DE1540133A1 - Verwendung eines aus zwei Baendern zusammengesetzten Isoliermaterials fuer die Herstellung einer Wicklungsisolation,insbesondere von Hochspannungsspulen - Google Patents

Description

• N. e u e B e s c h r e i b u. n g "Verwendung eines aus zwei Bändern zusammengesetzten Isoliermuterials für die Herstellung einer Ygicklungsisolation, insbesondere von Hochspannungsspulen. " Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Isolierbänder, insbesondere glimmerhaltige Isolierbänder, die mit reaktiven Komponenten eines härtbaren Harzes imprägniert sind und welche zur Herstellung einer aicklungsisolution, insbesondere von Hochspannungsspulen, dienen.
• Es ist bereits bekannt, härtbare Bindeharze, insbesondere solche-auf Basis von Polyepoxydverbindungen, mit geeigneten Härtern für Isolierbänder für die Isolation von .Leiterstäben zu verwenden: Derartige Isolierbänder enthalten meistens das Bindeharz in einer klebfreien, trockenen Form, das. bei Temperaturerhöhung wieder erweicht bzw. kurzzeitig in den flüssigen Zustand überführt werden kann. Die für die Härtung bzw. Vernetzung der Harzkomponente erforderliche Härterkomponente liegt in solchen Bindemitteln in homogener Verteilung entweder als 11.IischunGskomponente vor oder ist bis zu einer noch härtbaren Reaktionsstufe mit der Harzkomponente bereits umgesetzt. Solche Isolierbänder werden als sogenannte Prepregs bezeichnet. Ein Nachteil bei der Herstellung solcher Bänder beruht darin, dah bei der Einstellung des gewünschten Trocknungsgrades der Bindemittelmischung üblicherweise mitverwendete Lösungsmittel nur .schwer wieder vollständig entfernbar . sind und weiterhin die Gefahr. besteht, daiz' die Reaktion zwisehen Harz- und Härterkomponente so weit voranschreitet, daß dadurch eine verminderte Lagerfähigkeit verursacht wird oder bei der späteren äärmeeiniairkung bei der Vei2weridunb, der Isolierbänder keine genügende Imprägnierviskosität erhalten wird. Es wurden daher auch Isolierbänder entwickelt, deren. BindemitteLuischung aus Harz- und Härterkomponente-in einer zähflüssigen Konsistenz vorliegt. Mit ihnen soll eine bessere Durchimprägnierung der dickluntisisolation bei der Verarbeitung erreicht werden. Isolierbänder mit derartigen Bindemittelmischungen bereiten noch gröizere Schwierigkeiten hinsichtlich der Lagerfähigkeit. Um eine vorzeitige Härtungsreaktion zu vermeiden, müssen diese Bänder in unterkühltem Zustand gelagert werden. Zur Ärzielung wirtschaftlich kurzer Verarbeitungszeiten werden reaktive Mischungen gefordert, die kurzzeitig bei erhöhter Temperatur härten. Dies kann bei. der technisch wertvollen ibihydridhärtune bei Epoxydharzen - _ jedoch nur durch Mitverwendung von Beschleunigerkomponenten :-: erreicht werden. Diese begrenzen aber die--Lagerfähigkeit der-Isolierbänder erheblich bzw. machen die Anwendung tiefer Lagerungstemperaturen erforderlich. .. Um eine vorzeitige Härtungsreaktion zwischen Harz- und Härterkomponer.te zu vermeiden, war es schon bekannt, z,Bm bei der Herstellung einer Wicklungsisolat,on die- Harzkomponente und die Härterkomponente in getrennten Isolierbändern zu_ lagern und erst bei der Verarbeitung miteinander zu mischen: Eine Sühwierigkeit bei derartigen Verfahren tritt insofern-auf, daß besondere Maßnahmen vorgesehen werden müssen, um die erforderlichen Anteile von Herz- und Härterkomponenten f är die Vermischung zu dosieren. Ferner war es bekannt, bei der getrennten Lagerung den Beschleuniger der Harzkomponente beizufügen: Dabei tritt aber die Gefahr auf, daß eine Reaktion, insbesondere eine ionische Polymerisation auftritt, die die Reaktivität und Imprägnierfähigkeit des Harzes nachteilig beeinflu13t. Eine Möglichkeit bestünde, schwach basische Verbindungen als Beschleuniger dabei zu verwenden; jedoch wird -dann die angestrebte Beschleunigerwirkung in Frage gestellt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dall, die vorgenannten ßchwierigkeiten weitgehend dadurch behoben werden können, daf.. für die Herstellung von..Wicklungsisolationen unter Verwendung von Isolierbändern, welche härtbare Bindemittelmischungen enthalten, zwei Isolierbänder in Kombination verwendet werden, von denen eines mit der Harzkomponente imprägniert wird und das andere mit der für die Härtung erforderliche Menge der Härterkomponente und einer Beschleunigungskomponente versehen wird.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit die Verwendung eines aus zwei Bändern zusammengesetzten Isoliermaterials, von denen das eine mit reaktiver Harzkomponente imprägniert und das andere eine auf die Harzkomponente abgestimmte, zur Vernetzung befähigte Härterkomponente enthält, für die Herstellung einer Wicklungsisolation, insbesondere von Nochspannungsspulen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Härter versehene Band zusätzlich einen Beschleuniger enthält.
