WO2003107512A1 - Glimmschutz - Google Patents

Glimmschutz Download PDF

Info

Publication number
WO2003107512A1
WO2003107512A1 PCT/DE2003/001864 DE0301864W WO03107512A1 WO 2003107512 A1 WO2003107512 A1 WO 2003107512A1 DE 0301864 W DE0301864 W DE 0301864W WO 03107512 A1 WO03107512 A1 WO 03107512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coating
glow protection
glow
protection according
protection
Prior art date
Application number
PCT/DE2003/001864
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Klaussner
Christoph Meyer
Volker Muhrer
Alexander MÄURER
Christian Rüssel
Klaus Schäfer
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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 Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to EP03759826A priority Critical patent/EP1514338A1/de
Publication of WO2003107512A1 publication Critical patent/WO2003107512A1/de
Priority to US11/014,631 priority patent/US20050194551A1/en
Priority to NO20050282A priority patent/NO20050282L/no
Priority to US11/683,137 priority patent/US20070149073A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H02K15/105—Applying solid insulation to windings, stators or rotors to the windings

Definitions

  • the invention relates to a glow protection for electrical machines.
  • a glow protection usually has a fabric or a fleece.
  • Such fabrics are known, for example, from the DIN standards EN 16740 and DIN 16741 from 1976 (January).
  • DIN 16740 discloses a textile glass fabric for electronic purposes.
  • DIN 16741 discloses textile glass fabric walls with fixed edges for electronic purposes.
  • the fabrics serve, for example, as carriers for impregnants, electrical properties being achievable by the impregnants. For example, a glow protection can be produced by impregnation.
  • the smoldering protection can also be produced, for example, by a chemical reduction process, in the US. -PS 3,639,113.
  • the value of the electrical conductivity set by reduction is difficult to reproduce. Furthermore, this reduction process is complicated and expensive.
  • the object of the present invention is to provide a glow protection for an electrical machine, the electrical properties of which can be set in a reproducible manner and / or which has a longer service life.
  • the glow protection should also be easy and / or inexpensive to manufacture.
  • a glow protection for an electrical machine has a carrier material and a coating thereon.
  • a coating is applied to a carrier layer.
  • a glass fabric that is not electrically conductive is used as the base material.
  • the tissue made of inorganic material is soaked in a solvent.
  • the solvent contains, for example, organometallic and / or inorganic transition metals. After the solvent has evaporated, the soaked glass fabric is calcined at a temperature of approx. 600 ° C.
  • the electrical conductivity can be determined, for example, by means of an animon tin oxide layer on the surface via the thickness and doping.
  • the glow protection has both a carrier material and a coating thereon, that is to say a coating material, the function of the glow protection can be separated.
  • the carrier material in particular also determines the mechanical property of the glow protector, on the other hand, the electrical property of the glow protector is also determined by the coating.
  • the coating has electrically conductive inorganic material. The electrically conductive inorganic material is less sensitive to partial discharges than the prior art due to the lack of an organic component. According to the invention, the smoldering protection can therefore only be constructed from inorganic material.
  • the carrier material advantageously consists entirely of inorganic material, since damage due to partial discharges can thus be avoided.
  • the coating of the carrier material also consists at least of an inorganic material.
  • the glow protection therefore advantageously consists only of inorganic material.
  • components of the carrier material have organic chemical compounds such as glue. With an adhesive at the beginning and at the end of a glow protection tape, this can be improved, since the tape for winding on the main Isolation / insulation can be attached both at the beginning and at the end.
  • the carrier material of the smoldering protection is, for example, a fabric and / or a fleece. All electrically insulating inorganic fabric types / tile types that are stable in the temperature range required for the electrical machine can be used as carrier materials. Glass fabrics and fabrics made of aluminum oxide or aluminum oxide containing SiO 2 are preferred. The same materials can also be used for tiles.
  • the object of the invention is also achieved by a glow protection for an electrical machine, the glow protection being designed as a fleece and / or as a fabric which has fibers and / or threads, the fibers and / or the threads being made of an inorganic material and the fibers and / or the threads are coated with an inorganic material.
  • the fibers of the fleece or threads of the fabric are coated accordingly.
  • the coating of the fibers or threads has, as in the coating of the carrier material, at least in parts electrically conductive inorganic material. In a further embodiment, the coating has only electrically conductive inorganic material.
  • glow protection is made up of electrically conductive coated fibers (for the formation of tiles) or threads (for the formation of fabrics), an additional coating of the fabrics or the tiles can advantageously be omitted.
  • the possibility of adjusting the electrical conductivity of the glow protection results from a mixture of electrically conductive fibers / threads with electrically non-conductive fibers / threads.
  • Glow protection is particularly used to protect the insulation of electrical machines such as motors, for example, railway engines, and generators, in particular turbogenerators, for voltages in the kV range, in particular greater than or equal to 3.3 kV. With applied voltages greater than 3.3 kV, precautions are necessary to avoid partial or glow discharges or to control the potential.
  • internal and external glow protection is mentioned, and in the winding head area, end glow protection or end glow protection.
  • the glow protection according to the invention can be implemented, for example, as a fabric or assembly line which is coated with electrically conductive inorganic material or materials.
  • the necessary electrical conductivities for internal and external glow protection (5 * 102 ⁇ D to 5 * 104 ⁇ D) and for the end glow protection (5 * 107 ⁇ D to 109 ⁇ D) are due to different doping, ie different concentrations rations or also reachable by different layer thicknesses of the electrically conductive layer.
  • thermally stable inorganic materials are preferably used, permanent temperature resistances up to
  • the electrical machines can be subjected to higher loads with regard to the end glow protection or the external glow protection.
  • the conductivity of the fabric or tile is not influenced by a subsequent VPI soaking process. Contamination of the VPI impregnating agent by electrically conductive components of the glitter protection systems (fillers) is excluded, since the electrically conductive coating adheres firmly to the inorganic carrier material.
  • the thermal stability, the thermal thermal conductivity and the electrical properties are the thermal stability, the thermal thermal conductivity and the electrical properties.
  • a maximum field strength of approx. 3.5 kV / mm can be achieved with Mica.
  • the insulation of conductors within electrical machines can be set up in such a way that the conductor is initially surrounded by an insulating layer and then a glow protection layer is added around this insulating layer as an additional layer.
  • the glow protection contributes to an even field distribution on the surface of the conductor at.
  • the glow protection within the electrical machine is adjacent to the stator core in the stator slots.
  • the stator core is, for example, set to zero potential or neutral potential.
  • the electrical glow plug can be designed differently from the end glow plug. Both the insulation and the glow protection of an electrical machine depend on the use of the electrical machine. In particular when operating an electrical machine on converters, which carry out pulse modulation, there are increased demands on the insulation and on the glow protection, which is also referred to in English as "corona shielding".
  • the coating has an electrically conductive inorganic material.
  • a conductive electrical inorganic material overcomes the disadvantage when using carbon black or graphite that they are influenced by partial discharges. Partial discharges cause ozone. Ozone destroys organic material like that
  • the ozone generated by partial discharge destroys both the soot and the graphite, which is in the organic Resin is present, so that the conductivity of the glow protection is reduced, as is the organic resin itself, so that it dissolves more and more and the glow protection is destroyed, the glow protection from the glass fabric, the organic resin and the substances contained therein There are substances for adjusting the electrical conductivity.
  • the carrier material like the coating thereon, consists of inorganic material.
  • Glass, aluminum oxide AlO and silicon carbide SiC are to be mentioned as inorganic carrier materials for the coating.
  • a fleece or a fabric can be produced from these materials as a carrier.
  • the glow protection can be equipped with different electrical properties as external glow protection, AGS for short, or as end glow protection, EGS for short.
  • the end glow protection preferably has a resistance value of 5 ⁇ 10 8 ⁇ m.
  • the external glow protection typically has a value of around 1000 ⁇ m.
  • the glow protection serves both for external glow protection and in particular for final glow protection to equalize potential on the surface of the main insulation. This means that other resistance values that deviate from the above figures are also possible.
  • the glow protection continues to ensure a homogenization of the electrical field.
  • the end glow protection is used to send the potential of the stator core package of the electrical see machine.
  • the field strengths occurring in the air on the conductor provided with glow protection no longer lead to arcing in the air.
  • the glow protection is used in particular in electrical high-voltage machines.
  • high-voltage electrical machines are operated at voltages greater than 3 kV. Due to the high voltages, equipotential bonding on the conductors is necessary using glow protection.
  • the smoldering protection according to the above-mentioned configurations is produced in a method in such a way that a coating is applied to a carrier material.
  • the coating can be applied in various ways.
  • the coating can be sprayed onto the carrier layer, for example. Since the inorganic coating, which is at least partially or completely electrically conductive, is sprayed onto the inorganic carrier layer, an inorganic glow protection is produced.
  • solvents such as alcohol can be used, which can also be organic. An organic solvent evaporates and ultimately does not form part of the glow protection.
  • a further possibility of applying the coating to the carrier layer is to evaporate the coating onto the carrier layer so that a layer with inorganic conductive material is formed on the carrier layer.
  • Another possibility of the coating is that the coating is sprayed onto the fibers and / or threads.
  • a third possibility of coating results from the fact that the fibers or the threads are passed through an immersion bath.
  • a type of immersion bath is also used as a method for coating a carrier material, e.g. a glass fabric, applicable.
  • a fabric-like carrier material is coated with a solution, a sol or a suspension in an electron-conducting manner. This is an alternative to electron-conductive coating by spray, dip or flame coating.
  • the electron-conducting coatings are annealed at 350-700 ° C., so that adherent, coherent and electrically conductive coatings are produced on the surface of the fabric.
  • This thermal treatment can take place in different atmospheres, e.g. Air, forming gas, N2, NH3, are carried out.
  • the thermal treatment takes place, for example, in an oven, electrically or fossil-heated, or by infrared radiators and / or other radiation sources, e.g. Laser.
  • Such a method can be used to produce an electron-conducting coating both on a carrier material and in the case of fibers or threads or rovings.
  • These electron-conducting coatings consist, for example, of metal oxides, primarily indium, tin, arsenic, Antimony oxide, transition metal oxides, and any mixtures of these.
  • Inorganic salts or complex compounds of metals primarily indium, tin, arsenic and antimony, preferably acetates, alcoholates, acetylacetonates, oxalates, halides, nitrates, sulfates, are used as the starting compound for the production of the coating of insulating tapes for corona protection layers.
  • Suspensions of the smallest particles of metal oxides, primarily indium, tin, arsenic, antimony oxide, transition metal oxides can also be used for coating.
  • the resistance of the coating can be set, for example, by the thickness of the coating, but also by the differentiated use of electrically conductive materials in the coating and their concentration.
  • the thickness of the coating is a parameter for setting the layer thickness, for example due to the speed at which the object to be coated runs through the dipping bath.
  • a coating process is used several times, more than one coating can be formed.
  • this can advantageously be used to form an adhesive layer which improves the adhesion between the electrically conductive coating and the carrier layer, or the uncoated thread or the uncoated fiber.
  • coatings can also be used in such a way that they create a balance between different coefficients of thermal expansion.
  • a solution, a sol or a suspension are sprayed onto a belt as a carrier material using a spray device.
  • the tape is preferably guided past the spray device.
  • the spray coating can only be carried out on one side or, preferably simultaneously or promptly, from both sides.
  • Dip coating In a solution, a sol or a suspension, the glass fabric tape is immersed as a carrier material and pulled out, preferably at a constant speed. This creates an adherent layer of constant thickness. The process is preferably carried out continuously.
  • the glass ribbon is passed through a coating bath which contains the solution, the sol or the suspension. This is preferably done at a constant speed.
  • a solution, a sol or a suspension is sprayed into a flame.
