CH364833A - Isolationshülse an einer Hochspannungswicklung elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

  Isolationshülse an einer     Hochspannungswicklung    elektrischer     Maschinen       Bei Isolationshülsen aus Schellack- und     Asphalt-          mikafolium    werden die bei Wärmebeanspruchung  infolge der unterschiedlichen linearen     Wärmeausdeh-          nungskoeffizienten    von     Mikanit    und Kupfer     (Mikanit     = 6-7 X     10-s    in     Richtung    der Isolationslänge;  Kupfer = 17 X     10-s)    auftretenden     mechanischen     Spannungen durch plastische Verformung der Binde  mittel ausgeglichen.

   Nachteilig bei beiden Materialien  ist die geringe Formbeständigkeit in der Wärme und  das Wandern     (creeping)    der     Glimmersplittings.     



  Bei Hülsen aus     aushärtbarem        Kunstharz-Glim-          mersplittings-Mikafolium    sind derartige Nachteile in  der Wärme nicht vorhanden. Allerdings ist hierbei  das bereits ausgehärtete Bindemittel nicht mehr wie  bei den oben genannten Materialien plastisch ver  formbar. Um die durch die grössere Ausdehnung  des Kupfers auftretenden Spannungen aufnehmen zu  können, verwendet man Zwischenschichten aus hoch  elastischem Harz, eventuell unter Verwendung von       Glasseidengeweben    als Distanzierung. Nachteilig hier  bei sind die relativ hohen     dielektrischen    Verluste  dieser Zwischenschichten sowie die     meist    schwierige  Verarbeitung dieser Materialien.

   Ausserdem erfordern  diese weichen Harze meist     eine    ganz andere Aus  härtungstechnik, als sie für das in     Mikafolium    ver  wendete Harz erforderlich ist.  



  Bekanntlich sind     Glimmerblättchen    äusserst leicht  spaltbar. Beim     Entformen    ausgehärteter,     mit        Kunst-          harz-Mikafolium    isolierter Spulen aus den     Pressfor-          men    bzw.     Aushärtungsapparaturen    wird in den Fäl  len, wo nicht mit     einer    zusätzlichen Decklage aus  Papier oder     Pressspan    usw. gearbeitet wird, prak  tisch immer, auch dann, wenn mit einwandfrei tren  nenden Mitteln gearbeitet wird, ein Spalten des  Glimmers in den obersten Lagen beobachtet.

   Hier  durch treten Verschlechterungen der     tgö-Werte    ein.  Da, wo Decklagen aus Papier,     Pressspan    oder ähn-         lichen    Materialien verwendet werden, beobachtet man  in den meisten Fällen mehr oder weniger starke  Blasenbildung bereits nach kurzer Lagerung. Diese  Erscheinungen sind dadurch zu erklären, dass sich  die     Decklagenmaterialien    durch Feuchtigkeitsauf  nahme längen. Da diese Längendehnung hierbei un  terbunden wird, treten Spannungen auf, die in der  Lage sind, den     Glimmer    oben ebenfalls zu spalten.

    Ausserdem ist es unangenehm, über den glimmfesten  Glimmer der Isolationshülse noch mehr oder weniger  dicke organische Schichten zu haben, da diese durch  Glimmentladungen mit der Zeit zersetzt werden.  



  In neuerer Zeit hat man versucht, an Stelle von       Splittings-Mikafolium    ein aus feinschuppiger     Glim-          merpülpe    hergestelltes     Glimmerpapier    für elektrische  Isolationen heranzuziehen. Unter     Glimmerpapier    ist  ein     Glimmerisoliermatenial    zu verstehen, welches nach  den Methoden der     Papierfabrikation    aus einer     Glim-          merpülpe    hergestellt werden kann.

   Unter Verwen  dung geeigneter Bindemittel und     Trägermaterialien,     insbesondere     Natron-Zellulosepapier    oder Glasseide,  lassen sich hieraus ebenfalls     bügelfähige        Folien    her  stellen.

   Elastische Harze als Zwischenschicht sind  bei hieraus aufgebauten Hülsen nicht     erforderlich,    da  die     Glimmerpapier-Follum-Masse    bei der Auswahl  geeigneter Bindeharze in der Lage ist, die in der  Wärme auftretenden mechanischen     Spannungen    ela  stisch     aufzunehmen.    Blasenbildungen und Trennun  gen infolge     Glimmerspaltung    können     ebenfalls    nicht  auftreten, da die hieraus hergestellten Isolationen  sehr homogen sind.

