WO2015135719A2 - Isolationsband, dessen verwendung als elektrische isolation für elektrische maschinen, die elektrische isolation und verfahren zur herstellung des isolationsbandes - Google Patents

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WO2015135719A2
WO2015135719A2 PCT/EP2015/053084 EP2015053084W WO2015135719A2 WO 2015135719 A2 WO2015135719 A2 WO 2015135719A2 EP 2015053084 W EP2015053084 W EP 2015053084W WO 2015135719 A2 WO2015135719 A2 WO 2015135719A2
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insulation
insulating tape
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Steffen Lang
Carsten Schuh
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Definitions

  • Insulation tape its use as electrical insulation for electrical machines, electrical insulation and methods for making the insulation tape
  • the invention relates to an insulation tape according to the Oberbe ⁇ handle of the main claim, its use as electrical insulation for electrical, in particular rotating, machines, the electrical insulation and a method for producing the insulation tape.
  • the Iso ⁇ liersystem has the task, electrical conductors, namely wires, coils, rods, sub-conductors, etc., permanently against each other and against the stator core or the environment to iso ⁇ lines.
  • electrical conductors namely wires, coils, rods, sub-conductors, etc.
  • the particles may be oriented to one another and thus attach tight so that a mechanically stressable mica paper forms.
  • the bonding forces resulting from this interaction of the surfaces are directly related to the contact surfaces of adjacent particles. This results thermodynamically due to the interaction of the primary particles by van der Waals forces or hydrogen bonds.
  • a flexible paper which is impregnable by electrical conductors easy to wind and by means of a reaction ⁇ resin, and at the same time has a good barrier to Treeing channels.
  • the particles must have a high resistance to partial discharges, which occur incessantly during operation of the rotating machine. Due to the inorganic structure of the mica, it has inherently a high partial discharge resistance.
  • the mica paper is applied to a further improvement of the mechanical strength on a support made of glass or polyester fabric and finally converted into a composite ⁇ material.
  • This is achieved by the defined Pa ⁇ pier by means of a liquid and the reactive polymer impregnation and curing in a subsequent step.
  • So far Iso ⁇ lierb are known which comprise, for example, a fabric or a mica material, wherein an adhesive connects the two compo ⁇ nents so that a so-called corona protection tape is formed. It is used, among other things, to electrically insulate electrical conductors in high-voltage machines and high-voltage generators.
  • the thermal conductivity of commonly used impregnated with epoxy resins mica paper on glass or polyester fabric as a support material is about 0.2-0.25 W / mK at room temperature.
  • the consequent erge- bende insulating material thus has thermally insulating properties in addition to good electrical characteristics sheep ⁇ th. In operation, therefore, creates a heat accumulation in large rotating machines. Due to the low thermal conductivity of the glazing merisoltechnik the resulting heat in the copper conductor can be given only conditionally to the steel of the stator. This accumulation of heat is especially serious ⁇ imprinted in the generator midsection. In addition, due to inhomogeneities and imperfections in the main insulation local sectionentladungs memorize
  • planar alumina is used as a direct mica replacement.
  • thermally conductive particles in the impregnating resin or in the mica, but all do not get along without the use of mica and therefore always allow only a small increase in the thermal conductivity.
  • Resin mixture are present and penetrate the composite tape.
  • WO 2007/114876 describes a method for producing a strip with highly conductive particles. These are used to back-impregnate a composite tape so that at least 1% of the thermally conductive particles contained in the resin penetrate into the fabric.
  • WO 2008/091489 describes an insulating tape with a multi-layered platelet structure.
  • the insulation here consists of a mixture of mica and Bohrnitrid platelets.
  • US 2012/0009408 describes a pre-impregnated highly heat-conductive mica paper in which a meso-micro-mixture of highly heat-conductive platelets, preferably of boron nitride, are preferably arranged between the fabric and the mica layer.
  • an insulating tape is struck forward in the form ei ⁇ nes composite particles for the electric insulating tape, said electrically insulating plate-like
  • Particles are connected by means of an electrically insulating binder ei ⁇ nem electrical insulation material in the form of an at least partially porous insulating tape and the insulating tape is wound in a trained under tensile force on a winding conductor structure.
  • a winding the insulation strip is carried out by the direct application to the conductor structure.
  • an electrical insulation in particular a main insulation for an electrical machine, in particular a rotating machine, is provided, wherein an inventive insulation tape according to an inventive
  • a method for producing an insulating tape according to the invention is proposed in which the platelet-shaped particles are metal oxide platelets or mica platelets.
  • An inventive isolation band thus consists essentially of the
  • platelet-shaped particles and a binder but is at least partially porous and thus impregnable.
  • an effective increase in the overall thermal conductivity of the electrical insulation is possible, which may be a main insulation in particular. This is due to the serial connection of thermal resistances, particularly in a radial direction, which states that the total thermal conductivity of a main insulation relationship ⁇ as insulation by the largest is located in series thermal resistance is determined.
  • the thermal conductivity is determined exclusively by the plastic layer with the plate-like particles. It can result in a multiple higher thermal conductivity of the total insulation system.
  • the insulating tape for winding already without heat-insulating additives sufficient tensile strength and flexibility have on ⁇ .
  • an insulating paper and from it a tape of the insulating paper as insulating tape can be produced from the electrical insulating material first.
  • the insulating tape can be releasably secured to the winding on a temporary carrier tape.
  • from the electrical insulating material first an insulating paper, from which a band of the insulation paper are produced and this are releasably secured as an insulating tape on the temporary carrier tape.
  • the temporary carrier tape can be separated from the insulation tape after application.
  • the temporary carrier tape can be separated from the isolati ⁇ onsband before application, in particular immediately before application.
  • the temporary carrier tape can be removed continuously during application of the insulation ⁇ band.
  • the insulating tape can be wound offset overlapping on the conductor structure. That is, the insulating tape covered during winding only a portion of the already applied insulation tape.
  • the binder can be removed after the winding of the insulating tape.
  • the insulating tape can be impregnated after winding.
  • the platelet-shaped particles may be metal oxide platelets or mica platelets.
  • the metal oxide platelets may be aluminum oxide platelets.
  • the binder may be polymer-based.
  • the binder may be an epoxidized novolac system.
  • an insulation paper and from this a tape of the insulation paper as the insulation ⁇ band can be generated from the electrical insulating material first.
  • the insulation tape can be placed on a temporary carrier tape ⁇ and releasably secured.