• Je nach den zu stellenden Anforderungen können Isolierbänder mit hoch- oder niedrigviskosen bzw. mit flüssigen oder trockenen Anteilen an Harz oder Härter versehen werden. Durch gezielte Viskositätseinstellung der Komponenten, die zweckmäßigerweise über die Temperatur erfolgt, kann die notwendige Harz--bzw: Härtermenge auf dem jeweiligen Band variiert werden. So ist es zum Beispiel möglich, ein-Isolierband mit der Harzkomponente durch Tauchen einer Trägerfolie.z.B. bei 50 o 0 mit einem solchen Harzauftrag zu erhalten, der der auf der zweiten Trägerfolie z.B. durch Tauchen bei Raumtemperatur aufgebrachten Härtermenge äquivalent ist.
• Ein wesentlicher Vorteil der getrennten Herstellung und Lagerung von Harz- und Härterbändern beruht darin, daß im Falle der Anhydridhärtung dem flüssigen Anhydrid solche Beschleunigermengen zugesetzt werden können, die eine kurzfristige Härtung im Temperaturbereich von 1000 C bis 1300 C nach der späteren Vereinigung mit dem Harzband bewirken. Versuche haben gezeigt, daß Beschleuniger auf Basis tertiärer Amine in Gegenwart von flüssigen Dicarbonsäureanhydriden für ein Jahr und länger ihre j,irksamkeit bewahren, wenn die Bänder unter Ausschluß von Luftfeuchtigkeit, d.h. unter Vermeidung der Hydrolyse des Anhydrids zur Säure aufbewahrt werden.
• Als Trägerkörper für die Harz- bzw. Härterkomponente eignen sich vorteilhaft Gewebebänder, jedoch können auch undurchlässige Folien, z.B. auf Basis der bekannten Thermoplasten, für diesen Zweck Anwendung finden. Für die Herstellung von YJicklungsisolationen für Hochspannüngsspuhen werden zweckmäßig an sich bekannte Glmmerbänder verwendet 9 die gegebenenfalls noch mit. einem zusätzlichen Trägerkörper, z . B. mit einem Gewebe oder Vlies auf Glasfaserbasis, verarbeitet werden. Um eine schnelle Härtung des Bindemittels zu gewährleisten, werden die beiden Bänder aufeinander gefügt, so daß durch Diffusion der Komponenten ineinander eine homogene Vermischung und schnelle Härtung erfolgt.
• Für die Herstellung einer dicklungsisolation hat sich für den Aufbau der Bänder-f olgende Zusammensetzung als geeignet erwiesen.
• Eine glasseidenkaschierte Feinglimmerfolie wird in einem nicht modifizierten, flüssigen Bisphenol-EP-Harz mit einem Epoxydäquivalent von ca. 190 bei 50 o C getränkt und anschließend de,r überschüssige Harzanteil durch Abquetschen oder oberflächliches Abstreifen entfernt. Der Harzgehalt eines derartigen Bandes beträgt 45 - 50o Ein gleichartiges Trägermaterial wird bei Raumtemperatur in Methylhexahydrophtalsäureanhydrid getränkt, in dem 0,'1 -- 1 o Dimethylbenzylamin homogen verteilt wurde. Nach Entfernung des überschüssigen Härters betrug der Härtergehalt einer derartigen Trägerfolie 40 + 3 %. Derartig hergestellte Isolierbänder sind für sich unbegrenzt bei Raumtemperatur lagerfähig, werden jedoch zweckmäLig vor Feuchtigkeit geschätzt gelagert. Eine aus dieser Bandkombination hergestellte rdicklunGsisolation lä.ßt sich unter Temperatureinwirkung in 'l - 3 Stunden bei 'I00 - T30° C härten. Dabei begünstiGt ein Aufheizen des Wickelgutes die vollständige Diffusion. Durch eine Nachtemperatur können die elektrischen Jerte der Isolation noch verbessert werden.
