DE3841821C1

DE3841821C1 - Arrangement for earthing of a laminated core

Info

Publication number: DE3841821C1
Application number: DE3841821A
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr.Rer.Nat. 4330 Muelheim De Wichmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1990-02-22
Anticipated expiration: 2008-12-13

Abstract

The present invention relates to an arrangement for earthing of a laminated core (1) of a large electrical machine, especially the stator of a turbogenerator. The laminated core (1) is earthed via at least one electrically conductive rail (3) which is combined with the laminated core (1) and runs approximately at right angles to the laminates (2) which form a laminated core (1), at least one layer (4) of a textile material made of electrically semiconductive fibres being arranged between the rail (3) and the laminated core (1). If the laminates (2) of a laminated core (1) are intended to be earthed via a rail (3), which is favourable for reasons of simple assembly, then it is in general difficult to ensure the reliable DC connection of each laminate (2) to the rail (3), especially when the assembly containing the laminated core (1) is intended to be impregnated with insulating synthetic resin once assembly has been completed, for example in the course of total impregnation. However, this is achieved according to the invention by a layer (4) of electrically semiconductive textile material being arranged between the rail or rails (3) and the laminated core (1). When the rail (3) is pressed onto the laminated core (1), a large number of contacts are ensured both between each laminate (2) and a large number of fibres as well as between the rail (3) and a large number of fibres. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erdung eines Blechpaketes einer elektrischen Großmaschine, insbeson dere des Stators eines Turbogenerators.The present invention relates to an arrangement for grounding a laminated core of a large electrical machine, in particular that of the stator of a turbogenerator.

Zur Vergleichmäßigung des Potentialverlaufs und zur Vermeidung einzelner statischer Aufladungen unter den der Rückführung des magnetischen Flusses dienenden Blechen in elektrischen Groß maschinen ist es erforderlich, alle Bleche zu erden. Neben einander liegende Bleche dürfen dabei nicht großflächig mit einander verbunden werden, da auf diese Weise beim Betrieb der Großmaschine Wirbelströme auftreten, die ebenso wie Fun ken aus statischen Aufladungen zu erheblichen Verlusten führen. Möglich ist es, die Bleche an ihren Schmalseiten, vorzugsweise an den dem Rotor der Großmaschine abgewandten Seiten, etwa durch eine aufgepreßte leitfähige Schiene miteinander zu ver binden und - durch Erdung der Schiene - zu erden. Ebenfalls denkbar ist es, die Bleche an ihren Rückseiten miteinander punktuell zu verschweißen. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die Konstruktion der Großmaschine nach Zusammenbau der Blech pakete noch einen Zugang zu den entsprechenden Seiten der Bleche ermöglicht. Dies ist jedoch nicht immer zu gewähr leisten, so daß im allgemeinen der Erdung über eine Schiene der Vorzug zukommen wird.To even out the potential curve and to avoid it individual static charges under the return of the magnetic flux-serving sheets in electrical bulk machines, it is necessary to earth all sheets. Besides sheet metal lying on top of each other must not be used over a large area can be connected to each other because in this way during operation eddy currents occur in the large machine that are just like fun Static charges can lead to considerable losses. It is possible to prefer the sheets on their narrow sides on the sides facing away from the rotor of the large machine, for example ver by a pressed-on conductive rail bind and - by earthing the rail - to earth. Likewise it is conceivable to join the metal sheets on their backs to be spot welded. However, this is only possible if the construction of the large machine after assembling the sheet packages still have access to the corresponding pages of the Sheets enabled. However, this cannot always be guaranteed afford so that in general the grounding via a rail preference will be given.

