DE3000418A1 - METHOD FOR PRODUCING AN INSULATING SHEET, TAPE MATERIAL FOR THE INSULATION AND TRANSFORMER - Google Patents

Abstract

For an insulating-material insert between windings of transformers which are not subjected to any pressing in order to form square or rectangular winding cross-sections, a cellulose-fibre paper, for example press board, is subjected to a stamping process in order to produce a rippled or pitted effect or the like in the form of points. Only the peaks of the bulges thus obtained are coated with dissolved epoxy resin, and the material is then dried out until the adhesive is dry to the touch. When used between windings of an electrical apparatus, heating to above at least 110 DEG C is sufficient to cure the epoxy resin and thus to connect the wires of the windings and the insulating material.

Description

Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Blattes, Band-Method of making an insulating sheet, tape

material für die Isolation und Transformator Es ist aus dem U.S. Patent 3 246 271 bekannt, die einzelnen 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 t der gesamten Fläche bedecken.material for the insulation and transformer It is from the U.S. patent 3 246 271 known that the individual windings are impregnated by an intermediate layer of a To isolate paper from each other as an insulator. Around passages for an impregnation liquid was established in this U.S. Patent suggested using the paper only partially To provide resin stains. These spots are on the surface of the paper distributed that the greatest distance from a point in one coated with glue Area to the nearest edge is at most 20 mm. The by synthetic resin glue The covered area should cover between 25 and 75 t of the entire area.

Als Kunstharzkleber sind Phenolharz, Epoxyharz und dergleichen bekannt geworden. Diese Kleber trocknen relativ rasch bis zu einem Grad, dass sie bei Raumtemperatur handtrocken sind. Bei Erwärmen auf 100 - 1200 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 Kurzschluss hat sich diese Verfestigung als vorteilhaft erwiesen.As the synthetic resin adhesive, phenolic resin, epoxy resin and the like are known become. These adhesives dry relatively quickly to a degree that they do at room temperature are dry to the touch. When heated to 100 - 1200 C they then become soft and stick on the winding wires so that the windings and the paper tape stick together, what causes the mechanical strengthening of the windings. Especially in the event of a short circuit this consolidation has proven to be advantageous.

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 impregnating with Transformer oil this flows through the areas without resin and thus a uniform Penetration of the insulating layer is effected.

Dies ist, wie sich gezeigt hat, insofern wichtig, als bei Transformatoren mit zur Kühlung benütztem flüssigem Dielektrikum solche 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 it is in the case of transformers with liquid dielectric used for cooling, such air inclusions or discontinuous ones Places tend to form partial discharges. This is especially true for transformers with high voltages by reducing the unwanted discharge with increasing voltage increases.

Es hat sich gezeigt, dass Isolationsmaterial für die Isolation von Wicklungen bei einem Transformator mit derartigen 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 kreisförmig ist und bi der 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 Wicklungslagen verloren.It has been shown that insulation material for the insulation of Windings in a transformer with such Glue stains on both sides can only connect positively to the windings if the Transformer coil is pressed during curing. At best, this is possible with rectangular or square coils, but not with round coils, i.e. with where the winding cross-section is circular and where there is no compression. In the case of round windings, a large part of the contact points go between patches of resin and winding wire due to the drying-related shrinkage of the paper as well as lost due to any uneven dilation of the winding layers.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Isolationsband zu schaffen, mit dem auch Spulen mit rundem Querschnitt isoliert werden können und mit dem zumindest dieselbe gute mechanische Festigkeit der Wicklung, Imprägnierbarkeit und damit verbundener Teilentladungsfreiheit erreichbar sind, wie sie beim bekannten Band für gepresste Spulen erzielbar sind.It is therefore the object of the invention to create an insulation tape, with which coils with a round cross-section can also be isolated and with the at least the same good mechanical strength of the winding, impregnability and related Partial discharge can be achieved, as is the case with the known tape for pressed Coils are achievable.

