DE460429C - Verfahren zur Herstellung von elektrischer Isolation aus Papier- oder aehnlichen duennen Baendern fuer elektrische Stromleiter - Google Patents

Description

In der Elektrotechnik werden blanke Leiter vielfach dadurch isoliert, daß bandförmiges Isoliermaterial in Schichten so lange aufgebracht wird, bis die erforderliche Stärke der Isolation erreicht ist. Das Aufbringen des Bandes erfolgt derart, daß das Band schraubenförmig· um den Leiter gewickelt wird. Hierbei kann das Band entweder so aufgebracht werden, daß die aufeinanderfolgenden

ίο Windungen einander überlappen, aneinanderstoßen oder Zwischenräume bilden.

Es wird auch angestrebt, diese einzelnen Bandlagen so übereinanderzulegen, daß die Ränder oder Fugen der Windungen nicht übereinanderfallen, sondern gegeneinander versetzt sind.

In allen Fällen entstehen in einer so aufgebrachten Isolierung unvermeidlich Stellen, welche nicht von dem eigentlichen Isoliermaterial ausgefüllt sind, sondern entweder leer bleiben oder sich bei nachfolgender Imprägnierung mit dem Imprägniermittel allein füllen. Wenn nämlich überlappt gesponnen wird, so entstehen Verdickungen an den Über-

«5 lappungsstellen und neben denselben Hohlräume. Wenn ohne Überlappung gesponnen wird, so entstehen die Fugen zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen.

Diese Fugen setzen die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung gegenüber der Durchschlagsfestigkeit des imprägnierten Bandmaterials erheblich herab. Dies gilt auch für den Fall, daß alle Fugen beim nachträglichen Imprägnieren mit der Imprägnierflüssigkeit vollkommen ausgefüllt sind, da diese fast stets eine erheblich geringere Durchschlagsfestigkeit hat als das imprägnierte Bandmaterial. Der Übelstand wird noch größer, wenn in den Fugen Hohlräume bleiben oder beim nachträglichen Verarbeiten oder Biegen entstehen.

Es wurden bereits gewebte Isolierbänder vorgeschlagen, die aus mechanischen Gründen am Rande dünnere oder weniger Kettenfäden besitzen als in der Mitte. Hierdurch sollen Verdickungen bei dem Überlappen vermieden werden. Der Zweck kann nur sehr unvollkommen erreicht werden, weil die Stärke des Schußfadens nicht geändert werden kann. Infolgedessen ergeben sich Ränder von ungleicher Stärke, so daß keine glatte Isolierfläohe erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu-

' gründe, daß in allen Fällen, wo Bänder aus dichten Stoffen, zu denen beispielsweise Pa-

j pier, nicht aber Gewebe gehören, verwendet werden (z. B. für die getränkte Papierisolation der Hochspannungskabel) die Durchschlagsfestigkeit der Isolierschicht sehr stark dadurch erhöht werden kann, daß die Bänder vor ihrer Aufbringung auf den Leiter an den Rändern zugeschärft oder abgestuft und so aufgebracht werden, daß sie sich an den Rändern ohne Verdickung überlappen. Ver-

suche haben ergeben, daß man beispielsweise eine Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit bis zu 50 °/₀ auf diese Weise erzielen'kann. Die Durchschlagsfestigkeit läßt sich so weit erhöhen, daß sie derjenigen des zusammenhängenden, d. h. ungeschnittenen und fugenlosen Stoffes gleichkommt.

Durch das Zuschärfen oder Abstufen mittels geeigneter Vorrichtungen wird ein durchweg gleichmäßiger Querschnitt des Bandrandes erreicht, so daß ,beim Überlappen der Ränder keine Verdickungen ader Unregelmäßigkeiten auftreten können.

