EP1150313A2 - Hochspannungsisolationssystem - Google Patents

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EP1150313A2
EP1150313A2 EP01810288A EP01810288A EP1150313A2 EP 1150313 A2 EP1150313 A2 EP 1150313A2 EP 01810288 A EP01810288 A EP 01810288A EP 01810288 A EP01810288 A EP 01810288A EP 1150313 A2 EP1150313 A2 EP 1150313A2
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EP
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voltage insulation
insulation system
carrier fabric
intermediate layer
fibers
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EP01810288A
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EP1150313B1 (de
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Martin Lakner
Friedrich Koenig
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ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
ABB Research Ltd Sweden
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/04—Cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/06—Coils, e.g. winding, insulating, terminating or casing arrangements therefor
    • 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
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S336/00—Inductor devices
    • Y10S336/01—Superconductive

Definitions

  • the present invention relates to the field of High voltage insulation. It relates to a high voltage insulation system for the electrical insulation of components with an operating temperature below room temperature according to the preamble of claim 1 and a method its manufacture according to the preamble of the claim 8th.
  • Liquid nitrogen (LN 2 ) is preferably used to cool high-temperature superconductors to operating temperatures below 80 K.
  • the object of the present invention is to provide a high-voltage insulation system for use at temperatures below To create room temperature with a high partial discharge field strength and to specify a method for its production.
  • the essence of the invention is an electrically insulating coolant in connection with solid insulation in the form of a Composite material, which is impregnated with polymer resin Includes cellulose fibers to use.
  • the increased partial discharge field strength The polymer composite enables a more compact Dimension of the high voltage insulation system and thus also cost savings.
  • liquid nitrogen LN 2 is used as the coolant.
  • LN 2 is suitable for cooling high-temperature superconductors to an operating temperature of 77 K or less. In the area between room temperature and operating temperature, the average thermal expansion coefficient of the cellulose-polymer matrix composite is comparable to that of the high-temperature superconductor. This results in the possibility of bringing the cellulose composite and the high-temperature superconductor into direct and permanent mechanical contact without fear of damage induced by tension during cooling or heating.
  • the pulp is advantageously by the solid insulator used in the form of press plates.
  • the solid insulator used in the form of press plates.
  • An intermediate layer from a suitable Fabric absorbs and prevents excess polymer resin the formation of a pure resin layer between the press plates.
  • the method according to the invention for producing a suitable for low temperatures High voltage insulation system draws is characterized by the fact that the press plates are dry are deformed and then impregnated, i.e. with a Polymer resin are soaked. By deforming the Pressing plates are not moistened, the necessary for the subsequent impregnation, cumbersome drying is no longer necessary. This does not exist either there is a risk that the deformed press plate will dry out warped unintentionally.
  • the press plates a cylindrical bobbin is formed and a superconducting Wire wrapped. Then coil formers and sheathing the winding together with polymer resin, whereby the windings are glued to the bobbin and mechanically be fixed.
  • the high voltage insulation system comprises a solid insulator 2 and a fluid, i.e. liquid or gaseous coolant 3.
  • the solid insulator 2 consists of a carrier fabric 20 and a polymer matrix 21.
  • the matrix systems are preferably three-dimensional cross-linking Thermosets and are based, for example, on hardened Epoxy, silicon or polyester resins.
  • the carrier fabric comprises 20 fibers of pulp (processed Cellulose).
  • Fig.1b an arrangement is shown with a conductor 1 as Part of an electrical component to be cooled, which via leads 4 with a power supply network, not shown connected is.
  • the conductor 1 is with an inventive Solid insulation 2 surrounded and in a Coolant 3 immersed. The latter is in one thermally insulating coolant tank 5.
  • the conductor 1 is, for example, a high-temperature superconductor, and as such is part of a component used for energy transmission (transmission cable, transformer or current limiter).
  • the planar conductor geometry shown in FIG. 1 is in no way conclusive; the conductor 1 can also be suitably curved or in the form of a wire, possibly in cooperation with a normally conducting matrix.
  • substrates or normal conductive bypass layers is conceivable.
  • the critical temperature of the known high-temperature superconductor materials is above 80 K, so that liquid nitrogen LN 2 with a boiling point under normal pressure of 77 K enables the use of these high-temperature superconductors.
