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Für Stromdurchführung bestimmter elektrischer Isolationskörper und
Verfahren zur Herstellung desselben Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische
Isolierkörper, die als Stromdurchführung zum Gebrauch für hohe Spannungen und hohe
Stromstärken bestimmt sind.
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In der Elektroindustrie werden bei Generatoren und ähnlichen Maschinen
und Apparaten Durchführungen in hoher Anzahl verwendet. Bei Vorliegen hoher Spannungen
werden Durchführungen verwendet, welche aus einem zentrisch leitenden Kern und einer
äußeren umfassenden Porzellanhülse bestehen. An den beiden Enden sind die Hülse
und der Kern gegeneinander abgedichtet. Der Hohlraum zwischen der Porzellanhülse
und dem Kern ist mit Öl gefüllt, um besondere dielektrischeEigenschaften zu erhalten
und die durch den Stromfluß durch den Kern entwickelte Wärme abzuführen. Die Füllung
mit Öl ist der ebenfalls bekannten Ausfüllung des Hohlraumes zwischen Kern und Hülse
mittels einer Papierwicklung vorzuziehen, da die Ölfüllung den gestellten Anforderungen
weit mehr genügt. Die Ölfüllung hält hohen Impulsen stand und ist mit Rücksicht
darauf, daß Durchführungen keine Empfangsgeräte störende Energien entwickeln dürfen,
vorteilhaft.
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Da vielfach an der Abnahme von Generatoren hohe Stromstärken vorliegen,
muß die Größe der ölgefüllten Durchführungen entsprechend sein. Die völlige Ölabdichtung
an den Enden der Porzellanhülse einer ölgefüllten Porzellandurchführung macht aber
mit zunehmender Größe zunehmende
Schwierigkeiten. Dies ist -darauf
zurückzuführen, daß Porzellan beim Brennen nicht gleichmäßig schrumpft und somit
unregelmäßige Dimensionen vorliegen, Unregelmäßigkeiten, die mit zunehmender Größe
zunehmen. Ein weiterer Nachteil dieser ölgefüllten Durchführungen größerer Art besteht
in dem Risiko und den Kosten bei der Herstellung. Daß bisher andereDurchführungen
nicht verwendet wurden, liegt daran, daß es einen Ersatz für ölgefüllte Durchführungen
nicht gibt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch
isolierende Durchführung zu schaffen, die bei verhältnismäßig geringer Größe allen
Anforderungen weitgehend genügt. Das Wesen der Erfindung besteht hierbei darin,
.daß der Ringraum zwischen dem leitenden Kern und der umfassenden Porzellanhülse
im wesentlichen durch ein Band aus Glimmerplättchen und festes, wärmeerhärtetes
Harz ausgefüllt ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung
solcher Ringführungen und fußt auf der Erkenntnis, daß eine elektrische Durchführung,
die bisher nur mit ölgefüllten Isolatoren großen Formates unter bestimmten Voraussetzungen
vorgenommen werden konnte, unter Verwendung von solchen Isolatoren kleineren Formates
vollzogen werden kann, bei denen der Hohlraum zwischen dem Kern und der umfassenden
Porzellanhülse mit einem- Glimmerschuppenband und einem auf dieses aufgebrachten,
völlig wärmeerhärteten Imprägniermittel angefüllt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist derjenige Teil des Kernes, der durch die Porzellanhülse umfaßt ist, reit einem
Glimmerschuppenband umwickelt, derart, daß der Kern mit Band den größten Teil des
Hohlraumes zwischen der Porzellanhülse und dem Kern ausfüllt. Das Glimmerschuppenband
kann von beliebiger, geeigneter Breite sein, und es kann in einer beliebigen Anzahl
von Lagen aufgebracht werden, je nach dem zur Verfügung stehenden Raum, d. h. der
Größe des Hohlraumes in der Hülse. In der Regel sind von vier bis fünfzig oder auch
mehr Lagen des Glimmerbandes möglich, wobei jede Lage eine Durchschnittsstärke von
o, 175
bis 0,25 mm besitzt. Es kann erwünscht sein, daß man eine oder mehrere
metallische Zwischenlagen aus Kondensatorfolien mit vorsieht, um damit eine abgestufte
Kondensatorwirkung herbeizuführen.
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Für den erfindungsgemäßen Zweck ist übliches, im Gebrauch befindliches
Glimmerbandmaterial nicht brauchbar. Bisher üblich verwendete Harzbindemittel für
Glimmerschuppen, wie Schellack, Alkydharze und Asphalt, ergeben Bänder, welche durch
die erfindungsgemäß verwendete, völlig reaktionsfähige Harzverbindung nicht genügend
imprägniert werden. Gas- oder Lufthohlräume im Glimmerschuppenband führen zu Koronaerscheinungen.
