Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungsleiters Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten Hochspannungslei ters, z. B. einer Spule für elektrische Maschinen, für hohe Spannungen, bei dem ein Einzelleiter oder .ein Leiterbündel in mehreren Schichten mit :einem aus Gl:immerschüppchen bestehenden Isolierband umwik- kelt und die Umwicklung hierauf mit einem Imprä- gniermittel getränkt wird.
Hochspannungsspulen für elektrische Maschinen werden gewöhnlich mit Glimmerband isoliert, das um den. Leiter oder das Leiterbündel der Spule in meh reren Schichten gewickelt wird. Oft werden Bänder verwendet, die aus Glimmerschuppen bestehen, die an einem bandförmigem Trägermaterial, z. B.
Papier, Seide oder Glasfasergewebe, befestigt sind. Nachdem die Bandisolierung auf den Leiter aufgebracht wor den ist, wird sie, gewöhnlich im Vakuum, mit einem Imprägniermittel imprägniert, das zum Beispiel aus Asphalt oder aus einem lösungsmittelfreien Harz be steht.
Die Imprägnierung bezweckt, in möglichst gro ssem Ausmass Hohlzäume in der Bandisolierung aus zufüllen und damit der Isolierung gute elektrische und mechanische Eigenschaften zu geben. Eine un vollständige Ausfüllung hat zur Folge, dass Glimmen, d. h. eine elektrische Gasentladung, in den noch ver bliebenen Hohlräumen der Isolierung auftreten kann, was infolge der schädlichen Wirkung des Glimmens die Verwendung der Isolierung auf niedrigere Span nungen begrenzt, als sie aushalten würde, wenn keine Hohlräume vorhanden wären.
Es hat sich beim Imprägnieren von in der oben genannten Weise aufgebauten Isolierungen gezeigt, dass das Bindemittel in den Glimmerbändern das Eindringen des Imprägniermittels erheblich :erschwert und dass daher die Hohlräume nur unvollständig aus gefüllt werden.
Um die Imprägnierungsmöglichkeiten zu verbessern, ist vorgeschlagen worden, in .den Bän- dern ein leichtflüchtiges Biindemitt:el zu verwenden, das, nachdem die Bänder aufgewickelt sind, verflüch tigt, ehe die Isolierung imprägniert wird, oder in den Bändern ein Bindemittel zu verwenden, das in dem Imprägniernüttel löslich ist.
Die Verwendung eines leichtflüchtigen Bindemittels in den Bändern hat je doch zur Folge, dass die Herstellung der Isolierung durch den Prozess, der für die Entfernung des Binde mittels erforderlich ist, kompliziert und verteuert wird. Ausserdem müssen infolge der Flüchtigkeit des Bindemittels besondere Massnahmen bei der Lagerung der Bänder getroffen werden.
Die Verwendung eines Bindemittels, das in dem Imprägniermittel löslich ist, ist mit dem Nachteil verbunden, dass der Imprägnie- rungsprozess sehr zeitraubend wird, weil das Imprä gniermittel während des Eindringens das Bindemittel lösen muss.
In einer Isolierurig, die aus mehreren aufeinan- derfolgenden Schichten von :einem Material gebildiet ist, das aus an einem Trägermaterial befestigten Glim- merschuppen besteht, ist jede Schicht von Glimmer- schuppen von einer benachbarten gleichen Schicht durch :eine Schicht von Trägermaterial getrennt.
Für Materialien, die bisher als Trägermaterial verwendet worden sind, ist sowohl die Dielektrizitätszahl als. die elektrische Festigkeit erheblich niedriger als für Glim mer. Dies hat zur Folge, dass die-elektrischschwächste Komponente die grösste Beanspruchung aufnehmen muss, und der Aufbau. der Isolierung in verschiedenen Schichten macht es dadurch unmöglich, die ausge zeichnete elektrische Festigkeit des Glimmers auszu nützen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Schwie rigkeiten bei der Imprägnierung und die ungünstige Verteilung der Dielektrizitätskonstanten und der elek trischen Festigkeit :in der Isolierung zu vermeiden, die bei früher hergestellten Isolierungen vorgelegen haben.
Das Verfahren ist erfindungsgemäss dadurch ge kennzeichnet, dass als Isolierband für die Umwick lung .ein Band verwendet wird, das aus einer band förmigen, vor der Imprägnierung bindemittelfresen Folie von einander überlappenden Glimmerschüpp- chen und aus Glasfaserfäden besteht, welch letztere parallel zur Längsrichtung des Bandes und in grossen Abständen voneinander an der Folie befestigt sind, so dass sie nur einen geringen Teil der Oberfläche der Folie bedecken.
Die Dicke der Glasfaserfäden wird zweckmässigerweise kleiner als die Dicke der Folie gewählt. Die Fäden werden in solchem Abstand von einander angeordnet, dass sie vorzugsweise weniger als ein Zehntel' der Oberfläche der Folie bedecken.
Mit der genannten bindemmttelfreien Glimmerfolle ist eine Folie gemeint aus kleinen Glimmerschuppen, die in bekannter Weise dadurch -hergestellt werden kann, dass gewöhnlicher Glimmer durch Erwärmung gespal ten. und danach in Wasser unter Bildung eines Breis von Glimmerschüppchen fein verteilt wird, der nach einem Verfahren ähnlich dem, das man bei der Pa pierherstellung verwendet, weiter behandelt wird. Die Folie besteht aus .einander überlappenden, z.
B. be liebig verteilten Glimmerschüppchen, die von wech selweise wirkenden Molekularkräften aneinander ge bunden gehalten werden. Die Aufgabe der Gl'asfaser- fäden ist, die Zugfestigkeit des Isolierbandes in der Längsrichtung zu vergrössern.
