SE445690B

SE445690B - ENVIRONMENTAL INSULATION PROVIDED WIRING FOR WINDING FOR TRANSFORMERS AND OTHER INDUCTIVE DEVICES

Info

Publication number: SE445690B
Application number: SE7910171A
Authority: SE
Inventors: B-G Persson; E Spicar
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1979-12-11
Filing date: 1979-12-11
Publication date: 1986-07-07
Also published as: JPS5694611A; ZA807693B; SE7910171L

Description

15 20 25 50 35 7910171-3 2 av de många ledarparterna och ledarens grovlek är ledaren svår att linda och intepmöjlig att använda. för komplicerade lindningar såsom t ex stabiliserade skivlindningar på. grund av erforderliga övergångar; t ex mellan en skiva och en angränsande skiva i sådana lindningar. Kontinuerligt transponerade ledare användes därför normalt enbart för lindningar bestående av ett relativt litet antal varv av ledaren anordnade i ett skikt på. en isolercylinder och då. sär- skilt för reglerlindningaæ. 15 20 25 50 35 7910171-3 2 of the many conductor parts and the thickness of the conductor, the conductor is difficult to wrap and impossible to use. for complicated windings such as stabilized disk windings on. due to required transitions; for example between a disk and an adjacent disk in such windings. Continuously transposed conductors are therefore normally used only for windings consisting of a relatively small number of turns of the conductor arranged in a layer on. an insulating cylinder and then. especially for regulatory windingsæ.

Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att åstadkomma en ledare, med vilken en lindning med hög lcnäckhållfasthet och låga tillsats- förluster kan åstadkommas och som lämpar sig utmärkt för tillverkning av även komplicerade lindningar.According to the present invention, it has been found possible to provide a conductor with which a winding with high breaking strength and low addition losses can be achieved and which is excellently suitable for the manufacture of even complicated windings.

Uppfinningen bygger på. insikten att det, om ledaren byggs upp av två ledar- parter, är möjligt att använda oisolerade parter för dessa, under förutsätt- ning att ett isolerande skikt anordnas mellan dem, som säkerställer att ledar- parterna inte gör kontakt med varandra i lindning-en. Genom att ledaren endast har två leder-parter bibehåller parterna nämligen i allt väsentligt sina ur- sprungliga inbördes lägen vid bockning och andra liknande formändringar. Att det_är möjligt att använda oisolerade ledarparter är betydelsefullt ur kost- nadssynpunkt med hänsyn till de mycket stora längder av ledaren som användes i en. transformator. Det ger dessutom en hög fyllfaktor. Detâisolerande skiktet utgör enligt uppfinningen en stark limfog mellan ledarparterna så. att ledaren i mekaniskt avseende väsentligen uppträder som om den utgjorde en enhetlig massiv ledare, vilket medför hög lmäckhållfasthet, medan den i elektriskt av- seende uppträder som två från varandra isolerade leder-parter, vilket medför låga tillsatsförluster.The invention is based on. the realization that, if the conductor is made up of two conductor parts, it is possible to use uninsulated parts for them, provided that an insulating layer is arranged between them, which ensures that the conductor parts do not make contact with each other in the winding. . Because the leader only has two leader parties, the parties essentially retain their original mutual positions during bending and other similar shape changes. The fact that it is possible to use uninsulated conductor parts is important from a cost point of view with regard to the very large lengths of the conductor used in one. transformer. It also provides a high fill factor. According to the invention, the insulating layer forms a strong adhesive joint between the conductor parts. that the conductor mechanically behaves essentially as if it were a uniform solid conductor, which results in high impact strength, while in electrical terms it appears as two conductor parts insulated from each other, which entails low additional losses.

