CH637500A5

CH637500A5 - Method for producing an insulating strip material for insulation in the case of electrical apparatuses, and use of the strip material

Info

Publication number: CH637500A5
Application number: CH36379A
Authority: CH
Inventors: Vinzenz Dahinden
Original assignee: Weidmann H Ag
Priority date: 1979-01-15
Filing date: 1979-01-15
Publication date: 1983-07-29
Also published as: DE3000418A1

Description

Die Erfindung umfasst ausserdem noch ein nach dem erflndungsgemässen Verfahren hergestelltes Bandmaterial für 35 die Isolation und Durchleitung eines Kühlmediums zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren, bei welchem Bandmaterial die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50% der Oberfläche ausmachen und elastisch verformbar sind, beide Seiten mit Epoxyharz 40 bedeckte Stellen auf den Buckeln aufweisen, und die bedeckten Stellen auf jeder Seite zusammengenommen höchstens 50% der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen. The invention also includes a strip material for the insulation and passage of a cooling medium between two windings in transformers, which strip material is made of the embossed humps on each side of the strip, which together make up at most 50% of the surface and are elastically deformable, both Epoxy resin pages have 40 spots on the humps, and the covered spots on each side together make up at most 50% of the total surface area of each side.

Zudem umfasst die Erfindung noch die Verwendung des Bandmaterials in einem Transformator. In addition, the invention also includes the use of the strip material in a transformer.

45 Unter dem Prägevorgang wird eine Verformung der Oberfläche von Zellulosefaserpapier verstanden, bei der eine punktförmige Riffelung oder eine Narbung oder eine punktweise linsenförmige Erhebung allseitig von gleichartigen Vertiefungen umgeben ist, die auf der Gegenseite des Blattes 50 ihrerseits Erhebungen bilden. Solche Prägungen sind bekannt, beispielsweise bei Kreppapier oder dergleichen. 45 The embossing process is understood to mean a deformation of the surface of cellulose fiber paper in which a point-like corrugation or a grain or a point-like lenticular elevation is surrounded on all sides by similar depressions, which in turn form elevations on the opposite side of the sheet 50. Such embossings are known, for example in crepe paper or the like.

Es ist leicht vorstellbar, dass, wenn gemäss der Vorschrift nach Patentanspruch 1 die Kuppen der Buckel mit Klebstoff beschichtet werden, zwischen zwei benachbarten Buckeln 55 jeweils Stellen vorhanden sind, die ohne Klebstoff sind, so dass die mit Klebstoff beschichteten Stellen inselartig erscheinen. It is easy to imagine that if, according to the provision of claim 1, the tips of the humps are coated with adhesive, there are points between two adjacent humps 55 that are without adhesive, so that the points coated with adhesive appear island-like.

Als Klebestoff wird eine hochviskose Harzlösung bevorzugt, die beispielsweise aus 6 Teilen pulverförmigem Härter 60 gelöst in 10 Teilen Methylglykol hergestellt ist, welche Lösung darauf in 100 Teile Epoxyharz eingerührt wird. Nach einer Reifezeit von 1 Stunde bei 50 °C ist dieser Zweikomponentenkleber verwendungsbereit und kann auf die Buckel aufgewalzt, abgerollt oder sonstwie aufgetragen werden. 65 Das derart behandelte Papier, beispielsweise Pressspan, kann darauf innert weniger Minuten bei etwa 100 °C bis berührungstrocken nachgetrocknet werden. A highly viscous resin solution is preferred as the adhesive, which is produced, for example, from 6 parts of powdered hardener 60 dissolved in 10 parts of methyl glycol, which solution is then stirred into 100 parts of epoxy resin. After a maturation period of 1 hour at 50 ° C, this two-component adhesive is ready for use and can be rolled onto the hump, unrolled or applied in any other way. 65 The paper treated in this way, for example pressboard, can then be dried within a few minutes at about 100 ° C until dry to the touch.