Ein neues Problem ergibt sich dann, wenn der die Bleche um fassende Aufbau als Ganzes aus Isolations- und Festigkeits gründen mit einem Kunstharz imprägniert werden soll, z. B. im sogenannten Ganztränkverfahren. Bei der Ganztränkung der Aufbauten dringt soviel Tränkharz in die Spalte zwischen den Blechen und der Erdungsschiene ein, daß ein durchgehender Kontakt ohne Schweißung nicht mehr gewährleistet ist. Hohe Übergangswiderstände zwischen Blechen und Schiene er höhen jedoch den dielektrischen Verlustfaktor und können unter Umständen beim Betrieb auch zu unregelmäßigen Funkenbildungen führen.A new problem arises when the the sheets around comprehensive structure as a whole from insulation and strength to be impregnated with a synthetic resin, e.g. B. in the so-called full drinking process. When completely soaking the Superstructures so much impregnating resin penetrates the gap between the Sheet metal and the ground rail that a continuous Contact without welding is no longer guaranteed. High contact resistance between sheet metal and rail but increase the dielectric loss factor and can under Irregular spark formation may also occur during operation to lead.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Erdungsanordnung für die Blechpakete elektrischer Groß maschinen anzugeben, die eine sichere Kontaktierung jedes Bleches mit der Erdungsschiene zuverlässig gewährleistet, z. B. auch nach einer Ganztränkung.The present invention is accordingly based on the object a grounding arrangement for the sheet metal packages electrical large specify machines that ensure safe contacting of each Sheet metal reliably guaranteed with the grounding rail, e.g. B. even after complete soaking.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs. Zwischen Schiene und Blechpaket wird mindestens eine Lage einer Textilie aus elektrisch halbleitfähigen Fasern angeordnet. Beim Aufpres sen der Schiene auf das Blechpaket entstehen sowohl Kontakte von jedem Blech mit einer Vielzahl von Fasern als auch Kontakte der Fasern untereinander und Kontakte der Fasern mit der Schiene. Dabei kann aufgrund der Vielzahl der Kontakte mit Si cherheit davon ausgegangen werden, daß eine galvanische Ver bindung jedes Bleches mit der Schiene auch dann bestehen bleibt, wenn die Anordnung mit Tränkmittel imprägniert wird. Die Anforderungen an die Güte der galvanischen Verbindung zwischen Blech und Schiene sind dabei nicht besonders hoch; die Beibehaltung eines gewissen Übergangswiderstandes zwischen Blech und Schiene kann im Hinblick auf ansonsten möglicher weise auftretende Wirbelströme vorteilhaft sein.The invention solves this problem by an arrangement with the characteristics of the characterizing part of the main claim. Between Rail and laminated core become at least one layer of a textile arranged from electrically semiconductive fibers. When pressing When the rail is placed on the laminated core, both contacts are created from any sheet with a variety of fibers as well as contacts of the fibers with each other and contacts of the fibers with the Rail. Due to the large number of contacts with Si security can be assumed that a galvanic Ver binding of each sheet with the rail also exist remains if the arrangement is impregnated with impregnating agent. The requirements for the quality of the galvanic connection between sheet and rail are not particularly high; maintaining a certain contact resistance between Sheet and rail can be possible with regard to otherwise wise eddy currents can be advantageous.

Der Aspekt der Vermeidung unerwünschter Wirbelströme macht es auch sinnvoll, die Erdungsschiene an einer Stelle des Blech paketes anzubringen, wo die wirbelstrombildenden magnetischen Wechselfelder möglichst schwach sind. Es empfiehlt sich also, die Erdungsschiene mit Abstand von der dem Rotor der elektri schen Großmaschine zugewandten Seite der Blechanordnung anzu bringen. Vorzugsweise wird die Erdungsschiene an oder in der Nähe der dem Rotor abgewandten Seite des Blechpaketes ange ordnet. The aspect of avoiding unwanted eddy currents does it also makes sense to ground the rail at one point on the sheet to attach packages where the eddy current magnetic Alternating fields are as weak as possible. So it is recommended the earthing bar at a distance from the rotor of the electri The major machine facing side of the sheet assembly bring. The earthing bar is preferably on or in the Near the side of the laminated core facing away from the rotor arranges.

