CH295499A - Verfahren zur Herstellung von Hochspannungs-Wicklungsisolationen für elektrische Maschinen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Hochspannungs-Wicklungsisolationen     für elektrische Maschinen.         Hochspannungswieklungen    von elektri  schen Maschinen werden heute zur Haupt  sache mit Glimmer isoliert. Der Glimmer wird  dabei unter Verwendung eines Bindemittels       auf    einen Träger geklebt. Die so vorbereitete  Isolation wird um die Leiter gewickelt und  unter Anwendung von Druck und Temperatur  zu einer festen Isolation gefügt. Als Binde  mittel können dabei Schellack, Asphalt oder  Kunstharze (z. B. Polyesterharze) verwendet  werden.

   Der Verwendung von     thermoplasti-          sehen    Bindemitteln haftet der Nachteil an,       dass    sie bereits bei Betriebstemperatur weich  werden und zu fliessen beginnen. Kunstharzen  haftet dieser Mangel nicht an, dagegen     lässt     sich nicht verhindern,     dass    bei langen     Wiek-          lungen    mit ihren relativ grossen Längenände  rungen zwischen dem kalten und dem be  triebswarmen Zustand eine Spaltung der Iso  lation eintreten kann.

   Die bekannten Verfah  ren können auch nur im geraden Teil der       Wieklung,    das heisst für die     Nutenisolation,     angewendet werden und schliessen die Kopf  isolation aus. Diese letztere     muss    durch Ban  dagieren hergestellt werden. Die Trennstelle  zwischen der festen     Nutenisolation    und der  Kopfisolation kann elektrisch zu Schwierig  keiten führen, wenn nicht besondere Massnah  men vorgesehen werden.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah  ren     zur    Herstellung von     Hochspannungs-          Wieklungsisolationen    für elektrische Maschi  nen und besteht darin,     dass    die Hauptisola-         tion    durch Umgiessen des Leiterbündels mit  einem Kunstharz, das durch Wärmebehand  lung ohne Abspaltung flüchtiger Bestandteile  polymerisiert -und eine feste, auch bei höheren  Temperaturen nicht mehr     erweichbare    Isola  tion bildet, hergestellt wird.

   Hierfür eignen  sieh besonders gut     sogenannte        Niederdruck-          harze.    Als     Niederdruckharze    werden Kunst  harze bezeichnet, die durch eine chemische Re  aktion allein durch Anwendung von Wärme,  ohne Anwendung von Druck und ohne<B>Ab-</B>  spaltung flüchtiger Bestandteile zum nicht  mehr     erweichbaren    Endprodukt polymerisie  ren. Zu diesen Gruppen von Kunstharzen ge  hören zum Beispiel Polyester- und     Äthoxylin-          harze.     



  Die beiliegende Zeichnung zeigt im Schnitt  drei Ausführungsbeispiele von gemäss der Er  findung isolierten Wicklungsteilen.  



  Beim Beispiel     Fig.   <B>1</B> bestehen die einzel  nen Teilleiter<B>1</B> aus Profilkupfer, die durch  Zwischenisolationen 2 aus Papier oder Glim  mer voneinander isoliert sind. Die Teilleiter<B>1</B>       -and    die Zwischenisolationen 2 sind mit einem  Kunstharz zusammengeklebt und ausgehärtet.  Es entsteht auf diese Weise eine     Wicklung,     welche für die weitere Bearbeitung eine ge  nügende Formstabilität aufweist. Um die ge  klebten Teilleiter<B>1</B> ist die Hauptisolation<B>3</B>  aus einem Kunstharz gegossen.  



  Da die bisher bekannten Kunstharze einen  mehr als dreimal grösseren     Wärmeausdeh-          nungskoeffizienten    aufweisen als die zu um-      giessenden Kupferleiter<B>1,</B>     mÜssen    Massnah  men getroffen werden, damit die im Betrieb  auftretenden Wärmespannungen von der  Hauptisolation<B>3</B> ohne Beschädigung aufge  nommen werden können. Eine Möglichkeit be  steht darin, die Leiter vor dem     Umgiessen    mit  einer Umhüllung von Geweben oder Faser  material zu versehen, wie das in der     Fig.   <B>1</B>  mit 4 angedeutet ist. Geeignet sind Rohglim  mer, Papier oder Gewebe aus Glasfasern     bzw.     Asbest.

