ES2198964T3 - Procedimiento para la fabricacion de cintas micaceas finas impregnables con acelerador incorporado. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de cintas micaceas finas impregnables con acelerador incorporado.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de cintas micáceas finas impregnables con acelerador incorporado que, después del arrollamiento sobre los conductores de los bobinados de máquinas eléctricas, se impregnan con una resina de impregnación sin disolvente y, a continuación, se endurecen bajo el efecto de calor, rociándose una lámina micácea fina con un sistema de resina de esmalte en polvo y adhiriéndose el lado rociado con el esmalte en polvo de la lámina micácea fina con un material de base bajo la influencia de presión y calor, caracterizado porque la resina de esmalte en polvo contiene un endurecedor y al adherirse la lámina micácea fina al material de base, se endurece a elevada temperatura.
Description
Procedimiento para la fabricación de cintas
micáceas finas impregnables con acelerador incorporado.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de cintas micáceas finas impregnables con
acelerador incorporado que, después del arrollamiento sobre los
conductores de los bobinados de máquinas eléctricas, se impregnan
con una resina de impregnación sin disolvente y, a continuación,
se endurecen bajo el efecto de calor, rociándose una lámina
micácea fina con un sistema de resina de esmalte en polvo y
adhiriéndose el lado rociado con el esmalte en polvo de la lámina
micácea fina con un material de base bajo la influencia de presión
y calor.
Para el aislamiento de bobinas como, por ejemplo,
barras conductoras en máquinas eléctricas rotativas de alta
tensión, la técnica de la impregnación sobre la base de una
impregnación a presión bajo vacío se ha impuesto en los últimos años
con fuerza. Por razones constructivas, las bobinas se configuran
como bobinas moldeadas o barras conductoras, preferentemente,
barras Roebel. Estas bobinas se dotan de un aislamiento principal
micáceo y se continúan procesando con el procedimiento de
impregnación a presión bajo vacío. Las resinas de impregnación que
se usan para ello son las resinas epoxi, preferentemente sistemas
de resina sin disolvente y de baja viscosidad.
Éstas impregnan el aislamiento principal micáceo
compuesto por varias capas de bobinado, de modo que los huecos que
pueden dar lugar a descargas parciales entre las capas de
bobinado, se rellenan por completo.
Las capas de bobinado del aislamiento principal
están formadas por cintas aislantes micáceas. Éstas se componen de
una lámina micácea fina que está adherida a un material de base
mediante una resina adhesiva en forma de polvo.
El material de base debe ser poroso para que las
resinas de impregnación sin disolvente puedan impregnarlo. Para
acelerar la reacción de reticulación de la resina de impregnación
durante el proceso de endurecimiento, las láminas micáceas finas se
impregnan adicionalmente con acelerador.
Como sistema de resina de esmalte en polvo se
usan preferentemente resinas sin endurecedor, que presentan una
solubilidad total en la resina de impregnación y reaccionan dentro
de ésta durante el proceso de endurecimiento.
Aun así, con estas cintas aislantes con
acelerador se consigue impregnar en un tiempo de impregnación
relativamente corto unos espesores de pared de aislamiento de
hasta aprox. 3,5 mm utilizando sistemas de resina de esmalte en
polvo sin endurecedor.
Sin embargo, existe la evidencia de que cuanto
más grandes y más potentes son los generadores, se requieren
espesores de pared de aislamiento relativamente gruesos, que
asimismo se deben impregnar por completo con resina de impregnación
sin disolvente durante la fase de impregnación.
Sin embargo, al usar la cinta micácea con
acelerador anteriormente citada, que presenta un sistema de resina
de esmalte en polvo sin endurecedor, ha resultado que, con
espesores de pared de aislamiento de más de 3,5 mm, éstas ya no se
impregnan por completo con la resina de impregnación. Las capas de
bobinado no impregnadas son puntos defectuosos en el sistema de
aislamiento y por tanto constituyen el origen de un posible fallo
posterior.
Por ello, la invención tiene por objetivo excluir
los inconvenientes conocidos del estado de la técnica de estas
cintas micáceas con acelerador. Según la invención, en el
procedimiento para la fabricación de cintas micáceas finas
impregnables con acelerador incorporado, citado al principio, se
usa un sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor que,
al adherirse la lámina micácea fina al material de base, se
endurece muy rápidamente a una temperatura incrementada.
Sorprendentemente, se pudo constatar que mediante
el uso de un sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor
como resina adhesiva en el caso de cintas micáceas con acelerador
también se pueden impregnar por completo espesores de pared de
aislamiento gruesas de más de 3,5 mm.
