DE3000418A1

DE3000418A1 - Verfahren zur herstellung eines isolierenden blattes, bandmaterial fuer die isolation und transformator

Info

Publication number: DE3000418A1
Application number: DE19803000418
Authority: DE
Inventors: Vinzenz Dipl Chem Dahinden
Original assignee: H Weidmann AG
Current assignee: H Weidmann AG
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1980-01-08
Publication date: 1980-07-24
Also published as: CH637500A5

Description

Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Blattes, Band-
material für die Isolation und Transformator Es ist aus dem U.S. Patent 3 246 271 bekannt, die einzelnen Wicklungen durch eine Zwischenlage eines imprägnierten Papiers als Isolator voneinander zu isolieren. Um Durchgänge für eine Imprägnierflüssigkeit zu bilden, wurde in diesem U.S. Patent vorgeschlagen, das Papier nur teilweise mit Harzflecken zu versehen. Diese Flecken sind dabei derart auf der Fläche des Papiers verteilt, dass die grösste Distanz von einem Punkt in einem mit Kleber beschichteten Gebiet zu der am nächsten gelegenen Kante höchstens 20 mm beträgt. Die durch Kunstharzkleber bedeckte Fläche soll dabei zwischen 25 und 75 t der gesamten Fläche bedecken.
Als Kunstharzkleber sind Phenolharz, Epoxyharz und dergleichen bekannt geworden. Diese Kleber trocknen relativ rasch bis zu einem Grad, dass sie bei Raumtemperatur handtrocken sind. Bei Erwärmen auf 100 - 1200 C werden sie dann weich und kleben an den Wicklungsdrähten, so dass die Wicklungen und das Papierband verkleben, was die mechanische Verfestigung der Wicklungen bewirkt. Insbesondere bei Kurzschluss hat sich diese Verfestigung als vorteilhaft erwiesen.
Ein grosser Vorteil ergibt sich dadurch, dass beim Imprägnieren mit Transformatoröl dieses durch die Stellen ohne Harz fliesst und damit eine gleichmässige Durchdringung der Isolierschicht bewirkt wird.
Dies ist, wie sich gezeigt hat, insofern wichtig, als bei Transformatoren mit zur Kühlung benütztem flüssigem Dielektrikum solche Lufteinschlüsse oder unstetige Stellen zur Bildung von Teilentladungen neigen. Dies gilt insbesondere bei Transformatoren mit hohen Spannungen, indem die unerwünschte Entladung mit zunehmender Spannung steigt.
Es hat sich gezeigt, dass Isolationsmaterial für die Isolation von Wicklungen bei einem Transformator mit derartigen Klebstoffflecken auf beiden Seiten sich mit den Wicklungen nur schlüssig verbinden kann, wenn die Transformatorspule während des Aushärtens gepresst wird. Dies ist allenfalls möglich bei rechteckigen oder quadratischen Spulen, nicht aber bei runden Spulen, d.h. bei denen der Wicklungsquerschnitt kreisförmig ist und bi der keine Pressung erfolgt. Bei runden Wicklungen geht ein grosser Teil der Kontaktstellen zwischen Harzflecken und Wicklungsdraht durch den trocknungsbedingten Dickenschwund des Papiers sowie durch allfällige ungleichmässige Dilatationserscheinungen der Wicklungslagen verloren.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Isolationsband zu schaffen, mit dem auch Spulen mit rundem Querschnitt isoliert werden können und mit dem zumindest dieselbe gute mechanische Festigkeit der Wicklung, Imprägnierbarkeit und damit verbundener Teilentladungsfreiheit erreichbar sind, wie sie beim bekannten Band für gepresste Spulen erzielbar sind.
Erfindungsgemäss lässt sich ein solches isolierendes, mit Klebstoff beschichtetes Blatt aus Zellulosefasern zu Isolationszwecken bei elektrischen Geräten herstellen, indem das Blatt einem Prägevorgang unterworfen wird, um beidseitig vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppeln jedes Buckels von wenigstens einer Seite des Blattes mit einem wärmehärtbaren Epoxyharz beschichtet werden und dass schliesslich das Epoxyharz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Blatt zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird.
Die Erfindung umfasst ausserdem noch ein Bandmaterial, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren für die Isolation zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren zur Durchleitung eines Mediums, bei welchem Bandmaterial die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50 t der Oberfläche ausmachen und elastisch verformbar sind, dass beide Seiten mit Epoxyharz bedeckte Stellen auf den Buckeln aufweisen, und dass die bedeckten Stellen auf jeder Seite zusammengenommen höchstens 50 t der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen.
Zudem umfasst die Erfindung noch einen Transformator, der unter Verwendung des Bandmaterials hergestellt ist.
