RU2820526C1 - Corona protective tape for rotating electrical machine of high voltage, its application and electrical machine - Google Patents
Corona protective tape for rotating electrical machine of high voltage, its application and electrical machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820526C1 RU2820526C1 RU2023114108A RU2023114108A RU2820526C1 RU 2820526 C1 RU2820526 C1 RU 2820526C1 RU 2023114108 A RU2023114108 A RU 2023114108A RU 2023114108 A RU2023114108 A RU 2023114108A RU 2820526 C1 RU2820526 C1 RU 2820526C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corona
- tape
- protective tape
- corona protective
- anhydride
- Prior art date
Links
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 64
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 48
- -1 sulphonium cation Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003930 superacid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 23
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 claims description 23
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 21
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 16
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 12
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 claims description 11
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 9
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 7
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 3
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 34
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 32
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 27
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 20
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 11
- LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N Bisphenol A diglycidyl ether Chemical compound C=1C=C(OCC2OC2)C=CC=1C(C)(C)C(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 9
- 239000011353 cycloaliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O sulfonium Chemical compound [SH3+] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 7
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N phthalic anhydride Chemical class C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 6
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 5
- YXALYBMHAYZKAP-UHFFFAOYSA-N 7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-ylmethyl 7-oxabicyclo[4.1.0]heptane-4-carboxylate Chemical compound C1CC2OC2CC1C(=O)OCC1CC2OC2CC1 YXALYBMHAYZKAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical class S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUCHXOAWJMEFLF-UHFFFAOYSA-N bisphenol F diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COC(C=C1)=CC=C1CC(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 XUCHXOAWJMEFLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 239000010981 turquoise Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000270728 Alligator Species 0.000 description 1
- 229910017008 AsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- WSNMPAVSZJSIMT-UHFFFAOYSA-N COc1c(C)c2COC(=O)c2c(O)c1CC(O)C1(C)CCC(=O)O1 Chemical compound COc1c(C)c2COC(=O)c2c(O)c1CC(O)C1(C)CCC(=O)O1 WSNMPAVSZJSIMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 101100365384 Mus musculus Eefsec gene Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- 229910018287 SbF 5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018286 SbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004844 aliphatic epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- VQYHBXLHGKQYOY-UHFFFAOYSA-N aluminum oxygen(2-) titanium(4+) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Ti+4] VQYHBXLHGKQYOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 238000010538 cationic polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 description 1
- 229940083123 ganglion-blocking adreneregic sulfonium derivative Drugs 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000004850 liquid epoxy resins (LERs) Substances 0.000 description 1
- FJIKWRGCXUCUIG-UHFFFAOYSA-N lormetazepam Chemical compound N=1C(O)C(=O)N(C)C2=CC=C(Cl)C=C2C=1C1=CC=CC=C1Cl FJIKWRGCXUCUIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N nickel ferrite Chemical compound [Ni]=O.O=[Fe]O[Fe]=O NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920013657 polymer matrix composite Polymers 0.000 description 1
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 description 1
- 238000010944 pre-mature reactiony Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к противокоронной защитной ленте, в частности, к реактивной противокоронной защитной ленте, для вращающейся электрической машины высокого напряжения, с формируемой способом вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI-способом) изоляционной системой, причем пропиточный состав в VPI-способе, из опасений в отношении сенсибилизирующего действия ангидрида на дыхательные пути, предпочтительно находится в не содержащей ангидрид форме. Кроме того, изобретение относится к применению подобного рода противокоронной защитной ленты, а также к электрической машине с изоляционной системой, которая может быть образована применением противокоронной защитной ленты.The invention relates to an anti-corona protective tape, in particular, to a reactive anti-corona protective tape, for a high-voltage rotating electrical machine, with an insulating system formed by the vacuum injection impregnation (VPI) method, the impregnating composition in the VPI method, due to concerns about sensitizing effect of the anhydride on the respiratory tract, preferably in an anhydride-free form. In addition, the invention relates to the use of this kind of anti-corona protective tape, as well as to an electrical machine with an insulating system that can be formed by using an anti-corona protective tape.
При формировании изоляционной системы, в зависимости от номинального напряжения вращающейся электрической машины, используют различные комбинации компонентов изоляционной системы. Например, в двигателях с расчетным напряжением приблизительно выше 2 кВ на местах выходов пазов имеется проводящий слой для выравнивания поля, внешней противокоронной защиты, AGS. При расчетном напряжении от приблизительно 6 кВ, как правило, AGS усиливают на концах концевой противокоронной защитой, EGS, и при расчетном напряжении около 12 кВ изоляционную систему на основной изоляции усиливают еще и системой регулирования внутреннего потенциала, IPS.When forming an insulation system, depending on the rated voltage of the rotating electrical machine, various combinations of insulation system components are used. For example, in motors with a design voltage above approximately 2 kV, there is a conductive layer at the slot exit locations for field leveling, external corona protection, and AGS. At a design voltage of approximately 6 kV, as a rule, the AGS is reinforced at the ends with end-corona protection, EGS, and at a design voltage of approximately 12 kV, the insulation system on the main insulation is also reinforced with an internal potential regulation system, IPS.
Из физиологических соображений относительно обычно применяемых до сих пор содержащих ангидрид отвердителей в пропиточном составе изоляционной системы, в частности, формируемых VPI-способом изоляционных систем, ангидрид все больше заменяют не содержащим ангидрид (безангидридным) пропиточным составом. Эта замена влечет за собой целый ряд связанных с согласованием проблем, так как обмоточные ленты и/или противокоронные защитные ленты, которые, в свою очередь, включают органические связующие материалы, такие как клейкие ленты, матричные материалы на полимерной основе, и как раз в случае реактивных противокоронных защитных лент также катализаторы отверждения, необходимо приспосабливать к новым применяемым безангидридным пропиточным составам.Due to physiological considerations regarding the previously commonly used anhydride-containing hardeners in the impregnation composition of the insulation system, in particular in insulation systems formed by the VPI method, the anhydride is increasingly being replaced by anhydride-free impregnation composition. This replacement entails a number of compliance issues, as wrapping tapes and/or anti-corona tapes, which in turn include organic bonding materials such as adhesive tapes, polymer-based matrix materials, and just in case reactive anticorona protective tapes and curing catalysts must be adapted to the new anhydride-free impregnating compositions used.
До сих пор нет композиции для изоляционной системы с AGS, EGS и/или IPS, которая включает противокоронную защитную ленту, со своей стороны включающую некоторые чувствительные компоненты, такие как клеящие ленты, полимерные матрицы, наполнители, их покрытия, и безангидридный пропиточный состав, которая пригодна для обработки в общеупотребительном VPI-способе с образованием пригодной для использования изоляционной системы.There is still no composition for an insulation system with AGS, EGS and/or IPS, which includes an anti-corona protective tape, for its part including some sensitive components such as adhesive tapes, polymer matrices, fillers, their coatings, and an anhydride-free impregnating composition, which suitable for processing in the commonly used VPI process to form a usable insulation system.
Как правило, проводящие слои IPS и AGS состоят из содержащего технический углерод и/или графит композиционного материала на основе полимерной матрицы. Никакие компоненты композиционного материала, ни технический углерод/графит, ни полимерная матрица, не являются стойкими против частичных разрядов. Если частичный разряд происходит на проводящем слое, то, например, технический углерод реагирует с окружающим кислородом с образованием СО2. То же действительно и для полимерной матрицы.Typically, IPS and AGS conductive layers are composed of a carbon black and/or graphite-containing polymer matrix composite material. No components of the composite material, neither carbon black/graphite nor the polymer matrix, are resistant to partial discharges. If a partial discharge occurs on a conductive layer, then, for example, carbon black reacts with surrounding oxygen to form CO 2 . The same is true for the polymer matrix.
Основную изоляцию, соответственно, AGS, EGS и IPS, как правило, формируют намоткой слюдяной ленты или противокоронной защитной ленты, которая импрегнирована пропиточным составом. При этом слюдяная лента в основной изоляции, как правило, включает барьерный материал, такой как слюда для изоляции, тогда как противокоронная защитная лента содержит электропроводные или частично проводящие наполнители, такие как технический углерод, и тому подобные. При полном VPI, в отличие от единичного VPI, IPS, AGS и/или EGS, как правило, наносят в виде лент, предпочтительно на еще не импрегнированные катушки/стержни, и затем - особенно предпочтительно - пропитывают способом импрегнирования пропиточным составом.The main insulation, AGS, EGS and IPS, respectively, is usually formed by winding mica tape or anti-corrosion protective tape, which is impregnated with an impregnating composition. The mica tape in the main insulation typically includes a barrier material such as insulating mica, while the anti-corona tape contains electrically conductive or partially conductive fillers such as carbon black and the like. With full VPI, as opposed to single VPI, IPS, AGS and/or EGS are typically applied in tape form, preferably to not yet impregnated coils/rods, and then - particularly preferably - impregnated with the impregnating composition.
В частности, обычные до сих пор наиболее пригодные для содержащих ангидрид пропиточных составов третичные амины и/или органические соли цинка, уже не могут быть использованы в качестве так называемых ускорителей отверждения ленты для новых, безангидридных пропиточных составов, поскольку они тем самым в условиях VPI-способа обеспечивают сшивание лишь недостаточно. В конечном счете это приводит к образованию неотвержденных, мягких участков в частях AGS, EGS, IPS и/или основной изоляции, и/или к продуктам полимеризации с низкой температурой стеклования. Следует избегать также локальной низкой температуры стеклования, так как эти области имеют неудовлетворительные механические и электрические свойства, и обусловливают явную преждевременную деградацию. При работе эти слабонагружаемые области быстро деградируют термически и электрически, или разрушаются.In particular, the usual tertiary amines and/or organic zinc salts, which are still the most suitable for anhydride-containing impregnating compositions, can no longer be used as so-called tape curing accelerators for new, anhydride-free impregnating compositions, since they are thereby VPI- The method provides stitching only insufficiently. This ultimately results in the formation of uncured, soft spots in the AGS, EGS, IPS and/or core insulation parts, and/or low glass transition temperature polymerization products. Local low glass transition temperatures should also be avoided, as these areas have poor mechanical and electrical properties and cause obvious premature degradation. During operation, these lightly loaded areas quickly degrade thermally and electrically, or are destroyed.
Противокоронные защитные ленты как часть изоляционной системы используют во вращающихся электрических машинах высокого напряжения. Вращающиеся электрические машины высокого напряжения представляют собой, например, двигатели или также генераторы в электростанциях для выработки электрической энергии. В частности, подобные вращающиеся электрические машины высокого напряжения имеют обмотку статора, к которой предъявляются особенно высокие требования в отношении прочности и надежности. В частности, изоляционная система обмотки статора на граничной поверхности между основной изоляцией и пакетом листов сердечника, в частности, для вращающихся электрических машин с номинальным напряжением от около 2 кВ, обмотка статора испытывает высокую термическую, термомеханическую, динамическую и электромеханическую эксплуатационную нагрузку, ввиду чего становится высокой опасность повреждения изоляционной системы обмотки статора вследствие частичного разряда.Anti-corona protective tapes are used as part of the insulation system in rotating high voltage electrical machines. Rotating high-voltage electrical machines are, for example, motors or also generators in power plants for generating electrical energy. In particular, such high-voltage rotating electrical machines have a stator winding on which particularly high demands are made in terms of strength and reliability. In particular, the stator winding insulation system at the boundary surface between the main insulation and the core sheet stack, in particular for rotating electrical machines with a rated voltage of about 2 kV, the stator winding experiences a high thermal, thermomechanical, dynamic and electromechanical operating load, due to which it becomes high risk of damage to the insulation system of the stator winding due to partial discharge.
