RU2671944C2 - Система изоляции для электрических машин - Google Patents

Система изоляции для электрических машин Download PDF

Info

Publication number
RU2671944C2
RU2671944C2 RU2017110217A RU2017110217A RU2671944C2 RU 2671944 C2 RU2671944 C2 RU 2671944C2 RU 2017110217 A RU2017110217 A RU 2017110217A RU 2017110217 A RU2017110217 A RU 2017110217A RU 2671944 C2 RU2671944 C2 RU 2671944C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
preceding paragraphs
insulation system
resin
impregnating resin
insulation
Prior art date
Application number
RU2017110217A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017110217A (ru
RU2017110217A3 (ru
Inventor
Юрген ХУБЕР
Бернхард КЛАУССНЕР
Дитер ШИРМ
Маттиас УБЛЕР
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2017110217A publication Critical patent/RU2017110217A/ru
Publication of RU2017110217A3 publication Critical patent/RU2017110217A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2671944C2 publication Critical patent/RU2671944C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators 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
    • H01B3/40Insulators 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 epoxy resins
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/30Windings characterised by the insulating material
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487Slot-closing devices
    • H02K3/493Slot-closing devices magnetic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений. Система изоляции для электрических машин включает в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу. Пропиточная смола свободна от ангидридов кислот и включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью. В системе изоляции присутствует по меньшей мере один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент. Система изоляции применяется в электрической катушке. Изобретение позволяет создать заменитель ангидридов кислот в качестве отвердителя. 2 и 8 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений.
Электрические машины, в частности вращающиеся электрические машины, содержат электрическую обмотку внутри пакета железа. Она включает в себя электрические проводники (при необходимости, уже снабженные первичной изоляцией) и прочные изоляционные материалы в качестве главной изоляции. Без дополнительных мер между пакетом железа, проводниками и главной изоляцией нет компактного соединения, так что возникают зазоры и полости. При эксплуатации в атмосферных условиях эти зоны были бы заполнены воздухом. В частности, при применении в области высоких напряжений это недопустимо, т.к. электрические частичные разряды в кратчайшее время разрушили бы изоляцию. Это приводит к выходу из строя электрической машины.
Во избежание зазоров и полостей обмотка, как правило, импрегнируется пропиточной смолой или пропиточным лаком. Пропиточная смола заполняет полости и зазоры и, в случае пористости, проникает в твердые пористые материалы. При этом некоторые прочные изоляционные материалы или холсты выполнены сверхпористыми для поглощения пропиточной смолы.
В уровне техники для импрегнирования применяются смеси из эпоксидных смол и жидких циклоалифатических ангидридов кислот. Последние служат при этом отвердителями и одновременно снижают пористость, что способствует постепенному и полному импрегнированию.
Из-за неполной безвредности жидких циклоалифатических ангидридов кислот необходимо принимать меры безопасности при обращении с химикатами.
Задачей изобретения является создание заменителя ангидридов кислот в качестве отвердителя, который подошел бы также для жидкого импрегнирования обмоток.
Эта задача решается посредством объекта изобретения, раскрытого в формуле изобретения и в описании.
В соответствии с этим объектом изобретения является система изоляции для электрических машин, включающая в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу, причем пропиточная смола включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью, а в системе изоляции присутствует, по меньшей мере, один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент.
Согласно одному предпочтительному варианту, по меньшей мере, один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично содержится в порах твердого изоляционного материала.