Este efecto técnico se logra debido a que, en la
adhesión del material de base con la lámina micácea fina, el
sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor retícula y
representa una adhesión puntiforme, indisoluble dentro de la resina
de impregnación. Puesto que la adhesión puntiforme sólo rocía un
porcentaje reducido de la superficie impregnable del material de
base, el área restante de la superficie sin rociar se puede
impregnar fácilmente. Además, debido al endurecimiento del adhesivo
se evita una reacción indeseadamente rápida entre el sistema de
resina de esmalte en polvo con endurecedor y la resina de
impregnación durante la fase de impregnación, tal como es el caso
en las resinas sin endurecedor y solubles en la resina de
impregnación a unos 60ºC, de modo que también se impregnan
espesores de pared de aislamiento gruesas con la resina de
impregnación por completo.
Según la invención se propone además, que el
sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor usada
presente una resina epoxi de bisfenol A, así como una resina epoxi
de fenolnovolak y que el endurecedor utilizado es un endurecedor
amínico, preferentemente una amina alifática primaria y/o
secundaria.
El endurecedor amínico se usa preferentemente en
una pasada de fondo, de modo que en el endurecimiento se garantice
una completa transformación de los grupos amínicos con los grupos
oxiran.
El enlace que se genera no presenta así funciones
amínicas primarias, es indisoluble en la resina de impregnación y
por ello no puede ejercer ningún efecto acelerador sobre la
misma.
Otras ventajas del procedimiento según la
invención radican en que el material de base es un tejido de
vidrio, un vellón o una lámina sintética y que la lámina micácea
fina usada está preimpregnada con un acelerador, preferentemente
naftenato de cinc.
La invención se va a explicar con más detalle con
la ayuda de ejemplos, así como diagramas según las figuras 1 y
2:
Una lámina micácea fina de muscovita sin calcinar
con un gravaje de 160 g/m^{2} se impregna con una solución de
naftenato de cinc en metiletilcetona. Mediante la evaporación del
disolvente, la lámina micácea fina se preimpregna y, a
continuación, se rocía con un sistema de resina de esmalte en polvo
con endurecedor sobre la base de una mezcla de resina epoxi. Ésta
se compone, por ejemplo, de una resina epoxi de fenolnovolak y una
resina epoxi de bisfenol A. Como endurecedor se usa un endurecedor
amínico sólido. Especialmente adecuados son los endurecedores sobre
la base de aminas alifáticas primarias y/o secundarias. El punto de
reblandecimiento del sistema de resina de esmalte en polvo con
endurecedor está en torno a los 85ºC.
A continuación, la lámina micácea fina rociada
con el sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor se
transfiere a una calandria calentable, de modo que el sistema de
resina de esmalte en polvo se funde y se adhiere al material de
base que se alimenta a través de un rodillo.
Como material de base se usa
a) un tejido de vidrio con un gravaje de 23
g/m^{2} que está recubierto con 2 g/m^{2} de resina acrílica
reticulada flexible. Para poder endurecer ésta, el tejido de vidrio
se recuece a continuación a una temperatura de 100ºC,
b) o se usa como material de base un tejido de
vidrio con un gravaje de 23 g/m^{2}, que está recubierto con 0,5
g/m^{2} de naftenato de cinc, o
c) un vellón de poliéster con un gravaje de 20
g/m^{2} o
d) se usa una lámina de poliéster con un gravaje
de 42 g/m^{2}.
La ventaja de un sistema de resina de esmalte en
polvo con endurecedor se puede representar muy bien con la ayuda
del número de capas impregnadas durante la impregnación a presión
bajo vacío, en comparación con los sistemas de resina de esmalte en
polvo sin endurecedor conocidas y las cintas aislantes fabricadas a
partir de las mismas.
A este fin, se envuelven unas barras conductoras
con 20 capas de cinta aislante de forma semisolapada, los lados
frontales del aislamiento se rellenan con resina y las barras
conductoras así fabricadas se impregnan durante tres horas a 60ºC
con una resina de impregnación epoxi de anhídrido de ácido. Después
del endurecimiento, las barras conductoras se cortan
transversalmente para medir la profundidad de la impregnación.
En el diagrama según la figura 1, se representa
el resultado con la ayuda de una muestra A, que es una cinta
aislante fabricada según la variante de ejemplo a) usando un
sistema de resina de esmalte en polvo con endurecedor, en
comparación con una cinta aislante micácea conocida (muestra B),
que sin embargo contiene un esmalte en polvo sin endurecedor, que
es soluble en una resina de impregnación epoxi de anhídrido de
ácido a 60ºC.