  • the insulation tape may foil cast film drawn as an organic or aqueous slurry ⁇ system to the temporary carrier tape or and dried thereafter.
  • the insulation tape may be prior to winding to a winding tape kon Stammio ⁇ defined.
  • Figure 1 shows an embodiment of a conventional main insulation
  • Figure 2 is another view of the conventional main insulation;
  • Figure 3 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 4 shows an embodiment of a Wickeins invention
  • Figure 5 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 1 shows an embodiment of a conventional main insulation or main insulation. Between an inner electrode 9 and an outer electrode 11, the forth ⁇ tional main insulation 7 is arranged. This will create ⁇ ge by meh ⁇ eral layers of Al203 / plastic on glass fabric / plastic.
  • Reference numeral 7a denotes a Al203 / plastic layer
  • reference numeral 7b denotes a glass tissue ⁇ be / plastic sheet on which the layer has been applied 7a respectively.
  • several layers 7a and 7b are used to produce the main insulation 7, which results from the winding of the layers 7a and 7b.
  • the tissue / plastic intermediate layers 7b which are provided a magnification ⁇ fication of the total thermal conductivity of the main insulation in the way.
  • the reason for this is the serial connection of thermal resistances, which states that the entire heat ⁇ conductivity of the main insulation is determined by the largest series connected thermal resistance.
  • these are the glass fabric / plastic layers with a thermal conductivity of about 0, 2W / coolant.
  • a fabric-free aluminum ⁇ miniumoxid plastic layer has a many such high thermal conductivity of> 0.8 W / mK.
  • the series connection shown in FIG. 1 would provide a total thermal conductivity of 0.3 to 0.4 W / mK due to the different thermal conductivities of the individual layers.
  • Figure 2 shows an embodiment of a conventional main insulation in which conventional layers are wound on each other.
  • Figure 2 shows a conventional sequence of layers of Al203-plastic layer 7a 7b on a glass tissue ⁇ be / plastic interlayer.
  • Figure 2 shows a Kochlap ⁇ pung of 50% of the wound insulation tape.
  • the thermally poorly conductive glass cloth-plastic layer 7b does not contribute to the improvement of the electric erosion resistance. The reason for this is that forming treeing channels can pass them without extension of the path (as with the platelet-shaped metal oxide) perpendicular to the main insulation.
  • winding the main insulation 7 is usually worked with 50% tape overlap.
  • Figure 3 shows an embodiment of an inventive
  • Insulation in particular main insulation. It is a tissue-free plastic layer with platelet-shaped particles used in the particular ⁇ Al203 particles, wherein a conventional erodible glass fabric / plastic layer 7b is omitted and at the same total coating thickness the erosion resistance the total main insulation is increased. Due to the resulting lengthening of the treeing channels, the average life of the main insulation increases and the probability of failure of the entire generator decreases. In the electrical erosion of the polymeric insulation system, the kinetic energy of the electron avalanche is measure ⁇ giving. This is directly proportional to the amount of material injury ⁇ supply of the plastic insulation and its propagation velocity.
  • This kinetic energy is strength at constant field, which is here present, determined by the Accelerat ⁇ n Drhensfire in a gaseous dielectric, for example in a pore or an already formed erosion channel, ie the way in which the field acts on the electrons, without that an obstacle in the form of a solid slows them down. Due to the changed design of the main insulation 7, these long acceleration paths are now avoided, since all regions of the main insulation 7 are filled with treeing-channel-lengthening, partially-discharge-resistant platelet particles. This delays the spread of erosion damage and in turn increases the life of the insulation 7. In the case of the inventive glass fabric-free winding this erosion weak part is no longer available. The erosion path must be aligned through the
  • FIG. 3 shows an embodiment of an inventive use of an electrical insulation tape according to the invention 1.
  • Fig. 3 shows an insulating tape 1 an alumina ⁇ band, this for the electrical insulation of electrical, especially rotating machines, especially permanent electrical high voltage insulation, in particular between the conductor and ground potential in a groove and winding head, is used as the main insulation 7.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a winding according to the invention. After passing through the strip 3 on a carrier releasably fixed insulation tape 1 by a laminating roll 5, the insulating tape 1 can be wound on the Lei ⁇ ter Modell and separated in front of the carrier tape 3 in the form of a film. FIG. 4 shows how the insulating tape is wound around the conductor structure, for example a conductor structure 9. Similarly, the carrier tape can be wound 3 and used entspre ⁇ accordingly again.
  • the combination In the winding of the isolati ⁇ onsbandes 1 around the conductor structure 9, the combination must iso- lationsband 1 on carrier tape 3 at a machine Wi ⁇ ckeln executed under a mechanical bias having a sufficient tensile strength. Likewise, the combination must be windable and also have a corresponding flexibility. When winding, care must be taken in particular that no air is trapped between the individual windings between the applied foil or the applied insulating tape 1.
  • Fig. 5 shows an embodiment of an inventive method of manufacturing an insulating belt 1 with ranging from ⁇ flexibility for winding, wherein a sufficient tensile strength ge means of a carrier belt 3 is temporarily create ⁇ .
  • a first step Sl a Erzeu ⁇ gene of a green insulating tape 1 by means of film casting or film pulling an organic or aqueous slip casting system 3.
  • S on a mechanical stability to the Wi ⁇ ckeln-providing carrier tape takes place, a
  • a drying can be carried out.
  • a third step S3 is a packaging to a winding tape.
  • a step S1 involves mixing a dispersion of platelet-shaped particles, a carrier fluid and a functionalizing agent which is distributed in the carrier fluid and has a mass fraction in the dispersion which corresponds to a predetermined mass ratio based on the mass fraction of the particles; producing a sediment by sedimentation of the dispersion, whereby the
  • platelet-shaped particles are arranged substantially layer-like plane-parallel in the sediment and removing the carrier fluid from the sediment.
  • energy is then introduced into the sediment to overcome the activation energy of the chemical reaction of the functionalizing agent with the particles, which forms the particle composite by coupling the particles via the functionalizing agent from the sediment, the mass ratio being predetermined in this way in that the particle composite has a porous structure.
  • an insulation tape 1 according to the invention for example, alumina or mica flakes and an epoxidized novolac system can thus a tape casting or a sheet pulling starting from an organic or aqueous slurry system at a represent the mechanical stability to the winding securely stel ⁇ lumbar support belt.
