EP0931323B1 - Mehrfachparallelleiter für wicklungen elektrischer maschinen und geräte - Google Patents

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EP0931323B1
EP0931323B1 EP97942693A EP97942693A EP0931323B1 EP 0931323 B1 EP0931323 B1 EP 0931323B1 EP 97942693 A EP97942693 A EP 97942693A EP 97942693 A EP97942693 A EP 97942693A EP 0931323 B1 EP0931323 B1 EP 0931323B1
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EP
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adhesive
conductor
conductors
multiple parallel
hardening
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Paul Perger
Karl SCHRAMBÖCK
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ASTA Elektrodraht GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/323—Insulation between winding turns, between winding layers

Definitions

  • the invention relates to a multiple parallel conductor, i.e. a multiple conductor with parallel individual conductors, for electrical windings Machines and devices, in particular twin ladders and triple ladders, consisting of at least two individual conductors with an essentially rectangular conductor cross section, wherein each individual conductor is enamel-insulated, at least one of the longitudinal contact surfaces the flat sides of the individual conductors with a crosslinkable adhesive (2) is coated, and the conductor bundle preferably with paper insulation (3) or is surrounded by a tether.
  • a multiple parallel conductor i.e. a multiple conductor with parallel individual conductors, for electrical windings Machines and devices, in particular twin ladders and triple ladders, consisting of at least two individual conductors with an essentially rectangular conductor cross section, wherein each individual conductor is enamel-insulated, at least one of the longitudinal contact surfaces the flat sides of the individual conductors with a crosslinkable adhesive (2) is coated, and the conductor bundle preferably with paper insulation (3) or is surrounded by a t
  • a multiple parallel conductor of the type mentioned above is, for example, in EP 030 338 described.
  • paint-insulated conductors are considered described disadvantageously and a variant is proposed at which the non-insulated individual conductors by a spacer at a distance are kept apart.
  • One disadvantage of this solution is that the multiple parallel conductor is mechanically stable due to the spacer element, however occupies an undesirably higher volume. Furthermore, this results in Solution Problems related to the dielectric strength of non-oil impregnable Gas bubbles, especially around the edges.
  • the individual conductors were coated with an epoxy resin after the paint insulation provided, the single conductor completely with a resin in the B state was surrounded. These individual conductors were then twisted, stranded or simply arranged in parallel, wrapped with paper insulation or tether and hardened.
  • the conductors processed for example, into a transformer winding then pre-pressed, hardened and optionally re-pressed.
  • the resin in the B state has escaped from the edges of the conductors, whereby gas inclusions could form.
  • gas inclusions could form.
  • solvent or air bubbles were trapped, it could Operation to mica and subsequently to the destruction of the insulation system come because these gas inclusions or such cavities after Heat treatment process were no longer oil-impregnable.
  • the object of the invention is to provide a multiple parallel conductor whose Properties during and after winding, as well as after curing the required Meets criteria, both mechanical and electrical, and certainly not Oil-impregnable gas inclusions, especially in the narrow sides and around the edges excludes.
  • the invention is based on a multiple parallel conductor of the aforementioned Kind characterized in that the edge areas and narrow sides of the individual conductors are free of adhesive.
  • the adhesive is a partially cross-linked Reaction resin, preferably an epoxy resin.
  • the epoxy resins have both Desired adhesive strength, as well as the required mechanical strength in the Short shot case on.
  • the adhesive is an anaerobic cross-linking Synthetic resin.
  • these air-hardening systems do not offer any Impairment of the desired dielectric strength, on the other hand, the Adhesive strength increased for this application, but they do not require any additional Hardening and can therefore be processed faster and cheaper.
  • the adhesive is at most 95%, especially applied to 80% of the longitudinal surface. This leaves the edge and Narrow side area free of glue because the glue also on the others Manufacturing steps can no longer emerge.
