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DE3031866A1 - Leiterstab fuer elektrische maschine - Google Patents

Leiterstab fuer elektrische maschine

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DE3031866A1
DE3031866A1 DE19803031866 DE3031866A DE3031866A1 DE 3031866 A1 DE3031866 A1 DE 3031866A1 DE 19803031866 DE19803031866 DE 19803031866 DE 3031866 A DE3031866 A DE 3031866A DE 3031866 A1 DE3031866 A1 DE 3031866A1
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conductive
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Emil 6800 Mannheim Böser
Peter Ing.(grad.) 6141 Einhausen Ehrt
Rupert Ing.(grad.) 6837 St Leon-Rot Helmling
Waldemar Ing.(grad.) 6800 Mannheim Köpp
Harry Ing.(grad.) 6940 Weinheim Wagner
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ABB AG Germany
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BBC Brown Boveri AG Germany
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    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
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Description

BROWN ,
Mannheim
Mp.-Nr. 586/80
BOVERI &CIE AKTIENGESELLSCHAFT
5. August 19
ZFE/P2-H/Br
Leiterstab für elektrische Maschine
Die Erfindung bezieht sic:> Maschinen hoher Betriebesliegenden, aus gegeneinan' den Teilleiterpaketen. ' verflechten sind, c.aß ; " jeweils mindest einral mit einer Isolierhüise gebrachten und einer we: : und der Isolierhülse ar.'."* wobei der SchmalseitentT-beidseitig von etwa glev:"^ Stabes ausfüllenden Kit': - " L3ite:-stab ist '-.B. au·.-· .".■:.
■-:::' einen Leiterstab für elektrische T.n-vnc* rit jeweils zwei nebeneinander
i." ■''.. ierten Teilieitern bestehen- -* " ./.lei'.er derartig miteinander
.".leiter innerhalb des Stabes -■ rliehe räumliche Lage einnimmt, .-;- auf eis Isolierhülse auf- - ' Λ-is ehe1"· den Teilleiterpaketen
■> ;er. halbleitenden Schicht .".:.-:er im Bereich einer Kreuzung hohen, die -"estbreite des Leiterlic' ■?". flankiert ist. Sin solcher r DS-:-·" I :.*■<■ 562 bekannt.
BAD ORIGINAL
586/80 -Z-H 05. 08. 1980
Ein einziger elektrischer Großgenerator ist heute in der Lage, die Versorgung von Halbmillionen-Städten zu übernehmen. Es werden daher an solche Maschinen höchste Anforderungen in Bezug auf die Betriebssicherheit gestellt. Solche Maschinen sollen in der Regel rund um die Uhr ohne Unterbrechung zwischen zwei Revisions Intervallen mehrere Jahre in Betrieb bleiben.
Die Lebensdauer der Wicklung ist dabei von entscheidender Bedeutung. Schaden an der Statorwicklung stellen sich meist dann ein, wenn an Stellen innerhalb der Leiterstabisolation Hohlräume vorhanden sind, in denen durch Glimmen nitrose Gase erzeugt werden, welche die Isolation zersetzen und im Laufe der Jahre zu einem Durchschlag vom Leiterstab zum Eisen führen können. Besonders stark gefährdet sind die Partien des LeiterStabes an der Ober-oder Unterseite, da dort jeweils nur ein Teilleiter vorhanden ist und die Breite des Leiterpaketes durch Füllmasse ergänzt werden muß. Es ist bekannt diese Glimmwirkung durch Glimmschutzanordnungen, wie sie eingangs erwähnt sind, weitgehend zu verhindern.
Über die Güte der Isolation lassen sich durch Feststellung des dielektrischen Verlustfaktors gewisse Rückschlüsse ziehen.
Bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Leiterstäbe werden die Kreuzungsstellen des verroebelten Stabteils zur Kontaktierung mit dem Innenglimmschutz blank geschliffen und mit einer dem Glimmschutz dienenden leitenden Schicht eine galvanische Verbindung hergestellt. Außerdem ist für das Aufbringen ein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.