Genom att ledarparterna är sammanfogade med en limfog innan ledaren formas till en lindning kan ledaren tillverkas under användning av ett effektivt och kontrollerat tryck på ledarpartema, så att limfogen mellan parterna överallt får enhetliga egenskaper och parterna blir effektivt förankrade vid varandra. En sådan ledare kan kontrolleras med avseende på. mekaniska och elektriska egenskaper innan den formas till en lindning. Eftersom ledarpar- 'terna är förankrade till varandra i slutligt läge, dvs så att deras inbördes läge förblir oförändrat utan inbördes glidning vid forsming av en lindning och senare behandling kan ledaren utan svårighet formas till en lindning med förutbestämda egenskaper. 10 15 25 35 5 791u171-s Den föreliggande uppfinningen avser närmare bestämt en med omgivande iso- lering försedd ledare för formning av lindningar till transformatorer och andra induktiva apparater, vilken omfattar två. intill varandra anordnade och från varandra isolerade leder-parter med åtminstone i huvudsak rektangulär form, kännetecknad därav, att två oisolerade ledaiparter är anordnade med en flatsida hos den ena ledarparten sammanfogad medelst en limfog med en flat- sida hos den andra leder-parten till en av leder-parterna sammansatt ledare, varvid limfogen innehåller ett distanselement av isolematerial för att säker- ställa att ledarparterfrxa hålles på. avstånd från varandra.Because the conductor parts are joined together with an adhesive joint before the conductor is formed into a winding, the conductor can be manufactured using an effective and controlled pressure on the conductor parts, so that the adhesive joint between the parties has uniform properties everywhere and the parties are effectively anchored to each other. Such a leader can be checked with regard to. mechanical and electrical properties before it is formed into a winding. Since the conductor parts are anchored to each other in the final position, i.e. so that their mutual position remains unchanged without mutual sliding when forging a winding and later treatment, the conductor can be formed without difficulty into a winding with predetermined properties. More particularly, the present invention relates to a conductor provided with ambient insulation for forming windings for transformers and other inductive apparatus, which comprises two. adjacent and insulated joint parts of at least substantially rectangular shape, characterized in that two uninsulated joint parts are arranged with a flat side of one joint part joined by means of an adhesive joint with a flat side of the other joint part to a of the conductor parts composed of conductors, the adhesive joint containing a spacer element of insulating material to ensure that the conductor parts are kept on. distance from each other.

Andra induktiva apparater än transformatorer kan bl a utgöras av reaktorer och reaktortransformatorer.Inductive devices other than transformers can include reactors and reactor transformers.

Ledarparterrza är parallellkopplade genom att de är hopkopplade i ändarna. i en av ledaren tillverkad lindning för en transformator eller motsvarande apparat .Conductor parts are connected in parallel by being connected at the ends. in a winding made by the conductor for a transformer or equivalent apparatus.

Den isolering som omger ledaren kan vara av konventionellt slag och bestå av ett spiralgående med överlapp líndat band av cellulosapapper eller av polymer- film, såsom en film av polyetylenglykoltereftalat, polykarbonat, polyimid, polyamidimid, polypropen, polymetylpenten eller polysulfon. Isoleringen kan bl a också bestå. av en omlindning av ett garn av någon av då nämnda materialen.The insulation surrounding the conductor may be of a conventional type and consist of a spiral wound overlapping strip of cellulosic paper or of polymer film, such as a film of polyethylene glycol terephthalate, polycarbonate, polyimide, polyamidimide, polypropylene, polymethylpentene or polysulfone. The insulation can also last, among other things. of a wrap of a yarn of any of the then-mentioned materials.

Som exempel på lämpliga material för limfogen kan nämnas härdbara limmer såsom med polyamider modifierade eporihartser, uretazxhartser, med isocyanater modifierade esterhartser, med uretaxmarts modifierade epoxihartser och vissa. gvmmityper (t ex lim 4684 från Du Pont, USA) samt termoplastiska limmer (smältlimmer) såsom polyetylenglykoltereftalat, polyamid och polykarbonat.Examples of suitable materials for the adhesive joint are curable adhesives such as polyamide-modified epory resins, urethazine resins, isocyanate-modified ester resins, urethaxmart-modified epoxy resins and some. rubber types (eg adhesives 4684 from Du Pont, USA) and thermoplastic adhesives (hot melt adhesives) such as polyethylene glycol terephthalate, polyamide and polycarbonate.

Limmet kan med fördel tillföras ledarpartercna i form av en film, i vilken ett nedan beskrivet distanselement kan vara inbyggt, eller i form av fibrer. Det är även möjligt att anbringa limmet i form av en lösning som en av parterna t ex bestrykes med.The adhesive can advantageously be applied to the conductor parts in the form of a film, in which a spacer element described below can be built in, or in the form of fibers. It is also possible to apply the adhesive in the form of a solution with which one of the parties, for example, is coated.

