DE1239750B

DE1239750B - Molding compound for the production of electrical insulation bodies that are resistant to tracking

Info

Publication number: DE1239750B
Application number: DE1960S0069442
Authority: DE
Inventors: Guenter Klingenberg
Original assignee: SUEDDEUTSCHE ISOLATORENWERKE G
Current assignee: SUEDDEUTSCHE ISOLATORENWERKE G
Priority date: 1960-07-16
Filing date: 1960-07-16
Publication date: 1967-05-03

Description

Preßmasse zur Herstellung von kriechstromfesten elektrischen Isolierkörpern Die Erfindung betrifft eine bis zu 801%. anorganische Füllstoffe enthaltende Preßmasse zur Herstellung von kriechstromfesten elektrischen Isolierkörpern, gegebenenfalls mit eingepreßten Metallarmaturen, die aus Kaltpreßmassen geformt und anschließend zur Fertigkondensierung bzw. Aushärtung des Harzanteiles in der Wärme endgültig verfestigt werden.Molding compound for the production of electrical insulators with resistance to tracking The invention relates to up to 801%. molding compound containing inorganic fillers for the production of electrical insulators resistant to tracking, if necessary with pressed-in metal fittings, which are formed from cold-molded compounds and then for final condensation or hardening of the resin content in the heat be solidified.

Es ist bekannt, für die Herstellung von elektrischen Isolierteilen entweder Heißpreßmassen oder Kaltpreßmassen, letztere vor allem auf der Basis Phenolharz, zu verwenden. Die Heißpreßmassen enthalten einen verhältnismäßig hohen Harzanteil von 40 bis 45% und daneben, ebenso wie Kaltpreßmassen, zur Verbesserung der Struktureigenschaften der Isolierteile Füllstoffe verschiedener Art, beispielsweise Asbestfaser, Gesteinsmehl od. dgl. Da die Phenolharze, die in vielen Fällen in Isolierkörpern verwendet werden, nicht gegen die Einwirkungen von höheren Spannungen und Verschmutzungen beständig sind, neigen solche Harze in großen Mengen enthaltende Isolierkörper zur Kriechwegbildung, die schon nach kurzer Einwirkung zum 'Überschlag führt. Dabei wird das Harz zersetzt und eine leitende Kohlenstoffbrücke auf der Oberfläche des Isolierteiles gebildet, die das Isoliervermögen aufhebt. Isolierkörper aus solchen harzreichen Heißpressen sind daher schon bei geringen Spannungen nicht kriechstromfest und zeigen bei der VDE 0303 vorgeschriebenen Nachweisprüfung für die Feststellung der Kriechstromfestigkeit, bei der der Widerstand gegen eine Kriechspurbildung durch die Zahl der Tropfen einer aufgetropften Prüfflüssigkeit bestimmt wird, Tropfenzahlen zwischen 1 und maximal 11.It is known for the manufacture of electrical insulating parts either hot molding compounds or cold molding compounds, the latter mainly based on phenolic resin, to use. The hot molding compounds contain a relatively high proportion of resin from 40 to 45% and besides, as well as cold molding compounds, to improve the structural properties of the insulating parts fillers of various types, for example asbestos fiber, rock flour or the like. Since the phenolic resins, which are used in many cases in insulating bodies, not resistant to the effects of higher voltages and contamination are, such resins in large quantities containing insulating bodies tend to form tracking, which leads to rollover after only a short exposure. The resin is decomposed in the process and a conductive carbon bridge is formed on the surface of the insulating part, which cancels the insulating capacity. Insulating body from such resin-rich hot presses are therefore not tracking current resistant even at low voltages and show at the VDE 0303 prescribed verification test for the determination of the tracking resistance, in which the resistance to creep track formation by the number of drops one applied test liquid is determined, the number of drops between 1 and a maximum 11.