  • FIG. 1 shows one Twin conductor with one-sided adhesive layer
  • Fig. 2 shows a twin conductor with double-sided 3 and a stranded conductor.
  • the enamelled wire conductors 1 with adhesive resin 2 are on the longitudinal contact surfaces coated and wrapped with paper insulation 3.
  • the bundle of ladder will be later hardened.
  • the adhesive surface should be approx. 80% of the contact area and the edge and the narrow side area must remain free of adhesive.
  • the enamelled wire 1 with adhesive resin 2 are both on the Longitudinal contact surfaces and coated on the outer longitudinal surfaces.
  • the paper insulation 3 is wound together and thus results in a slight stronger, but more compact, twin ladder. This also applies analogously to Multiple parallel conductor consisting of three, four or more conductors.
  • This wire conductor 3 is a single conductor 1 consisting of a twisted conductor with the partial one Provide coating 2.
  • This wire conductor can either be with paper insulation or be provided with a tether.
  • This tether may be a large-mesh network.
  • the wire conductor does not necessarily have to be insulated be surrounded. The bundle of conductors remains in place due to the fastening of the individual conductors 1 practically yourself.
  • the conductor bundle has one very high mechanical strength and the electrical criteria are guaranteed.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrfachparallelleiter, d.h. einen Mehrfachleiter mit parallel angeordneten Einzelleitern, für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Zwillingsleiter und Drilleiter, bestehend aus zumindest zwei Einzelleiter mit im wesentlichen rechteckigem Leiterquerschnitt, wobei jeder Einzelleiter lackisoliert ist, mindestens eine der gegenseitigen Berührungslängsflächen der Flachseiten der Einzelleiter mit einem vernetzungsfähigen Klebemittel (2) beschichtet ist, und das Leiterbündel vorzugsweise mit einer Papierisolation (3) oder einem Halteband umgeben ist.
Ein Mehrfachparallelleiter der oben genannten Art ist beispielsweise in der EP 030 338 beschrieben. Grundsätzlich werden in diesem Dokument jedoch lackisolierte Leiter als unvorteilhaft beschrieben und es wird eine Variante vorgeschlagen, bei welcher die nichtisolierten Einzelleiter durch ein Distanzelement in einem Abstand voneinander gehalten sind. Ein Nachteil dieser Lösung liegt unter anderem darin, daß der Mehrfachparallelleiter durch das Distanzelement zwar mechanisch stabil ist, jedoch ein unerwünscht höheres Volumen einnimmt. Ferner ergeben sich bei dieser Lösung Probleme in Bezug auf die elektrische Durchschlagfestigkeit bei nichtölimprägnierbaren Gasbläschen, insbesondere im Bereich der Kanten.
Zur Herstellung von Mehrfachparallelleitern wurden bereits flache Teilleiter mit Lack mehrfach umhüllt um bei geringer Einzelschichtstärke des Lackes eine hohe Durchschlagfestigkeit aufgrund der geringen bis fehlenden Porigkeit dieser Schichten und der guten Materialeigenschaften zu gewährleisten. Es hat sich in der Praxis der Fertigung solcher Mehrfachparallelleiter jedoch gezeigt, daß die mechanische Festigkeit beim Wickeln oder im Kurzschlußfall nicht ausreichend hoch ist und es somit zu einem Wegkippen oder einer Verformung eines der Leiter kommt. Das Wegkippen eines Leiters wird auch durch die besonders glatten Lackoberflächen begünstigt.
Als Abhilfe wurden daher nach der Lackisolierung die Einzelleiter mit einer Epoxidharzbeschichtung versehen, wobei der Einzelleiter vollkommen mit einem Harz im B-Zustand umgeben wurde. Diese Einzelleiter wurden danach verdrillt, verseilt oder einfach parallel angeordnet, mit Papierisolation oder Halteband umwickelt und ausgehärtet.
Die beispielsweise zu einer Transformatorenwicklung verarbeiteten Leiter werden dann vorgepreßt, ausgehärtet und gegebenenfalls nachgepreßt. Beim Vorpressen der Wicklung ist das im B-Zustand befindliche Harz bei den Kanten der Leiter ausgetreten, wodurch sich Gaseinschlüsse bilden konnten. In den Fällen, wo zwischen den Einzelleitern solche Lösungsmittel- bzw. Luftbläschen eingeschlossen wurden, konnte es im Betrieb zu Glimmerscheinungen und in der Folge zur Zerstörung des Isolationssystems kommen, da diese Gaseinschlüsse bzw. derartige Hohlräume nach dem Wärmebehandlungsprozeß nicht mehr ölimprägnierbar waren.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mehrfachparallelleiter zu schaffen, dessen Eigenschaften beim und nach dem Wickeln, sowie nach der Härtung den geforderten Kriterien, sowohl mechanisch wie elektrisch, entspricht und mit Sicherheit nicht ölimprägnierbare Gaseinschlüsse vor allem in den Schmalseiten und im Kantenbereich ausschließt.