  • the coefficient of thermal expansion of a ceramic superconductor is typically about 10 ⁇ 10 -6 / K, the coefficient of expansion along the plane of a polymer resin-impregnated cellulose fabric is in the range of 6-13 ⁇ 10 -6 / K.
  • the thermal expansion coefficients differ so little that the cellulose composite and the high-temperature superconductor contract to the same extent when they cool down to operating temperature. If both have previously been glued together at ambient temperature, for example by the polymer resin mentioned, to form a mechanical bond, then no thermomechanical stresses occur.
  • Pulp is available in the form of pressed sheets with a density of ⁇ 1.2 g / cm 3 .
  • Such plates can also be impregnated with polymer resins of low viscosity using suitable processes. To do this, the plates must be thoroughly dried beforehand. Plates cast in this way can take on a supporting function and, thanks to the similar thermal expansion coefficients, stabilize adjacent superconductors connected to them.
  • an intermediate layer between the individual plates it is advantageous to have an intermediate layer between the individual plates to be provided, otherwise there will be excess resin as a thin pure resin layer with a thickness of ⁇ 50 ⁇ m between accumulates the plates. This leads to an inclination when cooling for delamination of the laminate.
  • a material for the intermediate layer is a fabric made of cotton, Aramid or polyethylene fibers are suitable.
  • FIG 2 is a superconducting coil with a schematic hollow cylindrical bobbin 6 made of a composite two layers 60, 61, which were individually formed into tubes and separated by an intermediate layer 62.
  • a superconducting wire 1 ' is wound onto the coil former 6.
  • the interior of the bobbin 6 and the coil surrounding outdoor space are not shown Coolant filled.
  • Isolation system and in particular the solid insulator certain field-controlling properties.
  • This will a material with a high dielectric constant, for example Carbon black, in powder form the polymer resin added or in tissue form as part of the intermediate layer intended. This makes the composite semiconducting Properties.
  • An aluminum foil can also be used Part of the intermediate layer used for geometric field control become.
  • glass fibers can be used, again either in the polymer matrix or as a glass fiber mat in the Intermediate layer. Of course, this only where none high electric fields occur and partial discharges too are to be feared.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein tieftemperaturtaugliches Hochspannungsisolationssystem, welches neben einer Kühlflüssigkeit (3) einen Feststoffisolator (2) auf der Basis eines Zellulosegewebes (20) umfasst. Der Feststoffisolator (2) wird vorzugsweise in Form von Pressplatten eingesetzt und mit einem Polymerharz (21) imprägniert. Er weist bei 77 K eine hohe Teilentladungsfeldstärke auf, zudem ist sein thermischer Ausdehnungskoeffizient optimal auf denjenigen von keramischen Hochtemperatursupraleitern abgestimmt. Die Pressplatten können in trockenem Zustand verformt, insbesondere zu Spulenkörpern, und alternierend mit Baumwollgeweben zu Laminaten beliebiger Dicke zusammengesetzt werden. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Hochspannungsisolationen. Sie betrifft ein Hochspannungsisolationssystem zur elektrischen Isolation von Komponenten mit einer Betriebstemperatur unterhalb Raumtemperatur gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
STAND DER TECHNIK
Für eine Verwendung im Bereich der Energieversorgung mit Systemspannungen bis 550 kV ist für elektrische Bauteile oder Komponenten, welche für einen sinngemässen Einsatz auf eine unterhalb Raumtemperatur liegende Betriebstemperatur angewiesen sind, ein tieftemperaturtaugliches Hochspannungsisolationssystem erforderlich. Dafür wird häufig eine Kombination eines Kühlmediums und einer Feststoffisolation eingesetzt. Liegen die vorgesehenen Betriebstemperaturen genügend tief, scheiden chemische Alterungsvorgänge als Degradationsmechanismen für die Feststoffisolation praktisch aus. Andererseits ergeben sich durch den Unterschied zwischen der Fertigungstemperatur und der Einsatztemperatur thermisch bedingte Spannungen im Isolationsmaterial, was bei häufigem Abkühlen und Aufwärmen zu Schäden wie Rissen oder Delaminationen führen kann. Falls die elektrischen Bauteile oder Komponenten in direktem mechanischem Kontakt zur Feststoffisolation stehen, darf zudem der thermische Ausdehnungskoeffizient der Isolation nicht allzu sehr verschieden sein von demjenigen der Komponente, um Spannungen in Letzterer zu vermeiden.
