DE1463783B2 - Glimmschutzanordnung am Nutaustritt der Statorwicklungen elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

Bei den Statorwicklungen rotierender Hochspannungsmaschinen ist man stets bestrebt, die Spannungsfestigkeit am Nutaustritt längs der Isolationsoberfläche zu verbessern, wobei meistens versucht wird, eine geradlinige Spannungsverteilung zu erreichen.

Zu diesem Zweck sind bereits eine ganze Anzahl verschiedenartiger Anordnungen bekannt.

Beispielsweise werden in die Isolation der Leiter leitende oder halbleitende Beläge eingewickelt, ähich wie dies bei Kondensator-Durchführungen bekannt ist, oder am Nutaustritt wird eine trompetenförmige Elektrode angeordnet, um den Spannungsgradienten zu verbessern.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß in der Isolationshülse der Leiterbündel, die eventuell noch durch eine zusätzliche Isolation verstärkt ist, eine vorgeschobene Spannungselektrode eingeschoben wird. Die Oberfläche wird dadurch entlastet, aber am Ende dieser vorgeschobenen Elektrode bildet sich ein starkes Feld, so daß im Bereich der hohen Feldkonzentration eine gute, luftfreie Isolation notwendig ist.

Es ist auch bekannt, auf der Oberfläche der Leiterisolation ein bis mehrere Anstriche mit verschiedenen halbleitenden Lacken in Stufen anzubringen. Diese Anstriche enthalten meistens Siliziumkarbid, um einen von der angelegten Spannung abhängigen Widerstand zu erhalten. Wenn verschiedene Anstriche in Stufen vorgesehen werden, muß deren Widerstand mit größerer Entfernung vom Nutaustritt zunehmen. Am Übergang von einer Stufe zur anderen ist aber eine Überlappung der Anstriche unerläßlich, damit der elektrische Kontakt gesichert ist. Die Überlappungsstellen haben dann einen zu geringen Widerstand im Vergleich zu den benachbarten Stufen, und es entsteht somit eine unregelmäßige Abstufung, so daß die angestrebte lineare Spannungsverteilung nicht erreicht werden kann.

Wenn nur ein Anstrich am Spulenkopf anschließend an den üblichen Anstrich im Nutteil verwendet wird, ίο sind alle Übergänge bis auf einen beseitigt. Dieser Anstrich mit seinem spannungsabhängigen Widerstand macht mehrere Anstriche überflüssig, weil sich ja der Widerstand längs der Oberfläche bei geeigneter Zusammensetzung selber richtig entsprechend der Spannungsbeanspruchung einstellt. Der Widerstand muß aber nicht nur bezüglich einer optimalen Spannungsverteilung bis zu den zur Fabrikationskontrolle der Wicklungsisolation notwendigen Prüfspannungen eingestellt werden, sondern es müssen auch die Verhältnisse in der Phasentrennung zwischen den Spulenköpfen berücksichtigt werden. Die Folge davon ist, daß der Widerstand an der höchst beanspruchten Stelle, die ja gerade anschliessend an den Nutenglimmschutz liegt, für die auftretenden Beanspruchungen zu hoch festge* setzt werden muß. Dadurch erfolgt der Abbau zu schnell und hohe Gradienten auf der Oberfläche mit Längsentladungen sind unvermeidlich.

Aus der DT-AS 1 079 182 ist eine Anordnung zweier Glimmschutzschichten übereinander bekannt. Die beiden Schichten bestehen aus Halbleitermaterial unterschiedlicher Körnung, womit ein unterschiedliches Widerstandverhalten bei stationär und transienter Spannung bezweckt wird. Als Träger für die äußere Halbleiterschicht dient ein Glasseidenband, welches mittels eines Leitlackes befestigt wird, der die Maschen des Bandes durchdringt und eine Leitfähigkeit sowohl in Oberflächenrichtung als auch eine quer zum Band bewirkt. Wesentliche Abweichungen in den Potentialen übereinanderliegender Stellen der beiden Schichten sind somit nicht möglich und diese letzteren wirken bezüglich einer Potentialbeeinflussung wie eine einzige Steuerschicht.

Der Zweck der Erfindung ist nunmehr, bei einer Glimmschutzanordnung am Nutaustritt der Statorwicklungen elektrischer Maschinen, bei welcher der innerhalb der Nut auf der Leiterisolation aufgebrachte Glimmschutzbelag sich an einen, außerhalb der Nut auf der Leiterisolation aufgebrachten Glimmschutzbelag anschließt, eine möglichst geradlinige Spannungsverteilung zu erreichen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß an der Übergangsstelle der beiden Glimmschutzbeläge eine Isolierhülse vorgesehen ist, die außen einen Glimmschutzbelag aufweist, der mit den anderen beiden Glimmschutzbelägen elektrisch verbunden ist.

An Hand der Zeichnung sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert und zwar zeigt die Figur einen Teil einer Statorwicklung im Längsschnitt.

