WO2000024007A1 - Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung - Google Patents

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WO2000024007A1
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Helmut Gsellmann
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing mica-containing insulating tapes for winding elements of rotating electrical high-voltage machines, which after winding can be impregnated with a solvent-free synthetic resin under vacuum and pressure and then hardened under the action of heat, and their use in the main insulation of rotating electrical High voltage machines.
  • the impregnation technology based on vacuum pressure impregnation has become very popular in recent years.
  • the winding elements are either designed as coils or conductor bars, preferably tubular bars. These winding elements are provided with mica-containing main insulation and further treated in a vacuum pressure impregnation process.
  • Epoxy resins preferably low-viscosity solvent-free resin systems, are used as impregnation resins.
  • the winding layers of the main insulation are formed by mica-containing insulating tapes. These are produced in such a way that a mica foil is glued to a porous carrier material using a binder. This porous mica-containing insulating tape has the task of absorbing the aforementioned impregnating resin to the greatest possible extent under vacuum and pressure.
  • this mica-containing insulating tape should be easy to manufacture and stable in storage.
  • This carrier material preferably consists of a glass fabric, a fleece or a plastic film.
  • a fiber content is preferably chosen which is between at least 3 and at most 50% by weight, based on 100% by weight of fiber-containing mica foil.
  • a fiber content that is less than 3% by weight does not improve the impregnability; a fiber content of over 50% by weight even reduces the electrical strength of the mica-containing insulating tape.
  • the organic and / or inorganic fibers in the fiber-containing mica film have an average diameter of 0.1 to 20 ⁇ m and an average length of 0.5 to 10 mm.
  • the organic fibers from the group of aromatic polyamides or aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and the inorganic fibers from the group of E-glass, S-glass, silicon glass and aluminum are also selected.
  • the fiber-containing mica film has a curing accelerator, preferably zinc naphthenate, which acts on the solvent-free synthetic resin.
  • the powdery epoxy resin mixture can contain a hardener, preferably an amine hardener.
  • the epoxy resin mixture used in the form of a powder coating has a softening point above 85 ° C.
  • the invention further relates to the use of a mica-containing insulating tape produced according to the above-mentioned process variants as main insulation in rotating electrical high-voltage machines, the mica-containing insulating tape being wound in several layers around a winding element and then impregnated with a solvent-free synthetic resin under vacuum and pressure becomes.
  • solvent-free synthetic resins such as, for example, epoxy-acid anhydride mixtures based on bisphenol-A or bisphenol-F epoxy resins are preferably used in the aforementioned vacuum pressure impregnation.
  • Epoxy resin acid anhydride systems are usually heated to 60 ° - 70 ° C in order to have a sufficiently low viscosity for the impregnation process.
  • mica-containing insulating tapes produced by the process according to the invention can be impregnated satisfactorily even at a significantly higher resin viscosity and are therefore particularly suitable for impregnation with resins which can only be heated to about 30 ° C. and therefore usually have a very high impregnation viscosity , such as polyester resins with styrene or vinyl alcohol as a monomer.
  • the fiber-containing mica foil pre-impregnated with approx. 4 g / m 2 zinc naphthenate is sprinkled with a powdery epoxy resin mixture with a softening point of> 85 ° C and glued to the carrier material using a heatable calender under pressure and heat.
  • a hardener preferably an amine hardener.
  • a glass fabric with a weight per unit area of 23 g / m is used, which is coated with 2 g / m "of a flexibly crosslinking acrylic resin and then tempered in an oven at 100 ° C. for curing the acrylic resin, or
  • a fiber-containing mica film with a weight of 160 g / m " , consisting of a mixture of uncalculated muscovite or phlogopite and 5% by weight of alkali-free E-glass short fibers, which have an average diameter of 8 ⁇ m and a fiber length of about 3 mm is pre-impregnated with a solution of an epoxy resin mixture in methyl ethyl ketone. After evaporation of the solvent, about 4 g / m 2 of epoxy resin remain in the fiber-containing mica foil. containing mica film becomes more resistant to mechanical stress.
