DE816108C

DE816108C - Cover for the insulation of electrical conductors and process for the production of the cover

Info

Publication number: DE816108C
Application number: DEW2064A
Authority: DE
Inventors: Harry Heintz Barker
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1942-12-03
Filing date: 1950-05-14
Publication date: 1951-10-08

Description

Uberzug für die Isolierungen elektrischer Leiter und Verfahren zur Herstellung des Uberzuges 1>er vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe -zugrunde, die sogenannte Coronaerscheinung an Hochspannungsleitern und -apparaten zu verhindern, die der Luft oder anderen gasförmigen Medien ausgesetzt sind. Zu diesem Zweck wird die Isolierung der elektrischen Leiter mit einem Aufstrich o. dgl. von halbleitendem Material versehen, einem Material, das einen bestimmten elektrischen Widerstand und hohe Stabilität besitzt.Coating for the insulation of electrical conductors and methods for Production of the coating 1> the present invention is based on the object to prevent the so-called corona phenomenon on high-voltage conductors and equipment, exposed to air or other gaseous media. To this end, will the insulation of the electrical conductors with a spread or the like of semiconducting Material provided, a material that has a certain electrical resistance and has high stability.

13ei Maschinen, die mit hoher Spannung arbeiten, wird die Lebensdauer der elektrischen Isoliermigen durch die Coronaerscheinung zerstört und mindestens so verschlechtert, daß eine wirksame elektrische Isolierung nicht mehr vorliegt. Die Coronaerscheinung bei den elektrischen Ger iiteti ist zurückzuführen auf Gasionisation, welche eintritt, wetin Luft oder andere gasförmige Stoffe einem elektrischen Spannungsgefälle ausgesetzt sind, derart, daß die Luft- oder Gasmoleküle chemisch und elektrisch hochaktiv werden. Ozon. Nitrogas und andere chemisch hochaktive Stoffe werden unter diesen Umständen gebildet. Die Zersetzung und Zerstörung der aus organischem Material bestehenden Isolierung ist zufolge dieser chemischen Stoffe eine derartige und von solchem Ausmaß, daß nach wenigen Monaten die Isolierung unbrauchbar ist und erneuert oder ergänzt werden muß. Bei Isolierungen, die anorganische Materialien, wie z. B. mit organischen Bindern gebundenen Glimmer enthalten, kann die Coronaerscheinung auf den organischen Binder in solcher Weise einwirken, daß eine Erneuerung innerhalb kurzer Zeitintervalle erforderlich ist.13 For machines that work with high voltage, the service life increases the electrical insulation is destroyed by the corona phenomenon and at least so deteriorated that there is no longer any effective electrical insulation. The corona phenomenon in electrical devices is due to gas ionization, which occurs in air or other gaseous substances with an electrical voltage gradient are exposed in such a way that the air or gas molecules chemically and electrically become highly active. Ozone. Nitro gas and other chemically highly active substances are under formed under these circumstances. The decomposition and destruction of organic matter existing insulation is, according to these chemical substances, such and of to such an extent that after a few months the insulation is unusable and renews or needs to be supplemented. In the case of insulation that uses inorganic materials, such as B. contain mica bound with organic binders, the corona phenomenon act on the organic binder in such a way that a renewal within short time intervals is required.

Um diese Coronaersch-einung zu beheben, sind bereits Stoffe bekannt, die auf die Oberflächen der Isolierungen von Leitern aufgetragen werden, die für größere Ströme bestimmt sind. Solche Stoffe bestehen aus einer kolloidalen Graphitsuspension in einem Träger. Diese Graphitsuspensionen stellen, auf die Isolierung aufgebracht, einen halb- oder teilweise leitenden Überzug dar, welcher die Oberfläche auf der elektrischen Isolierung sozusagen erdet und damit die Coronabildung verhindert.* Wenn dieser Überzug so dicht auf die elektrische Isolierung aufgebracht ist, daß kein Luftzwischenraum zwischen der Isolierung und dem aufgebrachten Überzug besteht, so ist die Coronaerscheinung deshalb ausgeschlossen, weil die Oberfläche der Isolierung dasselbe relative elektrische Potential besitzt. Diese bekannten Graphitsuspensionen o. dgl. weisen zwar einen gewissen Ohmwiderstand auf, aber dieser Ohmwiderstand ist in der Regel so gering, daß diese Suspensionen bisher mir für Schwachstromzwecke verwendet werden konnten oder für Sonderzwecke, wie z. B. für die Leiterführungen in geschichteten Maschinenarmaturen. Der Widerstand des Überzuges besitzt einen Wert von ioo bis io ooo Ohm pro 6,45 cm2, bei einer Filmstärke von 0,075 bis o,i mm. Derartig niedrige Widerstände sind für die meisten Zwecke nicht befriedigend. Dies vor allen Dingen deshalb, weil die Menge des durch den Überzug fließenden Stromes umgekehrt proportional dem Widerstand ist und proportional zu der im Leiter entwickelten Spannung ist. Eine verhältnismäßig große Strommenge wird infolgedessen durch die bekannten Überzüge fließen, wenn die Spannung in dem isolierten Leiter in der Größenordnung von 66oo Volt und höher liegt. Die Isolierung des Leiters wird im Hinblick auf den beträchtlichen Stromfluß zu heiß. Übermäßige Hitze ist aber gerade besonders schädlich für die aus organischen Stoffen bestehende Isolation. Gerade deshalb sind viele der bekannten Überzüge ungeeignet zur Anwendung auf der Isolierung von Hochspannungsleitern.In order to remedy this corona phenomenon, substances are already known that are applied to the surfaces of the insulation of conductors that are intended for larger currents. Such substances consist of a colloidal graphite suspension in a carrier. When applied to the insulation, these graphite suspensions represent a semi- or partially conductive coating which, so to speak, grounds the surface on the electrical insulation and thus prevents corona formation. * If this coating is applied so tightly to the electrical insulation that there is no air gap between the insulation and the applied coating, the corona phenomenon is excluded because the surface of the insulation has the same relative electrical potential. These known graphite suspensions or the like have a certain ohmic resistance, but this ohmic resistance is usually so low that these suspensions could previously be used for low-current purposes or for special purposes, such as, for. B. for the conductor guides in layered machine fittings. The resistance of the coating has a value of 100 to 100 ohms per 6.45 cm2, with a film thickness of 0.075 to 0.1 mm. Such low resistances are unsatisfactory for most purposes. This is mainly because the amount of current flowing through the coating is inversely proportional to the resistance and is proportional to the voltage developed in the conductor. As a result, a relatively large amount of current will flow through the known coatings when the voltage in the insulated conductor is of the order of 66oo volts and higher. The insulation of the conductor becomes too hot in view of the considerable current flow. Excessive heat is particularly harmful to the insulation, which is made up of organic substances. It is precisely for this reason that many of the known coatings are unsuitable for use on the insulation of high-voltage conductors.

