DE7527510U

DE7527510U - WINDING INSULATION MANUFACTURED IN THE WHOLE POT PROCESS

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Publication number: DE7527510U
Application number: DE7527510U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1975-01-23
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1976-11-25
Also published as: DE2538702C2; NO141291B; CH580878A5; NO141291C; NO754427L; DE2538702A1

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland)

Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsisolation für elektrische MaschinenProcess for the production of a winding insulation for electrical machines

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsisolation für elektrische Maschinen im Ganztränkverfahren, bei dem die aus mehreren, voneinander isolierten Teilleitern bestehenden Leiterbündel mit einer Hauptisolation versehen, in die Maschine eingebaut und als Ganzes imprägniert werden.The invention relates to a method for the production of winding insulation for electrical machines in the soaking process, in which the conductor bundle consisting of several individual conductors isolated from one another with a main insulation provided, built into the machine and impregnated as a whole.

Herstellungsverfahren dieser Art sind z.B. aus dem von H.Sequenz herausgegebenen Buch "Herstellung der Wicklungen elektrischer Maschinen" Springer Verlag Wien-New-York 1973, S.153, oder aus der Publikation "Micadur-Compact Kunstharz-Isolierung für mittlere Hochspannungsmaschinen" der BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz) - No.3889, bekannt.Manufacturing processes of this type are, for example, from the book "Manufacture of windings electrical Machines "Springer Verlag Wien-New-York 1973, p.153, or from the publication" Micadur-Compact synthetic resin insulation for medium high-voltage machines "from BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Switzerland) - No.3889, known.

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Bei diesem Verfahren werden die aus mehreren isolierten Drähten (Windungen) aufgebauten Spulen auf die richtige Form gebracht, in ihrem Nutteil verklebt und mit einem kombinierten Glasseide-Feinglimmer-Band, der Hauptisolation, fortlaufend auf der ganzen Länge mehrfach umwickelt. Dank der Verwendung des gleichen Bandes für die ganze Spuienlänge entsteht eine gleichmässige Spulenisolation. Die fertigen Spulen werden unimprägniert (trocken), wenn nötig mit einem Glimmschutzbelag verrehen, in das Eisenpaket eingelegt, zusammengeschaltet und die Nuten mit Keilen verschlossen.In this process, the coils made up of several insulated wires (turns) are placed on the correct one Shaped, glued in its groove part and with a combined glass fiber and fine mica tape, the main insulation, continuously wrapped several times over the entire length. Thanks to the use of the same tape for the entire length of the coil, an even coil insulation is created. The finished coils are unimpregnated (dry) if necessary twist with a corona cover, inserted into the iron package, connected together and the grooves closed with wedges.

Die Wickelkopfabstützung ist mit einer endlosen, saugfähigen Glasfaserbandage ausgeführt. Durch Trocknen wird der Wicklung die letzte Feuchtigkeit entzogen und dann das ganze Eisenpaket mit Wicklung in ein Imprägniergeffiss eingesetzt und nach einem Vakuumprozess mit einem Epoxidharz imprägniert. Eine abschliessende Druckbehandlung unterstützt das Eindringen des Harzes in alle Isolationsteile und Abstützelemente. Dann schliesst sich eine Aushärteperiode bei erhöhter Temperatur an.The winding head support is designed with an endless, absorbent glass fiber bandage. Drying the The last moisture is removed from the winding and then the entire iron package with the winding is inserted into an impregnation fissure and impregnated with an epoxy resin after a vacuum process. A final pressure treatment supports the penetration of the resin into all insulation parts and support elements. Then a curing period follows elevated temperature.

Die nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Wick« lunegn zeichnen sich insbesondere durch folgende Eigenschaften aus:The wick produced according to the process described above « lunegn are characterized in particular by the following properties:

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Hohe mechanische Festigkeit, gleichmässige Spannungsfestigkeit und. gute dielektrische Eigenschaften, hohe thermische Belastbarkeit, Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit, OeI, sonstigen Verunreinigungen, Einwirkung radioaktiver Strahlung und hohe Betriebssicherheit.High mechanical strength, uniform dielectric strength and. good dielectric properties, high thermal load capacity, Insensitivity to moisture, oil, other impurities, exposure to radioactive radiation and high operational reliability.