  • Fig. 6 shows an embodiment of an inventive use of an insulating tape according to the invention 1. It is in a winding W of the insulating tape 1 on an electrical conductor under a mechanical bias parallel to a continuous stripping Ab the transient ⁇ rising carrier tape 3 of the still green insulating tape 1 executed immediately after a stepwise application of the green insulating tape 1 on a conductor pattern. On the to insulating conductor structure now remains a winding of the still green insulating tape 1. It can then follow a step E debindering the winding of the green insulating tape. Finally, impregnation I of the winding of the green insulating tape can be carried out.
  • the carrier tape 3 can be withdrawn continuously from this immediately after a successive application of the insulating tape 1 on the conductor ⁇ structure 9. It finds only de facto a winding of the actual
  • the resulting green film strip can optionally be debinded after the winding in order to increase the proportion of open and thus impregnable porosity in the material.
  • a molded film strip may be referred to as a green film strip which, after debindering, may be called a brown film strip.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationband (1) in Form eines Partikelverbunds für ein elektrisches Isolationsband, dessen Verwendung als Isolation, die Isolation und die Herstellung des Isolationsbands (1), wobei elektrisch isolierende plättchenförmige Partikel mittels eines elektrisch isolierenden Binders zu einem elektrischen Isoliermaterial in Form eines zumindest teilweise porösen Isolationsbandes (1) verbunden werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Isolationsband (1) bei einem unter Zugkraft ausgeführten Wickeln auf eine Leiterstruktur (9, 11) wickelfähig ist, und zwar ohne Zugabe eines einen Wärmefluss zusätzlich hemmenden Materials. Vorteilhaft ist eine gegenüber dem Stand der Technik größere Wärmeleitfähigkeit zur Vermeidung von Wärmestaus und Totalausfällen insbesondere von Hauptisolierungen (7).

Description

Beschreibung
Isolationsband, dessen Verwendung als elektrische Isolation für elektrische Maschinen, die elektrische Isolation und Ver- fahren zur Herstellung des Isolationsbandes
Die Erfindung betrifft ein Isolationsband nach dem Oberbe¬ griff des Hauptanspruchs, dessen Verwendung als elektrische Isolierung für elektrische, insbesondere rotierende, Maschi- nen, die elektrische Isolierung und ein Verfahren zur Herstellung des Isolationsbands.
In rotierenden elektrischen Maschinen, wie Motoren oder Generatoren, ist die Zuverlässigkeit des Isoliersystems maßgeb- lieh für deren Betriebssicherheit verantwortlich. Das Iso¬ liersystem hat die Aufgabe, elektrische Leiter, und zwar Drähte, Spulen, Stäbe, Teilleiter usw., dauerhaft gegeneinander und gegen das Ständerblechpaket oder die Umgebung zu iso¬ lieren. Innerhalb einer Hochspannungsisolierung unterscheidet man die Isolierung zwischen Teilleitern, die Teilleiterisolierung genannt wird, zwischen den Leitern beziehungsweise Windungen, die Leiter- beziehungsweise Windungsisolierung genannt wird, und zwischen Leiter und Massepotential im Nut- und Wickelkopfbereich, die als Hauptisolierung bezeichnet wird. Die Dicke der Hauptisolierung ist sowohl der Nennspannung der Maschine als auch den Betriebs- und Fertigungsbedingungen angepasst. Die Wettbewerbsfähigkeit zukünftiger Anla¬ gen zur Energieerzeugung, deren Verteilung und Nutzung, hängt in entscheidendem Maße von den eingesetzten Materialien und angewendeten Technologien zur Isolation ab. Das grundlegende Problem bei derartig elektrisch belasteten Isolatoren liegt in der sogenannten teilentladungsinduzierten Erosion, mit sich ausbildenden sogenannten "Treeing"-Kanälen, die letztendlich zum elektrischen Durchschlag des Isolators führen. Diese Barriere gegenüber der Ausbreitung von Treeing-Kanälen wird aktuell durch den Einsatz von Glimmer, welcher in Form von Glimmerpapier zur Anwendung kommt, erreicht. Bei der Herstellung von Glimmerpapier werden hierfür Glimmerpartikel mit einem Aspektverhältnis von mindestens 10 eingesetzt. Das heißt, das Verhältnis aus Länge und Breite auf der einen Sei¬ te und der Plättchendicke auf der anderen Seite, liegt bei mindestens 10. Durch die sich so ergebenden großen Oberflä- chen können sich die Partikel zueinander orientiert und damit dicht anlagern, so dass sich ein mechanisch beanspruchbares Glimmerpapier bildet. Die sich durch diese Wechselwirkung der Oberflächen ergebenden Bindungskräfte hängen direkt mit den Kontaktflächen benachbarter Partikel zusammen. Dies ergibt sich thermodynamisch aufgrund der Wechselwirkung der Primärpartikel durch Van der Waals-Kräfte oder Wasserstoffbrücken- bindungen. Somit erhält man ein flexibles Papier, das um elektrische Leiter gut wickelbar und mittels eines Reaktions¬ harzes imprägnierbar ist, und gleichzeitig eine gute Barriere gegenüber Treeing-Kanälen aufweist. Darüber hinaus müssen die Partikel eine große Beständigkeit gegenüber Teilentladungen aufweisen, die im Betrieb der rotierenden Maschine unablässig auftreten. Aufgrund der anorganischen Struktur des Glimmers besitzt dieser von sich aus eine hohe Teilentladungsresis- tenz. Das Glimmerpapier wird zur weiteren Verbesserung der mechanischen Festigkeit auf einen Träger aus Glas- oder Polyestergewebe aufgebracht und abschließend in einen Verbund¬ werkstoff umgewandelt. Erreicht wird dies, indem man das Pa¬ pier mittels eines flüssigen und reaktiven Polymers impräg- niert und in einem Folgeschritt aushärtet. Bisher sind Iso¬ lierbänder bekannt, die beispielsweise ein Gewebe oder ein Glimmermaterial umfassen, wobei ein Kleber die beiden Kompo¬ nenten so verbindet, dass ein sogenanntes Glimmschutzband entsteht. Es wird unter anderem eingesetzt, um elektrische Leiter in Hochspannungsmaschinen und Hochspannungsgeneratoren elektrisch zu isolieren. Die Wärmeleitfähigkeit von üblicherweise eingesetzten mit Epoxidharzen imprägniertem Glimmerpapier auf Glas oder Polyestergewebe als Trägermaterial beträgt ca. 0,2-0,25 W/mK bei Raumtemperatur. Der sich daraus erge- bende Isolierstoff weist neben guten elektrischen Eigenschaf¬ ten somit auch thermisch isolierende Eigenschaften auf. Im Betrieb entsteht deshalb ein Wärmestau bei großen rotierenden Maschinen. Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit der Glim- merisolierung kann die entstehende Wärme im Kupferleiter nur bedingt an den Stahl des Stators abgegeben werden. Dieser Wärmestau ist besonders stark im Generatormittelteil ausge¬ prägt. Zudem können aufgrund von Inhomogenitäten und Fehl- stellen in der Hauptisolation lokal teilentladungsbedingte
Temperaturerhöhungen auftreten, welche die Harzkomponente der Hauptisolation altern lassen. Bei fortgeschrittener Alterung kann es zum Erdschluss der Kupferleiter kommen und damit zum Komplettausfall der elektrisch rotierenden Maschine.