Согласно другому предпочтительному варианту, по меньшей мере, один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично термически активируется и растворен в пропиточной смоле.
Отвердительные компоненты представляют собой предпочтительно соединения, которые индуцируют ионную, т.е. катионную или анионную, полимеризацию реакционной смолы.
Согласно одному предпочтительному варианту, система пропиточной смолы включает в себя разбавитель, что предпочтительно влияет на реологию, в частности, можно устанавливать вязкость менее 100 мПас, предпочтительно менее 5- мПас и особенно предпочтительно менее 35 мПас при 65°С.
Например, в качестве разбавителя применяются циклические органические карбонаты или их смеси. Например, применяется пропиленкарбонат или бутиленкарбонат. С другой стороны, применяются циклические эфиры и/или соединения с оксетановыми группами, такие как диоксетанилэфир в качестве реактивного разбавителя, наконец, в качестве реактивного разбавителя могут применяться также диолы и/или полиолы или их смеси. В качестве примеров последних соединений следует назвать полиэтиленгликолевые и полпропиленгликолевые соединения. Приведенные примеры реактивных разбавителей могут применяться в любых соединениях. Предпочтительным образом реактивный разбавитель применяется в количестве 0,01-50 мас.%, предпочтительно 0,01-10 мас.%.
В качестве отвердительных компонентов для катионного отверждения применяются, например, органические соли, такие как органические аммониевые, сульфониевые, фосфониевые, иодониевые или имидазолиевые соли, а также органические гетероциклы и любые смеси вышеназванных соединений.
В качестве отвердительных компонентов для анионного отверждения применяются третичные амины или имидазольные соединения.
В качестве отвердительных компонентов для анионного или катионного отверждения могут применяться металлокомплексные соединения.
Согласно одному предпочтительному варианту, точка начала температурного скачка или температура открытия для капсулирования или для отделения отвердительного компонента от пористого твердого материала лежит в диапазоне 35-95°С, в частности 50-80°С.
Предпочтительно точка начала температурного скачка или температура открытия для капсулирования применяемого в пропиточной смоле отвердительного компонента на 15°С выше, чем у применяемого в пористом изоляционном материале каализатора отверждения.
Согласно одному предпочтительному варианту, в пропиточной смоле содержатся еще различные наночастицы и/или смеси наночастиц.
Согласно другому предпочтительному варианту, к пропиточной смоле добавлены еще неорганические и/или органические микрошкальные наполнители или смеси наполнителей.
Система изоляции подходят для применения в электрических катушках вообще.
Изобретение относится к пропиточной смоле для электрических машин, в частности для вращающихся электрических машин в области высоких напряжений за исключением сенсибилизирующих ангидридов кислот.
Система отличается следующими преимуществами:
- низкая технологическая вязкость за счет термически по-разному управляемых катализаторов, которые обеспечивают широкий диапазон температур переработки,
- высокая стойкость при хранении за счет применения катализатора в пропиточной смоле и катализатора в пористом изоляционном материале с разными характеристиками срабатывания,
- высокая стойкость при хранении при одновременно высокой реактивности за счет наличия капсулированного катализатора с более быстрой характеристикой срабатывания при низкой температуре в пористый изоляционный материал,
- хорошая вакуумная прочность даже при более высокой температуре вследствие низкого давления пара компонентов,
- низкая влаговосприимчивость пропиточной смолы вследствие отсутствия ангидридов,
- упрощенное управление процессом вследствие отсутствия ангидридного отвердительного компонента,
- повышенная экологическая безопасность.
Изобретение относится к системе изоляции для электрических машин, в частности в области высоких напряжений. Система изоляции содержит в качестве отвердительного компонента термически активируемый компонент или капсулированный компонент или помещенный в поры импрегнируемого твердого материала компонент.