Es ist nun keineswegs zweckmäßig, für die Erzeugung des hohen Widerstandes die Graphitmenge zu vermindern, um so einen Widerstand von einem Nlegolim oder mehr zu erzeugen. Je geringer die Menge des Graphites wird, um so weniger läßt sich dieser bemessen und der erzeugte Überzug weist außerordentliche Unterschiede im Widerstand auf. Die erhaltenen Überzüge sind verhältnismäßig unstabil. Der Film ist dünn und besitzt einen so geringen Gehalt an Graphit, daß Alterung, Ausdehnung, Abnutzung und andere Moinente den Überzug außerordentlich leicht unwirksam machen. Derartige Graphitüberzüge besitzen eine übermäßige Widerstandsveränderung bei Veränderung der Spannung. Es ist auch bereits vorgeschlagen, zur Erzeugung von Überzügen mit hohem Widerstand Holz einer Hitzebehandlung zii unterwerfen, um auf diese Weise ein Material zu erhalten, welches, in bestimmten Mengen dem Träger einverleibt, einen größeren Widerstand gibt, als <las bekannte Graphitmaterial. Diese, verkohltes Holz enthaltenden Überzüge sind jedoch bedauerlicherweise nicht genügend stabil. Der Widerstand der Überzüge steigt mit der Zeit, z. B. im Laufe einiger Jahre in solcher Weise, daß die Überzüge für den gewünschten Zweck unbrauchbar sind. Es wird unter anderem angenommen, daß die Holzkohle absorbierte Gase enthält, welche mit dem Träger der Kohle, z. B. dem Harz, reagieren und damit zunehmend eine Veränderung herbeiführen. Da es nun häufig notwendig ist, große Mengen von Holzkohle dem Träger einzuverleiben, tritt die genannte Erscheinung um so mehr auf.It is by no means expedient to generate the high resistance to decrease the amount of graphite so as to have a resistance of one Nlegolim or more to create. The smaller the amount of graphite, the less it can be dimensioned and the coating produced shows extraordinary differences in resistance on. The coatings obtained are relatively unstable. The film is thin and has such a low graphite content that it ages, expands and wears out and other months make the coating extremely easily ineffective. Such Graphite coatings have an excessive change in resistance with change the tension. It has also already been proposed to produce coatings with high resistance wood to a heat treatment zii to this way to obtain a material which, in certain quantities, is incorporated into the wearer, gives a greater resistance than <read known graphite material. This, charred However, coatings containing wood are unfortunately not sufficiently stable. The resistance of the coatings increases over time, e.g. B. over the course of a few years in such that the coatings are unusable for the intended purpose. It will among other things assumed that the charcoal contains absorbed gases, which with the carrier of the coal, e.g. B. the resin, react and thus increasingly a change bring about. Now that it is often necessary to give large amounts of charcoal to the wearer the phenomenon mentioned occurs all the more.

Forschungen haben ergeben, daß der halbleitende Überzug einen Widerstand von i bis zu iooo 'Iegohm pro Flächeneinheit eines 0,075 bis o,i mm starken Films aufweisen soll, wenn man eine wirk- . same Verbesserung anstrebt. Dadurch wird bei Anwendung auf Hochspannungsleitungen die Bildung elektrischer Ströme solcher Größe vermieden, die unangemessene Erwärmung und damit die Coronaerscheinung eintreten lassen. Der jeweils gewünschte Widerstand hängt ab von der Spannung und ' Länge des Leiters, die überzogen werden sollen, und aber auch von anderen Faktoren.Research has shown that the semiconducting coating should have a resistance of i to iooo 'Iegohm per unit area of a 0.075 to 0.1 mm thick film, if one is to use an effective. strives for the same improvement. When used on high-voltage lines, this avoids the formation of electrical currents of such magnitude that inadequate heating and thus the corona phenomenon can occur. The resistance desired in each case depends on the voltage and length of the conductor to be coated, but also on other factors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Überzug oder ein Überzugsmaterial zu schaffen, welches einen hohen elektrischen Widerstand besitzt, welches einfach und handelsüblich angewendet werden kann und schließlich, unter den üblichen Gebrauchsbedingungen, eine genügende Stabilität besitzt. Vor allen Dingen hat der Überzug oder das Überzugsmaterial die Aufgabe, die Coronaerscheinung auf den Isolierungen elektrischer Leiter zu verhindern.The object of the present invention is to provide a coating or a To create coating material which has a high electrical resistance, which can be used easily and commercially and finally, under the usual conditions of use, has sufficient stability. Above all The coating or the coating material has the task of creating the corona phenomenon on the insulation of electrical conductors.