  • the flame is directed onto the glass fabric tape, which serves as the carrier material. This creates a uniform oxidic coating on the belt.
  • the flame coating can be carried out from only one side or, preferably promptly or simultaneously, from both sides.
  • the flame can be a gas flame or a flame held down by flammable liquids.
  • the flammable liquid can also be the sprayed solution itself.
  • Plasma flame can be used.
  • the glass fabric tape can have room temperature or a temperature increased to 500 ° C.
  • Sputtering is also a possible coating process.
  • thermal post-treatment can also be carried out:
  • the coating obtained by one of the aforementioned processes is post-treated thermally. Depending on the layer composition and coating technology, temperatures between 350 and 700 ° C are used.
  • the thermal treatment is carried out in an air atmosphere or under a protective gas, or it can also be carried out in a reactive atmosphere, e.g. B. forming gas, NH3 or CH4.
  • thermal post-treatment is generally necessary, while thermal post-treatment does not necessarily have to be carried out after the flame coating.
  • the thermal aftertreatment takes place in an electrically heated furnace or in a fossil (gas or liquid fuel) heated furnace.
  • infrared emitters and / or other radiation sources can also be used for this.
  • the combination of these heat sources is also possible.
  • the thermal aftertreatment can be carried out batchwise, but continuous thermal treatment is preferred.
  • the carrier material for example a glass ribbon
  • This furnace can have a locally constant temperature, or can be divided into zones of different temperatures. This allows the continuous strip related thermal treatment in the form of a defined temperature-time profile.
  • the coating leads to a certain chemical composition of this coating.
  • Inorganic oxide layers are preferred.
  • the layers can consist of doped titanium oxide or tin oxide.
  • Sb 2 0 5 , Nb 2 Os, Ta 2 Os or V2O5 can be used as doping, for example.
  • undoped layers of Ti0 2 or Sn0 2 if these are brought into a sufficient electron-conducting state by adding reducing components and / or reducing gas atmospheres during the thermal aftertreatment.
  • Other oxidic coatings such as Nb 2 Os, M0O2 or Ta 2 Os, can also be used; these layers can also be doped.
  • Another preferred possibility is the use of electron-conducting In203 layers, which contain up to 50% by weight.
  • Sn ⁇ 2 but preferably with 2-5% by weight.
  • Sn0 2 can be doped.
  • further oxide layers according to the invention are CuO, MnO, NiO, CoOx, FeOx and mixtures or compounds of these or of these oxides.
  • transition metal oxide, arsenic, indium, antimony and tin oxide and any mixtures of these or compounds of these oxides can therefore be used.
  • solutions which meet the requirements of the coating methods described above can be used as the coating solution.
  • solutions of inorganic salts or complex compounds of the aforementioned metals should be mentioned. Halides, sulfates, nitrates, acetates, oxalates, acetylacetonates or salts of other organic acids are preferred. Alcoholates of the corresponding metals are also preferred.
  • the solutions can be aqueous solutions, but also alcoholic solutions, which can both contain organic additives. Even the use of organic Solvents are possible. Sols containing the corresponding metal components can also be used. These can be produced, for example, from alcoholates or from halides or acetates or other salts of organic acids using the sol-gel process.
  • suspension containing the smallest particles in water or organic solvents is also possible.
  • the particle size can be a few n to a few micrometers.
  • the use of particle sizes in the range from 5 nm to 200 nm is preferred.
  • These can be oxidic or hydroxide particles or else particles from chemical compounds which are converted into oxides during thermal treatment.
  • carbonates, acetates or oxalates are mentioned.
  • the suspensions can contain stabilizing or other additives made from organic or inorganic components.
  • a layer of an organic polymer can be applied.
  • this layer no longer adversely changes the electrical properties of the glow protection.
  • the sol for coating is produced from SnCl 2 * 2H 2 0. 50.77 g (0.225 mol) of SnCl 2 * 2H 2 0 (M 225.63) are dissolved in 600 ml of absolute ethanol and then in a flask with reflux condenser and attached drying tube heated under reflux. The solvent is distilled off and the residue, a white powder, is taken up again with 300 ml of absolute ethanol. The resulting solution is stirred for 2 hours at a temperature of 50 ° C. After cooling, 2.57 g (0.011 mol) of SbC13 (M 228.11) are dissolved in a few milliliters of absolute ethanol. Care should be taken to ensure that no permanent precipitation occurs.
  • the glass fabric tape is pulled through the solution, which has aged for several days, at a constant drawing speed of 20 cm / min.
  • the coating is dried at 110 ° C. for 15 minutes and then baked at 500 ° C. for 20 minutes.
  • the result is a transparent, electrically conductive coating that has the following reproducible properties: Layer thickness: 80-100 nm layer resistance: 900 ⁇ / D - 4.0 K ⁇ / D
  • Another example is an external glow protection tape made of glass fabric, coated with tin-doped indium oxide (5 mol%):
  • the coating solution is prepared from In (N0 3 ) 3 * (H2O.5. 45.12 g (0.15 mol) of In (N0 3 ) 3 * (H 2 0) 5 (300.83) in 300 ml of absolute ethanol together with Dissolved 30.90 ml (0.30 mol) of acetylacetone (M 100.12)
  • Another example is the following process for producing an external glow protection tape from glass fabric, coated with fluorine-doped tin dioxide (5 mol%):
  • the sol for coating is made from SnCl 2 * 2H0. 60.92 g (0.27 mol) of SnCl 2 * 2H 2 0 (M 225.63) are dissolved in 600 ml of absolute ethanol and then heated under reflux in a flask with reflux condenser and attached drying tube. The solvent is distilled off and the residue, a white powder, is taken up again with 300 ml of absolute ethanol. The resulting solution is stirred for 2 hours at a temperature of 50 ° C.
  • FIG ⁇ two examples of a fabric and 7 shows a structure for carrying out the method for coating.
  • An electrical machine essentially consists of a stator, which is constructed from the so-called core sheet stack 2, in which 9 insulated windings / copper conductors 3 are inserted in preformed stator slots, and the rotor, which rotates in the stator.
  • the Städner laminated core 2 is composed of a certain number of individual laminations stacked on top of one another, the upright laminations 1, into which upright grooves 9 are stamped.
  • the stator winding is inserted into these stator slots 9 and, depending on the requirement, is provided with a specific insulation system.
  • a typical insulation system for high-voltage machines has a main insulation in the following also called conductor insulation 7, around which mica tapes 4, 5 are wound.
  • the surface of the stator insulation in the groove area is provided with an electrically highly conductive external glow protection (AGS) 5 to protect the insulation from damage caused by excessive partial discharges to protect.
  • AGS external glow protection
  • the external glow protection 5 extends beyond the stator core 2, so that no discharges can occur even at short distances against pressure plates and pressure fingers of the stator core 2.
  • VPI process an impregnation process
  • the windings are impregnated with an impregnation resin, which is then cured. This means that the external glow protection tape 5 used must be compatible with this complex process.
  • the tape must not contain any components that interfere with the impregnation process or release it into the soaking bath. In addition, it must be incorporated homogeneously in the molding material formed after curing, so that partial discharges are avoided.
  • soot or graphite-containing fabric tapes or lacquers are used to produce the external corona protection layer 5.
  • woven or non-woven tapes based on glass or polyester are used, which are provided with an organic binder with a filler that is conductive according to the requirements (carbon black, graphite).
  • corresponding exterior glow protection layers 5 are applied on a lacquer basis in the painting process.
  • glow protection tapes 4, 5 or lacquers with carbon black or graphite as conductive filler known from the prior art have serious disadvantages. Due to the organic binders and carrier materials required for processing and the desired properties, the materials have only a limited thermal resistance up to a maximum of 180 ° C. In addition, the materials when
  • the invention makes it possible to produce external glow protection tapes 5, as well as corresponding end glow protection tapes 4 as shown in FIG. 1, in reproducible quality
  • the glow protection 4.5 according to the invention has a significantly higher thermal resistance compared to the previously known glow protection tapes or in comparison with lacquers.
  • FIG. 1 consequently shows schematically the place of use of a glow protection according to the invention.
  • a stator core 2 is shown, which is composed of stator core 1.
  • Copper conductors 3 are located within stator slots 9.
  • the copper conductors 3 have conductor insulation 7.
  • the conductor insulation 7 is advantageously made stronger inside the stator core 2 than outside the stator core 2 where the copper conductors 3 form a winding end, which is not shown in FIG. 1, however.
  • the glow protection 4.5 on the conductor insulation 7.
  • the glow protection for the area of the copper conductor 3, which is located within the stator core 2, is referred to as external glow protection 5 - AGS.
  • the glow protection on the conductor insulation 7, which is located outside the stator core 2, is referred to as end glow protection 4 - EGS.
  • Both the external glow protection 5 and the end glow protection 4 serve for electrical potential control.
  • the glow protection 4, 5 is made at least from a carrier layer and a layer thereon, which can be designated as a coating layer. Consequently, it is also possible to carry out a smoldering protection which has more than one carrier material and / or more than one coating, but is not shown in the figure.
  • FIG. 2 shows a glow protection 14 which has a carrier material 10 and a coating 12.
  • a glow protection 14 which has a carrier material 10 and a coating 12.
  • the glow protection i.e. as external glow protection or as end glow protection is both that
  • the carrier material 10 consists, for example, of glass fibers.
  • a fabric can be produced from this glass fiber. This results, for example, in canvas formation with Velcro or weft threads.
  • the stability or flexibility can be set differently. In principle, it is advantageous to be able to make the tissue as thin as possible.
  • the fabric structure is also of particular importance because it can be used to influence the field smoothing.
  • the coating 12 has electrically conductive inorganic substances. These are, for example, metals with different oxidation levels. Since the external glow protection generally has a higher electrical conductivity compared to the end glow protection, a higher concentration of metals allows different levels of oxidation within the glow protection to change the end glow protection to the external glow protection.
  • the illustration according to FIG. 3 shows in detail the transition of the copper conductor 3 from the stator core 1 into the air 16.
  • the copper conductor 3 has both conductive insulation 7 and an external glow protection 5 and an end glow protection 4.
  • the two glow protectors meet at connection 6.
  • the step connection between the external glow protection 5 and the end glow protection 4 results from the fact that the glow protection is advantageously wound as a tape overlapping the conductor insulation of the copper conductor, so that the glow protection is located on the conductor insulation 7 in two layers, for example.
  • other winding options are also possible, which lead to a single-layer or multi-layer winding by a tape.
  • FIG. 4 shows the conductivity 18 on the Y axis and the concentration of electrically conductive materials on the X axis 20.
  • electrically conductive materials For example, carbon or silicon carbide can be used as the electrically conductive material.
  • Curve 22 shows a steep increase 24 within a small concentration change band 26. This shows the problem of adjusting the concentration of conductive materials according to the prior art by impregnating a carrier material.
  • the fabric 40 is a plain weave.
  • the fabric 41 is a body bond. Both types of fabric are to be understood as an example both for a fabric which serves as a carrier material for a coating and as an example for a fabric whose threads are coated.
  • FIG. 7 shows an example of a coated thread or a coated fiber, which has a glass fiber 51 inside, which represents the thread core or the fiber core and is surrounded on the outside by a coating 50.
  • FIG. 8 shows a dip coating with subsequent calcination (heat treatment).
  • a fabric-like carrier material (77) is coated with a solution, a sol or a suspension in an immersion bath 72.
  • the direction of movement 74 of the carrier material is indicated by an arrow.
  • the immersion bath contains various inorganic materials dissolved in alcohol which lie on the carrier material 77 in the immersion bath. Inorganic materials can be selected that show electron-conducting properties directly or after thermal aftertreatment.
  • the solvent in the present case becomes alcohol, for example, by elevated temperature - which results in evaporation 75 - in one Intermediate treatment device 73 and / or removed by dripping 76.
  • calcination is carried out at temperatures between 350 ° C. and 700 ° C., so that a firmly adhering, coherent and electrically conductive coating is formed on the surface of the fabric.
  • the layer thicknesses of the electron-conducting layer are a few nm to a few micrometers, preferably 50 nm to 500 nm.
  • a glow protection tape 70 can be removed from a coating device 78 as described above.
  • All electrically insulating inorganic fabric types that are stable in the specified temperature range can be used as carrier materials. Glass fabrics and fabrics made of aluminum oxide or aluminum oxide containing SiO 2 are preferred.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Glimmschutz einer elektrischen Maschine, wobei der Glimmschutz entweder ein Trägermaterial und eine Beschichtung aufweist oder aus einem Gewebe bzw. Flies besteht, welches aus Fäden aufgebaut ist, welche eine Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung weist elektrisch leitfähiges anorganisches Material auf.