  • the thus pre-impregnated mica foil is sprinkled with a powdered epoxy resin mixture with a softening point of> 85 ° C.
  • the fiber-containing mica film sprinkled in this way is then bonded to the carrier material by means of a heatable calender under pressure and heat.
  • mica-containing insulating tape produced by the method according to the invention can be very well illustrated by means of the number of fully impregnated layers during vacuum pressure impregnation in comparison with known mica-containing insulating tapes.
  • profile bars are wrapped half overlapped with 20 layers of mica-containing insulating tape, the end faces of the insulation are cast with resin and the model bars produced in this way, which one Simulate a winding element in the form of a conductor bar, using a solvent-free epoxy-acid anhydride impregnating resin at 60 ° C three
  • Impregnated for hours After curing, the model rods are cut transversely in order to be able to measure the impregnation depth.
  • the insulation thickness i.e. the thickness of the 20 layers is completely impregnated, while in known insulating tapes B without the addition of fibers only about two thirds of the insulation thickness is impregnated. This inevitably results in voids between the individual layers, which lead to partial discharges and thus to the failure of the insulation system.
  • the hardened model rods provided with pattern A or pattern B are then subjected to a thermal aging cycle, one cycle meaning that the rods are heated to 155 ° C. over 16 hours and then cooled to room temperature.
  • the loss factor value (tg ⁇ ) is measured as a function of the voltage.
  • the resulting maximum increase ( ⁇ tg ⁇ max) reflects the optical and mechanical condition of the insulation after each cycle. Higher rise values mean that the insulation "rises" earlier, which subsequently leads to an electrical breakdown and thus to the failure of the insulation.
  • the diagram according to FIG. 2 shows the number of thermal aging cycles against the maximum loss factor increase (tg ⁇ max in%).
  • pattern B shows a higher maximum loss factor increase after a few aging cycles than the comparatively illustrated pattern A, which was produced by the method according to the invention, which also indicates a very rapid delamination isolation.
  • fiber and mica-containing insulating tapes When used in the form of winding elements, fiber and mica-containing insulating tapes, such as those produced according to the invention, show how Conductor bars have an extremely satisfactory long-term behavior, even after several thermal aging cycles, and an extremely low tendency to delamination.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Glimmer-hältigen Isolierbändern für Wicklungen von rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen angegeben, welche nach dem Wickeln unter Vakuum und Druck mit einem Lösungsmittel-freien Kunstharz imprägnierbar und anschließend unter Wärmeeinwirkung aushärtbar sind, wobei eine Faser-hältige Glimmerfolie, welche neben Feinglimmer zusätzlich organische und/oder anorganische Fasern aufweist, mit einer Expoxidharzmischung in Form eines Pulverlackes bestreut wird, und wobei die mit dem Pulverlack bestreute Seite der Faser-hältigen Glimmerfolien unter Druck und erhöhter Temperatur mit einem Trägermaterial verklebt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Glimmer-hältigen Isolierbändern sowie deren Verwendung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glimmer-hältigen Isolierbändern für Wicklungselemente von rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen, welche nach dem Wickeln unter Vakuum und Druck mit einem Lösungsmittel-freien Kunstharz imprägnierbar und anschließend unter Wärmeeinwirkung aushärtbar sind, sowie deren Verwendung in der Hauptisolation von rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen.
Stand der Technik
Zur Isolierung von Wicklungselementen in rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen hat sich in den letzten Jahren die Tränktechnik auf Basis einer Vakuum-Druckimprägnierung stark durchgesetzt. Dabei werden die Wicklungselemente aus konstruktionstechnischen Gründen entweder als Formspulen oder Leiterstäbe, vorzugsweise Röbelstäbe, ausgebildet. Diese Wicklungselemente werden mit einer Glimmer-hältigen Hauptisolation versehen und im Vakuum-Druckimprägnierverfahren weiterbehandelt. Dabei werden als Imprägnierharze Epoxidharze, vorzugsweise niedrigviskose Lösungsmittel-freie Harzsysteme eingesetzt.