Die Zeichnung zeigt in Fig. i eine graphische Darstellung, die den Einfluß der Anthrazitkohle auf den elektrischen Widerstand veranschaulicht, in Fig.2 eine graphische Darstellung der Widerstandsveränderung bei Alterung, in Fig. 3 eine Teilansicht der elektrischen Windungen einer Dynamomaschine, zum Teil im Schnitt, in Fig.4 einen Schnitt durch einen Überzug, bestehend aus Harz und Anthrazitkohle, in Fig. 5 einen Aufriß und teilweise geschnitten einen Leiter im Stadium der Behandlung.The drawing shows in Fig. I a diagram showing the Influence of the anthracite charcoal on the electrical resistance is illustrated in Fig.2 a graphical representation of the change in resistance with aging, in FIG. 3 a Partial view of the electrical windings of a dynamo machine, partly in section, in Figure 4 a section through a coating consisting of resin and anthracite carbon, in Fig. 5 an elevation and partly sectioned view of a conductor at the stage of treatment.

Es wurde festgestellt, claß Anthrazitkohle ein ausgezeichnetes Pigment oder Füllstoff für die Einverleibung in organische filmbildende Materialien ist und daß mit diesen beiden Stoffen ein halbleitender Überzug genügender Stabilität und gewünschten Widerstandes erzeugt werden kann. Die im Sinne der Erfindung zur Anwendung kommende Anthrazitkohle soll weniger als ioo/o flüchtige Bestandteile enthalten und frei sein von erdigen Bestandteilen oder sonstigen Verunreinigungen. Die einzelnen Vorkommen des Anthrazites unterscheiden sich durch den elektrischen Widerstand. Es wurde festgestellt, daß in den meisten Anwendungsfällen Anthrazitkohle aus zwei oder verschiedenen Vorkommen, in geeigneten Mengenverhältnissen gemischt werden soll, um einen gewünschten elektrischen Widerstand zu erhalten. Zur Durchführung des Versuches wurde Pennsvlv:iiiia-Antlirazitkohle trocken gepulvert. Der Einlluß der flüchtigen Bestandteile auf den elektrischen Widerstand ergibt sich aus der folgenden Tafel: Must.-Nr. °,%(, Hücht. Bestandteile elektr. Widerst. 2,9 oo9 2 3,1 oo9 3 4,9 23 4 6,4 38 5 6,7 1,4 6 7,7 7,6 Der elektrische Widerstand der Kohle wurde direkt bestimmt. Dieser Wert deckt sich nicht mit dein Widerstandswert, -,velcher sich ergibt, wenn die Antlirazitkoble nach vorangehender geeigneter Behandlung den verschiedenen filmbildenden Materialien als Träger einverleibt ist. Der Widerstand des Endproduktes steht natürlich im funktionellen Zusammenhang mit den in der Tafel wiedergegebenen Widerstandswerten. Die Widerstandswerte sind jedoch verschieden.It has been found that anthracite carbon is an excellent pigment or filler for incorporation into organic film-forming materials and that these two substances can be used to produce a semiconducting coating of sufficient stability and the desired resistance. The anthracite charcoal used in the context of the invention should contain less than 100% volatile constituents and be free of earthy constituents or other impurities. The individual occurrences of the anthracite differ in their electrical resistance. It has been found that in most applications anthracite charcoal from two or different deposits should be mixed in suitable proportions in order to obtain a desired electrical resistance. To carry out the experiment, Pennsvlv: iiiia antliracite charcoal was dry powdered. The influence of the volatile components on the electrical resistance can be seen from the following table: Must no. °,% (, Häh. Components of electrical resist. 2.9 oo9 2 3.1 oo9 3 4.9 23 4 6.4 38 5 6.7 1.4 6 7.7 7.6 The electrical resistance of the carbon was determined directly. This value does not coincide with your resistance value, -, which results when the antiliracite coble is incorporated into the various film-forming materials as a carrier after previous, suitable treatment. The resistance of the end product is of course functionally related to the resistance values given in the table. However, the resistance values are different.

Antlirazitkohle wird in feinbrockigem Zustand (2,38111111i Durchmesser oder feiner) erworben. Die Kohle wird dadurch vorbehandelt, daß man brauchbare Anthrazitkohle aus zwei oder mehreren Vorkommen vermischt. Es ist außerordentlich selten, daß Anthrazitkohle aus einem Vorkommen brauchbar ist. Zur Herstellung des geeigneten Überzugsmaterials wird die Anthrazitkohle vermahlen und eine bestimmte Menge einem geeigneten Träger, wie z. B. einem isolierenden Harz, einverleibt. Sowohl natürliche als auch synthetische Harze können als Träger für die Kohle verwendet werden, je nachdem Anforderungen an die Stabilität, Festigkeit und Härte des Überzuges gestellt «-erden. Es können z. B. ein Teil Kohle und zwei Teile eines Produktes, entstanden aus Leinsamenöl und Glycerinphthalat, in zwei Teilen Petroletunspiritus oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel gelöst werden. Eine andere geeignete Kombination besteht aus einem Teil Äthylcellulose und drei Teilen Anthrazitkohle. Die Anthrazitkohle und dessen Träger, der einen Löser enthält, werden in einer Kugelmühle gemahlen. Dieses Mahlen wird etwa für eine Zeit von 2 bis 24 Stunden durchgeführt.Antliracite charcoal comes in a fine, crumbly state (2.38111111i diameter or finer). The coal is pretreated by using usable anthracite coal mixed from two or more occurrences. It is extremely rare that anthracite charcoal is usable from one occurrence. For the production of the suitable coating material the anthracite coal is ground and a certain amount is given to a suitable carrier, such as B. an insulating resin incorporated. Both natural and synthetic Resins can be used as carriers for the charcoal, depending on requirements to the stability, strength and hardness of the coating «- earth. It can z. B. one part coal and two parts of a product made from linseed oil and glycerol phthalate, in two parts petroleum spirit or other suitable Solvent to be dissolved. Another suitable combination consists of one Part ethyl cellulose and three parts anthracite charcoal. The anthracite coal and its Carriers containing a solvent are ground in a ball mill. This grinding is carried out for about 2 to 24 hours.