Claims (10)

1. Система изоляции для электрических машин, включающая в себя твердый и пористый изоляционный материал и каталитически и/или термически отверждаемую пропиточную смолу, причем пропиточная смола свободна от ангидридов кислот и включает в себя любую реактивную смолу с оксирановой функциональностью или смесь различных реактивных смол с оксирановой функциональностью, а в системе изоляции присутствует по меньшей мере один термически активируемый и/или капсулированный отвердительный компонент.
2. Система по п. 1, причем по меньшей мере один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично содержится в порах твердого изоляционного материала.
3. Система по п. 1, причем, по меньшей мере один отвердительный компонент, по меньшей мере, частично термически активируется и растворен в пропиточной смоле.
4. Система по одному из предыдущих пп. 1-3, причем отвердительный компонент индуцирует ионную, т.е. катионную или анионную, полимеризацию реакционной смолы.
5. Система по одному из предыдущих пунктов, включающая в себя реактивный разбавитель.
6. Система по одному из предыдущих пунктов, включающая в себя реактивный разбавитель в количестве 0,01-50 мас.%.
7. Система по одному из предыдущих пунктов, причем реактивный разбавитель выбран из группы следующих соединений: циклические органические карбонаты, циклические эфиры, диолы и/или полиолы.
8. Система по одному из предыдущих пунктов, причем отвердительный компонент выбран из группы следующих соединений: органические соли, такие как органические аммониевые, сульфониевые, фосфониевые, иодониевые или имидазолиевые соли, металлокомплексные соединения, третичные амины, имидазольные соединения и/или органические гетероциклы.
9. Система по одному из предыдущих пунктов, причем точка начала температурного скачка отвердительного компонента, температура открытия для капсулирования и/или температура для отделения отвердительного компонента от пористого твердого материала лежит в диапазоне 35-95°С, в частности 50-80°С.
10. Применение системы изоляции по одному из пп. 1-9, применяемой в электрической катушке.
RU2017110217A 2014-09-30 2015-09-07 Система изоляции для электрических машин RU2671944C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014219844.5A DE102014219844A1 (de) 2014-09-30 2014-09-30 Isolationssystem für elektrische Maschinen
DE102014219844.5 2014-09-30
PCT/EP2015/070341 WO2016050450A1 (de) 2014-09-30 2015-09-07 Isolationssystem für elektrische maschinen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017110217A RU2017110217A (ru) 2018-11-05
RU2017110217A3 RU2017110217A3 (ru) 2018-11-05
RU2671944C2 true RU2671944C2 (ru) 2018-11-08

Family

ID=54140422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017110217A RU2671944C2 (ru) 2014-09-30 2015-09-07 Система изоляции для электрических машин

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10505425B2 (ru)
EP (1) EP3175462B1 (ru)
CN (1) CN107077919B (ru)
DE (1) DE102014219844A1 (ru)
RU (1) RU2671944C2 (ru)
WO (1) WO2016050450A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014219844A1 (de) 2014-09-30 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Isolationssystem für elektrische Maschinen
DE102015204885A1 (de) * 2015-03-18 2016-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Isolationssystem, Verwendungen dazu, sowie elektrische Maschine
DE102015205328A1 (de) 2015-03-24 2016-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Bandkleber für ein Isolierband in einem Isolationssystem und Isolationssystem
DE102015213537A1 (de) 2015-07-17 2017-01-19 Siemens Aktiengesellschaft Fester, insbesondere bandförmiger, Isolationswerkstoff, Formulierung für ein Imprägniermittel zur Herstellung eines Isolationssystems in einem Vakuumimprägnierverfahren damit und Maschinen mit derartigem Isolationssystem
DE102015213535A1 (de) 2015-07-17 2017-01-19 Siemens Aktiengesellschaft Fester Isolationswerkstoff, Verwendung dazu und damit hergestelltes Isolationssystem
DE102015213815A1 (de) 2015-07-17 2017-01-19 Siemens Aktiengesellschaft Fester Isolationswerkstoff, Verwendung dazu und damit hergestelltes Isolationssystem
DE102017201498A1 (de) 2017-01-31 2018-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Wickelbandisoliersystem für elektrische Maschinen, Verwendung dazu sowie elektrische Maschine
EP3385957A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Elektroisolationsband, elektrische hochspannungsmaschine sowie verfahren zum herstellen eines elektroisolationsbands und einer elektrischen hochspannungsspannungsmaschine
DE102017008925A1 (de) * 2017-09-25 2019-03-28 Hexion GmbH Imprägnierharzmischung
EP3462182A1 (de) 2017-09-28 2019-04-03 Siemens Aktiengesellschaft Passive komponente zum nachweis elektrischer überbeanspruchung in elektrisch rotierenden maschinen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336363A (en) * 1979-02-12 1982-06-22 General Electric Company Heat curable compositions containing sulfonium salts
RU2072115C1 (ru) * 1990-02-06 1997-01-20 Изовольта Эстеррайхише Изолирштоффверке АГ Способ изолирования обмотки электрической машины
US20090230360A1 (en) * 2007-01-24 2009-09-17 Sony Chemical & Information Device Corporation Latent Curing Agent
RU2009121714A (ru) * 2009-06-09 2010-12-20 Закрытое акционерное общество "Электроизолит" (RU) Электроизоляционный стеклослюдинитовый материал
DE102013201054A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Zusammensetzung für ein Isolationssystem

