DE3838345C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Textilien aus Glasfasern zur Erstellung mit Kunstharz imprägnierbarer, insbesondere im Ganztränkverfahren tränkbarer, Hochspannungs­ isolierungen in Elektromaschinen.

Hochspannungsisolierungen in elektrischen Großmaschinen, z. B. Turbogeneratoren, werden in der Regel hergestellt, indem zunächst die zu isolierenden Leiter mit imprägnierbaren Bändern aus Gewebe, Japanpapier oder dergleichen, die ggf. Glimmer enthalten, umwickelt werden. Der Wickelverband wird im Tränk­ verfahren mit Kunstharz imprägniert, das anschließend, z. B. durch eine Wärmebehandlung, ausgehärtet wird.

Die Verwendung von Bändern oder Schläuchen aus Glasfaser­ textilien zum elektrischen Isolieren und mechanischen Versteifen von Wickelköpfen einer elektrischen Maschine lehrt z. B. die DE-C-27 13 847. Die Verwendung von glimmerbeschichtetem Glas­ fasertextilmaterial zur Isolierung der Wicklungen in elektri­ schen Maschinen lehren die Schriften DE-B-22 15 206 und DE-A-32 34 792. Alle genannten Schriften betreffen Bewicklungen elektrischer Leiter, die anschließend mit härtbarem Kunstharz durchtränkt werden. Als zu diesem Zweck geeignete Kunstharze stellen die letztgenannten Schriften Epoxidharze vor, insb. Ge­ mische aus einem Epoxidharz und einem flüssigen Anhydrid, oder lösungsmittelfreie Epoxidharze.

Die Vorteile, die sich bei der Verwendung von Glasfasertextilien zur Herstellung von Isolierungen in elektrischen Großmaschi­ nen ergeben, insbesondere mechanische Festigkeit und gute Isola­ tionseigenschaften, sind dem Fachmann bekannt. Ebenso ist es eine geläufige Methode, zur Verbesserung der Handhabbarkeit von Glasfasertextilien die Glasfasern, die bekanntlich spröde sind und leicht brechen, mit einem nachgiebigen Kunststoff zu um­ manteln. Schwierigkeiten bei der Handhabung des Materials werden damit vermieden, bei weitgehender Erhaltung der vorteilhaften Eigenschaften. Imprägnierte Schläuche und Bänder aus Glasseide gehen hervor aus den Informationsblättern "Technische Information biw" der Bochumer Isolierstoff- Werke GmbH, Bochum (DE), aus dem Jahre 1970, betr. "Glas­ seidenflachschlauch SF-1", "Glasseidenschlauch SB-1" und "Glasseidenbänder TC-1". Aus diesen Informationsblättern geht die Verwendung des Polychloropren-Derivates "Neopren", neben anderen Imprägnierstoffen, zur Imprägnierung von Glasseidenschläuchen hervor.

Zum Stand der Technik gehörige Möglichkeiten zur Verwendung von Materialien auf der Basis von Chlorkautschuk u. dgl. in elektrischen Maschinen sind dem von H. Sequenz herausgegebenen Buch "Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschinen", Springer-Verlag, Wien u. New York 1973, S. 59 bis 62, entnehm­ bar. Hinweise zur Aufbringung von Beschichtungen auf Textilien, wie auch zum fachmännischen Verständnis der Bezeichnung "chlorhaltiger Kautschuk", sind dem "Kunststoff-Taschenbuch", Carl Hanser Verlag, München 1957, entnehmbar. Das Beschichten von Textilien durch Kaschieren oder Streichen ist dort auf den S. 65 und 66 beschrieben, Chlorkautschuk wird dort ab S. 101 vorgestellt. Chloropren-Polymerisate sowie der Begriff "Vulkanisieren" sind auf den S. 223 bis 225 abgehandelt.

Ein wesentliches Kriterium für die Dauerhaftigkeit eines kunstharzgetränkten Glasfasertextilmaterials besteht in der Haftfestigkeit des Tränkharzes an den Oberflächen der Glasfasern. Bei thermischen Wechselbeanspruchungen, wie sie z. B. bei Änderungen des Betriebszustandes von Elektromaschinen auftreten, ergeben sich Dehnungsspannungen zwischen Harz und Glas, die zu Ablösungen führen können, wenn nicht eine sichere, feste Verbindung von Glas und Harz erreicht wird.

Ein weiteres Problem, das beim Einbringen und Aushärten des Kunstharzes auftritt, ist die Aushärtung des Harzes, das sich zwischen den einzelnen Fasern befindet. Ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems, allerdings nicht speziell für Glasfasertextilien, sondern für die Glimmerbeschichtung eines Isolierbandes, findet sich in der DE-A-32 34 792. Es wird vorgeschlagen, die Glimmerschicht mit einem Beschleuniger für die Aushärtung des Epoxidharzes, namentlich Zinknaphthenat, zu tränken. Zinknaphthenat ist allerdings ein Stoff, der bei Raumtemperatur eine hochviskose, klebrige Konsistenz aufweist. Aus diesem Grunde ist er nicht geeignet, die Handhabung von Bändern, Schläuchen oder dergleichen aus Glasfasertextilien zu vereinfachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material auf der Basis von Glasfasertextilien anzugeben, das bei der Verwendung zur Herstellung von Hochspannungsisolierungen problemlos handhabbar ist, eine gute Haftfähigkeit für Epoxid­ harz aufweist und bei dessen Aushärtung eine beschleunigende Wirkung hat.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung einer Textilie, insb. eines Gewebes oder Vlieses, aus Glasfasern, die mit Derivaten von chlorhaltigem Kautschuk beschichtet sind, zur Herstellung einer mit einem härtbaren Epoxidharz-System zu imprägnierenden, insb. im Ganztränkver­ fahren zu tränkenden, Hochspannungsisolierung in einer Elektromaschine.