Die Anthrazitkohle kann auch zunächst mit dem Löser allein gemahlen werden, bis der gewünschte Feinheitsgrad erhalten ist. Das Harz wird erst daraufhin zugegeben und das Mahlen wird etwa mindestens eine halbe Stunde fortgesetzt, um ein inniges Homogenes Gemisch zu erzeugen. Polymerisierte Harze werden vorzugsweise bei diesem,Verfahren finit verwendet.The anthracite charcoal can also first be ground with the solvent alone until the desired degree of fineness is obtained. The resin will only then is added and grinding is continued for about at least half an hour to produce an intimate homogeneous mixture. Polymerized resins are preferred in this, method used finitely.

Es hat sich gezeigt, claß das Einverleiben des .\ntlirazitliignientes in den filmbildenden organischen Stoa durch Mahlen in einer Kugelmühle o. d@gl. notwendig ist, wenn man ein Überzugsmaterial erhalten will, das Gleichförmigkeit und Gleichmäßigkeit ini elektrischen Widerstand aufweist. Das ,Mahlen führt die Anthrazitkohle in einen fein verteilten kolloidalen Zustand Tiber. Eine übliche Methode zur Bestimmung des Zerkleinerungsgrades des Antlirazites besteht darin, daß man eine o,oi%ige Suspension der Kohle in einem ein Lösungsmittel darstellenden Träger herstellt, wie z. B. :Aceton, und die relative Lichtbrechung mit Hilfe eines photoelektrischen Kolorimeters feststellt. Es wird angenommen, daß eine 5%ige Lichtbrechung einer Durchschnittsgröße um i/Iooo mm entspricht. Lichtbrechungswerte von 1/4 bzw. i bis io% zeigen einen genügenden Vermahlungszustand an.It has been shown that the incorporation of the. \ Ntlirazitliignientes in the film-forming organic stoa by grinding in a ball mill o. d @ gl. what is necessary in obtaining a coating material is uniformity and has uniformity in electrical resistance. That, grinding leads them Anthracite coal in a finely divided colloidal state Tiber. A common one The method for determining the degree of comminution of the antiracite consists in: that one is an o, oi% strength suspension of the coal in a solvent that represents Manufactures carrier such. B.: Acetone, and the relative refraction using a photoelectric colorimeter. It is assumed that there is a 5% refraction corresponds to an average size of 1/100 mm. Refraction values of 1/4 resp. i to io% indicate sufficient grinding status.

In der graphischen Darstellung der Fig. i sind in der Abszisse die Prozente des Gehaltes von Anthrazitkohle aufgetragen für einen Film von 0,25 mm Dicke, der einen erfindungsgemäßen Überzugsauftrag besitzt, derart, daß die Gesamtdicke 0,30 mm ist. In der Ordinate ist aufgetragen der elektrische Widerstand in Megohm.In the graph of FIG. 1, the percentages of the anthracite carbon content are plotted on the abscissa for a film 0.25 mm thick, which has a coating according to the invention, in such a way that the total thickness is 0.30 mm. The ordinate shows the electrical resistance in megohms.

Es ist erkennbar, daß sich der Widerstand außerordentlich rasch ändert, wenn der Gehalt an Anthrazitkohle io% oder weniger ist. Der elektrische Widerstand nimmt ab und bleibt von annähernd gleicher Höhe, wenn der Gehalt an Anthrazitkohle 15 bis go% des Gesamtgewichtes von Kohle und Harz ausmacht. Kleine Änderungen in der Zusammensetzung ändern den elektrischen Widerstand nicht wesentlich. Es wurde festgestellt, daß in den meisten Fällen ein den Anforderungen genügender Überzug erhalten wird, wenn die Zusammensetzung des Überzuges aus 50% Anthrazitkohle und 5o% Harz besteht. Wenn der Gehalt des Films oder Überzuges an Anthrazitkohle go% übersteigt, so sind die mechanischen Eigenschaften des Überzuges ungenügend. Der Überzug neigt zur Ablösung der Kohle .durch Verstauben.It can be seen that the resistance changes extremely quickly, when the content of anthracite coal is 10% or less. The electrical resistance decreases and remains of approximately the same level when the content of anthracite coal 15 to 20% of the total weight of coal and resin. Small changes in the composition does not change the electrical resistance significantly. It was found that in most cases a coating that meets the requirements is obtained when the composition of the coating consists of 50% charcoal and 5o% resin consists. If the anthracite charcoal content of the film or coating go% exceeds, the mechanical properties of the coating are insufficient. Of the Coating tends to peel off the carbon due to dust.

Der Anteil des Lösungsmittels, das den Auftrag durch Pinseln, Streichen, Spritzen o. dgl. ermöglicht, kann je nach den Verhältnissen variieren.The proportion of solvent that can be applied by brushing, painting, Syringes o. The like. Allows, can vary depending on the circumstances.

Ist ein besonderer Widerstand erwünscht, so ist es zweckmäßig, daß man diesen Widerstand durch besondere Auswahl des zur Verwendung kommenden Anthrazitgemisches einstellt. Dieses Verfahren genießt gegenüber der Veränderung der Gesamtmenge des Anthrazites den Vorzug. Die Stabilität des halbleitenden Überzuges oder Aufstriches ist verbessert, wenn größere Mengen von Pigment verwendet werden. Auch die Änderung des Widerstandes durch Spannungsänderung ist nicht zu beanstanden, wenn 15 bis go% Antlirazitkohlepigment in dem Harz enthalten ist. Eine wesentliche Veränderung .des Widerstandes tritt auch nicht ein, wenn kohlenstoffartige Pigmente in einer Menge von io% oder weniger enthalten sind.If a particular resistance is desired, it is advisable that this resistance is achieved through a special selection of the anthracite mixture to be used adjusts. This method enjoys over changing the total amount of Anthracites the preference. The stability of the semiconducting coating or spread is improved when larger amounts of pigment are used. The change too of the resistance due to voltage change is not objectionable if 15 to go% Antliracite carbon pigment is contained in the resin. A major change in the Resistance also does not occur when carbonaceous pigments are in abundance of io% or less are included.

