DE1219554B

DE1219554B - Verfahren zur Herstellung von Isolierungen aus Folien oder Baendern mit Kunstharztraenkung

Info

Publication number: DE1219554B
Application number: DES84067A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Arnold Wichmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-03-08
Filing date: 1963-03-08
Publication date: 1966-06-23
Also published as: GB1014895A; CH422925A; NL6401256A; BE644818A

Description

Verfahren zur Herstellung von Isolierungen aus Folien oder Bändern mit Kunstharztränkung Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Stabisolierungen, bei denen glimmerhaltige, mit Epoxydharz getränkte Bahnen aus Papier oder Geweben auf die Stäbe aufgewickelt und anschließend in einer Preßform ausgehärtet werden. Wird hierbei der Kunstharztränkung der Isolierbahnen ein Härter oder Beschleuniger unmittelbar zugesetzt, so ergibt sich, daß die glimmerhaltigen Isolierbahnen nur kurze Zeit wegen der Aushärtung des Kunstharzes gelagert und schnell verarbeitet werden müssen.
Nach einem bekannten Vorschlag soll dieser Nachteil dadurch vermieden werden, daß der Härter gesondert von der Isolierbahn auf eine dünne Deckbahn aufgetragen wird, die erst bei der Stabisolierung zusammen mit der Isolierbahn auf den Nutenstab aufgewickelt wird. Das erwähnte Verfahren zur Herstellung von Stabisolationen ist jedoch in vielen Fällen unbefriedigend oder unanwendbar; Abgesehen davon, daß der Herstellungsprozeß durch die Einschaltung der einen Beschleuniger enthaltenden f) eMbahn erschwert wird, ergibt sich der Nachteil, daß das angegebene Verfahren bei eine beliebige Raumform aufweisenden Leitern, insbesondere Leiterstäben mit angesetzten Wickelkopfteilen nicht die Herstellung von zusammenhängenden, sich über die gesamten Leitergebilde erstreckenden Isolierhülsen ermöglicht.
An sich ist es bekannt, für Leitergebilde beliebiger Form, z. B. Stäbe mit angesetzten Wickelkopfteilen, die Isolierung aus glimmerhaltigen Bändern aufzubauen, die überlappt auf das Leitergebilde aufgewickelt und danach durch Tränken oder Tauchen mit dem Kunstharz isoliert werden. Ein solches Verfahren hat den großen Vorteil, daß alle innerhalb der überlappt aufgewickelten Bänder entstehenden Zwischenräume vollständig durch das Tränkharz nach einer vorangegangenen Evakuierung angefüllt werden können. Bei einem derartigen Isolierverfahren ergeben sich jedoch erhöhte Schwierigkeiten, den Beschleuniger verteilt in ausreichendem Maße bei der Durchtränkung zur Verfügung zu stellen.
Da aus den oben angeführten Gründen ein Zusatz des Härters oder Beschleunigers zu dem Tränkharz selbst aus wirtschaftlichen Gründen ausscheidet, wurde bereits vorgeschlagen, zur Kunstharztränkung beschleunigerfreie Harze zu verwenden und den Beschleuniger dem bandförmigen, zusammengesetzten Isoliermaterial bei der Bandherstellung beizufügen.
Werden vorzugsweise die Bänder oder Folien aus einem Trägermaterial, z. B. einem Papierband, Ülasseidenband, Polyestervlies od. dgl. und aus einer glimmerhaltigen Schicht aus Schuppenglimmer und/ oder Glimmerpapier aufgebaut, so kann gemäß dem vorerwähnten Verfahren der insbesondere aus einem Epoxydharz gebildete Kleber für die Vereinigung der Bestandteile des glimmerhaltigen Isolierbandes den Beschleuniger enthalten, der bei der späteren Tränkung durch das Kunstharz zur Wirkung gelangt und bei den angewendeten erhöhten Temperaturen die Aushärtung des den Wickelverband durchdringenden Tränkharzes unter Einbau des als Kleber bei dem Gimmerband verwendeten Kunstharzes ermöglicht.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß man bei dem vorerwähnten Verfahren unter Umständen bezüglich der Verwendung der Kunstharze stark beschränkt ist, wenn längere Lagerzeiten für die Wickelbänder oder Folien nicht zu vermeiden sind und Beeinträchtigungen der Bänder oder Folien bemöglich Biegsamkeit, Verarbeitungsfähigkeit sicher ausgeschlossen werden sollen. Weiter kann sich bei dem angegebenen Verfahren störend bemerkbar machen, daß bei der Bandherstellung Kleber und Beschleuniger vorzugsweise in völlig ungleichmäßig verteilte Hohlräume gedrückt werden. Letzteres kánn aber zur Folge haben, daß bei dem späteren Aufwickeln des Bandmaterials der Beschleuniger ungleichmäßig verteilt ist, wodurch wiederum die gleichmäßige Verteilung des Beschleunigers bei der Kunstharztränkung des Wickelverbandes in Frage gestellt. ist. Ferner kann sich auch gegebeilenfalls in Hohlräumen oder Spalten an Biegestelien od. dgl. ein Mangel des Beschleunigers sehr unangenehm bemerkbar machen.
