DE1058115B - Process for producing high-voltage-resistant enamelled wire insulation - Google Patents
Process for producing high-voltage-resistant enamelled wire insulationInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung hochspannungsfester Lackdrahtisolation Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung hochspannungsfester Lackdrahtisolation, bei dem man in der an sich von der Herstellung plastischer Isolationsaufträge bekannten Weise den zu isolierenden Leiter im Vakuum bei erhöhter Temperatur reinigt, ehe man den Isolationsauftrag unter Vakuum aufbringt.Process for the production of high-voltage-resistant enamelled wire insulation Invention is concerned with a method for producing high-voltage-resistant enameled wire insulation, in which one is known per se from the production of plastic insulation applications Before cleaning the conductor to be insulated in a vacuum at an elevated temperature the insulation application is applied under vacuum.
Die nach den üblichen Verfahren aus gegebenenfalls mehreren Schichten eines Isolierlacks hergestellten Drahtisolationen haben den Nachteil, daß sich zwischen dem Leiter und dem aufgebrachten Lackfilm gelegentlich Lufteinschlüsse befinden und auch der Lackauftrag selbst okkludierte Gase enthalten kann. Da bei Hochspannungsleitern selbst kleinste Gaseinschlüsse der erwähnten Art unter dem Einfluß des elektrischen Leiterfeldes ionisiert werden und damit zu vorzeitigem Durchschlag der Leiterisolationen führen, sind die bekannten Lackdrahtisolationen nur für Maschinen- und Transformatorwicklungen geeignet, die mit relativ niedriger Spannung beansprucht werden.The customary procedures, if necessary, of several layers an insulating lacquer produced wire insulation have the disadvantage that between Occasionally there are air pockets on the conductor and the applied paint film and the paint application itself can contain occluded gases. As with high voltage conductors even the smallest gas inclusions of the kind mentioned under the influence of the electric Conductor field are ionized and thus premature breakdown of the conductor insulation lead, the well-known enamelled wire insulation is only for machine and transformer windings suitable, which are stressed with relatively low voltage.
Ein Fortschritt ist in jüngster Zeit auf diesem Gebiete durch Verwendung von Polyvinylformacetal als Lackmaterial (das unter Handelsnamen wie z. B. Formvar oder Formex bekannt ist) erzielt worden. Mit diesem Lackauftrag in mehreren Schichten versehene Leiter sollen für Spannungen bis etwa 25 kV brauchbar sein. Für ausgesprochene Hochspannungsisolation ist aus den obengenannten Gründen auch eine derartige Lackisolation meist nicht genügend sicher, so daß man bisher bei Wicklungen von Großtransformatoren für hohe Übertragungsspannungen auf getränkte Papierisolation angewiesen war.Recently, there has been an advance in this field by use of polyvinylformacetal as a paint material (sold under trade names such as Formvar or Formex is known). With this paint application in several layers Provided conductors should be usable for voltages up to about 25 kV. For outspoken For the reasons mentioned above, high-voltage insulation is also such a lacquer insulation usually not sufficiently safe, so that one has hitherto been involved in the windings of large transformers was dependent on impregnated paper insulation for high transmission voltages.
Die Papierisolation hat aber bei der Herstellung von Spulenwicklungen noch den Nachteil, daß die im Papier eingeschlossene Luft durch weitgetriebene Evakuierung entfernt werden muß, bevor seine Imprägnierung mit Füllstoffen, wie Mineral- oder synthetischen Ölen, erfolgt. Eine so hergestellte Spulenwicklung ist auch mechanisch emfindlich, was z. B. bei der Reparatur eines Transformators unter Umständen eine Neuwicklung erforderlich macht.However, the paper insulation has in the manufacture of coil windings nor the disadvantage that the air trapped in the paper by far-driven evacuation must be removed before its impregnation with fillers, such as mineral or synthetic oils. A coil winding made in this way is also mechanical sensitive what z. B. when repairing a transformer under certain circumstances Requires rewinding.
Eine Lackisolation hingegen benötigt keine so zeitraubende Evakuierung, weil sich Luft nur zwischen den Lackdrähten der Wicklung befindet und aus den Zwischenräumen leicht entfernt werden kann.A lacquer insulation, on the other hand, does not require such a time-consuming evacuation, because air is only between the enameled wires of the winding and from the spaces in between can be easily removed.