Eine handhabungssichere und zweckmäßige Einbringung der halb leitfähigen Textilie ist die Umwicklung der Schiene mit einem entsprechenden Band. Für die Montage der Erdungsschiene ist es zweckmäßig, daß Schiene und Band solcher Art als Einheit manipuliert werden können.A safe and practical introduction of the half conductive textile is wrapping the rail with a corresponding band. For mounting the earthing bar it is expedient that rail and tape of such a kind as a unit can be manipulated.

Eine günstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, die Schiene zumindest teilweise in einer Nut des Blechpaketes, gebildet aus Aussparungen in den das Blech paket bildenden Blechen, zu fixieren. Eine sichere Fixierung der Erdungsschiene wird damit vereinfacht; darüber hinaus sind die Flächen, auf denen die Bleche mit der Textilie in Kontakt treten, vergrößert. So ergibt sich zusätzliche Si cherheit für die galvanischen Verbindungen der Fläche mit der Schiene.A favorable embodiment of the arrangement according to the invention consists of the rail at least partially in a groove of the laminated core, formed from recesses in the sheet metal package-forming sheets to fix. A secure fixation this simplifies the earthing bar; Furthermore are the surfaces on which the sheets with the textile in Get in touch, enlarged. This results in additional Si security for the galvanic connections of the surface with the Rail.

Eine weitere Möglichkeit der Verbesserung der Kontaktierung der Bleche an die Schiene besteht darin, mit der Schiene mindestens eine Blattfeder in die Nut im Blechpaket einzulegen. Damit können Schiene und Textilie gegen die Wände der Nut gepreßt werden, wodurch einerseits weitere Kontaktstellen von Fasern mit Blech oder Schiene entstehen und andererseits die Spalte zwischen Schiene, Fasern und Blechpaket verkleinert werden.Another way to improve contacting Sheet metal on the rail is at least with the rail insert a leaf spring into the groove in the laminated core. In order to can rail and textile pressed against the walls of the groove be, which on the one hand further contact points of fibers with sheet metal or rail and on the other hand the gap between the rail, fibers and laminated core can be reduced.

Günstig ist es auch, Blattfedern aus halbleitfähigen Materialien einzusetzen. Blattfedern solcher Art werden bei spielsweise in der DE-A-30 16 990 beschrieben, gemäß den be reits gemachten Ausführungen passen sie sich am besten in die Erdungsanordnung ein.It is also beneficial to use leaf springs made from semi-conductive Use materials. Leaf springs of this type are used in described for example in DE-A-30 16 990, according to the be already made, they fit best into the Grounding arrangement.

Außerdem ist es günstig, Blattfedern an mindestens einer Seite und/oder am Grund der Nut zwischen Schiene und halbleitfähiger Textilie anzuordnen. Dabei ist es möglich, die Blattfeder(n) gemeinsam mit der Schiene mit einem Band aus einer halbleit fähigen Textilie einzuwickeln und anschließend diesen Verband in die Nut des Blechpaketes einzubringen. Solcherart ist eine vereinfachte Montage der Anordnung möglich. It is also beneficial to have leaf springs on at least one side and / or at the bottom of the groove between the rail and semiconductive Arrange textile. It is possible to use the leaf spring (s) together with the rail with a tape from a semiconducting able to wrap textile and then this bandage in the groove of the laminated core. Such is one simplified assembly of the arrangement possible.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich dann, wenn eine zweiteilige Schiene ein gesetzt wird, wobei sich zwischen den beiden Teilschienen eine Blattfeder befindet, die die Teilschienen an die Seiten der Nut anpreßt. Auf diese Weise wird eine besonders großflächige Pressung der halbleitfähigen Textilie an die Seiten der Nut erreicht. Die Pressung der Schienenanordnung auf den Grund der Nut erfolgt mit den üblichen Mitteln, mit denen die Mon tage von Blechpaket und Schienen im Aufbau des Maschinen teils erfolgt.Another advantageous embodiment of the invention Arrangement arises when a two-part rail is set, with a between the two rails Leaf spring is located that the part rails to the sides of the Presses the groove. In this way, a particularly large area Press the semi-conductive textile against the sides of the groove reached. The pressure of the rail arrangement on the ground the groove is made with the usual means by which the Mon days of laminated core and rails in the construction of the machine partly done.