Обмотка статора имеет электрически изолированный основной изоляцией композитный проводник, который уложен в паз, который находится в пакете листов сердечника. При работе вращающейся электрической машины статор подвергается переменной термической нагрузке, вследствие чего в основной изоляции создаются механические напряжения, обусловленные различными скоростями теплового расширения и величинами теплопроводности проводников, основной изоляции и пакета листов сердечника. В результате этого может возникать локально ограниченное отделение основной изоляции, вследствие чего между основной изоляцией и пакетом листов сердечника образуются пустоты, в которых могут вспыхивать частичные разряды. Частичные разряды могут приводить к повреждению основной изоляции, что в наихудшем случае может обусловливать короткое замыкание между пакетом листов сердечника и проводником, в результате чего машина становится неработоспособной. На выходах пазов проводник обычно имеет собственную основную изоляцию, и там находится поверхность раздела между проводником и основной изоляцией, которая образует узел скольжения. Например, это очевидно из фиг. 1 в патентном документе EP 2362399B1, причем схематический разрез изображенного там статора турбогенератора соответствует обсуждаемому здесь выходному участку паза.The stator winding has an electrically insulated composite conductor, which is laid in a groove that is located in the core sheet package. During operation of a rotating electrical machine, the stator is subjected to a variable thermal load, as a result of which mechanical stresses are created in the main insulation due to different rates of thermal expansion and thermal conductivity values of the conductors, the main insulation and the package of core sheets. As a result, locally limited separation of the basic insulation may occur, resulting in the formation of voids between the basic insulation and the stack of core sheets in which partial discharges can occur. Partial discharges can cause damage to the basic insulation, which in the worst case may cause a short circuit between the core sheet stack and the conductor, rendering the machine inoperable. At the exits of the slots, the conductor usually has its own basic insulation, and there is an interface between the conductor and the basic insulation, which forms the sliding unit. For example, this is evident from FIG. 1 in patent document EP 2362399B1, wherein the schematic section of the turbogenerator stator shown there corresponds to the outlet portion of the groove discussed here.
Основная изоляция намотки от пакета листов сердечника представляет собой электрически высоконагруженную систему. При работе возникают высокие напряжения, которые должны сниматься в изолированном объеме между токопроводящим стержнем и находящимся при потенциале земли пакетом листов сердечника. На краях листов в пакете листов сердечника возникают усиления поля, которые, в свою очередь, обусловливают частичные разряды, и в конце концов приводят к преждевременному старению, и в худшем случае к разрушению изоляции.The main winding insulation from the core sheet stack is an electrically highly loaded system. During operation, high voltages arise, which must be removed in an insulated volume between the conductive rod and the package of core sheets located at ground potential. At the edges of the sheets in the stack of core sheets, field enhancements occur, which in turn cause partial discharges, and ultimately lead to premature aging, and in the worst case, destruction of the insulation.
Место выхода стержней статорной обмотки/-каркаса катушки из пакета листов сердечника, место выхода из пазов, характеризуется сопряжением между собой двух изоляционных материалов, газообразным и твердым, и AGS и/или IPS или пакета листов сердечника. В этой области образуется граничный слой между твердой в агрегатном состоянии основной изоляцией и газообразной средой, главным образом воздухом или водородом. Вследствие образованной диэлектрической поверхности раздела между основной изоляцией и воздухом возникает классический узел скольжения, который наряду с сугубо радиальным компонентом Erad поля ориентирован перпендикулярно проводнику, и который заходит в область пакета листов сердечника, дополнительно имеет место тангенциальный компонент Etan поля, который распространяется вдоль проводника к AGS-концам. Тем самым тангенциально нагруженные поверхности раздела, например, между основной изоляцией и воздухом, представляют собой особенно слабые места в конструкции изоляции.The point where the stator winding/coil frame bars exit from the core sheet stack, the point where they exit the grooves, is characterized by the interfacing of two insulating materials, gaseous and solid, and AGS and/or IPS or core sheet stack. In this region, a boundary layer is formed between the solid basic insulation and the gaseous medium, mainly air or hydrogen. Due to the formed dielectric interface between the main insulation and the air, a classic sliding node arises, which, along with the purely radial component E rad of the field, is oriented perpendicular to the conductor, and which enters the area of the package of core sheets; in addition, there is a tangential component E tan of the field, which propagates along the conductor to the AGS ends. Tangentially loaded interfaces, for example between the main insulation and the air, therefore represent particularly weak points in the insulation design.
Вследствие незначительной диэлектрической прочности воздуха, уже при сравнительно малых напряжениях в этой области тройной точки «пакет листов сердечника-изоляционная система-воздух», могут приводить на конце внешней противокоронной защиты «AGS» к частичным разрядам, обусловленным локальным тангенциальным повышением напряженности поля около 0,5 кВ/мм при чистой поверхности, которые при дальнейшем повышении напряжения могут приводить к скользящим разрядам вдоль поверхностей изоляционного материала вплоть до электрического пробоя, который характеризуется коротким замыканием между проводником и землей.Due to the insignificant dielectric strength of air, even at relatively low voltages in this region of the triple point “pack of core sheets - insulating system - air”, they can lead to partial discharges at the end of the external anti-corona protection “AGS”, caused by a local tangential increase in field strength of about 0. 5 kV/mm with a clean surface, which, with a further increase in voltage, can lead to sliding discharges along the surfaces of the insulating material up to an electrical breakdown, which is characterized by a short circuit between the conductor and the ground.
Чтобы подавить электрические скользящие разряды, во вращающихся электрических машинах, дополнительно к внешней противокоронной защите «AGS» до номинального напряжения 6 кВ, к AGS присоединяют резистивно-емкостное регулирование поля в форме концевой противокоронной защиты, EGS. При расчете и определении параметров концевой противокоронной защиты следует принимать во внимание, что наивысшая электротермическая нагрузка системы происходит не при рабочем напряжении, а скорее при управлении изоляционной системой с повышенным испытательным напряжением. Вследствие образования скользящих разрядов на поверхностях изоляционный материал подвергается длительному разрушению. Концевая противокоронная защита, точно так же, как внешняя противокоронная защита, представляет собой резистивное покрытие непосредственно на поверхности основной изоляции. В отличие от «AGS», внешней противокоронной защиты, которая имеет поверхностное сопротивление около 1000-10000 Ом, «EGS», концевая противокоронная защита, проявляет явственно более высокое электрическое поверхностное сопротивление, которое образовано нелинейным, и при напряженности поля 100 В/мм составляет величину около 5×109 Ом. В общем и целом, существенный диапазон сопротивлений EGS задают с величиной от 2×108 Ом до 1×1013 Ом.To suppress electrical sliding discharges, in rotating electrical machines, in addition to the external corona protection "AGS" up to a nominal voltage of 6 kV, RC field control in the form of end corona protection, EGS, is added to the AGS. When calculating and specifying the parameters of end-corona protection, it should be taken into account that the highest electrothermal load of the system does not occur at operating voltage, but rather when operating the insulation system at a higher test voltage. Due to the formation of sliding discharges on surfaces, the insulating material is subject to prolonged destruction. End corona protection, just like external corona protection, is a resistive coating directly on the surface of the main insulation. In contrast to "AGS", the external corona protection, which has a surface resistance of about 1000-10000 Ohms, "EGS", the end corona protection, exhibits a clearly higher electrical surface resistance, which is formed by a nonlinear one, and at a field strength of 100 V/mm is a value of about 5×10 9 ohms. In general, a significant range of EGS resistances is specified with a value from 2×10 8 ohms to 1×10 13 ohms.
В частности, вследствие нагревания, электрической эрозии и химической деградации может происходить разрушение EGS, и тем самым приводить к повреждению изоляционной системы, и в конечном итоге к пробою как результату разрушения концевой противокоронной защиты. Вследствие локального выделения тепла это может обусловливать смещение рабочей точки, дополнительно к нарушению режима функционирования изоляционной системы, и к увеличению диэлектрических потерь.In particular, due to heat, electrical erosion and chemical degradation, the EGS can be destroyed, thereby leading to damage to the insulation system, and ultimately to breakdown as a result of the destruction of the end corona protection. Due to the local release of heat, this can cause a shift in the operating point, in addition to disrupting the functioning of the insulation system, and increasing dielectric losses.
AGS имеет определенное квадратное сопротивление, которое не допускает недостижение, соответственно, превышение определенного нижнего и верхнего предельного значения. При недостижении предельного значения высокие индуцированные контурные токи, которые протекают через концы пакета листов сердечника и внешней противокоронной защиты, могут приводить к сильноточным дуговым разрядам между двумя листами в пакете листов сердечника, тем самым обусловливая значительные электрические потери. При слишком высоком сопротивлении опять же может происходить высоковольтная электроискровая эрозия, причем тогда AGS уже не может действовать как выравнивание поля, но действует как изоляция. В идеальном случае внешняя противокоронная защита имеет выраженную анизотропию в отношении характеристик сопротивления, так что сопротивление в тангенциальном, то есть, аксиальном направлении должно быть высоким, и незначительным в радиальном направлении.The AGS has a certain square resistance that prevents a certain lower and upper limit value from being under-reached or exceeded, respectively. If the limit value is not reached, the high induced loop currents that flow through the ends of the core sheet stack and the external corona protection can result in high current arcing between the two sheets in the core sheet stack, thereby causing significant electrical losses. If the resistance is too high, high-voltage spark erosion can again occur, in which case the AGS can no longer act as a field equalizer, but acts as an insulator. Ideally, the external corona protection has a pronounced anisotropy in terms of resistance characteristics, so that the resistance in the tangential, that is, axial, direction should be high, and negligible in the radial direction.
Однако на практике это желательное свойство AGS не может быть осуществлено, так что до сих пор AGS в тангенциальном направлении всегда является более низкоомным, чем в радиальном направлении. Об этих явлениях также можно прочитать в соответствующей специальной литературе, например, в издании «Hochspannungstechnik» автора A. Küchler, издательство Springer, том 15, 2009, книжный номер ISBN 3-540-78412-8, и «Design Dependent Slot Discharge and Vibration Sparking on High Voltage Windings» авторов M. Liese и M. Brown, IEEE Trans DIE, август 2008 года, стр. 927-932.However, in practice this desirable property of AGS cannot be realized, so that until now AGS in the tangential direction is always lower in resistance than in the radial direction. These phenomena can also be read in the relevant specialized literature, for example, in the publication “Hochspannungstechnik” by A. Küchler, Springer, volume 15, 2009, book number ISBN 3-540-78412-8, and “Design Dependent Slot Discharge and Vibration Sparking on High Voltage Windings by M. Liese and M. Brown, IEEE Trans DIE, August 2008, pp. 927-932.
