Verfahren zur Herstellung einer Hochspannungsisolation auf einem elektrischen Leiter und nach diesem Verfahren hergestellte Hochspannungs-Isolation Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung einer aus elektrischem Isolationsmaterial, ins besondere Glimmer und Trägermaterial, und Imprä gniermittel bestehenden Hochspannungsisolation auf einem elektrischen Leiter, insbesondere auf Wick lungen von elektrischen Maschinen, und eine nach diesem Verfahren hergestellte Hochspannungsisola tion.
Um eine solche Hochspannungsisolation herzu stellen, hat man bis jetzt meistens die einzelnen Lei ter der zu isolierenden Wicklung mit einem Band oder einer Folie aus Glimmer und Trägermaterial umwickelt und den fertigen Isolierwickel mit einem Imprägniermittel, meistens Kunstharz, in Vakuum imprägniert. Diese bekannte Herstellungsweise erfor dert die folgenden fünf Arbeitsgänge: 1. Der Leiter wird mit dem Isolierband um wickelt.
2. Der umwickelte Leiter wird während längerer Zeit bei erhöhter Temperatur getrocknet, um die Feuchtigkeit zu entfernen.
3. Der umwickelte und getrocknete Leiter wird unter Vakuum imprägniert.
4. Der Isolierwickel wird geformt und auf Mass gepresst.
5. Die Isolation wird ausgehärtet.
Die Imprägnierung des fertig umbändelten Lei ters bzw. Stabes unter Vakuum, ein wichtiger und unerlässlicher Schritt beim bekannten Verfahren, er fordert aber eine umfangreiche und entsprechend teu ere Vakuumimprägnieranlage, und zwar insbesondere für die Behandlung von den bei den heutigen Tur bogeneratoren vorkommenden grossen Stablängen der Wicklungen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun mehr, ein Verfahren zur Herstellung einer Hochspan- nungsisolation auf einem elektrischen Leiter zu schaf fen, dass eine wesentliche Vereinfachung und Ver billigung der für die Ausübung des Verfahrens er forderliche Anlage ermöglicht und ausserdem auch das Verfahren an sich wesentlich vereinfacht.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass der zu isolierende Leiter mit Isolationsmaterial umwik- kelt wird, welches vor der Umbändelung im Vakuum imprägniert worden ist, und während der Umbän- delung jede Lage des Isolationsmaterials mit einem Imprägniermittel bestrichen wird, worauf der um- bändelte Leiter gepresst und anschliessend ausgehärtet wird.
Dieses neue Herstellungsverfahren wird z. B. wie folgt ausgeführt, wobei gegenüber den bisherigen nur noch drei statt fünf Arbeitsgänge erforderlich sind.
Der zu isolierende Leiter wird mit einem Isolier material bekannter Art, beispielsweise Glimmer, in Form von Blättchen oder Schuppen, welches mittels einem Binder auf einem Trägerband (z. B. Glasge webe oder Papier) befestigt ist, umwickelt, wobei das Isolierband oder Isolierfolium vor dem Wickel vorgang in Vakuum bereits imprägniert worden ist.
Während der Umbändelung werden die einzelnen Lagen des Isolationsmaterials von Hand oder ma schinell mit Imprägniermittel. bestrichen, wobei es zweckmässig ist, das gleiche Mittel wie für die Va kuumimprägnierung des Isolationsmaterials zu ver wenden. Als Isolationsmaterial kann natürlich auch ein binderloses Material, z. B. Glimmerpapier mit Glasgewebeträger, verwendet werden.
Unter Um ständen kann es zweckmässig sein, das Aufwickeln des Isolationsmaterials auf den zu isolierenden Lei ter, sowie das Auftragen des Imprägniermittels wäh rend des Wickelvorganges in einem evakuierten oder mit Gas gefüllten Raum durchzuführen. Nach der Umbändelung wird der umwickelte Lei ter gepresst und dann anschliessend ausgehärtet, wobei diese beiden Arbeitsgänge genau den Arbeitsgängen 4 und 5 des bekannten Verfahrens entsprechen. Das Trocknen des Stabes und das Imprägnieren des Isolierwickels, wie beim bisherigen Verfahren not wendig war, fällt aber vollständig weg.