Zum Einsatz in der erfindungsgemäßen Anordnung sind bei spielsweise Vliese oder Gewebe auf Glasfaserbasis geeignet. Denkbar sind z. B. Erzeugnisse aus metallbeschichteten Glas fasern, oder beispielsweise Mischgewebe aus Glasfasern und dünnen Metalldrähten. Auch ist es denkbar, Glasfasern mit elektrisch leitfähiger Kunststoffbeschichtung zu verwenden.For use in the arrangement according to the invention are at for example, nonwovens or fiberglass-based fabrics are suitable. Z are conceivable. B. Metal-coated glass products fibers, or for example blended fabrics made of glass fibers and thin metal wires. It is also conceivable to use glass fibers to use electrically conductive plastic coating.

Weiterhin können als halbleitfähige Textilien Vliese oder Ge webe auf der Basis von Kunststoffen eingesetzt werden. Hierbei sind gleichermaßen unter anderem Erzeugnisse aus Fasern aus leitfähigen Grundwerkstoffen, Grundwerkstoffen mit leitfähigen Pigmenten oder auch beschichteten Fasern denkbar.Furthermore, nonwovens or Ge weave based on plastics. Products are equally from here Fibers made of conductive base materials, base materials with conductive pigments or coated fibers conceivable.

Die Vorteile der Erfindung kommen besonders zur Geltung, wenn die Erdungsanordnung in elektrischen Großmaschinen eingesetzt wird, die nach vollendetem Zusammenbau eine Imprägnierung mit isolierendem Kunstharz, z. B. im Wege der Ganztränkung, er halten.The advantages of the invention are particularly evident when the grounding arrangement used in large electrical machines which, after completion of the assembly, is impregnated with insulating synthetic resin, e.g. B. by way of total impregnation, he hold.

Die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Im einzelnen zeigtThe further explanation of the invention is based on the in the drawings illustrated embodiments, to which however, the invention is not limited. In detail shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Erdung eines Blech pakets in einfachster Ausführung; Figure 1 shows an arrangement according to the invention for grounding a sheet metal package in the simplest embodiment.

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung in einer bevorzugten Ausgestaltung; Figure 2 shows an arrangement according to the invention in a preferred embodiment.

Fig. 3 eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungs gemäßen Anordnung; Fig. 3 shows a particularly advantageous embodiment of the arrangement according to the Invention;

Fig. 4 eine schräg gewellte Blattfeder, zu verwenden z. B. in einer Anordnung gemäß Fig. 3; Fig. 4 is an obliquely corrugated leaf spring to use z. B. in an arrangement according to FIG. 3;

Fig. 5 eine besondere Ausführung der in der erfindungsgemäßen Anordnung einzusetzenden Schiene. Fig. 5 shows a special embodiment of the rail to be used in the arrangement according to the invention.