Description

Beschreibung
Glimmschutz
Die Erfindung betrifft einen Glimmschutz für elektrische Maschinen. Ein derartiger Glimmschutz weist zumeist ein Gewebe bzw. ein Flies auf.
Derartige Gewebe sind beispielsweise aus den DIN-Nor en DIN 16740 und DIN 16741 aus dem Jahre 1976 (Januar) bekannt. Die DIN 16740 offenbart ein Textilglasgewebe für elektronische Zwecke. Die DIN 16741 offenbart Textilglasgewebe-Wände mit festen Wegkanten für elektronische Zwecke. Die Gewebe dienen beispielsweise als Träger für Tränkmittel, wobei durch die Tränkmittel elektrischer Eigenschaften erzielbar sind. Durch Tränkung ist beispielsweise ein Glimmschutz herstellbar.
Der Glimmschutz kann beispielsweise auch durch ein chemisches Reduktionsverfahren hergestellt werden, wobei dies in der US. -PS 3,639,113 offenbart ist. Die durch Reduktion eingestellte elektrische Leitfähigkeit ist in ihrem Wert schwierig zu reproduzieren. Desweiteren ist dieses Reduktionsverfahren kompliziert und kostenaufwendig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Glimmschutz für eine elektrische Maschine anzugeben, dessen elektrische Eigenschaften reproduzierbar einstellbar sind und/oder der eine längere Lebensdauer aufweist. Der Glimmschutz soll auch einfach und/oder kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Glimmschutz für eine elektrische Maschine ein Trägermaterial und eine darauf befindliche Beschichtung aufweist.
In einem Verfahren zur Herstellung des Glimmschutzes wird auf eine Trägerschicht eine Beschichtung aufgetragen. Bei der Herstellung von Glimmschutz wird beispielsweise ein Glasgewebe, welches nicht elektrisch leitend ist, als Grundmaterial verwendet. Das aus anorganischen Material bestehende Gewebe wird in einem Lösungsmittel getränkt. Das Lösungsmit- tel enthält beispielsweise metallorganische und/oder anorganische von Übergangsmetallen. Nachdem dass Lösungsmittel abgedampft ist, erfolgt die Kalzinierung des getränkten Glasgewebes bei einer Temperatur von ca. 600 C° . Die elektrische Leitfähigkeit kann z.B. durch eine an der Oberfläche befind- liehe Animonzinnoxydschicht über die Dicke und Dotierung festgelegt werden.
Dadurch, dass der Glimmschutz sowohl ein Trägermaterial als auch eine darauf befindliche Beschichtung, also ein Beschich- tungsmaterial aufweist, kann die Funktion des Glimmschutzes getrennt werden. Einerseits wird durch das Trägermaterial insbesondere auch die mechanische Eigenschaft des Glimmschut- zes bestimmt, andererseits wird durch die Beschichtung insbesondere auch die elektrische Eigenschaft des Glimmschutzes bestimmt. Die Beschichtung weist elektrisch leitfähiges anorganisches Material auf. Das elektrisch leitfähige anorganische Material ist im Vergleich zum Stand der Technik auf Grund des fehlenden organischen Anteils bezüglich Teilentladungen unempfindlicher. Der Glimmschutz ist also erfindungsgemäß einzig und allein aus anorganischem Material aufbaubar .
Das Trägermaterial besteht in vorteilhafter Weise gänzlich aus anorganischem Material, da so Schädigungen durch Teilent- ladungen vermeidbar sind. Auch die Beschichtung des Trägermaterials besteht zumindest aus einem anorganischen Material. Somit besteht der Glimmschutz in vorteilhafter Weise nur aus anorganischem Material. Natürlich kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn Bestandteile des Trägermaterials organische chemische Verbindungen wie Kleber aufweisen. Durch einen Kleber am Anfang und am Ende eines Glimmschutzbandes kann dieses verbessert werden, da das Band zum Aufwickeln auf die Haupt- isolierung/Isolierung sowohl anfangs als auch am Ende befestigbar ist. Das Trägermaterial des Glimmschutzes ist beispielsweise ein Gewebe und/oder ein Flies. Als Trägermaterialien können alle elektrisch isolierenden anorganischen Gewebetypen/Fliestypen verwendet werden, die im für die elektrische Maschine notwendigen Temperaturbereich beständig sind. Bevorzugt sind Glasgewebe und Gewebe aus Aluminiumoxid bzw. Si02- enthaltendem Aluminiumoxid. Die gleichen Materialien sind auch für Fliese verwendbar.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch einen Glimmschutz für eine elektrische Maschine, wobei der Glimmschutz als ein Flies und/oder als ein Gewebe ausgebildet ist, welches Fasern und/oder Fäden aufweist, wobei die Fasern und/oder die Fäden aus einem anorganischen Material bestehen und die Fasern und/oder die Fäden mit einem anorganischen Material beschichtet sind gelöst. In einem entsprechenden Verfahren werden die Fasern des Flieses bzw. Fäden des Gewebes entsprechend beschichtet.
Die Beschichtung der Fasern bzw. der Fäden weist, wie bei der Beschichtung des Trägermaterials zumindest in Teilen elektrisch leitfähiges anorganisches Material auf. In einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung einzig und allein elektrisch leitfähiges anorganisches Material auf.
Ist Glimmschutz aus elektrisch leitfähig beschichteten Fasern (zur Fliesbildung) bzw. Fäden (zur Gewebebildung) aufgebaut, so kann vorteilhaft eine zusätzliche Beschichtung des Gewebes bzw. des Flieses unterbleiben. Ein zusätzliche
Einstellmöglichkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Glimmschutzes ergibt sich durch eine Mischung von elektrisch leitfähigen Fasern/Fäden mit elektrisch nicht leitfähigen Fasern/Fäden.
Der Glimmschutz findet insbesondere seine Anwendung zum Schutz der Isolierung von elektrischen Maschinen wie Motoren, beispielsweise Bahnmotoren, und Generatoren insbesondere Turbogeneratoren bei Spannungen im kV-Bereich insbesondere größer gleich 3,3 kV. Bei anliegenden Spannungen größer 3,3 kV sind Vorkehrungen zur Vermeidung von Teil- bzw. Glimmentladungen bzw. zur Potentialsteuerung notwendig. Dabei wird im Nutbereich eines Blechpaketes einer elektrischen Maschine vom Innen- bzw. Außen-glimmschutz, im Wicklungskopfbereich vom Endengli mschutz bzw. Endglimmschutz ge-sprochen.
Als Glimmschutz werden im Stand der Technik wie bereits be- schieben im allgemeinen Gewebe- oder Fliesbänder aus Glas bzw. Polyester eingesetzt, die mit einem füllstoffhaltigen Bindemittel getränkt sind. Bei der Einzelstab-tränkung werden teilweise auch füllstoffhaltige Anstriche verwendet. Im Nutbereich werden als elektrisch leitfähige Füllstoffe in der Regel Russ oder Graphit, im Wickelkopfbereich elektrisch halbleitendes Siliziumcarbid eingesetzt. Die genannten Werkstoffe sind bedingt durch die notwendigen orga-nischen Binde- mittel nur eingeschränkt thermisch belastbar (bis ca. 180 C°) und werden durch Teil- oder Glimmentladungen schnell zerstört. Zudem wird ihre elektrische Leitfähigkeit durch einen VPI-Tränkprozess (VPI steht für Vacuum Pressure Impregnation) in nicht vorhersehbarer Weise beeinflusst. Durch Abrieb z.B. des Graphit bzw. Ausschwemmung können das VPI-Tränkmittel und angrenzende Isolierbereich durch elektrisch leitfähige Füllstoffe kontaminiert werden. Allerdings ändert sich dadurch auch nachteilig die elektrische Leitfähigkeit.
Der erfindungsgemäße Glimmschutz ist beispielsweise als Gewebe- bzw. Fließband ausführbar, welches mit elektrisch leitfähigem anorganischen Material bzw. Materialien beschichtet ist. Die notwendigen elektrischen Leitfähigkeiten für Innen- und Außenglim schutz (5*102 ΩD bis 5*104 ΩD) und für den Endenglimmschutz (5*107 ΩD bis 109 ΩD) sind durch unterschiedliche Dotierungen, d.h. durch unterschiedliche Konzent- rationen bzw. auch durch unterschiedliche Schichtdicken der elektrisch leitfähigen Schicht erreichbar.
Da vorzugsweise thermisch stabile anorganische Materialien zum Einsatz kommen sind Dauertemperaturbeständigkeiten bis
500C0 realisierbar. Die elektrischen Maschinen können dadurch bezüglich des Endenglimmschutzes bzw. des Außenglimmschutzes höher belastet werden. Die Leitfähigkeit der Gewebe bzw. Fliese wird nicht durch einen nachfolgenden VPI-Tränkprozess beeinflusst. Die Kontamierung des VPI-Tränkmittels durch elektrisch leitfähige Komponenten der Gliπtmmschutzsysteme (Füllstoffe) ist ausgeschlossen, da die elektisch leitfähige Beschichtung fest am anorganischen Trägermaterial haftet.
Der Glimmschutz ist bei einer elektrischen Maschine neben der Isolation von besonderer Bedeutung. Dies gilt wie bereits erwähnt insbesondere für Hochspannungsmaschinen, welche eine Spannung ab ca. 3,3 kV aufweisen. Bei der Entwicklung von Isolationssystemen für Maschinen werden insbesondere drei Pa- rameter betrachtet:
Die thermische Stabilität, die thermische Wärmeleitfähigkeit und die elektrischen Eigenschaften.
Bei den elektrischen Eigenschaften ist sowohl auf den elektrischen Widerstand wie auch auf die Verteilung elektrischer Feldstärken zu achten. Insbesondere bei Hochspannungsmaschinen werden micabasierte Isolationssysteme verwendet.
Mit Mica ist eine maximale Feldstärke von ca. 3,5 kV/mm zu erreichen. Die Isolierung von Leitern innerhalb elektrischer Maschinen ist so aufbaubar, dass der Leiter zunächst von einer Isolierschicht umschlossen wird und um diese Isolier- schicht sich anschließend noch einen Glimmschutz als zusätzliche Schicht anschließt. Der Glimmschutz trägt zu einer gleichmäßigen Feldverteilung auf der Oberfläche des Leiters bei. Weiterhin grenzt der Glimmschutz innerhalb der elektrischen Maschine in den Ständernuten an das Ständerblechpaket an. Das Ständerblechpaket ist beispielsweise auf Nullpotential oder auf Sternpunktpotential gelegt. Der Außenglimm- schütz ist in seiner elektrischen Eigenschaft anders ausführbar als der Endglimmschutz. Sowohl die Isolierung als auch der Glimmschutz einer elektrischen Maschine ist abhängig von der Verwendung der elektrischen Maschine. Insbesondere beim Betreiben einer elektrischen Maschine an Stromrichtern, wel- ehe eine Pulsmodulation durchführen, ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Isolierung und an den Glimmschutz welcher im englischen auch als "Corona shielding" bezeichnet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Glimmschutzes weist die Beschichtung ein elektrisch leitfähiges anorganisches Material auf. Durch die Verwendung eines leitfähigen elektrischen anorganischen Materials wird der Nachteil bei der Verwendung von Ruß oder Graphit überwunden, dass diese aufgrund von Teilentladungen beeinflusst werden. Teilentladungen ver- Ursachen Ozon. Ozon zerstört organisches Material, wie das
