用于制造用于电绝缘系统的带的方法

用于制造用于电绝缘系统的带的方法

技术领域

本发明涉及用于制造用于电绝缘系统的带的方法。

背景技术

电机、诸如电动机和发电机具有电导体、电绝缘系统和定子铁芯。绝缘系统有使导体彼此相对、相对于定子铁芯并且相对于周围环境电绝缘的用途。在机器的运行中有机械或热负荷的情况下，在绝缘系统和导体之间或在绝缘系统和定子铁芯之间的界面处可能形成空腔，在这些空腔中可能由于局部放电而形成火花。由于所述火花可能在绝缘中构成所谓的“树枝状（Treeing）”通道。作为“树枝状”通道的结果，可能发生通过绝缘的电击穿。防止局部放电的壁垒通过在绝缘中使用云母来实现，所述云母有高的局部放电耐抗性。云母以具有几百微米直到几毫米的常规颗粒大小的薄片状的云母颗粒的形式来使用，其中云母颗粒被处理成云母纸。为了提高强度并且为了改善可处理性而应用带，在该带中利用胶粘剂把云母纸粘接到载体结构上。

为了改善绝缘系统的局部放电耐抗性，在绝缘系统中使用无机纳米颗粒是已知的。绝缘系统的局部放电耐抗性随着颗粒的表面积越来越大而提高并且因此依赖于颗粒的直径和颗粒的形状。此外，局部放电耐抗性随着纳米颗粒相对于绝缘系统的质量分数增大而提高。在此可以涂覆纳米颗粒。

相较于云母，树脂有低的局部放电耐抗性，由此通过两个过程制造的绝缘系统对于“树枝状”通道的形成是无抵抗力的。因此减少绝缘系统的寿命。

在DE 601 09 422 T2中描述了一种用于制造绝缘系统的方法。然而在此情况下有问题的是，纳米级颗粒的最大可实现的质量分数是小的。

发明内容

本发明的任务是，实现一种用于制造用于绝缘系统的带的方法，其中该绝缘系统的局部放电耐抗性是高的并且该绝缘系统的寿命是长的。

根据本发明的用于制造用于电绝缘系统的带的方法具有下述步骤：提供多孔的绝缘纸；提供树脂，在该树脂中悬浮有纳米级颗粒；利用树脂浸透绝缘纸，由此使树脂和颗粒分布在绝缘纸中；完成带。

这样被制造的带可以有利地在一种方法中在压力下被进一步处理，由此树脂相对于绝缘系统的高的质量分数是可实现的。由于树脂的高的质量分数，也可有利地实现纳米颗粒相对于绝缘系统的高的质量分数，由此提高绝缘系统的寿命。

所述带优选地具有载体结构。因此有利地实现带的较高的强度和较好的可处理性。优选地，绝缘纸是云母纸。此外，树脂优选地是芳香族环氧树脂、特别是BADGE、BFDGE、环氧酚醛清漆或环氧甲酚清漆，具有酐或胺类作为硬化剂。优选地，在利用树脂浸透绝缘纸之后，通过供热使该树脂部分地交联，使得树脂以无粘性的状态存在并且是事后可硬化的。此外，所述带优选地有100μm到300μm的厚度。

所述颗粒优选地具有无机材料、特别是二氧化钛、二氧化硅和/或氧化铝。无机颗粒有利地有高的局部放电耐抗性。此外，所述颗粒优选地有1 nm到50 nm的颗粒直径。所述颗粒优选地有大于25 m²/g的比表面积。由大的比表面积有利地得出绝缘系统的高的局部放电耐抗性。

为了利用树脂浸透绝缘纸，优选地为树脂供给溶剂、特别是2-丁酮、乙醇、醋酸丁酯或乙酸乙酯，使得树脂的粘滞性被降低。此外，为了利用树脂浸透绝缘纸，优选地为树脂输送热量，使得树脂的粘滞性被降低。即为了使树脂的粘滞性进一步降低，优选地为树脂输送热量以便利用树脂浸透绝缘纸。在绝缘纸的浸透之后，优选地把溶剂从绝缘纸中去除。在此优选地确定热量，使得在去除溶剂时树脂部分地交联，使得树脂以无粘性的状态存在并且是事后可硬化的。通过这两个措施，即添加溶剂或输送热量以用于粘滞性降低，在树脂中可以有利地实现颗粒的高浓度，使得具有根据本发明被制造的带的绝缘系统有颗粒相对于绝缘系统的高质量分数，由此所述绝缘系统有高的局部放电耐抗性。颗粒相对于绝缘系统的质量分数根据本发明大于3％，特别是在3％和10％之间。

利用根据本发明的方法来制造根据本发明的用于电绝缘系统的带。根据本发明的带包裹电导体并且通过压制带和通过借助供热使树脂硬化来制造所述绝缘系统。

具体实施方式

下面借助实例进一步解释根据本发明的方法。

配备有载体结构的多孔的云母纸由树脂浸透，该树脂具有环氧酚醛清漆和作为硬化剂的酐，并且在该树脂中悬浮有具有20 nm的颗粒直径的二氧化钛颗粒。为了浸透，为树脂供给溶剂乙酸乙酯，使得树脂的粘滞性被降低。为了使粘滞性进一步降低，加热树脂，由此也使树脂部分地交联，使得树脂以无粘性的状态存在并且是事后可硬化的。此外，在浸透云母纸之后从云母纸中去除溶剂。用根据这个方法完成的带缠绕导体。通过在硬化压力机（Backpresse）中压制带，填充在线圈中的和在导体和线圈之间的空腔，其中多余的树脂从线圈中流出。通过供热，使树脂硬化并且制造所述绝缘系统。选择树脂中的二氧化钛颗粒的浓度，使得二氧化钛颗粒相对于绝缘系统的质量分数为4％。

配备有载体结构的多孔的云母纸由树脂浸透，该树脂具有BADGE和作为硬化剂的酐，并且在该树脂中悬浮有具有10 nm的颗粒直径的二氧化硅颗粒。为了浸透，为树脂供给溶剂乙醇，使得树脂的粘滞性被降低。在浸透之后，通过真空干燥从云母纸中去除溶剂。在浸透和去除溶剂之后，通过供热使树脂部分地交联，使得树脂以无粘性的状态存在并且是事后可硬化的。用根据这个方法完成的带缠绕导体。通过在硬化压力机中压制带，填充在线圈中的和在导体和线圈之间的空腔，其中多余的树脂从线圈中流出。通过供热，使树脂硬化并且制造所述绝缘系统。选择树脂中的二氧化硅颗粒的浓度，使得二氧化硅颗粒相对于绝缘系统的质量分数为6％。

配备有载体结构的多孔的云母纸由树脂浸透，该树脂具有BADGE和作为硬化剂的酐，并且在该树脂中悬浮有具有10 nm的颗粒直径的二氧化硅颗粒。为了浸透，为树脂供给溶剂乙醇，使得树脂的粘滞性被降低。通过供热使带干燥。通过进一步的供热，使树脂部分地交联，使得树脂以无粘性的状态存在并且是事后可硬化的。用根据这个方法完成的带缠绕导体。通过在硬化压力机中压制带，填充在线圈中的和在导体和线圈之间的空腔，其中多余的树脂和溶剂从线圈中流出。通过供热使树脂硬化并且制造所述绝缘系统。选择树脂中的二氧化硅颗粒的浓度，使得二氧化硅颗粒相对于绝缘系统的质量分数为3％。