Es ist anderseits für die Herstellung plastischer Isolationsaufträge auf elektrischen Leitern bekannt, den zu isolierenden Leiter zunächst im Vakuum bei erhöhter Temperatur zu reinigen, ehe man den Isolationsauftrag - ebenfalls unter Vakuum - aufbringt. Das Reinigen des Drahtes im Vakuum und das unter Aufrechterhaltung des Vakuums sich anschließende Umpressen des Leiters mit dem thermoplastischen Isolationsüberzug hat den Zweck, die Isolation des Leiters unmittelbar auf die gereinigte Drahtoberfläche aufzubringen und die Ausbildung von Luftspalten oder gasgefüllten Hohlräumen zwischen der Leiteroberfläche und dem Isolierstoff bzw. das Verbleiben von Gaseinschlüssen innerhalb des Isolierstoffes zu unterbinden.On the other hand, it is used for the production of plastic insulation jobs known on electrical conductors, the conductor to be insulated initially in a vacuum to be cleaned at a higher temperature before applying the insulation - also under Vacuum - applies. Cleaning the wire in a vacuum and maintaining it the vacuum is then pressed around the conductor with the thermoplastic insulation coating has the purpose of the insulation of the conductor directly on the cleaned wire surface to apply and the formation of air gaps or gas-filled cavities between the conductor surface and the insulating material or the remaining gas inclusions to prevent within the insulating material.
Maßgebend für diese Verfahrensweise ist die Überlegung bzw. Erfahrung, daß derartige Hohlräume oder Spalte bei höheren Spannungsbeanspruchungen des Leiters Ausgangspunkte einer beginnenden Zerstörung der Leiterisolation bilden können.Decisive for this procedure is the consideration or experience, that such cavities or gaps at higher voltage stresses on the conductor Can form starting points for an incipient destruction of the conductor insulation.
Man hat auch bereits versucht, plastische Massen - insbesondere Gummi - dadurch als festhaftende Überzüge auf Metall aufzubringen, daß man ein bandförmiges Metallelement zunächst in einem Säurebad reinigt, dann in eine Vakuumkammer bringt und dort erhitzt, um Feuchtigkeit und Dampf von der Oberfläche des Metalls zu entfernen und auch eine gewisse Entgasung des Metalls zu bewirken, ehe das weiterhin in einer Kühlkammer - bei aufrechterhaltenem Vakuum - tief abgekühlte Metallelement einen Extruder durchläuft, in dem das Umpressen mit der erwärmten plastischen Masse erfolgt.Attempts have also been made to create plastic masses - especially rubber - To apply as firmly adhering coatings on metal by using a band-shaped First cleans the metal element in an acid bath, then places it in a vacuum chamber and heated there to remove moisture and vapor from the surface of the metal and also to cause a certain degassing of the metal before that continues in a Cooling chamber - if the vacuum is maintained - a deeply cooled metal element Extruder passes through, in which the pressing takes place with the heated plastic mass.
Durch die sehr tiefe Abkühlung des gereinigten Metallelementes oder -bandes und dessen plötzliche Erwärmung beim Zusammentreffen mit der erwärmten plastischen Masse im Extruder sollen sich an der Oberfläche des Metallelementes Spalte und Risse öffnen, in die die plastische Masse unter hohem Druck teilweise hineingedrückt wird, um eine dauernde innige Verbindung zwischen dem Metallelement und der Umhüllung herbeizuführen.Due to the very deep cooling of the cleaned metal element or -band and its sudden heating when it meets the heated plastic Mass in the extruder should show gaps and cracks on the surface of the metal element open, into which the plastic mass is partially pressed under high pressure, a permanent intimate connection between the metal element and the casing bring about.
Es wird also die Erwärmung des Metallelementes während seines Umpressens mit einer plastischen Masse - unter sehr hohem Druck - dazu ausgenutzt, um die mechanische Haftung zu verbessern. Dem geschilderten bekannten Stand der Technik gegenüber ist die Erfindung zur Herstellung einer hochspannungsfesten Lackdrahtisolation ohne Hohlräume und Lufteinschlüsse, die außerdem besonders fest auf dem zu isolierenden Leiter haftet, dadurch gekennzeichnet, daß man den metallischen Leiter zunächst unter Hochvakuum von etwa 10-3 Torr bei so hoher Temperatur glüht, daß er nicht nur gereinigt und entgast, sondern auch durch Abdampfen des Leitermaterials an der Oberfläche aufgerauht wird, dann den aufgerauhten Leiter in an sich bekannter Weise zunächst unter Hochvakuum abkühlt und dann vorzugsweise mehrmals durch unter Vakuum entgasten Lack zieht und daß man anschließend die aufgebrachte Lackisolation in üblicher Art durch Anwendung von Wärme, aber unter Ausschluß von Fremdgasen, z. B. atmosphärischer Luft, härtet.So it is the heating of the metal element during its pressing with a plastic mass - under very high pressure - used for the mechanical Improve adhesion. The known prior art described opposite is the invention for the production of a high-voltage-resistant enameled wire insulation without cavities and air inclusions, which are also particularly firm on the insulating material Head adheres, characterized in that the metallic conductor is first Glows under a high vacuum of about 10-3 Torr at such a high temperature that it does not glow only cleaned and degassed, but also by evaporation of the conductor material on the Surface is roughened, then the roughened conductor in a known manner first cooled under high vacuum and then preferably several times through under vacuum degassed paint pulls and that you then the applied paint insulation in usual type by the application of heat, but with the exclusion of foreign gases, z. B. atmospheric air hardens.
