DE2339621A1

DE2339621A1 - Hartschaumstoff sowie seine verwendung bei elektrischen einrichtungen und apparaten

Info

Publication number: DE2339621A1
Application number: DE19732339621
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Phil Vogelmann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1973-06-18
Filing date: 1973-08-04
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE7328613U; IT1017653B; GB1476371A; ES427350A1; FR2233356B1; CA1051191A; CH579606A5; FR2233356A1

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Hartschaumstoff sowie seine Verwendung bei elektrischen Einrichtungen und Apparaten.

Die Erfindung betrifft einen Hartschaumstoff sowie dessen Verwendung bei elektrischen Einrichtungen und Apparaten.

Der Zweck der Erfindung liegt vor allem in der Schaffung eines Schaumstoffes, mittels dessen bis zu tiefen Temperaturen ihre Funktionsfähigkeit beibehaltende elektrische Einrichtungen und Apparate in möglichst raum- und materialsparender isolierter Ausführung mit besonders hoher Beanspruchbarkeit ihrer Werkstoffe herstellbar sind.

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Die bisher für Isolationszwecke gebräuchlichen Hartschäume weisen im allgemeinen keine dichte Giesshaut auf. Ist eine solche aber vorhanden, dann ist diese fast immer wenigstens an einigen Stellen beschädigt. Vor allem kommt es durch dia Rauheit der Giesshaut bei der Verwendung solcher Schaumstoffe in verschmutzter Umgebung zur Verschmutzung der Schaumstoffoberfläche mit der Gefahr der Bildung von elektrischen Kriechwegen. Bei Fehlen der Giesshaut ergibt sich weiter der Nachteil, dass in das Innere eines solchen Isolierstoffes aus Schaum leicht Feuchtigkeit eindringt, weil die Zellwanddicke des Schaumgerüstes relativ klein ist. Dies hat wiederum eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Schaumstoffes zur Folge. Insbesondere ergibt siph der weitere Nachteil, dass durch die ebenfalls relativ dünnen und praktisch ungeschützten Begrenzungswände des Schaumgerüstes gegenüber die umgebende Luft das elektrisch hochwertige Zellgas, insbesondere Treibgas, durch Luft ersetzt wird, wodurch es abermals zu einer Herabsetzung der Qualität der Schaumstoffisolation kommt. Diese vorerwähnten Nachteile wurden nun durch Lackieren oder eine andersartige Beschichtung des Schaumstoffes zu beheben versucht.

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Bis zu tiefen Temperaturen einsetzbare Schaumstoffe müssen mit speziellen Treibmitteln oder Treibmittelgemischen hergestellt werden.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, hochspannungsfeste, zumindest in den Randzonen mechanisch besonders hoch beansp^chbare sowie gas- und flüssigkeitsdichte, elektrisch isolierende Schaumstoffe mit nachbearbeitungsfreier Oberfläche hoher Güte und mit weitem thermischen Einsatzbereich zu schaffen, mittels welcher Schaumstoffe elektrische Einrichtungsteile oder Einrichtungen und Apparate für hohe Leistungen bei Einhaltung besonders kleiner Endmasse in einfachster Weise betriebssicher isolierbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Integralschaumstoff aus verschäumbaren Polymeren verwendet wird, in dessen Zellen sich wenigstens ein als Dielektrikum dienendes Treibgas-mit einer grösseren Durchschlagsfestigkeit als der von Luft befindet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich insbesondere dadurch, dass den Integralschaum keine gleich-

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massige Dichte auszeichnet, d.h. in seinen Randzonen mit gewünschter Schichtdicke und -dichte bis zur Dichte des reinen Werkstoffes, z.B. Polymers, ohne Blasen herstellbar ist, wogegen ein Hartschaum normalerweise durchgehend eine gleichbleibende Dichte auft^eist. Der Integralschaum kann hierbei in seinem Innern sowohl offen- als auch geschlossenzellig sein, ohne dass dadurch die elektrischen Eigenschaften des Schaumes nachteilig beeinflusst werden oder eine Schaumnachbehandlung erforderlich wäre.

