DE2538702C2

DE2538702C2 - Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsisolation für elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE2538702C2
Application number: DE2538702A
Authority: DE
Inventors: Branko Dipl.-Ing. Wettingen Doljak; Kurt Schlieren Herzog; Roland Dipl.-Ing. Wettingen Schuler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE2538702A1; CH580878A5; NO754427L; NO141291C; NO141291B; DE7527510U

Description

— die Leiterbündel (1) werden an der Breitseite mit einer mit Tränkharz im B-Zustand imprägnierten Feinglimmerschicht(5) versehen,

— um die Leiterbündel wird ein Schrumpfband gewickelt,

— die mit Schrumpfband umwickelten Leiterbündel werden zum Formen und Aushärten der KuBSiharzschicht (5) einer Druck- und Wärmebehandlung unterzogen,

— sodann wird das Schrumpfband wieder entfernt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine feinglimmerhaltige Kunstharzschicht mit einem Glimmeranteil von mindestens 50% aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck- und Wärmebehandlung in einer kombinierten Preß- und Heizvorrichtung erfolg _

4. Verfahren nach Anspr^h 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß AnpretSdruck und Temperatur so gewählt sind, daß ein Teil ^es Kunstharzes unter Verarmung der glimmerhaltigen Kunstharzschicht (5) zwischen die Teilleiter (2) eindringt und diese verklebt, wobei eine Schicht mit einem Glimmergehalt von mehr als 75% zurückbleibt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsisolation für elektrische Maschinen im Ganztränkverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Herstellungsverfahren dieser Gattung sind z. B. aus dem von H. Sequenz herausgegebenen Buch »Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschinen« Springer Verlag Wien-New-York 1973, S. 153, oder aus der Publikation »Micadur-Compact Kunstharz-Isolierung für mittlere Hochspannungsmaschinen« der BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz) — No. 3889, bekannt.

Bei diesem Verfahren werden die aus mehreren isolierten Drähten (V/indungen) aufgebauten Spulen auf die richtige Form gebracht, in ihrem Nutteil verklebt und mit einem kombinierten Glasseide-Feinglimmer-Band, der Hauptisolation, fortlaufend auf der ganzen Länge mehrfach umwickelt. Dank der Verwendung des gleichen Bandes.für.die ganze Spulenlänge entsteht eine gleichmaßigejSpuleriisolation. Die fertigen Spülen werden unimprägniert (trocken), wenn nötig mit einem Glimmschutzbelag versehen, in das Eisenpaket eingelegt, zusammengeschaltet und die Nuten mit Keilen verschlossen.

Die Wickelkopfabstützung ist mit einer endlosen, saugfähigen Glasfaserbandage ausgeführt Durch Trocknen wird der Wicklung die letzte Feuchtigkeit entzogen und dann das ganze Eisenpaket mit Wicklung in ein Imprägniergefäß eingesetzt und nach einem Vakuumprozeß mit einem Epoxidharz imprägniert Eine abschließende Druckbehandlung unterstützt das Eindringen des Harzes in alle Isolationsteile und Abstützelemente. Dann schließt sich eine Aushärteperiode bei erhöhter Temperatur an.

ίο Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Wicklungen zeichnen sich insbesondere durch folgende Eigenschaften aus:

Hohe mechanische Festigkeit, gleichmäßige Spannungsfestigkeit und gute dielektrische Eigenschaften,

.5 hohe thermische Belastbarkeit, Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, öl, sonstigen Verunreinigungen, Einwirkung radioaktiver Strahlung und hohe Betriebssicherheit
Es hat sich nun gezeigt, daß die dielektrischen Eigenschäften der Wicklungsisolation noch wesentlich verbessert werden können, was vor allem beim Obergang zu höheren masehinenspannungen (ca. 6 kV und mehr) im Hinblick auf das Langzeitverhalten der Wicklungsisolation von entscheidender Bedeutung ist:

Aus verfahrenstechnischen Gründen wird beim Ganztränkverfahren die Isolation praktisch ohne äußeren Druck ausgehärtet Die durch den Aufbau der Wicklungen aus Teilleitcrbündeln entstandenen Rillen längs der Breitseiten und bei Mehrebenen-Roebelstäben auch längs der Schmalseiten werden zwar während des Imprägniervorganges mit Imprägniermittel ausgefüllt, doch führt Harzschwund und teilweises Ausfließen des Imprägniermittels zu im allgemeinen nicht vermeidbaren, wenn auch vergleichsweise kleinen Hohlräumen im Bereich zwischen Hauptisolation und Teilleitern.