Es hat sich nun gezeigt, dass die dielektrischen Eigenschaften der Wicklungsisolation noch wesentlich verbessert werden können, was vor allem beim Uebergang zu höheren Maschinenspannungen (ca.. 6 kV und mehr) im Hinblick auf das Langzeitverhalten der Wicklungsisolation von entscheidender Bedeutung ist:It has now been shown that the dielectric properties of the winding insulation can still be significantly improved, which is especially the transition to higher machine voltages (approx. 6 kV and more) with regard to the long-term behavior of the Winding insulation is of crucial importance:

Aus, verfahrenstechnischen Gründen wird beim Ganztränkverfahren die, Isolation praktisch ohne aus s er en Druck ausgehärtet. Die durch den Aufbau der Wicklungen aus Teilleiterbündeln entstandenen Rillen längs der Breitseiten und bei Mehrebenen-Roebelstaben auch längs der Schmalseiten werden zwar während des Imprägniervorganges mit Imprägniermittel ausgefüllt, doch führt Harzechwund und teilweises Ausfliessen des Imprägniermittels zu im allgemeinen nicht vermeidbaren, wenn auch vergleichsweise kleinen Hohlräumen im Bereich zwischen Hauptisolation und Teilleitern· For procedural reasons, the whole impregnation process the, insulation cured with practically no pressure. the created by building the windings from partial conductor bundles Grooves along the broad sides and on multi-level Roebel letters even along the narrow sides are admittedly during the impregnation process Filled with impregnating agent, but leads to a resin wound and partial leakage of the impregnating agent to generally unavoidable, albeit comparatively small, voids in the area between the main insulation and partial conductors

Um die genannten Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Rillen nach der Verklebung der Einzelleiter und vor dem Aufbringen der Hauptisolation mit geeigneten Kunstharz!»»trieben auszufüllen. Abgesehen davon, dassTo avoid the shortcomings mentioned, it has been proposed, the grooves exaggerated after bonding of the individual conductors and before applying the main insulation with suitable resin! »» Fill. Besides that

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dies sehr aufwendig ist, lassen sich auch auf diese Weise Lufteinschlüsse nicht vermeiden. Darüber hinaus sind solche Auffüllungen nicht glimmbeständig, so dass mit örtlichen Beschädigungen zu rechnen ist, da mit dem Vorhandensein von ßlasen gerechnet werden muss oder damit, dass die Auffüllung sich bei Betriebsbeanspruchungen vom Leiterbündel löst.this is very time-consuming and can also be done in this way Do not avoid air inclusions. In addition, such fillings are not smolder-resistant, so local damage is to be expected because of the presence of ßlasen must be expected or that the filling will detach from the bundle of conductors in the event of operational stress.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Ganztränkverfahren beziehungsweise die so hergestellte Wicklungsisolation in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht zu optimieren.It is the object of the invention to provide a complete impregnation process or the winding insulation produced in this way in a technical way and to optimize it from an economic point of view.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, die Leiterbündel vor dem Aufbringen der Hauptisolation zumindest an deren Breitseite mit einer glimmerhaltigen, unausgehärteten Kunstharzschicht zu versehen und diese Schicht vor dem Einbau der Wicklung in die Maschine einer Druck- und Wärmebehandlung zu unterziehen.To solve this problem, the invention provides at least the conductor bundle before the main insulation is applied to provide on the broad side with a mica-containing, uncured synthetic resin layer and this layer in front to subject the winding to a pressure and heat treatment when installing the winding in the machine.

Bei dieser Vorgehensweise dringt das aus der genannten Kunstharzschicht ausgequetschte warme, dünnflüssige Harz beim Pressen zwischen die Teilleiter ein, härtet aus und verklebt diese miteinander. Die Längsrillen der Oberfläche werden dabei mit der zurückbleibenden, harzverarmten, d.h. hochglimmerhaltigen Schicht gleichzeitig hohlrauanfrei ausgefüllt. Untersuchungen haben ergeben, dass der Glimmergehalt der aus-With this procedure, the warm, low-viscosity resin squeezed out of the synthetic resin layer penetrates the Press between the sub-conductors, harden and glue them together. The longitudinal grooves of the surface are filled with the remaining, resin-depleted, i.e. highly mica-containing layer, at the same time free of hollow roughness. Investigations have shown that the mica content of the

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gequetschten Kunstharzschicht bei ca. 80 % liegt. An den Efreitseiten des Leiterbündels bildet sich eine ebene, an der Kanten des Leiterbündels abgerundete Fläche aus, an die sich die aufzubringende Hauptisolation auch bei kleinem Anpressdruck satt und hohlraumfrei anschmiegt.squeezed synthetic resin layer is approx. 80 % . On the open sides of the conductor bundle, a flat surface is formed which is rounded at the edge of the conductor bundle, to which the main insulation to be applied fits snugly and void-free, even with low contact pressure.