Neben Papier kommen alle dünnen Bänder aus festen Stoffen in Frage, die infolge ihrer Struktur geeignet sind, eine entsprechende Bearbeitung der Ränder auszuhalten. Gewebe kommen für das vorliegende Verfahren nicht in Betracht, weil die an den Rändern Hegenden Fäden bei der Bearbeitung zerreißen würden. Außerdem finden Gerwebe bei der Isolierung von Starkstromleitern für erhebliche Spannung keine Verwendung, insbesondere da nicht, wo es sich um getränkte Isolation handelt. Schließlich ist noch zu beachten, daß ein Gewebe kein dichtes Gefüge, wie beispielsweise Papier, sondern durchlässige Stellen zwischen den einzelnen Fäden zeigt.

Auf der Zeichnung sind 'beispielsweise mehrere Ausführungsformen von Bandquerschnitten in den Abb. 1 bis 4 dargestellt. Die Querschnitte sind so gestaltet, daß die aneinander- und übereinandergewickelten Bänder nur solche Fugen bilden, die möglichst schräg oder senkrecht zur Kraftlinienrichtung verlaufen, während Stoßfugen, die in der Kraftlinienrichtung sich erstrecken, entweder ganz vermieden werfen oder nur sehr kurz ausfallen. Die Isolierung, die in dieser Weise aus den Bändern aufgebaut wird, ist in ihrem ganzen Umfang nicht dargestellt. Ihre Form kann beliebig sein, z. B. rund oder viereckig, im Querschnitt usw.

Bei dem Querschnitt gemäß Abb. 1 legen sich die einzelnen Windungen des parallelogrammartigen Querschnitts' des Bandes α derart aneinander, daß überhaupt keine parallel zur Kraftfeldrichtung c verlaufenden Stoßfugen entstehen. Die Stoßfugen b liegen schräg zur Kraftfeldrichtung c. Je schräger die Fugen sind, um so günstiger ist die Wirkung; denn um so länger wird der Weg zwischen den Punkten d und e, auf dem sich die Spannung ausgleichen müßte, welche betriebsmäßig in der Richtung c auf die dargestellte Schicht des Bandes α entfällt

Die Zuschärfung des Randes solcher Bänder kann durch Walzen oder durch Schärf-6p oder Schneidvorrichtungen erfolgen.

Für Isolierungen, die nach der Fertigstellung nicht gebogen werden, kann eine weitere Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit noch dadurch herbeigeführt werden, daß die schrägen Kanten b zweier aufeinanderfolgender Windungen fest miteinander verklebt werden. Dies kann z· B. dadurch geschehen, daß diese Ränder zunächst mit einem geeigneten Stoff, z. B. anit einem synthetischen Harz, bestrichen oder getränkt werden. Bei dem späteren Erhitzen kleben dann die Kanten b durch die Veränderung des aufgebrachten Mittels in der Hitze dauerhaft zusammen, so daß praktisch überhaupt keine Trennung zwischen den anstoßenden Umgängen mehr vorhanden ist. Für die Durchtränkung des an sich durchlässigen Bandes bleibt noch zwischen den beiden Rändern ein genügend breiter Bandteil als Durchlaß übrig, da die Kanten b stets nur einen verhältnismäßig kleinen Teil der ganzen Bandbreite einnehmen. Beispielsweise wird bei einer Bandbreite von 25 mm eine Überlappung von 2 bis 3 mm genügen, so daß vier Fünftel der Breite des Bandes nicht mit Klebstoffen versehen oder geklebt sind und für 'den Durchgang der Tränkmasse zur Verfugung stehen.

Dasselbe Mittel der Vereinigung der anstoßenden Ränder kann auch vielfach in gewissen Teilen von Isolierungen angewandt wenden, selbst wenn diese später gebogen wenden. Z. B. können die inneren Lagen der Isolierung eines Kabels, welche dem Metallleiter zunächst liegen, in dieser Weise heiv gestellt werden, da diese Lagen nur geringer Verschiebung bei der Biegung ausgesetzt sind, während die Hauptbeanspruchung und hierzu notwendige Verschiebung in den äußeren Lagen auftritt.