Diese durchtränken nun im Vakuum und unter Druck die aus mehreren Wicklungslagen gebildete, Glimmer-hältige Hauptisolation, sodaß Hohlräume, welche zwischen den Wicklungslagen Teilentladungen hervorrufen können, vollständig ausgefüllt werden, sodaß nach Aushärtung des Imprägnierharzes eine elektrisch und mechanisch stabile Isolationshülse gebildet wird. Die Wicklungslagen der Hauptisolation werden durch Glimmer-hältige Isolierbänder ausgebildet. Diese werden derart hergestellt, daß eine Glimmerfolie mit einem porösen Trägermaterial unter Verwendung eines Bindemittels verklebt wird. Dieses poröse Glimmer-hältige Isolierband hat die Aufgabe, das vorgenannte Imprägnierharz unter Vakuum und Druck in größtmöglichem Ausmaß aufzunehmen.
Vor allem im Generatorenbau entstand in den letzten Jahren zunehmend der Bedarf nach Glimmer-hältigen Isolierbändern, die neben sehr guter Verarbeitbarkeit auf modernen Wickelmaschinen auch über eine zufriedenstellende Imprägnierbarkeit verfügen sollen, da durch die zunehmende Baugröße und Leistung von Generatoren ebenso hohe Isolationswandstärken notwendig wurden.
Bekannte Isolierbänder können dieses Erfordernis nur teilweise erfüllen, da diese aufgrund ihrer physikalischen sowie chemischen Konstitution gegenüber dem eindringenden Imprägnierharz eher als Barriere wirken, sodaß bei längeren Imprägnierzeiten die Imprägniertiefe, das heißt die Anzahl an imprägnierten Wicklungslagen für hohe Isolationswandstärken, unzureichend ist.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Glimmer-hältiges Isolierband der eingangs genannten Art anzugeben, welches neben sehr guten Wickeleigenschaften auf modernen Wickelautomaten auch ein wesentlich verbessertes Imprägnierverhalten während der Vakuum-Druckimprägnierung zeigt. Zusätzlich soll dieses glimmerhältige Isolierband leicht herstellbar sowie lagerstabil sein. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, dieses Glimmer-hältige Isolierband derart herzustellen, daß eine Faser-hältige Glimmerfolie, welche neben Feinglimmer zusätzlich organische und/oder anorganische Fasern aufweist, mit einer Epoxidharzmischung in Form eines Pulverlackes bestreut wird und daß die mit dem Pulverlack bestreute Seite der Faser-hältigen Glimmerfolie unter Druck und erhöhter Temperatur mit einem Trägermaterial verklebt wird.
Vorzugsweise besteht dieses Trägermaterial aus einem Glasgewebe, einem Vlies oder einer Kunststofffolie.
Durch das Einbringen von Fasern in die Glimmerfolie wird diese poröser, sodaß dessen Kapillarwirkung gegenüber dem Imprägnierharz während der Vakuum- Druckimprägnierung erhöht wird. Die daraus resultierenden Vorteile sind kürzere Imprägnierzeiten sowie das Imprägnieren mit höher viskosen Harzen, um auch sehr hohe Isolationswandstärken gänzlich mit Imprägnierharz durchtränken zu können.