Erfindungsgemäss lässt sich ein solches isolierendes, mit Klebstoff beschichtetes Blatt aus Zellulosefasern zu Isolationszwecken bei elektrischen Geräten herstellen, indem das Blatt einem Prägevorgang unterworfen wird, um beidseitig vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppeln jedes Buckels von wenigstens einer Seite des Blattes mit einem wärmehärtbaren Epoxyharz beschichtet werden und dass schliesslich das Epoxyharz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Blatt zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird.According to the invention, such an insulating one can be made with an adhesive coated sheet of cellulose fibers for insulation purposes in electrical appliances manufacture by the Sheet is subjected to an embossing process, in order to create resilient bumps protruding on both sides, that on it the areas coupling each boss on at least one side of the sheet with a thermoset Epoxy resin can be coated and that finally the epoxy resin up to a touch dry Condition is dried before the sheet is rolled into a supply roll.

Die Erfindung umfasst ausserdem noch ein Bandmaterial, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren für die Isolation zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren zur Durchleitung eines Mediums, bei welchem Bandmaterial die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50 t 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 t der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen.The invention also includes a tape material made according to the method described for the insulation between two windings Transformers for the passage of a medium, in which strip material the embossed The total of the humps on each side of the belt is no more than 50 tons of the surface make up and are elastically deformable that both sides are covered with epoxy resin Have spots on the humps and that covered spots on each side together comprise a maximum of 50 t of the total surface of the respective side.

Zudem umfasst die Erfindung noch einen Transformator, der unter Verwendung des Bandmaterials hergestellt ist.In addition, the invention also includes a transformer using of the tape material is made.

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 ihrerseits Erhebungen bilden. Solche Prägungen sind bekannt, beispielsweise bei Kreppapier oder dergleichen.Under the embossing process there is a deformation of the surface of cellulose fiber paper understood in the case of a punctiform Corrugation or a grain or a point-wise lens-shaped elevation on all sides of similar depressions is surrounded, which in turn form elevations on the opposite side of the sheet. Such Embossing is 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 bestrichen werden, zwischen zwei benachbarten Buckeln 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 according to patent claim 1 the crests of the humps are smeared with glue, between two adjacent ones There are bumps in each place that are without glue, so that those with Adhesive-coated areas appear island-like.

Als Klebstoff wird eine hochviskose Harzlösung bevorzugt, die beispielsweise aus 6 Teilen pulverförmigem Härter gelöst in 10 Teilen Methylglykol hergestellt ist, welche Lösung darauf in 100 Teile Epoxyharz eingerührt wird. Nach einer Reifezeit on 1 Stunde bei 50 C ist dieser Zweikomponentenkleber verwendungsbereit und kann auf die Buckel aufgewalzt, abgerollt oder sonstwie aufgetragen werden.A highly viscous resin solution is preferred as the adhesive, for example made from 6 parts of powdered hardener dissolved in 10 parts of methyl glycol is what solution is then stirred into 100 parts of epoxy resin. After a period of maturation This two-component adhesive is ready for use on 1 hour at 50 C rolled onto the hump, unrolled or otherwise applied.

Das derart behandelte Papierblatt, beispielsweise Presspan, kann darauf innert weniger Minuten bei ca. 1000 C bis berührungstrocken nachgetrocknet werden.The paper sheet treated in this way, for example pressboard, can be placed on it within a few minutes at approx. 1000 C until they are dry to the touch.

Bei Verwendung als Isolierschicht für Transformatorspulen lässt sich dieses 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.When used as an insulating layer for transformer coils, process this material very easily. It has been shown that the epoxy resin liquefies very quickly and becomes thinner as the temperature rises. Simultaneously the paper still separates water, which is separated out at the same time as it hardens will.