Es wird infolgedessen erfindungsgemM ein Glimmerscliuppenband -verwendet, in welchem
die Glimmerscnuppen durch einen flüssigen Binder aneinandergebünden sind. Es wurde
festgestellt, daß ein Binder, der bei 25° eine Viskosität von 25 bis io ooo Poises
-aufweist, brauchbar ist. Der Binder kann aus einem oder mehreren flüssigen, harzartigen
Polymeren bestehen, welche die gewünschte Viskosität besitzen, oder er kann aber
auch aus einer flüssigen Mischung eines Polymers und eines flüssigen Weichmachers
bestehen, sofern die Mischung die erwähnte Viskosität aufweist. Die flüssigen harzartigen
Polymeren sind beständig, nicht flüchtig und bei allen auftretenden Betriebstemperaturen
nicht -depolymersierbar, so d,aß damit behandelte Glimmerisolationen leicht zu handhaben
sind, gelagert werden können, ohne daß merkbare Änderungen in den Eigenschaften
auftreten. Beispiele von Bindern und unter Verwendung solcher Binder hergestellter
Glimmerschuppenbänder zeigt die nachstehende Tafel I:
| Tafel I |
| Äußerstes % Bindemittel |
| Polymere Verbindung Molekular- im Band |
| gewicht |
| Polymethylmethacrylat. looo 1o |
| Polymethylstyren ...... 4000 16,4 |
| Polystyren . . . : . . . . . . . . 1500 11,2 |
| Cumaronxinden........ 1000 6 |
| Polyalphamethylstyren . 3000 3 bis 25 |
| Polymeren von Styren |
| und Cumarongemischen 6ooo 8 |
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Glimmerschuppenband unter Verwendung
eines Binders hergestellt wird, welcher aus 15 bis 75 Gewichtsprozent Polystyreii
eines Molekulargewichtes von zwischen 30 00o und 25o ooo und aus von 85 bis 25 Gewichtsprozent
eines Weichmachers besteht. Dieser Weichmacher ist flüssiger, polycyclischer Kohlenwasserstoff
mit einem Siedepunkt über 270° und einer Viskosität von 25°. Er setzt sich zusammen
aus mindestens zu 40% hydriertem Triphenyl und Monoamylnaphthalin, Diamylnaphthalin
und Polyamylnaphthalin bzw. Gemischen hiervon. Das hydrierte Triphenyl wird durch
Wärmezersetzung von Benzol hergestellt. Die Herstellung kann aber auch durch Umsetzung
von Benzol und Cyclohexylbromid in Gegenwart von Aluminiumchlorid erfolgen. Es wird
auf diese Weise Dicyclohexylenbenzol gewonnen. Es läßt sich aber auch ein solches
isomeres Gemisch von äußerst bis zu 55 % hydriertem Ortho-; Meta- und Paratriphenyl
verwenden, welches einen Destillationsbereich von 3¢5 bis q:25' und eine Viskosität
von äußerst o,8 Poises bei 25' besitzt.
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Monoisoamylnaphthalin mit Siedepunkt von etwa 28o bis 33o°, Diamylnaphthalin
mit Siedepunkt von 33o bis 365° und einer Viskosität von o,9 Poises bei 25° und
Palyamylnäphthalin mit Siedepunkt von 355 bis q.00° und einer Viskosität von 5,5
Poises bei 25° können je für sich oder in Mischung oder in Kombination mit Polystyren
bei guten Resultaten verwendet werden. Die nachfolgende Tafel II veranschaulicht
die Viskositäten einer Anzahl von gemäß der vorliegenden Erfindung brauchbaren Zusammensetzungen
Viskosität
verschiedener, mit Weichmachern versetzter Polystyrene
| Tafel II |
| Viskosität in Poisen bei
25' |
| Weichmachergehalt |
| Weichmacher in Poly yren Polystyren Poly#tyren |
| Gewichtsprozent Molekulargewicht Molekulargewicht Molekulargewicht- |
| = 6 ooo = 100 000 150 000 |
| 55° oig hydriertes |
| Triphenyl . . . . . . . . . . 75 5220 9500 zg ooo |
| 55° @nig hydriertes |
| Triphenyl . . . . . . . . . . 83,3 520 850 2750 |
| Polyamylnaphthalin ... 83,3 - 75 - |
| Polyamylnaphthalin ... 75 - 60o |
| Polyamylnaphthalin ... 50 - 5000 - |
Das Glimmerschuppenband, das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Durchführung
vorzugsweise benutzt wird, besitzt einen aus einem Band bestehenden Träger, dem
die Aufgabe zufällt, die Glimmerschuppen leichter handhaben und dieWicklung dichter
