DE2342042C3 - Temperaturfühleranordnung an Formspulen mit Profilleitern für Wicklungen elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturfühleranordnung an Formspulen mit Profilleitern für Wicklungen elektrischer Maschinen, bei der ein Halbleiterfühler in einen Isolierkörper eingebettet ist und die Zuleitungen zu diesem Halbleiterfühler aus hochflekiblen Litzen mit Silicon-Kautschuk-Isolierung bestehen.

Die DT-PS 15 38 882 beschreibt eine Temperaturfühleranordnung in Wicklungen elektrischer Maschinen, die aus Runddrähten bestehen. Runddrahtwicklungen werden als Träufelwicklungen für rotierende elektrische Maschinen bis zu Nennspannungen von etwa V eingesetzt. Dagegen wird die Ganzformspulenwicklung mit Profilleitern, auch als Faßwicklung bezeichnet, vorzugsweise für Hochspannungswicklungen ab 2 kV Betriebsspannung vorgesehen. Sie kann aber auch für Drehstrommotoren größerer Leistung für Betriebsspannungen unter 1000 V verwendet werden. Die in der DT-PS 15 38 882 geschützte Anordnung von Temperaturfühlern in luftvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Massen sowie deren Einbettung in Runddrahtwicklungen mit den gleichen Kautschuk-Massen läßt sich nicht auf Formspulenwicklungen mit Profilleitern übertragen. Nach der DT-PS 19 28 738 ist eine Anordnung für Formspulenvvicklungen mit Profilleitern in Hochspannungsisolierung bekannt, welche einen verhältnismäßig dünnwandigen plattenförmigen Oxydke-. ramikkörper hoher Wärmeleitfähigkeit als Übertragungselement zwischen den Leitern und dem Temperaturfühler vorsieht. Der Temperaturfühler wird mit dem Oxydkeramikkörper in enge Berührung gebracht und die Hohlräume mit einem Kitt ausgefüllt. Die Hochspannungsisolierung wird dann um den Oxydkeramikkörper angeordnet; der Oxydkeramikkörper selbst liegt direkt auf dem blanken Leiter auf. Es wird also bei der durch die DT-PS 19 28 738 geschützten Anordnung bewußt eine Unterbrechung der Hochspannungsisolierung der betreffenden Spule vorgesehen, die über den Temperaturfühler thermisch überwacht wird. Für die Befestigung des Thermofühlers auf dem Oxydkeramikkörper ist eine Überdeckung mit einer Isolierfläche erforder'ich, die aus einer Kunststoff-Folie, einem Gewebe oder einem Lackglasseidenband gebildet wird. Die Räume zwischen der Isolierfläche und dem Temperaturfühler sowie dem Oxydkeramikkörper werden mit einem Harz-Quarzmehl lückenlos ausgefüllt. Der Oxydkeramikkörper muß der jeweiligen Größe der Spule oder bzw. der Leiter angepaßt werden. Bei einer nachträglich möglichen Auswechslung des Temperaturfühlers ist eine rechtwinkelige Anordnung des Oxydkeramikkörpers mit einer entsprechend aufgesetzten Verstärkung erforderlich. In die Bohrung dieser Verstärkung wird dann der Temperaturfühler eingeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einbau von Temperaturfühlern ap Formspulenwicklungen mit Profilleitern unabhängig von der Dimensionierung der Spule bzw. der Teilleiter zu machen und zugleich eine Unterbrechung der Hochspannungsisolierung zu vermeiden.

Der Lösungsweg besteht darin, daß der Isolierkörper aus Silicon-Kautschuk das Leiterbündel der Formspule luft- und hohlraumfrei umschließt und die außerhalb des Leiterbündels angeordnete und nicht isolierte Halbleiterperle des Temperaturfühlers aufnimmt.

Die Temperaturfühleranordnung kann einerseits so ausgebildet sein, daß der Isolierkörper (3) aus einer kaltvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Masse mit Kondensationsvernetzer hergestellt und daß der Abstand zwischen der nichtisolierten Halbleiterperle und dem Leiterbündel durch eine isolierende Schicht aus streichfähiger kalivulkanisierender Silicon-Kautschuk-Masse sichergestellt ist. Andererseits ist der Isolierkörper durch Umwicklung des Leiterbündels mit heißvulkanisierenden Silicon-Kautschukbändern hergestellt und der Abstand zwischen der nicht isolierten Halbleiterperle des Temperaturfühlers und dem Leiterbündel durch einen eingelegten Streifen aus heißvulkanisierendem Silicon-Kautschuk sichergestellt. Ein Vorteil der Erfindung gegenüber der DT-PS 19 28 783 besteht darin, daß eine besondere Isolierung des Temperaturfühlers und der Anordnung des Temperaturfühlers in Verbindung mit dem Oxydkeramikkörper nicht erfor-