Von besonderem Interesse sind elektrische Bauteile mit Komponenten auf der Basis von Hochtemperatursupraleitern, beispielsweise Kabel, Transformatoren, Strombegrenzer und dergleichen. Zur Kühlung von Hochtemperatursupraleitern auf Betriebstemperaturen unterhalb 80 K wird bevorzugt flüssiger Stickstoff (LN2) eingesetzt.
Die verwendeten Feststoffisolationen sollen meist auch eine gewisse mechanische Stabilität aufweisen und als Stütze oder Stabilisator beispielsweise für Komponenten aus einem keramischen Hochtemperatursupraleitermaterial wirken können. Unter diesen Umständen fallen Isolationen aus Polymerfolien oder Kraftpapier ausser Betracht. Mechanisch beanspruchbare Isolationskomponenten werden üblicherweise aus glasfaserverstärkten Faserverbundwerkstoffen hergestellt. Letztere enthalten eine Polymermatrix aus ausgehärtetem Epoxidharz und Glasoder Kohlefasern als verstärkendem Trägermaterial. Glasfaserhaltige Faserverbundstoffe weisen allerdings bei 77 K eine geringe Teilentladungsfeldstärke (partial discharge inception field) von ≈ 1 kV/mm auf, und selbst unter Verwendung spezieller Vakuum-Druck Imprägnierverfahren zum Vergiessen der Harzmasse lassen sich bestenfalls ≈ 4 kV/mm erzielen. Entsprechend darf die Isolation zur Vermeidung zu grosser Feldstärken eine gewisse Mindestdicke nicht unterschreiten, was Bestrebungen bezüglich einer kompakten Abmessung zuwiderläuft.
Zur Isolierung von Transformatoren finden häufig aus Zellstoff hergestellte Pressplatten Verwendung, welche beispielsweise unter dem Namen "Transformerboard" verbreitet sind. Diese sind in Dicken ab 0.5 mm bis einigen mm und in laminierter und verklebter Form bis über 100 mm erhältlich. In der US 3,710,293 ist ein Isolationssystem aus Schichten von Pressplatten und Kraftpapier offenbart, welche mit einem thermoplastischen Harz vergossen sind. Alternativ dazu werden in ölgekühlten Transformatoren mit Öl imprägnierte Feststoffisolationen aus Zellstoffpapier als Barrieren zwischen benachbarten Wicklungslagen eingesetzt. Vorgängig müssen diese durch ein aufwändiges Ausheiz- und Vakuumverfahren getrocknet werden. Dies soll verhindern, dass das Zellulosematerial Wasser an das Öl abgibt und so dessen dielektrischen Eigenschaften herabsetzt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hochspannungsisolationssystem für einen Einsatz bei Temperaturen unterhalb Raumtemperatur mit hoher Teilentladungsfeldstärke zu schaffen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch ein Hochspannungsisolationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
Kern der Erfindung ist es, ein elektrisch isolierendes Kühlmittel in Verbindung mit einer Feststoffisolation in Form eines Verbundmaterials, welches mit Polymerharz imprägnierte Zellstofffasern umfasst, einzusetzen. Die erhöhte Teilentladungsfeldstärke des Polymerverbundes ermöglicht eine kompaktere Abmessung des Hochspannungsisolationssystems und somit auch Kosteneinsparungen.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird als Kühlmittel flüssiger Stickstoff LN2 eingesetzt. LN2 ist geeignet zur Kühlung von Hochtemperatursupraleitern auf eine Betriebstemperatur von 77 K oder weniger. Im Bereich zwischen Raum- und Betriebstemperatur ist der mittlere thermische Expansionskoeffizient des Zellstoff-Polymermatrixverbundes mit demjenigen des Hochtemperatursupraleiters vergleichbar. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, den Zellstoffverbund und den Hochtemperatursupraleiter in direkten und dauerhaften mechanischen Kontakt zu bringen, ohne dass beim Abkühlen oder Aufwärmen durch Spannungen induzierte Schäden befürchtet werden müssen.