Unter dem Prägevorgang wird eine Verformung der Oberfläche von Zellulosefaserpapier verstanden, bei der eine punktförmige Riffelung oder eine Narbung oder eine punktweise linsenförmige Erhebung allseitig von gleichartigen Vertiefungen umgeben ist, die auf der Gegenseite des Blattes ihrerseits Erhebungen bilden. Solche Prägungen sind bekannt, beispielsweise bei Kreppapier oder dergleichen.
Es ist leicht vorstellbar, dass, wenn gemäss der Vorschrift nach Patentanspruch 1 die Kuppen der Buckel mit Klebstoff bestrichen werden, zwischen zwei benachbarten Buckeln jeweils Stellen vorhanden sind, die ohne Klebstoff sind, so dass die mit Klebstoff beschichteten Stellen inselartig erscheinen.
Als Klebstoff wird eine hochviskose Harzlösung bevorzugt, die beispielsweise aus 6 Teilen pulverförmigem Härter gelöst in 10 Teilen Methylglykol hergestellt ist, welche Lösung darauf in 100 Teile Epoxyharz eingerührt wird. Nach einer Reifezeit on 1 Stunde bei 50 C ist dieser Zweikomponentenkleber verwendungsbereit und kann auf die Buckel aufgewalzt, abgerollt oder sonstwie aufgetragen werden.
Das derart behandelte Papierblatt, beispielsweise Presspan, kann darauf innert weniger Minuten bei ca. 1000 C bis berührungstrocken nachgetrocknet werden.
Bei Verwendung als Isolierschicht für Transformatorspulen lässt sich dieses Material sehr leicht verarbeiten. Es hat sich gezeigt, dass sich das Epoxyharz sehr rasch verflüssigt und bei steigender Temperatur dünnflüssiger wird. Gleichzeitig scheidet das Papier noch Wasser ab, das gleichzeitig mit dem Aushärten ausgeschieden wird.
In Laboratoriumsversuchen.wurde beispielsweise festgestellt, dass bei wenigstens 2200 C und 1 Minute Dauer schon Haftkräfte erhalten werden, die die Eigenhaftung des Presspans bei weitem übertreffen. Bei 1100 Härtungswärme und verschiedenen Zeiten der Einwirkung wurde die Haftung des vorgeschlagenen Isolationsmaterials auf Kupferstreifen geprüft: Behandlungsdauer Beurteilungen (Min.) sofort nach 30 Minuten 5 keine Verbindung keine Verbindung 30 vereinzelte Haftung vereinzelte Haftung 90 grösstenteils Faser- ca. 50 t Faseraufriss aufriss 4 120 grossflächiger Fa- grossflächiger Faserseraufriss aufriss Diese Darstellung zeigt deutlich, dass auch schon mit Betriebsbelastung eines Transformators die notwendige Wärme erzeugt werden kann, um die Haftung zu erhalten. Jedoch dürfte die Temperatur von 1100 C derart niedrig sein, dass das Epoxyharz nicht fliesst, sondern direkt aushärtet. Schon aus diesem Grunde sollte die Temperatur höher gewählt werden, damit sich auch eine Haftung der Wicklungsdrähte am Isolationsmaterial ergibt.
Die durch Prägung erzeugten Buckel sind naturgemäss elastisch federnd. Damit lässt sich ein Anpressdruck zwischen den Wicklungsdrähten und dem Isolationsband erzeugen, der genügend hoch ist, um die Drähte anzukleben, was sonst beim bekannten Isolationsmaterial nur über den Weg der Pressung der gesamten Wicklung erhalten werden konnte.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines isolierenden, mit Klebstoff beschichteten Blattes aus Zellulosefasern zu Isolationszwecken bei elektrischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt einem Prägevorgang unterworfen wird, um beidseitige vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppeln jedes Buckels von wenigstens einer Seite des Blattes mit einem wärmehärtbaren Epoxyharz beschichtet werden, und dass schliesslich das Epoxyharz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Blatt zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxyharz mittels eines Lösungsmittels verflüssigt wird, bevor es auf die Kuppen der Buckel aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Methylglykol verwendet wird.
4. Bandmaterial für die Isolation zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren zur Durchleitung eines Kühlmediums, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50 t der Oberfläche ausmachen und elastisch verformbar sind, dass beide Seiten mit Epoxyharz bedeckte Stellen auf den Buckeln aufweisen und dass die bedeckten Stellen auf jeder Seite zusammengenommen höchstens 50 t der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen.
5. Transformator, hergestellt unter Verwendung des Bandmaterials nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in berührungstrockenem Zustand zwischen die Wicklungen gelegte Bandmaterial nach Fertigstellung des Transformators bei wenigstens 1100 C ausgehärtet und mit den beidseitig vorhandenen Wicklungsdrähten verklebt ist, wobei der Anpressdruck für die Verklebung zwischen dem Zellulosefaserpapier und den Wicklungsdrähten durch die Eigenfederung der Prägungen bewirkt ist.