5fum Warmpressen können übliche Press- und Heizvorrichtungen herangezogen werden. Besonders einfach und wirtschaftlich gestaltet sich der Verfahrensablauf jedoch, wenn das Leiterbündel vor dem Pressen mittels Schrumpfgewebebändern, die glicht mit dem Kunstharz ^verkleben und nach dem Aushärten des Harzes wieder entfernt werden, umwickelt wird. Die Verwendung von Gewebebändrn ist insofern vorteilhaft, als dadurch die Oberfläche des Leiterbündels eine Gewebestruktur erhält, die die Haftung und Verankerung der später aufgebrachten Hauptisolation vorteilhaft beeinflusst. Durch die Schrumpfung des ßewebebandes werden zudem scharfe Kanten des Leiterbündels vermieden, während des Pressens in Vorrichtungen ebene Flächen gewährleistet.Conventional pressing and heating devices can be used for hot pressing can be used. However, the process sequence is particularly simple and economical when the conductor bundle before pressing by means of shrink fabric tapes that glicht with the synthetic resin ^ and after the hardening of the Resin to be removed again, is wrapped. The use of fabric straps is advantageous in that it enables the The surface of the conductor bundle is given a fabric structure that adheres and anchors the main insulation applied later beneficially influenced. The shrinkage of the ßewebebandes also sharp edges of the conductor bundle avoided, guaranteed flat surfaces during pressing in devices.

Wenngleich bei dem erfindungsgemässen Verfahren gegenüber dem üblichen Ganztränkverfahren zwei zusätzliche Verfahrensschritte notwendig sind, so wird dies doch durch die daraus resultierenden Vorteile (homogener Aufbau und damit Vermeidung von Glimmentladungen, was es erst erlaubt, das Ganztränk-Although two additional process steps are necessary in the method according to the invention compared to the usual whole impregnation method, this is nevertheless achieved by the resulting advantages (homogeneous structure and thus avoidance of glow discharges, which only allows the whole impregnation process

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verfahren bis zu den höchsten Nennspannungen einzusetzen, sehr guter Wärmeübergang zwischen Leitern und Eisenpaket) mehr als ausgewogen. Zudem entfällt das Vorverkleben der einzelnen Teilleiter zu einem Leiterbündel. Verkleben der Teilleiter, hohlraumfreies Ausfüllen der Längsrillen und Bildung einer glatten und ebenen Leiterbündeloberfläche mit abgerundeten Kanten erfolgt in einem einzigen Arbeitsgang.process up to the highest nominal voltages, very good heat transfer between conductors and iron package) more than balanced. In addition, there is no need to pre-glue the individual sub-conductors to form a bundle of conductors. Gluing the sub-conductors, filling the longitudinal grooves without voids and forming them a smooth and even surface of the conductor bundle with rounded edges takes place in a single operation.

Anhand der Zeichnung, die einen Schnitt durch, eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Spule zeigt, soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden.Based on the drawing, which is a section through, one after the shows coil produced according to the method according to the invention, the invention will be explained in more detail, for example.

Das Leiterbündel 1 besteht aus einer Anzahl Leiterwindungen 2. Letztere sind durch eine Leiterisolation 3 voneinander isoliert. Infolge der Abrundungen der Teilleiter 2 bilden ©ich an den Breitseiten des Leiterbündels 1 Rillen ^, welche pit einer glimmerhaltigen Kunstharzschicht 5 ausgefüllt sind. Pas beim Warmpressen aus der genannten Schicht 5 ausgequetschte Kunstharz, das die einzelnen Leiter miteinander verklebt, ist mit 6 bezeichnet. Das Leiterbündel 1 ist mit einer üblichen Hauptisolation 7 versehen.The conductor bundle 1 consists of a number of conductor turns 2. The latter are separated from one another by conductor insulation 3 isolated. As a result of the rounding of the sub-conductors 2 I form on the broad sides of the conductor bundle 1 grooves ^ which pit a mica-containing synthetic resin layer 5 are filled. Synthetic resin squeezed out of said layer 5 during hot pressing, which glues the individual conductors together, is denoted by 6. The conductor bundle 1 is provided with a conventional main insulation 7.