aufbringen zu können. Zu diesem Zweck werden die Glimmerschuppen auf denTräger aufgelegt,
der flüssigeBinder wird aufgebracht, und wenn dies geschehen ist, kann darüber ein
weiterer Träger oder ein Band aufgelegt werden. Der Träger kann aus Reispapier oder
übereinander kalandriertem Bandpapier od. dgl. bestehen. Solches Papier oder Bandmaterial
soll eine Stärke in der Größenordnung von etwa
0,0235 mm besitzen. Das Trägermaterial
kann aber auch aus Glasfasergewebe, Asbestgewebe, Asbestpapier oder Baumwollgewebe
bestehen. Das Asbestpapier enthält üblich gemahlenen Asbest gemischt mit kleinen
Mengen von Cellulosefasern. Der Asbest kann aber auch unter Verwendung von Kugelmühlen
auf feinste Korngröße vermahlen sein. Synthetische Harze, entweder in der Form von
Filmen oder Geweben, wie z. B. Polyamidgewebe oder Polyamidfilme, können als Trägermaterial
Verwendung finden. Besonders bewähren sich Gewebestoffe, deren Fasern aus linearen
Polymethylenterephthalaten bestehen, aber auch Filme aus solchen Polymeren zeitigen
gute Ergebnisse. Darüber hinaus lassen sich synthetische Harze, wie Celluloseacetatbutyrat
oder Polyäthylen, als Trägerstoff verwenden. Dabei ist es keineswegs notwendig,
daß der Grundträger und der Deckträger, zwischen denen die Glimmerschuppen liegen,
aus dem gleichen ':Material bestehen. So kann der Grundträger Papier sein, während
der Deckträger aus Asbestpapier oder Asbest und Glasfasergewebe besteht. Glasfasergewebe
und Asbestpapier lassen sich sowohl als Grundträger als auch als Deckträger verwenden.
Die Glimmerschuppen werden auf den Träger von Hand oder unter Verwendung üblicher
Maschinen in der gewünschten Schichtstärke aufgebracht. Daraufhin wird der flüssige
Harzbinder
. -tuft, -ebracht, der zweckmäßig in einem flüchtigen Lesungsmittel
derart gelöst ist, daß die Lösung eine Viskosität von etwa io Poises oder weniger
besitzt. Solche Lösungen enthalten von 5 bis 95 Gewichtsprozent gelösten, polymeren
Stoff. Es wird so viel Lösungsmittel oder flüssiger Binder aufgebracht,- daß die
Glimmerflockenschicht in genügendem Maße benetzt ist. Die benetzte Glimmerflockenschicht
`wird gerollt oder sonst irgendwie behandelt, um die Lösung zwischen die Flocken
zu verbringen und gleichmäßig zu verteilen. Schließlich soll dabei auch das Trägermaterial
benetzt werden. Ist dies geschehen, wird eine zusätzliche Lage von Glimmerflocken
aufgelegt, und es wird, wenn .erforderlich, in oben beschriebener Weise mit Binderlösung
benetzt. Endlich wird der Deckträger, der zweckmäßig von gleicher Art ist wie der
Grundträger, aufgelegt. Das Ganze wird sodann wiederum gerollt, um eine gleichmäßige
Verteilung des gelösten Binders herbeizuführen. Das Ganze wird schließlich erhitzt,
um das flüchtige Lösungsmittel zu beseitigen, derart, daß ausschließlich der flüssige
Binder im Träger und den Glimmerflocken verbleibt. Wenn erforderlich, wird das so
hergestellte Band in Bänder geeigneter Breite zerschnitten. Es wurde festgestellt,
daß die flüssigen Binder die Glimmerflocken genügend benetzen und in genügendem
Maße an diesen haften, so daß eine den Anforderungen genügende Isolation erzielt
wird. Die so hergestellten Isolationsbänder können leicht gehandhabt,- zerschnitten,
gewickelt werden, ohne daß ein merkbares Ablösen oder ein Verlust von Glimmerflocken
zu verzeichnen ist. Die flüssigen Binder beeinflussen das Trägermaterial, wie Papier,
in keiner Weise, weder in bezug auf die Festigkeit noch auf die Flexibilität. Die
flüssigen Binder verdampfen oder erhärten bei Lagerung nicht.
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Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Durchführung,
und- zwar Fig. i den Kern der Durchführung mit teilweiser Umwicklung im Aufriß,
Fig.2 eine Vorrichtung zur Durchführung der Imprägnierung mit eingesetztem Durchführungsisolator
im Schnitt.
