AT516868B1 - Adhesion and crack-resistant insulating layer construction and topcoat paint construction for current transformer housing and an associated manufacturing process - Google Patents

Adhesion and crack-resistant insulating layer construction and topcoat paint construction for current transformer housing and an associated manufacturing process Download PDF

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Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lackaufbau für Stromwandlergehäuse zu schaffen, der eine gute Haftung mit dem Wandlergehäuse und zwischen Lackaufbau und Vergussmasse der Spulen und gute elektrische Eigenschaften, wie gute Isolation und gleichzeitig eine magnetische Entkopplung besitzt. Weiterhin muss eine Verhinderung einer elektrostatischen Elektrizität sowie eine antistatische Ausrüstung die Hüllbedingung der Stromwandlerspulen über mindestens fünf Seiten gegeben sein. Weiterhin soll kein Abriebeffekt im Lackaufbau beim Eingießen der Spulen mit der Vergussmasse eintreten. Als Grundlage für den späteren Stromwandlereinbau in das Stromwandlergehäuse (1) wird ein Grundfüller (2) auf der Basis eines 2K-Füllprimers und ein elektrisch leitender Lack (3) als Oberschichtlack (3) und als Koppelschicht (3) übereinander in gleicher Schichtdicke aufgetragen. Zuvor erfolgt eine Reinigung des Stromwandlergehäuses (1) durch Beflammen, dann das Ausblasen mit ionisierter Luft und anschließend das Entfernen von Feuchtigkeit.The invention has for its object to provide a paint system for current transformer housing, which has a good adhesion with the converter housing and between paint and casting compound of the coils and good electrical properties, such as good insulation and at the same time a magnetic decoupling. Furthermore, prevention of electrostatic electricity as well as antistatic equipment must be given the envelope condition of the CT coils over at least five sides. Furthermore, no abrasion effect in the paint build when pouring the coils with the potting compound should occur. As a basis for the later Stromwandlereinbau in the current transformer housing (1) a base filler (2) based on a 2K Füllprimers and an electrically conductive paint (3) as Oberschichtlack (3) and as a coupling layer (3) applied one above the other in the same layer thickness. Beforehand, a cleaning of the current transformer housing (1) by flaming, then the blowing out with ionized air and then the removal of moisture.

Description

Beschreibungdescription

HAFTUNGS- UND RISSSICHER ISOLIERSCHICHTAUFBAU UND OBERSCHICHTLACKAUFBAU FÜR STROMWANDLERGEHÄUSE UND EIN DAZUGEHÖRIGES HERSTELLUNGSVERFAHRENRELIABLE AND CRACKSAFE INSULATED LAYER CONSTRUCTION AND MACHINE LAYER CONSTRUCTION FOR CURRENT TRANSFORMER HOUSING AND RELATED MANUFACTURING METHOD

[0001] Haftungs- und risssicher Isolierschichtaufbau und Oberschichtlackaufbau für Stromwandlergehäuse und ein dazugehöriges Herstellungsverfahren für den späteren Einbau der Stromwandlerspulen mit Vergusstechnologie.Adhesion and risers Isolierschichtaufbau and Oberschichtlackaufbau for current transformer housing and an associated manufacturing process for the subsequent installation of the current transformer coils with Vergusschnologie.

[0002] Die Stromwandlerspulen werden beim Einbau in die Stromwandlergehäuse vergossen. Hierbei und bei der späteren Nutzung des Stromwandlers treten schnell Risse und diverse Haftungsprobleme zwischen Vergussmasse der Stromwandlerspule und dem Stromwandlergehäuse auf. Diese Problematik wurde auch schon in verschiedenen Schriften behandelt. So wird in der Schrift DE 25 14 607 ein Verfahren zur Herstellung von isolierenden Lackschichten und eine nach dem Verfahren hergestellten Isolierschicht beschrieben. Hier wird dem verwendeten Lack ein Material mit sehr hoher spezifischer elektrischer Festigkeit, beispielsweise Glimmer oder Aluminiumoxid in Form von kleinen Schüppchen zugesetzt. Diese Schüppchen werden in die Lackschicht eingebettet, während diese auf den Leiter oder Spule aufgebracht wird und bilden dort Dipole. Dies hat zur Folge, dass eine wesentliche Steigerung der elektrischen Festigkeit erreicht wird. Gleichzeitig bewirkt die Gegenwart dieser Schüppchen, dass die Lackschicht eine viel größere mechanische Druckfestigkeit erhält. Der Aufbau der Lackschicht kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels Elektrophorese und/oder elektrostatischer Aufsprühung geschehen. Nach einer Variante kann das Aufträgen auch in zwei oder mehreren Schichten erfolgen.The current transformer coils are cast during installation in the current transformer housing. This and the later use of the current transformer quickly cracks and various liability problems between potting the current transformer coil and the current transformer housing on. This problem has already been dealt with in various writings. Thus, the document DE 25 14 607 describes a process for the production of insulating lacquer layers and an insulating layer produced by the process. Here, a material with very high specific electrical strength, such as mica or aluminum oxide in the form of small scales is added to the paint used. These flakes are embedded in the lacquer layer as it is applied to the conductor or coil and form dipoles there. As a result, a substantial increase in electrical strength is achieved. At the same time, the presence of these lumps causes the lacquer layer to obtain a much greater mechanical compressive strength. The structure of the lacquer layer can be done by the method according to the invention by means of electrophoresis and / or electrostatic spraying. According to one variant, the orders can also be made in two or more layers.