       Nachteilig    hierbei ist jedoch, dass  durch die nicht immer zu     vermeidenden    Harzanrei  cherungen an den Kanten Spannungsrisse entstehen,  die über kurz oder lang, vor allem bei     wechselnden     Temperaturbeanspruchungen bei höheren Spannun  gen zum Durchschlag führen. Ausserdem sind der  artige Hülsen relativ spröde und können durch      Schlag- oder durch Biegebeanspruchung z. B. beim  Transportieren leicht beschädigt werden, was mit  der Zeit ebenfalls zu Durchschlägen führen kann.  Beim Auftreten von Glimmentladungen werden be  kanntlich die organischen Bindemittel mit der Zeit  zerstört.

   Während bei     Glimmersplittings-Mikafolium     in solchen Fällen immer grössere Blättchen mit ge  nügend langen Kriechwegen und ausreichend grossen  elektrischen     Festigkeiten    zurückbleiben, bildet sich  bei     Glimmerpapier-Material    ein praktisch aus losen       Schüppchen    bestehendes lockeres Material, welches  elektrisch und mechanisch keine grossen     Festigkei-          ten    mehr besitzt.

       Während    die Betriebssicherheit in  diesen Fällen beim     Glimmersplittings-Material    im  mer noch gewährleistet ist,     treten    beim     Glimmer-          papier-Material    Durchschläge auf.  



  Mit der vorliegenden Erfindung werden die an  den bisher     verwendeten    Isolationshülsen beobach  teten Mängel beseitigt.  



  Gegenstand der     Erfindung    ist eine Isolationshülse  an einer Wicklung elektrischer Maschinen, die da  durch gekennzeichnet ist, dass die Hülse neben     einer     unter Verwendung eines     Glimmerpapiers    aufgebau  ten Isolationsschicht noch mindestens eine solche  unter Verwendung von     Glimmersplittings    aufweist.  



  Zweckmässig     wird    die     Glimmerpapierisolation    un  ter einer Isolationsschicht aus     Glimmersplittings    an  geordnet, wobei die     Glimmerpapierisolationsschicht          mit        Hilfe        eines    geeigneten Bindemittels, vorzugsweise  auf     Epoxydharzbasis,    direkt auf den Leiter aufge  bracht ist.  



  Je nach den Bedingungen, die an     die    Isolation  zu stellen sind, kann das     Glimmerpapier    und/oder  die     Glimmersplittings    auf einem Trägerkörper an  geordnet bzw. mit diesem verbunden, insbesondere  verklebt sein.  



  Eine Isolation nach der Erfindung für Hochspan  nungsisolationen und für Wicklungen wird beispiels  weise wie folgt hergestellt:  Die unter Verwendung von     Kunstharz-Glasseiden-          hartgeweben    als     Windungs-    und     Lagenisolationen          zusammengelegten    Spulen werden mit einem geeig  neten     lösungsmittelfreien    Kunstharz     eingestrichen    und  dann durch Aushärtung des Harzes unter Wärme und  Druck verfestigt.

   Um eventuell noch vorhandene  kleine Fehlstellen an der     Oberfläche    auszufüllen  und um eine einwandfreie     Verklebung        mit    der auf  zubringenden Isolation zu erzielen, wird auf den  Kernlängen     ein    ebenfalls     aushärtbares    Kunstharz,  welches in der Kälte fest und in der Wärme weich  ist, aufgetragen. Hierauf wird das     Kunstharz-Glim-          merpapier-Folium    eventuell unter Verwendung eines  vorher von     Hand        angebügelten    zusätzlichen Stückes  Trägerpapier durch     Bügeln    aufgebracht.

   Für die  Aufnahme der auftretenden mechanischen Spannun  gen genügt eine     glimmerpapierhaltige    Schicht von  0,5 bis 0,7 mm Dicke. Anschliessend wird unter Ver  wendung grosser Splittings aufgebautes     Kunstharz-          Mikafolium    als Hauptisolation aufgebügelt. Als Deck  lage wird ein kürzeres Stück Kunstharz-Glimmer-         papier-Folium    verwendet, um das bei     Glimmersplit-          tingisolationen    in den obersten     Glimmerlagen    nach       Ausbackprozessen    immer beobachtete Spalten der       Splittings    zu vermeiden.

