DE2208029B2

DE2208029B2 - Hochspannungsfeste isolierung fuer wicklungsleiter grosser elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2208029B2
Application number: DE19722208029
Authority: DE
Inventors: Ulrich; Foth Siegfried; Reschke Wolfgang; 1000 Berlin Bergmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-02-17
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2208029A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine hochspannungsfeste Isolierung von aus mehreren, eine Einzelisolierung aufweitenden Einzelleitern bestehenden, eine den Leiterverband umfassende Gesamtisolierung aufweisenden Wicklungsstäben großer elektrischer Maschinen aus Polymerisations- oder Polyadditionsprodukten hoher Spannungsfestigkeit. Eine solche Isolierung ist bekannt aus dem Prospekt GET-324 der Firma General Electric Company, V. St. A. oder aus Zeitschrift Elektrotechnik (1970), S. 22/23. &5

Man ist dabei so vorgegangen, daß man die Einzelleiter mit einem Lack eines derartigen Kunststoffes, wobei vor allem Polyimide eine Rolle spielen, für sich isolierte und mittels weiterer Kunststoffumhüllungen ähnlichen Materials aus mehrlagig gewickelten Folien oder Bändern den Leiterverband herstellte.

Zur Verfestigung der Isolierung ist dabei auch verschweißbares Material verwendet worden. Zur Ausfüllung der Zwickel zwischen den Einzelleitern hat man zwischen den einzelnen Lagen derselben epoxydharzgetränktes Feinglimmerpapier angeordnet, so daß das Epoxydharz beim AusLacken der Isolierung unter Druck diese Zwickel ausfüllen konnte.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine hohlraumfreie, kriechstrom- und glimmbeständige und mechanisch widerstandsfähige Wicklungsstabisolierung hoher Durchschlagsfestigkeit für große elektrische Maschinen unter Verwendung von Polymerisations- oder Polyadditionsisoliermateriaüen hoher Spannungsfestigkeit zu schaffen und dabei kompliziert aufgebaute bzw. hergestellte Isoliermaterialien und aus umständlichen bzw. zeitraubenden Schritten bestehende Isoliermethoden zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei einer Isolierung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die blanken Einzelleiter jeweils für sich mit einer Überzugsschicht in einer zur Aufnahme der vollen Durchschlagsspannung des fertigen Wicklungsstabes ausreichenden geringen Dikke aus Polymerisations- oder Polyadditionsprodukten hoher Spannungsdurchschlagsfestigkeit isoliert sind und daß auf den Einzelleiterverband im Nutbereich (N) eine abschließende, dünne, die mechanische Verfestigung des Leiterverbandes gewährleistende Schutzumhüllung aus Feinglimmer-Glasseidenband oder -folie mit warm aushärtbarer Kunstharzbindung aufgebracht

Vorzugsweise wird für die Überzugsschicht der blanken Einzelleiter ein Stoff der neuerdings entwickelten hoch temperatur- und spannungsfesten Polyimidverbindungen verwendet. Dabei können auch die Polyamidimide und Polyesterimide als günstig in Betracht kommen. Aber auch aromatische Polyamide können zu dem Zweck herangezogen werden.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß, wie an sich bekannt, zwischen den Einzelleitern und bei mehrlagigen Wicklungsstäben zwischen den Leiterlagen jeweils eine Zwischenlage aus Feinglimmerisolationsmaterial mit Kunstharzbindung, wofür sich besonders gut ein Epoxydharz auf cycloaliphatischer Basis eignet, angeordnet ist.

Eine derartige Wicklungsisolierung vereinigt beste elektrische und mechanische Eigenschaften bei auf ein Minimum beschränktem Aufwand an Material und Arbeitszeit.

An sich ist die Isolierung von Kupferdrähten mit einem Lack aus den genannten Polyimiden oder Polyamiden im Elektromaschinenbau auch sonst bekannt (ETZ-B, 23 (1971) S. 569 bis 574). Dabei handelt es sich aber immer nur um kleine Motoren (bis etwa 500 kW) und um relativ dünne, leicht biegbare Drähte, die mit diesen Kunststofflacken als alleinige Isolierung versehen wurden, wobei meistens noch eine Tränkung oder Beträufelung der fertig eingebauten Wicklung erfolgte, was natürlich bei diesen relativ kleinen Dimensionen keine Schwierigkeiten macht und keinen besonderen Aufwand erfordert. Für große elektrische Maschinen ist diese Methode sowohl aus isoliertechnischen als auch vor allem oft auch fertigungstechnischen Gründen nicht anwendbar.

