DE1640890C - Verfahren zur Herstellung einer Leiten solation - Google Patents

Description

·; ιlasseidenträger geschützt. Beir.i Verarbeiten solcher Bänder kommt es dann später, vor allem bei Verwendung dickerer Feinglimmerschichten, zu Faltenbilikiiigen in dem in der zu isolierenden Spule liegenden ü lassei Jenträger. Sei Verwendung dehnbarer Kunst-.ldcntrij.T entstehen diese Falten nicht. Es läßt sich iierbei jedoch nicht vermeiden, daß beim Isolieren von nulen mit rechteckigem Querschnitt, was meistens :..-r Fall ist, tue Bander im Bereich der Spulenkanten .herdehnt werden und die Feinglimmerschichten hier . ilkn. Daß das für die Güte der Isolation sehr nach- : iüg ist, liegt klar auf der Hand. Sehr ungünstig bei .'en bekannten »nassen« Fcinglimmerbändern ist Lißerdein die relativ geringe Lagerf?higkeit. In den icisten FäJien ist sogar ein Lagern solcher Bänder im ählschrank erforderlich. Während des Lageins ulert sich der Zustand des Bindemittels laufend, lierdiiivb können beim Verarbeiten große Schwicrig-.eiten und vor allen Dingen Ungleichmäßigkeiten ,',stehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vcrihren zur Herstellung einer I eiterisolation, insbeiidere von Hochspannungswicklungen, mit einem :is Trägermaterial und Feinglimmer zusammensetzten und mit einem bei Raumtemperatur flüssigen isungsmittelfreien Kunstharz imprägnierten Isolierband, welches dadurch gekennzeichnet ist. daß ein üiprägniertes Band aus zwei Lagen Feinglimmcr und ν einer Decklage aus Glasseidengewebe und einem ^! iinbaren Material, wie Polyester-Glasseiden-Mischewebe. Polyestergewebc, Polyester lies oder diagonal ingeordneten Glasseidengeweben auf den Leiter bzw. iiif eine Spule derart gewickelt wird, daß die dehnbare j rugerlage im Band nach dem Umwickeln des zu isoücrcnden Teiles außen liegt.

Durch die vorliegende Erfindung werden die obengenannten Mangel bei den »nassen« Fcinglimmerhändern beseitigt. Die Bänder gemäß der Erfindung bestehen aus insgesamt vier Lagen. In der Mitte sind /vv;i Lagen Feingliminer und außen je eine Lage Trägergewebe. In einem Fall handelt es sich hierbei um Glasseidengewebe und im anderen Fall um ein Polyester-Glasseiden-Mischgewcbe, bei dem in KeU-richtung die Polyesterfäden (Trevira, Diolen, Dacron) und in Schußrichtung die Glasseidenfäden angeordnet sind. An Stelle dieses Mischgewebes kann man auch diagonal geschnittenes Glasseidengewebe, Kunstseidengewebe oder Kunstseidenvlies verwenden. Um Lohnkosten beim späteren Aufbringen der Bänder zu sparen, ist es angebracht, möglichst dicke '"einglimmerschichtcn zu nehmen. Als zweckmäßig hat sich eine Lage mit 250 g und eine Lage mit 120 g/m² erwiesen; zwei Lagen mit je 250 g/m² sind auch noch vertretbar. In einem vorherigen Arbeitsprozeß werden nun jeweils eine Lage Trägermaterial mit einer Lage feinglimnier unter Verwendung einer geringen Menge eines Epoxydharzes ohne Härter, z. H. Polyepoxyd auf Bisphenolbasis, miteinander verklebt. Die hierfür benötigten Harzmengen bewegen sii.li mn etwa 10 g/m². Die beiden Doppellagcn aus !"rager und Feinglimmerschichl werden nun so gemeinsam aufgewickelt, daß die Feinglimmerschicht übereinander und die Trägermaterialien außen sind; anschließend werden sie zu Bändern geschnitten.

Nach dem Schneiden und Aufwickeln zu Bandrollen ergibt sich folgende Anordnung im Isolierband: dehnbare Außenträgerschiclu, Glimmerschichteii innen und eine Außenträgerschicht aus Glasseidengewebe.

