DE1640890B2 - Verfahren zur herstellung einer leiterisolation - Google Patents

Description

Glasseidenträger geschützt. Beim Verarbeiten solcher Hilfsträger und Trennfolien können bei den Bändern Bänder kommt es dann später, vor allem bei Verwen- nach der vorliegenden Erfindung entfallen. Die Bänder dung dickerer Feinglimmerschichten, zu Faltenbil- werden in diesem Zustand vsrschickt und auch gedungen in dem in der zu isolierenden Spule liegenden lagert Erst kurz vor dem Verarbeiten werden sie als Glasseidenträger. Bei Verwendung dehnbarer Kunst- 5 ganze Rollen bei Raumtemperatur unter Vakuum mit seidenträger entstehen diese Falten nicht. Es la Qt sich einem Kunstharz imprägniert Als Imprägnierharze hierbei jedoch nicht vermeiden, daß beim Isolieren von eignen sich bei Raumtemperatur flüssige Harz-Härter-Spulen mit rechteckigem Querschnitt, \vas meistens gemische, wobei mindestens die Harz- und/oder der Fall ist, die Bänder im Bereich der Spulenkanten Härterkomponente bei Raumtemperatur flüssig ist überdehnt werden und die Feinglimmerschichten hier io und dem Gemisch eine bei Raumtemperatur flüssige reißen. Daß das für die Güte der Isolation sehr nach- Konsistenz verleiht Als flüssige Harzkomponente teilig ist, liegt klar auf der Hand. Sehr ungünstig bei können vorzugsweise Bisphenolpolyepoxyde mit einem allen bekannten »nassen« Feinglimmerbändern ist Epoxyäquivalent von etwa 200 verwendet werden, außerdem die relativ geringe Lagerfähigkeit In den Ferner können für diesen Zweck cycloaliphatische meisten Fällen ist sogar ein Lagern solcher Bänder im 15 Polyepoxyde sowie Triazin-Polyepoxyde gegebenen-Kühlschrank erforderlich. Während des Lagerns falls in Mischungen miteinander zum Einsatz gelangen, ändert sich der Zustand des Bindemittels laufend. um die Erweichungstemperatur der entstehenden Hierdurch können beim Verarbeiten große Schwierig- Isolationsschicht noch zu erhöhen. Für den vorgekeiten und vor allen Dingen Ungleichmäßigkeiten nannten Einsatzzweck kommen z. B. Vinylcycloentstehen. ₂₀ hexendiepoxyde bzw. niedrigviskose Polyepoxyde auf

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver- Basis von Carboxylaten in Frage. Auch geringe Zufahren zur Herstellung einer Leiterisolation, insbe- sätze von bei Raumtemperatur hochviskosen bzw. sondere von Hochspannungswicklungen, mit einem festen Polyepoxyden, die sich in der flüssigen PoIyaus Trägermaterial und Feinglimmer zusammen- epoxydverbindung lösen, eignen sich für die Verwengesetzten und mit einem bei Raumtemperatur flüssigen 25 dung als Imprägnierharz.

lösungsmittelfreien Kunstharz imprägnierten Isolier- Als flüssige Härterkomponente können insbeson-

band, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein dere die bei Raumtemperatur flüssigen Dicarbonimprägniertes Band aus zwei Lagen Feinglimmer und säureanhydride, wie Methylhexahydrophthalsäureanje einer Decklage aus Glasseidengewebe und einem hydrid oder Methylendomethylentetrahydrophthalsäudehnbaren Material, wie Polyester-Glasseiden-Misch- 30 reanhydrid sowie niedrig schmelzende Anhydride, wie gewebe, Polyestergewebe, Polyestervlies oder diagonal Hexahydrophthalsäureanhydrid bzw. Mischungen derangeordneten Glasseidengeweben auf den Leiter bzw. selben verwendet werden, in denen auch Anteile von auf eine Spule derart gewickelt wird, daß die dehnbare festen Dicarbonsäureanhydriden enthalten sein können. Trägerlage im Band nach dem Umwickeln des zu iso- Als Beschleuniger kommen Verbindungen in Frage,

lierenden Teiles außen liegt. 35 die die Lagerfähigkeit bei Raumtemperatur nur un-