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH547001A (de) 1971-04-08 1974-03-15 Schweizerische Isolawerke Verfahren zur herstellung eines wickelbands fuer die isolation elektrischer maschinen.
BE790022A (fr) * 1971-10-14 1973-04-12 Westinghouse Electric Corp Ameliorations apportees ou se rapportant a des compositions resineuses epoxydes
EP0379464B1 (de) * 1989-01-16 1993-02-10 Ciba-Geigy Ag Araliphatische Sulfoniumsalze und deren Verwendung
SK279172B6 (sk) 1990-07-03 1998-07-08 �Kd Trakce Izolačný systém vinutia elektrického stroja
CA2111047C (fr) * 1993-12-09 2002-02-26 Paul-Etienne Harvey Copolymere d'oxyde d'ethylene et d'au moins un oxiranne substitue portant une fonction reticulable, procede pour sa preparation, et son utilisation pour l'elaboration de materiauxa conduction ionique
CN1844237A (zh) 2005-04-06 2006-10-11 中国科学院化学研究所 一种无溶剂浸渍树脂及其制备方法与应用
JP4893085B2 (ja) * 2006-04-26 2012-03-07 株式会社日立製作所 電気絶縁線輪、全含浸コイルおよびこれらを用いた回転電機
EP2762512A1 (de) 2013-02-04 2014-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Reaktionsbeschleuniger für eine Copolymerisation, Elektroisolationsband, Elektroisolationskörper und Konsolidierungskörper
EP2763142A1 (de) * 2013-02-04 2014-08-06 Siemens Aktiengesellschaft Imprägnierharz für einen Elektroisolationskörper, Elektroisolationskörper und Verfahren zum Herstellen des Elektroisolationskörpers
DE102014219844A1 (de) 2014-09-30 2016-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Isolationssystem für elektrische Maschinen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336363A (en) * 1979-02-12 1982-06-22 General Electric Company Heat curable compositions containing sulfonium salts
RU2072115C1 (ru) * 1990-02-06 1997-01-20 Изовольта Эстеррайхише Изолирштоффверке АГ Способ изолирования обмотки электрической машины
US20090230360A1 (en) * 2007-01-24 2009-09-17 Sony Chemical & Information Device Corporation Latent Curing Agent
RU2009121714A (ru) * 2009-06-09 2010-12-20 Закрытое акционерное общество "Электроизолит" (RU) Электроизоляционный стеклослюдинитовый материал
DE102013201054A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Zusammensetzung für ein Isolationssystem

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017110217A (ru) 2018-11-05
CN107077919A (zh) 2017-08-18
EP3175462B1 (de) 2022-06-29
RU2017110217A3 (ru) 2018-11-05
US20170310184A1 (en) 2017-10-26
WO2016050450A1 (de) 2016-04-07
EP3175462A1 (de) 2017-06-07
US10505425B2 (en) 2019-12-10
DE102014219844A1 (de) 2016-03-31
CN107077919B (zh) 2019-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671944C2 (ru) Система изоляции для электрических машин
US10563007B2 (en) Impregnating resin, conductor arrangement, electrical coil and electrical machine
RU2721846C2 (ru) Изоляционная система, ее применения, а также электрическая машина
CN107429139B (zh) 用于绝缘体系中的绝缘胶带的胶带粘合剂和绝缘体系
RU2704804C2 (ru) Твердый изоляционный материал, применение твердого изоляционного материала и электрическая машина
US9984796B2 (en) Insulation systems with improved resistance to partial discharge, production method for this
US20210376681A1 (en) Electric Insulation Material and/or Impregnation Resin for a Wrapping Tape Insulation for a Medium- and/or High-Voltage Machine
US9779852B2 (en) Rotating electrical machine
DK2815407T3 (en) Electrical insulating resin on the basis of isohexiddioldiglycidethere
JP2015514384A (ja) 高電圧回転機械のための電気絶縁体及び電気絶縁体を製造するための方法
US11414542B2 (en) Impregnation resin mixture
US20220238252A1 (en) Additives, Corresponding Uses, Insulation Systems, and Electric Machines