Die Erfindung ist ausgehend von einem Mehrfachparallelleiter der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenbereiche und Schmalseiten der Einzelleiter frei von Klebemittel sind.
Durch diese Ausgestaltung wird sichergestellt, daß zum Einen nach der Härtung der Kleberschichten, das Leiterbündel mechanisch den Preßvorgang und die damit verbundene Scherbelastung übersteht und zum Anderen die geforderte Spannungsfestigkeit von ca. 4,5 kV/mm nicht beeinträchtigt ist. Vor allem aber ist durch die Erfindung sichergestellt, daß keinerlei Einschlüsse von Luft- bzw. Gasbläschen auftreten, und somit Glimmerscheinungen vermieden werden. Überdies wird dadurch ein mechanisch sehr kompaktes Leiterbündel gewährleistet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Klebemittel ein teilvernetztes Reaktionsharz, vorzugsweise ein Epoxidharz. Die Epoxidharze weisen sowohl die gewünschte Klebekraft, wie auch die benötigte mechanische Festigkeit im Kurzschußfall auf.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Klebemittel ein anaerobisch vernetzendes Kunstharz. Diese unter Luftabschluß härtenden Systeme bieten zum einen keine Beeinträchtigung der gewünschten Spannungsfestigkeit, zum anderen ist die Klebekraft für diesen Anwendungsfall verstärkt, sie benötigen jedoch keine zusätzliche Härtung und können somit rascher und kostengünstiger verarbeitet werden.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Klebemittel auf maximal 95%, insbesondere auf 80% der Längsfläche, aufgetragen. Dadurch bleibt der Kanten- und Schmalseitenbereich frei von Kleber, weil der Kleber auch bei den weiteren Fertigungsschritten nicht mehr austreten kann.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Zwillingsleiter mit einseitiger Kleberschicht, Fig. 2 einen Zwillingsleiter mit beidseitiger Kleberschicht und Fig. 3 einen Drilleiter.
In der Fig. 1 sind die Lackdrahtleiter 1 mit Klebeharz 2 an den Berührungslängsflächen beschichtet und mit Papierisolation 3 umwickelt. Das Leiterbündel wird später ausgehärtet. Die Klebefläche soll ca. 80% der Berührungsfläche sein und der Kanten- und Schmalseitenbereich muß frei von Kleber bleiben. In der Praxis haben sich Epoxidharze im teilvernetzten Zustand, dem sogenannten B-Zustand, aufgrund ihrer günstigen Wicklungseigenschaften, Viskosität und der kürzeren Aushärtezeiten bewährt.
In der Fig. 2 sind die Lackdrahtleiter 1 mit Klebeharz 2 sowohl an den Berührungslängsflächen als auch an den Außenlängsflächen beschichtet. Über diesen Verbund wird die Papierisolation 3 gewickelt und ergibt somit einen zwar geringfügig stärkeren, jedoch kompakteren, Zwillingsleiter. Sinngemäß gilt dies auch für Mehrfachparallelleiter bestehend aus drei, vier oder mehr Leitern.
Gemäß der Fig. 3 ist ein aus Einzelleiter 1 bestehender Drilleiter mit der partiellen Beschichtung 2 versehen. Dieser Drilleiter kann entweder mit einer Papierisolation oder einem Halteband versehen sein. Dieses Halteband ist gegebenenfalls ein großmaschiges Netz. Der Drilleiter muß aber nicht unbedingt mit einer Isolation umgeben sein. Durch die Verröbelung der Einzelleiter 1 hält sich das Leiterbündel praktisch selbst.
Wesentlich ist, daß die gegenseitigen Längsberührungsflächen der Einzelleiter 1 mit dem Klebemittel 2 versehen sind. Nach dem Aushärten weist das Leiterbündel eine sehr hohe mechanische Festigkeit auf und die elektrischen Kriterien sind gewährleistet.

Claims (4)

  1. Mehrfachparallelleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Zwillingsleiter und Drilleiter, bestehend aus zumindest zwei Einzelleitern (1) mit im wesentlichen rechteckigem Leiterquerschnitt, wobei:
    a) jeder Einzelleiter (1) lackisoliert ist,
    b) mindestens eine der gegenseitigen Berührungslängsflächen der Flachseiten der Einzelleiter (1) mit einem vernetzungsfähigen Klebemittel (2) beschichtet ist, und
    c) das Leiterbündel vorzugsweise mit einer Papierisolation (3) oder einem Halteband umgeben ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    d) die Kantenbereiche und Schmalseiten der Einzelleiter (1) frei von Klebemittel sind.
  2. Mehrfachparallelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel (2) auf maximal 95%, insbesondere auf 80% der Längsfläche, aufgetragen ist.
  3. Mehrfachparallelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel (2) ein teilvernetztes Reaktionsharz, vorzugsweise ein Epoxidharz ist.
  4. Mehrfachparallelleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klebemittel (2) ein anaerobisch vernetzendes Kunstharz ist.
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