Die Glasfaserfäden haben einen höheren Elastizitätsmodu:l als das Glim- merband, und deswegen nehmen die Glasfäden die bei seiner Beanspruchung vorkommenden Spannungen auf, während das Glimmerband annähernd unbelastet bleibt. Als.
Bindemittel für das Befestigen der Glas fäden an der GIirrunerfolie können zum Beispiel Thermoplastfasern verwendet werden, die parallel mit den Glasfasern des Fadens gelegt werden und zur Befestigung auf die Schmelztemperatur des Thermo- pl\asts. erwärmt werden.
Isolierbänder für die Herstellung von Isolierungen gemäss der Erfindung werden näher in den folgenden Beispielen und an Hand der Fig. 1 und 2 beschrie- ben, in welchen das Isolierband mit 1 bezeichnet ist.
<I>Beispiel 1</I> Die bandförmige, bindemittelfreie Glimmerfolie 2 hat eine Dicke von 0,09 mm. und eine Breite von 25 mm. An eine Seite des Bandes, parallel mit seiner Längsrichtung, sind Glasfaserfäden 3 im Abstand von etwa 2,
5 mm voneinander befestigt. Jeder Glas faden besteht aus 102 Glasfasern mit einem Durch messer von etwa 5 lt. Als Bindemittel zur Befesti- Qung der Glasfäden an der bandförmigen Folie wird für jeden Glasfaden ein 50-Denier-Thermoplastfaser- faden verwendet, der aus. 24 Fasern aus Polyäthylen- glykofterephthalat besteht. Der letztgenannte Faden wird, ehe der Glasfaden an der bandförmigen Folie befestigt wird, auf der Oberfläche des.
Glasfadens durch Zusammenverzwi:rnen des Glasfadens und des Thermoplastfadens angebracht. Die Glasfäden wer den in einer Weise befestigt, die aus Fig. 2 hervor geht. Die bandförmige Folie 2 und die Fäden 3 aus Glasfaser mit aufgebrachten Thermoplastfasern lässt man durch eine Erwärmungsvorrichtung 4 laufen:
, wo sie während einiger Sekunden einer Temperatur von etwa 300 C ausgesetzt werden, so dass die Thermo- p#lastfasern schmelzen, wobei das geschmolzene Thermoplast wenigstens um einen Teil der Glasfasern herumfliesst und gleichzeitig die Oberfläche der Folie benetzt.
Wenn das Isolierband nach dem Passieren der Erwärmungvorrichtung abgekühlt wird, geht das Thermoplast bei: etwa 260 C in festem Zustand über, wonach durch das Anhalter. des Thermoplasts die Glasfäden an der Oberfläche der Fblie fixiert und befestigt liegen.
<I>Beispiel 2</I> An eine Seite einer bandförmigen, bindemittel- freien G'limmerfolie mit der Dicke 0,065 mm und, der Breite von 25 mm werden 12 Glasfäden im Ab stand von etwa 2 mm parallel mit der Längsrichtung der Folie angebracht. Jeder Glasfaden besteht aus 102 Glasfasern mit einem Durchmesser von etwa 5 ,u. Um die Glasfäden an der Folie zu befestigen, wird ein Chloroprenpolymerisat (z.
B. das unter der Handelsbezeichnung Pl'ioboud 20 von Goodyear Time Rubber Co.) verwendet. Der Glasfaden wird dabei zuerst mit diesem Polymerisat unter Verwen- dung einer 2011/a Polymerisat enthaltenden Methyl- äthylketonlösung überzogen. Der überzogene Glas faden wird getrocknet und danach an die Glimmer folie in
dem Weise angebracht, die in Beispiel 1 be schrieben ist, wobei jedoch die Temperatur .in der Erwärmungsvorrichtung etwa 200 beträgt.
Nachdem das: Isolierband nach dem :ersten oder zweiten Beispiel um den Leiter gewickelt worden ist, wird die Bandisolierung in Vakuum mit einem lö- sungsmittelfreien, vollständig polyme:risierbaren: Harz imprägniert, das zum Beispiel aus einem ungesättig ten Polyesterharz oder einem Epoxyharz bestehen kann.
Weil die Glimmerfolie des Isolierbandes frei von Bindemittel ist, kann das Imprägniermittel die Folie durchdringen und alle Hohlräume in der Isolie rung gut ausfüllen. Die imprägnierte Isolierung wird vor und während der Härtung des Imprägniermittels in einer Pressform oder in anderer Weise einem Druck ausgesetzt,
so dass überflüssiges Imprägniermittel aus der Isolierung ausgetrieben wird und die GIimmer- folien in benachbarten Bandschichten der Isolierung in unmittelbarem Kontakt miteinander praktisch längs der ganzen Oberfläche kommen.
Es hat sich erwiesen, dass dies erreicht werden kann dadurch, dass die Glasfäden so angebracht werden, dass sie nur einen geringen Teil der Oberfläche der Glimmerfolie bedecken, und dadurch, dass die Glimmerfolie, wäh rend das Imprägniermittel sich in flüssigem Zustand befindet, weich und etwas formbar ist, so dass die Glasfäden in die Glimmerfolle hineingepresst werden, wenn der Druck ausgeübt wird.
Die fertige Isolierung ,ist so praktisch homogen, und der Glirnmergehalt, der bei früher hergestellten Isolierungen mit Glim- merband bei 40 bis 500/u gelegen hat, beträgt bei einer Isolierung, wie sie vorstehend beschrieben wor den ist, etwa 750/e des totalen Gewichtes. der Iso lierung.