Задача настоящего изобретения состоит в создании противокоронной защитной ленты для дополнительной обработки в условиях VPI-способа, включающей несущую ленту, по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты для пропиточной смолы, и по меньшей мере один полимерный матричный материал с электрически проводящим, при необходимости покрытым наполнителем, причем содержащийся в противокоронной защитной ленте ускоритель отверждения ленты пригоден для того, чтобы действовать на безангидридный пропиточный состав, в частности, на основе эпоксидной смолы, в условиях VPI-способа как ускоряющий отверждение.The object of the present invention is to create an anti-corona protective tape for additional processing in the VPI method, comprising a carrier tape, at least one tape curing accelerator for an impregnating resin, and at least one polymer matrix material with an electrically conductive, optionally coated filler, Moreover, the tape's curing accelerator contained in the anti-corona protective tape is suitable for acting on an anhydride-free impregnating composition, in particular based on epoxy resin, under the conditions of the VPI method as accelerating the curing.
Решение этой задачи достигается посредством предмета настоящего изобретения, как он раскрыт в описании, пунктах формулы изобретения и в фигурах.The solution to this problem is achieved by the subject matter of the present invention as disclosed in the description, claims and figures.
Соответственно этому, предметом настоящего изобретения является противокоронная защитная лента для дополнительной обработки с образованием изоляционной системы с обмоткой и регулированием потенциала посредством внешней противокоронной защиты, и/или регулированием внутреннего потенциала, и/или концевой противокоронной защиты, причем изоляционная система может быть сформирована импрегнированием обмотки безангидридным пропиточным составом на основе смолы при температуре от 45°С до 85°С и в вакууме, например, посредством VPI-импрегнирования, причем противокоронная защитная лента включает по меньшей мере одну несущую ленту с электрически проводящим или частично проводящим наполнителем в полимерной матрице, и по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты, пригодный для отверждения и/или гелеобразования пропиточного состава, отличающаяся тем, что полимерная матрица содержит по меньшей мере один поливиниловый спирт и/или сополимеризат поливинилового спирта, и что по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты выбран из группы солей сверхкислот, причем он пригоден для ускорения катионной гомополимеризации безангидридного пропиточного состава на основе смолы.Accordingly, the subject of the present invention is an anti-corona protective tape for further processing to form an insulating system with a winding and potential regulation through external anti-corona protection, and/or internal potential regulation, and/or end anti-corona protection, wherein the insulating system can be formed by impregnating the winding with anhydride-free impregnating composition based on resin at a temperature of from 45°C to 85°C and in a vacuum, for example, by means of VPI impregnation, wherein the anti-corona protective tape includes at least one carrier tape with an electrically conductive or partially conductive filler in a polymer matrix, and at least one tape curing accelerator suitable for curing and/or gelation of the impregnating composition, characterized in that the polymer matrix contains at least one polyvinyl alcohol and/or polyvinyl alcohol copolymerizate, and that at least one tape curing accelerator is selected from the group of salts superacids, and it is suitable for accelerating the cationic homopolymerization of an anhydride-free resin-based impregnating composition.
Основа пропиточного состава на смоляной основе предпочтительно представляет собой эпоксидную смолу, в частности, также смесь эпоксидных смол, например, смесь эпоксидных смол, включающую одну или многие циклоалифатические эпоксидные смолы. Например, в этой смеси также может содержаться силоксан так, что при отверждении пропиточного состава получается реактопласт с каркасом, включающим структурные единицы -O-SiR2-O-.The base of the resin-based impregnating composition is preferably an epoxy resin, in particular also a mixture of epoxy resins, for example an epoxy resin mixture comprising one or more cycloaliphatic epoxy resins. For example, this mixture may also contain siloxane so that when the impregnating composition cures, a thermoset with a framework comprising structural units -O-SiR 2 -O- is obtained.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, пропиточный состав представляет собой, в частности, смолу, не содержащую соответствующее ангидриду фталевой кислоты производное ангидрида фталевой кислоты, или смесь смол на эпоксидной основе, предпочтительно по меньшей мере одну циклоалифатическую эпоксидную смолу и эпоксидную смолу на основе бисфенола А, и/или бисфенола F-диглицидилового простого эфира, и/или эпоксидного новолака. Например, пропиточная полимерная смесь на основе циклоалифатической эпоксидной смолы и бисфенола А-диглицидилового простого эфира представляет собой композицию со смесевым соотношением в диапазоне от 50:50 до 90:10, в частности, в массовом смесевом соотношении 80:20.According to one preferred embodiment of the invention, the impregnating composition is in particular a resin containing no phthalic anhydride derivative or a mixture of epoxy-based resins, preferably at least one cycloaliphatic epoxy resin and a bisphenol A-based epoxy resin , and/or bisphenol F-diglycidyl ether, and/or epoxy novolac. For example, an impregnating polymer mixture based on a cycloaliphatic epoxy resin and bisphenol A-diglycidyl ether is a composition with a mixture ratio in the range from 50:50 to 90:10, in particular in a weight mixture ratio of 80:20.
Например, полимерная матрица включает клейкую ленту и - по меньшей мере частично - растворенный в ней и/или тонко диспергированный ускоритель отверждения ленты, также называемый «катализатором ленты». Ускоритель отверждения ленты служит для гелеобразования жидкотекучей пропиточной смолы, которая, например, в условиях вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI) внедряется в противокоронную защитную ленту и основную изоляцию обмотки статора. Обычно это происходит при повышенных температурах, от 45°С до 85°С. После пропитки обмотки статора в пакете листов статора подвергают еще термическому доотверждению.For example, the polymer matrix includes an adhesive tape and, at least in part, a tape curing accelerator, also referred to as a “tape catalyst,” dissolved and/or finely dispersed therein. The tape curing accelerator serves to gel the fluid impregnating resin, which, for example, under vacuum pressure impregnation (VPI) conditions, is embedded in the anti-corona protective tape and the main insulation of the stator winding. This usually occurs at elevated temperatures, from 45°C to 85°C. After impregnation, the stator windings in the package of stator sheets are further subjected to thermal post-curing.
По меньшей мере один ускоритель отверждения ленты предпочтительно находится в полимерной матрице с наполнителями. Во время импрегнирования его, по меньшей мере частично, смешивают с пропиточным составом, и/или он может, по меньшей мере частично, мигрировать в пропиточный состав, и служит для гелеобразования пропиточного состава перед его отверждением в последующей стадии термической обработки способа импрегнирования.The at least one tape curing accelerator is preferably present in a polymer matrix with fillers. During impregnation, it is at least partially mixed with the impregnating composition, and/or it may, at least partially, migrate into the impregnating composition, and serves to gel the impregnating composition before it is cured in a subsequent heat treatment step of the impregnation process.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, ускоритель отверждения ленты, который, например, и предпочтительно, находится в форме соли сверхкислоты, присутствует в полимерной матрице, соответственно, в клейкой ленте, то есть, включающей по меньшей мере поливиниловый спирт, будучи тонко распределенным и/или растворенным.According to one embodiment of the invention, the tape curing accelerator, which for example and preferably is in the form of a superacid salt, is present in the polymer matrix, respectively, in the adhesive tape, that is, comprising at least polyvinyl alcohol, being finely distributed and/or dissolved.
Ввиду требуемой и желательной стабильности при хранении противокоронной защитной ленты предпочтительно, когда присутствующий в противокоронной защитной ленте ускоритель отверждения ленты в форме сверхкислоты и/или соли сверхкислоты реагирует только при контакте с пропиточным составом и при повышенных температурах от 45°С до 85°С. Преждевременная реакция с полимерной матрицей нежелательна, поскольку ускоритель отверждения ленты тогда был бы «израсходован», и пропиточный состав уже не мог бы быть отвержденным, желированным, соответственно, полностью затвердевшим. Поэтому критически важным пунктом настоящего изобретения является то, чтобы ускоритель отверждения ленты, хотя и будучи в форме исключительно реакционноспособной сверхкислоты и/или ее производного, но не реагировал бы или не взаимодействовал с полимерной матрицей противокоронной защитной ленты в условиях до температуры 70°С, или не реагировал бы в существенном количестве.In view of the required and desirable storage stability of the anti-corona protective tape, it is preferable that the tape curing accelerator present in the anti-corona protective tape in the form of a superacid and/or a salt of a superacid reacts only upon contact with the impregnating composition and at elevated temperatures from 45°C to 85°C. Premature reaction with the polymer matrix is undesirable, since the tape's curing accelerator would then be “used up” and the impregnating composition could no longer be cured, gelled, or fully hardened. Therefore, a critical point of the present invention is that the tape accelerator, although in the form of a purely reactive superacid and/or derivative thereof, does not react or interact with the polymer matrix of the anti-corona protective tape under conditions up to a temperature of 70°C, or would not react in significant quantities.
Ускоритель в несущей ленте содержится в количестве, например, в диапазоне от 0,1 г/м2 до 15 г/м2, в частности, от 0,25 г/м2 до 10 г/м2, предпочтительно в количестве от 0,5 г/м2 до 5 г/м2.The accelerator in the carrier strip is contained in an amount, for example, in the range from 0.1 g/ m2 to 15 g/ m2 , in particular from 0.25 g/ m2 to 10 g/ m2 , preferably in an amount from 0 .5 g/ m2 to 5 g/ m2 .
При этом введенные ускорители отверждения ленты и концентрации ускорителей отверждения ленты в компонентах изоляционной системы могут быть одинаковыми или неодинаковыми.In this case, the introduced tape curing accelerators and the concentrations of tape curing accelerators in the components of the insulating system may be the same or unequal.
«Компонентами изоляционной системы», которые здесь прежде всего обсуждаются, являются, например,The “components of an insulation system” that are primarily discussed here are, e.g.
- обмотка основной изоляции - без проводящих или частично проводящих наполнителей, так как основная изоляция является электрически изолирующей,- the main insulation winding is without conductive or partially conductive fillers, since the main insulation is electrically insulating,
- обмотка IPS, AGS и/или EGS, которые имеют ступенчатую электрическую проводимость или частичную проводимость, смотри выше.- winding IPS, AGS and/or EGS, which have stepped electrical conductivity or partial conductivity, see above.
Чтобы предотвращать частичные разряды, основная изоляция стержней/катушек обмотки может быть экранирована внутренним и наружным проводящим слоем от пустот и отслоений, именно путем регулирования внутреннего потенциала IPS и AGS, как разъяснено выше. Затем на AGS может быть нанесена EGS.To prevent partial discharges, the main insulation of the winding bars/coils can be shielded by the inner and outer conductive layer from voids and delaminations, namely by adjusting the internal potential of IPS and AGS as explained above. The AGS can then be coated with EGS.
Из патентного документа EP 2362399 и из патентного документа DE 19839285 C1 известны противокоронные защитные ленты, в которых имеется планарный наполнитель, связанный с полимерной матрицей. Описанный планарный наполнитель состоит из слюдяной подложки, которая покрыта легированным оксидом металла, например, оксидом титана и/или оксидом олова. В частности, этот наполнитель является более устойчивым к частичным разрядам, чем наполнители на основе углерода.From patent document EP 2362399 and from patent document DE 19839285 C1, anti-corona protection tapes are known which have a planar filler bonded to a polymer matrix. The described planar filler consists of a mica substrate which is coated with a doped metal oxide, for example titanium oxide and/or tin oxide. In particular, this filler is more resistant to partial discharges than carbon-based fillers.