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Der Kern io gemäß der Fig. i aus Kupfer oder einem anderen leitenden
Material ist an seinen beiden Enden mit Schraubengewinden 12 und 14. versehen. Da
Kupfer die Polymerisation gewisser ungesättigter Verbindungen behindert, ist es
zweckmäßig, mindestens die Enden des Kernes io mit Silber zu plattieren oder mit
einem Firnisüberzug
zu versehen. An dem einen Ende 14 trägt,der
Kern io einen zweckmäßig dicht aufgeschraubten Ring 16, dessen Außendurchmesser
dem Durchmesser der gesamten Durchführung bzw. einer aufzusetzenden Porzellanhülse
entspricht. Der Ring 16 ist durch eine Gegenmutter 18 gehalten, welche mit
Umfangskerben 2o versehen ist, die das Aufdrehen erleichtern. Der Ring 16 ist in
solcher Weise ausgebildet, daß er mit der Porzellanhülse dicht abschließt, die auf
den Kern io aufgesteckt wird. Der Ring 1d kann mit mit Schraubengewinden ausgerüsteten
Durchbrechungen 22 versehen sein, um durch diese Öffnungen- Flüssigkeit einfüllen
zu können. Diese Öffnungen 22 werden mit nicht gezeichneten Schraubenbolzen verschlossen
zu der Zeit, zu der eine Einfüllung von Flüssigkeit nicht zu erfolgen hat. Der Kern
io ist mit einer Mehrzahl von Lagen 24 eines Glimmerschuppenbandes umwickelt, und
zwar in dem Bereich, der durch die nachträglich aufzusetzende Porzellanhülse umfaßt
wird. Das Band 26 besteht aus den aufgelegten Glimmerschuppen 28 und dem Trägerband
29. Beide, die Glimmerschuppen 28 und das Band 2g, sind, wie oben beschrieben, durch
den flüssigen Binder miteinander vereinigt.
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Ist der Kern io mit einer genügenden Anzahl von Wicklungen 24 versehen,
so wird er erwärmt und entlüftet, um alle Spuren von Gasen und Feuchtigkeit zu entfernen,
derart, daß die Wicklungen 24 mit Harzzusammensetzungen restlos imprägniert werden
können. Die Imprägnierung und das Zusammensetzen der einzelnenBestandteile derDurchführung
kann auf verschiedene Weise erfolgen.
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Eine Vorrichtung:.-.zur Ausführung' eines besonders zweckmäßigen.
Verfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Wie ersichtlich, ist eine Porzellanhülse 30
auf dem mit der Wicklung 24 versehenen Fern io aufgesteckt. Das untere Ende 32 der
Hülse 30 steht in abdichtender Berührung mit dem Ring 16. Die Öffnungen,?,?, sind
bei der Durchführung dieses Verfahrens nicht- erforderlich und sind entweder überhaupt
nicht vorhanden oder, wie erwähnt, mit Hilfe von Schraubenbolzen verschlossen. Wenn
erforderlich, kann zwischen dem unteren Ende 3:2, der Hülse 30 und dem Ring
16 eine Dichtung angeordnet sein. Der zylindrische Hohlraum der Hülse 3o besitzt
einen etwas größeren Durchmesser als derjenige der Wicklung 24, so daß ein Ringraum
36 zwischen der Wicklung 24 und dem Innenumfang der Hülse 30 verbleibt. Die
def Imprägnierflüssigkeit 6o ausgesetzten Oberflächen des Kernes io und der Porzellanhülse
30 sind mit einem leicht entfernbaren Schutzüberzug 38 versehen, um zu. verhindern,
daß das nachfolgend angewendete Harz sich in den Gängen der Schraubengewinde anlagert.
Der Schutzüberzug 38 bedeckt; wie aus Fig.2 ersichtlich; den äußeren Umfang der
Porzellanhülse 3o, die Gewindebereiche 12- und 1,4 des Kernes io, den inneren Hohlraum
4o des Kernes io sowie die obere Stirnseite 42 der Hülse 30. Zur Herstellung des
Überzuges kann auf die zu überziehendenOberflächenPolyvinylalkohol aufgesprüht oder
aufgestrichen werden. Selbstverständlich lassen sich zahlreiche andere, nachträglich
ablösbare Stoffe anwenden, wie zB. Äthylcellulose, Celluloseacetat, Asphalt und
ähnliches. Es muß darauf gesehen werden, daß von dem aufzusprühenden oder aufzustreichenden
Material für :den Überzug 38 nichts in den Ringraum 36 bzw. den inneren Hohlraum
34 der- Porzellanhülse 3o eintritt.