   Man erreicht mit der Deck  schicht aus einem     Kunstharz-Glimmerpapier-Folium     eine elektrisch und mechanisch hochwertige Um  hüllung. Die zum Verfestigen der Stäbe sowie als  Bindemittel bei den     Mikafolien    verwendeten Harze  müssen genau aufeinander abgestimmt sein. Am gün  stigsten verhalten sich warmhärtende     Epoxydharze.     



       Zweckmässig    verwendet man als Bindemittel für  den     Aussenglimmschutzlack    ein gleiches oder ähn  lich aufgebautes Harz. Hierdurch ist es möglich, den  beispielsweise aus Asbestgeweben und Leitlack her  gestellten     Aussenglimmschutz    vor dem endgültigen  Ausbacken der Gesamtisolation aufzubringen. Durch  das gemeinsame Ausbacken wird der     Aussenglimm-          schutz    absolut glatt und praktisch genau so fest wie  die übrige Isolation.  



  Die so hergestellten Isolationshülsen sind in der  Lage, die mechanischen Spannungen, welche durch  unterschiedliche lineare     Wärmeausdehnungskoeffi-          zienten    von Kupfer und     Mikanit    auftreten, elastisch  aufzunehmen. Durch die  elastische  Zwischen  schicht aus     Glimmerpapier-Kunstharz-Folium    können  keine zusätzlichen Verschlechterungen der     dielektri-          schen    Verluste auftreten, da dieses Material     ,im    Ge  gensatz zu hochelastischen Harzen     dielektrisch    abso  lut hochwertig ist.

   Da die Harze immer gut aufein  ander abgestimmt werden können, sind keine unter  schiedlichen     Aushärtungsbehandlungen    erforderlich.  Ein Spalten des Glimmers in den obersten Lagen  ist nicht mehr zu befürchten, da die     glimmerpapüer-          haltige    Deckschicht sehr homogen ist. Sollten bei die  ser Isolation durch     unglückliche    Umstände, beispiels  weise durch Beschädigung des     Aussenglimmschutzes,     starke Glimmentladungen auftreten, so wird die Be  triebssicherheit der Wicklung durch das Vorhanden  sein des     grossflächigen    Glimmers praktisch nicht be  einträchtigt.  



  Einen Isolationsaufbau für elektrische Leiter ge  mäss der Erfindung zeigt die     Fig.    1, in der als Aus  führungsbeispiel eine     Spulenisolation    für     eine    Hoch  spannungswicklung dargestellt ist: Die einzelnen Lei  terelemente 1 sind gegeneinander mit imprägniertem       Glasfasermaterial,    insbesondere Glasseide,     isoliert    (2)  und zu einem Leiterbündel mit insbesondere gefüll  tem, vorzugsweise mit Quarzmehl gefülltem     Epoxyd-          harz    verfestigt (5).

   Als     Lagenisolation    zwischen den  beiden Leiterpaketen 3, 4 ist eine     Glashartgewebe-          isolation    auf     Epoxydharzbasis    verwendet worden. Das  Leiterbündel ist von einer Isolationsschicht 6 um  geben, bei dem     Glimmerpapier,    insbesondere auf  einem Trägerkörper aus     Natroncellulosepapier    ver  wendet wurde. Als Bindemittel zwischen Leiterbün  del und der Isolationsschicht 6 aus     Glimmerpapier     dient ein vorzugsweise reines     Epoxydharz.     



  über der Isolationsschicht aus     Glimmerpapier     ist eine     Isolation    unter Verwendung von Glimmer-           splittings    7 aufgebracht, welche von einer Deck  schicht 8 aus     Glimmerpapder        umhüllt    ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Isolationshülse an einer Hochspannungswicklung elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse neben einer unter Verwendung eines Glim- merpapiers aufgebauten Isolationsschicht noch min destens eine Isolationsschicht unter Verwendung von Glimmersplittings aufweist. UNTERANSPRDCHE 1. Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Glimmerpapierisolation un ter einer Isolationsschicht aus Glimmersplittings an geordnet ist. 2.

   Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht mit Glimmersplit- tings zwischen Isolationsschichten aus Glimmerpa- pier angeordnet ist. 3. Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Glimmerpapier und/oder die Glimmersplittings mit einem Trägerkörper ver bunden sind. 4. Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel für den Glim mer aus einem Giessharz besteht. 5.

   Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für die Isolation auch Glasfaser material verwendet ist. 6. Isolationshülse nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als äusserste Isolationsschicht eine Deckschichtisolation aus Glimmerpapäer ange ordnet ist.