Наиболее принципиально, что при полимерных матрицах с заполнением планарными наполнителями электрическое сопротивление по направлению ленты является явно меньшим, чем перпендикулярно сквозь ленту, что опять же уменьшает электрическую проводимость в радиальном направлении. Добавлением круглых наполнителей, в случае которых в качестве подложки служит плавленый кварц или кварцевая мука, которая опять же была также покрыта легированным оксидом металла, может быть снижено радиальное сопротивление.Most importantly, with polymer matrices filled with planar fillers, the electrical resistance in the direction of the tape is clearly less than perpendicular through the tape, which again reduces the electrical conductivity in the radial direction. By adding round fillers, in which case the substrate is fused silica or quartz flour, which again has also been coated with an alloyed metal oxide, the radial resistance can be reduced.
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, электрически проводящий и/или частично проводящий наполнитель имеет по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, содержащей технический углерод, графит, углеродные нанотрубки - CNT -, легированный сурьмой оксид олова, карбид кремния и/или легированный алюминием карбид кремния, причем данный компонент может быть легированным или нелегированным, покрытым или непокрытым, легированным покрытым или нелегированным покрытым.According to one preferred embodiment, the electrically conductive and/or partially conductive filler has at least one component selected from the group consisting of carbon black, graphite, carbon nanotubes - CNT -, antimony doped tin oxide, silicon carbide and/or aluminum doped carbide silicon, which component may be doped or undoped, coated or uncoated, doped coated or undoped coated.
Для уменьшения повышения напряженности поля в области концов внешней противокоронной защиты предусматривают емкостно-резистивное регулирование поля. Емкостное регулирование осуществляют посредством основной изоляции, тогда как резистивное регулирование происходит в результате применения концевой противокоронной защиты (EGS). При этом речь идет о проводящих поверхностных облицовках, которые имеют квадратное сопротивление от около 108 до 1010 Ом при напряженности поля 100 В/мм. С помощью сильной нелинейности сопротивления введенных материалов в EGS пытались вытеснить электрическое поле из областей с более высокими напряженностями поля. В результате этого происходило снижение удельного сопротивления с повышением напряженности электрического поля.To reduce the increase in field strength in the area of the ends of the external anti-corona protection, capacitive-resistive field regulation is provided. Capacitive regulation occurs through basic insulation, while resistive regulation occurs through the use of end corona protection (EGS). These are conductive surface linings that have a square resistance of about 10 8 to 10 10 ohms at a field strength of 100 V/mm. By using the strong nonlinearity of the resistance of the introduced materials, EGS attempted to displace the electric field from regions with higher field strengths. As a result, there was a decrease in resistivity with an increase in the electric field strength.
Омические поверхностные облицовки могут быть сформированы либо окрашиванием сухими и/или отверждаемыми смолами, которые наносят непосредственно на поверхности изоляционного материала, и/или вместе с получением наматываемой основной изоляции, но которую затем уже перед проведением соответствующей пропитки основной изоляции наматывают в виде ленты, либо в форме препрега или уже отвержденной, пористой ленты.Resistive surface linings can be formed either by painting with dry and/or curable resins, which are applied directly to the surfaces of the insulating material, and/or together with the production of a wound base insulation, but which is then wound in the form of a tape before the corresponding impregnation of the base insulation, or in in the form of prepreg or already cured, porous tape.
Затем основную изоляцию импрегнируют пропиточной смолой и, например, выполняемым для этого способом вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI-способом). При этом обычно, то есть, согласно прототипу, применяют прежде всего эпоксидные смолы и/или смеси эпоксидных смол с ангидридами в качестве отвердителей. Ввиду сенсибилизирующего действия на дыхательные пути и соответствующих опасений в отношении неограниченного применения ангидридов в качестве отвердителей, в частности, ангидридов фталевых кислот, и/или, соответственно, также производных ангидридов фталевых кислот, теперь используют безангидридные пропиточные составы, в частности, не содержащие ангидриды фталевых кислот, соответственно, производные ангидридов фталевых кислот. Например, из патентного документа WO2016/124387 известна изоляционная система на основе эпоксидной смолы с безангидридным пропиточным составом, которая может быть образована гомополимеризацией.The base insulation is then impregnated with an impregnating resin and, for example, using a vacuum injection impregnation (VPI) method. In this case, usually, that is, according to the prototype, primarily epoxy resins and/or mixtures of epoxy resins with anhydrides are used as hardeners. Due to the sensitizing effect on the respiratory tract and the corresponding concerns regarding the unrestricted use of anhydrides as hardeners, in particular phthalic anhydrides and/or, respectively, also derivatives of phthalic anhydrides, anhydride-free impregnating compositions are now used, in particular those without phthalic anhydrides acids, respectively, derivatives of phthalic acid anhydrides. For example, from patent document WO2016/124387, an insulation system based on epoxy resin with an anhydride-free impregnation composition is known, which can be formed by homopolymerization.
Соответственно этому, реактивная противокоронная защитная лента включает на гибком носителе, таком как пленка, нетканый материал и/или ткань, которые здесь называются «несущей лентой», нанесенный электрически проводящий и/или полупроводящий, соответственно, частично проводящий материал, который соединен с несущей лентой, между собой и при необходимости с заключительной облицовкой и/или с дополнительным слоем, посредством клейкой ленты, которая представляет собой полимерную матрицу и/или включает полимерную матрицу.Accordingly, the reactive anti-corona protective tape includes, on a flexible carrier such as a film, non-woven material and/or fabric, which is herein referred to as a "carrier tape", an electrically conductive and/or semi-conductive, respectively, partially conductive material applied, which is connected to the carrier tape , between each other and, if necessary, with the final lining and/or with an additional layer, by means of an adhesive tape, which is a polymer matrix and/or includes a polymer matrix.
Под электрически проводящим и/или полупроводящим, соответственно, частично проводящим материалом подразумевают, например, наполнители на углеродной основе, и/или материал на керамической, в частности, слюдяной основе, с частично проводящим, в частности, достигаемым посредством легирования проводящим покрытием, например, из оксида титана и/или оксида олова, и/или легированного алюминием или без него карбида кремния. С другой стороны, альтернативно этому или в дополнение, могут присутствовать указанные электрически проводящие и/или полупроводящие, соответственно, частично проводящие материалы, такие как легированный оксид титана и/или оксид олова, и/или легированный алюминием или без него карбид кремния, также без подложки - например, такой как слюда - в качестве наполнителя.By electrically conductive and/or semi-conductive or partially conductive material is meant, for example, carbon-based fillers and/or ceramic-based, in particular mica-based material, with a partially conductive, in particular achieved by doping with a conductive coating, for example of titanium oxide and/or tin oxide, and/or silicon carbide alloyed with or without aluminum. On the other hand, alternatively or in addition, said electrically conductive and/or semi-conductive or partially conductive materials may be present, such as doped titanium oxide and/or tin oxide and/or silicon carbide doped or not doped with aluminum, also without a substrate - for example, such as mica - as a filler.
Лента, которую применяют для получения намотки внешней противокоронной защиты, включает по меньшей мере один связующий материал, как правило, полимер, и смесь из планарных, и/или глобулярных, и/или трубчатых электрически проводящих и/или частично проводящих наполнителей, которые при необходимости имеют, при известных условиях, легированное покрытие.The tape, which is used to obtain a winding of external anti-corona protection, includes at least one binder material, usually a polymer, and a mixture of planar and/or globular and/or tubular electrically conductive and/or partially conductive fillers, which, if necessary, have, under certain conditions, an alloyed coating.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает многие поливиниловые спирты. В принципе поливиниловые спирты согласно изобретению применимы в качестве полимерной матрицы и части полимерной матрицы противокоронной защитной ленты, однако, например, далее указаны некоторые особенно подходящие поливиниловые спирты, которые могут быть использованы по отдельности или в комбинации.According to one preferred embodiment of the invention, the polymer matrix includes many polyvinyl alcohols. In principle, the polyvinyl alcohols according to the invention are useful as a polymer matrix and part of the polymer matrix of the anti-corona protective tape, however, for example, the following are some particularly suitable polyvinyl alcohols which can be used alone or in combination.
Поливиниловый спирт с CAS-номером 9002-89-5 и брутто-формулой из повторяющихся структурных единиц (-C2H4O-)n представляет собой термопластичный материал, и имеется в продаже на рынке в виде кристаллического, цветом от белого до желтоватого, водорастворимого синтетического материала.Polyvinyl alcohol with CAS number 9002-89-5 and the gross formula of repeating structural units (-C 2 H 4 O-) n is a thermoplastic material, and is commercially available in the market in crystalline form, white to yellowish in color, water-soluble synthetic material.
В отличие от большинства винильных полимеров, поливиниловый спирт не может быть получен простой полимеризацией соответствующего мономера. Необходимый для этого мономер, виниловый спирт (этенол), существует только в своей таутомерной форме как ацетальдегид. Поливиниловые спирты получают переэтерификацией и/или щелочным омылением поливинилацетата. Гидролиз можно легко регулировать. Имеются продукты сополимеризации поливинилового спирта с различными производными, в которых часть гидроксильных групп замещена химически подобно реагирующими группами, такими силоксановые.Unlike most vinyl polymers, polyvinyl alcohol cannot be produced by simply polymerizing the corresponding monomer. The monomer required for this, vinyl alcohol (ethanol), exists only in its tautomeric form as acetaldehyde. Polyvinyl alcohols are obtained by transesterification and/or alkaline saponification of polyvinyl acetate. Hydrolysis can be easily controlled. There are copolymerization products of polyvinyl alcohol with various derivatives, in which some of the hydroxyl groups are replaced by chemically similar reacting groups, such as siloxane.
Подходящие поливиниловые спирты имеют, например, степень гидролиза свыше 70 мол.%. При этом более предпочтительно некоторые или многие гидроксильные группы замещены содержащими кремний соединениями.Suitable polyvinyl alcohols have, for example, a degree of hydrolysis greater than 70 mol.%. More preferably, some or many of the hydroxyl groups are replaced by silicon-containing compounds.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица в ленте включает поливиниловый спирт с поперечно сшитыми участками. В какой степени?According to one preferred embodiment of the invention, the polymer matrix in the tape includes cross-linked polyvinyl alcohol. In what degree?
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, полимерная матрица в ленте включает один или многие поперечно сшитые поливиниловые спирты, модифицированные альдегидом и/или меламином.According to one preferred embodiment, the polymer matrix in the tape includes one or more cross-linked aldehyde and/or melamine modified polyvinyl alcohols.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает по меньшей мере один полимерный связующий материал, который представляет собой поливиниловый спирт, который имеет степень гидролиза по меньшей мере 70 мол.%, в частности, по меньшей мере 85 мол.%, и предпочтительно по меньшей мере 87 мол.% или более.According to one preferred embodiment of the invention, the polymer matrix includes at least one polymer binder material, which is a polyvinyl alcohol, which has a degree of hydrolysis of at least 70 mol.%, in particular at least 85 mol.%, and preferably at at least 87 mol.% or more.
Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает по меньшей мере один поливиниловый спирт, в котором гидроксильные группы поливинилового спирта, по меньшей мере частично, замещены силоксановыми и/или силановыми группами.According to a further preferred embodiment of the invention, the polymer matrix includes at least one polyvinyl alcohol, in which the hydroxyl groups of the polyvinyl alcohol are at least partially replaced by siloxane and/or silane groups.