Bei einem anderen Isolationsverfahren, wie es aus der DE-AS 11 42 928 bekannt ist werden vor dem Aufbringen der Hauptisolation die Leiterbündel mit einer gefüllten Kunstharzmasse bestrichen. Vertiefungen an den Schmalseiten des Leiterbündels m.i Streifen oder Platten aus Glimmerpapier oder aus Glimmerschüppchenpapier, die zweckmäßigerweise noch mit härtbarem Bindemittel getränkt sind, ausgefüllt Durch anschließendes starkes Pressen wird das Glimmermaterial samt den in den Vertiefungen befindlichen Isolierkappen und Isolationszwischenlagen so verformt daß Hohlräume zwischen den Leitern und Kappen und in diesen und zwischen der Lagen beseitigt werden. Erst danach wird die Hauptisolation aufgebracht. Ein hohlraumfreies Aufbringen der Hauptisolation vorausgesetzt werden damit Hohlräume zwischen d<i Schmalseiten des Leiterbündels und der Innenseite der Hauptisolation vermieden. Auf welche Weise die durch die Verwendung von Teilleitern mit abgerundeten Kanten entstehenden riefenartigen Vertiefungen blasenfrei mit gefüllten Kunstharzmassen gefüllt werden, ist dieser Auslegeschrift nicht zu entnehmen.

Aus der US-PS 30 48 651 ist es ferner bekannt, em Schrumpfband auf ein bereits mit der Hauptisolation versehenes Leiterbündel aufzuwickeln, welches bei WärmeDehandlung schrumpft und dadurch das Leiter-,bündel zusammendrückt, und welches Schrumpfband

"⁵ nach dieser Behandlung wieder entfernt wird. Diese Vorgehensweise ist jedoch für die Ganztränktechnik nicht geeignet.

Ausgehend vom oberbegrifflichen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Langzeitverhalten, insbesondere die dielektrischen Eigenschaf-

3 4

ten, einer nach dem Ganztränkverfahren hergestellten Teilleiter erfolgt z. B. nach dem in der DE-OS 23 30 466 Wicklung einer Hochspannungsmaschine weiter zu ver- beschriebenen Verfahren. Nach dem Formen der Leiter bessern, insbesondere die Spickel an den Seitenflächen werden diese zu einem Leiterbündel zusammengesetzt der Leiterbündel hohlraumfrei auszufüllen, gleichzeitig und die Breitseiten mindestens im Bereich des Nutteils dabei die Teilleiter des Leiterbündels miteinander zu 5 mit einer glimmerhaltigen Kunstharzschicht 5 versehen, verkleben und ebene Leiterbündeloberflächen zu schaf- Die Schicht 5 besteht z. B. aus mehreren Lagen Feinfen. glimmer mit einer totalen Dicke von 0,3—0,5 mm, die

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch das im Pa- mit einem Epoxidharz im ß-Zustand unter Vakuum imtentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren. prägniert ist Der Glimmergehalt beträgt dabei minde-

Bei dieser Voi'gehensweise dringt das aus der genann- io stens50°/o.

ten Kunstharzschicht ausgequetschte warme, dünnflüs- Das so vorbereitete Leiterbündel wird mit einem

sige Harz beim Pressen zwischen die Teilleiter ein, här- Schrumpfgewebeband umwickelt Hierfür eignet sich tet aus und verklebt diese miteinander. Die Längsrillen beispielsweise Poiyestergewebe. Der Schrumpfungsder Oberfläche werden dabei mit der zurückbleibenden, grad des Bandes ist so bemessen, daß es sich während harzverarmten, d. h. hochglimmerhaltigen Schicht 15 des anschließenden Preßvorganges satt an die Kanten gleichzeitig hohlraumfrei ausgefüllt Untersuchungen des Leiterbündels anlegt Das Gewebe ist so beschaffen, haben ergeben, daß der Gliminergehalt der ausge- daß es mit dem Kunstharz praktisch keine Klebverbinquetschten Kunstharzschicht bei ca. 80% liegt An den dung eingeht