Zur mechanischen Stützung der Hochtemperatursupraleiterkeramik durch den Feststoffisolator wird der Zellstoff vorteilhafterweise in Form von Pressplatten eingesetzt. Zur Erreichung von höheren Dicken und weiter verbesserter mechanischer Stabilität können mehrere dünne, einzeln verformbare Platten laminiert werden. Eine Zwischenschicht aus einem geeigneten Gewebe nimmt überschüssiges Polymerharz auf und verhindert die Ausbildung einer Reinharzschicht zwischen den Pressplatten.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines tieftemperaturtauglichen Hochspannungsisolationssystems zeichnet sich dadurch aus, dass die Pressplatten in trockenem Zustand verformt werden und anschliessend imprägniert, d.h. mit einem Polymerharz getränkt werden. Indem bei einer Verformung der Pressplatten auf eine Befeuchtung derselben verzichtet wird, wird auch die für die nachfolgende Imprägnierung notwendige, umständliche Trocknung hinfällig. Dadurch besteht auch nicht die Gefahr, dass die verformte Pressplatte sich beim Trocknen ungewollt verzieht.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform wird aus den Pressplatten ein zylindrischer Spulenkörper geformt und darauf ein supraleitender Draht aufgewickelt. Anschliessend werden Spulenkörper und Wicklung miteinander mit Polymerharz vergossen, wodurch die Wicklungen auf den Spulenkörper geklebt und mechanisch fixiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
  • Fig.1a einen Ausschnitt eines Hochspannungsisolationssystems nach der Erfindung,
  • Fig.1b einen Schnitt durch eine Anordnung mit einem erfindungsgemäss elektrisch isolierten Leiter,
  • Fig.2 eine Spule mit einem Spulenkörper als Teil eines Hochspannungsisolationssystems gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
    WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
    In Fig.1a ist ein erfindungsgemässes Hochspannungsisolationssystem zusammen mit einem sich auf hohem elektrischem Potential befindlichen Leiter 1 dargestellt. Der Leiter 1 ist Teil eines elektrischen Bauteils, welches zur Entfaltung seiner vorgesehenen Wirkungsweise gekühlt werden muss auf eine Betriebstemperatur, welche unterhalb der Umgebungs- oder Raumtemperatur (20-25°C) liegt. Das Hochspannungsisolationssystem umfasst einen Feststoffisolator 2 und ein fluides, d.h. flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel 3. Der Feststoffisolator 2 besteht aus einem Trägergewebe 20 und einer Polymermatrix 21. Die Matrixsysteme sind vorzugsweise dreidimensional vernetzende Duroplaste und basieren beispielsweise auf ausgehärteten Epoxid-, Silizium- oder Polyesterharzen. Erfindungsgemäss umfasst das Trägergewebe 20 Fasern aus Zellstoff (verarbeiteter Zellulose).
    In Fig.1b ist eine Anordnung gezeigt mit einem Leiter 1 als Bestandteil einer zu kühlenden elektrischen Komponente, welche über Zuleitungen 4 mit einem nicht dargestellten Stromversorgungsnetz verbunden ist. Der Leiter 1 ist mit einer erfindungsgemässen Feststoffisolation 2 umgeben und in eine Kühlflüssigkeit 3 eingetaucht. Letztere befindet sich in einem thermisch isolierenden Kühlmittelbehälter 5.
    Im Stand der Technik werden im Hinblick auf die erzielbaren mechanischen Eigenschaften Glasfasern eingesetzt und mit dem Polymerharz imprägniert. Der Grund für die eingangs erwähnte bescheidene Teilentladungsfeldstärke von weniger als 4 kV/mm von imprägnierten Glasfasern liegt bei der notwendigen Beschichtung der Glasfasern, welche eine vollständige Benetzung der Fasern mit Harz verhindert. Dadurch entstehen mikroskopisch kleine Hohlräume an den Fasern, in welchen Teilentladungen stattfinden, was wiederum zu einer beschleunigten Alterung der Glasfaserisolation führt. Demgegenüber lassen sich mit polymerharz-imprägniertem Zellstoff bei einer Temperatur von 77 K Teilentladungsfeldstärken von bis zu 10 kV/mm erreichen, weil die Zellstofffasern besser imprägnierbar sind und sich keine Hohlräume bilden.