Для выявления компонентов противокоронной защитной ленты согласно одному варианту осуществления изобретения, в частности, также в готовой изоляционной системе, пригодны такие методы исследования, как методы ИК-, УФ- и/или оптической (VIS) спектроскопии, и/или методы исследования с использованием растровой электронной микроскопии, помимо всего прочего, также рентгеновской спектроскопии, например, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX).To identify the components of the anti-corona protective tape according to one embodiment of the invention, in particular also in the finished insulation system, examination methods such as IR, UV and/or optical (VIS) spectroscopy methods and/or examination methods using raster Electron microscopy, among other things, also X-ray spectroscopy, for example energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX).
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает главным образом компоненты на углеродной основе, например, такие как модификации углерода - предпочтительно технический углерод, графит и/или углеродные нанотрубки.According to one preferred embodiment of the invention, the electrically conductive filler comprises primarily carbon-based components, such as carbon modifications - preferably carbon black, graphite and/or carbon nanotubes.
Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает карбид кремния, нелегированный и/или легированный карбид кремния.According to a further preferred embodiment of the invention, the electrically conductive filler includes silicon carbide, unalloyed and/or doped silicon carbide.
Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает частицы, которые, по меньшей мере частично, состоят из оксида металла, в частности, смешанного оксида.According to a further preferred embodiment of the invention, the electrically conductive filler includes particles that are at least partly composed of a metal oxide, in particular a mixed oxide.
В данном случае оксидом металла называют соединение металла с кислородом, причем кислород в соединении формально, то есть, упрощенно, является двукратно отрицательно заряженным. В принципе кислород в соединении представляет собой электроотрицательный участник. Поэтому обозначение представляет собой «-оксид».In this case, a metal oxide is a compound of a metal with oxygen, and the oxygen in the compound is formally, that is, simplified, doubly negatively charged. In principle, the oxygen in the compound is an electronegative member. Therefore the designation is "-oxide".
Под смешанным оксидом - сокращенно MOX - соответственно подразумевают вещество, в котором присутствует более чем один катион металла в оксидном соединении, то есть, например, оксид титана-алюминия или оксид железа-никеля, или тому подобные.By mixed oxide - abbreviated MOX - is suitably meant a substance in which more than one metal cation is present in the oxide compound, that is, for example, titanium-aluminum oxide or iron-nickel oxide, or the like.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, применяют наполнитель, который имеет покрытие из легированного оксида олова и/или легированного оксида титана, и/или состоит из легированного оксида олова и/или оксида титана.According to one preferred embodiment of the invention, a filler is used which is coated with doped tin oxide and/or doped titanium oxide, and/or consists of doped tin oxide and/or titanium oxide.
Частицы наполнителя могут наличествовать как полые тела, как сплошные частицы, как покрытые частицы, и/или как частицы со структурой «сердцевина-оболочка».The filler particles may be present as hollow bodies, as solid particles, as coated particles, and/or as particles with a core-shell structure.
На несущую ленту наносят по меньшей мере одну фракцию, но предпочтительно, но без необходимости, исключительно пластинчатые частицы, которые удерживаются полимерной матрицей, то есть, связующим материалом, и тем самым образуют противокоронную защитную ленту. При этом для регулирования электрического сопротивления может быть предпочтительным пополнение доли пластинчатых частиц шарообразными, то есть, глобулярными частицами наполнителя.At least one fraction is applied to the carrier tape, but preferably, but not necessarily, exclusively lamellar particles, which are held by a polymer matrix, that is, by a binder material, and thereby form an anti-corona protective tape. In this case, in order to regulate the electrical resistance, it may be preferable to replenish the proportion of lamellar particles with spherical, that is, globular filler particles.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, противокоронная защитная лента имеет удельный вес единицы поверхности <150 г/м2, предпочтительно менее 100 г/м2.According to one preferred embodiment of the invention, the anti-corona protective tape has a unit surface weight of <150 g/m 2 , preferably less than 100 g/m 2 .
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, несущая лента включает армирующие волокна, например, в форме ткани и/или волокнистого композита, с введенным в полимерную матрицу и/или на нее электрически проводящим наполнителем, и/или с приклеенным к ней посредством связующего материала.According to one preferred embodiment, the carrier tape includes reinforcing fibers, for example in the form of fabric and/or fiber composite, with an electrically conductive filler incorporated into and/or onto the polymer matrix, and/or bonded thereto by means of an adhesive material.
Несущая лента предпочтительно имеет удельный вес единицы поверхности 30-60 г/м2.The carrier tape preferably has a unit surface area weight of 30-60 g/m 2 .
Например, эти армирующие волокна представляют собой стеклянные волокна и/или волокна из полиэтилентерефталата (PET).For example, these reinforcing fibers are glass fibers and/or polyethylene terephthalate (PET) fibers.
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, несущая лента покрыта грунтовкой. При этом, в частности, предпочтительно, когда несущая лента покрыта грунтовкой до величины 5 г/м2.According to one preferred embodiment, the carrier strip is coated with a primer. In this case, in particular, it is preferable when the carrier tape is coated with a primer to a value of 5 g/m 2 .
В частности, оказалось благоприятным, когда грунтовка несущей ленты включает поливиниловый спирт, эпоксидные и/или аминные функциональные группы.In particular, it has proven advantageous when the carrier tape primer includes polyvinyl alcohol, epoxy and/or amine functional groups.
Под грунтовкой в данном случае подразумевают грунтовочное покрытие, посредством которого повышают сопротивление разрезу армирующих волокон и/или несущей ленты, ткани, и подготавливают к сшиванию и связыванию с полимерной матрицей.By primer in this case we mean a primer coating, through which the cut resistance of reinforcing fibers and/or carrier tape or fabric is increased, and prepared for stitching and bonding with the polymer matrix.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, количество покрытия на несущей ленте с полимерной матрицей, которая содержит по меньшей мере долю электрически проводящего наполнителя и/или, при необходимости, также по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты, в диапазоне от 20 г/м2 до 100 г/м2, в частности, в диапазоне от 20 г/м2 до 60 г/м2, особенно предпочтительно в диапазоне от 30 г/м2 до 45 г/м2.According to one preferred embodiment of the invention, the amount of coating on a carrier tape with a polymer matrix, which contains at least a proportion of electrically conductive filler and/or, if necessary, also at least one tape accelerator, is in the range from 20 g/m 2 to 100 g/m 2 , in particular in the range from 20 g/m 2 to 60 g/m 2 , particularly preferably in the range from 30 g/m 2 to 45 g/m 2 .
Согласно изобретению, противокоронную защитную ленту используют для получения системы внешней противокоронной защиты, и/или системы регулирования внутреннего потенциала, и/или системы концевой противокоронной защиты.According to the invention, the anti-corona protective tape is used to obtain an external anti-corona protection system, and/or an internal potential regulation system, and/or an end anti-corona protection system.
При этом предпочтительно, когда квадратное и/или удельное поверхностное сопротивление полученной посредством противокоронной защитной ленты согласно настоящему изобретению системы внешней противокоронной защиты и/или системы регулирования внутреннего потенциала составляет величину в диапазоне от 0,01 кОм до 100 кОм, по измерению при напряженности поля 1 В/мм.In this case, it is preferable that the square and/or specific surface resistance of the external anti-corona protection system and/or the internal potential control system obtained by means of the anti-corona protective tape according to the present invention is a value in the range from 0.01 kOhm to 100 kOhm, measured at a field strength of 1 V/mm.
В частности, значения квадратного и/или удельного поверхностного сопротивления подобного регулирования внутреннего потенциала предпочтительно составляют величину в диапазоне от 0,01 кОм до 10 кОм, предпочтительно в диапазоне от 0,01 до 5 кОм, и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,05 до 1 кОм, и/или значения квадратного сопротивления подобной внешней противокоронной защиты составляют величину в диапазоне от 0,1 до 100 кОм, в частности, от 0,1 кОм до 50 кОм, и особенно предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 кОм, в каждом случае по измерению при напряженности поля 1 В/мм.In particular, the square and/or surface resistivity values of such internal potential regulation are preferably in the range of 0.01 kΩ to 10 kΩ, preferably in the range of 0.01 to 5 kΩ, and particularly preferably in the range of 0.05 to 5 kΩ 1 kOhm, and/or the square resistance values of such external corona protection are in the range from 0.1 to 100 kOhm, in particular from 0.1 kOhm to 50 kOhm, and especially preferably in the range from 1 to 10 kOhm, each case as measured at a field strength of 1 V/mm.
При получении концевой противокоронной защиты посредством противокоронной защитной ленты согласно настоящему изобретению предпочтительно, когда удельное поверхностное сопротивление составляет величину в диапазоне от 1×108 до 1×1012 Ом, в частности, в диапазоне от 1×108 до 1×1012 Ом при напряженности поля 100 В/мм.When obtaining end anti-corona protection by means of an anti-corona protective tape according to the present invention, it is preferable that the surface resistivity is in the range of 1×10 8 to 1×10 12 ohms, in particular in the range of 1×10 8 to 1×10 12 ohms at a field strength of 100 V/mm.
Изобретение относится к противокоронной защитной ленте для вращающейся электрической машины высокого напряжения с безангидридными, в частности, не содержащими производные ангидрида фталевой кислоты, эпоксидными смолами. Впервые представленная здесь противокоронная защитная лента со своими компонентами, в частности, связанной полимерной матрицей и введенным катионным ускорителем отверждения ленты, раассчитана на применение новых, например, также не содержащих производные ангидридов алкилфталевых кислот VPI-пропиточных смол на основе эпоксидной смолы.The invention relates to an anti-corona protective tape for a high-voltage rotating electrical machine with anhydride-free, in particular those not containing phthalic anhydride derivatives, epoxy resins. The anti-corona protective tape presented here for the first time with its components, in particular the bonded polymer matrix and the introduced cationic tape curing accelerator, is designed for the use of new, for example, also free of alkylphthalic acid anhydride derivatives VPI-impregnating resins based on epoxy resin.
Ускоритель отверждения ленты предпочтительно представляет собой образованное как ионогенное соединение из одного или многих сульфоний-содержащих катионов и одним или многими анионами, в частности, образованными как комплексные анионами, например, такими как гексафторантимонатный(-ные) анион(-ны), в каждом случае пригодное для использования в VPI-способе для получения изоляционной системы с безангидридным пропиточным составом.The tape curing accelerator is preferably formed as an ionic compound of one or more sulfonium-containing cations and one or more anions, in particular formed as complex anions, for example such as hexafluoroantimonate anion(s), in each case suitable for use in the VPI method to obtain an insulating system with an anhydride-free impregnating composition.
Ускоритель отверждения ленты представляет собой катионный ускоритель отверждения ленты, и поэтому предпочтительно имеющий ионогенное строение. В частности, ускоритель отверждения ленты имеет сульфоний-содержащий катион.The tape curing accelerator is a cationic tape accelerator and therefore preferably has an ionic structure. In particular, the tape curing accelerator has a sulfonium-containing cation.