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Die teilweise zusammengesetzte und mit Schutz-Überzug versehene Durchführung
wird aufrecht auf einen mit Füßen 48 versehenen Träger gesetzt (Fig. 2), der innerhalb
eines Behälters 5o angeordnet ist. Dieser ist mit einem dicht abschließbaren Deckel
52 versehen und trägt oben einen Rohrstutzen 54, der zum Evakuieren oder zum Einlassen
von Druckgas bestimmt ist. Am unteren Ende trägt -der Behälter 5o einen Rohrstutzen
56 mit Regelorgan 58, um hier Imprägnierflüssigkeit 6o zuführen oder ablassen zu
können. Vor dem Einbringen in den Behälter 50 wurde die in Fig. 2 dargestellte
Durchführung in einem Ofen einer Temperatur nicht über 175', vorzugsweise zwischen
c2o und i5o°, ausgesetzt, um so alle Feuchtigkeit und flüchtigen Stoffe aus dem
Glimmerschuppenband 24 zu entfernen. Der Behälter 50 kann auch mit einer geeigneten
Heizvorrichtung versehen sein, um diese Behandlung im Behälter selbst vornehmen
zu können. Nach erfolgter Hitzebehandlung der Durchführung innerhalb oder außerhalb
des Behälters wird die Durchführung innerhalb des Behälters Unterdruck nicht über
127 mm Quecksilber ausgesetzt, um alle in den Zwischenräumen und Leerräumen der
Wicklung 24 vorhandenen Gase zu entfernen, Ist dies geschehen, so wird durch die
Leitung 56 eine völlig reaktionsfähige,: wärmeerhärtendeHarzverbindung 6o eingeführt,
und zwar bis zu einer solchen Niveauhöhe, daß das obere Ende 42* der Porzellanhülse
unter dem Flüssigkeitsspiegel liegt und die Flüssigkeit in den Ringraum 36 eintreten
kann. Ist dieser Ringraum 36 angefüllt, so wird Druckgas durch die Leitung 54 eingelassen,
um damit die Flüssigkeit zu zwingen, in das Glimmerschuppenband einzutreten und
damit dessen Hohlräume und Zwischenräume völlig anzufüllen. Ist dies geschehen,
so wird die Flüssigkeit 6o aus dem Behälter 5o abgelassen. Die so imprägnierte Durchführung
wird im Behälter 5o erhitzt oder zum Zweck der Erhitzung aus dem Behälter 5o in
einen Ofen gebracht. Die Heiztemperatur muß so sein, daß die Flüssigkeit zu einem
festen Harz polymerisiert.
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Ein Glimmerschuppenband, dessen Schuppen mit einem flüssigen, harzartigen
Binder gehalten sind,: genügt den gestellten Anforderungen. Es wurde je-
doch
festgestellt, daß die Gliinmerschuppen auch mit einer flüchtigen, organischen Flüssigkeit
gebunden werden können. Diese flüchtigen Flüssigkeiten bedingen eine zeitlich beschränkte
Bindung, die genügt, um das Glimmerschuppenband mit seinem Träger auf den Kern io
wickeln zu können. Ist die Wicklung vollzogen, so ist der Binder in dem Band nicht
mehr erforderlich, und man läßt ihn entweder durch natürliche, selbsttätige Verdampfung
oder unter Zuhilfenahme von Erwärtnung
entweichen. In Betracht
kommende organische Flüssigkeiten nicht harzartiger Natur sind Amylnaphthalin, Benzol,
Toluol, Xylol, Äthyllactat, Butanol und höhere Alkohole sowie Naphtha.
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Zur Herstellung des Glirnmerschuppenbandes «-erden Glimmerschuppen
auf ein Blatt Papier gelegt und mit der organischen Flüssigkeit besprüht. Das Blatt
wird unmittelbar daran anschließend gerollt (gewickelt), die Wickelrolle wird in
einen Behälter gebracht, der so dicht abgeschlossen ist, daß der organische, flüssige
Binder nicht entweichen kann. Für den Gebrauch des Glimmerschuppenbandes zum Zweck
der Umwicklung eines Kernes io wird die Wicklung aus dem Behälter entnommen und
unmittelbar daran anschließend auf den Kern gewickelt. Das Band ist überraschend
fest undhält überraschend gut auf dem Kern.
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Ist der organische, flüssige Binder aus der Wicklung 24 entfernt,
z. B. durch Erhitzung oder Entlüftung, läßt man die Imprägnierung mit der völlig
reaktionsfähigen Harzverbindung sich leicht vollziehen. Zu dieser Imprägnierung
bestimmte, völlig reaktionsfähige Stoffverbindungen sollen aus einem flüssigen,
polymerisierten, gewöhnlich einen Katalysator enthaltenden Stoff bestehen, welcher
bei Erhitzung auf eine bestimmte Temperatur bis zur vollkommenen Erhärtung polymerisiert.
Die flüssigen, harzartigen Verbindungen können eine einzige polymerisierbare monomere
Komponente, wie z. B. Diallylphthalat, Diallylsuccinat, Diallylmaleat, Diallyladipat,
Allylalkohol, Methallylacrylat, Diallyläther, Allylacrylat und Allylcrotonat, enthalten.
Solche monomeren Komponenten müssen mindestens zwei ungesättigte Gruppen > C = C
< enthalten, «-elche zur Additionspolymerisation des Vinyltyps geeignet sind.
Gute Resultate werden erhalten, sowohl mit einer einzigen Monomeren als, auch mit
einem Gemisch von Monomeren, welche zwei oder mehr der genannten ungesättigten Gruppen
enthalten. Es können auch Mischungen zweier oder mehrerer polymerisierbarer Monomerer
verwendet werden, von denen eins nur eine einzige >C=C<-Gruppe und das andere
zwei oder mehrere solcher Gruppen enthält. Als Beispiel sei ein Gemisch von 9111/o
Monostyren und 511o Divinylbenzol aufgeführt.
