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Verfahren zur Herstellung von festen Isolierstoffkörpern, wie Platten
und Rollen,- aus geschichteten Faserstoffbahnen und einem Bindemittel aus Natur-
oder Kunstharzen Die Erfindung bezieht sich allgemein auf geschichtete Isolierstoffkörper
aus geschichteten Faserstoffbahnen und einem Bindemittel aus Natur- oder Kunstharz
und ist vorteilhaft anwendbar für Durchführungen, insbesondere bei Kondensatordurchführungen,
die in bekannter Weise aus gewickelten Papierschichten mit Zwischenlagen aus Metallfolie
bestehen. Hier können sich Schwierigkeiten daraus ergeben, daß das Papier Feuchtigkeit
aufnimmt und die Schichten des Wickelkörpers das Hindurchtreten von Ö1 zulassen.
Dadurch kann der Durchführungskörper schlechter werden. Auch wird durch Feuchtigkeitsaufnahme
der Verlustfaktor in ungünstiger Weise erhöht, die dielektrischen Verluste nehmen,
zu, und es kann schließlich überhitzung und Durch- oder Überschlag erfolgen. Um
dies zu verhüten, soll der Isolierkörper möglichst weitgehend öl- und wasserfest
gemacht werden.
-Nach der Erfindung können feste Isolierstoffkörper,
wie Platten und Rallen. aus geschichteten Faserstoffbahnen und einem Bindemittel
aus -Natur- oder Kunstharz dadurch in besonders vorteilhafter Weise hergestellt
,verden, daß der in seine endgültige Form gebrachte Körper zunächst unter Vakuum
bis io Stunden (je nach Volumen) einer Temperatur von 8o bis ioo'' C ausgesetzt
wird und danach mit einem einer Polymerisation, Kondensation oder Oxydation zugänglichem
Imprägniermittel, vorzugsweise mit Holzöl hei niedriger Temperatur (Raumtemperatur
bis höchstens 6o' C) entweder bei Atmosphärendruck durch 12 bis 16 Stunden oder
bei einem Druck von 3 bis 1,3 at durch i bis 3 Stunden getränkt, hierauf aus dem
Imprägniermittel herausgenommen und unter Luftzutritt 12 bis 24 Stunden einer Temperatur
von ioo bis l25° C ausgesetzt wird.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
eine abgesetzte Kondensatordurchführung im Schnitt dargestellt. Die Kondensatorbeläge
sind mit io. die isolierenden Zwischenschichten mit 12 und der Durchfiihrungsbolzen
mit 14 bezeichnet.
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Die Herstellung einer solchen Durchführung erfolgt in der Weise. daß
Papierstreifen oder -bahnen. die in bekannter Weise ein Bindemittel, wie Schellack
oder Phenolharz bzw. Natur- oder Kunstharz, tragen, dicht auf den Bolzen gewickelt
wird. Nach dem Aufwickeln einer Anzahl Papierschichten werden Zwischenlagen aus
Metallfolie in bestimmten radialen Abständen vom Bolzen aufgebracht und wieder mit
weiteren Papierlagen umwickelt. Der Wickelkörper wird dann in einem Ofen bei einer
Temperatur von etwa i io bis 12o° C behandelt. Der Durchführungskörper wird hierauf
durch mechanische Bearbeitung in seine endgültige Form gebracht.
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Aus diesem Körper wird zunächst ein Teil der darin eingeschlossenen
Gase dadurch entfernt, daß man den fertigen Isolierkörper in einem verschlossenen
Behälter auf eine Temperatur zwischen 8o und ioo= C erhitzt und darauf den erhitzten
Körper für eine Zeitdauer von -2 bis io Stunden, je nach seinem Durchmesser. einer
Vakuumbehandlung unterzieht.
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ach der Vakuumbehandlung wird der von Feuchtigkeits- und Gaseinschlüssen
befreite Körper etwa 12 bis 16 Stunden lang mit ox_vdierbarem und/oder polvinerisierbarem
Öl getränkt. Zur Zeitersparnis kann gegebenenfalls die Imprägnierung unter Druckvorgenommen
werden. Der Druck kann beispielsweise hydraulisch hervorgebracht werden oder dadurch.
daß ein inertes Gas unter Druck zu dem in der Kammer befindlichen Imprägniermittel
zugeführt wird. Wird unter Druck imprägniert, so soll der Druck höchstens id. at
betragen, da gefunden wurde, daß höhere Drücke, etwa in der Größenordnung von 2o
at, Fehler im inneren Aufbau des Körpers hervorrufen können. Ferner nimmt die Schnelligkeit
der Imprägnierung bei Drücken über 14 at auch nur noch verhältnismäßig langsam zu.
Drücke wie 5 bis 7 at sind im allgemeinen durchaus ausreichend.
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Die Imprägnierung erhält inan unter Druck meist innerhalb längstens
3 Stunden. Es wurde gefunden. da13 der Isolierstoff einer Durchführung bei einem
Druck von etwa 7 at nach etwa i Stunde bereits hinreichend imprägniert war, so daß
öl und Feuchtigkeit nicht mehr in den Körper eindringen konnten. Bei Anwendung
eines Drucks von ; at konnte die Behandlungszeit von 16 auf 3 Stunden herabgesetzt
werden.