Als Träger für die Anthrazitkohle kommen zahlreiche Harze in Betracht, die mit der Anthrazitkohle zusammen zum kolloidalen Zustand vermahlen werden. Zweckmäßig sind aktive Harze, d.li. solche, welche nach erfolgtem Auftrag des Überzuges oxydieren, polymerisieren oder kondensieren. Cumaronharz, die verschiedenen Alkydharze, wie Glycerinphthalate, Maleinsäure, Anhydridglykolliarze, Schellack und Phenolaldehydliarze kommen in Betracht. Abgesehen hiervon sind aber auch verwendbar nicht polymerisierende Harze und andere nichtaktive organische Substanzen, wie z. B. Asphalt. Auch diese Harze ergeben als Träger für die Kohle harte, halbleitende Überzüge auf elektrische Isolationen. Zur letzteren Klasse von Harzen gehören auch Äthylcellulose, Celluloseacetate und andere Celluloseester und ähnliches.Numerous resins can be used as carriers for the anthracite charcoal, which are ground together with the anthracite charcoal to a colloidal state. Appropriate are active resins, i.e. those which oxidize after the coating has been applied, polymerize or condense. Coumarone resin, the various alkyd resins, such as Glycerol phthalate, maleic acid, anhydride glycollate, shellac and phenol aldehyde resins is being brought up for consideration. Apart from that, however also usable non-polymerizing resins and other non-active organic substances, e.g. B. Asphalt. These resins, too, produce hard, semiconducting ones as carriers for the carbon Coatings on electrical insulation. The latter class of resins also belong to Ethyl cellulose, cellulose acetates and other cellulose esters and the like.

Als Träger für die Anthrazitkohle lassen sich in besonderen Fällen anorganisches Filmmaterial, wie z. B. Silicate öder besonders aufbereitete Bentonite verwenden.As a carrier for the anthracite coal can be used in special cases inorganic film material such as B. Silicates or specially prepared bentonites use.

Die aktiven Harze zeichnen sich für gewöhnlich durch besonders erwünschte Eigenschaften aus. Die Eigenschaft der zunehmenden Oxydation und weiteren Polymerisation erhöht den Widerstand des Harzes gegen Lösungsmittel und vermindert die Erweichungsneigung bei Temperatursteigerung. Die thermoplastischen, nicht reaktionsfähigen Harze vom Typ der Celluloseacetate sind, wenn sie auch in manchen Fällen, mit Rücksicht auf ihre Erweichung beim Erhitzen, nicht erwünscht sind, sehr wohl verwendungsfähig im Rahmen der vorliegenden Erfindung, da bei völliger Trocknung ein sehr konstanter Widerstand vorliegt. Darüber hinaus sind nicht polymerisierende Harze deshalb zweckmäßig, weil sie, um ihre optimalen Eigenschaften anzunehmen, einer Hitzebehandlung nicht bedürfen, die bei polymerisierbaren Harzen erforderlich ist.The active resins usually feature particularly desirable ones Properties. The property of increasing oxidation and further polymerization increases the resistance of the resin to solvents and reduces the tendency to soften when the temperature rises. The thermoplastic, non-reactive resins from Type of cellulose acetates are, albeit in some cases, with regard to their softening when heated, are undesirable, but can be used in the context of the present invention, since a very constant when completely dry Resistance is present. In addition, non-polymerizing resins are therefore useful because, in order to take on their optimal properties, they do not undergo heat treatment which is required for polymerizable resins.

Ein wesentliches Erfordernis des Trägers der Anthrazitkohle ist die der nicht vorliegenden Alterung.An essential requirement of the anthracite charcoal carrier is that the lack of aging.

In der graphischen Darstellung nach Fig. 2 sind in der Abszisse die Tage aufgetragen, während der bei 200° C ein beschleunigter Alterungsversuch durchgeführt wurde. Die Ordinate gibt wiederum den Widerstand in Megohm an. Der Versuch wurde durchgeführt mit einem Band von 31,75 mm Länge und 0,2,3 mm Dicke, welches gesättigt war mit einer Lösung, die aus 5o% Anthrazitkohlepigment und 5o% Harz bestand. Das Band wurde getrocknet. Die obere Kurve der Fig. 2 zeigt das \"erhalten voll Beechholzkohle in einem Träger, der aus einem Umsetzungsprodukt von Leinsamenöl und Glycerinplitlialate besteht. Nach einer Lagerung voll 5 Tagen betrug der Widerstand etwas mehr als ioo Megohm. Der Widerstand steigt, wie die Kurve ergibt, mit der zunehmenden Lagerung außerordentlich rasch und beträgt nach einer Lagerung von 5o Tagen etwa 16 ooo Megohm. Dieser Endwiderstandswert ist jedenfalls für den praktischen Gebrauch erheblich zu hoch. Er ist nicht dazu geeignet, die Coronaerscheinung zu verhindern.In the graph according to FIG. 2, the abscissa shows the days during which an accelerated aging test was carried out at 200.degree. The ordinate in turn indicates the resistance in megohms. The test was carried out with a tape 31.75 mm long and 0.2.3 mm thick, which was saturated with a solution which consisted of 50% anthracite carbon pigment and 50% resin. The tape was dried. The upper curve of FIG. 2 shows the "obtained full beech charcoal" in a carrier which consists of a reaction product of linseed oil and glycerol splitlialate. After storage for 5 days the resistance was slightly more than 100 megohms. The resistance increases as the curve results extremely quickly with increasing storage and is about 16,000 megohms after storage for 50 days. This final resistance value is in any case considerably too high for practical use.

Die unterste Kurve veranschaulicht das Verhalten eines Überzuges, der aus demselben Harz besteht, dem jedoch durch Vermahlen zum kolloidalen Zustand Anthrazitkohle einverleibt wurde. Es ist ersichtlich, daß der Widerstand nach 5 Tagen etwas über t Megohm beträgt. Nach 5o Tagen ist der Widerstand ungefähr noch der gleiche.The bottom curve illustrates the behavior of a coating, which consists of the same resin, but which has been ground to a colloidal state Anthracite coal was incorporated. It can be seen that the resistance after 5 Days is a little over t megohms. After 50 days the resistance is roughly still the same.

Die mittlere Kurve, in einer ausgezogenen Linie dargestellt, veranschaulicht das Verhalten eines Überzuges, der aus durch Cumaronharz getragenem Anthrazit besteht. Der :lnfangsw-iderstand bei 5tägiger Lagerung beträgt 18 Megoliln pro Flächeneinheit. Nach 5otügiger Lagerung ist der Widerstand nur unwesentlich angestiegen, er beträgt 22 Megollm pro Flächeneinheit.The middle curve, shown in a solid line, illustrates the behavior of a coating consisting of anthracite supported by coumarone resin. The: initial resistance after storage for 5 days is 18 megoliln per unit area. After 5 weeks of storage, the resistance has risen only insignificantly, it is 22 megollm per unit area.

Derselbe Versuch wurde durchgeführt mit gepulvertem Anthrazit mit Asphalt als Träger. Die Kurve ist in gestrichelten 1,iiiieii dargestellt. Nach 5tägiger Lagerung beträgt der .\nfangswiderstand 16i/a l@Iegohm und nach sotiigiger Lagerung 21 Megohm. Die Antlirazitkolile kaiiii auch zusammen mit Holzkohle oder aild ereni entsprechendem halbleitendem Material zur `'erw-enduilg kommen. Die strichpunktierte Mittelkurve der Fig. 2 ergab sich durch Verwendung und Erprobung eines Gemisches von 5o% Anthrazit und 5o% Beechholzkohle, in derselben Mischung, in einem Ti-'iger, der aus dem Reaktionsprodukt von Leinsamenöl und Glycerinphthalat besteht. Der .lnfangswiderstand nach 5tägiger Lagerung ist etwas kleiner als bei den vorbeschriebenen Versuchen und steigt nach 5otägiger Lagerung etwas nichr an. Der Widerstand steigt von 9,3 bis 43 Mego1lin bei einer Lagerdauer von 5 bis zu 5o Tagen. Auch dieses Versuchsmaterial ist also in der Praxis brauchbar.The same experiment was carried out with powdered anthracite Asphalt as a carrier. The curve is shown in dashed lines 1, iiiieii. After 5 days Storage is the initial resistance 16i / a l @ Iegohm and after appropriate storage 21 megohms. The Antlirazitkolile kaiiii also together with charcoal or aild ereni appropriate semiconducting material can be used. The dash-dotted one The mean curve of FIG. 2 resulted from the use and testing of a mixture of 5o% anthracite and 5o% beech charcoal, in the same mixture, in a Ti-'iger, which consists of the reaction product of linseed oil and glycerol phthalate. The initial resistance after 5 days of storage is slightly smaller than in the experiments described above and does not increase after 5 days of storage. Resistance rises from 9.3 up to 43 Mego1lin with a storage period of 5 to 50 days. Also this test material is therefore useful in practice.

Die beschriebene Darstellung der Fig. 2 läßt erkennen, daß pulverisierte Anthrazitkohle mit den verschiedenartigsten Trägern auf alle Fälle einen brauchbaren Film oder Aufstrich ergibt, der hohe Stabilität aufweist. Dies ist deshalb bemerkenswert, weil bekannte Materialien nur zeitlich beschränkt von Vorteil sind und diese bekannten Materialien einer periodisch wiederholten Nachbehandlung oder Erneuerung bedürfen, wenn die Coronaerscheinung verhindert werden soll.The description of FIG. 2 shows that pulverized Anthracite charcoal with the most varied of carriers is definitely a useful one Gives a film or spread that has high stability. This is therefore remarkable because known materials are only advantageous for a limited period of time and these are known Materials require periodic re-treatment or renewal, if the corona phenomenon is to be prevented.

Fig. 3 zeigt den Teil eines Generators io, d. h. vor allen Dingen dessen Endwindungen, die einen halbleitenden Überzug im Sinne der vorliegenden Erfindung aufweisen. Der Generator besitzt die magnetischen Lamellen 12, die durch Endplatten 14 zusammengehalten sind. Die Endplatten 14 und die Lamellenkörper 12 sind finit durchgehenden Lochungen 16 versehen, die zur Aufnahme der Leiterwindungen 18 bestimmt sind. Die Leiterwindungeil 18 besitzen die Endwindungen 20, welche abgebogen und zusainmengedrelit sind, um sodann wiederum in andere Durchlochungen 16 eingeführt zu werden. Die Endwindungen 20 sind durch Abstandhalter 22 miteinander verbunden, welche in der Regel aus Holz oder geeignetem Isoliermaterial bestehen. Die Endwindungen sind durch Bänder oder Seile 24. im Bereiche der Abstandhalter 22 miteinander vereinigt. In Nähe der Lamellenkörper 12 und der Endplatten 14 sind die Windungen in der Regel durch Blockkörper 26 verbunden. Schließlich sind auch Endbandagen 24 an dieser Stelle vorgesehen, um die Windungen starr miteinander zu verbinden. Die Abstandhalter 22 und die Bandagen 24 sind notwendig, um Vibrationen der Endwindungen auszuschließen, die unter dem Einfluß der hohen durchfließenden Ströme auftreten. Die Abstaiulhalter und Bandagen haben auch die Aufgabe, äußere auszuschließen.Fig. 3 shows part of a generator io, i. H. above all its end turns, which form a semiconducting coating within the meaning of the present invention exhibit. The generator has the magnetic fins 12, which are supported by end plates 14 are held together. The end plates 14 and the lamellar bodies 12 are finite provided through holes 16, which are intended to accommodate the conductor turns 18 are. The conductor turns 18 have the end turns 20, which are bent and are mixed together, in order then in turn inserted into other perforations 16 to become. The end turns 20 are connected to one another by spacers 22, which are usually made of wood or suitable insulating material. The end turns are united with one another by bands or ropes 24 in the region of the spacers 22. In the vicinity of the lamellar body 12 and the end plates 14, the windings are usually connected by block body 26. Finally, end bandages 24 are also at this point provided to rigidly connect the turns to one another. The spacers 22 and the bandages 24 are necessary to prevent vibrations of the end turns, which occur under the influence of the high currents flowing through. The storage holder and Bandages also have the task of excluding external ones.