Breitseiten des Leiterbündels bildet sich eine ebene, an Anschließend wird das mit dem Schrumpfgewebeden Kanten des Leiterbündels abgerundete Fläche aus, 20 band versehene Leiterbündel bei erhöhter Temperatur an die sich die aufzubringende Hauptisolation auch bei in einer Preßvorrichtung, z. B. einer r-'heizten Preßvorkieinem AnpreBdruck sau und höhlraumfrei an- richtung, gepreßt und ausgehärtet Nacfe- dem Aushärten schmiegt des Harzes wird das Schrumpfgewebeband wieder ent-

Zum Warmpressen können übliche Preß- und Heiz- fernt und damit auch gleichzeitig ajle ausgepreßten unvorrichtungen herangezogen werden. Besonders ein- 25 erwünschten Harzreste. Dann wird die Hauptisoiation, fach und wirtschaftlich gestaltet sich der Verfahrensab- bestehend z. B. aus einem Feinglimmerband mit Glasgelauf jedoch, wenn das Leiterbündel vor dem Pressen webeträger, aufgebracht

mittels Schrumpfgewebebändern, die nicht mit dem Alle weiteren Verfahrensschritte entsprechen dem

Kunstharz verkleben und nach dem Aushärten des Har- bekannten Ganztränkverfahren und sind z. B. in der einzes wieder entfernt werden, umwickelt wird. Die Ver- 30 gangs genannten Firmenpublikation »Micadur-Comwendung von Gewebebändern ist insofern vorteilhaft pact...«ausführlichbeschrieben.

als dadurch die Oberfläche des Leiterbündels eine Ge-

webestruktur erhält, die die Haftung und Verankerung Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

der später aufgebrachten Hauptisolation vorteilhaft be-
j einflußt Durch die Schrumpfung des Gewebebandes 35
werden zudem scharfe Kanten des Leiterbündels vermieden, während des Pressens in Vorrichtungen ebene
Flächen gewährleistet

Wenngleich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
gegenüber dem üblichen Ganztränkverfahren zwei zu- 40
sätzliche Verfahrensschritte notwendig sind, so wird
dies doch durch die daraus resultierenden Vorteile (homogener Aufbau und damit Vermeidung von Glimmentladungen, was es erst erlaubt, das Ganztränkverfahren bis zu den höchsten Nennspannungen einzusetzen, 45
sehr guter Wärmeübergang zwischen Leitern und Eisenpaket) mehr als ausgewogen. Zudem entfällt das
Vurvci kleben der einzelnen Tei'leiter zu einem Leiterbündel. Verkleben der Teilieiter, hohlraumfreies Ausfüllen der Längsrillen und Bildung einer glatten und ebe- 50
nen Leiterbündeloberfläche mit abgerundeten Kanten
erfolgt in einem einzigen Arbeitsgang.

Anhand der Zeichnung, die einen Schnitt durch eine
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Spule zeigt soll die Erfindung beispielsweise näher er- 55
läutert werden.

Das Leiterbündel 1 besteht aus einer Anzahl Leiterwindungen 2. Letztere sind durch eine Leiterisolation 3
voneinander isoliert Infolge der Abrundungen der Teilleiter 2 bilden sich an den Breitseiten des Leiterbündels 60
ϊ Rillen 4, welche mit einer glimmerhaltigen Kunstharzschicht 5 ausgefüllt sind. Das beim Warmpressen aus der
genannten Schicht 5 aüsgeqüetschte-Kunstharz, das die
einzelnen Leiter miteinander verklebt, ist mit 6 bezeichnet Das Leiterbündel 1 ist mit einer üblichen Hauptiso- 65
lation 7 versehen.

Bei der Herstellung der beschriebenen Wicklung wird
von isolierten Leitern 2 ausgegangen. Die Isolation der

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsisolation für elektrische Maschinen im Ganztränkverfahren, bei dem die aus mehreren voneinander isolierten Teille'itern bestehenden Leiterbündel mit einer Hauptisolation versehen, in die Maschine eingebaut und als Ganzes imprägniert werden, gekennzeichnet durch folgende vor dem Aufbringen der Hauptisolation vorzunehmende Verfahrensschritte: