DE4219064A1

DE4219064A1 - Glow protection device for stator winding of electronic machine - has 1st layer penetrable by impregnation resin and superimposed 2nd textile layer impregnated by resin-repellant cpd., opt. pretreated with silicon resin or paint

Info

Publication number: DE4219064A1
Application number: DE19924219064
Authority: DE
Inventors: Kurt Herzog; Roland Schuler
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Schweiz Holding AG; ABB AB
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-16

Abstract

The groove part of the stator winding is provided with a 1st glow protection layer (8) penetrable by impregnation resin and soaked in it, on which a 2nd layer (9) is applied which is provided with an impregnation resin-repellant medium. This 2nd layer locates directly on the groove wall. The 2nd protective layer (9) is pretreated with a Si resin or Si paint filled with graphite powder. USE/ADVANTAGE - Used to protect the stator winding of an electrical machine against glow.

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glimmschutzanordnung für eine aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaute Stator wicklung einer elektrischer Maschine, umfassend einen zumindest auf die Hauptisolation des Nutteils jedes Leiterstabes der Sta torwicklung aufgebrachten halbleitenden Glimmschutzbelag, der zusammen mit der Hauptisolation mit Imprägnierharz getränkt ist.The invention relates to a glow protection arrangement for a stator constructed from full-form coils or Roebel bars Winding of an electrical machine, comprising at least one on the main insulation of the groove part of each conductor bar of Sta Semiconducting glow-protection coating applied to the gate winding impregnated with impregnating resin together with the main insulation is.

Technological background and state of the art

Die bereits über ihre gesamte Länge mit der Hauptisolation ver sehenen Statorwicklungsleiter rotierender elektrischer Maschi nen erhalten im Nutteil einen Außenglimmschutz. Dieser besteht heute in der Regel aus einer schon bei Isoliervorgang aufge brachten halbleitendem Vlies oder Gewebe. Der Außenglimmschutz muß über Blechpaketlänge soweit hinausgeführt werden, daß auch bei geringen Abständen gegen Druckplatten und Druckfingern des Blechpakets keine Entladungen auftreten können. Bei Maschi nen mit höheren Nennspannungen (5 kVolt und höher) schließt sich an den Außenglimmschutz ein Endenglimmschutz an. Dieser sorgt dafür, daß der Abbau des Potentials am Leiter gegen das geerdete Blechpaket ohne die Möglichkeit von Gleit- oder Glimm entladungen erfolgt. The ver with the main insulation over its entire length stator winding conductor rotating electrical machine NEN receive external glow protection in the groove part. This exists today usually from one already during isolation process brought semiconducting fleece or fabric. The external glow protection must be extended beyond the length of the laminated core so that even at short distances against pressure plates and pressure fingers of the laminated core no discharges can occur. With Maschi closes with higher nominal voltages (5 kVolt and higher) end glow protection on the external glow protection. This ensures that the potential on the conductor is reduced against the grounded laminated core without the possibility of gliding or glowing discharges occur.

Zur Isolierung der Statorwicklungen von rotierenden Maschinen, insbesondere Hochspannungsmotoren und luftgekühlten Turbogene ratoren, hat sich in den letzten Jahren die Ganztränktechnik stark durchgesetzt. Die Wicklungselemente für diese Maschinen sind aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaut, die außerhalb der Maschine "trocken" isoliert werden. Nach dem Einbau und nach dem Herstellen der Schaltverbindungen wird der Stator als Ganzes mit Tränkharz überflutet, und unter Anwendung von Wärme wird das Harz abschließend ausgehärtet.To isolate the stator windings from rotating machines, especially high-voltage motors and air-cooled turbogens full-hydration technology has become a reality in recent years strongly enforced. The winding elements for these machines are made up of full-form coils or Roebel bars that are outside the machine "dry" isolated. After installation and after making the switch connections, the stator flooded as a whole with impregnating resin, and using The resin is then cured with heat.

Nach dieser Technologie hergestellte Hochspannungsmotoren und Generatoren zeichnen sich durch hohe Lebensdauer und über lange Jahre gleichbleibende Qualität der Isolierung aus. Beim Einsatz in Anlagen, die über Jahre im intermittierenden Betrieb stehen, z. B. Spitzenlast-Kraftwerken, können jedoch unter Umständen Schäden am Nutglimmschutz entstehen, verursacht durch Relativ bewegungen zwischen Nutwand und Wicklungsleiter: Beim Anfahren der Turbogruppe erwärmt sich das Kupfer der Wicklungsleiter schneller als das Eisen des Statorkörpers. Umgekehrt kühlt sich das Kupfer schneller ab als das Eisen des Statorkörpers, wenn die Gruppe wieder abgeschaltet wird. Dies führt insbesondere bei Maschinen mit größere Statorlänge zu diesen Relativbewe gungen, die letztendlich den Nutglimmschutz angreifen. Die Folge davon sind Teilentladungen zwischen Hauptisolation und Nutwand, die wiederum die Hauptisolation lokal angreifen kön nen.High voltage motors and manufactured using this technology Generators are characterized by a long service life and a long service life Years of consistent quality of insulation. When using in systems that have been in intermittent operation for years, e.g. B. peak load power plants, but can under certain circumstances Damage to Nutglimmschutz is caused by Relativ Movements between the slot wall and the winding conductor: when starting The copper of the winding conductors heats up in the turbo group faster than the iron of the stator body. Conversely, it cools the copper sheds faster than the iron of the stator body if the group is switched off again. This leads in particular in the case of machines with a longer stator length, these are relative values conditions that ultimately attack the glow protection. The This results in partial discharges between the main insulation and Groove wall, which in turn can attack the main insulation locally nen.

Brief description of the invention

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Glimmschutzanordnung für eine aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaute Statorwicklung einer elektrischen Maschine anzugeben, die allen thermischen und mechanischen Belastungen, insbesondere beim intermittierenden Betrieb, standhält und dabei einfach zu applizieren ist.The object of the invention is based on the prior art based, a glow protection arrangement for a from full-form coils or Roebel bars of an electrical stator winding Machine to specify all thermal and mechanical Loads, especially in intermittent operation, withstands and is easy to apply.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nutteil des Statorwicklungselementes mit einem ersten, für Im prägnierharz durchlässigen und vom Imprägnierharz benetzbaren Glimmschutzbelag versehen ist, auf den ein zweiter Glimmschutz belag aufgebracht ist, der mit einem das Imprägnierharz abwei senden Mittel versehen ist, welcher zweite Glimmschutzbelag un mittelbar an den Nutwänden anliegt.This object is achieved in that the Slot part of the stator winding element with a first, for Im impregnating resin permeable and wettable by the impregnating resin Glow protection covering is provided on which a second glow protection covering is applied, which differs with the impregnating resin Send means is provided, which second smoldering coating un lies indirectly against the groove walls.

Auf diese Weise entsteht ein Nutglimmschutz mit zwei übereinan derliegenden leitfähigen Schichten, wobei die Schicht zur Hauptisolation hin vom Imprägnierharz vollständig durchtränkt ist und gut an der Hauptisolation haftet. Die zweite Schicht hingegen verklebt weder mit der ersten Schicht noch mit den Nutwänden bzw. Nutkeil bzw. Keilunterlage. Somit ist eine ther misch bedingte Ausdehnung der Wicklung in der Nut relativ zum Statorkörper problemlos möglich. Wichtig dabei sind die zwei parallelen leitfähigen Schichten, zwischen denen eine eventu elle Trennung als Folge der thermischen Dehnungen erfolgen kann.In this way a groove glow protection is created with two on top of each other the lying conductive layers, the layer for Main insulation completely impregnated with impregnation resin and adheres well to the main insulation. The second layer however, does not stick to either the first layer or the Groove walls or groove wedge or wedge support. So there is an ther Mix-related expansion of the winding in the slot relative to Stator body possible without any problems. The two are important parallel conductive layers, between which an eventu All separation occurs as a result of thermal expansion can.

Brief description of the drawings

In der einzigen Figur der Zeichnung ist in schematischer Dar stellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in Form eines teilweisen Querschnitts durch eine Statornut einer elektrischen Maschine mit eingelegtem Wicklungselement. In the single figure of the drawing is a schematic Dar position shown an embodiment of the invention, and in the form of a partial cross section through a stator groove an electrical machine with an inserted winding element.

Ways of Carrying Out the Invention

Gemäß der Figur ist ein Wicklungselement einer aus Ganzform spulen aufgebauten Statorwicklung einer rotierenden elektri schen Maschine aus einer Vielzahl gegeneinander isolierter Win dungen 1 aufgebaut. Jede Windung weist eine Windungsisolation 2 bekannter Bauart auf. Die Windungen sind zu einem Leiterbün del zusammengefaßt und von einer gemeinsamen Isolierhülse, der Hauptisolation 3, umgeben, die in die Statornuten 4 des Blech körpers 5 der Maschine eingelegt sind. Die Fixierung des Wick lungsstabes erfolgt durch Nutkeile 6 und Keilunterlagen 7. Die Hauptisolation 3 ist von einem ersten Glimmschutzbelag 8 umge ben, der in einer oder mehreren Lagen um den isolierten Leiter angeordnet ist.According to the figure, a winding element of a stator winding constructed from full-form coils of a rotating electrical machine is constructed from a plurality of mutually insulated windings 1 . Each turn has a turn insulation 2 of known design. The windings are combined to a Leiterbün del and surrounded by a common insulating sleeve, the main insulation 3 , which are inserted into the stator grooves 4 of the sheet metal body 5 of the machine. The winding rod is fixed by wedges 6 and wedge pads 7 . The main insulation 3 is from a first glow protection coating 8 ben, which is arranged in one or more layers around the insulated conductor.