Durch die vorliegende Erfindung werden die oben- wesentlich beeinflussen, jedoch im Temperaturbereich genannten Mängel bei den »nassen« Feinglimmer- um 120°C eine schnelle Härtung bewirken, z. B. bändern beseitigt. Die Bänder gemäß der Erfindung Phenoladdukte eines tertiären aliphatischen Amins,
bestehen aus insgesamt vier Lagen. In der Mitte sind Als Imprägniermittel kann vorteilhaft folgendes

zwei Lagen Feinglimmer und außen je eine Lage 40 Gemisch verwendet werden:

Trägergewebe. In einem Fall handelt es sich hierbei _{m Tdle dner flüssigen} Polyepoxydverbindung auf um Glasseidengewebe und im anderen Fall urn ein Bisphenolbasis mit einem Epoxydäquiva-

Polyester-Glasseiden-Mischgewebe, bei dem in Kett- lentgewicht von 190

richtung die Polyesterfäden (Trevira Diolen, Dacron) _{85 Teüe dnes flüssigen} Dicarbonsäureanhydride

und in Schußnchtung die Glasseidenfäden angeordnet 45 _{0 15 Tdle dnes} Beschleunigers auf Basis eines tersind. An Stelle dieses Mischgewebes kann man auch _{tiaren ali}p_natischeri Amins, das mit einer

diagonal geschnittenes Glasseidengewebe, Kunstsei- phenolischen Verbindung verkappt ist.

dengewebe oder Kunstseiden vlies verwenden. Um

Lohnkosten beim späteren Aufbringen <isr Bänder zu Das Vakuum-Imprägnieren der rohen Feinglimmer-

sparen, ist es angebracht, möglichst dicke Feinglimmer- 5° rollen bringt den großen Vorteil, daß man auch dickere schichten zu nehmen. Als zweckmäßig hat sich eine Feinglimmerschichten einwandfrei imprägnieren kann, Lage mit 250 g und eine Lage mit 120 g/m² erwiesen; was bei den oben beschriebenen bekannten Herstelzwei Lagen mit je 250 g/m² sind auch noch vertretbar. lungsverfahren nicht der Fall ist.
In einem vorherigen Arbeitsprozeß werden nun jeweils Das zum Kleben von Trägermaterial und Feineine Lage Trägermaterial mit einer Lage Feinglimmer 55 glimmer verwendete Bisphenolpolyepoxyd löst sich unter Verwendung einer geringen Menge eines nach dem Imprägnieren der Bänder vollständig in dem Epoxydharzes ohne Härter, z. B. Polyepoxyd auf Imprägnierharz auf. Beim Harzansatz wird hierfür Bisphenolbasis, miteinander verklebt. Die hierfür eine entsprechende zusätzliche Härtermenge berückbenötigten Harz.mengem bewegen sich um etwa 10 g/m². sichtigt.

Die beiden Doppellagen aus Träger und Feinglimmer- 60 Die Herstellung einer Wicklungsisolation von schicht werden nun so gemeinsam aufgewickelt, daß Hochspannungsspulen, ζ. B. von Roebelstäben, mit die Feinglimmerschicht übereinander und die Träger- dem Isolierband nach der Erfindung ist schematisch materialien außen sind; anschließend werden sie zu in der Abbildung dargestellt worden:
Bändern geschnitten. Das mit lösungsmittelfreiem flüssigem Imprägnier-

Nach dem Schneiden, und Aufwickeln zu Bandrollen 65 mittel versehene Isolierband auf der Rolle 5, das sinen ergibt sich folgende Anordnung im Isolierband: äußeren dehnbaren Träger 1 aufweist und Glimmerdehnbare Außenirägerscliicht, Glimmerschichten innen schichten 2, 3 innen enthält sowie mit einer Außenumd eine Außenträgerschicht aus Glasseidengewebe. trägerschicht 4 aus Glasseidengewebe versehen ist,

wird so auf die Spule 6 aufgewickelt, daß der dehnbare Träger 1 außen liegt.

Durch die Verwendung von Glasseidengewebe als einen Außenträger und Glasseiden-Polyester-Geweben (bzw. anderen dehnbaren Geweben) für den anderen Außenträger bewirkt man, daß beim Umwickeln der Spulen und Stäbe in den Bändern keinerlei Falten entstehen können. Ein außenliegendes Mischgewebe aus dehnbaren Kunstfäden und Glasfasermaterial ist in der Lage, sich entsprechend zu dehnen. Andererseits kann das Feinglimmermaterial nicht überdehnt werden, da der andere Außenträger aus Glasgewebe eine Überdehnung verhindert. Bei dem Aufbau gemäß der Erfindung ist man in der Lage, auch Bänder mit einer Gesamtdicke von 0,5 mm und darüber vollkommen faltenfrei aufzubringen, was wirtschaftlich gesehen sehr viele Vorteile bringt.