En el diagrama se puede ver que la muestra A, que
es una cinta micácea con una resina en polvo con endurecedor, está
impregnada en la totalidad de su sección transversal. Por el
contrario, la muestra B, que representa una cinta micácea que se
fabricó con un esmalte en polvo sin endurecedor, muestra únicamente
una impregnación parcial de las capas, a saber, solamente de hasta
dos tercios. La causa de esta impregnación insuficiente es que,
debido a la medida de una resina de esmalte en polvo sin
endurecedor en combinación con un acelerador, la reacción de
reticulación entre la resina de esmalte en polvo y la resina de
impregnación sin disolvente se produce de una forma tan rápida,
que da lugar a un incremento indeseado de la viscosidad de la
resina de impregnación y, por ende, a una parada completa de la
etapa de impregnación.
En el caso según la invención según la muestra A,
en cambio, el componente acelerador, por el endurecimiento de la
resina de esmalte en polvo, está preferentemente bloqueado de tal
modo que permita la impregnación de todas las capas.
El incremento indeseado de la viscosidad en la
fase de impregnación se explica con la ayuda de ensayos de
diferentes resinas en un reómetro y se representa en el diagrama
según la figura 2:
Como sistemas de referencia se mezclaron
- una resina de anhídrido de ácido de bisfenol A,
que sólo se ha acelerado con naftenato de cinc (curva A),
- una resina de impregnación de anhídrido de
ácido de bisfenol A, naftenato de cinc y un sistema de resina de
esmalte en polvo con endurecedor (curva B) según la invención
y
- una resina de impregnación de anhídrido de
ácido de bisfenol A, naftenato de cinc y un sistema de resina de
esmalte en polvo sin endurecedor (curva C) según el estado de la
técnica
en proporción a sus pesos en un aislamiento
completamente impregnado y se midió el desarrollo de la viscosidad
con un reómetro a 60ºC durante ese tiempo.
La curva A refleja el desarrollo de la
impregnación de una cinta micácea fina con acelerador, tal como se
produciría en la cinta sin la existencia de aditivos perturbadores
(sistemas de adhesión reactivos).
A pesar de la adición del sistema de resina de
esmalte en polvo con endurecedor, el sistema de referencia según
la invención muestra según la curva B un incremento sólo reducido
de la viscosidad en comparación con la curva A.
En cambio, el sistema de referencia según el
estado de la técnica según la curva C muestra ya después de poco
tiempo, un incremento de la viscosidad tan elevado que debe llevar
necesariamente a la parada de la etapa de impregnación.
Con la ayuda de los ejemplos comparativos y
usando las representaciones gráficas anteriormente citadas según
las figuras 1 y 2, se ha podido mostrar que la cinta micácea fina
fabricada de acuerdo con el procedimiento según la invención es
especialmente adecuada para la preparación de espesores de pared de
aislamiento gruesas, tal como se necesitan para las máquinas de
alta tensión, ya que, en combinación con las resinas de
impregnación utilizadas, se impregna satisfactoriamente y, por
tanto, se pueden evitar puntos defectuosos en el sistema de
aislamiento.
Claims (5)
1. Procedimiento para la fabricación de cintas
micáceas finas impregnables con acelerador incorporado que, después
del arrollamiento sobre los conductores de los bobinados de
máquinas eléctricas, se impregnan con una resina de impregnación
sin disolvente y, a continuación, se endurecen bajo el efecto de
calor, rociándose una lámina micácea fina con un sistema de resina
de esmalte en polvo y adhiriéndose el lado rociado con el esmalte
en polvo de la lámina micácea fina con un material de base bajo la
influencia de presión y calor, caracterizado porque la
resina de esmalte en polvo contiene un endurecedor y al adherirse
la lámina micácea fina al material de base, se endurece a elevada
temperatura.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de resina de esmalte en
polvo con endurecedor usado es una mezcla compuesta por una resina
epoxi de bisfenol A, así como de una resina epoxi de
fenolnovolak.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el endurecedor empleado en el sistema
de resina de esmalte en polvo es un endurecedor amínico,
preferentemente una amina alifática primaria y/o secundaria.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material de
base usado es un tejido de vidrio, un vellón o una lámina
sintética.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la lámina
micácea fina usada se preimpregna con un acelerador, preferentemente
naftenato de cinc.
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