Dieser erste Glimmschutzbelag 8 besteht vorzugsweise aus Glas gewebeband, das mit leitenden Partikeln, z. B. Graphit-Pulver versetzt ist. Neben Glasgewebeband kommen auch halbleitende Vliese oder Papiere zur Anwendung. Wichtig ist, daß dieser er ste Glimmschutzbelag 8 sowohl für das Imprägnierharz durchläs sig ist als auch vom Imprägnierharz benetzt werden kann.This first glow protection coating 8 is preferably made of glass fabric tape, which with conductive particles, for. B. graphite powder is added. In addition to glass fabric tape, semiconducting nonwovens or papers are also used. It is important that this he ste Glimmschutzbelag 8 is both permeable for the impregnating resin and can be wetted by the impregnating resin.

Auf diesen ersten Glimmschutzbelag 8 ist ein zweiter Glimm schutzbelag 9 in einer oder mehreren Lagen aufgebracht. Auch dieser zweite Belag 9 besteht vorzugsweise aus einem Band mit textiler Struktur, also aus Fasern, Fäden und dergl. aufgebaut, das durch leitende Partikel ähnlich dem ersten Belag 8 halblei tende Eigenschaften aufweist. Im Gegensatz zum ersten Band ist das zweite Band aber mit einem das Imprägnierharz abweisenden Mittel behandelt. So kann z. B. ein Glasgewebeband verwendet werden, das mit Graphitpulver gefülltem Silikonharz vorbehan delt wurde, oder das zweite Band 9 wird mit einer imprägnier harzabweisenden leitfähigen Beschichtung, z. B. mit Graphitpul ver gefülltem Silikonlack versehen. Auch hierbei ist zu beach ten, daß das derart vorbehandelte Band (nach wie vor) für das Imprägnierharz durchlässig ist.On this first glow protection covering 8 , a second glow protection covering 9 is applied in one or more layers. This second covering 9 is also preferably composed of a band with a textile structure, that is to say of fibers, threads and the like, which has semi-conductive properties due to conductive particles similar to the first covering 8 . In contrast to the first band, the second band is treated with an agent that repels the impregnating resin. So z. B. can be used a glass fabric tape that was filled with graphite powder filled silicone resin, or the second tape 9 is coated with an impregnating resin-resistant conductive coating, for. B. provided with graphite powder filled silicone lacquer. It should also be noted here that the tape pretreated in this way (still) is permeable to the impregnation resin.

Der Einbau der Wicklung vollzieht sich in der von der Ganz tränktechnik bekannten Art und Weise:The winding is installed in the whole impregnation technology known way:

Die außerhalb der Maschine hergestellten, mit der trockenen Hauptisolation 3 und den beiden Glimmschutzbandtypen versehenen Wicklungselemente werden in die Nuten 4 eingelegt, die Nuten mit den Nutkeilen 6 verschlossen. Nach dem Erstellen der Schaltverbindungen im Wickelkopf wird der Statorkörper samt Isolierung in ein Tränkgefäß gegeben, mit Imprägnierharz über flutet, und unter Anwendung von Wärme wird das Imprägnierharz ausgehärtet.The winding elements produced outside the machine and provided with the dry main insulation 3 and the two types of glow protection tape are inserted into the slots 4 , the slots are closed with the slot wedges 6 . After the switching connections have been made in the winding head, the stator body together with the insulation is placed in an impregnation vessel, flooded with impregnating resin, and the impregnating resin is cured using heat.

BezeichnungslisteLabel list

1 Teilleiter
2 Teilleiter-Isolation
3 Hauptisolation
4 Statornut
5 Statorblechkörper
6 Nutkeil
7 Keilunterlage
8 erstes Glimmschutzband
9 zweites Glimmschutzband 1 conductor
2 partial conductor insulation
3 main insulation
4 stator groove
5 stator sheet metal body
6 slot wedge
7 wedge pad
8 first glow protection tape
9 second glow protection tape

Claims

1. glow protection arrangement for stator winding made of whole-form coils or Roebel rods of an electrical machine, comprising a semiconducting glow protection coating, which is at least on the main insulation of the slot part of each conductor rod of the stator winding, which is soaked together with the main insulation with impregnating resin, since characterized in that the slot part of the stator winding element with a first, permeable to impregnating resin and wettable by the impregnating resin glow-protection coating ( 8 ) is provided, on which a second glow-protection coating ( 9 ) is applied, which is provided with an agent that repels the impregnation resin, which second glow-protection coating was ( 9 ) lies directly on the groove walls.

2. Glow protection arrangement according to claim 1, characterized in that the second glow protection coating ( 9 ) is treated with a graphite powder filled silicone resin or silicone lacquer before.