EP0860835A1 - Fil émaillé de résistance élevée aux décharges partielles - Google Patents

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EP0860835A1
EP0860835A1 EP98400405A EP98400405A EP0860835A1 EP 0860835 A1 EP0860835 A1 EP 0860835A1 EP 98400405 A EP98400405 A EP 98400405A EP 98400405 A EP98400405 A EP 98400405A EP 0860835 A1 EP0860835 A1 EP 0860835A1
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EP
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resin
particles
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layers
enameled wire
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Ceased
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EP98400405A
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German (de)
English (en)
Inventor
Virginie Studer
Laurent Preux
Léonard Danel
Rolf Nagel
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Nexans SA
Original Assignee
Alcatel SA
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/308—Wires with resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
    • Y10T428/2942—Plural coatings
    • Y10T428/2947—Synthetic resin or polymer in plural coatings, each of different type

Definitions

  • the present invention relates to an enameled wire of high resistance to partial discharge.
  • Insulation by enameling electric wires allows obtaining thin insulation on wires electric. It may become insufficient for some applications. This is for example the case when these wires are used for making windings of motors with alternating current. These motors are controlled by frequency converters that we work on currently at increasing frequencies which can lead to premature aging of the son enamelled windings. This aging is notably due to partial discharges in these coils.
  • Such enameled wire is flexible, but its flexibility is less than that of an enameled wire whose resin enamel layers is not charged with such particles. he also has a smooth surface, but less smooth than the surface of a wire with an outer non-enamelled layer loaded. It follows that the winding of such an enameled wire is more delicate and that often the performances obtained after winding are less than those expected.
  • the object of the present invention is to avoid these problems.
  • Its object is a high resistance enameled wire at partial discharges, comprising a conductor electric and at least two layers of enameling on said conductor, at least one of which is in one resin loaded with weakly conductive particles, characterized in that the outermost of said layers is said to be overcoat and made up of a thermo-adhesive resin and at least the directly underlying layer is consisting of said resin charged with said particles.
  • This single figure is a sectional view of a wire enameled according to the invention.
  • This thread has a central conductor 1 and successively on this one first layer of enamel 2, a second layer enamelling 3 charged with weakly conductive particles and an outer thermo-adhesive enamel coating 4.
  • the first enamel layer 2 can be loaded or not of weakly conductive particles.
  • the enameled wire does not does not include the first enamel layer 2 above.
  • Such an enameled wire allows a choice of resin base of layer 3, of the resin of any layer 2, and weakly conductive particles dispersed in the layer 3 resin and possibly in the eventual layer 2, to obtain the desired high resistance Corona effect of enameled wire and partial discharges after winding this wire.
  • thermo-adherent overlay 4 which covers and is perfectly smooth to facilitate winding.
  • this overlay allows, by fusion after winding, bringing one turn to the other of the particles of their layer 3, as well as the shutter of all the air gaps between the turns.
  • the overlay 4 also provides very good support joined of the turns of the wound wire. She is also chosen to obtain excellent protection outside of the coil produced.
  • this external overlay 4 on the enameled wire advantageously avoids any impregnation subsequent enameled wire, for its winding, generally at the customer. This avoids pollution problems due to solvent fumes, the solvent vapors being processed at the manufacturer when they are not generally not at customers carrying out the windings.
  • the resin of the overlay 4 is advantageously also a resin applied melted and without any solvent on the wire already provided with its layer 3 and its possible layer 2. We thus removes fumes from traces of solvents from the overlay during the merger of the overlayer after winding the wire.
  • the enameled wire illustrated and described above may include a higher number of resin layers under the overlay thermo-adhesive 4.

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Abstract

Le fil émaillé comporte un conducteur et au moins deux couches d'émaillage dont au moins l'une d'elles est chargée de particules faiblement conductrices. Il est caractérisé en ce que la couche d'émaillage la plus extérieure (4) est non chargée desdites particules et constituée en une résine thermo-adhérente et la couche (3) directement sous-jacente à celle-ci est en résine chargée desdites particules. Application : fil émaillé de bobinage. <IMAGE>