Bei Verwendung als Isolierschicht für Transformatorspu- When used as an insulating layer for transformer

3 3rd

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Ien lässt sich diese Material sehr leicht verarbeiten. Es hat sich gezeigt, dass sich das Epoxyharz sehr rasch verflüssigt und bei steigender Temperatur dünnflüssiger wird. Gleichzeitig scheidet das Papier noch Wasser ab, das gleichzeitig mit dem Aushärten ausgeschieden wird. This material is very easy to process. It has been shown that the epoxy resin liquefies very quickly and becomes thinner as the temperature rises. At the same time, the paper separates water, which is excreted at the same time as it hardens.

In Laboratoriumsversuchen wurde beispielsweise festgestellt, dass bei wenigsten 220 °C und 1 Minute Dauer schon Haftkräfte erhalten werden, die die Eigenhaftung des Pressspans bei weitem übertreffen. Bei 110° Härtungswärme und verschiedenen Zeiten der Einwirkung wurde die Haftung des vorgeschlagenen Isolationsmaterials auf Kupferstreifen geprüft: In laboratory tests, for example, it was found that at a minimum of 220 ° C and 1 minute duration, adhesive forces are obtained that far exceed the self-adhesion of the pressboard. At 110 ° C heat and different times of exposure, the adhesion of the proposed insulation material to copper strips was checked:

Behandlungsdauer Duration of treatment

Beurteilungen Assessments

(min) (min)

sofort nach 30 Minuten immediately after 30 minutes

5 5

keine Verbindung keine Verbindung no connection no connection

30 30th

vereinzelte Haftung vereinzelte Haftung speak individual liability individual liability speak

90 90

grösstenteils etwa 50% mostly about 50%

Faseraufriss Fiber breakdown

< 120 <120

grossflächiger grossflächiger large area larger area

Faseraufriss Fiber breakdown

Diese Darstellung zeigt deutlich, dass auch schon mit Betriebsbelastung eines Transformators die notwendige Wärme erzeugt werden kann, um die Haftung zu erhalten. Jedoch dürfte die Temperatur von 110 °C derart niedrig sein, 5 dass das Epoxyharz nicht fliesst, sondern direkt aushärtet. Schon aus diesem Grunde sollte die Temperatur höher gewählt werden, damit sich auch eine Haftung der Wicklungsdrähte am Isolationsmaterial ergibt. This illustration clearly shows that even with the operational load of a transformer, the necessary heat can be generated to maintain adhesion. However, the temperature of 110 ° C should be so low that 5 the epoxy does not flow, but cures directly. For this reason alone, the temperature should be chosen higher so that the winding wires also adhere to the insulation material.

Die durch Prägung erzeugten Buckel sind naturgemäss ela-io stisch federnd. Damit lässt sich ein Anpressdruck zwischen den Wicklungsdrähten und dem Isolationsband erzeugen, der genügend hoch ist, um die Drähte anzukleben, was sonst beim bekannten Isolationsmaterial nur über den Weg der Pressung der gesamten Wicklung erhalten werden konnte. The humps created by embossing are naturally elastic springy. This can create a contact pressure between the winding wires and the insulation tape, which is high enough to stick the wires, which otherwise could only be obtained with the known insulation material by pressing the entire winding.

G G

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Bandmaterials aus mit Klebstoff beschichtetem Zellulosefaserpapier zu Isolationszwecken bei elektrischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier einem Prägevorgang unterworfen wird, um beiseitige vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppeln aller Buckel von wenigstens einer Seite des Papiers mit einem wärmehärtbaren Epo-xyharz beschichtet werden, und dass schliesslich das Epoxy-harz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Bandmaterial zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird. 1. A method for producing an insulating tape material made of cellulose fiber paper coated with adhesive for insulation purposes in electrical devices, characterized in that the paper is subjected to an embossing process in order to produce resilient projections protruding aside, on which the domes of all projections on at least one side of the paper are coated with a thermosetting epoxy resin, and finally the epoxy resin is dried to a touch-dry state before the tape material is rolled up into a supply roll.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxyharz mittels eines Lösungsmittels verflüssigt wird, bevor es auf die Kuppen der Buckel aufgetragen wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the epoxy resin is liquefied by means of a solvent before it is applied to the tops of the humps.