[0003] In der DE 10 2006 014 199 wird ein Verfahren zur Verbesserung der Haftung auf dem Untergrund und zur Minderung von Risserscheinungen von Isolationslacken auf Wandlergehäusen beschrieben. Nach einer Oberflächenbehandlung mit einer lösungsmittelhaltigen Reinigungsflüssigkeit wird ein Haftvermittler und anschließend ein Isolationslack aufgetragen. Auf den Isolationslack wird noch zusätzlich eine Trennschicht aufgebracht, die beim späteren Vergießen des Wandlers eine Kraftübertragung des Kunstharzes auf den Isolationslack reduziert.In DE 10 2006 014 199 a method for improving the adhesion to the substrate and to reduce cracking of insulation coatings on transducer housings is described. After a surface treatment with a solvent-containing cleaning liquid, a bonding agent and then an insulating varnish is applied. On the insulating varnish, a separating layer is additionally applied, which reduces the subsequent casting of the transducer, a power transmission of the resin to the insulating varnish.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lackaufbau für Stromwandlergehäuse zu schaffen, der eine gute Haftung mit dem Wandlergehäuse und zwischen Lackaufbau und Vergussmasse der Spulen und gute elektrische Eigenschaften, wie gute Isolation und gleichzeitig eine magnetische Entkopplung besitzt. Weiterhin muss eine Verhinderung einer elektrostatischen Elektrizität sowie eine antistatische Ausrüstung die Hüllbedingung der Stromwandlerspulen über mindestens fünf Seiten gegeben sein. Weiterhin soll kein Abriebeffekt im Lackaufbau beim Eingießen der Spulen mit der Vergussmasse eintreten.The invention has for its object to provide a paint system for current transformer housing, which has a good adhesion with the converter housing and between paint and casting compound of the coils and good electrical properties, such as good insulation and at the same time a magnetic decoupling. Furthermore, prevention of electrostatic electricity as well as antistatic equipment must be given the envelope condition of the CT coils over at least five sides. Furthermore, no abrasion effect in the paint build when pouring the coils with the potting compound should occur.

[0005] Die Erfindungsaufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und durch die Technologie des Verfahrens gelöst.The invention task is solved with the features of the main claim and by the technology of the method.

[0006] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen neben den in der Aufgabenstellung benannten erfindungsgemäßen Lösungen weiterhin darin, dass der in der Vergangenheit übliche Arbeitsgang des Auftragens einer zusätzlichen Trennschicht entfallen kann und somit eine Arbeitszeiteinsparung ermöglicht wird.The achievable with the present invention consist in addition to the tasks specified in the inventive solutions further in that the usual in the past operation of applying an additional separation layer can be omitted and thus a working time saving is made possible.

[0007] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und gleichzeitig wird das Verfahren zur Realisierung der Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt den Isolierschichtaufbau und Oberschichtlackaufbau mit einer eingegossenen Spule im Stromwandlergehäuse.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and at the same time the method for implementing the invention will be described in more detail below. The drawing shows the Isolierschichtaufbau and Oberschichtlackaufbau with a cast-in coil in the current transformer housing.

[0008] Der Isolations- und Farbaufbau auf der Innenseite des Stromwandlergehäuses 1 besteht aus einer Schicht Grundfüller 2 als Haftvermittler 2 und als Isolationsschicht 2 auf der Basis eines 2K-Füllprimers. Auf dieser Schicht liegt eine Schicht elektrisch leitender Lack 3 aus pigmentiertem Polyester als Oberschichtlack 3 und als Koppelschicht 3. Die Koppelschicht 3 besitzt eine vergrößerte Haftoberfläche. Beide Schichten, der Grundfüller 2 und die Koppelschicht 3 besitzen vorzugsweise eine etwa gleiche Schichtdicke von vorzugsweise 10 μm.The isolation and color structure on the inside of the current transformer housing 1 consists of a layer of primer filler 2 as a primer 2 and as an insulating layer 2 on the basis of a 2K Füllprimers. On top of this layer is a layer of electrically conductive lacquer 3 of pigmented polyester as topcoat lacquer 3 and as coupling layer 3. The coupling layer 3 has an enlarged adhesive surface. Both layers, the base filler 2 and the coupling layer 3 preferably have an approximately equal layer thickness of preferably 10 μm.