Bei Imprägnierung solcher Bandrollen unter Vakuum nimmt ein derartiges Material etwa 35 % Harz auf. Diese Menge ist für ein sicheres Isolieren vollkommen ausreichend. Beim spateren Pressen der aufgebrachten Isolation in Verbindung mit dem Aushärten kann noch ein Teil des Bindemittels ausgepreßt werden. Günstig ist es, so zu pressen, daß die fertige Isolation einen Bindemittelanteil um 30% besitzt.

Isolationen mit »nassen« Feinglimmerbändern gemäß der Erfindung sind in dielektrischer Hinsicht den durch Vakuumimprägnieren hergestellten vollkommen gleichwertig.

Ein dem »nassen« Feinglimmerband entsprechendes Breitmaterial kann auch zum Umbügeln von Roebelstäben und Spulen verwendet werden. Das hat den Vorteil, daß man einmal das LTmbügeln bei Raumtemperatur vornehmen und zum anderen relativ dicke Folien verwenden kann. Auch hierbei ergeben sich wirtschaftlich gesehen große Vorteile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 KJ 2 Aufgebracht werden derartige Isolationen in Form Patentansprüche: von Breitmaterialien oder Bändern. Bei den Breit materialien handelt es sich in der Regel um dünne

1. Verfahren zur Herstellung einer Leiteriso- Folien, bestehend aus einem Träger (z. B. Glasseidenlation, insbesondere von Hochspannungswicklun- 5 gewebe, Kunstseidengewebe, Kunstseidenvlies, Papier), gen, mit einem aus Trägermaterial und Feinglim- Glimmersplittings und/oder Feinglimmer und einem mer zusammengesetzten und mit einem bei Raum- aufschmelzbaren und aushärtbaren Kunstharzbindetemperatur flüssigen lösungsmittelfreien Kunstharz mittel. Diese Folien werden in einer Umbügelungsimprägnierten Isolierband, dadurch ge- maschine in warmem Zustand auf die Leiter,Leiterkennzeichnet, daß ein imprägniertes Band io bündel bzw. Spulen aufgebracht Anschließend wird aus zwei Lagen Feinglimmer und je einer Deck- in einer beheizten Presse ausgehärtet Bei Verwendung lage aus Glasseidengewebe und einem dehnbaren der kunstharzgebundenen Glimmerbänder wurde anMaterial, wie Polyester-Glasseiden-Mischgewebe, fangs auf die Spulen zunächst ein trockenes, nicht-Polyestergewebe, Polyestervlies oder diagonal an- imprägniertes Band aufgebracht und dasselbe dann geordneten Glasseidengeweben auf den Leiter 15 später mit dem Kunstharzbindemittel unter Vakuum bzw. auf eiue Spule derart gewickelt wird, daß die und Druck imprägniert Anschließend erfolgte dann dehnbare Trägerlage im Band nach dem Um- das Aushärten der Isolation in entsprechenden öfen, wickeln des zu isolierenden Teiles außen liegt. I_n letzter Zeit setzen sich sogenannte »nasse« Fein-

2. Verfahren zur Herstellung einer Leiteriso- glimmerbänder immer stärker durch. Es handelt sich lation nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, 20 hier um Bänder, die bereits vor dem Aufbringen mit daß ein durch Vakuumimprägnierung kurz vor dem dem Bindemittel imprägniert worden sind. Beim Ver-Verarbeiten mit Bindemittel versehenes Feinglim- arbeiten ist das Bindemittel noch mehr oder weniger mer in dicken Schichten enthaltendes Band ver- flüssig. Bei Verwendung solcher Bänder benötigt man wendet wird. keine kostspieligen Imprägniereinrichtungen, wie sie