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Es sind zahlreiche andere völlig reaktionsfähige polymerisierbare
Zusammensetzungen bekannt, welche eine Mehrheit von Komponenten enthalten. Solche
Zusammensetzungen besitzen in vielen Fällen eine ungesättigte Harzkomponente, insbesondere
ein ungesättigtes Polyesterharz und eine ungesättigte polymerisierbare flüssige
Monomere. Besonders gute Ergebnisse lassen sich dann erzielen, wenn man als Polyesterharz
das Reaktionsprodukt einer äthylenischen Dicarboxylsäure bzw. ein Anhydrid hiervon
anwendet, wie z. B. Maleinsäure, Furnarsäure, Maleinsäureanhydrid, Monochlormaleinsäure,
Itaconsäure, Itaconsäureanhydrid, Citraconsäure und Citraconsäureanhydrid. Die ungesättigte
Dicarboxylsäure bzw. deren Anhydrid oder Mischungen hiervon werden mit etwa einem
'%,Iolaräquivalent eines mehrwertigen Alkohols, wie z. B. Äthylenglykol, Glycerin,
Propylenglyl:ol, Diäthylenglykol, Pentaerythritol oder Mischungen ' hiervon, umgesetzt.
Mit Vorteil kann man z. B. Ricinusöl mit Maleinsäureanhydrid umsetzen. Der so erhaltene
IZicinusölmaleatester wird mit einer polymerisierbareri ungesättigten Monomeren
gemischt, wie z. B. Monostyren. Die Mischung erfolgt in einem Verhältnis von io
bis 95 Gewichtsprozent des Monostyrens und 9o bis 5 Gewichtsprozent des Esters.
Zur Herstellung des ungesättigten Alkydesters kann eine äthylenische ungesättigte
u-ß-Dicarboxylsäure oder deren Anhydrid bis zu 95(1/o des Gewichtes durch eine gesättigte
aliphatische Dicarboxylsäure oder Aryldicarboxylsäure bzw. Anhydrid ersetzt werden,
wie z. B. Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid
u. dgl. Es lassen sich auch Gemische von mehrwertigen Alkoholen verwenden. In besonderen
Fällen können an Stelle von Glykolen Epoxide verwendet werden, und zwar insbesondere
zur Umsetzung mit Dicarboxylsäuren an Stelle von deren Anhydriden.
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Die ungesättigten Alkydester werden in einer flüssigen, ungesättigten
Monomeren gelöst, welche die Gruppe H2 C = C < enthält. Als flüssige, ungesättigte,
polymerisierbare Monomeren kommen in Betracht: Monostyren, Alphamethylstyren, 2,
4.-Dichlorstyren, Paramethylstyren, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Äthylacrylat,
Diallylphthalat, Diallylsuccinat, Diallylmaleat, Allylalkohol, Methallylalkohol,
Acrylonitril, Methylvinylketon, Diallylätlrer, Vinylidenchlorid, Butylmethacrylat,
Allylacrylat, Allylcrotonat, i, 3-Chloropren und Divinylbenzol sowie Gemische von
zwei oder mehreren der genannten Monomeren.
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Eine bewährte, völlig reaktionsfähige Verbindung besteht aus einer
Lösung von io bis 5o Gewichtsteilen eines Alkydreaktionsproduktes in 9o bis 5o Gewichtsteilen
einer polymerisierbaren flüssigen Monomeren des Arylalkentyps, z. B. Monostyren.
Das Alkyldreaktionsprodukt ist dabei das Ergebnis der Umsetzung A einer ungesättigten
Säureverbindung, nämlich Maleinsäure, Maleinsäureanhy drid; Fumarsäure, Citraconsäure
und Citraconsäureanhydrid in Mischung mit einer oder mehreren offenkettigen Dicarboxylsäuren,
welche die Carboxylgruppen am Kettenende tragen und deren Kette von 2 bis io carboxylfreie
Kohlenstoftatome und keine anderen reaktionsfähigen Gruppen tragen, und B eines
Molaräquivalentes ± ioo/o eines aliphatischen, gesättigten Glykols, welches außer
den Hydroxylgruppen keine anderen reaktionsfähigen Gruppen enthält. Der Anteil der
ungesättigten Säureverbindung in dem Säuregemisch A soll zwischen 5 und 5o 11/o
der Mischung liegen. Als gesättigte Dicarboxylsäure kommen in Betracht: Adipinsäure,
Sebacinsäure, Azelainsäure; Suberinsäure, Bernsteinsäure, Dekamethylendicarboxylsäure,
Diglykolsäure und Mischungen hiervon. Will man vollkommen auspolymerisierte Produkte
von annähernd gleichem Härtegrad erhalten, wird man mit zunehmender Kettenlänge
der gesättigten Dicarboxylsäure, wie z. B. der Sebacinsäure, den
Anteil
beispielsweise des Maleinsäureanhydrids erhöhen. Der Anteil des Maleinsäureanhydrids
ist also in diesem Fall größer, als wenn als gesättigte Säure Bernsteinsäure verwendet
wird. Geeignete Glykole B zur Umsetzung mit A der Mischung von gesättigten und -
ungesättigten Säuren sind: Äthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylenglykol, i, 5-Pentamethylenglykol
und Triäthylenglykol. Auch Mischungen von Glykolen lassen sich verwenden. Die Umsetzung
zwischen den Säureverbindungen A und den Glykolen B wird in der Hitze vollzogen,
und zwar bei Temperaturen von ioo bis 25o°, während einer Zeitdauer von 24 bis 2
,Stün-. den, so lange, bis die Säurezahl unter 6o liegt.