Dar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese E ; chwierigkeiten zu beseitigen und optimale Verhält- nisse für eine schnelle und gleichmäßige Aushärtung der aus dem aufgeschichteten Trägermaterial und dem Kunstharz hergestellten Isolierung zu erzielen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Trägerschichten (aus Band, Matte oder Folie) durch Überfluten mit oder Eintauchen in ein beschleunigerhaltiges, leicht verdampfendes Lösungsmittel, das vor der Imprägnierung mit dem Tränkharz wieder entfernt wird, mit dem für- die spätere Härtung des anschließend einzubringenden Tränkharzes erforderlichen Beschleuniger versehen werden.
Vorzugsweise lassen sich für das erfindungsgemäße Verfahren als Trägerschichten Papierbahnen, Glasgewebe, Kunstfasergewebe, Polyestervlies oder andere Kunstharzfolien verwenden. Die Trägerschichten sind, wie angedeutet, mit einem aufgebrachten Material von gut isolierenden Eigenschaften, wie Glimmer in Schuppenform, Glimmerpapier, zerkleinertem Glimmer oder anderen Stoffen, wie Quarzsind, Schnefermehl und ähnlichem Material überzogen oder durchsetzt, wobei diese Stoffe vorzugsweise mit vor der Verarbeitung der Trägerschichten mit diesen durch einen Kunstharzkleber vereinigt sind.
Das Imprägnieren des Bandmaterials mit dem Beschleuniger kann erfolgen, bevor das Bandmaterial zur Herstellung.des Isolierkörpers geschichtet oder aufgewickelt wird. Beispielsweise kann das Matten-, Band- oder Folienmaterial, -dessen Glimmer- und Trägerschichten nötigenfalls durch ein als Kleber wirkendes Kunstharz (Epoxydharz-, Polyesterharz) vereinigt sind, mit dem gelösten Beschleuniger durchtränkt und nachträglich in Wärme so behandelt werden, daß das flüchtige Lösungsmittel entweicht.
Die Behandlung des Materials zum Zwecke der Zuführung des Beschleunigers kann am einfachsten hierbei in der Weise erfolgen, daß das Folien- oder Bandmaterial in der angelieferten Form als Rolle im Ganzen mit dem in einem flüchtigen Mittel gelösten Beschleuniger durchtränkt wird.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das in einer Bahn geführte Band für sich durch einen Tränkbehälter und einen Trockenraum zu bewegen, aus dem es gegebenenfalls nach einem Aufwickelvorgang der weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
Abweichend von dem vorbeschriebenen Verfahren kann indessen der Beschleuniger auch in der Weise in das Bandmaterial eingebracht werden, daß zunächst beispielsweise das Wickehnaterial ohne Beschleuniger entsprechend seiner Verwendung auf den Leiterstab, eine Spule od. dgl. aufgewickelt und danach der so hergestellte Wickelverband auf dem Stableiter oder der Spule durch Tränken mit dem Beschleuniger durchsetzt wird. Für eine Vorbehandlung oder auch für die nach der Tränkung mit dem beschleunigerhaltigen Lösungsmittel nötige Verdampfung des Lösungsmittels können auch ein Vakuum und/oder höhere Temperaturen angewendet werden, die gleichzeitig zur Vorbehandlung für die Imprägnierung mit dem eigentlichen Tränkharz dienen können, welches mit dem eingebrachten Beschleuniger ausgehärtet werden soll.
Wie ersichtlich ist, ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, dem Band- oder Folienmaterial vor oder nach dem Aufwickeln in ausreichendem Maße den Beschleuniger so zuzuführen, daß bei der nachfolgenden Kunstharztränkung, die im Anschluß an das Imprägnierverfahren zum Einbringen des Ber schleunigers gegebenenfalls nach Einschaltung einer beschränkten Zwischenperiode zum Entfernen der flüchtigen Lösungsmittel erfolgt, innerhalb des Wickelverbandes in gleichmäßiger Verteilung der Beschleuniger ausreichend vorhanden ist. Das Letztere ist jedoch von wesentlicher Bedeutung, wenn nach der Tränkung des Wickelverbandes mit dem beschleunigerfreien - Epoxydharz eine gleichmäßige Aushärtung des Kunstharzes in befriedigend kurzer Zeit erreicht werden soll.