Harz als Bindemittel von SiC oder auch den Ruß bzw. das Graphit selbst. Dadurch ändert sich die elektrische Leitfähigkeit des Glimmschutzes nachteilig. Durch die Zerstörung organischen Materials erhöht sich die Teilentladung innerhalb der elektrischen Maschine an den Leitern, so dass wiederum mehr Ozon gebildet wird, welches in erhöhtem Masse zur Zerstörung organischen Materials beiträgt. Dadurch ergibt sich eine Art Teufelskreis, welcher zu großen Schäden des Glimmschutzes führen kann. Russ oder Grafit wurde bisher in organisches Harz gegeben, mit welchem ein Glasgewebe oder auch ein Polyester im Gewebe getränkt ist. In das organische Harz ist weiterhin zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit Siliziumkarbid einbringbar. Die Verwendung organischen Harzes zum Tränken von Glasgeweben bzw. Polyestergewebe begrenzt die Temperatur die sich maximal in der elektrischen Maschine einstellen darf. Das durch Teilentladung entstehende Ozon zerstört sowohl den Russ bzw. den Grafit, welcher im organischen Harz vorhanden, so dass die Leitfähigkeit des Glimmschutzes reduziert wird, als auch das organische Harz selbst, so dass sich dieses mehr und mehr auflöst und es zu einer Zerstörung des Glimmschutzes kommt, wobei der Glimmschutz aus dem Glasgewebe, dem organischen Harz und den darin befindlichen Stoffen zur Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit besteht.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Trägerma- terial ebenso wie die darauf befindliche Beschichtung aus anorganischem Material. Dadurch ist nicht nur eine erhöhte Temperaturfestigkeit erzielbar sondern auch eine Unempfindlich- keit gegenüber durch Teilentladung entstehendes Ozon.
Als anorganisches Trägermaterial zur Beschichtung sind Glas, Aluminiumoxid AlO und Siliziu carbit SiC zu nennen. Aus diesen Materialien ist ein Flies oder ein Gewebe als Träger fer- tigbar.
Der Glimmschutz ist als Außenglimmschutz, kurz AGS genannt, bzw. als Endglimmschutz, kurz EGS genannt mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften ausstattbar.
Vorzugsweise weist der Endenglimmschutz einen Widerstandswert von 5xl08 Ωm auf. Der Außenglimmschutz weist typischerweise etwa einen Wert von 1000 Ωm auf. Dies sind allerdings nur Richtwerte, die von vielen Faktoren abhängen. Entsprechende Faktoren sind beispielsweise die Spannung sowie die Länge eines Endenglimmschutzes. Der Glimmschutz dient sowohl beim Außenglimmschutz als auch insbesondere beim Endglimmschutz zum Potentialausgleich auf der Oberfläche der Hauptisolierung. Somit sind auch andere von den obigen Zahlen abweichende Widerstandswerte möglich.
Durch den Glimmschutz wird weiterhin für eine Homogenisierung des elektrischen Feldes gesorgt. Der Endglimmschutz dient zum Absenden des Potentials des Ständerblechpaketes der elektri- sehen Maschine. Die in der Luft auftretenden Feldstärken am mit Glimmschutz versehenen Leiter führen in der Luft nicht mehr zu Überschlägen.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Beschichtungen eines Trägermaterials sind die unterschiedlichen Anforderungen eines Außenglimmschutzes bezüglich den Anforderungen eines Endglimmschutzes leicht abänderbar da sich der Glimmschutz nunmehr nur durch seine Beschichtung unterscheidet und das Trä- germaterial gleich bleibt.
Die Verwendung des Glimmschutzes erfolgt insbesondere bei elektrischen Hochspannungsmaschinen. Im allgemeinen werden elektrische Hochspannungsmaschine bei Spannungen von größer 3 kV betrieben. Durch die hohen Spannungen ist ein Potentialausgleich an den Leitern durch einen Glimmschutz notwendig.
Der Glimmschutz nach der vorgenannten Ausgestaltungen wird derart in einen Verfahren gefertigt, dass auf eine Trägerma- terial eine Beschichtung aufgebracht wird. Die Beschichtung kann auf verschiedene Arten und Weisen aufgebracht werden.
Die Beschichtung ist beispielsweise auf die Trägerschicht aufsprühbar. Da auf die anorganische Trägerschicht die anorganische Beschichtung, welche zumindest in Teilen oder ganz elektrisch leitfähig ist, aufgesprüht wird, entsteht ein anorganischer Glimmschutz. Zum Aufsprühen können Lösungsmittel, wie Alkohol verwendet werden, die auch organisch sein können. Ein organisches Lösungsmittel verflüchtigt sich und bildet letztendlich keinen Bestandteil des Glimmschutzes.
Eine weitere Möglichkeit die Beschichtung auf die Trägerschicht aufzubringen ist, die Beschichtung auf die Träger- schicht aufzudampfen, so dass sich eine Schicht mit anorganisch leitfähigen Material auf der Trägerschicht ausbildet. Neben der Beschichtung der Trägerschicht ist auch eine Beschichtung von einzelnen Fasern bzw. einzelnen Fäden bzw. Rovings (miteinander verdrillte Fäden) durchführbar. Die Be- schichtun erfolgt beispielsweise so, dass diese auf die Fasern und/oder Fäden aufgedampft wird. Eine andere Möglichkeit der Beschichtung besteht darin, dass die Beschichtung auf die Fasern und/oder Fäden aufgesprüht wird. Eine dritte Möglichkeit der Beschichtung ergibt sich dadurch, dass die Fasern bzw. die Fäden durch ein Tauchbad geführt werden.
Eine Art Tauchbad ist auch als Verfahren zur Beschichtung eines Trägermaterials, wie z.B. eines Glasgewebes, anwendbar.
Zur Herstellung von Isolierbändern für Glimmschutzschichten bei Wicklungen für elektrische Maschinen wird ein gewebeartiges Trägermaterial mit einer Lösung, einem Sol oder einer Suspension elektronenleitend beschichtet. Dies ist eine Alternative zur elektronenleitende Beschichtung durch Sprüh-, Tauch- oder Flammbeschichten.
Bei der Herstellung von Isolierbändern für Glimmschutzschichten werden die elektronenleitenden Beschichtungen bei 350 - 700 °C getempert, so daß auf der Oberfläche der Gewebe festhaftende, zusammenhängende und elektrisch leitfähige Beschichtungen entstehen. Diese thermische Behandlung kann in unterschiedlichen Atmosphären, z.B. Luft, Formiergas, N2, NH3, durchgeführt werden. Die thermische Behandlung erfolgt beispielsweise in einem Ofen, elektrisch oder auch fossil beheizt, oder durch Infrarotstrahler und/oder andere Strahlungsquellen, z.B. Laser.
Durch derartige Verfahren lässt sich sowohl auf einem Trägermaterial als auch bei Fasern oder Fäden oder Rovings ein elektronenleitende Beschichtung herstellen. Diese elektronenleitenden Beschichtungen bestehen beispielsweise aus Metalloxiden, vornehmlich Indium-, Zinn- Arsen-, Antimonoxid, Übergangsmetalloxiden, sowie beliebigen Mischungen dieser.
Als Ausgangsverbindung für die Herstellung der Beschichtung von Isolierbändern für Glimmschutzschichten finden anorganische Salze oder Komplexverbindungen von Metallen, vornehmlich Indium, Zinn, Arsen und Antimon, bevorzugt Acetate, Alkoholate, Acetylacetonate, Oxalate, Halogenide, Nitrate, Sulfate, Verwendung. Auch Suspensionen kleinster Teilchen aus Metalloxiden, vornehmlich Indium-, Zinn- Arsen-, Antimonoxid, Übergangsmetalloxiden sind zur Beschichtung verwendbar.
Der Widerstand der Beschichtung ist Beispielsweise durch die Dicke der Beschichtung aber auch durch die differenzierte Verwendung elektrisch leitfähiger Materialien in der Beschichtung sowie deren Konzentration einstellbar. Bei einem Tauchverfahren in einer Lösung, einem Sol oder einer Suspension zur Herstellung einer Beschichtung ist die Dicke der Beschichtung beispielsweise durch die Geschwindigkeit mit der der zu beschichtende Gegenstand durch das Tauchbad läuft ein Parameter zur Einstellung der Schichtdicke.
Wird ein Beschichtungsverfahren mehrfach angewandt, so ist mehr als eine Beschichtung ausbildbar. Insbesondere bei der Beschichtung von Fasern, Fäden aber auch bei einem bandförmigen Trägermaterial kann dies vorteilhaft dazu genutzt werden, um eine Haftschicht auszubilden, welche die Haftung zwischen der elektrisch leitenden Beschichtung und der Trägerschicht, bzw. dem unbeschichteten Faden oder der unbeschichteten Faser verbessert. Mehrere Beschichtungen sind auch dahingehend ausnutzbar, dass diese einen Ausgleich zwischen verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten schaffen. Ergänzend zu den bereits gemachten Ausführungen sollen nun noch einmal Herstellungsverfahren für eine Beschichtung benannt werden:
Sprühbeschichtung:
Eine Lösung, ein Sol oder eine Suspension, werden mit Hilfe einer Sprüheinrichtung auf ein Band als Trägermaterial aufgesprüht. Hierbei wird vorzugsweise das Band an der Sprüheinrichtung vorbeigeführt. Die Sprühbeschichtung kann nur auf einer Seite erfolgen oder aber, vorzugsweise zeitgleich oder zeitnah, von beiden Seiten vorgenommen werden.
Tauchbeschichten: In eine Lösung, ein Sol oder eine Suspension, wird das Glasgewebeband als Trägermaterial eingetaucht und, vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit, wieder herausgezogen. Hierbei bildet sich eine anhaftende Schicht konstanter Dicke. Das Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt. Hierbei wird das Glasband durch ein Beschichtungsbad, das die Lösung, das Sol oder die Suspension enthält, geleitet. Dies geschieht vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit.
Flammenbeschichtung:
Eine Lösung, ein Sol oder eine Suspension, wird in> eine Flamme eingesprüht. Die Flamme wird auf das Glasgewebeband, welches als Trägermaterial dient gerichtet. Hierbei entsteht eine gleichmäßige oxidische Beschichtung auf dem Band. Die Flammbeschichtung kann von nur einer Seite oder aber, vorzugsweise zeitnah oder zeitgleich, von beiden Seiten erfolgen. Die Flamme kann eine Gasflamme oder aber eine durch brennbare Flüssigkeiten untenhaltende Flamme sein. Die brennbare Flüssigkeit kann hierbei auch die eingesprühte Lösung selbst sein. Vorteilhaft kann ebenfalls eine
Plasmaflamme verwendet werden. Das Glasgewebeband kann hierbei Raumtemperatur oder aber eine bis auf 500°C erhöhte Temperatur haben.
Auch das Aufsputtern ist ein mögliches Beschichtungsverfahren.
Nach einer vorangegangenen Beschichtung ist auch eine thermische Nachbehandlung durchführbar:
Die nach einem der vorgenannten Verfahren erhaltene Beschichtung wird thermisch nachbehandelt. Hierbei werden beispielsweise je nach SchichtZusammensetzung und Beschichtungstechnik Temperaturen zwischen 350 und 700°C angewandt. Die thermische Behandlung erfolgt unter Luftatmosphäre oder aber unter Schutzgas bzw. kann sie auch in einer reaktiven Atmosphäre, z. B. Formiergas, NH3 oder CH4 erfolgen.
Bei der Sprühbeschichtung wie auch bei der TauchbeSchichtung ist eine thermische Nachbehandlung in der Regel notwendig, während die thermische Nachbehandlung im Anschluß an die Flammenbeschichtung nicht unbedingt zu erfolgen hat.
Die thermische Nachbehandlung erfolgt in einem elektrisch beheizten Ofen oder aber in einem fossil (Gas oder flüssiger Brennstoff) beheizten Ofen. Erfindungsgemäß können hierzu auch Infrarotstrahler und/oder andere Strahlungsquellen verwendet werden. Möglich ist auch die Kombination dieser Wärmequellen.
Die thermische Nachbehandlung kann diskontinuierlich erfolgen, bevorzugt ist aber eine kontinuierliche thermische Behandlung. Hierbei wird das Trägermaterial, also z.B. ein Glasband nach Abschluß der Beschichtung durch einen Ofen gezogen. Dieser Ofen kann hierbei eine örtlich konstante Temperatur aufweisen, oder aber in Zonen unterschiedlicher Temperatur aufgeteilt sein. Hierdurch kann auf das durchgezogene Band bezogen eine thermische Behandlung in Form eines definierten Temperatur-Zeit-Profils erfolgen.
Die Beschichtung führt zu einer bestimmten chemische Zusammensetzung dieser Beschichtung. Bevorzugt sind anorganische oxidische Schichten. Beispielsweise können die Schichten aus dotiertem Titanoxid oder Zinnoxid bestehen. Als Dotierung können beispielsweise Sb205, Nb2Os, Ta2Os oder V2O5 verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung von undotierten Schichten aus Ti02 oder Sn02 möglich, falls diese durch Zugabe reduzierender Komponenten und/oder reduzierender Gasatmosphären während der thermischen Nachbehandlung in einen ausreichenden elektronenleitenden Zustand versetzt werden. Ebenso können andere oxidische Beschichtungen, wie beispielsweise Nb2Os, M0O2 oder Ta2Os verwendet werden; auch diese Schichten können dotiert sein. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit besteht in der Verwendung von elektronenleitenden In203-Schichten, welche mit bis zu 50 Gew% . Snθ2, vorzugsweise aber mit 2 - 5 Gew%. Sn02 dotiert sein können. Als Beispiele weiterer erfindungsgemäßen oxidischen Schichten sollen CuO, MnO, NiO, CoOx, FeOx sowie Mischungen bzw. Verbindungen dieser bzw. aus diesen Oxiden genannt werden. Im allgemeinen sind also einsetzbar Übergangsmetalloxid, Arsen-, Indium-, Antimon- und Zinnoxid sowie beliebige Mischungen dieser bzw. Verbindungen aus diesen Oxiden.
Als Beschichtungslösung können alle Lösungen verwendet werden, welche den Erfordernissen der oben beschriebenen Beschichtungsverfahren genügen. Hierbei sind insbesondere Lösungen anorganischer Salze oder Komplexverbindungen der vorgenannten Metalle zu nennen. Bevorzugt sind hierbei Halogenide, Sulfate, Nitrate, Acetate, Oxalate, Acetylacetonate oder Salze anderer organischer Säuren. Ebenso bevorzugt sind Alkoholate der entsprechenden Metalle. Die Lösungen können wässrige Lösungen sein, ebenso aber alkoholische Lösungen, die beide organische Additive enthalten können. Auch die Verwendung von organischen Lösungsmitteln ist möglich. Weiterhin können Sole, die die entsprechenden Metallkomponenten enthalten, verwendet werden. Diese können beispielsweise gemäß dem Sol-Gel-Verfahren aus Alkoholaten oder auch aus Halogeniden oder Acetaten bzw. anderen Salzen organischer Säuren hergestellt werden.
Erfindungsgemäß ist ebenfalls die Verwendung von kleinsten Teilchen enthaltenden Suspension in Wasser oder aber organischen Lösungsmitteln möglich. Die Teilchengröße kann hierbei einige n bis einige Mykrometer betragen. Bevorzugt ist die Verwendung von Teilchengrößen im Bereich von 5 nm bis 200 nm. Es kann sich hierbei um oxidische oder hydroxidische Teilchen oder aber um Teilchen aus chemischen Verbindungen handeln, die sich bei thermischer Behandlung in Oxide umsetzen. Hierbei sind beispielsweise Carbonate, Acetate oder Oxalate zu nennen. Die Suspensionen können stabilisierende oder andere Additive aus organischen oder anorganischen Komponenten enthalten.
Nach Beendigung der thermischen Behandlung kann eine Schicht aus einem organischen Polymer aufgebracht werden. Diese Schicht verändert als Schutzschicht allerdings nicht mehr nachteilig die elektrischen Eigenschaften des Glimmschutzes.
Beispielhaft wird nun auf ein Außenglimmschutzband aus
Glasgewebe, beschichtet mit Antimon dotiertem Zinndioxid (5 mol%) eingegangen:
Das Sol zur Beschichtung wird hergestellt aus SnCl2 * 2H20. Es werden 50.77 g (0.225 mol) SnCl2 * 2H20 (M 225.63) in 600 ml absolutem Ethanol gelöst und anschließend 2 h in einem Kolben mit Rückflußkühler und aufgesetzten Trockenrohr unter Rückfluß erhitzt. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der Rückstand, ein weißes Pulver, mit 300 ml absolutem Ethanol wieder aufgenommen. Die entstandene Lösung wird 2 h gerührt bei einer Temperatur von 50 °C. Nach Abkühlung läßt man unter Rühren 2.57 g (0.011 mol) SbC13 (M 228.11), gelöst in einigen Millilitern absolutem Ethanol, langsam zutropfen. Es ist darauf zu achten, daß kein bleibender Niederschlag entsteht. Durch die mehrere Tage gealterte Lösung wird das Glasgewebeband mit einer konstanten Ziehgeschwindigkeit von 20 cm/min gezogen. Die Beschichtung wird 15 min bei 110 °C getrocknet und anschließend bei 500 °C 20 min eingebrannt. Es entsteht eine transparente, elektrisch leitende Beschichtung, die folgende reproduzierbaren Eigenschaften aufweist: Schichtdicke: 80-100 nm Schichtwiderstand: 900 Ω/D - 4.0 KΩ/D
Weiterhin beispielhaft ist ein Außenglimmschutzband aus Glasgewebe, beschichtet mit Zinn dotiertem Indiumoxid (5 mol%) :
Die Lösung zur Beschichtung wird hergestellt aus In(N03)3 * (H2O.5. Es werden 45.12 g (0.15 mol) In(N03)3 * (H20) 5 ( 300.83) in 300 ml absolutem Ethanol zusammen mit 30.90 ml (0.30 mol) Acetylaceton (M 100.12) gelöst. Man gibt unter
Rühren 1.69 g (0.0075 mol) SnCl2 D 2H20 (M 225.63) direkt in die Lösung. Durch die entstandene und gealterte Lösung wird das Glasgewebeband mit einer konstanten Ziehgeschwindigkeit von 30 cm/min gezogen. Die Beschichtung wird 15 min bei 110 °C getrocknet und anschließend bei 550 °C 30 min eingebrannt, Es entsteht eine transparente, elektrisch leitende Beschichtung, die folgende reproduzierbaren Eigenschaften aufweist: Schichtdicke: 90-110 nm Schichtwiderstand: 3 KΩ/D - 8 KΩ/D
Weiterhing beispielhaft ist folgendes Verfahren zur Herstellung eines Außenglimmschutzbandes aus Glasgewebe, beschichtet mit Fluor dotiertem Zinndioxid (5 mol%) : Das Sol zur Beschichtung wird hergestellt aus SnCl2 * 2H0. Es werden 60.92 g (0.27 mol) SnCl2 * 2H20 (M 225.63) in 600 ml absolutem Ethanol gelöst und anschließend 2 h in einem Kolben mit Rückflußkühler und aufgesetzten Trockenrohr unter Rückfluß erhitzt. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und der Rückstand, ein weißes Pulver, mit 300 ml absolutem Ethanol wieder aufgenommen. Die entstandene Lösung wird 2 h gerührt bei einer Temperatur von 50 °C. Nach Abkühlung läßt man unter Rühren 0.34 ml (0.0043 mol) CF3COOH (M 114.03) langsam zutropfen. Es ist darauf zu achten, daß kein bleibender Niederschlag entsteht. Durch mehrere Tage gealterte Lösung wird das Glasgewebeband mit einer konstanten Ziehgeschwindigkeit von 10 cm/min gezogen. Die Beschichtung wird 15 min bei 110 °C getrocknet und anschließend bei 500 °C 30 min eingebrannt. Es entsteht eine transparente, elektrisch leitende Beschichtung, die folgende reproduzierbaren Eigenschaften aufweist:
Schichtdicke: 100-110 nm
Schichtwiderstand: 30 KΩ/D - 60 KΩ/D
Im weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1 die Isolierung eines Leiters mit dazugehörigen Ständerblech,
FIG 2 eine Trägerschicht mit einer Beschichtung
FIG 3 den Austritt eines Leiters aus einem Statorblechpa- ket,
FIG 5 die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Konzentration elektrisch leitfähiger Substanzen,
FIG β zwei Beispiele eines Gewebes und Fig 7 einen Aufbau zur Durchführung des Verfahrens zur Beschichtung.