Ferner wählt man vorzugsweise einen Fasergehalt, der zwischen mindestens 3 und maximal 50 Gew.%, bezogen auf 100 Gew% Faser-hältige Glimmerfolie, liegt. Ein Faseranteil, der unter 3 Gew.% liegt, trägt zu keiner Verbesserung der Imprägnierbarkeit bei; ein Faseranteil über 50 Gew% verringert sogar die elektrische Festigkeit des Glimmer-hältigen Isolierbandes.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die organischen und/oder anorganischen Fasern in der Faser-hältigen Glimmerfolie einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 20 μm und eine durchschnittliche Länge von 0,5 bis 10 mm aufweisen. Erfindungsgemäß werden ferner die organischen Fasern aus der Gruppe der aromatischen Polyamide oder der aromatischen Polyester wie Polyethylenterephthalat und die anorganischen Fasern aus der Gruppe E-Glas, S-Glas, Siliciumglas und Aluminium ausgewählt.
Gemäß einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Faser-hältige Glimmerfolie einen auf das Lösungsmittel-freie Kunstharz wirkenden Härtungsbeschleuniger, vorzugsweise Zinknaphthenat, auf.
Zusätzlich kann die pulverförmige Epoxidharzmischung einen Härter, vorzugsweise einen aminischen Härter, enthalten.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die in Form eines Pulverlackes eingesetzte Epoxidharzmischung einen Erweichungspunkt über 85 ° C auf.
Die Erfindung betrifft ferner dieVerwendung eines nach den oben genannten Verfahrensvarianten hergestellten, Glimmer-hältigen Isolierbandes als Hauptisolation in rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen, wobei das Glimmer-hältige Isolierband in mehreren Lagen um ein Wicklungselement gewickelt und anschließend unter Vakuum und Druck mit einem Lösungsmittel-freien Kunstharz imprägniert wird.
Ferner werden bei der vorgenannten Vakuum-Druckimprägnierung vorzugsweise Lösungsmittel-freie Kunstharze wie z.B. Epoxid- Säureanhydridmischungen auf Basis von Bisphenol-A oder Bisphenol-F- Epoxidharzen eingesetzt. Epoxidharz- Säureanhydridsysteme werden üblicherweise auf 60 ° - 70 °C erwärmt, um eine für den Imprägniervorgang ausreichend niedrige Viskosität zu haben. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, Glimmer-hältige Isolierbänder lassen sich jedoch schon bei wesentlich höherer Harzviskosität zufriedenstellend durchimprägnieren und eignen sich daher besonders gut für die Imprägnierung mit Harzen, die nur bis etwa 30 °C erwärmt werden können und daher eine meist sehr hohe Imprägnierviskosität aufweisen, wie z.B. Polyesterharze mit Styrol oder Vinylalkohol als Monomer.
Ein Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen sowie den anhand der Ausführungsbeispiele erstellten Diagrammen gemäß Figuren 1 und 2 näher erläutert.
Beispiel 1
Eine Faser-hältige Glimmerfolie mit einem Gewicht von 160 g/m , bestehend aus einer Mischung aus unkalziniertem Muskovit oder Phlogopit und 5 Gew% alkalifreien E-Glas-Kurzfasern, die einen Durchmesser von durchschnittlich 8 μm und eine Faserlänge von etwa 3 mm aufweisen, wird mit einer Lösung von Zinknaphthenat in Methyl ethylketon imprägniert und das Lösungsmittel abgedampft. Die mit ca. 4 g/m2 Zinknaphthenat vorimprägnierte Faser-hältige Glimmerfolie wird mit einer pulverförmigen Epoxidharzmischung mit einem Erweichungspunkt von > 85 °C bestreut und mittels eines beheizbaren Kalanders unter Druck und Wärmeeinwirkung mit dem Trägermaterial verklebt. Zur Erzielung besonders zufriedenstellender Imprägnierweite während der Vakuum-Druckimprägnierung kann der Epoxidharzmischung zusätzlich ein Härter, vorzugsweise ein aminischer Härter, zugesetzt werden.
