DE7614662U1

DE7614662U1 - Isolierkörper

Info

Publication number: DE7614662U1
Application number: DE7614662U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1978-05-03
Also published as: GB1578355A; CH595682A5; DE2620459A1

Description

41/76 PL/Ca 5.4.1976

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

Elektrische Isolation und Verfahren zu deren Herstellung

F.rfindiing hfitrifft eine elektrische Isolation«, insbesondere zur Isolierung von elektrischen Leitern mit hoher elektrischer und mechanischer Belastung, wobei die elektrische Isolation eine hohe Beständigkeit gegenüber ionisierender Strahlung aufweist und aus wenigstens einem flachen, wenigstens zwei mit einem Bindemittel imprägnierte Schichten enthaltenden Isolierelement besteht, und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Für Isolationssysteme, für die eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Strahlenbeständigkeit bei gleichzeitig

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hoher elektrischer Beanspruchung verlangt wird, haben sich mit lösungsmittelfreien Harzen imprägnierte Glimmerisolationen verhältnismässig gut bewährt. Glimmerisolationen delaminieren jedoch schon bei Scherbeanspruchungen von ca. 800 N/cm . Aus Glasgewebe aufgebaute vakuumimprägnierte Isolationen erreichen

ρ Scherfestigkeitswerte bis über 2000 N/cm . Sie sind jedoch bei hohen elektrischen Beanspruchungen weniger betriebssicher, zudem ist die Durchschlagspannung pro mm Isolationsdicke niedriger als bei Glimmerisolationen. Isolationen, die aus einem Folieband, z.B. "Kaptonband", aufgebaut und anschliessend mit einem Bindemittel vakuumimprägniert werdein, halten bei geringer Isolationsstärke sehr hohe elektrische Spannungen, sind jedoch wegen der ungünstigen Verklebungseigenschaften der glatten Folie gegen benerbeansprucnungen nicht senr widersttanasfänig. Es wurden also andere konstruktive Lösungen gesucht. So ist aus der CH-PS 529'428 bekannt, eine solche Isolation aus einem aus anorganischen Isoliermaterial bestehenden Band und einem dünnen Metallmantel herzustellen, wobei das Isolierband mindestens zum Teil z.B. aus einem Metalloxid und/oder Glasfasern und/oder Asbest und/oder Glimmer bestehen kann.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Isolation der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die eine hohe

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elektrische und mechanische Belastung der Isolation ermög-

\ liehen und eine hohe Strahlenbeständigkeit sichern.

Die vorgenante Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Schicht des flachen Isolierelementes aus einer Kunststoffolie, vorzugsweise einer Polyimid- oder Polyester-

ag folie, und eine andere Schicht des flachen Isolierelementes

aus einem Gewebe, vorzugsweise einem Glasgewebe oder einem Polyimidgewebe, bestehen.

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass

diese Isolation nicht nur strahlenbeständig und für hohe elektrische Beanspruchungen geeignet ist- sondern auch eine hohe Scherfestigkeit aufweist.

Es wurden Versuche durchgeführt, während welcher die Scherfestigkeitswerte gemessen wurden. Die Scherfestigkeit einer Verbindung zwischen einer sandgestrahlten Kupferplatte und einer Polyimidfolie ("Kapton") unter Verwendung von Epoxyharz bei Raumtemperatur beträgt 960 N/cm , bei 70° C 1060 N/cm , zwischen einer sandgestrahlten Kupferplatte und einem Glas-

gewebeband bei Raumtemperatur 2080 N/cm , zwischen der Polyimidfolie ("Kapton") und dem Glasgewebeband bei Raumtemperatur 1550 N/cm , bei 70 C 1640 N/cm , zwischen zwei

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Poiyimidfolien ("Kapton") jedoch nur 680 N/cm bei Raumtemperatur und 780 N/cm bei 70° C. Die angeführten Daten sind Mittelwerte, die unter gleichen Versuchsbedingungen erreicht wurden. Die Polyimidfolie ("Kapton") wurde ohne eine zusätzliche Vorbehandlung der Oberflächen verwendet. Aus den Versuchsresultaten ist es klar ersichtlich, dass die aus der Polyimidfolie ("Kapton") und dem Glasgewebe kombinierte Isolation eine wesentlich höhere Scherfestigkeit in Verbindung mit einem Kupferleiter erreicht, als die Verbindungsstelle zwischen Kupfer und der Polyimidfolie oder zwischen zwei Polyimidfolien.

folie und das Gewebe enthaltende Isolierelemant als ein Isolierband ausgeführt ist. Diese Ausfuhrungsform ermöglicht eine einfache Herstellung der Isolation. Es empfiehlt sich, das als ein Isolierband ausgeführte Isolierelement mit einer Ueberlappung auf dem elektrischen Leiter anzuordnen. Diese Anordnung sichert ein gutes Eindringen des Bindemittels und eine gleichisässige Verteilung auf der Folie. Die Ueberlappung des als ein Isolierband ausgeführten Isolierelementes beträgt · vorzugsweise 25 bis 75 £·

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung ist das flache, die

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Kunststoffolie und das Gewebe enthaltende Isolierelement in Form einer Hülse oder Platte ausgebildet. Das flache, die Kunststoffolie und das Gewebe enthaltende Isolierelement kann in zwei oder mehreren Schichten angeordnet und mit einer ein Gev*ebe, vorzugsweise ein Glasgewebe oder ein Polyimidgewebe, enthaltenden Deckschicht versehen sein. Als das Polyimidgewebe kann man z.B. "Kevlar" verwenden.