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Beispiel i Ein Gemisch von 44 Molprozent Adipinsäure und 6 Molprozent
Fumarsäure wird zusammen mit 5o Molprozent Propylenglykol zusammengebracht und in
Kohlensäureatmosphäre im geschlossenen Reaktionskessel innerhalb von 4 Stunden auf
14o° erhitzt. Hierauf wird die Temperatur innerhalb 4 Stünden auf 22o° erhöht und
die Erhitzung bei dieser Temperatur 8 Stunden lang fortgesetzt. Es wird ein sirupöses
Polyesterharz erhalten.
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Man kann auch io Molprozent Maleinsäüreanhydrid, 40 Molpräzent Adipinsäure
und 50 Molprozent Diäthylenglykol verwenden. Beispiel 2 30 Molprozent Sebäcinsäure,
2o Molprozent Maleinsäureanhydrid, 5o Molprozent Diäthylen= glykol werden unter
den im Beispiel z angegebenen Bedingungen- umgesetzt. Es wird ein sirupöses Harz
mit einer niedrigen Säurezahl erhalten.
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Die nach den Beispielen i und 2 erhaltenen ungesättigten Ester oder
Alkydharze werden in einer monorneren Verbindung gelöst, welche die Gruppe H2 C
= C <enthält. Solche monömeren Verbindungen sind Monostyren oder ein einfaches
Sübstitutionsderivat des Monostyrens oder Mischungen von zwei oder mehreren Üonomeren,
wie oben beschrieben. Die Lösungen müssen, wie oben beschrieben, eine niedrige Viskosität
besitzen und von io bis 5o Gewichtsprozent ungesättigten Ester enthalten. Besonders
gute Ergebnisse werden erzielt, wenn man die ungesättigten Ester in Monostyren löst,
um so Lösungen mit einem Gehalt von 35 bis 85 Gewichtsprozent Monostyren und 65
bis 15 Gewichtsprozent ungesättigten Esters zu erhalten. Solche Lösungen sind außerordentlich
reaktionsfähige Stoffe, welche beim Erhitzen in Gegenwart eines oder mehrerer Polymerisationskatalyeatoren
des Vinyltyps vollkommen polymerisieren. Als genannte Katalysatoren kommen in Betracht:
Benzoylperoxyde, Lauroylperoxyde (C11 H23 C O) 2 02, Methyläthylketonperoxyd, t-Butylhydroperoxyd,
Aseardöl (C1o His 02), Tertbutylperbenzoat, Dit-butyldiperphthalat, Ozonid, Peracid
u. dgl: Die Katalysatoren kommen in Mengen von o, i bis 2 Gewichtsprozent und mehr
zur Anwendung. Es können die angewendeten Katalysatorenmengen jedoch von den angegebenen
Mengen abweichen. Beschleuniger; wie Köbaltnaphthenät, Zinnsalze (Zinnchlorid),
Azomethin- oder Polyaminaktivatoren, können in geringen, :211/o nicht überschreitenden
Mengen zugesetzt werden.
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Wenn der Ringraum 36 der Durchführung, gemäß Fig.2, mit dem völligen,
reaktionsfähigen Stoff angefüllt ist und die Polymerisation vollzogen ist, wird
man feststellen, daß die Glimmerschüppenwicklung 24 und der Hohlraum mit dem festen
wärmeerhärteten Harz gefüllt sind. Es wird sodann die Schutzhülle 38 entfernt, was
zweckmäßig durch Eintauchen der gesamten Durchführung in einen für den Stoff der
Schutzhülle geeigneten Loser geschieht. Das wärmeerhärtete Harz wird von Lösungsmitteln
üblicher Art nicht angegriffen. Der Durchführungsisolator wird schließlich und endlich
durch Aufschrauben einer Mutter auf den Gewindeteil 12 vervollständigt, die auf
dem oberen Ende 42 der Porzellanhülse 3o abstützt.
