moplast 6 vollständig gelöst ist. Zur Imprägnierung kann die Isolierschicht 10 auf einer
siebförmigen Unterlage durch ein Imprägnierbad gezogen werden oder es kann die
Thermoplastlösung ein- oder beidseitig mit Rollen aufgebracht werden. Um eine opti
male Durchtränkung zu erreichen, können auch mehrere Rollen hintereinander ange
ordnet sein. Die Trocknung der getränkten Isolierschicht 10 erfolgt bei 180°C in einem
Ofen, wobei zuerst das niedrig siedende Tetrahydrofuran und danach das höher sie
dende Dimethylformamid verdampfen. Auf diese Weise wird eine Blasenbildung im
Isoliermaterial 1 vermieden.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäss hergestelltes Isoliermaterial 1 dargestellt, welches
derart mit dem Polymer 6 verbunden ist, dass die maximale Packungsdichte und opti
male, weil parallele Ausrichtung der Mikroglimmerplättchen 2 zur Oberfläche der Isolier
schicht 10 gewahrt bleibt.
Anschliessend wird das Isoliermaterial 10 auf einen Leiter 7 aufgebracht. Es ist vorteil
haft, die Leiteroberfläche 8 mit dem Isoliermaterial 1 lagenweise zu bewickeln, wobei
sich die Lagen gegenseitig überlappen. Im allgemeinen werden mehrere Lagen auf den
Leiter 7 aufgebracht. Das Bewickeln kann mit Hilfe von Maschinen, jedoch auch von
Hand erfolgen. Um eine gute Haftung des Isoliermaterials 1 auf der Leiteroberfläche 8
zu erzielen und der Bildung von Luftblasen vorzubeugen, ist es möglich, ausgehend von
der Mitte des bewickelten Leiters 7 zu den freien Leiterenden hin, das Isoliermaterial 1
auf der Leiteroberfläche 8 mit heissen Rollen ein- oder auch beidseitig an den Leiter 7 zu
pressen. Ein zusätzliches Heissluftgebläse sorgt dafür, dass in dem Kontaktbereich
zwischen Rollen und Isoliermaterial 1 die Wärme nicht zu schnell ableitet wird, so dass
das aufgewickelte Isoliermaterial 1 gut mit dem bereits auf dem Leiter 7 befindlichen
Isoliermaterial 1 verschmilzt. Auf diese Weise lassen sich mehrere Lagen Isoliermaterial
1 auf den Leiter 7 aufbringen.
Nach dem Bewickeln des Leiters 7 wird dieser in einer Heisspresse mit dem Isolierma
terial 1 unter hohem Druck verpresst. Hierbei fliesst das Polymer 6 und es entsteht, wie
in Fig. 3 gezeigt, eine homogene Beschichtung des Leiters 7, bei der die Hohlräume 3
mit dem Polymer 6 gefüllt sind. Der Pressdruck wird dabei so gross gewählt, dass klei
nere eingeschlossene Luftmengen im Polymer gelöst werden.
Eine weiteres Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Isoliermaterials 1
besteht darin, der Wasser-Mikromica-Pulpe Polymere 6, insbesondere Ther
moplastflocken zuzusetzen, so dass sich die Polymerflocken 6 bei der Sedimentation
zwischen den Mikroglimmerplättchen 2 einlagern. Auch hier kann zur Verfestigung des
Isoliermaterials 1 anschliessend ein Aufbringen einer Polymerlösung erfolgen.
Wie in Fig. 4a dargestellt, wird eine derart hergestellte Isolierschicht 10 vorzugsweise
auf einer Polymerschicht 9 aufgebracht, welche als Folie oder als Gewebe ausgebildet
sein kann, wobei hierbei jedoch nur eine oberflächliche Verklebung der aneinander
grenzenden Oberflächen 4, 5 erfolgt. Auch die noch freie Oberfläche 5 der Isolierschicht
10 kann mit einer Polymerfolie bzw. einem Polymergewebe 9 verklebt werden.
Anschliessend wird, wie in Fig. 4b gezeigt, das Isoliermaterial 1 in mehreren Lagen auf
einander geschichtet. Die folgende Druckbeaufschlagung der Schichten bei hoher
Temperatur in Richtung der eingezeichneten Pfeile bewirkt ein Fliessen des Polymers in
die Hohlräume der einzelnen Isolierschichten. Das so entstehende homogene Isolier
material ist in Fig. 4c abgebildet. Die Polymerfolie bzw. das Polymergewebe werden bei
diesem Prozess vollständig von den Isolierschichten 10 aufgenommen. Wird das Iso
liermaterial 1 mehrlagig auf einen (hier nicht dargestellten) Leiter aufgebracht, so erfolgt
das Verpressen durch Druck auf die Lagen des Isoliermaterials 1 gegen diesen Leiter,
d. h., im Falle der Beschichtung einer Platte z. B. 0 einseitig, bei bewickelten Leitern da
gegen allseitig.