Die Darstellung gemäß FIG 1 zeigt im Ausschnitt ein Ständerblechpaket 1 einer elektrischen Maschine. Eine elektrische Maschine besteht im wesentlichen aus einem Ständer, der aus dem sogenannten Stämderblechpaket 2 aufgebaut ist, bei dem in vorgeformte Ständernuten 9 isolierte Wicklungen/Kupferleiter 3 eingelegt sind, sowie dem Läufer, der sich im Ständer dreht. Das Städnerblechpaket 2 setzt sich aus einer bestimmten Anzahl aufeinander gestapelter Einzelbleche, den Ständerblechen 1 zusammen, in welche Ständernuten 9 eingestanzt sind. In diese Ständernuten 9 ist die Ständerwicklung eingelegt, die - je nach Anforderung - mit einem bestimmten Isoliersystem versehen ist. Ein typisches Isoliersystem für Hochspannungsmaschinen weist eine HauptIsolierung im folgenden auch Leiterisolierung 7 genannt, auf, um welche Glimmerbänder 4,5 gewickelt sind. Vorzugsweise bei Hochspannungsmaschinen > 3,3 kV, bei umrichtergespeisten Bahn- und Hochspannungsmaschinen und bei thermisch hochausgenutzten Maschinen wie z.B. Bahnmotoren ist die Oberfläche der Ständerisolierung im Nutbereich mit einem elektrisch gut leitenden Außenglimmschutz (AGS) 5 versehen, um die Isolierung vor Schädigungen durch übermäßige Teilentladungen zu schützen. Der Außenglimmschutz 5 ist dabei über das Ständerblechpaket 2 hinausgeführt, so daß auch bei geringen Abständen gegen Druckplatten und Druckfingern des Ständerblechpakets 2 keine Entladungen auftreten können. Mittels eines Tränkprozesses (VPI-Prozeß) werden die Wicklungen noch mit einem Tränkharz imprägniert, das dann ausgehärtet wird. Dies bedeutet, daß das verwendete Außenglimmschutzband 5 mit diesem komplexen Prozeß kompatibel sein muß. So darf das Band keine den Imprägnierprozeß störende Bestandteile enthalten bzw. in das Tränkbad abgeben. Zudem muß es homogen in den nach der Härtung entstehenden Formstoff eingebaut sein, damit Teilentladungen vermieden werden. Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden zur Herstellung der AußenglimmschutzSchicht 5 Ruß- oder Graphithaltige Gewebebänder oder Lacke verwendet. Beim VPI- Ganztränkverfahren werden Gewebe- oder Vliesbänder auf Glasoder Polyesterbasis eingesetzt, die durch ein organisches Bindemittel mit einem entsprechend den Anforderungen leitfähigen Füllstoff (Ruß, Graphit) versehen sind. Bei Wicklungselementen die nach dem Einzelstab-Tränkverfahren oder dem RR-Verfahren hergestellt sind, werden entsprechende Außenglimmschutzschichten 5 auf Lackbasis im Anstrichverfahren aufgebracht.
Nach dem bisherigen Stand der Technik bekannte Glimmschutzbänder 4,5 oder Lacke mit Ruß oder Graphit als leitfähigen Füllstoff weisen jedoch gravierende Nachteile auf. Die Werkstoffe haben bedingt durch die für die Verarbeitung und die gewünschten Eigenschaften notwendigen organischen Bindemittel und Trägerwerkstoffe nur eine begrenzte thermische Beständigkeit bis maximal 180 °C. Außerdem werden die Werkstoffe beim Auftreten von
Teilentladungen schnell zerstört und damit unwirksam. Zudem verändert sich die elektrische Leitfähigkeit handelsüblicher Außenglimmschutzbänder während des Imprägnierprozesses. Ebenso besteht die Gefahr, daß Ruß oder Graphitpartikel durch das Imprägnierharz ungewollt verschleppt werden, und dadurch die Qualität der Imprägnierung beeinträchtigt.
Durch die Erfindung ist es möglich Außenglimmschutzbänder 5, wie auch entsprechend Endenglimmschutzbänder 4 wie diese in der Figur 1 gezeigt sind, in reproduzierbarer Qualität zur
Verfügung zu stellen. So ist die Isolierung zuverlässig vor Teilentladungen zu schützen und der Imprägnierprozeß und die Qualität der übrigen Isolierung nicht beeinträchtigt. Außerdem weist der erfindungsgemäße Glimmschutz 4,5 eine im Vergleich zu den bisher bekannten Glimmschutzbändern oder im Vergleich zu Lacken, deutlich höhere thermische Beständigkeit auf. Die Darstellung gemäß der FIG 1 zeigt folglich schematisch den Einsatzort eines erfindungsgemäßen Glimmschutzes. Gezeigt ist ein Ständerblechpakete 2, welches aus Ständerblechen 1 zusammengesetzt ist. Innerhalb von Ständernuten 9 befinden sich Kupferleiter 3. Die Kupferleiter 3 weisen eine Leiterisolierung 7 auf. Die Leiterisolierung 7 ist vorteilhafterweise innerhalb des Ständerblechpaketes 2 stärker ausgeführt als außerhalb des Ständerblechpaketes 2 wo die Kupferleiter 3 einen Wickelkopf bilden, der in der FIG 1 jedoch nicht dargestellt ist. Auf der Leiterisolierung 7 befindet sich ein Glimmschutz 4,5. Der Glimmschutz für den Bereich des Kupferleiters 3, welches sich innerhalb des Ständerblechpaketes 2 befindet, wird als Außenglimmschutz 5 - AGS - bezeichnet. Der Glimmschutz auf der Leiterisolierung 7, welcher sich außerhalb des Ständerblechpaketes 2 befindet, wird als Endenglimmschutz 4 - EGS - bezeichnet. Sowohl der Außenglimmschutz 5 als auch der Endenglimmschutz 4 dienen zur elektrischen Potentialsteuerung. Der Glimmschutz 4,5 ist zumindest aus einer Trägerschicht und einer darauf befindlichen Schicht, welche als Beschichtungsschicht bezeichenbar ist, ausgeführt. Es folglich auch ein Glimmschutz ausführbar, der mehr als eine Trägermaterial und/oder mehr als eine Beschichtung aufweist, jedoch figür- lieh nicht dargestellt.
Die Darstellung gemäß FIG 2 zeigt einen Glimmschutz 14, welcher ein Trägermaterial 10 und eine Beschichtung 12 aufweist. Abhängig vom Verwendungszweck des Glimmschutzes, d.h. als Außenglimmschutz bzw. als Endenglimmschutz, ist sowohl das
Trägermaterial 10 aber insbesondere auch die Beschichtung 12 verschieden ausführbar, beispielsweise bzgl. der Dicke. Das Trägermaterial 10 besteht beispielsweise aus Fasern aus Glas. Aus diesem Glasfasern ist ein Gewebe herstellbar. Daraus er- gibt sich z.B. eine Leinwandbildung mit Klett- bzw. Schussfäden. Abhängig von der gewählten Gewebeart können die Stabilität bzw. die Flexibilität verschieden eingestellt werden. Prinzipiell ist es vorteilhaft, dass Gewebe so dünn als möglich ausführen zu können. Die Gewebestruktur ist darüber hinaus von besonderer Bedeutung, da durch diese die Feldglättung beeinflussbar sein kann. Die Beschichtung 12 weist elektrisch leitfähige anorganische Substanzen auf. Die sind beispielsweise Metalle unterschiedlicher Oxydationsstufen. Da der Außenglimmschutz im Vergleich zum Endenglimmschutz in der Regel eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann durch eine höhere Konzentration von Metallen unterschiedli- eher Oxydationsstufen innerhalb des Glimmschutzes der Endenglimmschutz zum Außenglimmschutz geändert werden.
Die Darstellung gemäß FIG 3 zeigt im Detail den Übergang des Kupferleiters 3 aus dem Ständerblechpaket 1 in die Luft 16. Der Kupferleiter 3 weist sowohl eine Leitisolierung 7 als auch einen Außenglimmschutz 5 sowie einen Endenglimmschutz 4 auf. An der Verbindung 6 treffen die beiden Glimmschutze aufeinander. Die stufige Verbindung zwischen dem Außenglimmschutz 5 und dem Endenglimmschutz 4 ergibt sich daraus, dass der Glimmschutz in vorteilhafter Weise als Band auf die Leiterisolierung des Kupferleiters halb überlappend gewickelt wird, so dass der Glimmschutz beispielsweise in zwei Lagen sich auf der Leiterisolierung 7 befindet. Natürlich sind auch andere Wicklungsmöglichkeit möglich, die zu einer einschich- tigen oder vielschichtigen Bewicklung durch ein Band führen.
Die Darstellung FIG 4 zeigt die Leitfähigkeit 18 auf der Y- Achse und die Konzentration von elektrisch leitenden Materialien auf der X-Achse 20. Als elektrisch leitfähiges Material sind beispielsweise Kohlenstoff bzw. Siliziumkarbid anwendbar. Die Kurve 22 zeigt einen steilen Anstieg 24, innerhalb eines nur kleinen Konzentrationsänderungsbandes 26. Dies zeigt die Problematik der Einstellung der Konzentration leitfähiger Materialen gemäß des bisherigen Standes der Technik durch Tränkung eines Trägermaterials. Durch Abtropfen bzw.
Verdunstung kann sich leicht eine Verschiebung der Konzentration ergeben, die zu einer hohen Änderung der Leitfähigkeit führt. Eine weitere Problematik besteht in dem vorliegenden Fall darin, dass auch durch die Schädigung des Glimmschutzes durch bei Teilentladung entstehenden Ozons, eine starke Änderung der Leitfähigkeit sich vollziehen kann. Durch die Verwendung anorganischer Materials sowohl für das Trägermaterial als auch für die Beschichtung und das Abrufen von elektrischer Leitfähigkeit durch elektrisch leitfähiges Material innerhalb der Beschichtung wird in der vorliegenden Erfindung die vorangehende Problemstellung gelöst.
Die Darstellung gemäß FIG 5 zeigt zwei Gewebe 40, 41. Das Gewebe 40 ist eine Leinwandbindung. Das Gewebe 41 ist eine Körperbindung. Beide Gewebearten sind als Beispiel sowohl für ein Gewebe, welches als Trägermaterial für eine Beschichtung dient zu verstehen, als auch als Beispiel für ein Gewebe, dessen Fäden beschichtet sind.
Die Darstellung gemäß FIG 7 zeigt ein Beispiel für einen Beschichteten Faden bzw. eine beschichtete Faser, der bzw. die im Inneren eine Glasfaser 51 aufweist, welche den Fadenkern bzw. den Faserkern darstellt und Außen von einer Beschichtung 50 umgeben ist.
Die Darstellung gemäß Figur 8 zeigt eine Tauchbeschichtung mit anschließender Calzinierung (Wärmebehandlung) . Ein gewebeartiges Trägermaterial (77) wird mit einer Lösung, einem Sol oder einer Suspension beschichtet in einem Tauchbad 72. Die Bewegungsrichtung 74 des Trägermaterial zeigt ein Pfeil an. Das Tauchbad enthält verschiedene in Alkohol gelöste anorganische Materialien die sich im Tauchbad auf das Trägermaterial 77 legen. Dabei sind anorganische Materialien auswählbar, welche direkt oder nach thermischer Nachbehandlung elektronenleitende Eigenschaften zeigen. Abhängig vom Beschichtungsverfahren wird das Lösungsmittel im vorliegenden Fall Alkohol beispielsweise durch erhöhte Temperatur - was eine Verdampfung 75 zur Folge hat - in einer Zwischenbehandlungseinrichtung 73 und/oder durch Abtropfen 76 entfernt. Während einer anschließenden thermischen Nachbehandlung in einer Heizstrecke 71 wird bei Temperaturen zwischen 350°C und 700°C calciniert, so daß auf der Oberfläche des Gewebes eine festhaftende, zusammenhängende und elektrisch leitfähige Beschichtung entsteht. Die Schichtdicken der elektronenleitenden Schicht betragen wenige nm bis wenige Mykrometer, vorzugsweise 50nm bis 500 nm. Aus einer wie oben beschriebenen Beschichtungseinrichtung 78 ist als Produkt ein Glimmschutzband 70 entnehmbar.
Als Trägermaterialien können alle elektrisch isolierenden anorganische Gewebetypen verwendet werden, die im angegebenen Temperaturbereich beständig sind. Bevorzugt sind Glasgewebe und Gewebe aus Aluminiumoxid bzw. Si02- enthaltendem Aluminiumoxid.