ßei der Herstellung der beschriebenen Wicklung wird von isolierten Leitern 2 ausgegangen. Die Isolation der Teilleiter erfolgt z.B. nach dem in der DT-OS 2 330 HS6 beschriebenenIn the manufacture of the winding described, insulated conductors 2 are assumed. The partial conductors are isolated, for example, as described in DT-OS 2 330 HS6

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Verfahren« Nach dem Formen der Lieter werden diese zu einem Leiterbündel zusammengesetzt und die Breitseiten mindestens im Bereich des Nutteils mit einer glimmerhaltigen Kunstharzschicht 5 versehen. Die Schciht 5 besteht z.B. aus mehreren Lagen Feinglimmer mit einer totalen Dicke von 0,3 ^m 0,5 mm, die mit einem Epoxidharz im B-Zustand unter Vakuum imprägniert ist. Der Glimmergehalt beträgt dabei mindestens 50 %. Method “After the wires have been formed, they are put together to form a bundle of conductors and the broad sides are provided with a synthetic resin layer 5 containing mica at least in the area of the groove part. The layer 5 consists, for example, of several layers of fine mica with a total thickness of 0.3 ^m 0.5 mm, which is impregnated with an epoxy resin in the B-state under vacuum. The mica content is at least 50 %.

Das so vorbereitete Leiterbündel wird mit einem Schrumpfgewebeband umwickelt. Hierfür eignet sich beispielsweise Polyestergewebe. Der Schrumpfungsgrad des Bandes ist so bemessen, dass es sich während des anschliessenden Pressvorganges satt an die Kanten des Leiterbündels anlegt. Das Gewebe ist so beschaffen, dass es mit dem Kunstharz praktisch keine Klebverbindung eingeht.The conductor bundle prepared in this way is wrapped with shrink fabric tape. Polyester fabric, for example, is suitable for this. The degree of shrinkage of the tape is dimensioned in such a way that that it fits snugly against the edges of the bundle of conductors during the subsequent pressing process. The fabric is made in such a way that there is practically no adhesive bond with the synthetic resin.

Anschlieesend das mit dem Schrumpfgewebeband versehene Leiterbündel bei erhöhter Temperatur in einer Pressvorrichtung, z.B. einer beheizten Pressvorrichtung, gepresst und ausgehärtet. Nach dem Aushärten des Harzes wird das Schrumpfgewebeband wieder entfernt und damit auch gleichzeitig alle ausgepressten unerwünschten Harzreste. Dan wird die Hauptisolation, bestehend z.B. aus einem Feinglimmerband mit Glasgewebeträger, aufgebracht.Then the conductor bundle provided with the shrink fabric tape at an elevated temperature in a pressing device, e.g. a heated pressing device, pressed and cured. After the resin has hardened, the shrink fabric tape is removed again and, at the same time, all unwanted resin residues that have been pressed out. Then the main insulation, consisting e.g. of a fine mica tape with a glass fabric carrier, is applied.

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Alle weiteren Verfahrensschritte entsprechen dem bekannten Ganztränkverfahren und sind z.B. in der eingangs genannten Firmenpublikation "Micadur-Compact..." ausführlich beschrie ben. All further process steps correspond to the known whole soaking process and are described in detail, for example, in the company publication "Micadur-Compact. .." mentioned at the beginning.

Claims

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1. Im Ganztränkverfahren hersgestellte Wicklungsisolation lür elektrische Maschinen, bei welcher die aus mehrern, voneii-1. Winding insulation produced in the soaking process lür electrical machines, in which the multiple, individual

ander isolierten Teilleitern bestehenden Leiterbündel mit Qiner Hauptisolation versehen sind und nach dem Einbau in die | Maschine als Ganzes imprägniert worden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum zwischen den Teilleitern (2) u,nd der Hauptisolation (7) zumindest teilweise mit einer glimmerhaltigen Kunstharzmasse ausgefüllt ist.existing conductor bundles on the insulated sub-conductors are provided with Qiner main insulation and after installation in the | Machine have been impregnated as a whole, characterized in that the space between the partial conductors (2) u, nd the main insulation (7) at least partially with a mica-containing synthetic resin compound is filled.

2. Wicklungsisolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 4ass der Glimmer^ehalt der Kunstharzmasse mindestens 50 % beträgt.2. winding insulation according to claim 1, characterized in that the mica content of the synthetic resin compound is at least 50 % .

BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.BBC Public Company Brown, Boveri & Cie.

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