Es konnte gezeigt werden, dass das erfindungsgemäss hergestellte Isoliermaterial 1
eine Kurzzeitspannungsfestigkeit von 100 kV/mm aufweist und eine Coronaresistenz
(Resistenz gegen elektrische Entladungen) besitzt, welche fünffach höher liegt als die
herkömmlicher Glimmer-Glas-Epoxy-Isolierungen. Der Verlustfaktor tan δ des Isolier
materials 1 beträgt 1 bis 3‰.
Wie in Fig. 5 dargestellt, kann das Aufbringen des Isoliermaterials 1 auf den Leiter 7
zugbeanspruchungsfrei erfolgen. Dazu wird das Isoliermaterial 1, welches bevorzugt in
Bandform vorliegt, mittels einer Wickelvorrichtung 14 auf den Leiter 7 gebracht. Mittels
einer nachgeführten Andruckvorrichtung 11, welches ein umlaufendes Andruckband 13
aufweist, wird das Isolierband 12 zusätzlich an den Leiter 7 gedrückt. Dabei ist darauf
zu achten, dass zwischen der Andruckvorrichtung 11 und dem Isolierband 12 keine
Relativgeschwindigkeit besteht. Als Andruckvorrichtung 11 können, wie dargestellt, fe
dernd gelagerte endlose Andruckbänder 13, aber auch Rollen oder dgl. verwendet wer
den.
1
Isoliermaterial
2
isolierendes Mineral
3
Hohlraum
4
Oberfläche
5
Oberfläche
6
Polymer
7
Leiter
8
Leiteroberfläche
9
Polymerschicht
10
Isolierschicht
11
Andruckvorrichtung
12
Isolierband
13
Andruckband
14
Wickelvorrichtung
Claims (20)
1. Elektrisches Isoliermaterial (1) umfassend eine Isolierschicht (10) und ein
Polymer (6), insbesondere ein Thermoplast, wobei die Isolierschicht (10) plättchenför
mig ausgebildete, isolierende Minerale (2) mit einer Teilchengrösse kleiner als 20 µm,
insbesondere Mikroglimmerplättchen aufweist, welche Mikroglimmerplättchen (2) derart
geschichtet sind, dass ihre Ausrichtung im wesentlichen parallel zur Oberfläche der Iso
lierschicht (10) erfolgt und dass Hohlräume (3) zwischen den Mikroglimmerplättchen (2)
vorhanden sind, und wobei das Polymer (6) eine dauerhafte Verbindung mit der Isolier
schicht (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlräume (3) der Isolier
schicht (10) mit dem Polymer (6) ausgefüllt sind, so dass ein weitgehend homogenes
Isoliermaterial (1) entsteht.
2. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass als Polymer (6) Polyimide oder Polykarbonate oder Polyethylenterephthalate oder
Polyethylennaphthalate oder Polyphenylsulfide oder Polyphenyloxide oder Polyether
imide oder Polyetheretherketone oder Polyethylen oder Polypropylen oder Polyphenyl
sulfon oder Polyarylsulfon oder Polyethersulfon, insbesondere Polysulfon vorgesehen
sind.
3. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, dass als isolierendes Mineral (2) beispielsweise Muscovit oder Phlogopit oder ein
Gemisch beider Mineralien eingesetzt wird.
4. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Anteil des isolierenden Minerals (2) im Isoliermaterial (1) unge
fähr 70 Gewichtsprozent beträgt.
5. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Isolierschicht (10) aus einer Pulpe, enthaltend Wasser und
Micromicaplättchen (2), durch Sedimentation gewonnen wird.
6. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die Pulpe zur Herstellung der Isolierschicht (10) Polymere (6), insbesondere
Thermoplastflocken aufweist.
7. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Isolierschicht (10) elektrophoretisch abgeschieden wird.
8. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Isolierschicht (10) durch elektrostatisches Spritzen auf ein Sub
strat gewonnen wird.
9. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass das Substrat aus einem Polymer (6) besteht.
10. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass auf die Isolierschicht (10) zur Verbesserung der mechanischen
Steifigkeit eine Polymerlösung, vorzugsweise eine Thermoplastlösung mit einer Kon
zentration von 10 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsprozent
aufgetragen wird.