Claims

Patentansprüche
1. Glimmschutz für eine elektrische Maschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Glimmschutz ein Trägermaterial und zumindest eine darauf befindliche Beschichtung aufweist.
2. Glimmschutz nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägermaterial und die Beschichtung aus anorganischem Material bestehen.
3. Glimmschutz nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägermaterial ein Flies und/oder ein Gewebe ist.
4. Glimmschutz nach einem der vorgenannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägermaterial aus Glas besteht.
5. Glimmschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägermaterial aus Siliciumcarbid SiC besteht.
6. Glimmschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Trägermaterial aus Aluminiumoxid AlO besteht.
7. Glimmschutz für eine elektrische Maschine, wobei der Glimmschutz als ein Flies und/oder als ein Gewebe ausgebildet ist, welches Fasern und/oder Fäden aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fasern und/oder die Fäden aus einem anorganischen Material bestehen und die Fasern und/oder die Fäden mit einem anorgani- sehen Material beschichtet sind.
8. Glimmschutz nach Anspruch 7 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Fasern und/oder Fäden einen Faserkern bzw. einen Fadenkern aufweisen, welcher aus Glas oder Siliciumcarbit oder aus Aluminiumoxid besteht.
9. Glimmschutz nach einem der vorgenannten , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Beschichtung aus zumindest einem elektrisch leitfähigem anorganischen Material besteht.
10. Glimmschutz nach Anspruch 9 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das elektrisch leitfähige anorganische Material der Beschichtung Antimonzinnoxid ist.
11. Verwendung des Glimmschutz nach einem der vorgenannten Ansprüche als Außenglimmschutz.
12. Verwendung des Glimmschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Endglimmschutz.
13. Verwendung des Glimmschutz nach einem der vorgenannten Ansprüche bei einer elektrischen Hochspannungsmaschine.
14. Verfahren zur Herstellung eines Glimmschutzes nach Anspruch 1 bei dem auf ein Trägermaterial eine Beschichtung aufgebracht wird.
15. Verfahren zur Herstellung von Fasern oder Fäden oder Rovings zur Herstellung eines Glimmschutzes nach einem der Ansprüche 7 bis 10 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf eine Faser oder ein Faden oder ein Roving eine Beschichtung aufgebracht wird.
16. Verfahren zur Herstellung eines Glimmschutzes nach Anspruch 14 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Beschichtung durch eine Sprühbeschichtung oder eine Tauchbeschichtung oder eine Flammbeschichtung durchgeführt wird.
17. Verfahren zur Herstellung von Fasern oder Fäden oder Rovings zur Herstellung eines Glimmschutzes nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Beschichtung durch eine Sprühbeschichtung oder eine Tauchbeschichtung oder eine Flammbeschichtung durchgeführt wird.
18. Elektrische Maschine, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass diese einen Glimmschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist.
PCT/DE2003/001864 2002-06-18 2003-06-05 Glimmschutz WO2003107512A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03759826A EP1514338A1 (de) 2002-06-18 2003-06-05 Glimmschutz
US11/014,631 US20050194551A1 (en) 2002-06-18 2004-12-16 Corona shield, and method of making a corona shield
NO20050282A NO20050282L (no) 2002-06-18 2005-01-18 Koronabeskyttelse
US11/683,137 US20070149073A1 (en) 2002-06-18 2007-03-07 Electric machine with a corona shield