Например, подходящий катионный ускоритель отверждения ленты представляет собой химическое соединение, которое описывается одной из структурных формул I, II или III: For example, a suitable cationic tape accelerator is a chemical compound that is described by one of the structural formulas I , II or III:
соль сверхкислоты с сульфониевым катионом Структуры I superacid salt with sulfonium cation Structure I
катион Структуры II cation Structure II
диарилалкилсульфониевый катионdiarylalkylsulfonium cation
катион Структуры III cation Structure III
диалкиларилсульфониевый катионdialkylarylsulfonium cation
Показанные здесь сульфониевые катионы I, II или III с комплексными анионами, такими как BF4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, SbF5(OH)-, AsF5(OH)-, Al[OC(CF3)3]4 -, образуют соответствующие соли сверхкислот, которые в данном случае применимы в качестве ускорителя отверждения ленты.Shown here are sulfonium cations I , II or III with complex anions such as BF 4 - , PF 6 - , SbF 6 - , AsF 6 - , SbF 5 (OH) - , AsF 5 (OH) - , Al[OC(CF 3 ) 3 ] 4 - form the corresponding salts of superacids, which in this case are applicable as a tape curing accelerator.
Термином «сверхкислоты» называют кислоты, которые являются более сильными, чем концентрированная 100%-ная серная кислота со значением константы диссоциации pKa=-3. Примерами являются фторсульфоновая кислота, фторсурьмяная кислота, пергалогенированный карборан, и другие.The term “superacids” refers to acids that are stronger than concentrated 100% sulfuric acid with a dissociation constant pK a = -3. Examples are fluorosulfonic acid, fluorantimony acid, perhalogenated carborane, and others.
При этом структурная формула «Структура I» показывает катионную часть ускорителя отверждения ленты согласно предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения.In this case, the structural formula “Structure I ” shows the cationic part of the tape curing accelerator according to a preferred embodiment of the present invention.
Термином «ускоритель отверждения ленты» обозначают ускоритель отверждения ленты, который имеет ионогенное строение, и его катион инициирует в жидком пропиточном составе катионную полимеризацию, в частности, катионную гомополимеризацию введенной пропиточной смолы.The term “tape curing accelerator” refers to a tape curing accelerator that has an ionic structure, and its cation initiates cationic polymerization in the liquid impregnating composition, in particular, cationic homopolymerization of the introduced impregnating resin.
Под «ионогенно» образованным соединением подразумевают гетерополярные соединения, химическая реакционная способность которых обусловлена наличием катиона и аниона в соединении. Классические данные «ионогенные» соединения представляют собой соли. Но в данной ситуации соединениями с «ионогенной» структурой называют также комплексные структуры с катионным и анионным характером.By “ionogenically” formed compound we mean heteropolar compounds, the chemical reactivity of which is determined by the presence of a cation and an anion in the compound. Classically these “ionic” compounds are salts. But in this situation, complex structures with cationic and anionic character are also called compounds with an “ionogenic” structure.
«Сульфоний-содержащий катион» представляет собой катион, который в молекуле, кроме аниона или анионов, включает структурную единицу, которая может быть описана однократно положительно заряженными Структурами II или III, или брутто-формулой [SR3]+.A “sulfonium-containing cation” is a cation which in the molecule, in addition to an anion or anions, includes a structural unit that can be described by a singly positively charged Structure II or III , or by the gross formula [SR 3 ] + .
При этом под «алкиларилсульфонием» или «диалкиларилсульфонием» подразумевают сульфоний-содержащий катион, в котором один или два из трех остатков «R» на атоме серы в катионе сульфония являются алкильными группами. Алкильные группы представляют собой части молекулы, которые состоят из связанных друг с другом атомов углерода и водорода. В смысле изобретения предпочтительными алкильными остатками являются такие с 1-12 С-атомами, которые могут быть разветвленными или линейными. При этом алкильные группы одновалентно связаны с центральным атомом серы.By “alkylarylsulfonium” or “dialkylarylsulfonium” is meant a sulfonium-containing cation in which one or two of the three “ R ” residues on the sulfur atom in the sulfonium cation are alkyl groups. Alkyl groups are parts of a molecule that are made up of carbon and hydrogen atoms bonded together. In the sense of the invention, preferred alkyl radicals are those with 1 to 12 C atoms, which can be branched or linear. In this case, alkyl groups are monovalently bonded to the central sulfur atom.
Согласно изобретению, в катионе диалкиларилсульфония имеются один или два алкильных остатка, которые, в свою очередь, могут быть одинаковыми или различными.According to the invention, the dialkylarylsulfonium cation contains one or two alkyl residues, which, in turn, can be the same or different.
При этом под «арилалкилсульфонием или диарилалкилсульфонием» подразумевают сульфоний-содержащий катион, в котором один или два из трех остатков «R» на атоме серы в катионе сульфония являются арильными группами. Арильные группы представляют собой части молекулы, углеродный каркас которых одновалентно, соответственно, ординарной связью, связан с атомом серы, и, соответственно, имеют по меньшей мере один ароматический цикл, который может быть частично или полностью замещенным или незамещенным.By “arylalkylsulfonium or diarylalkylsulfonium” is meant a sulfonium-containing cation in which one or two of the three “ R ” residues on the sulfur atom in the sulfonium cation are aryl groups. Aryl groups are parts of a molecule whose carbon skeleton is monovalently or single bonded to a sulfur atom and accordingly have at least one aromatic ring, which may be partially or fully substituted or unsubstituted.
Согласно изобретению, в арилалкилсульфониевом катионе имеются один или два арильных остатка, которые, в свою очередь, могут быть одинаковыми или различными.According to the invention, the arylalkylsulfonium cation contains one or two aryl residues, which, in turn, can be the same or different.
При этом третий остаток может быть любым, то есть, также алкильной группой или арильной группой, полностью или частично замещенной или нет.In this case, the third residue can be anything, that is, also an alkyl group or aryl group, fully or partially substituted or not.
Арильная группа представляет собой органический химический остаток с ароматическим базовым каркасом. Это представляет собой обозначение для одновалентной группы атомов, которая имеет происхождение из ароматических углеводородов в результате удаления одного из связанных с циклом атомов водорода. Многие арильные группы происходят из бензола, простейшей арильной группой из которого является фенильная группа.An aryl group is an organic chemical moiety with an aromatic backbone. This is the designation for a monovalent group of atoms that is derived from aromatic hydrocarbons by the removal of one of the ring-associated hydrogen atoms. Many aryl groups come from benzene, the simplest aryl group of which is the phenyl group.
Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, в сульфониевом катионе имеется по меньшей мере одна арильная группа.According to one preferred embodiment, the sulfonium cation has at least one aryl group.
При этом предпочтительно, когда имеется по меньшей мере одна моноциклическая арильная группа, то есть, например, арильная группа с происходящей из бензола арильной структурой, например, фенильная или бензильная.In this case, it is preferable when there is at least one monocyclic aryl group, that is, for example, an aryl group with an aryl structure derived from benzene, for example phenyl or benzyl.
В частности, также предпочтительно, когда на моноциклическом ароматическом остатке арильной группы сульфоний-содержащего катиона имеется по меньшей мере один заместитель, то есть, водород на ароматическом ядре замещен, например, функциональной группой или алкильной группой.In particular, it is also preferred when the monocyclic aromatic moiety of the aryl group of the sulfonium-containing cation has at least one substituent, that is, the hydrogen on the aromatic ring is replaced, for example, by a functional group or an alkyl group.
При этом функциональная группа может присутствовать с гетероатомом, таким как кислород, азот, сера, фосфор, или без него.The functional group may be present with or without a heteroatom such as oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus.
Особенно предпочтительна арильная группа, в которой один водород на ароматическом ядре замещен ацетилоксигруппой.Particularly preferred is an aryl group in which one hydrogen on the aromatic ring is replaced by an acetyloxy group.
Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы в качестве ускорителя отверждения ленты наличествовал сульфоний-содержащий катион в сочетании с гексафторантимонатным анионом.In addition, it is particularly preferred that a sulfonium-containing cation in combination with a hexafluoroantimonate anion be present as the tape curing accelerator.
Ускоритель отверждения противокоронной защитной ленты может присутствовать в виде смеси по меньшей мере двух катионных ускорителей отверждения ленты, которые в каждом случае имеют иной сульфониевый катион. Анионы могут быть одинаковыми или различными, в частности, иными, нежели гексафторантимонатный анион.The anticorona protective tape curing accelerator may be present as a mixture of at least two cationic tape curing accelerators, which in each case have a different sulfonium cation. The anions may be the same or different, in particular other than the hexafluoroantimonate anion.
Ускоритель отверждения противокоронной защитной ленты, независимо от того, имеется ли отдельное соединение или смесь, предпочтительно имеет температуру плавления в диапазоне от 145°С до 165°С, в частности, предпочтительно в диапазоне от 150°С до 160°С.The curing accelerator of the anti-corona protective tape, whether a single compound or a mixture, preferably has a melting point in the range of 145°C to 165°C, particularly preferably in the range of 150°C to 160°C.
Кроме того, предметом изобретения является применение реактивной противокоронной защитной ленты для получения безангидридной изоляционной системы импрегнированием твердой противокоронной защитной ленты пропиточным составом, причем пропиточный состав включает ароматическую и/или циклоалифатическую пропиточную смолу, которая является безангидридной и содержащей эпоксидные группы.In addition, the subject of the invention is the use of a reactive anticorona protective tape to obtain an anhydride-free insulation system by impregnating a solid anticorona protective tape with an impregnating composition, wherein the impregnating composition includes an aromatic and/or cycloaliphatic impregnating resin that is anhydride-free and contains epoxy groups.
В качестве анионов катионного ускорителя отверждения ленты пригодны, в частности, имеющие комплексную структуру анионы, такие как гексафторантимонатный анион, так что в качестве ускорителя отверждения ленты, например, имеется гексафторантимонат 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония - CAS-номер 135691-31-5 - Структура I.Suitable anions for cationic tape curing accelerators are, in particular, anions having a complex structure, such as the hexafluoroantimonate anion, so that as a tape curing accelerator, for example, there is 4-acetyloxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate - CAS number 135691-31-5 - Structure I.
Далее изобретение более подробно разъяснено посредством примера применения, который описывает вариант осуществления изобретения:The invention is further explained in more detail by means of an application example which describes an embodiment of the invention:
Применением в качестве указанного в Структуре I сульфониевого производного сверхкислоты гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в водной смеси с предпочтительным модифицированным силанольными группами поливиниловым спиртом и пластинчатым наполнителем, например, отрегулированным на частичную проводимость легированным оксидом олова, а также органическим растворителем, например, таким как 2-бутанол, и водой, может быть получен лак, который пригоден для импрегнирования/нанесения на носитель из полимера и/или стеклоткани, и с желательной, соответствующей изобретению проводимостью после высушивания слоя, то есть, с возможностью регулирования значений квадратного сопротивления в диапазоне R□=1-10 кОм в пределах температурного диапазона 20-150°C, на носителе из полимера или стеклоткани.By using 4-acetyloxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate as the sulfonium derivative of the superacid specified in Structure I in an aqueous mixture with a preferred silanol-modified polyvinyl alcohol and a lamellar filler, for example adjusted to be partially conductive with doped tin oxide, and an organic solvent, for example, such as 2-butanol , and water, a varnish can be obtained that is suitable for impregnation/application on a carrier made of polymer and/or glass fabric, and with the desired conductivity according to the invention after drying the layer, that is, with the ability to adjust the values of the square resistance in the range R □ =1 -10 kOhm within the temperature range of 20-150°C, on a polymer or fiberglass carrier.
