Verfahren zur Herstellung von Hochspannungs-Wicklungsisolationen für elektrische Maschinen. Hochspannungswieklungen von elektri schen Maschinen werden heute zur Haupt sache mit Glimmer isoliert. Der Glimmer wird dabei unter Verwendung eines Bindemittels auf einen Träger geklebt. Die so vorbereitete Isolation wird um die Leiter gewickelt und unter Anwendung von Druck und Temperatur zu einer festen Isolation gefügt. Als Binde mittel können dabei Schellack, Asphalt oder Kunstharze (z. B. Polyesterharze) verwendet werden.
Der Verwendung von thermoplasti- sehen Bindemitteln haftet der Nachteil an, dass sie bereits bei Betriebstemperatur weich werden und zu fliessen beginnen. Kunstharzen haftet dieser Mangel nicht an, dagegen lässt sich nicht verhindern, dass bei langen Wiek- lungen mit ihren relativ grossen Längenände rungen zwischen dem kalten und dem be triebswarmen Zustand eine Spaltung der Iso lation eintreten kann.
Die bekannten Verfah ren können auch nur im geraden Teil der Wieklung, das heisst für die Nutenisolation, angewendet werden und schliessen die Kopf isolation aus. Diese letztere muss durch Ban dagieren hergestellt werden. Die Trennstelle zwischen der festen Nutenisolation und der Kopfisolation kann elektrisch zu Schwierig keiten führen, wenn nicht besondere Massnah men vorgesehen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah ren zur Herstellung von Hochspannungs- Wieklungsisolationen für elektrische Maschi nen und besteht darin, dass die Hauptisola- tion durch Umgiessen des Leiterbündels mit einem Kunstharz, das durch Wärmebehand lung ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile polymerisiert -und eine feste, auch bei höheren Temperaturen nicht mehr erweichbare Isola tion bildet, hergestellt wird.
Hierfür eignen sieh besonders gut sogenannte Niederdruck- harze. Als Niederdruckharze werden Kunst harze bezeichnet, die durch eine chemische Re aktion allein durch Anwendung von Wärme, ohne Anwendung von Druck und ohne<B>Ab-</B> spaltung flüchtiger Bestandteile zum nicht mehr erweichbaren Endprodukt polymerisie ren. Zu diesen Gruppen von Kunstharzen ge hören zum Beispiel Polyester- und Äthoxylin- harze.
Die beiliegende Zeichnung zeigt im Schnitt drei Ausführungsbeispiele von gemäss der Er findung isolierten Wicklungsteilen.
Beim Beispiel Fig. <B>1</B> bestehen die einzel nen Teilleiter<B>1</B> aus Profilkupfer, die durch Zwischenisolationen 2 aus Papier oder Glim mer voneinander isoliert sind. Die Teilleiter<B>1</B> -and die Zwischenisolationen 2 sind mit einem Kunstharz zusammengeklebt und ausgehärtet. Es entsteht auf diese Weise eine Wicklung, welche für die weitere Bearbeitung eine ge nügende Formstabilität aufweist. Um die ge klebten Teilleiter<B>1</B> ist die Hauptisolation<B>3</B> aus einem Kunstharz gegossen.
Da die bisher bekannten Kunstharze einen mehr als dreimal grösseren Wärmeausdeh- nungskoeffizienten aufweisen als die zu um- giessenden Kupferleiter<B>1,</B> mÜssen Massnah men getroffen werden, damit die im Betrieb auftretenden Wärmespannungen von der Hauptisolation<B>3</B> ohne Beschädigung aufge nommen werden können. Eine Möglichkeit be steht darin, die Leiter vor dem Umgiessen mit einer Umhüllung von Geweben oder Faser material zu versehen, wie das in der Fig. <B>1</B> mit 4 angedeutet ist. Geeignet sind Rohglim mer, Papier oder Gewebe aus Glasfasern bzw. Asbest.
Die Umhüllung kann in breiten Bah nen um die Leiter gelegt werden oder durch Umbändeln erfolgen, Der Auftrag der Um hüllung entspricht dabei der benötigten Iso lationsdicke.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass dem flüssigen Harz vor dem Giessen Zu sätze beigegeben werden, die bezwecken, den Ausdehnungskoeffizienten des<B>-</B> Harzes dem_ jenigen des Leiterkupfers anzupassen. Als Zu sätze können anorganische Stoffe, wie zum Beispiel Quarzmehl, gemalilener Rohglimmer verwendet werden.
Beide Möglichkeiten können auel-i gleich zeitig angewendet werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass ein bei Raumtemperatur flüssiges Harz mit anorganischen Stoffen (z. B. gemahlener Rohglimmer) so stark gefüllt wird, dass eine Mischung von pastenförmiger Konsistenz ent steht, die auf das Leiterbündel aufgetragen wird.
Die mit der Umhüllung versehenen Kup ferleiter werden in eine den Dimensionen und der Form der Wicklung entsprechenden Giess form eingelegt und das Harz unter Vakuum eingegossen. Die Giesslorm kann dabei nur den geraden, in der Nitte liegenden Teil der Wicklung oder die ganze Länge der Wick lung umschliessen. Im ersten Fall ist es mög lich, dass die Form die Wicklung nur auf drei Seiten umgibt -Lind die vierte Seite für das Eingiessen des Harzes offen bleibt. Diese Seite wird erst nach dem Giessen geschlossen, um- der Isolation während des Härtungsvorgan- ges die endgültige Form zu geben.