Beim neuen Verfahren werden keine grossen und teuren Imprägnieranlagen mehr für die Behandlung des ganzen bewickelten Leiters benötigt, sondern es genügt eine verhältnismässig kleine Anlage für das Imprägnieren des Isoliermaterials. Dieses Isolierma terial, meistens in Form von Rollen, wird in unge- trocknetem Zustand in einem kleinen Autoklaven mit einem polymerisierbaren Kunstharz unter Va kuum imprägniert.
Damit die Rollen nach der Im prägnierung nicht austrocknen oder Luft aufneh men, werden sie im Imprägnierharz in einem luft dichten Behälter aufbewahrt. Die Lagerfähigkeit des Isoliermaterials entspricht dann der Topfzeit des Harzes.
Das bei der Herstellung des Isolierwickels auf die einzelnen Lagen aufgetragene Harz wird zum Teil während des Wickelvorganges wieder heraus gedrückt und dieser Harzüberschuss verhindert grösstenteils das Einschliessen von Luftblasen. Falls noch Luftreste in der Isolation vorhanden sein soll ten, so können sie sich im Imprägnierharz lösen. Vorteilhaft ist natürlich die Verwendung eines Im prägniermittels, welches vorher entlüftet worden ist. Die Qualität der fertigen Isolation kann der nach bisherigem Verfahren hergestellten, entsprechen.
Ausser den bereits erwähnten Ersparnissen be züglich der Imprägnieranlage werden durch die An wendung des erfindungsgemässen Verfahrens noch einige weitere wesentliche Vorteile erzielt. Beim be kannten sogenannten Wannenverfahren, wo der fer tig umbändelte Leiter in einer grossen mit Imprä gnierharz gefüllten Wanne unter Vakuum imprägniert wird, geht infolge der sehr kleinen Topfzeit der ver wendeten Kunstharze der ganze Wanneninhalt zu Grunde, wenn nicht innerhalb nützlicher Frist nach der Behandlung der einen Wicklung eine weitere Anzahl mit der gleichen Harzfüllung laufend imprä gniert wird. In anderen Worten, es entstehen sehr grosse Harzverluste, wenn nicht eine grössere Anzahl Leiter im kontinuierlichen Verfahren imprägniert werden können.
Diese Harzverluste fallen bei der Imprägnierung des Isolationsmaterials anstelle des umbändelten Leiters präktisch vollständig weg.
Das neue Verfahren eignet sich nicht nur zur Iso lierung ganzer Wicklungen, sondern auch zum Aus bessern von beschädigten Stellen bei einer bestehen den Wicklung, wobei solche Reparaturen ohne wei teres an Ort und Stelle ausgeführt werden können. Ausserdem können Verbindungsstücke, z. B. Laschen, Ösen usw. zur Verbindung von im Vakuum imprä gnierten Leitern, beispielsweise Stäben von Genera torwicklungen, mit einer der vakuumimprägnierten gleichwertigen Isolation, auf diese Weise isoliert werden. Das Verfahren kann auch zur Isolierung von Kabeln angewendet werden, unabhängig davon, ob als Imprägniermittel ein Öl oder Kunstharz ver wendet wird.
Method for producing high-voltage insulation on an electrical conductor and high-voltage insulation produced by this method The invention relates to a method for producing a high-voltage insulation made of electrical insulation material, in particular mica and carrier material, and impregnating agent, high-voltage insulation on an electrical conductor, in particular on windings of electrical machines, and a high-voltage insulation produced using this method.