Bei einem weiteren bekannten Leiterstab (DE-OS 2 7 55 050) ist jedes Leiterpaket mit einem elektrisch halbleitenden Band wendelförmig umwickelt oder mit einem halbleitenden Breitmaterial in einer geschlossenen Windung umwickelt, das nur· an einer Stelle an einem der gekröpften Einzelleiter angelenkt ist, welche bei der Hochspannungsprüfung unter Aus-
. 586/80 -X-S 05. 08. 1980
bildung eines elektrischen Durchschlages eines Einzelleiters zum Innenglimmschutz in eine ohmische Anlenkung übergeht. Nachteilig ist beispielsweise weiterhin bei dieser bekannten Anordnung der zusätzliche Platzbedarf in der Nutbreite. Zur Kompensation wäre z.B. eine Erhöhung der Zahninduktion notwendig.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Kosten für die Herstellung eines einwandfreien, voll funktionsfähigen Innenglimmschutzes zu senken.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem eingangs erwähnten Leiterstab erfindungsgemäß darin, daß sich jeweils an der Schmalseite der Teilleiterpakete die härtbare Kittschicht über den gesamten geraden Teil des Leiterstabes erstreckt und auf dieser leitende Streifen, z.B. elektrisch leitende Glashartgewebe-(Hgw)-Streifen, vorgesehen sind, und daß die leitenden Streifen und die unter diesen liegenden Teilleiterisolationen mit durchgehenden Bohrungen versehen sind, welche Bohrungen mit einem leitenden Kitt gefüllt sind.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist an Stelle des Kittstreifens und des leitenden Streifens ein Sandwichprepreg, welches aus einem Kittstreifen und einem leitenden Streifen besteht, vorgesehen. Bei der Herstellung läßt sich dann ein Arbeitsgang einsparen. Auf diese Weise ergibt sich eine niederohmige Verbindung zwischen den Teilleitern und den leitenden Schichten. Beim Einbringen dieser Bohrungen ist bei Leiterstäben mit Hohlleitern sorgfältig darauf zu achten, z.B. durch den Einsatz entsprechender Vorrichtungen, daß der Hohlraum des Leiters nicht angebohrt wird, um ein Austreten des Kühlmediums zu vermeiden.
586/80 - /C - (θ 05. 08. 1980
Die obigen Maßnahmen werden erfindungsgemäß im gesamten gekröpften Bereich im geraden Teil des Leiterstabes vorgesehen. In zweckmäßiger Weise beträgt der Durchmesser einer solchen Bohrung etwa die Breite eines Teilleiters. 5
Ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabes nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch die folgenden zum Teil für sich bekannten Verfahrensschritte:
a) nach dem Kröpfen und Bündeln der Teilleiterpakete werden auf die Ober bzw. Unterseite des Leiterstabbündels nicht-gehärtete Kittstreifen z.B» Samica-Epoxi^Kittstreifen aufgelegt,
b) auf die Kittstreifen werden leitende Streifen z.B. leitende Hgw-Streifen aufgelegt,
c) der gerade Teil des Stabes wird in einer Heißpresse verfestigt,
d) anschließend werden mit einem Grundbohrer die leitenden Streifen einschließlich der Teilleiterisolation soweit durchbohrt, daß an dieser Stelle der Teilleiter eine blanke Oberfläche aufweist,
e) die Bohrlöcher werden mit einem leitenden Kitt ausgefüllt.
Beim Pressen des Leiterstabes in der Heißpresse wird dieser verfestigt und gleichzeitig füllt der härtbare Kitt die Hohlräume im Kröpfungsbereich aus, und bildet gemeinsam mit dem leitenden Streifen eine Einheit mit dem Leiterstab. Der Kittstreifen dringt dabei auch in die an den Kreuzungsstellen vorhandenen Hohlräume ein und füllt diese aus.