Hilfsträger und Trennfolien können bei den Bandern nach der vorliegenden Erfindung entfallen. Die Bänder werden in diesem Zustand verschickt und auch gelagert. Erst kurz vor dem Verarbeiten werden sie aK ganze Rollen bei Raumtemperatur unter Vakuum ma einem Kunstharz imprägniert. Als Imprägnierharze eignen sich bei Raumtemperatur flüssige Harz-Härtergemische, wobei mindestens die Harz- und/oder Härterkomponente bei Raumtemperatur flüssig ist ίο und dem Gemisch eine bei Raumtemperatur flüssige Konsistenz verleiht. Als flüssige Harzkomponente können vorzugsweise Bisphenolpolyepoxyde mit einem Epoxyäquivalent von etwa 200 verwendet werden. Ferner können für diesen Zweck cycloaliphatische Polyepoxide sowie Triazin-Pofyepoxy.de gegebenenfalls in Mischungen miteinander zum Einsatz gelangen, um die Erweichungstemperatur der entstehenden Isolationsschicht noch zu erhöhen. Für den vorgenannten Einsatzzweck kommen z. B. Vinyleyclohcxcrdiepoxycie bzw. niedrigviskose Polyepoxyde auf Basis von Carboxylaten in Frage. Auch geringe Zusätze von bei Raumtemperatur hochviskosen bzw. festen Polyepoxyden, die sich in der flüssigen PoIyepoxydverbindung lösen, eignen siel, lür die Verwcndung als Imprägnierharz.

Als flüssige Härterkomponente können insbesondere die bei Raumtemperatur flüssigen Dicarbonsäureanhydride, wie Methylhexahydrophthalsäureanhydridoder Methylendomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid sowie niedrig schmelzende Anhydride, wie Hexahydrophthalsäureanhydrid bzw. Mischungen derselben verwendet werden, in denen auch Anteile von festen Dicarbonsäureanhydride!! enthalten sein können. Als Beschleuniger kommen Verbindungen in Frage, die die Lagerfähigkeit bei Raumtemperatur nur unwesentlich beeinflussen, jedoch im Temperaturbereich um 120 C eine schnelle Härtung bewirken, z. B. Phenoladdukte eines tertiären aliphatischen Amins.

Als Imprägniermittel kann vorteilhaft folgendes Gemisch verwendet werden:

100 Teile einer flüssigen Polyepoxydverbindung auf Bisphenolbasis mit einem Epoxydäquivalentgevvicht von 190,

85 Teile eines flüssigen Dicarbüiisäureanhydrid:;,
0,15 Teile eines Beschleunigers auf Basis eines tertiären aliphatischen Amins, das mit einer phenolischen Verbindung verkappt ist.

Das Vakuum-Imprägnieren der rohen Feinglimmer-

so rollen bringt den großen Vorteil, daß man auch dickere Feinglimmerschichten einwandfrei imprägnieren kann, was bei den oben beschriebenen bekannten Herstellungsverfahren nicht der Fall ist.

Das zum Kleben von Trägermaterial und F-ein-

PS glimmer verwendete Bisphenolpolyepoxyd löst sich nach dem Imprägnieren der Bänder vollständig 111 dem Imprägnierharz auf. Beim llaizansaiz wird hierfür eine entsprechende zusätzliche I lärtermcnge berücksichtigt.

fin Die Herstellung einer Wicklungsisolation von Hochspamuiiigsspulen, z. B. von Roebclstäbcn, mit dem Isolierband nach der Erfindung ist schematisch in der Abbildung dargestellt worden:

Das mit lösungsmittelfreiem flüssigem Imprägnier-

mittel ...sehene Isolierband auf der Rolle 5, das einen äußeren dehnbaren Träger 1 aufweist und Glimmerschichteii 2, 3 innen enthält sowie mit einer Außenträgerschicht 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 Glasseideii-Polycster-Geweben (bzw. anderen dehnbaren Geweben) für den anderen Außenträger bewirkt man, daß beim Umwickeln der Spulen und Stäbe in den Bändern keinerlei !"alten entstehen können. Ein außenliegendcs Mischgewebe aus dehnbaren Kunstfäden und Glasfasermaterial ist in der Lage, sich entsprechend zu dehnen. Andererseits kann das Feinglimmermatcrial 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 BS",', Man auf. Diese Menge ist für ein sicheres Isolieren vollkommen ausreichend. Beim späteren Pressen der aufgebrachten Isolation in Verbindung mit dem Aushärte: kann noch ein Teil des Bindemittels ausgepreßi werden. Günstig ist es, so zu pressen, daß die fertige Isolation einen Bindcmittelanteil um 30'% besitzt.

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

Ein dem »nassen« Feinglimmerband entsprechende; Brcilmalerial kann auch zum Umbügeln von Roebelstäben und Spulen verwendet werden. Das hat der Vorteil, daß man einmal das Umbügeln bei Raumtemperatur vornehmen und zum anderen relativ dickt Folien verwenden kann. Auch hierbei ergeben siel wirtschaftlich gesehen große Vorteile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Aufgebracht werden derartige Isolationen in Form Patentansprüche: von Breitmaterialien oder Bändern. Bei den Breit- ma'.erialien handelt es sich in der Regel um dünne

1. Verfahren zur Herstellung einer Leiteriso- Folien, bestehend aus einem Träger (z. B. Glasscidenlation, 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 lösungsmittelfrcien Kunstharz mittel. Diese Folien werden in einer Umbügelungsimprägnicrten 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-Mischgcwebe, 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 eine 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« Fcin-

2. Verfahren zur Herstellung einer Leiterisu- glimmcrbander immer stärker durch. Es handelt sich lation nach Anspruch 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 großer⁷ Roebelstäbe von Turbogeneratoren, Klebmittel zum Verbinden von Feinglimmerfolie erforderlich sind. Bei sachgemäßem Einsatz und Ver- und Trägermatcrialien bei der Herstellung des arbeiten dieser Bänder erzielt man die gleiche Isola-Bandcs 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 ausgc- 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 mit Polyäthylen behandelt) eine Lage Feinglimmer bei Raumtemperatur flüssige Polyepoxydverbin- _lmd eine Lage Glasseide oder Kunstseidengewebe mit dung auf Bisphenolbasis, einem flüssigen Dicarbon- _ci„_em 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-

Dic früher mit gutem Erlolg für Hochspannungs- 45 keit der Herstellung ist das Kaschieren von Trägerisolationen elektrischer Maschinen verwendeten Glim- geweben mit Feinglimmer unter Verwendung geringer mersplittingsmaterialicn (Breitfolien 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 bundcne 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 thermomechanischcn Beanspruchungen der Iso- Nachteilig bei den bisher üblichen »nassen« Fcin-

lation so groß geworden, daß die älteren Isolationen glimmerbändern ist es, daß bei Verwendung von mitmil 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 Glimmcrspliltings ein zusätzlicher Arbeitsaufwand n-forderlich ist. Bei genommen wurde, setzt man heute in immer größerem Verwendung noch dünnflüssigen Harzes und Auf-Maße Feinglimmer ein. Hierunter ist chemisch oder wickeln ohne Trennfolien treten Schwierigkeiten beim mechanisch aufgeschlossener Glimmer zu verstehen. 60 Abrollen auf. Die nasse Feinglimmcrschicht 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 GlasseidciHrägers. oder RECONSTITUTED-MICA. Zum Teil werden Das kann man zwar dadurch vermeiden, daß man zwei auch Glimmersplittings mit Feinglimmer kombiniert. Breitbahnen oder -bänder (eine Glasseidcn-Träger-Während früher als Trägermaterial praktisch nur 65 schicht und eine Feinglimmerschicht) nach dem ImPapier verwendet wurde, geht man heute immer mehr prägnieren gegeneinanderliegcnd gemeinsam aufzu Glasseide. Polyester-Geweben und Polyestervlics wickelt. Hierdurch werden die empfindlichen Feinüber. glimmerschichten durch die außenliegenden zwei