Fig. 1 zeigt ein einfaches Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Anordnung zur Erdung eines Blechpaketes 1 des Stators einer elektrischen Großmaschine. Auf das Blechpaket 1 ist, etwa senkrecht zu den das Blechpaket 1 bildenden Blechen 2 verlau fend, ein Streifen einer halbleitfähigen Textilie 4 sowie eine leitfähige, erdbare Schiene 3 aufgelegt. Schiene 3 und Textil streifen 4 werden mittels geeigneter, hier nicht dargestellter Spannmittel - Spannbänder, Schrauben od. dgl. - auf das Blech paket 1 gepreßt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß jedes Blech 2 des Blechpakets 1 mit wenigstens einer Faser des Textilstreifens 4 in festem, leitfähigem Kontakt steht, der ggf. auch bei einer im weiteren vorzunehmenden Ganztränkung der Anordnung nicht aufgehoben wird. Mithin ist gesichert, daß jedes Blech 2 des Blechpaketes 1 in sicherem elektrischem Kontakt zu der Schiene 3, die in bekannter Weise erdbar ist, steht. Fig. 1 shows a simple embodiment of an inventive arrangement for grounding a laminated core 1 of the stator of a large electrical machine. A strip of a semi-conductive fabric 4 and a conductive erdbare rail 3 is placed on the plate package 1, about perpendicular to the laminated core 1 forming sheets 2 duri fend. Rail 3 and textile strips 4 are pressed onto the sheet metal package 1 by means of suitable tensioning means, not shown here - tensioning straps, screws or the like. In this way it is ensured that each sheet 2 of the sheet stack 1 is in firm, conductive contact with at least one fiber of the textile strip 4 , which may not be canceled even if the arrangement is completely impregnated further. It is therefore ensured that each sheet 2 of the sheet stack 1 is in safe electrical contact with the rail 3 , which can be grounded in a known manner.

In Fig. 2 ist eine günstige Ausführung der erfindungsgemäßen An ordnung dargestellt. Anstelle eines Textilstreifens 4, der zwi schen die Schiene 3 und das Blechpaket 1 gelegt wird, tritt ein halbleitfähiges Textilband 5, das um die Schiene 3 herumge wickelt ist. Der Wickelverband aus Schiene 3 und Textilband 5 ist in eine Nut 6 eingelegt, die aus Aussparungen der Bleche 2 gebildet ist. Die Fixierung des Wickelverbandes aus Schiene 3 und Textilband 5 in der Nut 6 erfolgt in bekannter Weise, indem der Wickelverband mit - in der Zeichnung nicht dargestellten Mitteln - auf den Nutgrund 6 b der Nut 6 gepreßt wird.In Fig. 2 an inexpensive embodiment of the arrangement according to the invention is shown. Instead of a textile strip 4 , the rule between the rail 3 and the laminated core 1 is placed, a semi-conductive textile strip 5 occurs , which is wrapped around the rail 3 . The winding assembly of rail 3 and textile strip 5 is inserted into a groove 6 , which is formed from cutouts in the metal sheets 2 . The fixing of the winding association of rail 3 and fabric ribbon 5 in the groove 6 in a known manner by the winding bandage with - in the drawing means not shown - on the groove bottom 6 of the groove b is pressed. 6

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Anordnung ähnelt der in Fig. 2 dargestellten Ausführung, jedoch sind in den Wickel verband aus Textilband 5 und Schiene 3 zwei Blattfedern 7 ein gewickelt, die vorzugsweise aus einem halbleitfähigen Kunst stoff bestehen. Zusätzlich zu der beschriebenen Pressung des Wickelverbandes auf den Nutgrund 6 b - mit nicht dargestellten Mitteln - pressen diese Blattfedern 7 das Textilband 5 an die Nutseiten 6 a und sorgen somit für eine zusätzliche Halterung des Wickelverbandes in der Nut 6.A particularly advantageous embodiment of the arrangement according to the invention is shown in FIG. 3. The arrangement is similar to the embodiment shown in Fig. 2, but in the winding bandage of textile tape 5 and rail 3, two leaf springs 7 are wound, which preferably consist of a semiconductive plastic. In addition to the described pressing of the winding dressing to the bottom of the groove 6 b - by means not shown - this pressing leaf springs 7, the fabric ribbon 5 to the groove sides 6a, and thus provide additional support of the winding association in the groove. 6

Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführung der in der beschriebe nen Anordnung einzusetzenden Blattfeder 7. Aus Stabilitäts gründen ist es vorteilhaft, schräg gewellte Blattfedern 7 zu verwenden, bei denen eine Verkantung des Wickelverbandes in der Nut 6 ausgeschlossen ist. Darüber hinaus kann mit solchen schräg gewellten Blattfedern 7 erreicht werden, daß sich an der Aussparung jedes Bleches 2 ein Punkt befindet, an dem die Blattfeder 7 das Textilband 5 gegen das Blech 2 drückt. Fig. 4 shows a preferred embodiment of the leaf spring 7 to be used in the described arrangement. For reasons of stability, it is advantageous to use obliquely corrugated leaf springs 7 , in which canting of the winding bandage in the groove 6 is excluded. In addition, can be achieved with such obliquely corrugated leaf springs 7 that at the recess of each sheet 2 there is a point at which the leaf spring 7 presses the textile strip 5 against the sheet 2 .