Применением сульфониевого производного сверхкислоты в качестве сшивающего ускорителя эта противокоронная защитная лента нового типа пригодна для отверждения стандартных смесей эпоксидных смол и ангидридов фталевых кислот, а также новых безангидридных пропиточных составов с эпоксидными смолами, в частности, в комбинации с циклоалифатическими эпоксидными смолами. Подобные сульфониевые производные сверхкислот могут обеспечивать гелеобразование и отверждение бисфенола А-диглицидилового простого эфира, бисфенола F-диглицидилового простого эфира, глицидилового сложного эфира, алифатических и/или циклоалифатических эпоксидных смол, в каждом случае по отдельности, но также в любой комбинации. Успешные испытания были проведены уже на циклоалифатических эпоксидных смолах в смеси с BADGE (бисфенолом А-диглицидиловым простым эфиром).By using a sulfonium superacid derivative as a cross-linking accelerator, this new type of anti-corrosion protective tape is suitable for curing standard mixtures of epoxy resins and phthalic anhydrides, as well as new anhydride-free impregnation compositions with epoxy resins, in particular in combination with cycloaliphatic epoxy resins. Such sulfonium derivatives of superacids can gel and cure bisphenol A-diglycidyl ether, bisphenol F-diglycidyl ether, glycidyl ester, aliphatic and/or cycloaliphatic epoxy resins, each individually, but also in any combination. Successful tests have already been carried out on cycloaliphatic epoxy resins mixed with BADGE (bisphenol A diglycidyl ether).
Неожиданно также оказалось, что в смысле стабильности ленты относительно электрической проводимости слоя может быть дополнительно нанесен определяющий форму реагент для поперечного сшивания линейных молекул, но лента даже без определяющего форму реагента для поперечного сшивания линейных молекул имеет достаточную стабильность для обмотки.It is also unexpected that in terms of the stability of the tape relative to the electrical conductivity of the layer, a shape-determining linear cross-linking agent can be additionally applied, but the tape even without a shape-determining linear cross-linking agent has sufficient stability for winding.
Таким образом, полученная последующим высушиванием горячим воздухом противокоронная защитная лента при соответствующем изобретению термическом импрегнировании при 70°С и последующем горячем отверждении при 140°С с безангидридной эпоксидной смолой, соответственно, предпочтительной смесью из около 80 вес.% циклоалифатической эпоксидной смолы и около 20 вес.% дистиллированного бисфенола А-диглицидилового простого эфира, показывает только незначительные вредные проявления набухания так, что остаются сохраняющимися первоначально отрегулированное квадратное сопротивление на противокоронной защитной ленте также во время и после отверждения жидкой эпоксидной смолы, безангидридная природа, в самой предпочтительной важнейшей, но не исключительно циклоалифатической структуре, и тем самым сохраняется характеристика частичной проводимости при применении противокоронной защитной ленты в электрической машине для сокращения высоких напряженностей электрических полей в обмотках статора.Thus, the anti-corrosion protective tape obtained by subsequent hot air drying by thermal impregnation at 70°C according to the invention and subsequent hot curing at 140°C with an anhydride-free epoxy resin, respectively, a preferred mixture of about 80 wt.% cycloaliphatic epoxy resin and about 20 wt. .% distilled bisphenol A-diglycidyl ether, shows only minor detrimental effects of swelling so that the originally adjusted square resistance on the anti-corrosion protective tape remains maintained also during and after curing of the liquid epoxy resin, anhydride-free nature, in the most preferred most important, but not exclusively cycloaliphatic structure, and thereby maintains the partial conductivity characteristic when using anti-corona protective tape in an electric machine to reduce high electric field strengths in the stator windings.
Соответственно этому, согласно изобретению для получения лака растворили 20,0 г гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в 200,0 г этилметилкетона. Этот прозрачный органический раствор медленно вносили по каплям при комнатной температуре и при перемешивании в суспензию 590,0 г Iriotec 7320 (фирмы Merck KGaA, Дармштадт) и 108,7 г Poval™ 25-98 R (фирмы Kuraray Europe GmbH, Хаттерсхайм-на-Майне) в 2400,0 г дистиллированной воды, и перемешивали в течение дополнительных 30 минут при комнатной температуре, например, с использованием устройства для растворения с зубчатым диспергирующим диском, чтобы посредством срезающей нагрузки вблизи диска измельчать возможные агломераты.Accordingly, according to the invention, to obtain a varnish, 20.0 g of 4-acetyloxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate was dissolved in 200.0 g of ethyl methyl ketone. This clear organic solution was slowly added dropwise at room temperature and with stirring into a suspension of 590.0 g Iriotec 7320 (Merck KGaA, Darmstadt) and 108.7 g Poval™ 25-98 R (Kuraray Europe GmbH, Hattersheim am Maine) in 2400.0 g of distilled water and stirred for an additional 30 minutes at room temperature, for example using a dissolution device with a toothed dispersing disk, in order to crush possible agglomerates by means of a shear load near the disk.
Затем эту суспензию лака с бирюзовым блеском нанесли на меланжевую ткань из стекловолокна/полиэстера шириной 200 мм с удельным весом единицы поверхности 44,7 г/м2 (фирмы Krempel GmbH, Файинген-ан-дер-Энц) способом окунания в установке для импрегнирования ленты Basecoater (фирмы COATEMA Coating Machinery GmbH, Дормаген), и высушивали при температуре поверхности ленты около 120°С в печи с продуваемым горячим воздухом при вертикальном перемещении ленты со скоростью 0,8 м/мин на длину 1,5 м. В результате получили ленту с общим нанесенным сухим слоем с удельным весом 27,48 г/м2, с 0,77 г/м2 гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в качестве материала ускорителя, 22,56 г/м2 Iriotec 7320 в качестве частично проводящего материала для регулирования поля, а также 4,16 г/м2 Poval™ 25-98 R в качестве связующего материала. То есть, в сумме лента имела удельный вес единицы поверхности около 72 г/м2.This turquoise gloss varnish suspension was then applied to a 200 mm wide glass fiber/polyester melange fabric with a surface unit weight of 44.7 g/m 2 (Krempel GmbH, Fayingen an der Enz) by dipping in a tape impregnation system Basecoater (from COATEMA Coating Machinery GmbH, Dormagen), and dried at a surface temperature of the tape of about 120 ° C in an oven with hot air blown while moving the tape vertically at a speed of 0.8 m/min over a length of 1.5 m. The result was a tape with a total applied dry layer of specific gravity of 27.48 g/ m2 , with 0.77 g/ m2 4-acetyloxyphenyldimethylsulfonium hexafluoroantimonate as accelerator material, 22.56 g/ m2 Iriotec 7320 as partially conductive field control material , as well as 4.16 g/m 2 Poval™ 25-98 R as a binder material. That is, in total the tape had a specific gravity per unit surface of about 72 g/ m2 .
Превосходная на ощупь, очень хорошо наматываемая, неклейкая, с бирюзовым цветом, прочная и оригинальная противокоронная защитная лента имела при 20-23°С квадратное сопротивление R□=6,5 кОм, по измерению с помощью высокоомного электрода с пружинным язычком 10 см2 3501FE согласно стандарту DIN 53482, соответственно, DIN EN 62631-3-2 (фирмы H.-P. Fischer Elektronik GmbH & Co., Миттенвальде).Excellent to the touch, very well wound, non-adhesive, with a turquoise color, durable and original anti-corona protective tape had at 20-23 ° C a square resistance R □ = 6.5 kOhm, as measured using a high-resistance electrode with a spring tongue of 10 cm 2 3501FE according to DIN 53482 or DIN EN 62631-3-2 (H.-P. Fischer Elektronik GmbH & Co., Mittenwalde).
Для исследования критически важных характеристик набухания новой противокоронной защитной ленты во время VPI-импрегнирования и во время горячего отверждения в соответствующей изобретению, не содержащей ангидрид фталевой кислоты эпоксидной смоле на основе смесей из циклоалифатической эпоксидной смолы и эпоксидной смолы на основе глицидилового простого эфира, приготовили две полоски противокоронной защитной ленты с размерами 12 см×2,5 см, и концы с обеих сторон на ширину одного сантиметра снабдили стандартным серебряным проводящим лаком так, что получили две электрически контактируемых полоски противокоронной защитной ленты с размером 10 см×2,5 см. Эти полоски привели в контакт над контактами серебряным проводящим лаком с использованием теплостойких пружинных зажимов типа «крокодил», и подключили к многоканальному прибору для высокоточного измерения Almemo® 2890-9 (фирмы Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH, Хольцкирхен) для непрерывной регистрации сопротивления.Two strips were prepared to investigate the critical swelling characteristics of the new anti-corrosion protective tape during VPI impregnation and during heat curing in the inventive phthalic anhydride-free epoxy resin based on mixtures of cycloaliphatic epoxy resin and glycidyl ether epoxy resin. anti-corona protective tape with dimensions of 12 cm×2.5 cm, and the ends on both sides of a width of one centimeter were equipped with standard silver conductive varnish so that two electrically contactable strips of anti-corona protective tape with dimensions of 10 cm×2.5 cm were obtained. These strips brought into contact over the contacts with silver conductive varnish using heat-resistant spring alligator clips, and connected to an Almemo® 2890-9 multi-channel precision measuring instrument (Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH, Holzkirchen) for continuous recording of resistance.
Затем полоски противокоронной защитной ленты, в каждом случае посредством груза, привели в соосное натяжение, перенесли в печь с циркуляцией воздуха, и полностью погрузили на время в течение четырех часов в нагретую до 70°C не содержащую ангидрид фталевой кислоты смесь эпоксидных смол, состоящую из 80 вес.% циклоалифатической эпоксидной смолы типа 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата (Celloxide™ C2021P, фирмы Daicel Corporation, Токио; CAS-№ 2386-87-0), а также 20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира (Epikote™ Resin 162, фирмы Hexion GmbH, Изерлон; CAS-№ 1675-54-3).The strips of corona protection tape were then brought into coaxial tension, in each case by means of a weight, transferred to an air-circulating oven, and completely immersed for four hours in a phthalic anhydride-free epoxy resin mixture heated to 70°C 80 wt.% cycloaliphatic epoxy resin type 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane-carboxylate (Celloxide™ C2021P, Daicel Corporation, Tokyo; CAS-No. 2386-87-0), and 20 wt.% distilled bisphenol-A-diglycidyl ether (Epikote™ Resin 162, Hexion GmbH, Iserlohn; CAS-No. 1675-54-3).
После этого установленного периода времени четырехчасовой фазы VPI-импрегнирования при 70°С электрически контактированные полоски противокоронной защитной ленты извлекли из смолы, подвергли горячему термическому отверждению в течение десяти часов при 145°С в печи, и в заключение охладили до комнатной температуры. На протяжении этого времени непрерывно регистрировали электрическое сопротивление. При перерасчете измеренного на протяжении времени сопротивления в квадратное сопротивление (10 см×2,5 см) неожиданно было установлено, что сохранялась идеальная характеристика сопротивления новой противокоронной защитной ленты в диапазоне 1-10 кОм во всем температурном диапазоне 20-145-20°С, и тем самым она наилучшим образом пригодна для регулирования электрических полей в VPI-импрегнированных безангидридной эпоксидной смолой обмотках в электрических машинах и генераторах.After this set period of time, a four hour VPI impregnation phase at 70° C., the electrically contacted strips of corona protection tape were removed from the resin, heat cured for ten hours at 145° C. in an oven, and finally cooled to room temperature. During this time, electrical resistance was continuously recorded. When recalculating the resistance measured over time into square resistance (10 cm × 2.5 cm), it was unexpectedly found that the ideal resistance characteristic of the new anti-corona protective tape was maintained in the range of 1-10 kOhm throughout the entire temperature range of 20-145-20 ° C, and is thus particularly suitable for regulating electric fields in VPI-impregnated anhydride-free epoxy windings in electrical machines and generators.