Die Wick lung und die Giessform, müssen für den Giess- vorgang in einen besonderen vakuumfesten Behälter untergebracht sein.
Es ist aber auel-i möglich, die Wicklung" allseitig mit einer vakuumfesten Giesslorm zu umgeben und das Harz von einer Stirnseite aus unter Vakuum, einzusaugen. Man erspart auf diese Weise einen besonderen Vakuum kessel. Die Giessform kann dabei aus Metall, (z. B. Stahl) oder aus einem federnd nach giebigen Material (z. B. Gummi) bestehen.
Es ist auch denkbar, auf die Umhüllung der Wicklung pastenförmige Komponenten von Stoffen aufzutragen (z.B. Polyvinylalkohol, oder Polyvinilchlorid), die entweder durch Verdunsten des Lösungsmittels oder durch Polymerisation in eine feste Deckschicht über gehen. Letztere dient als vakuumdichte Form für das Einsaugen des Kunstharzes. Bei Ver wendung einer pastenförmigen Mischung kann die weitere Bearbeitung ohne Vakuum erfolgen. Die Paste wird um die Leiter auf getragen.
Derjenige Teil der Wieklung, der in die Nute zu liegen kommt, wird mit einer Metallform umgeben, die gestattet, die auf getragene Paste in die gewünschten Dimen sionen zu pressen, derart, dass keine Lücken und Hohlräume entstehen können. Bei den über das Statoreisen vorstehenden Teilen der Wicklung wird die Paste mit einer Bandage (z. B. aus Glasgewebe) eingebunden, damit der Auftrag beim nachfolgenden Härtungs- prozess, der zum Beispiel bei 10011 <B>C</B> ausge führt wird, nicht weg-fliessen kann.
Durch die 'v#Tärmebehandlung wird der Auftrag zu einer festen, nicht mehr erweichbaren Isolation ge formt.
Zur Erreichung eines homogenen elektri schen Feldes und zur Steuerung des Rand feldes ist es unter Umständen zweckmässig, einen Metallbelag miteinzugiessen oder einzu legen, wie das aus der Fig. 2 hervorgelit. <B>1</B> sind wiederum die einzelnen Teilleiter mit Zwischenisolationen 2 und der Hauptisolation <B>3</B> aus Giessharz. Die Umhüllung 4 (Fig. <B>1)</B> aus Gewebe ist in dieser Figur weggelassen. <B>5</B> ist der Metallbelag, der mit einer Deck schicht<B>6</B> aus Isoliermaterial versehen ist. Der Metallbelag<B>5</B> kann entweder aus einer auf- gewickelten Metallfolie bestehen oder er kann mittels einer Metallspritzpistole aufgetragen werden.
Der Belag lässt sieh aber auch durch Auftragen eines halbleitenden Materials her stellen. Durch die Deckschicht<B>6</B> soll verhin dert werden, dass der Metallbelag<B>5</B> die ein zelnen Bleche des Statoreisens kurzschliesst. Die Deekschieht <B>6</B> kann aus aufgewickeltem. Gewebe wie die Umhüllung bestehen und mit dem ebenfalls aufgewickelten Metallbelag<B>5</B> als Bestandteil der Hauptisolation eingegos sen sein. Sie kann aber auch nach dem Gie ssen der Hauptisolation durch Umbändeln oder Spritzen aufgetragen werden. Eine Trennstelle<B>9</B> im Belag<B>5</B> verhindert das Auf treten von Kurzsehlusswindungen.
Da im allgemeinen die Isolationsdicke sol- eher Wieklungen sehr klein ist, muss die Nu- tenisolation eine bestimmte Länge über das Statoreisen hinaus aufweisen, damit keine Gleitentladungen und übersehläge auftreten können. Zufolge der beschränkten Platzver hältnisse ist es aber nicht immer möglich, die erforderliche Länge einzuhalten, so dass be sondere Massnahmen getroffen werden müs sen, um das Auftreten von Gleitentladungen zu verhindern.
Es ist zum Beispiel bekannt, die über das Statoreisen vorstehenden Enden der Wieklungsisolation mit einem Halbleiter anstrich zu versehen.
Das Umgiessen der Wicklung mit einem Kunstharz hat auch den Vorteil, dass eine Me talleinlage miteingegossen werden kann, die über das Statoreisen hinausragt. Zwecks Ver besserung des elektrischen Feldes ist der aussenliegende Rand der Metalleinlagen zu einer wulstfÖrmigen Elektrode ausgebildet, wie das aus dem Beispiel Fig. <B>3</B> hervorgeht. Mit<B>1.</B> sind die Teilleiter mit ihren Zwischen isolationen 2 und der Nutenisolation <B>3</B> be zeichnet.<B>5</B> ist der Metallbelag, dessen über das Statoreisen <B>7</B> vorstehender Rand in die wulstförmige Elektrode<B>8</B> übergeht.
Der Me tallbelag<B>5</B> erstreckt sich entweder durch das Statoreisen hindurch oder er kann, wie das in Fig. <B>3</B> angedeutet ist, nur wenig in das Sta- toreisen hineinragen. Der Metallbelag<B>5</B> ist mit dem Statoreisen <B>7</B> durch eine nicht ge zeichnete Verbindung metallisch verbunden.