Description

La présente invention porte sur un fil émaillé de résistance élevée aux décharges partielles.
L'isolation par émaillage de fils électriques permet l'obtention d'une isolation de faible épaisseur sur des fils électriques. Elle peut devenir insuffisante pour certaines applications. Ceci est par exemple le cas lorsque ces fils sont utilisés pour la réalisation de bobinages de moteurs à courant alternatif. Ces moteurs sont commandés par des convertisseurs de fréquence, que l'on fait travailler actuellement à des fréquences de plus en plus grandes qui peuvent entraíner un vieillissement prématuré des fils émaillés des bobinages. Ce vieillissement est notamment dû aux décharges partielles dans ces bobinages.
Le document US-A-4537804 décrit un fil émaillé résistant à l'effet Corona, qui comporte un conducteur électrique et deux couches d'émaillage sur celui-ci. Ces deux couches d'émaillage sont formées d'une résine différente. La résine d'au moins l'une des deux couches d'émaillage contient de très fines particules d'alumine, qui sont dispersées dans celle-ci.
Il est également connu par ailleurs de charger une résine d'émaillage avec des particules faiblement conductrices choisies parmi des oxydes métalliques ou des composés organo-métalliques pour améliorer la résistance à l'effet Corona de cette résine.
La réalisation d'un bobinage à spires jointives avec un fil ainsi isolé nécessite a priori qu'au moins la couche d'émaillage la plus extérieure soit celle chargée de particules faiblement conductrices, pour assurer ainsi une continuité périphérique des couches extérieures des différentes spires et une répartition de champ électrique sur toutes les spires.
Un tel fil émaillé est flexible, mais sa flexibilié est moindre que celle d'un fil émaillé dont la résine des couches d'émaillage est non chargée de telles particules. Il est également d'état de surface lisse, mais moins lisse que la surface d'un fil à couche d'émaillage extérieure non chargée. Il en résulte que le bobinage d'un tel fil émaillé est plus délicat et que souvent les performances obtenues après bobinage sont moindres que celles escomptées.
La présente invention a pour but d'éviter ces problèmes.
Elle a pour objet un fil émaillé de résistance élevée aux décharges partielles, comportant un conducteur électrique et au moins deux couches d'émaillage sur ledit conducteur, dont au moins l'une desdites couches est en une résine chargée de particules faiblement conductrices, caractérisé en ce que la plus extérieure desdites couches est dite surcouche et constituée en une résine thermo-adhérente et au moins la couche directement sous-jacente est constituée en ladite résine chargée desdites particules.
Lors du bobinage de ce fil émaillé et d'une phase de fusion avec les spires maintenues en pression les unes contre les autres après ce bobinage, les spires ont leurs couches en résine chargée de particules qui viennent en contact les unes avec les autres en assurant la mise en contact des particules qu'elles contiennent. En même temps, la résine thermo-adhérente de la surcouche vient boucher tous les éventuels interstices d'air générateurs de décharges partielles. Il en résulte une répartition homogène de champ électrique sur toutes les spires du bobinage.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple préférentiel mais non limitatif, qui est illustré dans la figure unique du dessin ci-annexé.
Cette figure unique est une vue en coupe d'un fil émaillé conforme à l'invention. Ce fil comporte un conducteur central 1 et successivement sur celui-ci une première couche d'émaillage 2, une deuxième couche d'émaillage 3 chargée de particules faiblement conductrices et une surcouche extérieure d'émaillage thermo-adhérente 4.
La première couche d'émaillage 2 peut être chargée ou non de particules faiblement conductrices.
Dans une variante non illustrée, le fil émaillé ne comporte pas la première couche d'émaillage 2 précitée. Un tel fil émaillé permet un choix de la résine de base de la couche 3, de la résine de l'éventuelle couche 2, et des particules faiblement conductrices dispersés dans la résine de la couche 3 et éventuellement dans l'éventuelle couche 2, pour l'obtention de la résistance élevée souhaitée à l'effet Corona du fil émaillé et aux décharges partielles après bobinage de ce fil.
Par rapport au fil émaillé de la solution connue indiquée ci-avant, l'exigence d'un état de surface quasi parfaitement lisse de la couche 3, qui découle notamment de la taille des particules, n'est plus impérative du fait de la présence de la surcouche thermo-adhérente 4 qui la recouvre et est parfaitement lisse pour faciliter le bobinage. En outre, cette surcouche permet, par fusion après bobinage, la mise en contact d'une spire à l'autre des particules de leur couche 3, ainsi que l'obturation de tous les interstices d'air entre les spires.
La surcouche 4 permet aussi un très bon maintien jointif des spires du fil bobiné. Elle est par ailleurs choisie pour l'obtention d'une excellente protection extérieure de la bobine réalisée.
La présence initiale de cette surcouche extérieure 4 sur le fil émaillé évite avantageusement toute imprégnation ultérieure du fil émaillé, pour son bobinage, généralement chez le client. Ceci évite des problèmes de pollution due à des émanations de solvants, les vapeurs de solvants étant traitées chez le fabricant alors qu'elles ne le sont généralement pas chez les clients réalisant les bobinages. La résine de la surcouche 4 est avantageusement en outre une résine appliquée fondue et sans aucun solvant sur le fil déjà muni de sa couche 3 et son éventuelle couche 2. On supprime ainsi les émanations de traces de solvants provenant de la surcouche lors de l'opération de fusion de la surcouche après bobinage du fil.
Bien entendu, sans sortir du cadre de l'invention le fil émaillé illustré et décrit ci-avant peut comporter un nombre plus important de couches de résine sous la surcouche thermo-adhérente 4.

Claims (4)

  1. Fil émaillé de résistance élevée aux décharges partielles, comportant un conducteur électrique et au moins deux couches d'émaillage sur ledit conducteur, dont au moins l'une desdites couches est en une résine chargée de particules faiblement conductrices, caractérisé en ce que la plus extérieure (4) desdites couches (2, 3, 4) est dite surcouche et constituée en une résine thermo-adhérente et au moins la couche directement sous-jacente (3) est constituée en ladite résine chargée desdites particules.
  2. Fil émaillé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'émaillage la plus intérieure (2) est également en résine chargée de particules faiblement conductrices.
  3. Fil émaillé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'émaillage la plus intérieure (2) est en résine non chargée de particules faiblement conductrice.
  4. Fil émaillé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surcouche (4) est en résine appliquée fondue sans aucun solvant sur ledit fil.
EP98400405A 1997-02-24 1998-02-19 Fil émaillé de résistance élevée aux décharges partielles Ceased EP0860835A1 (fr)

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