Distanselementet av isolermaterial har till uppgift att säkerställa att ledar- parterna hålles på avstånd från varandra och inte gör kontakt med varandra vid linrningen. Trots att ledarpartenta är parallellkopplade vid lindningens ändar blir det magnetiska flödet något olika i dem så att en spänning uppstår mellan dem i drift, varför en isolering krävs mellan dem. Lämpliga distans- element är papper, filtar eller vävar av fibermaterial såsom fibrer av cellu- losa, polyetylenglykoltereftalat, polyamid, polyvirwlacetat, polyakrylxxitríl, 110 15 ,25 30 55 79e1n171-s 4 polypropen och glas. I papper eller filtar kan fibrerna vara bundna till var- andra bl a på. mekanisk väg genom sammanfiltning, eller genom smältning eller med ett adhesiv. Distanselementet är företrädesvis försett med genomgående porer eller hål, vilka är utfyllda med lim som är förbundet med på. båda sidor om distanselementet beläget lim, dvs använda filtar, papper och vävar är före- trädesvis glesa. Det är också möjligt att som distanselement använda pulver- formiga material såsom pulver av kríta, glimmer, kvarts eller aluminiumoxid.The purpose of the spacer element of insulating material is to ensure that the conductor parts are kept at a distance from each other and do not make contact with each other during the winding. Although the conductor parts are connected in parallel at the ends of the winding, the magnetic flux becomes slightly different in them so that a voltage arises between them in operation, so that an insulation is required between them. Suitable spacer elements are paper, blankets or webs of fibrous material such as cellulose fibers, polyethylene glycol terephthalate, polyamide, polyvirullacetate, polyacrylxitrile, polypropylene and glass. In paper or blankets, the fibers can be bonded to each other, for example on. mechanical way by felting, or by melting or with an adhesive. The spacer element is preferably provided with through pores or holes, which are filled with glue which is connected to. glue is used on both sides of the spacer element, ie used blankets, paper and fabrics are preferably sparse. It is also possible to use powdered materials such as chalk, mica, quartz or alumina powder as spacer elements.

Det pulverformiga materialet fördelas därvid i limmet för limmets applicering på. leder-parterna.The powdered material is then distributed in the adhesive for the application of the adhesive. leader parties.

Den föreliggande uppfinningen avser också ett sätt att framställa en ledare av ovan beskrivet slag, som kännetecknas av att ledarparterrxa uppvärmes, att de uppvärmda ledarparterna anordnade parallellt med en flatsida. i den ena ledarparten vänd mot en flatsida i den andra ledarparten bringas i kontakt med ett mellan de Ixäznnda flatsidorna anordnat lim, som bringas att fästa till de nämnda flatsidorna under det att ledarpartema tryckas mot varandra med ' tryclq-ullar.The present invention also relates to a method of producing a conductor of the type described above, which is characterized in that conductor parts are heated, that the heated conductor parts are arranged parallel to a flat side. in one conductor part facing a flat side in the other conductor part is brought into contact with an adhesive arranged between the adjacent flat sides, which is made to adhere to the said flat sides while the conductor parts are pressed against each other with pressure wool.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar tvärsnitt av en ledare enligt den föreliggande uppfinningen, fig 2 schematiskt en anordning för framställning av en ledare enligt den föreliggande uppfinningen, fig 5 schematiskt en lcrafttransformator, som innehåller alla för den föreliggande uppfinningen principiellt viktiga delar men som för åskådlighetens skull för- enklats så. att endast en lågspänníngslindning och en högspäxmingslindning med tillhörande genomföringar visas, fig 4 visar lindningarna i större skala och fig 5 ledare i högspäxxningslindningen i tvärsnitt. Ritningen visar en transformator med lågspänningslindningen utförd som lager-lindning och hög- spänningslindningen som skivlindning, men uppfinningen kan tillämpas för alla lindningstyper.The invention will be explained in more detail by describing exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cross section of a conductor according to the present invention, Fig. 2 schematically shows a device for manufacturing a conductor according to the present invention, Fig. 5 schematically shows an electric transformer contains all parts which are important in principle for the present invention but which, for the sake of clarity, have been so simplified. that only a low-voltage winding and a high-voltage winding with associated bushings are shown, Fig. 4 shows the windings on a larger scale and Fig. 5 a conductor in the high-voltage winding in cross section. The drawing shows a transformer with the low-voltage winding designed as a bearing winding and the high-voltage winding as a disk winding, but the invention can be applied to all types of winding.