Vulkanisierungsprodukte chlorhaltiger Kautschuke sind als mehr oder weniger weiche Kunststoffe sehr gut für die Umhüllung spröder Materialien, wie z. B. Glas, und zur Bindung von Splittern aus diesem Material gut geeignet, so daß eine prob­ lemlose Handhabbarkeit der solcherart beschichtenten Glasfaser­ textilien gewährleistet ist. Auch weisen diese Kunststoffe eine gute Haftfähigkeit für Epoxidharze auf und gewährleisten damit feste und dauerhafte Verbindungen zwischen Glas und Epoxidharz.

Für die Erfindung ist von wesentlicher Bedeutung, daß chlor­ haltige Kautschuke, insb. die Derivate des Polychloroprens, bei Erwärmung Salzsäure abspalten. Diese Salzsäure dient erfindungsgemäß dazu, die Härtung des Epoxidharzes zu kata­ lysieren. Die Temperatur, bei der die Salzsäureabspaltung be­ ginnt liegt bei etwa 120°C. Eine effiziente Beschleunigung des Härtungsvorganges bei einer üblichen Aushärtetemperatur von etwa 150°C ist damit gewährleistet.

In spezieller Ausgestaltung der Erfindung lehrt Anspruch 2, für die Beschichtung der Glasfasern der verwendeten Textilien Vulkanisierungsprodukte des Chloroprenkautschuks, einem Poly­ mer des 2-Chlorbutadiens, einzusetzen.

Gemäß Anspruch 3 ist es vorteilhaft, den Gewichtsanteil der Beschichtung der erfindungsgemäß verwendeten Glasfasertexti­ lie auf einen Wert zwischen 1% und 4% zu bemessen.

In spezieller Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird in Anspruch 4 ein glimmerhaltiges Isolierband vorgestellt, das aus einer im Sinne der Erfindung beschichteten Glasfasertexti­ lie als Träger, einer Glimmerschicht und einem Kleber, der Träger und Glimmerschicht verbindet, besteht. Die Glimmer­ schicht kann dabei, gemäß der in der DE-A-32 34 792 gegebenen Lehre, mit einer Substanz getränkt sein, die die Härtung des später einzubringenden Tränkharzes beschleunigt. Ein sol­ ches Feinglimmerband weist sowohl hinsichtlich der Handhabbar­ keit als auch hinsichtlich der Güte der damit herzustellenden Isolierung hervorragende Eigenschaften auf.

Besonders vorteilhaft werden Textilien aus im Sinne der Erfindung beschichteten Glasfasern im Zusammenhang mit Epoxidharz-Systemen verwendet, die Gemische aus Epoxidharzen und Säureanhydriden sind.

Als Variante des beschriebenen Feinglimmerbandes kann das das für die Beschichtung der Glasfasern des Trägers ver­ wendete Material zugleich als Kleber für die Verbindung von Träger und Glimmerschicht eingesetzt werden. Zusätzlich ergibt sich damit die Einsparung einer speziellen Klebersubstanz.

Ein Feinglimmerband zur erfindungsgemäßen Anwendung ist in der Zeichnung dargestellt; die einzige Figur zeigt ein Glimmerband, bestehend aus einer im Sinne der Erfindung beschichteten Glas­ fasertextilie, in diesem Fall Glasseide, einem Kleber K, der in der Substanz bestehen kann, die zum Beschichten der Glasfasern verwendet wurde, und einer Glimmerschicht G, die, wie bereits erwähnt, neben Glimmer auch eine bekannte, die Härtung des Epoxidharz-Systems beschleunigende Substanz enthalten kann, wie z. B. Zinknaphthenat. Der Kleber K kann ebenfalls Zinknaphthenat sein, wie es sich aus der DE-A-32 34 792 ergibt.

Die Erfindung ermöglicht eine besonders einfache und sichere Erstellung von Hochspannungsisolierungen, die bei hoher Belastbarkeit ausgezeichnete elektrische Isolations­ eigenschaften aufweisen.

Claims (5)

1. Verwendung einer Textilie, insbesondere eines Gewebes oder Vlieses aus Glasfasern, die mit Derivaten von chlorhaltigem Kautschuk beschichtet sind, zur Herstellung einer mit einem härtbaren Epoxidharz-System zu imprägnierenden Hochspannungsisolierung in einer Elektromaschine.

2. Verwendung einer Textilie aus Glasfasern nach Anspruch 1, wobei die Glasfasern mit einem Chloroprenkautschuk-Vulkani­ sierungsprodukt beschichtet sind.

3. Verwendung einer Textilie aus Glasfasern nach Anspruch 2, wobei der Gewichtsanteil des Chloroprenkautschuk-Vulkani­ sierungsproduktes in der Textilie zwischen 1% und 4% beträgt.

4. Verwendung einer Textilie aus Glasfasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche auf der Basis eines imprägnierbaren Feinglimmerbandes, das die Textilie als Träger (T), eine Glimmerschicht (G) und einen Kleber (K) zur Verbindung von Träger (T) und Glimmerschicht (G) aufweist.

5. Verwendung einer Textilie aus Glasfasern nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das härtbare Epoxidharz-System ein Gemisch aus einem Epoxidharz und einem Säureanhydrid ist.