Als Trägermaterial wird
a) ein Glasgewebe mit einem Flächengewicht von 23 g/m eingesetzt, das mit 2 g/m" eines flexibel vernetzenden Acrylharzes beschichtet und anschließend zum Aushärten des Acrylharzes in einem Ofen bei 100 °C getempert wird, oder
b) ein Glasgewebe mit einem Flächengewicht von 23 g/m eingesetzt, das mit 0,5 g/m" Zinknaphthenat beschichtet wird, oder
c) ein Polyestervlies mit einem Flächengewicht von 20 g/m oder
d) eine Polyesterfolie mit einem Flächengewicht von 42 g/m
eingesetzt.
Beispiel 2
Eine Faser-hältige Glimmerfolie, mit einem Gewicht von 160 g/m", bestehend aus einer Mischung aus unkalziniertem Muskovit oder Phlogopit und 5 Gew% alkalifreien E-Glas-Kurzfasern, die einen Durchmesser von durchschnittlich 8 μm und eine Faserlänge von etwa 3 mm aufweisen, wird mit einer Lösung einer Epoxidharzmischung in Methylethylketon vorimprägniert. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels verbleiben etwa 4 g/m2 Epoxidharz in der Faser-hältigen Glimmerfolie. Durch diese Maßnahme wird das Ablösen von Glimmerschuppen bei der weiteren Verarbeitung verhindert, sodaß die Faser- hältige Glimmerfolie widerstandsfähiger gegenüber mechanischer Belastung wird.
Die so vorimprägnierte Glimmerfolie wird mit einer pulverförmigen Epoxidharzmischung mit einem Erweichungspunkt von > 85 °C bestreut. Die derart bestreute faserhältige Glimmerfolie wird anschließend mittels eines beheizbaren Kalanders unter Druck und Wärmeeinwirkung mit dem Trägermaterial verklebt.
Als Trägermaterial wird
a) ein Glasgewebe mit einem Flächengewicht von 23 g/m , das mit 2 g/m eines flexibel vernetzenden Acrylharzes beschichtet ist, welches zum Aushärten in einem Ofen bei 100 °C getempert wird, oder
b) ein Polyestervlies mit einem Flächengewicht von 20 g/m oder
c) eine Polyesterfolie mit einem Flächengewicht von 42 g/m
eingesetzt.
Die Vorteile eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Glimmer-hältigen Isolierbandes lassen sich anhand der Anzahl durchimprägnierter Lagen während der Vakuum-Druckimprägnierung im Vergleich mit bekannten Glimmer-hältigen Isolierbändern sehr gut darstellen.
Zu diesem Zweck werden Profilstäbe mit jeweils 20 Lagen an Glimmer- hältigem Isolierband halbüberlappt bewickelt, die Stirnseiten der Isolation mit Harz vergossen und die so hergestellten Modellstäbe, welche ein Wicklungselement in Form eines Leiterstabes simulieren, mit einem Lösungsmittel-freien Epoxid-Säureanhydrid-Im-prägnierharz bei 60 °C drei
Stunden imprägniert. Nach dem Aushärten werden die Modellstäbe quer geschnitten, um die Imprägniertiefe messen zu können.
Auf diese Weise werden ein glimmerhältiges Isolierband, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Beispiel la) (Muster A) bzw. ein im Aufbau vergleichbares, bekanntes glimmerhältiges Isolierband, jedoch ohne Zusatz von Fasern, (Muster B) verwendet.
Die Ergebnisse werden in den Diagrammen gemäß Figur 1 und 2 dargestellt.
Aus dem Diagramm gemäß Figur 1 ist zu ersehen, daß bei der Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten, Glimmer-hältigen Isolierbandes A die Isolationsdicke, d.h. die Dicke der 20 Lagen, insgesamt durchimprägniert ist, während bei bekannten Isolierbändern B ohne Zusatz von Fasern lediglich etwa zwei Drittel der Isolationsdicke imprägniert sind. Daraus ergeben sich zwangsläufig Hohlräume zwischen den einzelnen Lagen, welche zu Teilentladungen und damit zum Ausfall des Isolationssystems führen.