In der Figur bedeutet 1 ein Leiterbündel der Statorwicklung und 2 die Isolation des Leiterbündels. Auf dem Nutteil der Wicklung, d. h. im Statoreisen 3, ist jede Leiterisolation 2 mit einem halbleitenden Belag bzw. Anstrich 4 versehen, und kurz außerhalb der Nut schließt sich dieser Belag an einen weiteren, auf dem Wickelkopfteil des Leiterbündels aufgebrachten halbleitenden Anstrich 5 an, wobei an der Übergangsstelle 6 der beiden Anstriche eine gewisse Überlappung stattfindet, um einen guten elektrischen Kontakt zu erhal-

ten. Um Längsentladungen zu vermeiden, ist an der Übergangsstelle 6 eine Isolierhülse 7 vorgesehen, die auf der Aussenseite ebenfalls einen Halbleitenden Anstrich bzw. Belag 8 aufweist.

Für die halbleitenden Beläge 5 und 8 wird ein Anstrich mit spannungsabhängigem Verhalten verwendet, z. B. einen der Siliziumkarbid enthält. Die Isolierhülse 7 kann entweder direkt auf den halbleitenden Belägen 4, 5 aufgeklebt werden, oder innen mit einem halbleitenden Anstrich versehen werden, der mit den halbleitenden Anstrichen 4, 5 auf der Wicklungsisolation 2 einen guten Kontakt herstellt.

Die Hülse 7 kann aus einzelnen Isolationslagen oder aus glimmerhaltigen gewickelten Isolationsbändern hergestellt werden, die mit einem polymerisierbaren oder plastisch bleibenden Kunstharz verklebt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Glimmschutzanordnung, wo die durch eine Isolierhülse voneinander getrennten Steuerbeläge aus einem einheitlichen Halbleitermaterial bestehen und von unterschiedlicher Länge sind, herrschen an übereinanderliegenden Stellen unterschiedliche Potentiale. Je größer diese Abweichungen, desto stärker die kapazitiven Verschiebungsströme, die zwischen ihnen auftreten und auf eine Angleichung der Potentiale gerichtet sind. Durch diese Kopplung wird somit das Auftreten zu großer Potentialunterschiede zwischen den Steuerbelägen verhindert. Die unterschiedlich wirksame Länge der elektrisch parallelgeschalteten Steuerschichten wird durch eine unterschiedliche Länge bis zum Anschluß an das Bezugspotential erreicht, wobei der gutleitende Nutenglimmschutz noch über die Nutlänge bis in den Bügel hinein vorgezogen und erst ab dort mit dem inneren Steuerbelag überdeckt wird, hingegen steht der äußere Belag auf der Isolierhülse unmittelbar am Nutaustritt mit dem Nutbelag in Verbindung.

Außer der Unterdrückung plötzlicher Potentialänderungen ergibt sich noch der Vorteil, daß die Überlappungsstelle von Nut- und Bügelbelag dicht von einem Isoliermaterial viel höhere elektrischer Festigkeit als Luft überdeckt wird, wodurch auch grundsätzlich höhere elektrische Beanspruchungen in Schichtrichtung der Beläge zulässig sind, ohne daß sich elektrische Entladungen im Bereich dieser Stelle ausbilden können.

Um Entladungen zwischen den Wickelköpfen zweier verschiedenrr Phasen zu vermeiden, ist es noch von Vorteil, wenn bei der beschriebenen Glimmschutzanordnung der Spalt zwischen den isolierten Spulenschenkeln mindestens teilweise mit einer halbleitenden Masse ausgefüllt wird. Zu diesem Zweck wird eine Kittmasse verwendet, die ein halbleitendes Material, beispielsweise Siliziumkarbid, enthält und sich leicht in den Spalt zwischen den Spulenschenkeln einbringen läßt und an der vorgesehenen Stelle gut haften bleibt. Ein Teil des Kittes kann auch durch einen halbleitenden Silikongummi ersetzt werden.

Diese zusätzliche Maßnahme ist besonders bei Statorwicklungen mit direkt gekühlten Leitern günstig, wo das in den Spalten zwischen den Stäben sonst durchströmende Gas zur Kühlung nicht notwendig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Glimmschutzanordnung am Nutaustritt der Statorwicklungen elektrischer Maschinen, bei welcher der innerhalb der Nut auf der Leiterisolation aufgebrachte Glimmschutzbelag sich an einen außerhalb der Nut auf der Leiterisolation aufgebrachten Glimmschutzbelag anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Übergangsstelle der beiden Glimmschutzbeläge eine Isolierhülse vorgesehen ist, die außen einen Glimmschutzbelag aufweist, der mit den anderen beiden Glimmschutzbelägen elektrisch verbunden ist.

2. Glimmschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmschutzbeläge aus einem halbleitenden Anstrich bestehen, der Siliziumkarbid enthält.

3. Glimmschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse aus einzelnen Isolationslagen besteht, die miteinander verklebt sind und.direkt auf den auf der Leiterisolation vorgesehenen Glimmschutzbelägen aufgebracht sind.

4. Glimmschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse auf der Innenseite mit einem halbleitenden Anstrich versehen ist, der die Isolierhülse mit den auf der Leiterisolation vorgesehenen Glimmschutzbelägen verbindet.

5. Glimmschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen den isolierten Spulenschenkel zweier verschiedener Phasen der Wicklung mit einer halbleitenden Masse ausgefüllt ist.