11. Elektrisches Isoliermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass in die Isolierschicht (10) leitende oder halbleitende Partikel ein
gelagert sind.
12. Elektrisches Isoliermaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
dass als leitende Partikel Russe, Graphit, Siliziumkarbid oder Pigmente aus Mica-Me
talloxid-Verbindungen oder aus Metallverbindungen verwendet werden.
13. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isoliermaterials nach einem
der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die geschichtete Mikroglimmer
plättchen (2) enthaltende Isolierschicht (10) mit einer Polymerlösung benetzt wird, wo
bei das Polymer (6) in der Lösung eine Konzentration von 20 bis 60 Gewichtsprozent
aufweist, derart, dass sich die Hohlräume (3) der Isolierschicht (10) mit dem Polymer (6)
füllen und ein homogenes Isoliermaterial (1) entsteht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolier
schicht (10) in einem Durchlaufbad mit der Polymerlösung benetzt wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isoliermaterials nach einem
der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Polymer
schichten (9) auf die Isolierschicht (10) aufgebracht, insbesondere aufgewalzt werden,
derart, dass die Polymerschicht (9) vollständig von der Isolierschicht (10) aufgenommen
wird, sich die Hohlräume (3) der Isolierschicht (10) mit dem Polymer (6) füllen und ein
homogenes Isoliermaterial (1) entsteht.
16. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Isoliermaterials nach einem
der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einseitig bzw. beidseitig Poly
merschichten (9) auf die Isolierschicht (10) aufgebracht und oberflächig verbunden wer
den und dass anschliessend unter Einwirkung von Druck und Wärme sich die Isolier
schicht (10) mit dem bzw. den Polymerschichten (9) zu einem homogenen Isoliermate
rial (1) vereinigt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet
dass das Isoliermaterial (1) anschliessend getrocknet und abgekühlt wird.
18. Anwendung des nach einem der in den Ansprüchen 13 bis 17 beschriebe
nen Verfahren hergestellten Isoliermaterials zur Isolation eines Leiters, dadurch ge
kennzeichnet, dass das elektrische Isoliermaterial (1) lagenförmig auf den Leiter (7)
aufgebracht wird und heiss mit dem Leiter (7) verpresst wird.
19. Anwendung des nach einem der in den Ansprüchen 13 bis 17 beschriebe
nen Verfahren hergestellten Isoliermaterials zur Isolation eines Leiters, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Isoliermaterial (1) nach dem Aufbringen auf den Leiter (7) mit
Rollen bei hoher Temperatur auf den Leiter (7) gedrückt wird, wobei die Rollen im we
sentlichen ausgehend von der Mitte des Leiters (7) nach aussen zu den freien Leiteren
den geführt werden.
20. Anwendung des nach einem der in den Ansprüchen 13 bis 17 beschriebe
nen Verfahren hergestellten Isoliermaterials zur Isolation eines Leiters, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Aufbringen des Isoliermaterials (1) auf den Leiter (7) derart er
folgt, dass in einem ersten Schritt das Isoliermaterial (1) auf den Leiter (7) gewickelt und
dass in einem zweiten Schritt das Isoliermaterial (1) durch eine Andruckvorrichtung (11)
an den Leiter (7) gedrückt wird, derart, dass zwischen dem Isoliermaterial (1) und der
Andruckvorrichtung (11) keine Relativgeschwindigkeit besteht.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130657 DE19830657A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Trägerfreie Glimmerisolation |
JP11195555A JP2000040420A (ja) | 1998-07-09 | 1999-07-09 | 無担体雲母絶縁体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130657 DE19830657A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Trägerfreie Glimmerisolation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19830657A1 true DE19830657A1 (de) | 2000-01-13 |
Family
ID=7873435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998130657 Withdrawn DE19830657A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Trägerfreie Glimmerisolation |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000040420A (de) |
DE (1) | DE19830657A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010100105A1 (de) * | 2009-03-02 | 2010-09-10 | Alstom Technology Ltd | Vorrichtung und verfahren zum isolieren von leiterstäben für rotierende elektrische maschinen |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102328478A (zh) * | 2010-07-13 | 2012-01-25 | 上海同立电工材料有限公司 | 含有聚芳砜纶纤维的少胶粉云母带及其应用 |