In Abb. 2 ist ein der Querschnittsform gemäß Abb. ι ähnlicher Querschnitt dargestellt; er hat abgestumpfte Kanten bei f und g, wodurch die empfindlichen dünnen Kanten bei d und e in Abb. 1 vermieden werden.

Es kann auch, wie in Abb. 3 dargestellt ist, der Querschnitt des Bandes α so ausgebildet werden, daß die schrägen Kanten durch stufenförmige Kanten h, i, k, I ersetzt sind.

Durch die gestrichelte Linie m ist angedeutet, daß das Band α auch aus zwei dünneren Bändern η und 0 hergestellt und angewandt werden kann. Die beiden Teile können durch beliebige Mittel, z. B. durch Verkleben aneinander, befestigt sein. Der Klebstoff wird zweckmäßig nur an den Ränidern oder in quer zur Längsrichtung verlaufenden Streifen aufgetragen, um 'das Durchtränken der Isolierung zu ermöglichen.

Aus Abb. 2 und 3 ist ersichtlich, daß Fugen parallel zur Feldrichtung nicht gänzlich vermieden sind. Sie sind jedoch auf einen

Bruchteil der Bandstärke, z. B. bei Abb. 3 auf die Hälfte der Bandstärke, vermindert. Je kürzer diese Fugen sind, um so weniger störend wirken sie.

Bezüglich der Abb. 3 könnte eingewendet werden, daß derselbe Erfolg herbeigeführt werden kann, wenn einfach getrennte Bänder der halben Dicke aufgesponnen werden. Dies ist jedoch nicht der Fall, denn bei der Dicke der Bänder ist eine Grenze gesetzt aus rein mechanischen Gründen, damit sie durch die Spannung beim Aufspinnen nicht reißen. Da es erforderlich ist, die Bänder mit möglichst großer Spannung aufzuspinnen, um ihr festes

15' Anliegen untereinander zu bewirken, so ist es nicht möglich, Papiere unterhalb einer gewissen Dicke zu verwenden. Daraus folgt, daß durch die zusammengeklebten Bänder mit gegeneinander versetzten Fugen nach Abb. 3 ein Fortschritt erzielt wird.

In Abb. 4 ist endlich noch dargestellt, wie die treppenförmige Ineinanderschachtelung zweier benachbarter Bandlagen durchgeführt werden kann. Die beiden Lagen Ct₁ und α.,

bestehen aus Bändern von gleichem, und zwar zweiseitig symmetrischem Querschnitt mit stufenförmigen Kanten p, q, r, s, t, u, v, w. Solche Bänder lassen sich durch Walzen leicht herstellen.

Das Verfahren nach der Erfindung ist in erster Linie für die Herstellung von Isolierungen für Starkstromleiter geeignet. Es kann aber auch für Leiter aller Art verwendet werden, wenn das Papier entsprechend widerstandsfähig gewählt wird und entsprechend

ausgebildete Vorrichtungen zum Zuschärfen oder Abstufen der Papierränder benutzt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von elektrischer Isolation aus Papier- oder ähnlichen dünnen Bändern für elektrische Stromleiter, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Bänder vor ihrer Aufbringung auf den Leiter an den Rändern zugeschärft oder abgestuft und so auf gebracht werden, daß sie sich an den Rändern ohne Verdickung überlappen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgestuftes Band aus Teilbändern zusammengesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen oder abgestuften Ränder des Bandes, welche zur Überlappung dienen, zusammengeklebt werden.

4. Band aus Papier oder ähnlichem dünnen Stoff zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Bandes zugeschärft oder abgestuft sind.

5. Band nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das abgestufte Band aus Teilbändern zusammengesetzt ist.

6. Band zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen oder abgestuften Band räder mit Klebstoff versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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