2 2nd

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Methylglykol verwendet wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that methyl glycol is used as solvent.

4. Bandmaterial für die Isolation und Durchleitung eines Kühlmediums zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50% der Oberfläche ausmachen und elastisch verformbar sind, dass beide Seiten mit Epoxyharz bedeckte Stellen auf den Buckeln aufweisen und dass die bedeckten Stellen auf jeder Seite zusammengenommen höchstens 50% der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen. 4. strip material for the insulation and passage of a cooling medium between two windings in transformers, produced by the method according to claim 1, characterized in that the embossed humps on each side of the strip together make up at most 50% of the surface and are elastically deformable that both Sides with epoxy resin covered areas on the humps and that the covered areas on each side taken together do not comprise more than 50% of the total surface of the respective side.

5. Verwendung des Bandmaterials nach Patentanspruch 4 in einem Transformator, dadurch gekennzeichnet, dass das in berührungstrockenem Zustand zwischen die Wicklung gelegte Bandmaterial nach Fertigstellung der Transformatorwicklung bei wenigstens 110 °C ausgehärtet und mit den beidseitig vorhandenen Wicklungsdrähten verklebt wird, wobei der Anpressdruck für die Verklebung zwischen dem Zellulosefaserpapier und den Wicklungsdrähten durch die Eigenfederung der Prägungen bewirkt ist. 5. Use of the strip material according to claim 4 in a transformer, characterized in that the strip material placed in contact-dry condition between the winding is cured after completion of the transformer winding at at least 110 ° C and glued to the winding wires present on both sides, the contact pressure for the bonding between the cellulose fiber paper and the winding wires is caused by the self-springing of the embossments.

Es ist aus dem U.S.-Patent 3246271 bekannt, einzelne Wicklungen durch eine Zwischenlage eines imprägnierten Papiers als Isolator voneinander zu isolieren. Um Durchgänge für eine Imprägnierflüssigkeit zu bilden, wurde in diesem U.S.-Patent vorgeschlagen, das Papier nur teilweise mit Harzflecken zu versehen. Diese Flecken sind dabei derart auf der Fläche des Papiers verteilt, dass die grösste Distanz von einem Punkt in einem mit Kleber beschichteten Gebiet zu der am nächsten gelegenen Kante höchstens 20 mm beträgt. Die durch Kunstharzkleber bedeckte Fläche soll dabei zwischen 25 und 75% der gesamten Fläche bedecken. It is known from U.S. Patent 3,246,271 to isolate individual windings from one another by interposing an impregnated paper as an insulator. In order to form passages for an impregnating liquid, it has been proposed in this U.S. patent to only partially stain the paper with resin stains. These spots are distributed over the surface of the paper in such a way that the greatest distance from a point in an area coated with adhesive to the closest edge is at most 20 mm. The area covered by synthetic resin adhesive should cover between 25 and 75% of the total area.

Als Kunstharzkleber sind Phenolharz, Epoxyharz und dergleichen bekanntgeworden. Diese Kleber trocknen relativ rasch bis zu einem Grad, dass sie bei Raumtemperatur handtrocken sind. Bei Erwärmen auf 100-120 °C werden sie dann weich und kleben an den Wicklungsdrähten, so dass die Wicklungen und das Papierband verkleben, was die mechanische Verfestigung der Wicklungen bewirkt. Insbesondere bei Kurz-schluss hat sich diese Verfestigung als vorteilhaft erwiesen. As the synthetic resin adhesive, phenolic resin, epoxy resin and the like have become known. These adhesives dry relatively quickly to the extent that they are hand dry at room temperature. When heated to 100-120 ° C, they then become soft and stick to the winding wires, so that the windings and the paper tape stick together, which causes the mechanical strengthening of the windings. This hardening has proven to be particularly advantageous in the event of a short circuit.