Generatoren werden je nach Leistungsklasse mittels Luft, Was¬ serstoff oder Wasser gekühlt. Aufgrund der schlechten Wärme¬ leitfähigkeit der Hauptisolation, die < 0,3 W/mK ist, kann jedoch trotz Kühlung die Joulsche Wärme im Kupferleiter nicht zügig ans Blechpaket abgegeben werden. Je nach Wärmeentwicklung im elektrischen Leiter muss die Kühlung von Luft auf Wasserstoff geändert werden, beziehungsweise bei noch größe¬ rer Wärmeentwicklung in den leistungsstärksten Generatoren muss diese Wasserstoffkühlung zusätzlich von einer Wasserküh- lung unterstützt werden. Versuche, die Wärmeleitfähigkeit der Isolation zu erhöhen, erfolgten herkömmlicherweise überwie¬ gend durch die Einbringung wärmeleitfähiger Partikel, wie beispielsweise BN, Diamant, AI2O3 oder 1O2. Da diese Materi¬ alien jedoch aufgrund ihrer Abmessung oder ihrer physikali- sehen Eigenschaften praktisch keinen positiven Einfluss auf die elektrische Festigkeit des Isoliersystems haben, können sie nur in Kombination mit Glimmer zum Einsatz kommen. Von einer Firma mit dem Namen von Roll-Isola Holding Ltd.,
Edenstraße 20, CH-8045 Zürich, wurde ein Glimmerband entwi- ekelt, das mit einer Bornitrid-haltigen Schicht versehen ist. Dabei ist eine maximale Wärmeleitfähigkeit von 0,5 W/mK bei Raumtemperatur erreicht worden. Nachteil dieses bekannten Glimmerbandes ist, dass die Schichtdicke des Bandes vergrö¬ ßert wird und das Bornitrid eine anisotrope Wärmeleitfähig- keit hat, die einen Einsatz in der Praxis stark einschränkt. Das Bornitrid weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit senkrecht zum Isoliersystem auf. Gemäß dem Patent EP 1 643 511 werden Glimmerschutzbänder beschrieben, die Aluminiumoxid als Trägergewebe verwenden. Dies weist den Nachteil auf, dass das Gewebe keinen Beitrag zur elektrischen Festigkeit der Isolation liefert, weshalb der Volumenanteil an Gewebe innerhalb der Isolierung beschränkt ist, da ansonsten die elektrische Festigkeit stark ein¬ schränkt wird.
Ebenfalls aus der US 2007/0141324 ist bekannt, dass planares Aluminiumoxid als direkter Glimmerersatz eingesetzt wird. Es existieren eine Vielzahl von Anmeldungen, die sich auf die Einbringung wärmeleitfähiger Partikel in das Imprägnierharz oder in den Glimmer beschäftigen, die aber alle nicht ohne die Verwendung von Glimmer auskommen und demnach immer nur eine geringe Vergrößerung der Wärmeleitfähigkeit ermöglichen.
Weiterhin ist es bekannt, für VPI-Prozesse wärmeleitfähige Partikel zuzusetzen. Die US 2005/0274450 beschreibt ein Ver¬ fahren zum Verpressen von harzimprägnierten Isolierbändern, denen hochwärmeleitfähige Partikel, wie beispielsweise
Siliziumoxid, Aluminiumoxid und weitere in einem Volumenan¬ teil von 5 bis 60 Vol.-% zugesetzt sind.
Die US 7,776,392 beschreibt ein Verbundisolierband, welches hochwärmeleitfähige Komponenten enthält, wobei diese in der
Harzmischung vorhanden sind und das Verbundband durchdringen.
Die WO 2007/114876 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes mit hochleitfähigen Partikeln. Diese werden zur rückseitigen Imprägnierung eines Verbundbandes verwendet, so dass mindestens 1% der im Harz enthaltenen wärmeleitfähigen Partikel in das Gewebe vordringen.
Die WO 2008/091489 beschreibt ein Isolierband mit einer Viel- schicht-Plättchenstruktur . Die Isolierung besteht hier aus einer Mischung von Glimmer- und Bohrnitrid-Plättchen. Die US 2012/0009408 beschreibt ein vorimprägniertes hochwär- meleitfähiges Glimmerpapier, bei dem eine meso-mikro-Mischung von hochwärmeleitfähigen Plättchen, bevorzugt aus Bornitrid, bevorzugt zwischen Gewebe und Glimmerlage angeordnet sind.
Alle diese Verfahren beschränken sich ausschließlich auf eine Anwendung in der sogenannten Resin-Rich-Technologie und sind damit ungeeignet für einen VPI-Prozess. Die EP 12 715 081 und die WO 2011/138273 AI beschreiben die
Herstellung eines wickelbaren Bandes aus planarem AI2O3, welches das standardmäßig eingesetzte Glimmerpapier vollständig subsituieren soll und welches im Vergleich zum Glimmer sich durch eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Die Materialkosten belaufen sich jedoch auf ein Vielfaches, ca. um den Faktor 100, des herkömmlicherweise eingesetzten Glimmerpapieres . In diesen beiden Patentanmeldungen wird die Herstellung und Verwendung eines Aluminiumoxidbandes als Er¬ satz für das konventionelle Glimmermaterial mit dem Ziel ei- ner gesteigerten Wärmeleitfähigkeit in der Hauptisolierung beschrieben. Dabei wird in einem Bandgießprozess eine wässri- ge Aluminiumoxid-Partikellösung auf ein Glasgewebe aufgetragen, anschließend getrocknet und zur Festigkeitssteigerung mit einem Bandlack versehen. Das fertige Band kann nun zum Wickeln der Hauptisolierung verwendet werden. Bei identischen Aufbauten bei Ersatz des Glimmers durch das Aluminiumoxid kann die Wärmeleitfähigkeit der Hauptisolierung lediglich verdoppelt werden. Deutlich größere Wärmeleitfähigkeiten als 0,5 W/mK sind mit diesem Lösungsansatz nicht zu erreichen.