Ein harter Integralschaumstoff kann vor allem mechanisch stärker belastet werden als ein normaler Hartschaum, da die Festigkeit der Giesshaut eines harten Integralschaumstoffes erheblich grosser ist, als die der Randzone eines normalen Hartschaumes. Infolge der Anisotropie des harten Integralschaumes kann deshalb der Aufbau von Fertigteilen derart getroffen werden, dass die grössten Beanspruchungen dieser Fertigteile von den Randzonen des harten Integralschaumes _aufgenommen werden, so dass die letztgenannten Fertigteile erheblich kleiner bzw. platzsparender ausführbar sind als es mittels der bisherigen Schaumstoffe möglich war.

Die entsprechend dicke Giesshaut mit vorbeschriebener Dichte wirkt beim harten Integralschaum als Diffusionsbarriere,

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die eine Ausdiffusion von Treibgas bzw. Dielektrikum stark erschwert, wenn man vergleichsweise normalen Hartschaum in Betracht zieht. Aber auch eine Eindiffusion von Flüssigkeiten, wie z.B. Wasser, sowie von Gasen" wird aus dem gleichen Grunde wirkungsvoll unterbunden oder zumindest sehr erschwert.

Darüber hinaus lässt·sich harter Integralschaumstoff vor allem auch ohne weitere Nachbehandlung oder Bearbeitung mit einer von Thermoplastteilen her bekannten Oberflächenglätte herstellen. Dadurch ist gegenüber normalem Hartschaum die Gewähr gegeben, dass sich an der Oberfläche des harten Integralschaumstoffes kein Schmutz ansammeln und dadurch bei Hochspannungsbeanspruchung keine Kriechwegbildung eintreten kann.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die Füllung der Zellen des Schaumstoffes überraschenderweise auch aus hochsiedenden Treibgasen und hochsiedenden Dielektrika bestehen kann, wobei eine eventuelle Kondensation einer solchen Füllung zufolge der Struktur des Integralschaumstoffes dessen elektrisches Festigkeitsverhalten nicht so weit beeinflusst, dass der Einsatz von niedrigsiedenden Füllmitteln notwendig ist.

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Claims

-θ - 66/73 Patentansprüche:

1./Hartschaumstoff, gekennzeichnet als Integralschaumstoff aus verschäumbaren Polymeren, in dessen Zellen sich wenigstens ein als Dielektrikum dienendes Treibgas mit einer grösseren Durchschlagfestigkeit als der von Luft befindet.

2·» Hartschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellwände aus Polyurethan bestehen.

3. Hartschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellwände aus Epoxidharz bestehen.

4. Hartschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Treibmittel dienende Dielektrikum aus einem Halocarbon oder einer Halocarbonmischung besteht.

5. Hartschaumstoff nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, d'ass das als Treibmittel dienende Dielektrikum aus Monofluortrichlormethan (CCl₃P) oder aus Tetrafluormethan (CF₁J) oder Trifluormethan (CHF₃) oder Trifluorchlormethan (CF₃Cl) oder Hexafluoräthan (C₂ ^P6^ ^{oder TrifluorDrommetnan} (CP₃Br) oder Difluorchlormethan (CHClFp) oder Pentafluorchloräthan

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) oder Perfluorpropan (CJF3) oder aus Difluordichlormethan (CCl₂Fp) oder aus Mischungen der vorstehenden Verbindungen besteht.

6. Hartschaumstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das als Treibmittel dienende Dielektrikum aus Schwefelhexafluorid (SFg) besteht-

7. Hartschaumstoff nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das als Treibmittel dienende Dielektrikum aus einer Mischung der in den Ansprüchen 5 und 6 genannten chemischen Verbindungen besteht.

8. Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 1 zur Herstellung von tragenden, bis zu tiefen Temperaturen verwendbaren, gegen Hochspannung isolierenden Teilen von elektrischen Einrichtungen und Apparaten.

9. Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 8 zur Herstellung der isolierenden ruhenden Elemente von Schaltanlagen.

10. Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 9 für die Herstellung von Trennwänden oder Stützisolatoren oder Ummantelungen von Sammelschienen oder Traggerüsten für Mittel-

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und Hochspannungsschalter sowie der tragenden Isolation von Kabelendverschlüssen.

11. Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 8 zur Herstellung der Isolation von Strom- und Spannungswandlern oder Transformatoren mittels Verschäumen.

12. Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 8 zum Einschäumen von Wicklungsköpfen und Nuten von elektrischen Maschinen.

13· Verwendung eines Hartschaumstoffes nach Anspruch 8 der zusätzlich mit leitenden Mitteln versehen ist,.zur Herstellung von Schutzerdungen für elektrische Einrichtungen und Apparate.

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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