Ein grosser Vorteil ergibt sich dadurch, dass beim Imprägnieren mit Transformatoröl dieses durch die Stellen ohne Harz fliesst und damit eine gleichmässige Durchdringung der Isolierschicht bewirkt wird. A great advantage results from the fact that when impregnated with transformer oil, it flows through the areas without resin and thus causes a uniform penetration of the insulating layer.

Dies ist, wie sich gezeigt hat, insofern wichtig, als bei Transformatoren mit zur Kühlung benütztem flüssigen Dielektrikum Lufteinschlüsse oder unstetige Stellen zur Bildung von Teilentladungen neigen. Dies gilt insbesondere bei Transformatoren mit hohen Spannungen, indem die unerwünschte Entladung mit zunehmender Spannung steigt. As has been shown, this is important insofar as in the case of transformers with liquid dielectric used for cooling, air inclusions or discontinuous locations tend to form partial discharges. This applies particularly to transformers with high voltages in that the undesired discharge increases with increasing voltage.

Es hat sich gezeigt, dass Isolationsmaterial für die Isolation von Wicklungen bei einem Transformator mit derartigen s Klebstoffflecken auf beiden Seiten sich mit den Wicklungen nur schlüssig verbinden kann, wenn die Transformatorspule während des Aushärtens gepresst wird. Dies ist allenfalls möglich bei rechteckigen oder quadratischen Spulen, nicht aber bei runden Spulen, d.h. bei denen der Wicklungsquerschnitt io kreisfömig ist und bei denen keine Pressung erfolgt. Bei runden Wicklungen geht ein grosser Teil der Kontaktstellen zwischen Harzflecken und Wicklungsdraht durch den trocknungsbedingten Dickenschwund des Papiers sowie durch allfällige ungleichmässige Dilatationserscheinungen der Wick-15 lungslagen verloren. It has been shown that insulation material for the insulation of windings in a transformer with such adhesive spots on both sides can only connect to the windings in a coherent manner if the transformer coil is pressed during the curing. This is only possible with rectangular or square coils, but not with round coils, i.e. where the winding cross section is circular and where there is no pressing. In the case of round windings, a large part of the contact points between resin spots and winding wire is lost due to the thinning of the paper due to drying and any uneven signs of dilatation of the winding layers.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Bandmaterial zu schaffen, mit dem auch Spulen mit rundem Querschnitt isoliert werden können und mit dem zumindest dieselbe gute mechanische Festigkeit der Wicklung, Imprägnierbarkeit und 20 damit verbundener Teilentladungsfreiheit erreichbar sind, wie sie beim bekannten Bandmaterial für gepresste Spulen erzielbar sind. It is therefore an object of the invention to provide a strip material with which coils with a round cross section can also be isolated and with which at least the same good mechanical strength of the winding, impregnability and associated freedom from partial discharge can be achieved as they are with the known strip material for pressed coils are achievable.

Erfindungsgemäss lässt sich ein solches isolierendes Bandmaterial mit Klebstoff beschichtetem Zellulosefaserpapier zu 25 Isolationszwecken bei elektrischen Geräten herstellen, indem das Papier einem Prägevorgang unterworfen wird, um beiseitig vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppen aller Buckel von wenigstens einer Seite des Papiers mit einem wärmehärtbaren Epoxyharz beschichtet 30 werden und dass schliesslich das Epoxyharz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Bandmaterial zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird. According to the invention, such an insulating tape material with adhesive-coated cellulose fiber paper can be produced for 25 insulation purposes in electrical devices by subjecting the paper to an embossing process in order to produce resilient projections protruding on both sides, so that the areas of the domes of all projections on at least one side of the paper be coated 30 with a thermosetting epoxy resin and that the epoxy resin is finally dried to a touch-dry state before the tape material is rolled up into a supply roll.