[0009] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung zur Herstellung einer haftungs- und risssicheren Innenbeschichtung eines Stromwandlergehäuses 1 aus Metall ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet. Das Verfahren beginnt mit einem Oberflächenvorbehandlungsverfahren. Entfernen von organischen Substanzen durch ein kurzzeitiges Beflammen an Stelle des Einsatzes von Lösungsmitteln oder sogenannten Haftreinigern. Anschließend das Entfernen von anorganischen Verschmutzungen, insbesondere elektrostatischen Ladungsträgern durch ein Ausblasen mit ionisierter Luft und zum Schluss der Vorbehandlung das Entfernen von Feuchtigkeit durch Eistrocknung oder Wärmeeinsatz.The inventive method for the preparation of an adhesion and crack-proof inner coating of a current transformer housing 1 made of metal is characterized by the following steps. The process begins with a surface pretreatment process. Removal of organic substances by a brief flaming instead of the use of solvents or so-called adhesive cleaners. Subsequently, the removal of inorganic contaminants, in particular electrostatic charge carriers by blowing with ionized air and at the end of the pretreatment, the removal of moisture by ice drying or heat.

[0010] Nach der Oberflächenvorbehandlung wird ein Haftvermittler 2 in Form eines Grundfüllers 2 mittels eines hochpulsierten Strahlverfahrens Auf das Stromwandlergehäuse 1 aufgetragen. Dabei ist die Pulsation des Strahls wesentlich größer als die Pulsation des Stromwandlergehäuses 1, d. h. die Pulsfrequenz des Strahls ist sehr viel größer als die Eigenfrequenz des Stromwandlergehäuses 1 gewählt. Hierdurch wird eine Vergrößerung der Haftoberfläche erreicht und damit wird eine bessere Kopplung zur darüber liegenden Schicht erzeugt. Dem Haftvermittler 2 werden Dipole beigemengt, welche je nach Ladungsstärke eine elektrische und magnetische Entkopplung bewirken und somit eine elektrische Isolation ergibt.After the surface pretreatment, a bonding agent 2 in the form of a base filler 2 is applied to the current transformer housing 1 by means of a high-pulsed blasting process. The pulsation of the beam is much greater than the pulsation of the current transformer housing 1, d. H. the pulse frequency of the beam is much larger than the natural frequency of the current transformer housing 1 selected. As a result, an increase in the adhesive surface is achieved and thus a better coupling to the overlying layer is produced. The bonding agent 2 dipoles are added, which cause depending on the charge strength of an electrical and magnetic decoupling and thus provides an electrical insulation.

[0011] Auf den Grundfüller 2 wird anschließend ein elektrisch leitender Lack 3 als Koppelschicht 3 auf der Basis von pigmentiertem Polyester aufgetragen. Hierdurch wird ein Faraday-sches Paradoxon erreicht und damit eine elektrostatische Aufladung vermieden. Somit wird die geforderte Hüllbedingung des Stromwandlers, mindestens fünf Seiten, erfüllt und eine gute Haftung an der Vergussmasse 5 erreicht und damit ein Ablösen der Koppelschicht 3 bei Schrumpfung der Vergussmasse 5 verhindert. Es wird kein Abriebeffekt beim Eingießen der Vergussmasse 5 eintreten, wenn eine Überschichtung vermieden wird, d.h. es wird eine gleiche Schichtdicke des Haftvermittlers 2 und der Koppelschicht 3 von vorzugsweise etwa 10 μm aufgetragen.On the Grundfüller 2, an electrically conductive paint 3 is then applied as a coupling layer 3 on the basis of pigmented polyester. This achieves a Faraday paradox and thus avoids electrostatic charge. Thus, the required envelope condition of the current transformer, at least five sides, met and achieved good adhesion to the potting compound 5 and thus prevents detachment of the coupling layer 3 upon shrinkage of the potting compound 5. There will be no abrasive effect in pouring the potting compound 5 when overcoating is avoided, i. an equal layer thickness of the adhesion promoter 2 and of the coupling layer 3 of preferably approximately 10 μm is applied.