Wesentlich ist für das erfindungsgemäße Verfahren, daß infolge des gesonderten Imprägnierverfahrens mit dem Beschleuniger jegliche Beeinträchtigungen sowohl des eventuell als Kleber für das Band-oder Folienmaterial verwendeten Kunstharzes wie auch des für die eigentliche Durchtränkung des Wickelverbandes verwendeten Kunstharzes, insbesondere Epoxydharzes ausgeschlossen sind. Wie angedeutet war, kommen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren- als Kleber für das. insbesondere glimmerhaltige Bandmaterial besonders Epoxydharz oder Mischungen von anderen Epoxydharzen ohne Beschleuniger in Betracht. Es ist aber auch möglich, solche Polyesterharze oder andere Klebstoffe anzuwenden, die bei späterer Aushärtung des für die Tränkung des Wickelverbandes verwendeten beschleunigerfreien Harzes nicht stören und in das Tränkharz des Wickelverbandes eingebaut werden.
Für den eigentlichen Tränkvorgang des Wickelverbandes eignen sich ebenfalls besonders-Epoxydharze.
Als Beschleuniger, die in dem besonderen Imprägnierverfahren den Wickelbändern oder dem aufgewickelten Band zugeführt werden können, kommen vorzugsweise folgende Substanzen in Betracht: ditertiäres aromatisches Amin, 4,4'-(Dimethylamino)-diphenylmethan, tertiäres aliphatisches Amin+primäres aliphat.
Amin, Leukomalachitgrün (ditertiäres aromatisches Amin), Kristallviolett-Carbinolbase (tritertiäres aromatisches Amin), Tri-iso-octylamin (tertiäres aliphatisches Amin), ditertiäres aromatisches Amin, B ortrifluorid-Athylamin-Komplex, Zinknaphthenat, (diprimäres aromatisches Amin, 4,4'-Diamino-diphenyl methan).
Die als Beschleuniger in Betracht kommenden Substanzen sind in Toluol, Aceton oder ähnlichen leicht verdampfenden Lösungsmitteln gelöst, wobei der Anteil des Beschleunigers an der flüssigen Lösung in der Größenordnung von etwa 0,1 bis 30 Gewichtsprozent liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf Stabisolierungen elektrischer Hochspannungsmaschinen beschränkt; vielmehr ist es auch anwendbar zur Herstellung von imprägnierten Isolierungen bei Wandlern, Transformatoren und Kondensatoren sowie zur Anfertigung von Formteilen, Isolierstangen, Hülsen und Platten, die aus einem gewebe- oder folienartigen, geschichteten Material mit Imprägnierung durch ein mittels Beschleuniger eventuell unter Wärme härtbares Harz hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Isolierungen, insbesondere für Wicklungsstäbe u. dgl. sowie Isolierkörper, die aus Trägerschichten und hierauf vorzugsweise unter Anwendung eines Kunstharzklebers aufgebrachten Stoffen hoher elektrischer Festigkeit aufgewickelt oder aufgeschichtet sind und bei denen der Wickel- oder Schichtverband mit einem später ausgehärteten Harz, insbesondere Epoxydharz, durchtränkt wird, d a -durch gekennzeichnet, daß die Trägerschichten (aus Band Matte oder Folie) durch Überfluten mit oder Eintauchen in ein beschleunigerhaltiges, leicht verdampfendes Lösungsmittel, das vor der Imprägnierung mit dem Tränkharz wieder entfernt wird, mit dem für die spätere Härtung des anschließend einzubringenden Tränkharzes erforderlichen Beschleuniger versehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger dem Band-oder Folienmaterial in einem gesonderten Tränkverfahren vor dem Aufwickeln oder Schichten des Materials zur Herstellung des Isolierkörpers zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band- oder Folienmaterial zunächst auf den isolierenden Stab od. dgl. aufgewickelt oder aufgebracht wird und erst hier- nach der in einem Lösungsmittel enthaltene Beschleuniger den Trägerschichtenverband in einem Imprägnierprozeß zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Band-oder Folienmaterial vor der Zuführung des Beschleunigers im Vakuum behandelt und unter Anwendung von Druck vollständig mit einem beschleunigerhaltigen Lösungsmittel durchtränkt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel durch Anwendung von Wärme und/oder Vakuum verdampft wird und daß der Erwärmungs- und/oder Evakuierungsvorgang gleichzeitig als Vorbehandlung der Imprägnierung mit dem härtbaren Tränkharz dient.
6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5 zur Herstellung der Isolierungen von Transformatoren, Wandlern und Kondensatoren.
7. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5 zur Herstellung von Preßplatten, Rohren, Stangen oder Formteilen unter Verwendung von Epoxyd-, Polyester- oder anderen Kunstharzen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 305535.