    Der Leiter 1 ist beispielsweise ein Hochtemperatursupraleiter, und als solcher Teil eines zur Energieübertragung eingesetzten Bauteils (Übertragungskabel, Transformator oder Strombegrenzer). Die in Fig.1 gezeigte planare Leitergeometrie ist keinesfalls abschliessend, der Leiter 1 kann auch geeignet gekrümmt sein oder in Form eines Drahtes, eventuell in Zusammenwirkung mit einer normalleitenden Matrix, vorliegen. Im Weiteren ist der Einsatz von Substraten oder normalleitenden Bypass-Schichten denkbar. Die kritische Temperatur der bekannten Hochtemperatursupraleitermaterialien liegt oberhalb von 80 K, so dass als Kühlmittel flüssiger Stickstoff LN2 mit einem Siedepunkt unter Normaldruck von 77 K den Einsatz ebendieser Hochtemperatursupraleiter ermöglicht.
    Der thermische Ausdehnungskoeffizient eines keramischen Supraleiters beträgt typischerweise etwa 10·10-6/K, der Ausdehnungskoeffizient entlang der Ebene eines polymerharzimprägnierten Zellstoffgewebes liegt im Bereich von 6-13·10-6/K. Die thermischen Ausdehnungskoeffizienten unterscheiden sich also so wenig, dass sich bei einer Abkühlung auf Betriebstemperatur der Zellstoffverbund und der Hochtemperatursupraleiter im gleichen Masse zusammenziehen. Sind beide vorgängig bei Umgebungstemperatur beispielsweise durch das genannte Polymerharz zu einem mechanischen Verbund verklebt worden, treten somit keine thermomechanischen Spannungen auf.
    Zellstoff ist unter anderem gepresst in Form von Pressplatten mit einer Dichte von ≈ 1.2 g/cm3 erhältlich. Auch derartige Platten können mittels geeigneter Verfahren mit Polymerharzen geringer Viskosität imprägniert werden. Dazu müssen die Platten vorgängig ausführlich getrocknet werden. Derartig vergossene Platten können eine Stützfunktion übernehmen und Dank der ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten an sie anschliessende benachbarte Supraleiter stabilisieren.
    Einzelne Platten mit geringer Dicke können in gewissem Umfang verformt werden, wobei dies normalerweise in angefeuchtetem Zustand geschieht. Problematisch ist hierbei, dass beim anschliessenden Trocknungsvorgang die verformte Platte ihre Geometrie wieder ändert, also eine gewisse Formunbeständigkeit auftritt. Bei einer trockenen Verformung ist kein beliebig kleiner Krümmungsradius möglich, für eine Plattendicke von 1 mm ist ein Krümmungsradius erreichbar, welcher im Minimum 15 cm beträgt. Verformte oder plane Einzelplatten können zu Laminaten zusammengefügt und anschliessend imprägniert werden.
    Dazu ist es vorteilhaft, zwischen den Einzelplatten eine Zwischenschicht vorzusehen, da sich sonst überschüssiges Harz als dünne Reinharzschicht mit einer Dicke von < 50µm zwischen den Platten ansammelt. Beim Abkühlen führt dies zu einer Neigung zur Delamination des Laminats. Als Material für die Zwischenschicht ist beispielsweise ein Gewebe aus Baumwolle, Aramid- oder Polyethylenfasern geeignet.
    In Fig.2 ist schematisch eine supraleitende Spule mit einem hohlzylinderförmigen Spulenkörper 6 aus einem Komposit mit zwei Schichten 60, 61, welche einzeln zu Rohren geformt wurden und durch eine Zwischenschicht 62 getrennt sind, gezeigt. Auf den Spulenkörper 6 ist ein supraleitender Draht 1' aufgewickelt. Der Innenraum des Spulenkörpers 6 sowie der die Spule umgebende Aussenraum sind mit einem nicht dargestellten Kühlmittel gefüllt. Bei der Herstellung der Spule ist es vorteilhaft, den Imprägnierprozess, d.h. das Vergiessen der Spule erst nach dem Aufwickeln des Drahtes 1' vorzunehmen, weil dadurch der Draht 1' zusätzlich auf dem Spulenkörper 6 fixiert wird.