   Die Umhüllung kann in breiten Bah  nen um die Leiter gelegt werden oder durch  Umbändeln erfolgen, Der Auftrag der Um  hüllung entspricht dabei der benötigten Iso  lationsdicke.  



  Eine andere Möglichkeit besteht darin,       dass    dem flüssigen Harz vor dem Giessen Zu  sätze beigegeben werden, die bezwecken, den       Ausdehnungskoeffizienten    des<B>-</B> Harzes     dem_          jenigen    des Leiterkupfers anzupassen. Als Zu  sätze können anorganische Stoffe, wie zum  Beispiel Quarzmehl,     gemalilener    Rohglimmer  verwendet werden.  



  Beide Möglichkeiten können     auel-i    gleich  zeitig angewendet werden.  



  Eine weitere Möglichkeit besteht darin,       dass    ein bei Raumtemperatur flüssiges Harz  mit anorganischen Stoffen (z. B. gemahlener  Rohglimmer) so stark gefüllt wird,     dass    eine  Mischung von     pastenförmiger    Konsistenz ent  steht, die auf das Leiterbündel aufgetragen  wird.  



  Die mit der Umhüllung versehenen Kup  ferleiter werden in eine den Dimensionen und  der Form der Wicklung entsprechenden Giess  form eingelegt und das Harz unter Vakuum  eingegossen. Die     Giesslorm    kann dabei nur  den geraden, in der     Nitte    liegenden Teil der  Wicklung oder die ganze Länge der Wick  lung umschliessen. Im ersten Fall ist es mög  lich,     dass    die Form die Wicklung nur auf drei  Seiten umgibt -Lind die vierte Seite für das  Eingiessen des Harzes offen bleibt. Diese Seite  wird erst nach dem Giessen geschlossen,     um-          der    Isolation während des     Härtungsvorgan-          ges    die endgültige Form zu geben.

   Die Wick  lung und die Giessform, müssen für den Giess-         vorgang    in einen besonderen vakuumfesten  Behälter untergebracht sein.  



  Es ist aber     auel-i    möglich, die     Wicklung"     allseitig mit einer vakuumfesten     Giesslorm    zu  umgeben und das Harz von einer Stirnseite  aus unter Vakuum, einzusaugen. Man erspart       auf    diese Weise einen besonderen Vakuum  kessel. Die Giessform kann dabei aus Metall,  (z. B. Stahl) oder aus einem federnd nach  giebigen Material (z. B. Gummi) bestehen.

   Es  ist auch denkbar, auf die Umhüllung der  Wicklung     pastenförmige    Komponenten von  Stoffen aufzutragen     (z.B.        Polyvinylalkohol,     oder     Polyvinilchlorid),    die entweder durch  Verdunsten des Lösungsmittels oder durch       Polymerisation    in eine feste Deckschicht über  gehen. Letztere dient als vakuumdichte Form  für das Einsaugen des Kunstharzes. Bei Ver  wendung einer     pastenförmigen    Mischung  kann die weitere Bearbeitung ohne Vakuum  erfolgen. Die Paste wird um die Leiter auf  getragen.

   Derjenige Teil der     Wieklung,    der  in die Nute zu liegen kommt, wird mit einer  Metallform umgeben, die gestattet, die auf  getragene Paste in die gewünschten Dimen  sionen zu pressen, derart,     dass    keine Lücken  und Hohlräume entstehen können. Bei den  über das     Statoreisen    vorstehenden Teilen der  Wicklung wird die Paste mit einer Bandage  (z. B. aus Glasgewebe) eingebunden, damit  der Auftrag beim nachfolgenden     Härtungs-          prozess,    der zum Beispiel bei     10011   <B>C</B> ausge  führt wird, nicht     weg-fliessen    kann.

   Durch die       'v#Tärmebehandlung    wird der Auftrag zu einer  festen, nicht mehr     erweichbaren    Isolation ge  formt.  



       Zur    Erreichung eines homogenen elektri  schen Feldes und zur Steuerung des Rand  feldes ist es unter Umständen zweckmässig,  einen Metallbelag     miteinzugiessen    oder einzu  legen, wie das aus der     Fig.    2     hervorgelit.     <B>1</B> sind wiederum die einzelnen Teilleiter mit  Zwischenisolationen 2 und der Hauptisolation  <B>3</B> aus Giessharz. Die Umhüllung 4     (Fig.   <B>1)</B>  aus Gewebe ist in dieser Figur weggelassen.  <B>5</B> ist der Metallbelag, der mit einer Deck  schicht<B>6</B> aus Isoliermaterial versehen ist. Der  Metallbelag<B>5</B> kann entweder aus einer auf-      gewickelten Metallfolie bestehen oder er kann  mittels einer Metallspritzpistole aufgetragen  werden.