Es ist Aufgabe der Erfindung eine elektrische Isolierung für elektrische, insbesondere rotierende, Maschinen derart bereit zu stellen, das der elektrische Widerstand groß und die ther¬ mische Wärmeleitfähigkeit der Isolierung groß, insbesondere größer 0,5 W/mK, ist und eine Alterung wirksam verzögert ist. Es sollen elektrische Maschinen mit Nennleitungen insbesondere im Kilowatt oder Megawattbereich elektrisch isoliert werden. Es soll insbesondere eine elektrisch verursachte Al¬ terung wirksam verzögert werden.
Die Aufgabe wird durch ein Isolationsband gemäß dem Hauptan- spruch, dessen Verwendung, elektrische Isolierung und Herstellung gemäß den Nebenansprüchen gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Isolationsband in Form ei¬ nes Partikelverbundes für das elektrische Isolationsband vor- geschlagen, wobei elektrisch isolierende plättchenförmige
Partikel mittels eines elektrisch isolierenden Binders zu ei¬ nem elektrischen Isoliermaterial in Form eines zumindest teilweise porösen Isolationsbandes verbunden werden und das Isolationsband bei einem unter Zugkraft ausgeführten Wickeln auf eine Leiterstruktur wickelfähig ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt erfolgt eine Verwendung des Isola¬ tionsbandes, wobei ein Wickeln des Isolationsbandes mittels dessen direkten Aufbringens auf die Leiterstruktur ausgeführt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt wird eine elektrische Isolation, insbesondere Hauptisolation für eine elektrische Maschine, insbesondere rotierende Maschine, geschaffen, wobei ein er- findungsgemäßes Isolationsband nach einer erfindungsgemäßen
Verwendung versetzt überlappend auf oder an eine Leiterstruktur der Maschine gewickelt wurde.
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Isolationsbandes vorgeschlagen, bei dem die plättchenförmigen Partikel Metalloxidplättchen oder Glimmerplättchen sind.
Es wird vorgeschlagen, ein neuartiges, wickelfähiges und durchimprägnierbares Isolationsband aus plättchenförmigen
Partikeln zu verwenden, welches ohne herkömmlicherweise ver¬ wendetes Glasfasergewebe auskommt. Dieses Gewebe dient aus¬ schließlich der Verbesserung von Wickeleigenschaften und ei- ner mechanischen Stabilität im Betrieb. Ein erfindungsgemäßes Isolationsband besteht folglich maßgeblich aus den
plättchenförmigen Partikeln und einem Binder, ist aber zumindest teilweise porös und damit imprägnierbar.
Durch das Wegfallen von herkömmlichen Gewebe/Kunststoff- Zwischenschichten ist eine wirksame Vergrößerung der Gesamtwärmeleitfähigkeit der elektrischen Isolierung möglich, die insbesondere eine Hauptisolierung sein kann. Grund hierfür ist die serielle Verschaltung von thermischen Widerständen, insbesondere in einer radialen Richtung, die besagt, dass die gesamte Wärmeleitfähigkeit einer Hauptisolation beziehungs¬ weise Isolation durch den größten sich in Serienschaltung befindlichen thermischen Widerstand festgelegt wird.
Wird wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Isolierung, ins¬ besondere Hauptisolierung gewebelos aufgebaut, so wird die Wärmeleitfähigkeit ausschließlich durch die KunststoffSchicht mit den plättchenförmigen Partikeln bestimmt. Es kann sich eine mehrfach höhere Wärmeleitfähigkeit des Gesamtisolations- systems ergeben.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband für das Wickeln bereits ohne wärmeisolierend wirkende Zusätze eine ausreichende Zugfestigkeit und Flexibilität auf¬ weisen .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspapier und daraus ein Band von dem Isolationspapier als Isolationsband erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband das Wickeln auf einem vorübergehenden Trägerband lösbar befestigt sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspapier, daraus ein Band von dem Isolationspapier erzeugt werden und dieses als Isolationsband auf dem vorübergehenden Trägerband lösbar befestigt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Wickeln des Isolationsbandes mittels dessen Aufbringens auf die Leiterstruktur erfolgen, wobei das vorübergehende Trägerband parallel zum Aufbringen von dem Isolationsband getrennt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das vorübergehende Trägerband nach dem Aufbringen von dem Isolati- onsband getrennt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das vorübergehende Trägerband vor dem Aufbringen von dem Isolati¬ onsband getrennt werden, und zwar insbesondere unmittelbar vor dem Aufbringen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das vorübergehende Trägerband beim Aufbringen von dem Isolations¬ band kontinuierlich abgezogen werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband versetzt überlappend auf die Leiterstruktur gewickelt werden. Das heißt, das Isolationsband bedeckt beim Wickeln lediglich einen Teilbereich des bereits aufgebrachten Isolationsbandes.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann beim Wickeln des Isolationsbandes auf die Leiterstruktur eine Überlappung des Isolationsbandes von insbesondere 50 % erfol- gen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann nach dem Wickeln von dem Isolationsband der Binder entfernt werden .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann nach dem Wickeln das Isolationsband imprägniert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die plättchenförmigen Partikel Metalloxid-Plättchen oder Glimmer Plättchen sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Metalloxid-Plättchen Aluminiumoxid-Plättchen sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Binder polymerbasiert sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Binder ein epoxidiertes Novolack-System sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspapier und daraus ein Band von dem Isolationspapier als das Isolations¬ band erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband auf einem vorübergehenden Trägerband aufge¬ bracht und lösbar befestigt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband als ein organisches oder wässriges Schlicker¬ system auf das vorübergehende Trägerband foliengegossen oder foliengezogen und danach getrocknet werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Isolationsband vor dem Wickeln zu einem Wickelband konfektio¬ niert werden. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Haupt- Isolierung;
Figur 2 einen weitere Ansicht zur herkömmlichen Hauptisolierung; Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
HauptIsolierung;
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wickeins ;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Isolationsbandes ; Figur 6 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verwendung eines erfindungsgemäßen Isolationsbandes .