Das vorstehend gekennzeichnete neue Verfahren besteht grundsätzlich aus den folgenden drei bzw. vier Verfahrensstufen, die in einem Arbeitsgang ausgeführt werden können.The new procedure identified above exists in principle from the following three or four process steps, which are carried out in one operation can be.
1. Die Entgasung der Leiteroberfläche erfolgt unter Glühen im Hochvakuum bei einem Druck von 10-3...10-4 Torr. Bei Glühtemperatur und bei diesem Druck wird nicht nur die Leiteroberfläche von Unreinigkeiten befreit, sondern es tritt als wesentliches Erfordernis auch ein Verdampfen des Leitermaterials, z. B. Kupfer, ein. Dadurch wird die Leiteroberfläche aufgerauht und erhält »Seidenglanz«.1. The conductor surface is degassed while glowing in a high vacuum at a pressure of 10-3 ... 10-4 Torr. At the annealing temperature and at this pressure not only cleans the conductor surface of impurities, but it occurs as an essential requirement also an evaporation of the conductor material, e.g. B. copper, a. As a result, the conductor surface is roughened and given a "silk gloss".
2. Der so vorbehandelte Leiter wird, ebenfalls wieder unter Hochvakuum, abgekühlt und wandert durch das Lackbad, in welchem sich der zwecks Entgasung unter Hochvakuum vorbehandelte Lack befindet. Der Lack dringt nunmehr in die aufgerauhte Leiteroberfläche ein und verbindet sich mit dieser zu einem mechanischen Ganzen, was dem Lack eine besonders feste Haftung auf dem Leiter gibt.2. The pre-treated conductor is, again under high vacuum, cooled and migrates through the paint bath, in which the for the purpose of degassing High vacuum pretreated paint is located. The lacquer now penetrates the roughened one Surface of the conductor and connects with it to form a mechanical whole, which gives the paint a particularly strong adhesion to the conductor.
3. Die aufgebrachte Lackisolation wird in an sich bekannter Weise unter Wärmebehandlung einer Härtung unterzogen.3. The applied lacquer insulation is made in a manner known per se subjected to hardening with heat treatment.
4. Danach können die Vorgänge 2 und 3 zum Zwecke mehrfacher Lackaufträge beliebig oft wiederholt werden, wobei jedoch vor 2 wiederum eine Hochvakuumbehandlung4, diesmal ohneWärmeanwendung, einzuschalten ist.4. Operations 2 and 3 can then be used for the purpose of multiple paint jobs repeated as often as required, but before 2 again a high vacuum treatment4, this time without the application of heat.
Das Lackieren durch Vorgang 2 soll zweckmäßigerweise, muß aber nicht unbedingt unter Vakuum erfolgen. Es kann auch eine Lackdruckkammer angewendet werden, wobei diese ohne Luftpolster mit unter Vakuum entgastem Lack gefüllt ist. In diesem Falle ist das Zwischenschalten einer Vakuumschleuse zwischen 1 und 2, etwa mittels Durchführen des Leiters durch eine Simmeringdichtung, erforderlich.The painting through process 2 should be useful, but it does not have to must be done under vacuum. A paint pressure chamber can also be used, this is filled with lacquer degassed under vacuum without an air cushion. In this Trap is the interposition of a vacuum lock between 1 and 2, for example by means of Passing the conductor through a sealing ring is required.