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10227227A DE10227227A1 (de) 2002-06-18 2002-06-18 Glimmschutz
DE10227227.1 2002-06-18

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/014,631 Continuation US20050194551A1 (en) 2002-06-18 2004-12-16 Corona shield, and method of making a corona shield

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003107512A1 true WO2003107512A1 (de) 2003-12-24

Family

ID=29723247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2003/001864 WO2003107512A1 (de) 2002-06-18 2003-06-05 Glimmschutz

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050194551A1 (de)
EP (1) EP1514338A1 (de)
CN (1) CN100521450C (de)
DE (1) DE10227227A1 (de)
NO (1) NO20050282L (de)
WO (1) WO2003107512A1 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903662A1 (de) * 2006-09-25 2008-03-26 Abb Research Ltd. Drehende Hochspannungsmaschine und damit versehene elektrische Anlage
EP1995850A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Endenglimmschutzanordnung
EP2362399A1 (de) * 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzmaterials und ein Endenglimmschutz mit dem Endenglimmschutzmaterial
WO2013149861A1 (de) * 2012-04-05 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Isoliersystem mit endenglimmschutz
WO2015128432A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Leitfähiges glimmschutzpapier, insbesondere für den aussenglimmschutz
WO2015128367A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Glimmschutzsystem, insbesondere aussenglimmschutzsystem für eine elektrische maschine
WO2020025414A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine mit kunststoffschicht als phasentrenner

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1653588A3 (de) * 2004-11-01 2010-05-12 ALSTOM Technology Ltd Vorrichtung zur Verbesserung des Schutzes eines Bauteils vor Oberflächen-Entladungen
DE102009039456A1 (de) * 2009-08-31 2011-03-03 Siemens Aktiengesellschaft Leitereinrichtung sowie elektrische Maschine
KR20130070587A (ko) 2010-05-04 2013-06-27 레미 테크놀러지스 엘엘씨 전기 기계 냉각 시스템 및 방법
US9054565B2 (en) 2010-06-04 2015-06-09 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8519581B2 (en) 2010-06-08 2013-08-27 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8456046B2 (en) 2010-06-08 2013-06-04 Remy Technologies, Llc Gravity fed oil cooling for an electric machine
EP2580846B1 (de) 2010-06-08 2018-07-18 Remy Technologies, LLC Kühlsystem und -verfahren für eine elektromaschine
US8614538B2 (en) 2010-06-14 2013-12-24 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8482169B2 (en) 2010-06-14 2013-07-09 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
DE102010032949A1 (de) * 2010-07-30 2012-02-02 Siemens Aktiengesellschaft Isoliersysteme mit verbesserter Teilentladungsbeständigkeit
US8446056B2 (en) 2010-09-29 2013-05-21 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8492952B2 (en) 2010-10-04 2013-07-23 Remy Technologies, Llc Coolant channels for electric machine stator
US8508085B2 (en) 2010-10-04 2013-08-13 Remy Technologies, Llc Internal cooling of stator assembly in an electric machine
US8593021B2 (en) 2010-10-04 2013-11-26 Remy Technologies, Llc Coolant drainage system and method for electric machines
US8395287B2 (en) 2010-10-04 2013-03-12 Remy Technologies, Llc Coolant channels for electric machine stator
US8648506B2 (en) 2010-11-09 2014-02-11 Remy Technologies, Llc Rotor lamination cooling system and method
US8497608B2 (en) 2011-01-28 2013-07-30 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
WO2012145302A2 (en) 2011-04-18 2012-10-26 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
DE102011075425A1 (de) * 2011-05-06 2012-11-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Isolationssystems für eine elektrische Maschine
US8692425B2 (en) 2011-05-10 2014-04-08 Remy Technologies, Llc Cooling combinations for electric machines
US8803380B2 (en) 2011-06-03 2014-08-12 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9041260B2 (en) 2011-07-08 2015-05-26 Remy Technologies, Llc Cooling system and method for an electronic machine
US8803381B2 (en) 2011-07-11 2014-08-12 Remy Technologies, Llc Electric machine with cooling pipe coiled around stator assembly
US8546982B2 (en) 2011-07-12 2013-10-01 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9048710B2 (en) 2011-08-29 2015-06-02 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US8975792B2 (en) 2011-09-13 2015-03-10 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9099900B2 (en) 2011-12-06 2015-08-04 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
WO2013087112A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung eines glimmschutzes, schnellhärtendes glimmschutzsystem und elektrische maschine
US9331543B2 (en) 2012-04-05 2016-05-03 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US10069375B2 (en) 2012-05-02 2018-09-04 Borgwarner Inc. Electric machine module cooling system and method
DE102013200499A1 (de) 2013-01-15 2014-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden eines Glimmschutzes
DE102013201053A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Siemens Aktiengesellschaft Isolationsanordnung für eine Hochspannungsmaschine
EP2874280A1 (de) 2013-11-14 2015-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Nutverschlussmasse, Nutverschluss und Verfahren zum Herstellen eines Nutverschlusses
EP3079242A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-12 Siemens Aktiengesellschaft Herstellungsverfahren einer wicklung um einen ausspringenden pol für eine synchronmaschine
EP3799239A1 (de) * 2019-09-27 2021-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische leiteranordnung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639113A (en) * 1969-01-31 1972-02-01 Margarita Semenovna Aslanova Method of manufacturing tape possessing semiconducting properties
WO2000013191A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Glimmschutzband
US6359232B1 (en) * 1996-12-19 2002-03-19 General Electric Company Electrical insulating material and stator bar formed therewith

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2320828A1 (de) * 1973-04-25 1974-11-14 Schorch Gmbh Nutenglimmschutz fuer hochspannungswicklungen elektrischer maschinen
US5002824A (en) * 1986-11-28 1991-03-26 Rockwell International Corporation Substrates containing electrically conducting coatings and method of producing same
US6300049B2 (en) * 1998-10-15 2001-10-09 Eastman Kodak Company Imaging element containing an electrically-conductive layer
DE19860412A1 (de) * 1998-12-28 2000-06-29 Abb Research Ltd Innenglimmschutz für Statorleiter in Motoren und Generatoren

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639113A (en) * 1969-01-31 1972-02-01 Margarita Semenovna Aslanova Method of manufacturing tape possessing semiconducting properties
US6359232B1 (en) * 1996-12-19 2002-03-19 General Electric Company Electrical insulating material and stator bar formed therewith
WO2000013191A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Siemens Aktiengesellschaft Glimmschutzband

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1903662A1 (de) * 2006-09-25 2008-03-26 Abb Research Ltd. Drehende Hochspannungsmaschine und damit versehene elektrische Anlage
EP1995850A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Endenglimmschutzanordnung
EP2362399A1 (de) * 2010-02-26 2011-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Endenglimmschutzmaterials und ein Endenglimmschutz mit dem Endenglimmschutzmaterial
WO2013149861A1 (de) * 2012-04-05 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Isoliersystem mit endenglimmschutz
WO2015128432A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Leitfähiges glimmschutzpapier, insbesondere für den aussenglimmschutz
WO2015128367A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Glimmschutzsystem, insbesondere aussenglimmschutzsystem für eine elektrische maschine
CN106030727A (zh) * 2014-02-28 2016-10-12 西门子公司 特别是用于外部防电晕的导电防电晕纸
CN106030727B (zh) * 2014-02-28 2019-01-25 西门子公司 特别是用于外部防电晕的导电防电晕纸
US10506748B2 (en) 2014-02-28 2019-12-10 Siemens Aktiengesellschaft Corona shielding system, in particular outer corona shielding system for an electrical machine
US10736249B2 (en) 2014-02-28 2020-08-04 Siemens Aktiengesellschaft Conductive corona shielding paper, in particular for outer corona shielding
WO2020025414A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische maschine mit kunststoffschicht als phasentrenner
US12003150B2 (en) 2018-08-03 2024-06-04 Innomotics Gmbh Electrical machine having a plastic layer as a phase separator

Also Published As

Publication number Publication date
US20050194551A1 (en) 2005-09-08
CN1663094A (zh) 2005-08-31
EP1514338A1 (de) 2005-03-16
DE10227227A1 (de) 2004-01-22
NO20050282L (no) 2005-01-18
CN100521450C (zh) 2009-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003107512A1 (de) Glimmschutz
US20070149073A1 (en) Electric machine with a corona shield
DE3784008T2 (de) Spule fuer elektrische maschinen und verfahren zur herstellung der spule.
EP1118086B1 (de) Glimmschutzband
DE2641406A1 (de) Halbleitender bindestreifen
DE60030712T2 (de) Isolierter elektrischer leiter
DE69608422T2 (de) Elektrische isolierungsanordnung bei hohen temperaturen
DE2261686A1 (de) Bandagierband fuer elektrische leiter
CH615527A5 (de)
EP1042758B1 (de) Verfahren zur herstellung von glimmer-hältigen isolierbändern sowie deren verwendung
DE1515698B1 (de) Elektrisch isolierter Draht zur Spulenherstellung
DE2613814C2 (de) Verfahren zur Beschichtung elektrischer Spulenkörper
DE69226757T2 (de) Filmkondensator und Verfahren zur Herstellung
DE1102265B (de) Isolierung von Wicklungsdraehten fuer elektrische Maschinen
DE69615737T2 (de) Verfahren zur Herstellung elektrisch isolierter Spulen
DE19860412A1 (de) Innenglimmschutz für Statorleiter in Motoren und Generatoren
WO2003106362A1 (de) Glimmschutz
DE69131710T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Leiters mit anorganischer Isolierung
DE1696252C3 (de) Gegen hohe Temperaturen beständiger Schichtstoff zur Isolierung, Verfahren zur Herstellung und Verwendung
DE3045462C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Glimmschutzschicht am Nutaustritt eines Ständerwicklungsleiters einer elektrischen Maschine
DE102017208950A1 (de) Schirmring und/oder Steigungsausgleich für eine Transformatorspule
DE2151753B2 (de) Spule zum Einlegen In Nuten eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine
EP0080138B1 (de) Verfahren zur Imprägnierung umsponnener Drähte und Litzen durch Extrusion von Thermoplasten
DE3012745C2 (de) Draht für elektromagnetische Anwendungen
DE1515698C (de)

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): CN NO US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003759826

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11014631

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003814333X

Country of ref document: CN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2003759826

Country of ref document: EP