3. Isolierband zur Herstellung der Isolation nach 25 bei Verwendung trockener Bänder, vor allem beim Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolieren großer Roebelstäbe von Turbogeneratoren, Klebmittel zum Verbinden von Feinglimmerfolie erforderlich sind. Bei sachgemäßem Einsatz und Veruiid Trägermaterialien bei der Herstellung des arbeiten dieser Bänder erzielt man die gleiche Isola-Bandes geringe Mengen eines Kunstharzes ohne tionsgüte wie bei einer Vakuumimprägnierung. Sehr Härter verwendet sind, die sich bei der späteren 30 vorteilhaft bei nassen Bändern ist es außerdem, daß Imprägnierung des Bandes im Imprägnierungs- _man beliebig dicke Isolationen aufbringen kann, was mittel lösen und gemeinsam mit diesem ausge- bei einer Vakuumimprägnierung nicht möglich ist.
härtet werden. Bei den bekannten Herstellungsverfahren für solche

4. Verfahren zur Herstellung einer Isolation »nassen« Feinglimmerbänder imprägniert man beinach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ₃₅ spielsweise auf einem Hilfsträger (Papier beidseitig Isolierband mit einem Bindemittel, enthaltend eine _mjt Polyäthylen behandelt) eine Lage Feinglimmer bei Raumtemperatur flüssige Polyepoxydverbin- und eine Lage Glasseide oder Kunstseidengewebe mit dung auf Bisphenolbasis, einem flüssigen Dicarbon- einem Gemisch aus härtbarem Kunstharz und Lösungssäureanhydridhärter sowie einem Beschleuniger mittel, dampft das Lösungsmittel im Ofen ab und auf Basis eines tertiären Amins verwendet wird. ₄₀ wickelt das Material zusammen mit dem Hilfsträger

auf.

Nachdem man hieraus später Bänder geschnitten

hat, wird der Hilfsträger vor dem Aufbringen der Bänder auf die Spulen entfernt. Eine andere Möglich-

Die früher mit gutem Erfolg für Hochspannungs- 45 keit der Herstellung ist das Kaschieren von Trägerisolationen elektrischer Maschinen verwendeten GHm- geweben mit Feinglimmer unter Verwendung geringer mersplittingsmaterialien (BreitfoUen und Bänder) mit Mengen Klebstoff, Imprägnieren in obiger Weise und Schellack- und Asphaltmassen als Bindemittel werden Aufwickeln der Materialien ohne Hilfsträger. Das kann in neuerer Zeit immer stärker durch kunstharzge- man aber nur dann, wenn das Bindemittel genügend bundene Glimmermaterialien ersetzt. Der Grund 50 flüssig ist. Trocknet oder härtet man das Bindemittel hierfür sind die laufend größerwerdenden Anforde- etwas an, ist es erforderlich, vor dem Aufwickeln eine rungen. Vor allem bei großen Turbogeneratoren sind Trennfolie, z. B. aus Polyäthylen, einlaufen zu lassen, die thermomechanischen Beanspruchungen der Iso- Nachteilig bei den bisher üblichen »nassen« Fein-

lation so groß geworden, daß die älteren Isolationen glimmerbändern ist es, daß bei Verwendung von mitmit thermoplastischen Bindemitteln den Anforde- 55 einlaufenden Hilfsträgern oder Trennfolien durch das rungen nicht mehr gerecht werden können. Entfernen derselben vor dem Aufbringen der Bänder

Während früher ausschließlich Glimmersplitüngs ein zusätzlicher Arbeitsaufwand erforderlich ist. Bei genommen wurde, setzt man heute in immer größerem Verwendung noch dünnflüssigen Harzes und Auf-Maße Feinglimmer ein. Hienanter ist chemisch oder wickeln ohne Trennfolien treten Schwierigkeiten beim mechanisch aufgesclilossener Glimmer zu verstehen. 60 Abrollen auf. Die nasse Feinglimmerschicht wird Die Handelsbezeichnungen für derartige Materialien stark beschädigt. Mal befindet sie sich auf der einen sind z. B. SAMICA, COGEMICA, INTEGRATED und mal auf der anderen Seite des Glasseidenträgers, oder RECONSTITUTED-MICA. Zum Teil werden Das kann man zwar dadurch vermeiden,, daß man zwei auch Glimmersplittings mit Feinglimmer kombiniert. Bniltbahnen oder -bänder (eine Glasseiden-Träger-Während früher als Trägermaterial praktisch nur 65 schicht und eine Feinglimmerschicht) Wach dem ImPapier verwendet wurde, gellit man heute immer mehr prUgmeren gegeneinanderliegend gemeinsam auf« zu Glasseide. Polyester-Geweben und Polyestervlies wickelt. Hierdurch werden die empfindlichen Feinglimmerschic hten durch die außenliegenden zwei