Die Aufgabe der Erfindung lässt sich lösen, wenn erfindungsgemäss der elektrische Leiter mit einem aus einer Kunststofffolie und einem Gewebe bestehenden und als ein Isolierband ausgeführten Isolierelement in einer oder mehreren Schichten, vorzugsweise mit einer Ueberlappung umwickelt und mit einem Bindemittel imprägniert wird, wobei das Gewebe in Richtung zu der Oberfläche des Leiters liegt. Bei diesem einfachen Herstellungsverfahren können die Bestandteile des Isolierbandes schon früher auf eine Bandrolle gewickelt werden, sie können jedoch auch erst während des Umwickeins von zwei Bandrollen zusammengeführt werden. Nach einer Ausführungsform wird der elektrische Leiter mit dem Isolierelement in mehreren Schichten umwickelt, wobei wenigstens eine der aus Gewebe bestehenden Schichten schon vor dem Umwickeln imprägniert und teilweise ausgehärtet wird. Der elektrische Leiter kann ebenfalls mit einem eine Deckschicht bildenden Band zusätzlich umwickelt

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und mit einem Bindemittel imprägniert werden. Es empfiehlt sich, die Adhäsionsfähigkeit der Kunststoffolie vor dem Umwickeln wenigstens einseitig, z.B mechanisch oder chemisch zu erhöhen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispxele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht veranschaulicht.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste und

Pig. 2 eine zweite beispielsweise Ausführungsform der Erfindung.

Geinäss Fig. 1 sind Kunststoffolien mit der Bezugsziffer 1 benannt, Gewebe mit der Bezugsziffer 2, als Isolierbänder ausgeführte Isolierelemente mit der Bezugsziffer 3 und ein elektrischer Leiter mit der Bezugsziffer *J. Gleiche Teile sind in Fig. 2 mit denselben Bezugszahlen versehen wie in Fig. 1. Eine Deckschicht ist in Fig. 2 durch dia Zahl 5 gekennzeichnet.

Nach Fig. 1 bestehen die als Isolierbänder ausgeführten Isolierelemente 3 aus den Kunststoffolien 1 und Gewebebändern 2.

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Der Leiter 4 ist mit dem Isolierelement 3 umwickelt, wobei die Ueberlappung der einzelnen Wicklungen etwa 50 % beträgt.

'Es ist gut ersichtlich, dass eine solche Anordnung das Eindringen des Imprägnierharzes u^id damit die Verklebung erleichtert. Als Bindemittel verwendet man vorzugsweise ein Eposi-, Polyester- oiler Silikonharz. Die Kunststoffolie 1 besteht aus einem Polyimid ("Kaptonfolie") oder Polyester. Als Gewebe 2 verwendet man z.B. Glasgewebe oder Polyimidgewebe, z.B. "Kevlar". Das zweite Beispiel nach Fig. 2 zeigt eine mehrschichtige Isolation, die durch zwei Schichten des umwickelten Isolierelementes 3 und durch die Deckschicht 5 gebildet ist. Ir beiden Figuren wurde das Bindemittel nicht dargestellt. Die Deckschicht 5 besteht vorzugsweise aus einem Gewebe, z.B. einem Glasgewebe oder einem Polyimidgevjebe ("Kevlar"), bzw, aus deren Kombination. Dieses Material ermöglicht ein gutes Eindringen des Imprägnierungsmittels in dem Fall, wenn die Isolation erst nach Umwickeln aller Schichten imprägniert wird.

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So kann ein Isolierelement 3 mehr als zwei Schichten enthalten, die Isolation kann auch als eine Hülse oder eine Platte ausgeführt werden und es können auch andere Materialien für die Kunst-

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stoffolie und das Gewebe Verwendung finden^ als die beispielsweise genannten.

Die erfindungsgemässe Isolation kann man z.B. für grosse Magnetspulen einsetzen, wie sie zum Einschluss von Plasma mittels hohem Magnetfeld_s für magnetohydrodynamische Generatoren undl supralextende Magnete verwendet werden.

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Claims

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Schutzansprüche

ILr^isolierkörper, ^insbesondere für hohe mechanische und
elektrische Belastungen und vr.lt einer hohen Beständigkeit gegenüber ionisierender Strahlung, wobei der Isolierkörper wenigstens zwei mit einem Bindemittel imprägnierte Schichten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht aus einer Kunststoffolie (1), vorzugsweise einer Polyimid- oder Polyesterfolie, xazä eine andere Schicht aus einem Gewebe (2), vorzugsweise einem Glasgewebe oder einem Polyimidgewebe,
bestehen.
2. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als ein Isolierband ausgeführt ist.
3. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als eine Hülse ausgeführt ist.
4. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er als eine Platte ausgeführt ist.

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5. Isolierkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kunsttjsoffolie (1) und das Gewebe (2) in mehreren Schichten angeordnet sind.

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6. Isolierkörper nacli Anspruch. 1, dadurciL gekennzeichnet, dass er mit einer ein Gevete, vorzugsweise ein Glasgewebe oder ein Polyimidgev/e"be, enthaltenden Deckschicht (5) versehen ist.

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