derlich ist. Bei den Anordnungen nach dem Erfindungsgedanken wird eine hohlraum- und luftfreie Einbettung für den Temperaturfühler an der Stelle des Leiterbündels der zu überwachenden Spule durch die Verwendung von gießfähigen kaltvulkanisrerenden oder bandförmig aufzubringenden heißvulkanisierenden Elastomeren auf siliziumorganischer Basis (Silicon-Kautschuk) erreicht. Sowohl die kaltvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Vergußmassen als auch heiPvuIkanisierender Silicon-Kautschuk lassen sich mit Füllstoffen hoher Wärmeleitfähigkeit füllen, so daß der Temperaturverzug zwischen Leiter und Temperaturfühler in engen Grenzen bleibt. Weiterhin ist es nicht erforderlich, die Halbleiterpfirle des Temperaturfühlers zusätzlich zu isolieren, wie dies bei handelsüblichen Halbleitertemperaturfühlern der Fall oder auch nach der DT-PS 15 38 882 erforderlich ist. Der Abstand zwischen Temperaturfühler und dem nächstliegenden Leiter kann bei einer Anordnung nach dem Erfindungsgedanken entsprechend der Spannungsbeanspruchung unterschiedlieh vorgesehen werden, er ist also nicht von der Form und Größe des Obertragungskörpers (Oxydkeramikkörper bei DT-PS 19 28 738) abhängig. Bei der Verwendung von kalivulkanisierenden gieß- oder streichbaren Silicon-Kautschuk-Massen werden Kondensationsvernetzer vorgesehen. Die Kondensationsvernetzung bewirkt eine definierte Volumenkontraktion des um das Leiterbündel angeordneten Aufnahmekörpers, so daß keine Luft- oder Hohlräume entstehen können. Bei der Verwendung von heißvulkanisierendem SiIicon-Kautschuk werden verarbeitungsfertige Massen, die bereits das Vernetzungsmittel und die geeigneten Füllstoffe enthalten, in Form von dünneren Bändern auf das Leiterbündel aufgewickelt, die Einbettung des Temperaturfühlers erfolgt nach der ersten auf das Leiterbündel aufgewickelten Schicht. Für die Vernetzung ist die Zuführung von Wärme über einen bestimmten Zeitraum in Abhängigkeit von der verwendeten Silicon-Kautschuk-Type erforderlich. Um eine gleichmäßige und hohlraumfreie Umhüllung des Leiterbündeis zu erreichen, werden Bänder aus Trennfolien, z. B. Folien auf der Basis Polyäthylen-Terephthalat bzw. Tetrafluoräthylen oder entsprechenden Kombinationen, um den aus heißvulkanisierendein Silicon-Kautschuk bestehenden Isolierkörper gewickelt. Durch entsprechende Vorbehandlung dieser Folienbänder mit elektrisch leitenden Schichten kann die für die Vernetzung erforderliche Temperatur durch diese Bänder selbst bei Zuführung einer entsprechenden elektrischen Leistung erzeugt werden. Die Anschlußlitzen des Temperaturfühlers sind mit Silicon-Kautschuk isoliert. Diese Umhüllung verbindet sich bei der Vernetzung des kalt- oder heißvulkanisierenden Silicon-Kautschuks mit diesem selbst; dabei muß auf eine entsprechende Abstimmung der Zusammensetzung der Anschlußlitzenisolierung und der Isolierung der Einbettung des Temperaturfühlers geachtet werden. Über die Anschlußlitzen des Temperaturfühlers wird ein Glasseidenhohlschlauch geschoben, wobei die Hohlräume zwischen Litzen und Innenbohrung des Schlauches zusätzlich durch eine gießbare kaltvulkanisierende Silicon-Kautschuk-Masse hohlraumfrei ausgefüllt werden. Dadurch wird die Spannungsfestigkeit der Zuleitungen zu den Halbleiterfühlern gegenüber der Spule oder Wicklung entsprechend erhöht. An zwei Beispielen wird die Erfindung näher erläutert (vgl. F i g. 1 bis 3):