Am entgegengesetzten Ende der Darstellung der Fig. 3 führen die Windungen in Leiterzuführungen, die durch Kreuzklemmen miteinander verbunden sind. Die Kreuzklemmen sind durch Ringe getragen. Die lZinge und Kreuzklemmen sind auf dem Rahmen der Maschine angeordnet. Sie sind isoliert. Die hohe Spannung in den Leitern io ergibt ein Potentialgefälle von solcher Größe, daß die Coronaerscheinung unter allen Umständen auf derjenigen Oberfläche der Windungen zu verzeichnen sein wird, die der Luft und anderen gasförmigen 'Medien ausgesetzt sind. Die Endwindungen sind nun firn Sinne der vorliegenden Erfindung mit einem Überzug versehen, der Anthrazitkohle enthält. Desgleichen sind die Bandagen, Abstandhalter u. dgl. mit einem erfindungsgemäßen Überzug versehen, und zwar zweckmäßig ehe diese Teile in Zusammenhang mit der Maschine gebracht werden. Der Überzug kann aufgebracht werden durch Pinseln, Streichen oder Spritzen. Nach dem Trocknen ergibt sich ein Film, der in feinster Verteilung die Antllrazitkohle enthält. Der Überzug gemäß der Erfindung kann auch als einfacher Überzug auf den einzelnen elektrischen Elementen aufgebracht werden, wie aus Fig. 5 ersichtlich. Hier ist zunächst eine Lage 32 auf einen elektrischen Leiter aufgebracht. Die Lage 32 besitzt erfindungsgemäße Zusammensetzung, also einen Gehalt an Anthrazitkohle. Noch im nassen Zustand ist die Lage 32 mit einer Hülle 34 aus porösem Stoff versehen. Diese Hülle kann z. B. gebildet sein durch Glasfasern oder Bauinwoll- oder Asbestfasern oder deren Gewebe, jedenfalls derart, <laß der Überzug in die Hülle und deren Zwischenräume einzutreten in der Lage ist. Die aufgebrachte Hülle wird schließlich mit einer zweiten 1_age 36 versehen, welche die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt und die gesamte Oberfläche der Hülle 34 bedeckt. Die Hülle 34 schützt die halbleitenden Überzüge vor Abschaben Abspringen o. dgl., wenn plötzliche Stöße, Drücke oder Hitzeeinwirkungen vorliegen. Die Dauerhaftigkeit des isolierenden Leiters nach Fig. 5 ist besonders hoch.At the opposite end of the illustration in FIG. 3, the turns lead in conductor leads that are connected to one another by cross-clamps. The cross clamps are worn by rings. The linges and cross clamps are on the frame of the machine arranged. You are isolated. The high voltage in the conductors io results in a potential gradient of such magnitude that the coronavirus appears under all circumstances on that The surface of the convolutions will be that of the air and other gaseous 'Media are exposed. The end turns are now for the purposes of the present invention provided with a coating that contains anthracite charcoal. So are the bandages Spacers and the like are provided with a coating according to the invention, and that is expedient before these parts are brought into connection with the machine. The coating can can be applied by brushing, painting or spraying. After drying results a film that contains the antilacite carbon in a very fine distribution. The coating according to the invention can also be used as a simple coating on the individual electrical Elements are applied, as can be seen from FIG. First, here is one Layer 32 applied to an electrical conductor. The layer 32 has according to the invention Composition, i.e. a content of anthracite coal. Is still in the wet state the layer 32 is provided with a cover 34 made of porous material. This shell can, for. B. be formed by glass fibers or cotton or asbestos fibers or their fabrics, at least in such a way as to allow the coating to penetrate into the shell and its interstices be able to. The applied casing is finally covered with a second 1_age 36 provided, which has the composition of the invention and the entire Surface of the shell 34 covered. The sheath 34 protects the semiconducting coatings Jump off or the like before scraping, if there are sudden impacts, pressures or the effects of heat are present. The durability of the insulating conductor of Fig. 5 is special high.

Der isolierte Leiter 18 mit seinen Durchlochungen 16 (Fig. 3) ist gemäß Fig. 5 ausgebildet, um auf rille Fälle ein Potentialgefälle auf der Außenseite der Isolierung auszuschließen. Die Innenwandungen der Lochungen 16 der Lamellenkörper 12 und die Windungen innerhalb der Lochungen sind z itzlicli abgedeckt mit einem Aufstrich von nietis, h derem Widerstand, z. B. einem solchen, der keine Anthrazitkohle enthält und wie er bekannt ist. Damit ist der Bildung eines schädlichen Potentialgefälles innerhalb der Lochungen 16 der Lamellenkörper 12 in jeder Beziehung vorgebeugt. Der Neigulig zur Bildung von Corona ist weitgehend Rechliung getragen. Selbst die Kreuzklemmen und deren lZinge sind finit einem Überzug der erfindungsgein:ißenArt versehen, um die Bildung elektrostatischer Potentiale zu verhindern.The insulated conductor 18 with its perforations 16 (FIG. 3) is designed according to FIG. 5, in order to exclude a potential gradient on the outside of the insulation in groovy cases. The inner walls of the perforations 16 of the lamellar body 12 and the turns within the perforations are z itzlicli covered with a spread of nietis, h whose resistance, z. B. one that does not contain anthracite and as it is known. This prevents the formation of a harmful potential gradient within the perforations 16 of the lamellar bodies 12 in every respect. The tendency towards the formation of Corona has largely been taken into account. Even the cross clamps and their linges are finitely provided with a coating of the type according to the invention in order to prevent the formation of electrostatic potentials.