Man hat zur Erhöhung der Kriechstromfestigkeit auch bereits Isolierkörper aus Preßmassen hergestellt, die sich bei weit geringerem Harzanteil von etwa 22%, noch durch Kaltpressung verformen lassen. Die starke Herabsetzung des Harzanteiles ergibt eine mittlere Kriechstromfestigkeii, die bei der VDE-Prüfung Tropfenzahlen zwischen 30 und 99 entspricht. Jedoch können sich auch bei so zusammengesetzten Isolierkörpern bei intensiver Spannungseinwirkung noch immer leitende Brücken bilden, die zum Überschlag führen, so daß auch Isolierkörper der beschriebenen Art besonders hohen Ansprüchen nicht genügen.Insulating bodies are already used to increase the creepage resistance made from molding compounds with a far lower resin content of about 22%, can still be deformed by cold pressing. The strong reduction in the resin content results in an average leakage current strength, which is the number of drops in the VDE test between 30 and 99. However, this can also be the case with such a compound Insulating bodies still form conductive bridges when exposed to intense voltage, which lead to flashover, so that especially insulating bodies of the type described do not meet high standards.

Es sind ferner Kunstharzpreßmassen bekannt, die neben Novolak und Hexamethylentetramin in Mengen bis zu 25 % Füllstoffe wie Aluminiumsilikat, Magnesiumoxyd und Asbest enthalten. Derartige Preßmassen lassen sich zwar im Heißpreßverfahren zu Körpern guter Temperaturbeständigkeit verarbeiten, eignen sich aber nicht zur Herstellung von kriechstromfesten elektrischen Isolierkörpern durch Kaltverpressung.There are also Kunstharzpreßmassen known, in addition to novolak and Hexamethylenetetramine in amounts up to 25% fillers such as aluminum silicate, magnesium oxide and contain asbestos. Such molding compounds can be hot-pressed Process into bodies with good temperature resistance, but are not suitable for Manufacture of electrical insulation bodies that are resistant to leakage currents by cold pressing.

Es wurde nun gefunden, daß zur Herstellung von kriechstromfesten elektrischen Isolierkörpern, gegebenenfalls mit eingepreßten Metallarmaturen, durch kaltes Formen und anschließende Aushärtung in der Wärme Preßmassen bestimmter Zusammensetzung besonders geeignet sind. Erfindungsgemäß enthalten solche Preßmassen 20 bis 30% Phenolharz, 10 bis 20 % faserige Füllstoffe, vorzugsweise Asbest und/oder Glasfasern, und 50 bis 70% eines Oxydgernisches aus 45 bis 85, vorzugsweise 50% Siliciumdioxyd, 5 bis 15, vorzugsweise 15% Eisenoxyd, 5 bis 25, vorzugsweise 15% Aluminiumoxyd und 5 bis 20, vorzugsweise 10% Magnesiumoxyd. Die Oxyde sollten gut getrocknet und von angelagertem Wasser befreit sein. Die vorstehend genannten Komponenten werden in üblicher Weise intensiv vermischt, wobei das Harz in flüssiger Form oder auch im Resolzustand zugesetzt werden kann, so daß sich nach dem Mischen eine krümelige sandtrockene Masse bildet, die mit ausgezeichneter Formhaltigkeit und Konturschärfe durch Kaltpressung verformt werden kann. Dabei können auch Armaturen, z. B. aus Metall, mit eingepreßt werden. Die Formkörper werden ohne Standzeit ausgeformt, was einen raschen Durchsatz durch die Presse gewährleistet und dann, gegebenenfalls nach einer längeren Ablagerung, der üblichen Fertigkondensierung bzw. Aushärtung des Harzes durch eine Wärmebehandlung bei Temperaturen bis etwa 200° C unterworfen. Die Wärmebehandlung wird vorteilhaft, wie ebenfalls bekannt, in Wärme- und Zeitstufen vorgenommen.It has now been found that for the production of tracking current-resistant electrical Insulating bodies, if necessary with pressed-in metal fittings, by cold molding and subsequent curing in the heat molding compounds of a specific composition are particularly suitable. According to the invention, such molding compounds contain 20 to 30% Phenolic resin, 10 to 20% fibrous fillers, preferably asbestos and / or glass fibers, and 50 to 70% of an oxide mixture of 45 to 85, preferably 50% silicon dioxide, 5 to 15, preferably 15% iron oxide, 5 to 25, preferably 15% aluminum oxide and 5 to 20, preferably 10% magnesium oxide. The oxides should be well dried and of be freed of accumulated water. The above components are used in Usually mixed intensively, the resin in liquid form or in the Resole can be added so that after mixing a crumbly sand-dry mass forms with excellent shape retention and definition can be deformed by cold pressing. Fittings such. B. off Metal to be pressed in with. The moldings are molded without downtime, which ensures a rapid throughput through the press and then, if necessary after a long period of storage, the usual final condensation or hardening the resin is subjected to a heat treatment at temperatures up to about 200 ° C. The heat treatment is advantageous, as is also known, in heat and time stages performed.