Для проверки вымывания ускорителя из новой противокоронной защитной ленты, кроме того, выполнили так называемое исследование инфицирования смолы, соответственно, испытание доступности ускорителя. Для этого получили две полоски противокоронной защитной ленты с размерами 2,5 см×4,8 см (12 см2), и в каждом случае поместили в 30 г вышеуказанной не содержащей ангидриды (алкил)фталевых кислот эпоксидной смолы (80 вес.% 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата/20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира) в течение 4 часов при 70°С. После этого пропитанные полоски противокоронной защитной ленты извлекли из жидкости, и оставшуюся после этого смесь эпоксидных смол выдерживали в течение дополнительных 20 часов при 100°С. После охлаждения до 70°С в каждом случае определяли динамическую вязкость (ηОбразец 1, 20 час/100°C, ηОбразец 2, 20 час/100°C). Вычитанием значения поправки на не содержащую противокоронную защитную ленту смолу (ηBW, 20 час/100°C) получили следующие значения, соответственно, характеристики:In order to check the leaching of the accelerator from the new anti-corona protective tape, a so-called resin contamination test was also carried out, respectively an accelerator accessibility test. To do this, two strips of anticorona protective tape with dimensions of 2.5 cm × 4.8 cm (12 cm 2 ) were obtained, and in each case they were placed in 30 g of the above-mentioned (alkyl)phthalic acid anhydride-free epoxy resin (80 wt.% 3 ,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane-carboxylate/20 wt.% distilled bisphenol-A-diglycidyl ether) for 4 hours at 70°C. The impregnated corona tape strips were then removed from the liquid and the remaining epoxy resin mixture was kept for an additional 20 hours at 100°C. After cooling to 70°C, the dynamic viscosity was determined in each case (η Sample 1, 20 hours/100°C, η Sample 2, 20 hours/100°C ). By subtracting the correction value for the resin that does not contain anti-corona protective tape (η BW, 20 hours/100°C ), the following values and characteristics were obtained:
ηBW, 20 час/100°C=24,87 мПа·сек;η BW, 20 hours/100°C =24.87 mPa sec;
η Образец 1, 20 час/100°C=43,78 мПа·сек;η Sample 1, 20 hours/100°C =43.78 mPa sec;
η Образец 2, 20 час/100°C=56,93 мПа·сек;η Sample 2, 20 hours/100°C =56.93 mPa·sec;
Внешний видОбразец 1, 2, 20 час/100°C=полоски ленты противокоронной защитной ленты жесткие, без липкости;Appearance Sample 1, 2, 20 hours/100°C = strips of anti-corona protective tape are rigid, without stickiness;
Доступность ускорителяОбразец 1, 20 час/100°C=43,78 мПа⋅сек-24,87 мПа⋅сек=18,91 мПа⋅сек;Accelerator availability Sample 1, 20 hours/100°C =43.78 mPa⋅sec-24.87 mPa⋅sec=18.91 mPa⋅sec;
Доступность ускорителяОбразец 2, 20 час/100°C=56,93 мПа⋅сек-24,87 мПа⋅сек=32,06 мПа⋅сек.Accelerator availability Sample 2, 20 hours/100°C =56.93 mPa⋅sec-24.87 mPa⋅sec=32.06 mPa⋅sec.
Кроме того, исследовали реактивность новой противокоронной защитной ленты после выдерживания в течение четырех недель при комнатной температуре. Для этого из противокоронной защитной ленты отобрали образцы на штампуемость, смочили безангидридной эпоксидной смолой (80 вес.% 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата/20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира) в тигле для дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC, ДСК), и провели определение дифференциальной сканирующей калориметрией (фирмы Netzsch-Gerätebau GmbH, Зельб; DSC Phoenix F1) при скорости 10 K/мин энтальпии реакции (сравни фиг. 5). Стабильность новой противокоронной защитной ленты удалось показать именно по постоянной энтальпии реакции (около 300-400 Джоулей на грамм смеси эпоксидных смол).In addition, the reactivity of the new anti-corona protective tape was examined after storage for four weeks at room temperature. To do this, samples were taken from the anti-corona protective tape for stampability, wetted with anhydride-free epoxy resin (80 wt.% 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexane-carboxylate/20 wt.% distilled bisphenol-A-diglycidyl ether) in crucible for differential scanning calorimetry (DSC, DSC), and carried out the determination of the reaction enthalpy by differential scanning calorimetry (Company Netzsch-Gerätebau GmbH, Selb; DSC Phoenix F1) at a speed of 10 K/min (compare Fig. 5). The stability of the new anti-corona protective tape was demonstrated precisely by the constant enthalpy of the reaction (about 300-400 Joules per gram of epoxy resin mixture).
Исходя из нового поколения изоляционных систем, которые могут быть получены импрегнированием безангидридными пропиточными составами, настоящим изобретением впервые раскрыта противокоронная защитная лента, в которой может быть размещен подходящий, инициирующий быструю гомополимеризацию ускоритель отверждения ленты. Ускоритель отверждения ленты находится в форме соли сверхкислоты, и в противокоронной защитной ленте, которая в качестве полимерной матрицы, по меньшей мере частично, содержит поливиниловый спирт, остается стабильным при хранении в течение до 6 месяцев при температуре от +6°С до 23°С.Based on the new generation of insulation systems that can be obtained by impregnation with anhydride-free impregnating compositions, the present invention is the first to disclose an anti-corrosion protective tape in which a suitable, rapid homopolymerization initiating tape accelerator can be placed. The tape's curing accelerator is in the form of a superacid salt, and in the anti-corrosion protective tape, which at least partially contains polyvinyl alcohol as a polymer matrix, remains stable when stored for up to 6 months at temperatures from +6°C to 23°C .
Claims (18)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20205914.3 | 2020-11-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820526C1 true RU2820526C1 (en) | 2024-06-05 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002212355A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | Olefinic resin composition and coated electric wire |
| CN103554436B (en) * | 2013-10-18 | 2016-01-20 | 苏州巨峰电气绝缘***股份有限公司 | A kind of molecular distillation epoxy VPI solvent impregnated resin without acid anhydrides and preparation method thereof |
| CN107429139A (en) * | 2015-03-24 | 2017-12-01 | 西门子公司 | Binder tape and insulation system for the insulating tape in insulation system |
| EP3389058A1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-10-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Corona shielding band for electric high voltage machine |
| RU2704804C2 (en) * | 2015-07-17 | 2019-10-31 | Сименс Акциенгезелльшафт | Solid insulating material, use of solid insulating material and electric machine |
| RU2721163C2 (en) * | 2016-03-15 | 2020-05-18 | Хантсман Эдванст Матириалз Лайсенсинг (Свитзеленд) Гмбх | Electrical insulation system based on epoxy resins for generators and engines |
| RU2721846C2 (en) * | 2015-03-18 | 2020-05-25 | Сименс Акциенгезелльшафт | Insulation system, its applications, as well as electric machine |
| EP3716290A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Formulation for an insulation system, insulation system thereof, and electric machine with insulation system |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002212355A (en) * | 2001-01-19 | 2002-07-31 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | Olefinic resin composition and coated electric wire |
| CN103554436B (en) * | 2013-10-18 | 2016-01-20 | 苏州巨峰电气绝缘***股份有限公司 | A kind of molecular distillation epoxy VPI solvent impregnated resin without acid anhydrides and preparation method thereof |
| RU2721846C2 (en) * | 2015-03-18 | 2020-05-25 | Сименс Акциенгезелльшафт | Insulation system, its applications, as well as electric machine |
| CN107429139A (en) * | 2015-03-24 | 2017-12-01 | 西门子公司 | Binder tape and insulation system for the insulating tape in insulation system |
| RU2704804C2 (en) * | 2015-07-17 | 2019-10-31 | Сименс Акциенгезелльшафт | Solid insulating material, use of solid insulating material and electric machine |
| RU2721163C2 (en) * | 2016-03-15 | 2020-05-18 | Хантсман Эдванст Матириалз Лайсенсинг (Свитзеленд) Гмбх | Electrical insulation system based on epoxy resins for generators and engines |
| EP3389058A1 (en) * | 2017-04-10 | 2018-10-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Corona shielding band for electric high voltage machine |
| EP3716290A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-09-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Formulation for an insulation system, insulation system thereof, and electric machine with insulation system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108028092B (en) | Solid, in particular tape-shaped, insulating material, impregnating agent formulation for the production of an insulating system in a vacuum impregnation process, and machine having such an insulating system | |
| JP6030126B2 (en) | Insulation compound | |
| JP3201262B2 (en) | Thermosetting resin composition, electric insulated wire loop, rotating electric machine, and method of manufacturing the same | |
| US6645886B1 (en) | Glow protection band | |
| US3845438A (en) | Tape insulated conductor | |
| JPH0226658B2 (en) | ||
| RU2756232C1 (en) | Composition for manufacture of insulation system, electric machine and method for manufacturing an insulation system | |
| US20230318384A1 (en) | Powder Coating Formulation for an Insulation System of an Electric Machine | |
| US20220029491A1 (en) | Electrical Operating Means Having an Insulation System, and Method for Producing the Insulation System | |
| RU2820526C1 (en) | Corona protective tape for rotating electrical machine of high voltage, its application and electrical machine | |
| CN110692111B (en) | Corona guard band for high voltage motor | |
| JP2017514293A (en) | Conductive corona shield paper, especially for outer corona shield | |
| JP3557938B2 (en) | Thermosetting resin composition and insulating coil using the same | |
| US20240006948A1 (en) | Corona Shielding Strip for a High-Voltage Rotating Electrical Machine | |
| RU2656340C2 (en) | Copolymerisation catalyst, electrical insulation tape, electrical insulation sheath and sealant | |
| CN109074899B (en) | Epoxy-based electrical insulation system for generators and motors | |
| JPH0331738B2 (en) | ||
| US20220251412A1 (en) | Impregnating Formulation, Insulation Material, Method for Producing an Insulation Material, and Electrical Machine with an Insulation Material | |
| JP2015514384A (en) | Electrical insulator for high voltage rotating machine and method for manufacturing electrical insulator | |
| CN113227236B (en) | Electrical insulation material and method of manufacture | |
| CN116918226A (en) | Slot insulation system for a rotating electrical machine and method for manufacturing a slot insulation system | |
| RU2810881C1 (en) | Tape curing accelerator and its application, solid insulation material and anhydride-free insulation system | |
| EP1873206A1 (en) | Nano-composite dielectrics | |
| CN114599720A (en) | Tape accelerator, use thereof, solid insulation material and anhydride-free insulation system | |
| JPH1180324A (en) | Impregnable thermosetting resin composition and electric rotating machine insulated coil |