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Als Imprägniermittel wird vorzugsweise Holzöl wegen seines hohen Polymerisationsgrades
angewendet. Einige andere oxydierbare und/oder polymerisierbare öle, die für den
Erfindungszweck anwendbar sind, sind Leinöl, Peri11aöl, Oitickkaöl und eine Mischung
von Sojabohnen und Perillaöl. Um die Menge des Imprägniermittels zu strecken, kann
ein lösliches Natur- oder Kunstharz, wie Vinsol. Kolophonium bzw_ davon abgeleitete
Produkte oder Kopalharz. gut damit gemischt werden. so daß es ebenfalls einen Teil
des Imprägniermittels bildet. Alle diese Imprägniermittel und ihre Kombinationen
ergeben oYVdiert und/oder 'polymerisiert und;/'oder kondensiert eine harte öl- und
wasserbeständige Oberfläche auf dein Isolierkörper.
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Zum Imprägnieren des Isolierstofikörpers kann weiterhin rein oder
gemischt auch ein Mittel mit niedriger Viskosität angewendet werden, wie teilweise
kondensiertes Kunstharz auf Phenol- oder Kresolbasis, das eine kleine Menge Lösungsmittel
enthält, oder ein anderer Harzartiger Stoft mit genügend Lösungsmittel, um die Viskosität
auf einen Wert zu bringen, bei dem eine befriedigende Imprägnierung zu erreichen
ist.
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Da die Isolierkörper, insbesondere Durchführungen, im allgemeinen
in das Imprägniermittel eingetaucht werden. kann ein und dasselbe Bad benutzt werden.
um eine Anzahl gleicher Werkstücke nacheinander fortlaufend zu imprägnieren. U m
dabei das Imprägniermittel dauernd wirksam zu erhalten, wird die Temperatur des
Imprägniermittels möglichst niedrig gehalten: sie darf nicht mehr als 6o° C betragen.
Dadurch wird der Polvmerisation oder Kondensation des Imprägniermittels im Bad vorgebeugt.
Wird bei der An-,vendung der Erfindung kein hoher Grad der Iinprägnieruug gewünscht,
so ist das Bad auf Raumtemperatur
zu halten. Besonders wichtig
ist eine niedrige Temperatur des Bades dann, wenn ein polymerisierbares Mittel,
wie Holzöl, als Imprägniermittel angewendet wird.
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Sobald der Isolierkörper genügend imprägniert ist, wird er aus dem
Imprägnierraum herausgenommen, getrocknet und in einen Heizraum gebracht, der auf
eine Temperatur von ioo bis 225°`C erwärmt ist. Bei dieser Temperatur wird das Werkstück
etwa 12 bis 24 Stunden lang belassen; das Öl oxydiert hierbei an der Oberfläche
des Körpers, und teilweise wird das Imprägniermittel unterhalb der Oberfläche polymerisiert.
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Der Isolierkörper braucht der Behandlungstemperatur nicht so lange
ausgesetzt zu werden, ;bis das ganze Imprägniermittel polymerisiert bzw. in den
Endzustand gebracht ist, da gefunden wurde, daß das unterhalb der äußeren Lagen
des Körpers befindliche unbehandelte Öl bei einer Durchführung durch die von den
normalen dielektrischen Verlusten hervorgerufene Erhitzung allmählich nachbehandelt
wird.
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Die Außenfläche des durch das Imprägnieren verschlossenen Isolierkörpers
kann auf irgendeine geeignete Weise, beispielsweise durch Sandstrahlen, geglättet
und gesäubert werden. Ferner kann die bereits an sich öl-und wasserbeständige imprägnierte
Oberfläche des Isolierkörpers zwecks vollständiger Verschließung noch mit einer
Lack- oder Emailleschicht überzogen werden, die durch Streichen, Aufspritzen oder
Eintauchen des Werkstücks aufgebracht werden kann. Gegebenenfalls kann auch eine
gewisse zusätzliche Imprägnierung der Oberfläche mit Lack bow. Emaille, :bei Anwendung
eines Trucks zwischen 3,5 und 14 at'vorgenommen werden.
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Es wurde gefunden, daß nach einem solchen Verfahren behandelte Durchführungen,
welche für eine Zeitdauer von 5 Wochen bei 5,5 at und bei 85°' C in 01 gelagert
wurden, praktisch kein Öl aufgenommen hatten.
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Als weiteres Beispiel für die Widerstandsfähigkeit von Körpern nach
der Erfindung gegen Öl sei der Fall einer 33-kV-Durchführung erwähnt. Eine solche
wurde etwa 2 Stunden lang mit Vakuum behandelt und darauf mit Holzöl unter Anwendung
eines Drucks von 5,6 at 3 Stunden lang Imprägniert. Daraufhin wurde sie, 18 Stunden
lang auf einer Temperatur zwischen 9o und ioo° C gehalten. Hierauf erhielt sie 5
Lacküberzüge. Diese Durchführung wurde 17 Tage lang bei einem Druck von 5,6 at und
einer Temperatur von. 8o°@C inTransformatorenölgelegt. Sie nahm nichts von dem Öl
in sich auf.
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Eine gleichartige, jedoch nicht imprägnierte Durchführung, die lediglich
mit 6 Lacküberzügen versehen war, nahm bei dem gleichen Versuch in Transformatorenöl
bei 5,6 at und 8o'° C in einer Zeit von nur 8 Tagen 18o g 0I auf, das ist annähernd
5o°/o ihres Sättigungsquantums.
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Eine 33-kV-Durchführung, die 2 Stunden lang mit Vakuum behandelt war,
dann 17 Stunden lang bei 82° C in Holzöl gezogen hatte, darauf 17 Stunden
lang auf einer Temperatur zwischen 9o und ioo° C gehalten und schließlich mit 5
Lacküberzügen versehen war, ergab bei der Prüfung mit Transformatorenöl nach 29
Tagen bei 5,6 at und 8o° C lediglich i g Ölaufnahme.