I filg 1 är två. leder-parter, som är rektangulära och anordnade i en rad be- tecknade 10 resp 11. I enlighet med fig 1 är ledarparten 10 via en flatsída 10a saimnanfogad med en flatsida 11a hos ledarparten 11 med en limfog 12 av polyamidmodifierat epoxiharts innehållande ett distanselement 13 i form av enfgles filt av en blandning av polyvinylacetatfiber och polyamidfiber hop- bundna med ett akrylatbindexnedel. De på detta sätt sammanfogade ledarparterna bildar ledaren 8. Ledarpartens 10 resp ledarpartens 11 tjocklek i fig 1 ut- göres av längden på. den kortaste sidan, 10b resp 11b, i tvärsnittet. De samman- fogade leder-parterna är omgivna av en omlindning 17 av spiralgående pappersband. 10 15 25 7910171-3 Två rektangulära oisolerade ledarparter 10 och 11 av koppar med en tjocklek av 2 :mn och en bredd på flatsidan av 12 föres med flatsidorzza vända mot varandra i enlighet med fig 2 från förrådsrnillar 18 resp 19 genom en broms- anordning 20 som genom friktion håller parterna sträckta under den fortsatta behandlingen. Därefter föres parterna först genom en anordning 21 med ett flertal brytvalsar, i vilka parterna kallbearbetas för att öka hårdheten hos kopparen och sedan genom en anordning 22 för rengöring av parterna, vilken kan bestå av filtklädda dysor eller ett ultraljudbad med avfettningsvätska.In filg 1 are two. conductor parts, which are rectangular and arranged in a row designated 10 and 11, respectively. According to Fig. 1, the conductor part 10 is joined via a flat side 10a to a flat side 11a of the conductor part 11 with an adhesive joint 12 of polyamide-modified epoxy resin containing a spacer element 13. in the form of a single felt of a mixture of polyvinyl acetate fiber and polyamide fiber bonded together with an acrylate binder. The conductor parts joined together in this way form the conductor 8. The thickness of the conductor part 10 and the conductor part 11, respectively, in Fig. 1 is constituted by the length of. the shortest side, 10b and 11b, respectively, in the cross section. The joined joint parts are surrounded by a wrapping 17 of spiral paper strips. 79 rectangular uninsulated conductor parts 10 and 11 of copper with a thickness of 2: mn and a width on the flat side of 12 are carried with flat sides facing each other in accordance with Fig. 2 from storage nipples 18 and 19, respectively, by a braking device Which by friction keeps the parties stretched during the further treatment. Thereafter, the parts are first passed through a device 21 with a plurality of breaking rollers, in which the parts are cold worked to increase the hardness of the copper and then through a device 22 for cleaning the parts, which may consist of felt-coated nozzles or an ultrasonic bath with degreasing liquid.

Ett 0,15 mm tjockt och 12 mm brett distanselement 25 i form av en gles och mycket porös filt, som består av en blandning av polyvinylacetatfiber och polyamidfiber hopbundna med ett almlatbindemedel och som har en ytvikt av 30 g/mz (såsom Non-woven Storalen 670-50 från Stora Kopparbergs AB) och som vidare är impregnerat med ett polyamidmodifierat epoxiharts (såsom AF-42 från Minnesota Mining and Manufacturing Company, USA) föres från förråde- rullen 24 via ett antal icke visade brytrullar in mellan parterna 10 och 11.A 0.15 mm thick and 12 mm wide spacer element 25 in the form of a sparse and highly porous felt, which consists of a mixture of polyvinyl acetate fiber and polyamide fiber bonded together with an almlate binder and which has a basis weight of 30 g / m 2 (such as Non-woven The size 670-50 from Stora Kopparbergs AB) and which is further impregnated with a polyamide modified epoxy resin (such as AF-42 from Minnesota Mining and Manufacturing Company, USA) is fed from the supply roll 24 via a number of break rollers (not shown) between the parts 10 and 11. .