To make such high-voltage insulation herzu, one has until now mostly wrapped the individual Lei ter of the winding to be isolated with a tape or a film of mica and carrier material and impregnated the finished insulating coil with an impregnating agent, usually synthetic resin, in a vacuum. This known production method requires the following five operations: 1. The conductor is wrapped around with the insulating tape.
2. The wrapped conductor is dried for a long time at an elevated temperature in order to remove the moisture.
3. The wrapped and dried conductor is impregnated under vacuum.
4. The insulating coil is formed and pressed to size.
5. The insulation is hardened.
The impregnation of the finished banded Lei age or rod under vacuum, an important and indispensable step in the known process, but it requires an extensive and correspondingly expensive vacuum impregnation system, in particular for the treatment of the large rod lengths occurring in today's turbo generators Windings.
The purpose of the present invention is now more to create a method for producing high-voltage insulation on an electrical conductor that enables a substantial simplification and reduction of the system required for carrying out the method, and also the method itself is essential simplified.
According to the invention, this is achieved in that the conductor to be insulated is wrapped with insulating material which has been impregnated in a vacuum before the wrapping, and during the wrapping, each layer of the insulating material is coated with an impregnating agent, whereupon the wrapped banded conductor is pressed and then cured.
This new manufacturing process is z. B. carried out as follows, compared to the previous only three instead of five operations are required.
The conductor to be isolated is wrapped with an insulating material of a known type, for example mica, in the form of leaves or scales, which is attached to a carrier tape (z. B. Glasge tissue or paper) by means of a binder, the insulating tape or insulating film in front the winding process has already been impregnated in a vacuum.
During the banding, the individual layers of the insulation material are impregnated by hand or by machine. coated, it is advisable to use the same agent as for the vacuum impregnation of the insulation material. Of course, a binderless material, e.g. B. mica paper with glass fabric backing can be used.
Under some circumstances, it may be useful to wind the insulation material on the Lei to be isolated, and to apply the impregnating agent during the winding process in an evacuated or gas-filled room. After the banding, the wrapped Lei is pressed and then subsequently cured, these two operations exactly corresponding to operations 4 and 5 of the known method. The drying of the rod and the impregnation of the insulating wrap, as was necessary in the previous process, is completely eliminated.
With the new method, large and expensive impregnation systems are no longer required for the treatment of the entire wound conductor, but a relatively small system is sufficient for the impregnation of the insulating material. This insulating material, usually in the form of rolls, is impregnated in an undried state in a small autoclave with a polymerizable synthetic resin under vacuum.
So that the rolls do not dry out or absorb air after impregnation, they are stored in the impregnation resin in an airtight container. The shelf life of the insulating material then corresponds to the pot life of the resin.
The resin applied to the individual layers during the production of the insulating roll is partly pressed out again during the winding process and this excess resin largely prevents the inclusion of air bubbles. If air remains in the insulation, it can dissolve in the impregnation resin. It is of course advantageous to use an impregnating agent which has previously been deaerated. The quality of the finished insulation can correspond to that produced according to the previous process.
In addition to the savings already mentioned with regard to the impregnation system, some other significant advantages are achieved by using the method according to the invention. In the well-known so-called tub process, where the finished strapped conductor is impregnated under vacuum in a large tub filled with impregnating resin, the very short pot life of the synthetic resins used means that the entire tub contents are destroyed, if not within a reasonable period of time after the treatment one winding another number is continuously impregnated with the same resin filling. In other words, there are very large losses of resin if a large number of conductors cannot be impregnated in a continuous process.
These resin losses are virtually completely eliminated when the insulation material is impregnated instead of the strapped conductor.
The new method is not only suitable for isolating entire windings, but also for improving damaged areas in an existing winding, and such repairs can easily be carried out on the spot. In addition, connectors such. B. tabs, eyelets, etc. for connecting vacuum impregnated conductors, such as bars of genera torwicklungen, with one of the vacuum impregnated equivalent insulation, are isolated in this way. The method can also be used to insulate cables, regardless of whether an oil or synthetic resin is used as the impregnating agent.