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Hauptisolation beziehungsweise Hauptisolierung. Zwischen einer Innenelektrode 9 und einer Außenelektrode 11 ist die her¬ kömmliche Hauptisolation 7 angeordnet. Diese wird durch meh¬ rere Lagen aus Al203/Kunststoff auf Glasgewebe/Kunststoff ge¬ schaffen. Bezugszeichen 7a bezeichnet eine Al203/Kunststoff- Lage und Bezugszeichen 7b bezeichnet eine Glasgewe¬ be/Kunststoff-Lage, auf der die Lage 7a jeweils aufgebracht worden ist. In den Querschnitt gemäß Figur 1 dienen mehrere Lagen 7a und 7b zur Erzeugung der Hauptisolierung 7, die sich aus der Wicklung der Lagen 7a und 7b ergibt. Zwischen den ei- gentlichen elektrischen Isolatorschichten 7a befinden sich die Gewebe/Kunststoff-Zwischenschichten 7b, die einer Vergrö¬ ßerung der Gesamtwärmeleitfähigkeit der Hauptisolierung im Wege stehen. Grund hierfür ist die serielle Verschaltung von thermischen Widerständen, die besagt, dass die gesamte Wärme¬ leitfähigkeit der Hauptisolation durch den größten sich in Serienschaltung befindlichen thermischen Widerstand festgelegt wird. Gemäß diesem herkömmlichen Ausführungsbeispiel sind dies die Glasgewebe/Kunststoff-Lagen mit einer Wärmeleitfähigkeit von etwa 0 , 2W/Kühlmittel . Eine gewebefreie Alu¬ miniumoxid-KunststoffSchicht weist hingegen eine vielfach so hohe Wärmeleitfähigkeit von > 0,8 W/mK auf. Die gemäß Figur 1 dargestellte Serienschaltung würde aufgrund der unterschied- liehen thermischen Leitfähigkeiten der Einzellagen eine Gesamtwärmeleitfähigkeit von 0,3 bis 0,4 W/mK bereitstellen.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer herkömmlichen Hauptisolation, bei der herkömmliche Schichten aufeinander gewickelt sind. Figur 2 zeigt eine herkömmliche Schichtfolge einer Al203-KunststoffSchicht 7a auf einer Glasgewe¬ be/Kunststoff-Zwischenschicht 7b. Figur 2 zeigt eine Überlap¬ pung von 50% des gewickelten Isolationsbandes. Die thermisch schlecht leitfähige Glasgewebe-Kunststoff-Schicht 7b trägt nicht zur Verbesserung der elektrischen Erosionsbeständigkeit bei. Grund hierfür ist, dass sich ausbildende Treeing-Kanäle diese ohne Wegverlängerung (wie beim plättchenförmigen Metalloxid) senkrecht zur Hauptisolierung passieren können. Beim Wickeln der Hauptisolierung 7 wird üblicherweise mit 50% Bandüberlappung gearbeitet. Wird ein Wickelband mit Glasgewe¬ besupport 7b verwendet, so stellt der Glasgewebe/Kunst¬ stoffbereich 7b den deutlich erosionsschwächeren Bestandteil dar, so dass ein sich ausbildender Treeing-Kanal ohne großen Widerstand geradlinig am Glasgewebe 7b entlang entstehen kann. Der erosionsfeste, mit plättchenförmigen Füllstoff versehene Bereich 7a wird also umgangen.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Isolierung, insbesondere Hauptisolation. Es wird eine gewebe- freie KunststoffSchicht mit plättchenförmigen Partikeln, ins¬ besondere Al203-Partikeln verwendet, wobei eine herkömmliche erosionsanfällige Glasgewebe/KunststoffSchicht 7b entfällt und bei gleicher Gesamtschichtdicke die Erosionsbeständigkeit der gesamten Hauptisolation vergrößert ist. Aufgrund der sich ergebenden Verlängerung der Treeing-Kanäle vergrößert sich die durchschnittliche Lebensdauer der Hauptisolierung und die Ausfallwahrscheinlichkeit des gesamten Generators verringert sich. Bei der elektrischen Erosion des polymeren Isolationssystems ist die kinetische Energie der Elektronenlawine ma߬ gebend. Diese ist direkt proportional zum Ausmaß der Schädi¬ gung der Kunststoffisolation und deren Ausbreitungsgeschwindigkeit. Diese kinetische Energie wird bei konstanter Feld- stärke, die hier vorhanden ist, bestimmt, durch die Beschleu¬ nigungsstrecke im gasförmigen Dielektrikum, beispielsweise in einer Pore oder einem bereits ausgebildeten Erosionskanal, also dem Weg, auf dem das Feld auf die Elektronen einwirkt, ohne dass ein Hindernis in Form eines Feststoffes diese ab- bremst. Durch den geänderten Aufbau der Hauptisolierung 7 werden diese langen Beschleunigungswege nun vermieden, da al¬ le Bereiche der Hauptisolierung 7 mit Treeing-Kanal- verlängernden, teilentladungsresistenten Plättchenpartikeln gefüllt sind. Dies verzögert die Ausbreitung von Erosions- Schäden und steigert wiederum die Lebensdauer der Isolierung 7. Im Falle der erfindungsgemäßen glasgewebefreien Wicklung ist dieser erosionsschwache Teilbereich nicht mehr vorhanden. Der Erosionspfad muss sich durch die ausgerichtete
Plättchenstruktur hindurch bahnen und dadurch einen deutlich verlängerten Weg in Kauf nehmen. Dies verbessert die Erosi¬ onsfestigkeit maßgeblich und trägt wiederum zu einer Lebens¬ dauerverlängerung des Gesamtisoliersystems bei, so wie dies Figur 3 darstellt. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrischen Isolationsbands 1. Fig. 3 zeigt als Isolationsband 1 ein Aluminiumoxid¬ band, wobei dieses zur elektrischen Isolierung elektrischer, insbesondere rotierender, Maschinen, insbesondere dauerhaften elektrischen Hochspannungsisolierung, insbesondere zwischen Leiter und Massepotential in einem Nut- und Wickelkopf, als Hauptisolierung 7 verwendet wird. Das Aluminiumoxidband wird um einen Bereich der Maschine, insbesondere in dem Nut- und Wickelkopf, derart gewickelt, dass es sich um 50% überlappt, beziehungsweise, dass benachbarte Umwicklungen zueinander um die Hälfte der Breite des Isolationsbandes 1 verschoben sind. Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wickeins. Nach einem Durchlaufen des auf einem Trägerband 3 lösbar fixierten Isolationsbandes 1 durch eine Kaschierrolle 5 kann das Isolationsband 1 in Form einer Folie auf die Lei¬ terstruktur gewickelt und davor von dem Trägerband 3 getrennt werden. Figur 4 zeigt, wie das Isolationsband um die Leiter¬ struktur, beispielsweise eine Leiterstruktur 9, gewickelt wird. Ebenso kann das Trägerband 3 aufgewickelt und entspre¬ chend wieder verwendet werden. Bei dem Wickeln des Isolati¬ onsbandes 1 um die Leiterstruktur 9 muss die Kombination Iso- lationsband 1 auf Trägerband 3 bei einem maschinellen Wi¬ ckeln, das unter einer mechanischen Vorspannung ausgeführt wird, eine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen. Ebenso muss die Kombination wickelfähig sein und ebenso eine entsprechende Flexibilität aufweisen. Bei dem Wickeln ist insbesondere darauf zu achten, dass zwischen der aufgebrachten Folie oder des aufgebrachten Isolationsbandes 1 keine Luft zwischen den einzelnen Wicklungen eingeschlossen wird.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Isolationsbandes 1 mit aus¬ reichender Flexibilität zum Wickeln, wobei eine ausreichende Zugfestigkeit vorübergehend mittels eines Trägerbandes 3 ge¬ schaffen wird. Mit einem ersten Schritt Sl erfolgt ein Erzeu¬ gen eines grünen Isolationsbandes 1 mittels Foliengießen oder Folienziehen eines organischen oder wässrigen Schlicker- Systems S auf einem eine mechanische Stabilität bis zum Wi¬ ckeln bereitstellenden Trägerband 3. Dabei kann eine
Anorganik A Füllstoffe und beispielsweise plattenförmiges A1203 und eine in einem Lösungsmittel gelöste Organik 0 Bin- der, Dispergatoren und/oder Weichmacher aufweisen. Mit einem zweiten Schritt S2 kann ein Trocknen ausgeführt werden. Mit einem dritten Schritt S3 erfolgt ein Konfektionieren zu einem Wickelband . Alternativ kann gemäß Fig. 5 ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines porösen Partikelverbunds für ein erfindungsge¬ mäßes elektrisches Isolationsband 1, mit den Schritten:
Mit einem Schritt Sl erfolgt ein Mischen einer Dispersion aus plättchenförmigen Partikeln, einem Trägerfluid und einem Funktionalisierungsmittel , das in dem Trägerfluid verteilt ist und in der Dispersion einen Massenanteil hat, der bezogen auf den Massenanteil der Partikel einem vorherbestimmten Mas- senverhältnis entspricht; ein Erzeugen eines Bodensatzes durch Sedimentation der Dispersion, wodurch die
plättchenförmigen Partikel im Wesentlichen schichtartig planparallel in dem Bodensatz angeordnet werden und ein Entfernen des Trägerfluids aus dem Bodensatz. Mit einem zweiten Schritt S2 erfolgt dann ein Einbringen von Energie in den Bodensatz zum Überwinden der Aktivierungsenergie derjenigen chemischen Reaktion des Funktionalisierungsmittels mit den Partikeln, die unter Kuppeln der Partikel via das Funktionalisierungs¬ mittel aus dem Bodensatz den Partikelverbund ausbildet, wobei das Massenverhältnis derart vorherbestimmt wird, dass der Partikelverbund eine poröse Struktur hat.
Eine mögliche Herstellungsvariante eines erfindungsgemäßen Isolationsbandes 1 beispielsweise aus Aluminiumoxid- oder Glimmerplättchen und einem epoxidierten Novolack-System kann also ein Foliengießen beziehungsweise ein Folienziehen ausgehend von einem organischen oder wässrigen Schlickersystem auf einem die mechanische Stabilität bis zur Wicklung sicherstel¬ lenden Trägerband 3 darstellen.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verwendung eines erfindungsgemäßen Isolationsbandes 1. Es wird bei einem Wickeln W des Isolationsbandes 1 auf einen elektrischen Leiter unter einer mechanischen Vorspannung pa- rallel dazu ein kontinuierliches Abziehen Ab des vorüberge¬ henden Trägerbandes 3 von dem noch grünen Isolationsband 1 direkt nach einem schrittweisen Aufbringen des grünen Isolationsbandes 1 auf eine Leiterstruktur ausgeführt. Auf der zu isolierenden Leiterstruktur verbleibt nun einer Wicklung des noch grünen Isolationsbandes 1. Es kann danach ein Schritt E eines Entbindern der Wicklung des grünen Isolationsbandes folgen. Abschließend kann ein Imprägnieren I der Wicklung des grünen Isolationsbandes ausgeführt werden.
Bei der Wicklung kann das Trägerband 3 direkt nach einem sukzessiven Aufbringen des Isolationsbandes 1 auf die Leiter¬ struktur 9 kontinuierlich von diesem abgezogen werden. Es findet so lediglich de facto eine Wicklung des eigentlichen
Isolationsbandes 1 statt, so dass nur "aktives" Isolationsma¬ terial, das auch vollständig tränkbar ist, auf dem zu isolie¬ renden Leiter 9 verbleibt. Das so entstandene grüne Folien¬ band kann nach der Wicklung optional noch entbindert werden, um den Anteil an offener und damit imprägnierbarer Porosität im Material zu erhöhen. Ein geformtes Folienband kann als grünes Folienband bezeichnet werden, das nach dem Entbindern braunes Folienband genannt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Isolationsband (1) in Form eines Partikelverbunds für ein elektrisches Isolationsband, wobei
elektrisch isolierende plättchenförmige Partikel mittels ei¬ nes elektrisch isolierenden Binders zu einem elektrischen Isoliermaterial in Form eines zumindest teilweise porösen Isolationsbandes verbunden werden;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband bei einem unter Zugkraft ausgeführten Wi¬ ckeln auf eine Leiterstruktur (9, 11) wickelfähig ist.
2. Isolationsband nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband (1) für das Wickeln ohne wärmeisolierend wirkende Zusätze eine ausreichende Zugfestigkeit und Flexibi¬ lität aufweist.