In der erfindungsgemäßen Preßmasse kann der anorganische Füllstoff aus einem Oxydgemisch ganz oder teilweise ersetzt sein durch Verbindungen, die aus zwei oder mehreren der genannten Oxyde bestehen. So kann die Preßmasse beispielsweise an Stelle eines Gemisches von Aluminiumoxyd und Siliciumdioxyd auch ein Aluminiumsilikat enthalten. Auch in diesem Fall muß das einzuhaltende Mengenverhältnis der einzelnen Oxyde gewahrt bleiben.The inorganic filler can be used in the molding compound according to the invention be completely or partially replaced from an oxide mixture by compounds that the end two or more of the oxides mentioned exist. For example, the molding compound instead of a mixture of aluminum oxide and silicon dioxide, there is also an aluminum silicate contain. In this case, too, the quantitative ratio of the individual Oxides are preserved.

Es hat sich gezeigt, daß aus erfindungsgemäßen Massen hergestellte Isolierkörper außerordentlich widerstandsfähig gegen Kriechbildung sind und nicht zur Entstehung von leitenden Kohlenstoffbrücken neigen. Daraus resultiert eine hohe Kriechstromfestigkeit, die bei der Prüfung nach VDE 0303 ihren Ausdruck in Tropfenzahlen von mehr als 150 bis zum Überschlag findet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen und wirtschaftlichen Verarbeitung der Preßmassen, der durch einen entsprechenden Harzanteil erzielt wird, wobei jedoch der Harzgehalt infolge der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Füllstoffgemisches die Kriechstromfestigkeit nicht beeinträchtigt, wohl aber Formhaltigkeit, Konturschärfe, Preßgeschwindigkeit und Schwundverhalten in erwünschter Weise verbessert.It has been shown that produced from compositions according to the invention Insulating bodies are and are not extraordinarily resistant to creep formation tend to form conductive carbon bridges. This results in a high Leakage current resistance, which is expressed in the test according to VDE 0303 in the number of drops from more than 150 to the rollover takes place. Another advantage of the invention is in the simple and economical processing of the molding compounds, which by a corresponding resin content is achieved, but the resin content due to the composition of the filler mixture according to the invention, the tracking resistance not impaired, but shape retention, contour sharpness, pressing speed and shrinkage behavior improved in a desired manner.

Aus Massen gemäß der Erfindung können Isolierteile von komplizierten Formen in Abmessungen zwischen wenigen Millimetern und 1000 mm und mehr und mit Gewichten von einigen Gramm bis über 50 kg hergestellt werden.From masses according to the invention can insulating parts of complicated Shapes in dimensions between a few millimeters and 1000 mm and more and with Weights from a few grams to over 50 kg can be produced.