   Der Belag     lässt    sieh aber auch durch  Auftragen eines halbleitenden Materials her  stellen. Durch die Deckschicht<B>6</B> soll verhin  dert werden,     dass    der Metallbelag<B>5</B> die ein  zelnen Bleche des     Statoreisens    kurzschliesst.  Die     Deekschieht   <B>6</B> kann aus aufgewickeltem.  Gewebe wie die Umhüllung bestehen und mit  dem ebenfalls aufgewickelten Metallbelag<B>5</B>  als Bestandteil der Hauptisolation eingegos  sen sein. Sie kann aber auch nach dem Gie  ssen der Hauptisolation durch Umbändeln  oder Spritzen aufgetragen werden. Eine  Trennstelle<B>9</B> im Belag<B>5</B> verhindert das Auf  treten von     Kurzsehlusswindungen.     



  Da im allgemeinen die Isolationsdicke     sol-          eher        Wieklungen    sehr klein ist,     muss    die     Nu-          tenisolation    eine bestimmte Länge über das       Statoreisen    hinaus aufweisen, damit keine  Gleitentladungen und     übersehläge    auftreten  können. Zufolge der beschränkten Platzver  hältnisse ist es aber nicht immer möglich, die  erforderliche Länge einzuhalten, so     dass    be  sondere Massnahmen getroffen werden müs  sen, um das Auftreten von Gleitentladungen  zu verhindern.

   Es ist zum Beispiel bekannt,  die über das     Statoreisen    vorstehenden Enden  der     Wieklungsisolation    mit einem Halbleiter  anstrich zu versehen.  



  Das Umgiessen der Wicklung mit einem  Kunstharz hat auch den Vorteil,     dass    eine Me  talleinlage     miteingegossen    werden kann, die  über das     Statoreisen    hinausragt. Zwecks Ver  besserung des elektrischen Feldes ist der  aussenliegende Rand der Metalleinlagen zu  einer     wulstfÖrmigen    Elektrode ausgebildet,  wie das aus dem Beispiel     Fig.   <B>3</B> hervorgeht.  Mit<B>1.</B> sind die Teilleiter mit ihren Zwischen  isolationen 2 und der     Nutenisolation   <B>3</B> be  zeichnet.<B>5</B> ist der Metallbelag, dessen über  das     Statoreisen   <B>7</B> vorstehender Rand in die       wulstförmige    Elektrode<B>8</B> übergeht.

   Der Me  tallbelag<B>5</B> erstreckt sich entweder durch das       Statoreisen    hindurch oder er kann, wie das    in     Fig.   <B>3</B> angedeutet ist, nur wenig in das     Sta-          toreisen    hineinragen. Der Metallbelag<B>5</B> ist  mit dem     Statoreisen   <B>7</B> durch eine nicht ge  zeichnete Verbindung metallisch verbunden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Hochspan- nungs-Wicklungsisolationen für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptisolation durch Umgiessen des Leiter bündels mit einem Kunstharz, das durch Wärmebehandlung ohne Abspaltung flüch tiger Bestandteile polymerisiert und eine feste, auch bei höheren Temperaturen nicht mehr erweichbare Isolation bildet, hergestellt wird.

   <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für die Hauptisola tion eine Mischung eines bei Raumtemperatur flüssigen Kunstharzes mit anorganischen Stoff en verwendet wird, die in pastenförmi- ger KonsisteDz um die Leiter aufgetragen wird und durch Wärmebehandlung zu einer festen, auch bei höheren Temperaturen nicht mehr erweichbaren Isolation geformt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Leiterbündel vorerst mit einem Glasgewebe umhüllt wird.

   <B>3.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeiehnet, dass das Leiterbündel vorerst mit Glimmerfolien umhüllt wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch. und Unteranspruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunstharz gemahlener Rohglimmer zugesetzt wird. <B>. 5.</B> Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch<B>1,</B> dadureh gekennzeichnet, dass dem Kunstharz Glasfasern zugesetzt wer den. <B>6.</B> Verfahren nach Patentanspruch, durch gekennzeichnet, dass die Teilleiter samt ihren Zwisehenisolationen vorerst mit einem Kunstharz verklebt werden.