3. Isolationsband nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspa¬ pier und daraus ein Band von dem Isolationspapier als Isolationsband (1) erzeugt wurde.
4. Isolationsband nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband (1) für das Wickeln, insbesondere mittels einer Kaschierrolle (5) , auf einem vorübergehenden Trägerband (3) lösbar befestigt ist.
5. Isolationsband nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspa¬ pier, daraus ein Band von dem Isolationspapier erzeugt wurde und dieses als Isolationsband (1) auf dem vorübergehenden Trägerband (3) lösbar befestigt wurde.
6. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 1, 2 oder 3,
gekennzeichnet durch
Wickeln des Isolationsbandes (1) mittels dessen Aufbringens auf die Leiterstruktur (9, 11) .
7. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 4 oder 5,
gekennzeichnet durch
Wickeln des Isolationsbandes (1) mittels dessen Aufbringens auf die Leiterstruktur (9, 11), wobei das vorübergehende Trä¬ gerband (3) parallel zum Aufbringen von dem Isolationsband (1) getrennt wird.
8. Verwendung eines Isolationsbandes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das vorübergehende Trägerband (3) nach dem Aufbringen von dem Isolationsband (1) getrennt wird.
9. Verwendung eines Isolationsbandes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
das vorübergehende Trägerband (3) vor dem Aufbringen von dem Isolationsband (1) getrennt wird.
10. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
das vorübergehende Trägerband (3) beim Aufbringen von dem Isolationsband (1) kontinuierlich abgezogen wird.
11. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband (1) versetzt überlappend auf die Leiter- struktur (9, 11) gewickelt wird.
12. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
beim Wickeln des Isolationsbandes (1) auf die Leiterstruktur (9, 11) eine Überlappung des Isolationsbandes (1) von jeweils 40% bis 60%, insbesondere 50%, erfolgt.
13. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Wickeln von dem Isolationsband (1) der Binder ent- fernt wird.
14. Verwendung eines Isolationsbandes nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Wickeln das Isolationsband (1) imprägniert wird.
15. Elektrische Isolation, insbesondere Hauptisolation (7), für eine elektrische Maschine, insbesondere rotierende Ma¬ schine,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Isolationsband (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 nach ei¬ ner Verwendung gemäß den Ansprüchen 6 bis 14 versetzt überlappend auf oder an eine Leiterstruktur (9, 11) der Maschine gewickelt wurde.
16. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Isolationsbandes nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die plättchenförmigen Partikel Metalloxidplättchen oder Glim- merplättchen sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Metalloxidplättchen Aluminiumoxidplättchen sind.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Binder polymerbasiert ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Binder ein epoxidiertes Novolack-System ist.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
aus dem elektrischen Isoliermaterial zuerst ein Isolationspa¬ pier und daraus ein Band von dem Isolationspapier als das Isolationsband (1) erzeugt wird.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband (1) auf einem vorübergehenden Trägerband (3) aufgebracht und lösbar befestigt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Isolationsband (1) als ein organisches oder wässriges Schlickersystem auf das vorübergehende Trägerband (3) folien¬ gegossen oder foliengezogen und danach getrocknet wird.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Wickeln das Isolationsband (1) zu einem Wickelband konfektioniert wird.
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EP15705276.2A EP3080898A2 (de) 2014-03-11 2015-02-13 Isolationsband, dessen verwendung als elektrische isolation für elektrische maschinen, die elektrische isolation und verfahren zur herstellung des isolationsbandes
JP2016556705A JP2017516437A (ja) 2014-03-11 2015-02-13 絶縁テープ、電気機械用の電気絶縁体としての当該絶縁テープの使用、電気絶縁体及び絶縁テープの製造方法
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110120557B (zh) * 2018-02-05 2021-01-15 宁德新能源科技有限公司 保护装置及电池

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1135514B (it) * 1981-02-18 1986-08-27 Pirelli Cavi Spa Cavo elettrico
JPS60237828A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Toshiba Corp 回転電機コイル
DE4244298C2 (de) * 1992-12-28 2003-02-27 Alstom Isolierband und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2570210B2 (ja) * 1995-05-29 1997-01-08 株式会社日立製作所 プリプレグ
JP2000116047A (ja) * 1998-09-29 2000-04-21 Hitachi Ltd 高熱伝導絶縁コイル及びこのコイルを用いた回転電機装置
JP3843967B2 (ja) * 2003-06-11 2006-11-08 三菱電機株式会社 絶縁コイルの製造方法
US7135639B2 (en) * 2003-09-05 2006-11-14 Siemens Power Generation, Inc. Integral slip layer for insulating tape
US7268293B2 (en) * 2004-06-15 2007-09-11 Siemen Power Generation, Inc. Surface coating of lapped insulation tape
US20080050580A1 (en) 2004-06-15 2008-02-28 Stevens Gary C High Thermal Conductivity Mica Paper Tape
US7553438B2 (en) 2004-06-15 2009-06-30 Siemens Energy, Inc. Compression of resin impregnated insulating tapes
US7776392B2 (en) 2005-04-15 2010-08-17 Siemens Energy, Inc. Composite insulation tape with loaded HTC materials
DE102004034550A1 (de) 2004-07-16 2006-02-09 Siemens Ag Glimmschutzband
US7846853B2 (en) 2005-04-15 2010-12-07 Siemens Energy, Inc. Multi-layered platelet structure
US20070026221A1 (en) * 2005-06-14 2007-02-01 Siemens Power Generation, Inc. Morphological forms of fillers for electrical insulation
JP4996086B2 (ja) * 2005-09-29 2012-08-08 株式会社東芝 マイカテープおよびこのマイカテープを用いた回転電機コイル
US7812260B2 (en) * 2007-09-25 2010-10-12 Siemens Energy, Inc. Electrical insulation tape with controlled bonding and resin impregnation properties
CN101423669A (zh) * 2008-12-04 2009-05-06 浙江工业大学 一种用于发热电缆的绝缘导热材料
DE102010019603A1 (de) 2010-05-05 2011-11-10 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Federspeicherbremszylinder mit innerhalb der Speicherfeder angeordnetem Elektromotor
DE102010019721A1 (de) * 2010-05-07 2011-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Elektrisches Isoliermaterial, Isolationspapier und Isolationsband für eine Hochspannungsrotationsmaschine
EP2520619A1 (de) * 2011-05-05 2012-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines porösen Partikelverbunds für ein elektrisches Isolationspapier

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