In einigen Fallen mag es zweckmäßig sein, wenn die einzelnen Windungen durch eine Hülle miteinander verbunden werden, die aus Faserstoffmaterial besteht, das mit einem Anthrazitkohle enthaltenden Harz behandelt und getrocknet ist. Eine so behandelte Hülle wird dicht auf die Isolierung des Leiters aufgebracht. Es kann auch in der Weise verfahren werden, daß man zunächst eine imprägnierte Hülle auf die Isolierung aufbringt und diese nachträglich nochmals mit einem Überzug versieht, der ebenso v; ie die Hülle Anthrazitkohle, durch einen Träger getragen, enthält.In some cases it may be useful if the individual turns are connected to each other by a cover made of fibrous material, which is treated with a resin containing anthracite charcoal and dried. One Sheath treated in this way is applied tightly to the insulation of the conductor. It can can also be proceeded in such a way that you first an impregnated shell applies the insulation and subsequently provides it again with a coating, who also v; ie the shell contains anthracite charcoal carried by a carrier.

Iii 171g. 4 der Zeichnung ist eine Hülle 4o dargestellt, welche aus einem halbleitenden Stoff gemäß der Erfindung besteht. Die Hülle 4o besteht aus einem Glasfaser-, Baumwoll-, Asbestfaser- o. dgl. Gewebe, das in eine Lösung getaucht ist, die einerseits den Träger und die Anthrazitkohle gemäß der Erfindung enthält. Nach dem Tauchen wurde das Gewebe getrocknet, um das Lösungsmittel zu entfernen. Dabei können ein oder mehrere Überzüge auf die Hülle aufgebracht werden, und zwar durch wiederholtes Tauchen und Trocknen, wobei nur die Imprägnierflüssigkeit, in die letztmals getaucht wird, fein verteilte Kohle enthält. Auch ein Oberflächenüberzug 44 aus Harz mit Anthrazitkohle ist vorgesehen. Diese Hülle ist zweckmäßig zur Anwendung auf im Gebrauch befindlichen Maschinen. Derartige Hüllen oder Bänder sind auch als sogenannte Isolierbänder zweckmäßig zu verwenden, da sie verhältnismäßig hohe Festigkeit aufweisen.III 171g. 4 of the drawing, a sleeve 4o is shown, which from a semiconducting material according to the invention. The shell 4o consists of a fiberglass, cotton, asbestos fiber o. The like. Fabric that is immersed in a solution which on the one hand contains the carrier and the anthracite charcoal according to the invention. After dipping, the fabric was dried to remove the solvent. One or more coatings can be applied to the shell, namely by repeated dipping and drying, with only the impregnation liquid in which is dipped for the last time contains finely divided coal. Also a surface coating 44 made of resin with anthracite charcoal is provided. This cover is suitable for use on machines in use. Such cases or tapes are also called So-called insulating tapes to be used expediently, as they are relatively high strength exhibit.

Es wird verlangt, daß der halbleitende Überzug Tiber das gesamte Ende der Windung gleichmäßig wirksam ist. Die Herbeiführung dieser Wirksamkeit darf weder zu schwierig noch zu kostspielig sein. Es wurde festgestellt, daß eine maximale Widerstandsveränderung zwischen irgendwelchen Teilen der Endwindungen in der Größenordnung von ± 20010 üblich und tragbar ist. Es darf angenommen werden, daß dieser Grad der Gleichmäßigkeit des Widerstandes mit den bisher bekannten Materialien und Überzügen nicht erreicht worden ist.It is required that the semiconducting coating cover the entire end the turn is equally effective. The bringing about this effectiveness must neither too difficult nor too costly. It was found that a maximum Change in resistance between any parts of the end turns of the order of magnitude of ± 20010 is common and acceptable. It can be assumed that this degree of Uniformity of resistance with the materials and coatings known up to now has not been achieved.

Die erfindungsgemäß hergestellten Überzuge besitzen nicht nur einen Widerstand in der Größenordnung von i bis ioo Ohm, sondern zeichnen sich auch durch die bemerkenswerte Eigenschaft der Stabilität aus. Sie besitzen eine lange Lebensdauer. Ist ein elektrisches Element einmal mit einem erfindungsgemäßen Überzug versehen, so darf damit gerechnet werden, daß der Überzug für die gesamte Lebensdauer des Gerätes einer Nachbehandlung nicht bedarf. Der Schutzüberzug gemäß der Erfindung schließt schädliche Potentialgefälle auf der Oberfläche der Isolierung aus und erhält die Isolierung während der gesamten Lebensdauer des Gerätes.The coatings produced according to the invention do not have just one Resistance on the order of i to ioo ohms, but also stand out the remarkable property of stability. They have a long lifespan. Once an electrical element has been provided with a coating according to the invention, it can be expected that the coating will last for the entire life of the Device does not require post-treatment. The protective cover according to the invention excludes and maintains harmful potential gradients on the surface of the insulation the insulation during the entire service life of the device.

Claims

PATENT APPEAL: i. Coating for the insulation of electrical conductors, characterized in that it is made of finely divided, electrically conductive material. essentially untreated anthracite charcoal containing less than 100% volatile constituents and which is bound by a resinous binder.

2. Covering according to claim i, characterized in that it from 15 to 90 parts by weight of finely divided conductive material and 85 to 10 parts by weight an organic resin.

3. Coating according to claim i and 2, characterized by such a resin, which when dried does not undergo any further reaction.

4. A method for producing a coating according to claim i to 3, characterized in that that one finely divided electrically conductive material, essentially anthracite carbon from various occurrences and a content of less than 100% volatile components incorporated into a solution of resins, the charcoal by grinding within the resin solution brings in fine colloidal distribution and the carbon resin mixture treated in this way applies the insulation of the electrical conductor.

5. The method according to claim 4, characterized in that the anthracite coal, first finely ground, is called the Adds solvent, brings it to colloidal distribution by grinding, then the resin, which is soluble in the solvent, is added and the whole process continues for some time until a uniform suspension or emulsion is obtained.