'
In zweckmäßiger Weise wird anschließend an den Verfahrensschritt b das Leiterbündel dem Trennband (z.B. aus Tedlar-Folie) umbandelt und anschließend an den Verfahrensschritt c das Trennband entfernt.
35
586/80 _ if _ !■ 05. 08. 1980
Die erwähnten Hgw-Streifen können auch aus mehreren Streifen zusammengesetzt sein.
Anstelle der erwähnten leitenden Hgw-Streifen kann auch ein leitendes Gewebeband oder eine leitende Folie vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Leiterstab nach der Erfindung im Kreuzungsbereich, Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen solchen Leiterstab, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen solchen Leiterstab.
Bei dem dargestellten Leiterstab ist die äußere Isolationhülse sowie die Teilleiterisolation nicht dargestellt. 20
Der Leiterstab 1 ist aus Teilleiterpaketen 10 und 11 aufgebaut. Die beiden Teilleiterpakete 10,11 sind durch eine isolierende Schicht 14 voneinander getrennt. Dieses Teilleiterpaket enthält eine Anzahl von Teilleitern 101,102...
bzw. 111, 112..., welche in bekannter Weise nach dem System Roebel miteinander verflochten sind. Die Schmalseitenleiter, dies sind die Leiter, die an der Schmalseite von dem einen in das andere Teilleiterpaket im Kreuzungsbereich wechseln sind mit 12 bezeichnet. Beidseits neben jedem Schmalseitenleiter 12 ist jeweils eine Kittschicht 21 aus z.B. Epoxi-Glimmer-Kitt von etwa der Höhe des Schmalseitenleiters 12 vorgesehen, welche die ungleichmäßigen Konturen des Leiterstabes zu einem rechteckigen Querschnitt ergänzt.
. 9
586/80 -J?-" OS. 08. 1980
Auf die Schmalseite des Leiterstabes ist ein sich über die gesamte Länge des geraden Teiles erstreckender härtbarer Kittstreifen 21 aufgelegt. Auf diese Kittschicht 21 ist ein leitender Streifen 22 aufgelegt. Anstelle dieses Kitt-Streifens 21 und eines leitenden Streifens 22 kann auch ein aus einem Kittstreifen und einem leitendem Streifen bestehendes Sandwich-Prepreg vorgesehen sein.
In die obere Schicht sind jeweils im Bereich der Schmalseitenteilleiter Bohrungen 23 eingebracht. Diese sind in einem solchen Abstand vorgesehen, daß mindestens im Bereich eines jeden leitenden Streifens mindestens eine Bohrung vorhanden ist. Diese Bohrung geht so tief, daß sie gerade noch in den Schmalseitenteilleiter eindringt. Die Bohrung darf nicht zu tief gehen, wenn der Schmalseiten-Teilleiter ein Hohlleiter ist, um eine Undichtigkeit mit Sicherheit zu verhindern.
Die Bohrungen 23 sind mit einem leitenden Kitt ausgefüllt, womit sichergestellt ist, daß das Potential der.leitenden Schicht zwischen Isolationshülse und Leiterpaket dem der Leiter entspricht. Auf diese Weise lassen sich mit großer Sicherheit Glimmerscheinungen in gebenenfalls bei der Fabrikation entstehenden Hohlräumen vermeiden.
Die Herstellung eines solchen Leiters erfolgt in der Weise, daß nach dem Kröpfen und Bündeln der Teilleiterpakete die erwähnten nicht gehärteten Kittstreifen 21 oder Sandwich-Prepregs auf die Ober- bzw. Unterseite des Leiterstabes aufgelegt werden. Auf diese Kittstreifen 21 werden leitende Streifen 22 aufgelegt und anschließend das Leiterbündel mit Trennband 24, z.B. aus Tedlar-Folie umbandelt.
Anschließend wird der gerade Teil des Stabes in einer Heißpresse verfestigt. Dabei verklebt der leitende Streifen mit dem Kittstreifen und bildet eine feste Einheit, wobei
586/80 -Z- ^ 05. 08. 1980
der Kittstreifen in die Hohlräume an den Kreuzungstellen eindringt und diese ausfüllt. Anschließend werden mit einem Grundbohrer die leitenden Streifen einschließlich der Teilleiterisolation durchbohrt und die Teilleiter ange-
■5 bohrt, wobei darauf geachtet werden muß, daß bei der Verwendung von Hohlleitern der Hohlraum des Hohlleiters nicht angebohrt wird. Die Bohrlöcher 23 werden anschließend mit einem leitendem Kitt ausgefüllt, womit sich eine niederohmige leitende Verbindung zwischen den Teilleitern und der leitenden Schicht des Innenglimmschutzes ergibt.

Claims (7)

  1. 586/80 05. 08. 1980
    ZFE/P2-H/Br
    Ansprüche
    / 1./Leiterstab für elektrische Maschine hoher Betriebsspanmrng mit jeweils zwei oder mehreren nebeneinanderliegenden, aus gegeneinander isolierten Teilleitern bestehenden Teilleiterpaketen (10,11), deren Teilleiter (101, 102.., 111,112...) derartig miteinander verflochten sind, daß jeder Teilleiter innerhalb des Stabes jeweils mindest einmal jede mögliche räumliche Lage einnimmt, mit einer Isolierhülse und einer auf die Isolierhülse aufgebrachten und einer weiteren zwischen den Teilleiterpaketen und der Isolierhülse angeordneten halbleitenden Schicht, wobei die Schmalseitenteilleiter (12) im Bereich einer Kreuzung von etwa gleich hohen, die Restbreite des Leiterstabes ausfüllende Kittmassen (13,21) flankiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeweils an der Schmalseite der Teilleiterpakete (10,11) die härtbare Kittschicht über den gesamten geraden Teil des Leiterstabes erstreckt und auf dieser leitende Streifen, z.B. elektrisch leitende Glashartgewebe-(Hgw)-Streifen vorgesehen sind, und daß die leitenden Streifen (22) und die unter diesen liegenden Teilleiterisolationen mit durchgehenden Bohrungen (23) versehen sind, welche Bohrungen mit leitendem Kitt gefüllt sind.
  2. 2. Leiterstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Streifen (22) den gesamten geraden Teil des Leiterstabes (1) überdecken.
  3. 3. Leiterstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kittschicht (21) und der leitende streifen (22) zu einem Sandwich-Prepreg vereinigt sind.
    . 586/80 - 2 - 05. 08. 1980
  4. 4, Leiters-£i nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däii der Durcmr.e^aer der Bohrungen (23) etwa der Breite eines Teillci-cers (IGI...) entspricht.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung eines Leiterstäbes nach einer, der Patentansprüche 1,2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch die folgenden zum Teil für sich bekannten Verfahrensschritte:
    a) nach dem Kröpfen und Bündeln der Teilleiterpakete werden auf die Ober- bzw. Unterseite des Leiterstabbündels nicht gehärtete Kittstreifen (21) z.B. Samica-Epoxi-Kittstreifen aufgelegt,
    b) auf die Kittstreifen (21) werden leitende Hgw-Streifen (22) aufgelegt,
    c) der gerade Teil des Stabes wird in einer Heißpresse verfestigt,
    d) anschließend werden mit einem Grundbohrer die leitenden Streifen (22) einschließlich Kittstreifen und der Teilleiterisolation durchbohrt und der Teilleiter (12) angebohrt,
    e) die Bohrlöcher (23) werden mit einem leitenden Kitt ausgefüllt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Verfahrensschritten a) und b) anstelle der Kittstreifen (21) und der leitenden Streifen (22) ein Sandwich-Prepreg bestehend aus Kittschicht und einem leitenden Streifen auf die Ober- bzw. Unterseite des Leiterstabbündels aufgelegt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an den Verfahrensschritt b das Leiterbündel mit Trennband (z.B. aus Tedlar-Folie) umbandelt und anschließend an den Verfahrensschritt c das Trennband entfernt wird.
    BAD ORIGINAL
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