In Laboratoriumsversuchen.wurde beispielsweise festgestellt, dass bei wenigstens 2200 C und 1 Minute Dauer schon Haftkräfte erhalten werden, die die Eigenhaftung des Presspans bei weitem übertreffen. Bei 1100 Härtungswärme und verschiedenen Zeiten der Einwirkung wurde die Haftung des vorgeschlagenen Isolationsmaterials auf Kupferstreifen geprüft: Behandlungsdauer Beurteilungen (Min.) sofort nach 30 Minuten 5 keine Verbindung keine Verbindung 30 vereinzelte Haftung vereinzelte Haftung 90 grösstenteils Faser- ca. 50 t Faseraufriss aufriss 4 120 grossflächiger Fa- grossflächiger Faserseraufriss aufriss 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 1100 C derart niedrig sein, 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.In laboratory tests it was found, for example, that at least 2200 C and a duration of 1 minute, adhesive forces can be obtained that the By far exceed the adhesion of the pressboard. At 1100 heat of hardening and various Times of exposure was the adhesion of the proposed insulation material Checked for copper strips: Treatment duration assessments (min.) immediately after 30 Minutes 5 no connection no connection 30 isolated adhesion isolated adhesion 90 mostly fiber - approx. 50 t fiber tear-open 4 120 large-area fiber - large-area Fiber rupture rupture This illustration clearly shows that even with operational loads a transformer the necessary heat can be generated in order to maintain the adhesion obtain. However, it should the temperature of 1100 C is so low ensure that the epoxy resin does not flow, but hardens directly. Already from this Basically, the temperature should be chosen higher so that there is also adhesion the winding wires on the insulation material results.

Die durch Prägung erzeugten Buckel sind naturgemäss elastisch 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 resilient. This allows a contact pressure between the winding wires and the insulation tape generate, which is high enough to glue the wires, what otherwise with the known Insulation material can only be obtained by pressing the entire winding could be.

Claims (5)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines isolierenden, mit Klebstoff beschichteten Blattes aus Zellulosefasern zu Isolationszwecken bei elektrischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt einem Prägevorgang unterworfen wird, um beidseitige vorstehende federnde Buckel zu erzeugen, dass darauf die Bereiche der Kuppeln jedes Buckels von wenigstens einer Seite des Blattes mit einem wärmehärtbaren Epoxyharz beschichtet werden, und dass schliesslich das Epoxyharz bis zu einem berührungstrockenen Zustand getrocknet wird, bevor das Blatt zu einer Vorratsrolle aufgerollt wird. Claims 1. A method for producing an insulating, adhesive-coated sheet of cellulose fibers for insulation purposes electrical devices, characterized in that the sheet is an embossing process is subjected to bilateral protruding resilient humps to produce that on it with the areas of the domes of each hump from at least one side of the sheet a thermosetting epoxy resin, and finally the epoxy resin is dried to a touch dry state before the sheet becomes a Supply roll is rolled up. 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 applying it to the knolls the hump is applied. 3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Methylglykol verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that as Solvent methyl glycol is used. 4. Bandmaterial für die Isolation zwischen zwei Wicklungen bei Transformatoren zur Durchleitung eines Kühlmediums, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Buckel auf jeder Seite des Bandes zusammengenommen höchstens 50 t 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 t der gesamten Oberfläche der jeweiligen Seite umfassen.4. Tape material for the insulation between two windings in transformers for the passage of a cooling medium, produced according to the method according to claim 1, characterized in that the embossed humps on each side of the tape together make up a maximum of 50 t of the surface and are elastically deformable are that both sides have epoxy-covered spots on the bosses and that the areas covered on each side combined do not exceed 50 tons cover the entire surface of the respective side. 5. Transformator, hergestellt unter Verwendung des Bandmaterials nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in berührungstrockenem Zustand zwischen die Wicklungen gelegte Bandmaterial nach Fertigstellung des Transformators bei wenigstens 1100 C ausgehärtet und mit den beidseitig vorhandenen Wicklungsdrähten verklebt ist, wobei der Anpressdruck für die Verklebung zwischen dem Zellulosefaserpapier und den Wicklungsdrähten durch die Eigenfederung der Prägungen bewirkt ist.5. Transformer manufactured using the strip material according to Claim 4, characterized in that in the dry-to-touch state strip material placed between the windings after completion of the transformer Cured at at least 1100 C and with the winding wires present on both sides is glued, the contact pressure for the gluing between the cellulose fiber paper and the winding wires is caused by the inherent resilience of the embossments.