In einem weiteren Versuch werden Profilstäbe mit jeweils 10 Lagen an Glimmer-hältigem Isolierband halb überlappt bewickelt, die Stirnseiten der Isolation mit Harz vergossen, sodaß die Modellstäbe, welche ein Wicklungselement in Form eines Leiterstabes simulieren, hergestellt werden. Als Glimmer-hältige Isolierbänder werden ein gemäß Beispiel la, des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestelltes Muster A und ein glimmerhältiges Isolierband nach dem Stand der Technik (Muster B), jedoch ohne Faserzusatz, verwendet.
Anschließend werden die gehärteten, mit Muster A beziehungsweise Muster B versehenen Modellstäbe einem thermischen Alterungszyklus unterzogen, wobei ein Zyklus das Erwärmen der Stäbe auf 155 °C über 16 Stunden und eine nachfolgende Abkühlung auf Raumtemperatur bedeutet. Nach jedem Zyklus wird der Verlustfaktorwert (tg δ) als Funktion der Spannung gemessen. Der daraus resultierende maximale Anstieg (Δ tgδ max) gibt den optischen und mechanischen Zustand der Isolierung nach jedem Zyklus wieder. Höhere Anstiegswerte bedeuten ein früheres „Aufgehen" der Isolation, das in weiterer Folge zu einem elektrischen Durchschlag und somit zum Ausfall der Isolierung führt.
Im Diagramm gemäß Figur 2 ist die Anzahl der thermischen Alterungszyklen gegen den maximalen Verlustfaktoranstieg (tgδ max in %) dargestellt.
Daraus ist zu ersehen, daß das Glimmer-hältige Isolierband ohne Zusatz von Fasern (Muster B) schon nach wenigen Alterungszyklen einen höhreren maximalen Verlustfaktoranstieg als das vergleichsweise dargestellte Muster A zeigt, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, was auch auf ein sehr rasches Delaminieren der Isolation schließen läßt.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Faser- und Glimmer-hältige Isolierbänder, wie sie erfindungsgemäß hergestellt werden, zeigen bei deren Verwendung in Form von Wicklungselementen, wie Leiterstäben ein äußerst zufriedenstellendes Langzeitverhalten, auch nach mehreren thermischen Alterungszyklen, sowie eine äußerst geringe Neigung zur Delamination.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Glimmerhältigen Isolierbändern für Wicklungen von rotierenden elektrischen Hochspannungsmaschinen, welche nach dem Wickeln unter Vakuum und Druck mit einem Lösungsmittel-freien Kunstharz imprägnierbar und anschließend unter Wärmeeinwirkung aushärtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faser-hältige Glimmerfolie, welche neben Feinglimmer zusätzlich organische und/oder anorganische Fasern aufweist, mit einer
Epoxidharzmischung in Form eines Pulverlackes bestreut wird und daß die mit dem Pulverlack bestreute Seite der Faser-hältigen Glimmerfolie unter Druck und erhöhter Temperatur mit einem Trägermaterial verklebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Glasgewebe, ein Vlies oder eine Kunststofffolie ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen und/oder anorganischen Fasern in der faserhältigen
Glimmerfolie einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,1 bis 20 μm aufweisen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen und/oder anorganischen Fasern in der faserhältigen
Glimmerfolie eine durchschnittliche Länge von 0,5 bis 10 mm aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faseranteil in der faserhältigen Glimmerfolie 3 bis 50 Gew% aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Fasern aus der Gruppe der aromatischen Polyamide oder der aromatischen Polyester wie Polyethylenterephthalat ausgewählt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Fasern aus der Gruppe E-Glas, S-Glas, Siliciumglas und Aluminium ausgewählt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser-hältige Glimmerfolie einen auf das Lösungsmittel-freie Kunstharz wirkenden Härtungsbeschleuniger, vorzugsweise Zinknaphthenat, aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverlack auf Basis einer Epoxidharzmischung zusätzlich einen Härter, vorzugsweise einen aminischen Härter, enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die in Form eines Pulverlackes eingesetzte Epoxidharzmischung einen Erweichungspunkt von > 85 °C aufweist.
