DE749647C

DE749647C - Fire-proof insulation for electrical machines and devices

Info

Publication number: DE749647C
Application number: DE1938749647D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Hans Prinz
Priority date: 1938-05-07
Filing date: 1938-05-07
Publication date: 1944-11-29

Description

Feuersichere Isolation für elektrische Maschinen und Apparate Die Erfindung betrifft eine feuersichere Isolation für elektrische Maschinen und Apparate, z. B. für die Leiter, Spulen und. Wicklungen von Motoren, Generatoren, Transformatoren, Drosselspulen, Kondensatoren oder für die leitenden Teile elektrischer Schalter, die sich innerhalb oder außerhalb von Schaltergehäusen befinden können. Als feuersichere und wärmebeständige elektrische Leiterisolation wurden bereits Fasern aus Glas, Schlackenwolle, Asbest oder Steinwolle vorgeschlagen, die als Fäden, Bänder oder Gewebe auf den Leiter aufgewickelt, aufgeklöppelt oder aufgesponnen oder um den Leiter herumgefaltet wurden. Eine derartige Isolation ist für geringe Spannungen brauchbar. Um feuersichere und feuchtigkeitssichere Isolationen zu erhalten, wurde auch schon vorgeschlagen, Asbestisolationen mit einer Mischung von Kunstharz und chloriertem Diphenyl oder mit letzterem allein zu tränken. Der Nachteil dieser Isolation liegt darin, daß Asbest für hochwertige Isolationen nicht brauchbar ist, weil Asbest ein sogenannter Halbleiter ist und demnach keine genügende elektrische Festigkeit ergibt. Selbst wenn gereinigter Asbest verwendet wird, wie er in der Elektrotechnik gebräuchlich ist, dann können solche Isolationen auch nicht befriedigen, depn einerseits ist ihre mechanische Festigkeif, insbesondere Scheuerfestigkeit, gering und andererseits haben sie keine ausreichende Alterungsbeständigkeit. Die Folge ist, daß rlie Zersetzung der als Isoliermittel verwendeten flüssigen Isblierstoffe, insl)esonderehalogenierte Kohlenwasserstoffe, bei gleichzeitiger Verwendung von =Asbest rasch fortschreitet. Isolationen dieser Art sind aus diesem Grunde in der Elektrotechnik nur beschränkt verwendbar.Fire-proof insulation for electrical machines and apparatus The The invention relates to a fire-proof insulation for electrical machines and apparatus, z. B. for the conductors, coils and. Windings of motors, generators, transformers, Reactors, capacitors or for the conductive parts of electrical switches, which can be located inside or outside of switch housings. As fireproof and heat-resistant electrical conductor insulation have already been made of glass fibers, Slag wool, asbestos or rock wool are suggested as threads, tapes or Tissue wound on the conductor, bobbin lace or spun on or around the Ladder folded around. Such isolation is for low voltages useful. In order to obtain fire-proof and moisture-proof insulation, also proposed to use a mixture of synthetic resin and asbestos insulation to soak chlorinated diphenyl or with the latter alone. The disadvantage of this isolation lies in the fact that asbestos cannot be used for high-quality insulation because asbestos is a so-called semiconductor and therefore does not have sufficient electrical strength results. Even when purified asbestos is used, as is used in electrical engineering is common, then such insulation is not satisfactory, on the one hand is their mechanical strength, especially abrasion resistance, low and, on the other hand, they do not have sufficient aging resistance. the The consequence is that the decomposition of the liquid insulating insl) special halogenated hydrocarbons, with simultaneous use of = Asbestos progresses rapidly. For this reason, isolations of this type are in the Electrical engineering can only be used to a limited extent.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hochfenersichere und wärmebeständige Isolation zti schaffen, die vorgenannte Nachteile nicht besitzt.The object of the invention is to provide a highly window-safe and heat-resistant Create isolation zti that does not have the aforementioned disadvantages.