Erfolgt das Lackieren unter Vakuum, so ist die Anbringung einer Schleuse zwischen 2 und 3 notwendig und zwischen 1 und 2 empfehlenswert, um ein Hineindampfen des Lackes nach 1 zu verhindern. In dem Lackraum 2 herrscht der Dampfdruck der flüchtigen Bestandteile des Lackes, und diese würden den Vorgang 1 (Verdampfen des Leitermaterials) stören. Die Schleuse zwischen 2 und 3 kann nicht als Simmerringdichtung ausgebildet sein, weil diese den noch flüssigen Lackfilm abstreifen würde. Man verwendet statt dessen eineAnzahl in Reihe geschalteter Flüssigkeitsdichtungen (Siphonverschlüsse), die mit dem Isolierlack gefüllt sind. Zw eckmäßigerweise bildet man die Lackiereinrichtung 2 gleich in dieser Weise aus, d. h., man läßt den Leiter durch eine Anzahl von Lackfallen mit unterschiedlichem und von Stufe zu Stufe steigendem Druck wandern. Um bei Anwendung des Vakuums in der Lackkammer 2 die Konsistenz und die Viskosität des Lackes unveränderlich zu halten, müssen die kondensierbaren Dämpfe dem Lackbad über eine Rücklaufleitung wieder zugeführt werden.If the painting takes place under vacuum, a lock must be attached between 2 and 3 necessary and between 1 and 2 recommended for steaming in to prevent the paint according to 1. In the paint room 2 there is the vapor pressure of the volatile Constituents of the paint, and these would result in process 1 (evaporation of the conductor material) disturb. The lock between 2 and 3 cannot be designed as a Simmerring seal because this would strip off the still liquid paint film. One uses instead of which a number of liquid seals (siphon closures) connected in series, which are filled with the insulating varnish. Purposely one forms the painting device 2 equal out in this way, i.e. i.e., the conductor is dropped through a number of lacquer traps hike with different pressures that increase from level to level. To when applying of the vacuum in the paint chamber 2, the consistency and viscosity of the paint invariably To keep the condensable vapors in the paint bath via a return line be fed back.
Nach Verlassen des Härteofens in Vorgang 3 kann der lackierte Leiter vorübergehend in die äußere Atmosphäre gebracht werden, bevor er zu nochmaliger Lackierung nach Vorgang 2 über eine Schleuse in die schwach oder ungeheizte Vakuumkammer 4 gebracht wird. Die Belüftung des Lackdrahtes zwischen zwei Lackaufträgen kann man jedoch auf folgende Weise vermeiden. Der Heizraum 3 darf nicht unter Vakuum stehen, weil sonst der noch flüssige Lackfilm vom Leiter abgedampft würde. Er muß wenigstens unter Atmosphärendruck oder auch unter noch höherem Druck stehen und mit inertem Gas gefüllt sein, für das der Lack kein Lösungsmittel ist. Eine gesättigte Lackdampfatmosphäre tut die gleichen Dienste. Nunmehr kann der Leiter zur abermaligen Lackierung über eine Simmerringdichtung direkt wieder in den Lackraum 2 eingeführt werden. Da der Leiter mit Luft nicht in Berührung gekommen ist, kann man also den Vorvakuumraum 4 einsparen.After leaving the curing oven in step 3, the painted conductor can be temporarily brought into the outer atmosphere before going to recurrence Painting according to process 2 via a lock into the weak or unheated vacuum chamber 4 is brought. The ventilation of the enamelled wire between two enamel applications can However, one should avoid doing the following. The boiler room 3 must not be under vacuum because otherwise the still liquid paint film would evaporate from the conductor. He must are at least under atmospheric pressure or under even higher pressure and be filled with inert gas for which the paint is not a solvent. A saturated one Lacquer vapor atmosphere does the same thing. Now the leader can do it again Painting introduced directly back into paint room 2 via a Simmerring seal will. Since the conductor did not come into contact with air, you can use the Save fore-vacuum space 4.
Zum Lackieren nach diesem Verfahren eignen sich nach dem Preßverfahren hergestellte Leiter aus Kupfer, Aluminium od. dgl. besser als gezogene, weil gezogene häufig Unebenheiten auf der Oberfläche aufweisen, die schwer oder nur in geringer Stärke vom Lack benetzt werden. Das beschriebene Lackierverfahren unter Vakuum ist sowohl für Runddrähte als auch für Profildrähte größeren Querschnittes anwendbar.The pressing process is suitable for painting by this process Conductors made of copper, aluminum or the like. Better than drawn, because drawn often have bumps on the surface that are difficult or only minor Starch are wetted by the paint. The painting process described is under vacuum Can be used for round wires as well as for profile wires with larger cross-sections.
Für die an sich bekannte Verwendung eines im Preßverfahren hergestellten Leiters (Anspruch 8) wird ein selbständiger Schutz nicht begehrt.For the per se known use of a manufactured in the pressing process Head (claim 8) independent protection is not sought.
Claims (7)
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