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Eine aridere Möglichkeit zur Imprägnierung der Glimmerschuppenwicklung
24 und zum Füllen des Hohlraumes 36 ist folgende: Eine Porzellanhülse
30 wird über die Wicklung geschoben, derart, daß das Ende 32 dicht
auf dem Ring 16 anliegt. Daraufhin wird ein zweiter, ähnlicher Ring auf das andere
Ende des Kernes: io aufgeschraubt, bis er unter dichtem Abschluß an dem oberen Ende
42 der Hülse anliegt. Das so hergestellte Ganze wird sodann erhitzt und über die
Öffnungen 22 im Ring 16 entlüftet.. Ist dies geschehen, wird die Flüssigkeit durch
eine der Öffnungen 22 in den Ringraum 36 eingeleitet, während gleichzeitig eine
andere Öffnung 22 an einem Unterdruckerzeuger angeschlossen ist. Ist völlig angefüllt,
so wird die Füllung über die Öffnung 22 unter Gasdruck gesetzt, der ein Eindringen
.der Flüssigkeit in die kleinsten Hohlräume der Glimmerschuppenwick-Jung 24 zur
Folge hat. Schließlich wird die Isolationsdurchführung zum Zweck der Polymerisation
hitzebehandelt.
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Bei diesem Herstellungsverfahren ist die Verwendung einer ,Schutzhülle
38 nicht erforderlich. Dieses letzte Verfahren wird man zweckmäßig dann anwenden,
wenn die Isolationsdurchführung ein solches Format besitzt, daß die Anwendung der
Vorrichtung nach Fig. 2 sich unwirtschaftlich gestaltet.
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Ein drittes Herstellungsverfahren besteht darin, daß man den bereits
umwickelten Kern io nach Fig. i, ohne daß eine Porzellanhülse aufgesetzt ist, nacheinander
einer Wärmebehandlung, der Entlüftung und der Harzimprägnierung unterwirft. Die
Glimmerschuppenwicklung 24 wird mit einer Flüssigkeit gesättigt, welche aus einem
völlig reaktionsfähigen, wärmeerhärtenden Stoff besteht. Ist dies geschehen, wird
die Wicklung mit einer Hülle aus undurchlässigem Material umgeben. Die Hülle kann
bestehen aus einem Film aus Polyvinylalkohol, einem Band aus Polytetrafluoräthylen
oder synthetischem Gummi. Diese umwickelte Hülle verhindert einen Verlust an Imprägnierflüssigkeit.
Der mit der Wicklung 24 und diese umfassenden Schutzhülle versehene Kern io wird
sodann in
einen Ofen gebracht und dort so lange wärmebehandelt,
- bis eine Polymerisation der wärmeerhärtenden Flüssigkeit stattgefunden hat. Die
Schutzhülle wird entfernt. Die Wicklung 24. wird bei diesem Verfahren in einem Umfang
hergestellt, daß der Ringraum 34 nach Aufsetzen der Hülse 30 annähernd ausgefüllt
ist. Die polymerisierte Glimmerschuppenwicklung 24. kann, um dem Hohlraum der Porzellanhülse
30 genau angepaßt zu werden, spanabhebend in der Drehbank oder durch Schleifen
behandelt werden. Falls ein kleiner Hohlraum verbleibt, kann dieser nach Aufsetzen
der Hülse 30 mit polymerisierbarer Flüssigkeit noch angefüllt und die Flüssigkeit
durch Wärmebehandlung polymerisiert werden.
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Zur Endpolymerisation der völlig reaktionsfähigen Verbindung wird
man Temperaturen von 7o bis 15o° oder etwas mehr anwenden. Eine istündige Erhitzung
von 8o bis ioo°, gefolgt von einer mehrstündigen Erhitzung von i25°, wird die Endpolymerisation
der Verbindung nach Beispielen i und 2 herbeiführen. Die Erhitzung kann in beliebiger
Weise erfolgen, auch im Hochfrequenzfeld.
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Durchführungsisolatoren, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt
sind, sind wesentlich mehr temperaturwiderstandsfähig als bisher bekannte ölgefüllte
Durchführungsisolatoren. Die elektrischen Eigenschaften der imprägnierten Glimmerschuppenwicklung
vermindern die Gefahr einer Koronabildung, und zwar sogar bei den höchsten auftretenden
Betriebsspannungen. Für Isolierungen von 23 kV und mehr bestimmte Durchführungsisolatoren
zeigen keine Koronabildung, selbst bei voller Spannungsbelastung.
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Die erfindungsgemäßen Durchführungsisolatoren besitzen bei gleicher
Leistung erheblich geringere Größe als die bekannten ölgefüllten Durchführungen.
Das Problem des öldichten Abschlusses besteht bei den erfindungsgemäßen Durchführungen
nicht, ebensowenig das Problem der Schlammbildung aus dem 01, die die Wirkung
des Durchführungsisolators beeinträchtigt.
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Der erfindungsgemäße Durchführungsisolator wird auch bei hohen Betriebstemperaturen
nicht zerstört, ebensowenig durch atmosphärische Oxydation oder andere Einflüsse.