Parterna passerar därefter tillsammans med distanselementet en högfrekvens- slinga 25, där parterna uppvärmes. Sedan parterna och distanselementet pas- serat en styr-anordning 26, där parterna med vertikala valsar bringas att an- taga. samma läge i sidled går de in i en valsanordrling 27 med ett flertal hori- sontella valspar 28, där parterna tryckas mot varandra och sammazxfogas genom att limmet i distanselementet 23 uppvärmes av parterna, så att det härdar till limfogen 12 (fig 1). Under denna process börjar ledaren kylas och kyles sedan ytterligare i lcylanordningen 29 innan den semmanfogade ledaren går till en spinnmaskin 30, där den omspinnes med papper till en omlindning 17 (fig 1).The parties then pass together with the spacer element a high-frequency loop 25, where the parties are heated. After the parties and the spacer element have passed a guide device 26, where the parties with vertical rollers are made to adopt. in the same lateral position, they enter a roller assembly 27 with a plurality of horizontal roller pairs 28, where the parts are pressed against each other and joined together by the glue in the spacer element 23 being heated by the parties, so that it hardens to the glue joint 12 (Fig. 1). During this process, the conductor begins to cool and is then further cooled in the cooling device 29 before the assembled conductor goes to a spinning machine 30, where it is spun with paper into a wrap 17 (Fig. 1).

Den omspurma ledaren rullas därefter upp på en rulle 51. Den användes i låg- späxmingslindningen och med modifierade ledardimensioner i högspärmingslind- ningen, i transformatorn enligt fig 3-5.The regurgitated conductor is then wound up on a roll 51. It is used in the low-voltage winding and with modified conductor dimensions in the high-voltage winding, in the transformer according to Figs. 3-5.

I transformatorn enligt fig 5-5 betecknar 41 en högspärmingsgenomföring, 42 en lågspärmingsgenomföring, 43 transformatorlådan, 44. pressflänsar, 45 ett isolerat stöd för lågspärzrlingsanslutnirlgen 46, 47 mellanlägg av trä, 48 låg- spänningslindrxingen, 49 högspänningslindnirlgen, 50 järnkärna, 51 mellanlägg av presspan, 52 ledare i högspänningslindrxingen och 53 isolercylindrar av presspazx. Transformatorlådezz är helt fylld med transfonnatorolja.In the transformer according to Figs. 5-5, 41 denotes a high-voltage bushing, 42 a low-voltage bushing, 43 the transformer box, 44. press flanges, 45 an insulated support for the low-voltage connection terminal 46, 47 wooden inserts, 48 the low-voltage relief ring, 49 high-voltage intermediate inserts, 50 press span, 52 conductors in the high voltage relief ring and 53 insulating cylinders of press pazx. Transformer box is completely filled with transformer oil.

Ledaren i lågspäxmíngslindningen har det i fig 1 visade tvärsnittet, dvs den omfattar två ledarparter 10 och 11 som är sammanfogade med en limfog 12 inne- hållande distanselementet 15 och är omgiven av isoleringen 17.The conductor in the low-voltage winding has the cross-section shown in Fig. 1, i.e. it comprises two conductor parts 10 and 11 which are joined to an adhesive joint 12 containing the spacer element 15 and are surrounded by the insulation 17.

Claims

7910171-5 The conductors 52 in the high-voltage winding, which can be connected in parallel or in series, each comprise two conductor parts 54 and 55, respectively, with a thickness of 1.5 mm and a width of 10 mm. the flat side, which are joined together with an adhesive joint 56 of the same type as the adhesive joint 12, i.e. including the spacer element 15 (not shown in Fig. 5). The conductor insulation 57 consists of several turns of paper tape, which is wound spirally with an overlap. FATENTIC REQUIREMENTS 1. Conductors (8, 52) provided with ambient insulation (17, 57) for forming relief rings (48, 49) for transformers and other inductive apparatus, which comprise two adjacent and mutually insulated conductor parts ( 10, 11, 54, 55) having an at least substantially rectangular shape, characterized in that two uninsulated conductor portions are arranged parallel to each other in a row with a flat side (10a) of one conductor portion (10) joined by means of an adhesive joint (12, 56) with a flat side (11a) of the second conductor pair ﬁ a (11) to a leaare (s) composed of the leaarps, via which the adhesive joint contains a spacer element (15) of insulating material to ensure that the leaarpmem (10, 11) is kept at a distance from each other. A conductor according to claim 1, characterized in that the spacer element. has continuous pores or openings, which are filled with glue.