Die erfindungsgemäß für große elektrische Maschinen vorgeschlagene Isolierung verwendet praktisch die

Lackisolierung der Einzelleiter von oft nur einem halben bis einem Zehntel Millimeter Dicke als einzige Isolierung des fertigen Wicklungsstabes und die Schutzumhüllung dient dem mechanischen Zusammenhalt und Schutz des Wicklungsstabes und verbessert zudem die Beständigkeit der Isolierung gegen Kriechströme und Glimmen. Die Schutzumhüllung wird vorzugsweise als Breitmaterial möglichst ein- oder höchstens zweilagig auf den geraden Nutteil des Wicklungsstabes aufgebracht, was relativ einfach und ohne Gefahr der Erzeugung von Hohlstellen durch Umwickeln und nachfolgendes Pressen und Aushärten des Leiterverbandes unter Wärmeeinwirkung zu bewerkstelligen ist. Dabei fördern die Zwischenlagen aus Feinglimmerisolationsmaterial mit Kunstharzbindung durch die klebenden Eigenschaften des Kunstharzes, vorzugsweise Epoxydharz auf cycloaiiphaiischer Basis, den Zusammenhalt des Leiterverbandes, wobei das Kunstharz die Zwickel an den Leiterecken beim Preß- und Härlevorgang noch ausfüllt, so daß jegliche Hohlraumbildung verhindert

Insgesamt beansprucht die erfindungsgemäße Isolierung nur einen verminderten, gegenüber den bisherigen Isolierungen erheblich kleineren Anteil des Nutraumes, wobei der Gesamtisolationsauftrag an der Staboberfläche oft nur zwei Zehntel Millimeter stark ist. Entsprechend kann der Nutenfüllfaktor oft etwa 80% betragen, während er bei auf herkömmliche Weise isolierten Wicklungen höchstens 60%, im allgemeinen nur 50% beträgt.

Der Wickelkopf wird auf übliche Weise mechanisch festgelegt und potentials'.euernde Beläge können natürlich an den gtfährdeten Stellen der Wicklungsstäbe noch auf diesen vorgesehen werden.

In der Zeichnung ist ein Wicklungsstab aus vier Einzelleitern I₁ der mit der erfindungsgemäßen Isolierung versehen ist, an einer Stelle im Nutbereich N aufgeschnitten dargestellt. Dabei sind mit 2 die Einzelleiterisolation, hier eine Lackierung, mit 3 die Schutzumhüllung und mit 4 die Zwischenlagen bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochspannungsfeste Isolierung von aus mehreren, eine Einzelisolierung aufweisenden Einzelleitern bestehenden, eine den Leiterverband umfassende Gesamtisolierung aufweisenden Wicklungsstäben großer elektrischer Maschinen aus Polymerisations- oder Polyadditionsprodukten hoher Spannungsfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die blanken Einzelleiter (1) jeweils für sich mit einer Überzugsschicht in einer (2) zur Aufnahme der vollen Durchschlagsspannung des fertigen Wick'ungsstabes ausreichenden, geringen Dicke aus den Polymerisations- oder Polyadditionsprodukten hoher SpaonungsdurchschlagSi'estigkeit isoliert sind und daß auf den Einzelleiterverband im Nutbereich (N) eine abschließende, dünne, die mechanische Verfestigung des Letterverbandes gewährleistende Schutzumhüllung (3) aus Feinglimmer-Glasseidenband oder -folie mit warm aushärtbarer Kunstharzbindung aufgebracht ist.

2. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht

(2) eine Lackierung ist.

3. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzumhüllung einlagig aufgebracht ist.

4. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht (2) ein Polyimid ist.

5. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht (2) ein Polyamidimid ist.

6. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Überzugsschicht (2) ein Polyesterimid ist.

7. Hochspannungsfeste Isolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsschicht ein aromatisches Polyamid ist.

8. Hochspannungsfeste Isolierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Einzelleitern und bei mehrlagigen Wicklungsstäben zwischen den Leiterlagen jeweils eine Zwischenlage (4) aus Feinglimmerisolationsmaterial mit warm aushärtbarer Kunstharzbindung angeordnet ist.

9. Hochspannungsfeste Isolierung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharz ein Epoxydharz, z. B. auf cycloaliphatischer Basis, ist.