Die Erfindung wird durch nachstehende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1 Eine Masse aus 22% Phenolharz, 20 % Asbestfaser, 58% eines Gemisches aus 55 % Siliciumdioxyd, 5 % Eisenoxyd, 20 % Aluminiumoxyd, 20 % Magnesiumoxyd wird sorgfältig gemischt und sodann mit einem Druck von etwa 200 kg/cm2 verpreßt. Die Trocknung und Aushärtung des ohne Standzeit ausgeformten Preßkörpers erfolgt in Temperatur- und Zeitstufen nach folgendem Schema: Temperatur, ° C Haltezeit, Stunden 50 (Trocken) 5 bis 12 *) 75 12 100 12 125 8 bis 12 *) 150 12 175 4 bis 12 *) 200 4 bis 12 *) *) Die Zeit schwankt mit dem Kondensationsgrad des jeweils verwendeten Harzes. Beispiel 2 In gleicher Weise wie im Beispiel 1 wird eine Masse von nachstehendem Aufbau verarbeitet: 25 % Phenolharz, 10 % Asbestfaser, 65 % Oxydgemisch aus 60 % Siliciumdioxyd, 10 % Eisenoxyd, 25 % Aluminiumoxyd, 5 % Magnesiumoxyd. Beispiel 3 In gleicher Weise wie im Beispiel 1 wird eine Masse aus folgender Zusammensetzung mit einem Druck von 250 kg/cm2 verpreßt und dann ausgehärtet: 20 % Phenolharz, 20% Asbestfaser, 60% Oxydgemisch aus 85 % Siliciumdioxyd, 10 % Aluminiumoxyd, 5 % Magnesiumoxyd. Sämtliche nach den Beispielen 1 bis 3 hergestellten Preßkörper zeigten bei der Prüfung auf Kriechstromfestigkeit nach VDE-Vorschrift 0303 Tropfenzahlen von mehr als 150 bis zum Überschlag.The invention is illustrated by the following examples: Example 1 A mass of 22% phenolic resin, 20% asbestos fiber, 58% of a mixture of 55% silicon dioxide, 5% iron oxide, 20% aluminum oxide, 20% magnesium oxide is carefully mixed and then with a pressure of about 200 kg / cm2 pressed. The drying and hardening of the molded body without standing time takes place in temperature and time stages according to the following scheme: Temperature, ° C holding time, hours 50 (dry) 5 to 12 *) 75 12 100 12 125 8 to 12 *) 150 12 175 4 to 12 *) 200 4 to 12 *) *) The time varies with the degree of condensation of the resin used in each case. Example 2 In the same way as in Example 1, a mass of the following structure is processed: 25% phenolic resin, 10% asbestos fiber, 65% oxide mixture of 60% silicon dioxide, 10% iron oxide, 25% aluminum oxide, 5% magnesium oxide. Example 3 In the same way as in Example 1, a mass of the following composition is pressed at a pressure of 250 kg / cm2 and then cured: 20% phenolic resin, 20% asbestos fiber, 60% oxide mixture of 85% silicon dioxide, 10% aluminum oxide, 5% Magnesia. All of the pressed bodies produced according to Examples 1 to 3 showed, when tested for resistance to tracking in accordance with VDE regulation 0303, drop numbers of more than 150 up to the point of rollover.

Claims

Claims: 1. Phenolic resin and up to 80% inorganic fillers containing molding compound for the production of electrical insulators resistant to tracking, possibly with pressed-in metal fittings, by cold molding and subsequent Hardening in the heat, in that it is not shown that it is 20 to 30% Phenolic resin, 10 to 20% fibrous fillers and 50 to 70% of an oxide mixture from 45 to 85% silicon dioxide, 5 to 15% iron oxide, 5 to 25% aluminum oxide and Contains 5 to 20% magnesium oxide.

2. molding compound according to claim 1, characterized in that that the oxide mixture consists of 50% silicon dioxide, 15% iron oxide, 25% aluminum oxide and 10 () / o magnesium oxide.

3. molding compound according to claim 1 or 2, characterized in that that it contains asbestos and / or glass fibers as a fibrous filler.

4. molding compound according to one of claims 1 to 3, characterized in that the oxide mixture is entirely or is partially replaced by compounds consisting of two or more of the im Claim 1 mentioned oxides exist. Publications considered: German Publication No. 1072286,1000891.