1 1. Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellten Glimmer-hältigen Isolierbandes als Hauptisolation in rotierenden, elektrischen Hochspannungsmaschinen, wobei das Glimmer-hältige Isolierband in mehreren Lagen um ein Wicklungselement gewickelt und anschließend unter Vakuum und Druck mit einem Lösungsmittel-freien Kunstharz imprägniert wird.
2. Verwendung nach Anspruch 1 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel-freie Kunstharz aus einer Epoxidharz-
Säureanhydridmischung, vorzugsweise auf Basis von Bisphenol-A oder Bisphenol-F-Epoxidharzen, besteht.
PCT/EP1999/007669 1998-10-16 1999-10-13 Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung WO2000024007A1 (de)

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JP2000577671A JP4293408B2 (ja) 1998-10-16 1999-10-13 マイカ含有絶縁テープを製造する方法、ならびにその利用
SK884-2000A SK8842000A3 (en) 1998-10-16 1999-10-13 Method for producing insulating tapes containing mica, and the utilization thereof
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US09/581,659 US6524710B1 (en) 1998-10-16 1999-10-13 Method for producing insulating tapes containing mica, and the utilization thereof
DE59906351T DE59906351D1 (de) 1998-10-16 1999-10-13 Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung
AT99952557T ATE245848T1 (de) 1998-10-16 1999-10-13 Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung
CA002314932A CA2314932C (en) 1998-10-16 1999-10-13 Method for producing mica-containing insulation tapes and applications thereof
EP99952557A EP1042758B2 (de) 1998-10-16 1999-10-13 Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung

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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050274774A1 (en) * 2004-06-15 2005-12-15 Smith James D Insulation paper with high thermal conductivity materials
JP4954631B2 (ja) * 2006-07-28 2012-06-20 ソマール株式会社 電力用絶縁機器の製造方法、電力用絶縁機器および絶縁用フィルム
CN102412037B (zh) * 2011-04-25 2013-08-07 江苏冰城电材股份有限公司 一种减少有机溶剂用量的少胶云母带生产新方法
RU2492569C2 (ru) * 2011-12-15 2013-09-10 Закрытое акционерное общество "Электроизолит" Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин
DE102012218187A1 (de) 2012-10-05 2014-04-10 BTS Engineering GmbH Elektrischer Zünder für industrielle Beheizungseinrichtung
CN103066777B (zh) * 2012-12-13 2015-02-25 哈尔滨电气动力装备有限公司 大型交流电机定子绕组端部防止浸渍树脂流失工艺
CN102983692B (zh) * 2012-12-24 2014-09-24 哈尔滨电气动力装备有限公司 高压电机定子主绝缘超薄型绝缘工艺
EP2930720A1 (de) * 2014-04-08 2015-10-14 Alstom Technology Ltd Leiterstab für eine elektrische Maschine
DE102014221715A1 (de) * 2014-10-24 2016-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Tränkharz, Leiteranordnung, elektrische Spule und elektrische Maschine
US10186353B2 (en) 2015-06-30 2019-01-22 E I Du Pont De Nemours And Company Corona-resistant resin-compatible laminates
CN107877888B (zh) * 2017-10-31 2023-11-14 全球能源互联网研究院有限公司 一种绝缘拉杆预制件制备工艺
CN111584123B (zh) * 2020-05-18 2022-02-08 浙江博菲电气股份有限公司 少胶云母带及其制取方法
FR3136759A1 (fr) * 2022-06-15 2023-12-22 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Utilisation de fibres composite polyester-resine pour le renforcement du beton
FR3136764A1 (fr) * 2022-06-15 2023-12-22 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Utilisation de fibres en composite polyester-resine pour le renforcement du beton