• In ähnlicher Verfahrensweise können auch Polyepoxydverbindungen mit Modifizierungsmitteln, wie reaktiven Verdünnern oder Flexibilisierungsmitteln bzw. Polyepoxydverbindungen auf anderer Basis, wie cycloaliphatische ßpoxydverbindungen, Triazinpolyepoxydverbindungen und/oder Gemische derselben zur Anwendung gelangen. Neben flüssigen Harzkomponenten sind auch solche anwendbar, die erst durch Temperaturerhöhung flüssig werden, bei Raumtemperatur aber eine feste Konsistenz aufweisen.
• Als Härterkomponenten für Polyepoxydverbindungen eignen sich insbesondere flüssige Garbonsäureanhydride. .-gis können jedoch auch Mischungen von flüssigen mit festen Garbonsäureanhydriden eingesetzt werden. Jeiterhin sind auch Härtungsmittel auf Basis. aliphatischer und aromatischer Polyamine oder Polyamidoaiiine anwendbar, wobei der Reaktivität ihrer Mischungen nach Vereinigung mit dem die Harzkomponente enthaltenden Band bei der Verarbeitung und Härtung Rechnung getragen werden muß. '11s Beschleuniger bei der linhydridhärtünL sind irisbesonaere solche auf Basis tertiärer _,#iiiine Gcui"nut, uit zu .;eii_er Umsatzung mit dem dridhärter fuhren. Danebon könnan aber auch Addukte von @bninen z. B. mit Phenolen oder Bortrifluorid Anwendung finden.
• Obgleich die Verwendung von Eipoxydharzen als Bindemittel für die Herstellung einer Hochspannungsisolation besondere Vorteile bringt, können auch in bestimmten Fällen andere Bindemittel auf Basis von ungesättigten Polyestern oder von Polyisocyanaten mit den entsprechenden Härter- und Beschleunigerkomponenten fur dieses Isolationsverfahren iiirwendung finden, wobei die Harzkomponente auf ein Band und die Härterkomponente mit dem Beschleuniger auf das andere Band aufgebracht wird.
• Das beschriebene Verfahren ist nicht darauf beschränkt, da--? nur ein die Harzkomponente enthaltendes Bang mit einem die Härterkomponente und den Beschleuniger enthaltendes Band vereinigt wird. Bei stark unterschiedlichen Umsetzungsverhältnissen von Harz und Härter kann z. B. zwischen zwei die Harzkomponente enthaltenden Bändern ein die Härterkomponente und den Beschleuniger enthaltendes Band zu einer Bandkombination vor der Herstellung der Wicklungsisolation eingefügt werden.
• In anderen Fällen ist die Verwendung einer Bandkombination möglich, die zwischen zwei die Härterkomponente mit Beschleuniger enthaltenden Bändern ein die Harzkomponente enth&ltendes Band aufweist.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c 1i e -1. Verwendung eines aus- zwei Bändern zusammengesetzten Isolier- -materials, von denen das eine mit einer reaktiven Harzkomponente imprlgriiert und das andere eine auf die Harzkomponc;nte abGestimmte, zur VernutzunG befähigte Härterkomponente enthält, f@I-r die Herstellung einer ,licklungsisolation, insbesondere von tiochspunnungsspulen, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Härter versehene Band zusätzlich einen Beschleuniger enthält. Verwendung von Isolierbändern nach tins,)ruch 1, dadurch sekennzeichnet, da_: das eine Band eine 1='olyepoxydverbindung enthält und das andere Bund eine üärterkomponente auf Basis von Polycarbonsäureanhydriden unter Zusatz eines Härtungsbe schle-unigers. Verwendung von Isolierbändern nach Anst@ruch -1 und G, dadurch gekennzeichnet, da!die Polyepoxydverbinduiigen in dem einen Band auf Basis von flüssigen Umsetzungsprodukten aus Bisphenol A und Epichlorhydrin bestehen :und das andere Band als Vernetzungskomponente ein flüssiges Dicarbonsäureanüydrid, insbesondere Methylhexahydroiahtalsäureänhydrid, unter Zusatz eines Aminbeschleunigers, aufweist. 4. Verwendung von Isolierbändern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Band eine Glimmerschicht enthält. 5. Verwendung von Isolierbändern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder mit einem Trägerkörper, insbesondere mit Glasfasermaterial, verstärkt sind.