Gemäß der Erfindung bestehen die finit lialogenierten Kohlenwasserstoffen imprägnierten Fasern aus Glas. Die Glasfasern nen dabei in Form von Papier, von Geweben, @-on Wolle o. dgl. verwendet sein. Besonders zweckmäßig erweisen sich Glasseidefäden. Die als Imprägniermittel verwendeten Kohlenwasserstoffe können bei Betriebstemperatur dünnflüssig, -zähflüssig oder erstarrt sein. Sie sind zum Teil in festem "Zustand amorph oder kristallin. Besonders kristalline Stoffe verbessern die Wärmeleitfähigkeit der erfindungsgemäßen Leiterisolation. Das Tränkmittel der anorganischen Faser kann dabei außer zur Isolation auch zur Kühlung dienen und entweder durch den natürlichen Wärmeauftrieb oder durch besondere Apparate, z. B. Pumpen zwischen den Wicklungen. Spulen oder isolierten Leitern, in Strömung versetzt werden. Es sind auch Tränkmittel geeignet, die auf reiner Chlorkohlenstoffbasis beruhen, die also ini elektrischen Lichtbogen keinen Wasserstoff abzugeben vermögen, da ihre Moleküle frei von Wasserstoffatomen sind. z. B. Tetrachlorkohlenstoff oder Hexaehlorkohlenstoffbutadien _11s halogenierte Kohlenwasserstoffe dienen s@@uthetisclie Öle der ringförmigen oder" kettenförmigen Reihen, in denen Wasserstoffatome in an sich bekannter Weise durch Halogenatome, vorzugsweise Chlor- oder I# luoratonie, ersetzt sind. So kann man als Tränkinittel für die anorganische Faser chloiiertes Diplienyl oder chloriertes Diplien y1 oxydverwenden. AuchTetrachloridfluoräthan, Iienzcltrifluorl(l. chloriertes Benzoltrifluorid, Trichlorbenzol, T etrachloräthvlhenzol oder I'entriclilorätlivlbenzol sind geeignet. Die genannten Stoffe können einzeln oder in -Mischungen untereinander verwendet werden, z. B. ist eine -Mischung aus Pentachlorüth@-lbenzo@ und chloriertem Diphenyl vor-;eilhaft. Die meisten der obengenannten Stoffe bleiben selbst bei Temperaturen unter o° C flüssig. Sie haben Siedepunkte, die bei einigen Flüssigkeiten über -=oo° C lieben. 1#--inige Stoffe haben einen Flammpunkt. Sämtliche Stoffe haben jedoch keinenEntzün@lun@a>unkt. Sie vermögen also von sich aus keine Verbrennung zu unterhalten. Sollte der Gefrierpunkt dieser Flüssigkeiten noch zu hoch liegen. so läßt er sich durch Zusätze erniedrigen. Besonders geeignet sind hierfür die Alkylderivate des Benzols, z. B. Arvltriclilortetralin oder Trichlorisopropylbenzol.According to the invention, there are finite halogenated hydrocarbons impregnated glass fibers. The glass fibers are in the form of paper, from Woven fabrics, @ -on wool o. The like. Be used. Glass fiber threads prove to be particularly useful. The hydrocarbons used as impregnating agents can be used at operating temperature be thin, viscous or solidified. Some of them are in a "solid" state amorphous or crystalline. Crystalline substances in particular improve thermal conductivity the conductor insulation according to the invention. The impregnating agent of the inorganic fiber can serve not only for insulation but also for cooling and either through the natural Heat buoyancy or by special equipment, e.g. B. Pumps between the windings. Coils or insulated conductors. There are also impregnants suitable, which are based on pure chlorocarbon, i.e. ini electric Arcs cannot give off hydrogen because their molecules are free of hydrogen atoms are. z. B. carbon tetrachloride or carbon hexahloride butadiene _11s halogenated Hydrocarbons serve s @@ uthetisclie oils of the ring-shaped or "chain-shaped" Series in which hydrogen atoms are replaced by halogen atoms in a manner known per se, preferably chlorine or luoratonia are replaced. So you can use it as a potion use chlorinated diplienyl or chlorinated diplienyl oxide for the inorganic fiber. Also tetrachloride fluoroethane, Iienceltrifluorl (l. Chlorinated benzene trifluoride, trichlorobenzene, Tetrachlorethylene benzene or tricliloroethylene benzene are suitable. The mentioned Substances can be used individually or in mixtures with one another, e.g. B. a mixture of Pentachlorüth @ -lbenzo @ and chlorinated diphenyl is urgent. Most of the above substances remain even at temperatures below 0 ° C fluid. They have boiling points which, in some liquids, are above - = oo ° C. 1 # - some substances have a flash point. However, none of the substances have an inflammation point. So you are not able to maintain a combustion of your own accord. Should be freezing these liquids are still too high. so he lets himself be humiliated by additions. The alkyl derivatives of benzene, eg. B. Arvltriclilortetralin or trichloroisopropylbenzene.

Von erstarrenden Stoffen dient als Tränkmittel vorzugsweise chloriertes Naphthalin, dessen Schmelzpunkt etwa bei 1=o° liegt.The impregnating agent used for solidifying substances is preferably chlorinated Naphthalene, the melting point of which is around 1 = 0 °.