    Da bei Hochspannungskomponenten unweigerlich das Problem einer Feldüberhöhung des elektrischen Feldes bei Kanten, Durchführungen und dergleichen auftritt, ist es vorteilhaft, das Isolationssystem und insbesondere den Feststoffisolator mit gewissen feldsteuernden Eigenschaften zu versehen. Dazu wird ein Material mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten, beispielsweise Russ (carbon black), in Pulverform dem Polymerharz zugegeben oder in Gewebeform als Teil der Zwischenschicht vorgesehen. Dadurch werden dem Komposit halbleitende Eigenschaften verliehen. Ebenso kann eine Aluminiumfolie als Teil der Zwischenschicht zur geometrischen Feldsteuerung eingesetzt werden.
    Sollte eine zusätzliche mechanische Verstärkung gewünscht werden, können weiter Glasfasern eingesetzt werden, wiederum entweder in der Polymermatrix oder als Glasfasermatte in der Zwischenschicht. Dies selbstverständlich nur dort, wo keine hohen elektrischen Felder auftreten und Teilentladungen zu befürchten sind.
    BEZUGSZEICHENLISTE
    1,1'
    Leiter, Wicklung
    2
    Feststoffisolator
    20
    Trägergewebe
    21
    Matrix
    3
    Kühlmittel
    4
    Zuleitungen
    5
    Kühlmittelbehälter
    6
    Spulenkörper
    60,61
    Gerollte Pressplatten
    62
    Zwischenschicht

    Claims (10)

    1. Hochspannungsisolationssystem zur elektrischen Isolation von Komponenten mit einer Betriebstemperatur unterhalb Umgebungstemperatur, umfassend ein Kühlmittel (3) sowie einen Feststoff (2) mit einer ausgehärteten Polymermatrix (21) und einem Trägergewebe (20),
      dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergewebe (20) Zellstoff umfasst.
    2. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel (3) flüssigen Stickstoff umfasst und die Komponenten Hochtemperatursupraleitermaterial enthalten.
    3. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur mechanischen Stabilisierung der Komponenten das Trägergewebe (20) in Form von Pressplatten vorliegt.
    4. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergewebe ein Laminat (6) mit mindestens zwei Schichten (60, 61) aus Pressplatten, welche durch mindestens eine Zwischenschicht (62) getrennt sind, umfasst.
    5. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (62) ein Gewebe aus Baumwolle, Aramid- oder Polyethylenfasern umfasst.
    6. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Absteuerung elektrischer Felder Kohlenstoff in Form von Fasern oder Geweben dem Trägergewebe (20) oder der Zwischenschicht (62) beigegeben ist.
    7. Hochspannungsisolationssystem nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur mechanischen Verstärkung Glasfasern in Form von Fasern oder Geweben dem Trägergewebe (20) oder der Zwischenschicht (62) beigegeben sind.
    8. Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungsisolationssystems umfassend ein Kühlmittel (3) sowie einen Feststoff (2) mit einer ausgehärteten Polymermatrix (21) und einem Trägergewebe (20),
      dadurch gekennzeichnet, dass ein Zellstoff enthaltendes Trägergewebe (20) als Pressplatte in trockenem Zustand verformt und anschliessend mit einem Polymerharz imprägniert wird.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressplatte eine Dicke d und einen minimalen Krümmungsradius R aufweist, und dass ein Verhältnis R/d weniger als 150 beträgt.
    10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verformte Pressplatte einen Spulenkörper (6) bildet, auf welchen mindestens eine Wicklung eines supraleitenden Leiters (1') gewickelt wird und anschliessend Spulenkörper (6) und Wicklung (1') zusammen imprägniert werden.
    EP01810288A 2000-04-25 2001-03-21 Hochspannungsisolationssystem Expired - Lifetime EP1150313B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE10020228 2000-04-25
    DE10020228A DE10020228A1 (de) 2000-04-25 2000-04-25 Hochspannungsisolationssystem

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    EP1150313A2 true EP1150313A2 (de) 2001-10-31
    EP1150313A3 EP1150313A3 (de) 2002-05-29
    EP1150313B1 EP1150313B1 (de) 2008-04-23

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    EP (1) EP1150313B1 (de)
    JP (1) JP2001357733A (de)
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