Fig. 5 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführung der Kombi nation aus Blattfeder 7 und Schiene 3. Es werden zwei Schie nen 3 verwendet, zwischen denen eine einzige Blattfeder 7 liegt. Beim Einlegen eines Wickelverbandes, der eine solche Kombination enthält, wird das Textilband 5 an jeder Nutseite 6 a von einer Schiene 3 großflächig angedrückt. Die Sicherheit der Kontaktierung der Bleche 2 an mindestens eine der Schienen 3 wird damit weiter verbessert. Fig. 5 shows a further advantageous embodiment of the combination nation of leaf spring 7 and rail 3rd Two rails 3 are used, between which a single leaf spring 7 lies. When inserting a wound dressing that contains such a combination, the textile tape 5 is pressed on each groove side 6 a by a rail 3 over a large area. The security of the contacting of the sheets 2 on at least one of the rails 3 is thus further improved.

Die vorliegende Erfindung liefert eine besonders günstige Lö sung für das Problem der Erdung der Blechpakete von Statoren elektrischer Großmaschinen, insbesondere wenn diese nach komplettem Zusammenbau einer Imprägnierung mit Epoxidharz im Ganztränkverfahren unterzogen werden.The present invention provides a particularly inexpensive solution solution to the problem of earthing the laminated core of stators large electrical machines, especially if these after complete assembly of an impregnation with epoxy resin in the Whole soak procedures are subjected.

Claims

1. Arrangement for grounding a laminated core ( 1 ) of a large electrical machine, in particular the stator of a turbo generator, comprising at least one electrically conductive, groundable rail ( 3 ) which is combined with the laminated core ( 1 ) and approximately perpendicular to the laminated core ( 1 ) forming sheets ( 2 ), characterized in that between the rail ( 3 ) and sheet stack ( 1 ) at least one layer ( 4, 5 ) of a textile made of electrically semiconductive fibers is arranged.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the rail ( 3 ) is arranged at a distance from the rotor facing the large electrical machine side of the laminated core ( 1 ).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the rail ( 3 ) is arranged on or in the vicinity of the side of the laminated core ( 1 ) facing away from the rotor.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rail ( 3 ) is wrapped with a tape ( 5 ) made of a semi-conductive textile.

5. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rail (s) ( 3 ) at least partially in a groove ( 6 ) of the laminated core ( 1 ), formed from recesses in the laminated core ( 1 ) forming sheets ( 2nd ), lies (or lie).

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that at least one leaf spring ( 7 ) with at least one rail ( 3 ) is inserted into the groove ( 6 ).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that at least one leaf spring ( 7 ) consists of semi-conductive material.

8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that on at least one side ( 6 a) and / or at the bottom ( 6 b) of the groove ( 6 ) between the rail ( 3 ) and the semiconductive textile ( 4, 5th ) a leaf spring ( 7 ) is arranged.

9. Arrangement according to claim 5, 6 or 7, characterized in that two rails ( 3 ) are inserted into the groove ( 6 ), between which there is a leaf spring ( 7 ) be through which the rails ( 3 ) to the Sides ( 6 a) of the groove ( 6 ) can be pressed.

10. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-conductive textile ( 4, 5 ) consists of a nonwoven or fabric based on glass fiber.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the semi-conductive textile ( 4, 5 ) in a fleece or fabric based on plastic fen, in particular polyester.

12. Use of an arrangement according to one of the preceding Claims in a large electrical machine that after the Zu assembly as a whole is impregnated with a synthetic resin, preferably by a complete impregnation.