ZUSAMMENSTELLUNG DER BEZUGSZEICHEN 1 - Stromwandlergehäuse 2 - Haftvermittler, Grundfüller, Isolationsschicht 3 - elektrisch leitender Lack, Oberschichtlack, Koppelschicht 4 - Stromwandler 5 - VergussmasseCOMPOSITION OF SUBSTITUTES 1 - current transformer housing 2 - primer, primer, insulation layer 3 - electrically conductive lacquer, topcoat, coupling layer 4 - current transformer 5 - potting compound

Claims (5)

Patentansprücheclaims 1. Haftungs- und risssicher Isolierschichtaufbau und Oberschichtlackaufbau für Stromwandlergehäuse (1) , dadurch gekennzeichnet, dass als Grundlage für den späteren Stromwandlereinbau mit Vergusstechnologie in das Stromwandlergehäuse (1) ein Grundfüller (2) als Zwischenschicht (2), als Haftvermittler (2) und als Isolationsschicht (2) auf der Basis eines 2K- Füllprimers und ein elektrisch leitender Lack (3) als Oberschichtlack (3) und als Koppelschicht (3) übereinander aufgetragen sind.1. adhesion and risssicher Isolierschichtaufbau and Oberschichtlackaufbau for current transformer housing (1), characterized in that as the basis for the later current transformer installation with Vergusschnologie in the current transformer housing (1) a Grundfüller (2) as an intermediate layer (2), as a primer (2) and as insulation layer (2) on the basis of a 2K-Füllprimers and an electrically conductive paint (3) as an upper layer paint (3) and as a coupling layer (3) are applied to each other. 2. Haftungs- und risssicher Isolierschichtaufbau und Oberschichtlackaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische leitende Lack (3) aus pigmentiertem Polyester besteht.2. adhesion and risssicher insulating layer and Oberschichtlackaufbau according to claim 1, characterized in that the electrically conductive paint (3) consists of pigmented polyester. 3. Haftungs- und risssicher Isolierschichtaufbau und Oberschichtlackaufbau nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundfüller (2) und der Oberschichtlack (3), beide jeweils in einer gleichen Schichtdicke von etwa 10 μm aufgetragen sind.3. adhesion and risssicher insulating layer and Oberschichtlackaufbau according to claim 1 and 2, characterized in that the Grundfüller (2) and the Oberschichtlack (3), both in each case in an equal layer thickness of about 10 microns are applied. 4. Verfahren zur Herstellung eines haftungs- und risssicheren Isolierschichtaufbaus und Oberschichtlackaufbaus für Stromwandlergehäuse (1) , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung des Stromwandlergehäuses (1) in mehreren Schritten erfolgt, zur Entfernung von organischen Substanzen ein kurzzeitiges Beflammen, dann zur Entfernung anorganisches Verschmutzungen insbesondere von elektrostatischen Ladungsträgern das Ausblasen mit ionisierter Luft und anschließend das Entfernen von Feuchtigkeit durch Eistrocknung oder Wärmeeinsatz erfolgt und anschließend ein Haftvermittler (2) in Form eines Grundfüllers (2) als Zwischenschicht (2) mit einer definierten Schichtdicke in das Stromwandlergehäuse (1) aus Metall aufgetragen wird, bei gleichzeitiger Einbringung von Dipolen und einer vergrößerten Haftoberfläche, welche mittels hochpulsiertem Strahlverfahren erzeugt wird und auf diese Zwischenschicht (2) eine leitfähige Koppelschicht (3) in Form eines elektrisch leitenden Lacks (3), als Grundlage für eine spätere Bestückung des Stromwandlergehäuses (1) mit einem Stromwandler (4) mittels Vergusstechnologie, aufgetragen wird.4. A method for producing a adhesion and crack-resistant Isolierschichtaufbaus and Oberschichtlackaufbaus for current transformer housing (1), characterized in that the cleaning of the current transformer housing (1) takes place in several steps, for the removal of organic substances, a short-term flaming, then for removing inorganic contaminants in particular of electrostatic charge carriers, the blowing with ionized air and then the removal of moisture by ice drying or heat input and then an adhesion promoter (2) in the form of a base filler (2) as an intermediate layer (2) with a defined layer thickness in the current transformer housing (1) made of metal is applied, with simultaneous introduction of dipoles and an enlarged adhesion surface, which is produced by means of high-pulsed blasting process, and onto this intermediate layer (2) a conductive coupling layer (3) in the form of an electrically conductive lacquer (3), as a basis for a later assembly of the current transformer housing (1) with a current transformer (4) by means of casting technology, is applied. 5. Verfahren zur Herstellung eines haftungs- und risssicheren Isolierschichtaufbaus und Oberschichtlackaufbaues nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Grundfüller (2) zusätzlich vor dem Auftragen eine Verdünnung kleiner 10 % zum Gesamtvolumen untergemischt wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen5. A process for producing an adhesion and fracture-resistant Isolierschichtaufbaus and Oberschichtlackaufbaues according to claim 4, characterized in that the Grundfüller (2) in addition before application, a dilution of less than 10% to the total volume is mixed. For this 1 sheet drawings
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