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57126006A (en) * 1981-01-29 1982-08-05 Mitsubishi Electric Corp Electric insulating material
US4418241A (en) * 1981-02-25 1983-11-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated coil
JPS59223400A (ja) * 1983-05-31 1984-12-15 小泉　洋 無機質シ−ト
EP0194974A1 (de) * 1985-03-15 1986-09-17 Schweizerische Isola-Werke Verfahren zur Herstellung von imprägnierbaren Feinglimmerbändern mit eingebautem Beschleuniger
JPH11234934A (ja) * 1998-02-20 1999-08-27 Toshiba Corp 回転電機用コイル

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3254150A (en) * 1961-07-24 1966-05-31 Westinghouse Electric Corp Electrical coils for refrigerating apparatus
US3214324A (en) * 1962-05-11 1965-10-26 Gen Mills Inc Fibrous materials impregnated with a partial reaction product derived from fatty guanamines and epoxy resins
FR1481938A (fr) * 1965-11-02 1967-05-26 Du Pont Feuilles pour l'isolement électrique
DE1745545A1 (de) * 1967-12-01 1969-10-02 Vni I P Ki Elektrovozostrojeni Verfahren zur Herstellung von Elektroisolierkoerpern und -ueberzuegen
GB1282015A (en) * 1968-07-19 1972-07-19 Japan Mica Ind Co Ltd Improvements in or relating to mica paper
SE342530B (de) * 1970-06-05 1972-02-07 Asea Ab
FR1199942A (fr) * 1970-10-21 1959-12-17 Escher Wyss Soc Dispositif pour rendre étanche une machine où circule un fluide moteur susceptiblede contamination radioactive
DE2142571B1 (de) † 1971-08-20 1972-06-08 Siemens Ag Isolierband zur herstellung einer mit einer heisshaertenden epoxidharz-saeureanhydridhaertermischung impraegnierten isolierhuelse fuer elektrische leiter
US4180434A (en) † 1976-01-27 1979-12-25 Schweizerische Isola-Werke Mica paper containing cellulose
JPS5948481B2 (ja) † 1976-12-14 1984-11-27 三菱電機株式会社 集成マイカ薄葉材料
JPS5396500A (en) * 1977-02-02 1978-08-23 Nitto Electric Ind Co Composite film for electric insulation
FR2472821A1 (fr) † 1979-12-26 1981-07-03 Alsthom Atlantique Isolant pour bobinages a haute et moyenne tension, adhesif pour la preparation de cet isolant, et leurs procedes de fabrication
DE19640964A1 (de) † 1996-10-04 1998-04-16 Micafil Isoliertechnik Ag Glimmerband und Verfahren zu dessen Herstellung
US6103382A (en) * 1997-03-14 2000-08-15 Siemens Westinghouse Power Corporation Catalyzed mica tapes for electrical insulation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57126006A (en) * 1981-01-29 1982-08-05 Mitsubishi Electric Corp Electric insulating material
US4418241A (en) * 1981-02-25 1983-11-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Insulated coil
JPS59223400A (ja) * 1983-05-31 1984-12-15 小泉　洋 無機質シ−ト
EP0194974A1 (de) * 1985-03-15 1986-09-17 Schweizerische Isola-Werke Verfahren zur Herstellung von imprägnierbaren Feinglimmerbändern mit eingebautem Beschleuniger
JPH11234934A (ja) * 1998-02-20 1999-08-27 Toshiba Corp 回転電機用コイル

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Section Ch Week 198237, Derwent World Patents Index; Class A85, AN 1982-77450E, XP002129239 *
DATABASE WPI Section Ch Week 198505, Derwent World Patents Index; Class F09, AN 1985-028422, XP002129238 *
DATABASE WPI Section Ch Week 199945, Derwent World Patents Index; Class A21, AN 1999-536071, XP002129237 *

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