Bei der Verwendung der genannten Stoffe als Kühl- und Isolierflüssigkeit für Transforniatoren und Drosselspulen oder für 'Motoren oder Generatoren können diese 'Maschinen oder Apparate in abgedichtete Gehäuse oder Kessel eingesetzt sein. Durch die Kühlflüssigkeit werden dann sowohl das anorganische Dielektrikum als auch die verwendeten @sisen-und Kupfermengen gekühlt. Reicht für den Eisenkern oder für schwächer belastete Niederspannungswicklungen Luft- oder Gaskühlung aus, so kann man auch die Hochspannungswicklung allein öldicht einkapseln und die Faserzwischenräume der anorganischen Isolierstoffe und die Zwischenräume zwischen den Kapselwänden und Spulen mit den genannten Isolierflüssigkeiten füllen. Dieses Wicklungsgehäuse kann aus 'Metall oder aus Isolierstoffen. z. B. aus keramischen Stoffen oder aus Glas, bestehen. Insbesondere bei Metallbehältern verwendet man einen unmittelbar auf die isolierte Wicklung belegten Blechmantel, der vorteilhaft Kühlrippen erhält. Reicht die Oberflächenkühlung des Gehäuses nicht aus. dann sieht man im Innern des Gehäuses und im Wicklungsverband axiale und radiale Kühlkanäle vor. durch die die unbrennbare Isolierflüssigkeit hindurchströnien kann. Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit schlieft man an das Wicklungsgehäuse Umwälzpumpen an, die das flüssige Isoliermittel zwischen der Wicklung und einer außerhalb des Apparates angeordneten Rückkühlanlage in Umlauf versetzen.When using the substances mentioned as cooling and insulating liquids for transformers and reactors or for motors or generators these 'machines or apparatus must be inserted in sealed housings or boilers. Both the inorganic dielectric and the used iron and copper quantities are cooled. Sufficient for the iron core or for less loaded low-voltage windings air or gas cooling, so can you also encapsulate the high-voltage winding alone in an oil-tight manner and the spaces between the fibers the inorganic insulating materials and the spaces between the capsule walls and fill coils with said insulating liquids. This winding housing can be made of metal or insulating materials. z. B. from ceramic materials or from Glass. One is used immediately, especially with metal containers on the insulated winding covered sheet metal jacket, which advantageously receives cooling fins. The surface cooling of the housing is not sufficient. then you see inside the Housing and axial and radial cooling channels in the winding group. through the the non-flammable insulating liquid can flow through. To increase the flow rate the winding housing is connected to circulation pumps that carry the liquid insulating agent between the winding and a recooling system arranged outside the apparatus put into circulation.

Die feuersichere Leiterisolation gemäß der Erfindung hat außer ihrer großen elektrischen Festigkeit noch den Vorteil, daß der Wä rinewiderstand in den meisten Fällen geringer ist als bei normalen Transforniatorölen. Die Kühlung wird also erheblich verbessert, geriebenenfalls kann man die mit einem dichten Gehäuse versehene Wicklung auch unmittelbar in Kühlwasser einsetzen.The fireproof conductor insulation according to the invention has besides her great electrical strength still has the advantage that the Wä rine resistance in the in most cases is lower than with normal transformer oils. The cooling will so much improved, if necessary, you can use a sealed housing Use the provided winding directly in the cooling water.

In Fig. i ist der Transformator niit dem Eisenkern i und der Wicklung z dargestellt. Die Spule 3 ist im Schnitt gezeigt, -hierbei besteht die Leiterisolation d. aus Glaswolle oder aus Glasgespinstpapier. das gemäß Fig. ? in einzelnen Bandlagen 5 auf den Leiter 6 auf-el g f e wickelt ist. Der Transforinatorkessel 7 ist mit einem halogenierten Kohlenwasserstofföl, z. B. mit chloriertem Diphenyl in Mischung mit Tetrachlorbenzol, gefüllt. Diese Ölfüllung ist in Fig. z mit 8 bezeichnet.In Fig. I the transformer is shown with the iron core i and the winding z. The coil 3 is shown in section, -here is the conductor insulation d. made of glass wool or fiberglass paper. that according to Fig.? is wound in individual tape layers 5 on the conductor 6 el gfe. The Transforinatorkessel 7 is with a halogenated hydrocarbon oil, for. B. filled with chlorinated diphenyl mixed with tetrachlorobenzene. This oil filling is denoted by 8 in FIG.

Claims

PATENT CLAIM: Fire-proof insulation for electrical machines and apparatus, which consists of non-flammable fibers soaked with halogenated hydrocarbons, characterized in that the fibers consist of glass. To distinguish the subject matter of the application from the state of the art, the following publication was considered in the grant procedure: French patent specification. ,, No. 825 8r3.