Mit einer einfachen aus Holz, Kunststoff oder Leichtmetall hergestellten U-förmigen Schablone 1 wird an einem geraden Teil der Formspule 2 ein isolierkörper 3 um das Leiterbündel 4 gegossen. Dieser Körper 3 besitzt an einer Seite eine Verstärkung 5. In dieser Verstärkung 5 ist der Temperaturfühler 6 untergebracht. Die Haltleiterperle 7 dieses Temperaturfühlers 6 wird ohne zusätzliche Isolierung vor dem Umgießen des Leiterbündels 4 durch Fixierung des Abstandes 8 mit Hilfe einer Schicht 9 aus streichfähiger kaltvulkanisierender Silicon-Kautschuk-Masse am Leiterbündel 4 befestigt. Die mit Silicon-KautschukMasse isolierten Zuleitungslitzen 10 des Temperaturfühlers 6 verbinden sich mit der aus streichbarer Silicon-Kautschuk-Masse bestehenden Schicht 9 und mit der gießbaren Silicon-Kautschuk-Masse des Isolierkörpers 3. Zugleich wird vor dem Gießen des Isolierkörpers 3 über die Zuleitungslitzen 10 ein Glasseidenhohlschlauch 11 geschoben. Zur Ausfüllung des Hohlraumes zwischen den Zuleitungslitzen 10 und dem Glasseidenhohlschlauch 11 wird eine gießfähige kaltvulkanisierende Silicon-Kautschuk-Masse 12 eingefüllt oder eingespritzt. Die verschiedenen Silicon-Kautschuk-Massen der Zuleitungslitzen des Isolierkörpers 3 und des eingebetteten Temperaturfühlers wachsen während des Vernetzungsvorganges zu einer einheitlichen Masse zusammen und bilden dadurch eine einheitliche Isolierung. Die äußere Kontur 13 des Isolierkörpers 3 kann durch die Ausbildung der Schablonenteile der Form so gestaltet werden, daß ein stoßfreier Übergang gewährleistet ist und ein für die Lebensdauer Jer Spule bzw. Wicklung schädlicher Sprung der Feldstärke vermieden wird. Außerdem kann man bei den für den Isolierkörper 3 vorgesehenen kaltvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Massen die Dielektrizitätskonstante durch die Wahl geeigneter Füllstoffe der Dielektrizitätskonstante der Hochspannungsisolierung der Spule anpassen.

Bei Verwendung von heißvulkanisierendem Silicon-Kautschuk wird der Isolierkörper 3 durch Umwickeln mit Kautschukbänderfi 14 hergestellt. Die Abstandshaltung der Halbleiterperle 7 vom Leiterbündel 4 erfolgt durch einen heißvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Streifen 15. Zur Vernetzung und zur Formgebung des Isolierkörpers 3 aus heiBvulkanisie^enden Silicon-Kautschuk-Bändern 14 wird eine eine Umhüllung 16 mit einer geeigneten Trennfolie vorgenommen. Diese Trennfolie kann mit einer leitenden Schicht 17 versehen werden, die eine Heißvernetzung des darunterliegenden Silicon-Kautschuks 14 auf Grund der Widerstandserwärmung durch Zuführung elektrischer Energie ermöglicht. Die Trennfolie wird nach Vernetzung des Isolierkörpers 3 entfernt.

Hierzu 1 Blat» Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Temperaturfühleranordnung an Formspulen mit Profilleitern für Wicklungen elektrischer Maschinen, bei der ein Halbleiterfühler in einen Isolierkörper eingebettet ist und die Zuleitungen zu diesem Halbleiterfühler aus hochflexiblen Litzen mit Silicon-Kautschuk-Isolierung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (3) aus Silicon-Kautschuk das Leiterbündel (4) der Formspule (2) luft- und hohlraumfrei umschließt und die außerhalb des Leiterbündels (4) angeordnete und nicht-isolierte Halbleiterperle (7) des Temperaturfühlers (6) aufnimmt.

2. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (3) aus einer kaltvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Masse mit Kondensationsvernetzer hergestellt und daß der Abstand (8) zwischen der nicht-isolierten Halbleiterperle (7) und dem Leiterbündel (4) durch eine isolierende Schicht (9) aus streichfähiger kalivulkanisierender Silicon-Kautschuk-Masse sichergestellt ist.

3. Temperaturfühleranordnung nach A 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (3) durch Umwicklung des Leiterbündels (4) mit heißvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Bändern (14) hergestellt ist und der Abstand (8) zwischen der nicht-isolierten Halbleiterperle (7) des Temperaturfühlers (6) und dem Leiterbündel (4) durch einen eingelegten Streifen (15) aus heißvulkanisierendein Silicon-Kautschuk sichergestellt ist.

4. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (3) aus heißvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Bändern (14) durch eine Umhüllung (16) mit einer elektrisch leitenden Trennfolie auf der Basis Polyäthy-Ien-Terephthalat, Polytetrafluorethylen oder Polyvinylfluorid durch Zuführung von Wärme auf Grund elektrischer Widerstandsheizung vernetzt ist.

5. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Zuleitungslitzen (10) des Temperaturfühlers (6) ein vorgesteifter Glasseidenhohlschlauch (II) gezogen ist, wobei zusätzlich der Hohlraum zwischen den Zuleitungslitzen (10) und dem Glasseidenhohlschlauch (11) mit einer kalt- oder luftvulkanisierenden Silicon-Kautschuk-Masse (11) hohlraumfrei ausgefüllt oder ausgespritzt ist.