CN105694192B (zh) * | 2016-02-29 | 2018-02-27 | 临海市亚东特种电缆料厂 | 一种高耐热耐辐照电缆护套料 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7117513U (de) * | 1970-05-05 | 1972-01-13 | Nemours & Co | Kunststoffbalg |
DE2159583A1 (de) * | 1971-12-01 | 1973-06-07 | Freudenberg Carl Fa | Neues glimmerpapier und verfahren zu dessen herstellung |
DE8905612U1 (de) * | 1989-04-28 | 1989-06-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Isolierband |
DE3440929C2 (de) * | 1983-11-25 | 1993-12-16 | Gen Electric | Verfahren zum Abscheiden eines isolierenden Überzugs auf blanke Teile von elektrischen Verbindungselementen |
DE4344044A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Abb Research Ltd | Elektrisches Isoliermaterial und Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierten Leiters |
-
1998
- 1998-07-09 DE DE1998130657 patent/DE19830657A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-07-09 JP JP11195555A patent/JP2000040420A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE7117513U (de) * | 1970-05-05 | 1972-01-13 | Nemours & Co | Kunststoffbalg |
DE2159583A1 (de) * | 1971-12-01 | 1973-06-07 | Freudenberg Carl Fa | Neues glimmerpapier und verfahren zu dessen herstellung |
DE3440929C2 (de) * | 1983-11-25 | 1993-12-16 | Gen Electric | Verfahren zum Abscheiden eines isolierenden Überzugs auf blanke Teile von elektrischen Verbindungselementen |
DE8905612U1 (de) * | 1989-04-28 | 1989-06-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Isolierband |
DE4344044A1 (de) * | 1993-12-23 | 1995-06-29 | Abb Research Ltd | Elektrisches Isoliermaterial und Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierten Leiters |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 52010343 A.,In: Patent Abstracts of Japan * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010100105A1 (de) * | 2009-03-02 | 2010-09-10 | Alstom Technology Ltd | Vorrichtung und verfahren zum isolieren von leiterstäben für rotierende elektrische maschinen |
CH700574A1 (de) * | 2009-03-02 | 2010-09-15 | Alstom Technology Ltd | Vorrichtung und Verfahren zum Isolieren von Leiterstäben für rotierende elektrische Maschinen. |
US8343295B2 (en) | 2009-03-02 | 2013-01-01 | Alstom Technology Ltd | Apparatus and method for insulating conductor bars for rotating electrical machines |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000040420A (ja) | 2000-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2506790C2 (de) | Glimmschutzanordnung für Leiterstäbe oder Spulenwicklungen | |
DE3784008T2 (de) | Spule fuer elektrische maschinen und verfahren zur herstellung der spule. | |
DE4344044A1 (de) | Elektrisches Isoliermaterial und Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierten Leiters | |
DE60030712T2 (de) | Isolierter elektrischer leiter | |
EP0878894B1 (de) | Statorwicklungsisolierung | |
DE69928461T2 (de) | Isoliermaterial und Wicklung für elektrische Maschinen | |
DE3049940T1 (de) | Insulating mica paper and tapes thereof | |
EP0481984B1 (de) | Leiterwicklungsanordnung für eine elektrische grossmaschine | |
EP0030338B1 (de) | Isolierter elektrischer Leiter für Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen | |
DE2418000A1 (de) | Leicht abisolierbares bandkabel | |
DE2541670A1 (de) | Spule mit kunstharzpackung | |
DE1771173A1 (de) | Elektrische Isolierung | |
EP0388689B1 (de) | Axialer elektrischer Wickelkondensator | |
DE68912507T2 (de) | Elektrisches Kabel. | |
DE69704692T2 (de) | Elektrische Hochspannungsvorrichtung | |
DE69604378T2 (de) | Sandwich-Isolierung für verbesserten Korona-Schutz | |
EP1813419A1 (de) | Elektroisoliermaterial | |
DE1640260B2 (de) | Hochspannungskabel | |
DE19830657A1 (de) | Trägerfreie Glimmerisolation | |
EP1060480B1 (de) | Durchführung für eine hohe elektrische spannung | |
DE19860412A1 (de) | Innenglimmschutz für Statorleiter in Motoren und Generatoren | |
WO1997027661A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines hochspannungsisoliersystems für elektrische maschinen | |
DE938677C (de) | Elektrische Isolation | |
DE1089026B (de) | Isolierung fuer Hochspannungsleiter | |
WO2015135719A2 (de) | Isolationsband, dessen verwendung als elektrische isolation für elektrische maschinen, die elektrische isolation und verfahren zur herstellung des isolationsbandes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ZIMMERMANN & PARTNER, 80331 MUENCHEN |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |