DE4219064A1 - Glimmschutzanordnung für die Statorwicklung einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Glimmschutzanordnung für eine aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaute Stator­ wicklung einer elektrischer Maschine, umfassend einen zumindest auf die Hauptisolation des Nutteils jedes Leiterstabes der Sta­ torwicklung aufgebrachten halbleitenden Glimmschutzbelag, der zusammen mit der Hauptisolation mit Imprägnierharz getränkt ist.

Technologischer Hintergrund und Stand der Technik

Die bereits über ihre gesamte Länge mit der Hauptisolation ver­ sehenen Statorwicklungsleiter rotierender elektrischer Maschi­ nen erhalten im Nutteil einen Außenglimmschutz. Dieser besteht heute in der Regel aus einer schon bei Isoliervorgang aufge­ brachten halbleitendem Vlies oder Gewebe. Der Außenglimmschutz muß über Blechpaketlänge soweit hinausgeführt werden, daß auch bei geringen Abständen gegen Druckplatten und Druckfingern des Blechpakets keine Entladungen auftreten können. Bei Maschi­ nen mit höheren Nennspannungen (5 kVolt und höher) schließt sich an den Außenglimmschutz ein Endenglimmschutz an. Dieser sorgt dafür, daß der Abbau des Potentials am Leiter gegen das geerdete Blechpaket ohne die Möglichkeit von Gleit- oder Glimm­ entladungen erfolgt.

Zur Isolierung der Statorwicklungen von rotierenden Maschinen, insbesondere Hochspannungsmotoren und luftgekühlten Turbogene­ ratoren, hat sich in den letzten Jahren die Ganztränktechnik stark durchgesetzt. Die Wicklungselemente für diese Maschinen sind aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaut, die außerhalb der Maschine "trocken" isoliert werden. Nach dem Einbau und nach dem Herstellen der Schaltverbindungen wird der Stator als Ganzes mit Tränkharz überflutet, und unter Anwendung von Wärme wird das Harz abschließend ausgehärtet.

Nach dieser Technologie hergestellte Hochspannungsmotoren und Generatoren zeichnen sich durch hohe Lebensdauer und über lange Jahre gleichbleibende Qualität der Isolierung aus. Beim Einsatz in Anlagen, die über Jahre im intermittierenden Betrieb stehen, z. B. Spitzenlast-Kraftwerken, können jedoch unter Umständen Schäden am Nutglimmschutz entstehen, verursacht durch Relativ­ bewegungen zwischen Nutwand und Wicklungsleiter: Beim Anfahren der Turbogruppe erwärmt sich das Kupfer der Wicklungsleiter schneller als das Eisen des Statorkörpers. Umgekehrt kühlt sich das Kupfer schneller ab als das Eisen des Statorkörpers, wenn die Gruppe wieder abgeschaltet wird. Dies führt insbesondere bei Maschinen mit größere Statorlänge zu diesen Relativbewe­ gungen, die letztendlich den Nutglimmschutz angreifen. Die Folge davon sind Teilentladungen zwischen Hauptisolation und Nutwand, die wiederum die Hauptisolation lokal angreifen kön­ nen.

Kurze Darstellung der Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Glimmschutzanordnung für eine aus Ganzformspulen oder Roebelstäben aufgebaute Statorwicklung einer elektrischen Maschine anzugeben, die allen thermischen und mechanischen Belastungen, insbesondere beim intermittierenden Betrieb, standhält und dabei einfach zu applizieren ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Nutteil des Statorwicklungselementes mit einem ersten, für Im­ prägnierharz durchlässigen und vom Imprägnierharz benetzbaren Glimmschutzbelag versehen ist, auf den ein zweiter Glimmschutz­ belag aufgebracht ist, der mit einem das Imprägnierharz abwei­ senden Mittel versehen ist, welcher zweite Glimmschutzbelag un­ mittelbar an den Nutwänden anliegt.

Auf diese Weise entsteht ein Nutglimmschutz mit zwei übereinan­ derliegenden leitfähigen Schichten, wobei die Schicht zur Hauptisolation hin vom Imprägnierharz vollständig durchtränkt ist und gut an der Hauptisolation haftet. Die zweite Schicht hingegen verklebt weder mit der ersten Schicht noch mit den Nutwänden bzw. Nutkeil bzw. Keilunterlage. Somit ist eine ther­ misch bedingte Ausdehnung der Wicklung in der Nut relativ zum Statorkörper problemlos möglich. Wichtig dabei sind die zwei parallelen leitfähigen Schichten, zwischen denen eine eventu­ elle Trennung als Folge der thermischen Dehnungen erfolgen kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der einzigen Figur der Zeichnung ist in schematischer Dar­ stellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in Form eines teilweisen Querschnitts durch eine Statornut einer elektrischen Maschine mit eingelegtem Wicklungselement.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Gemäß der Figur ist ein Wicklungselement einer aus Ganzform­ spulen aufgebauten Statorwicklung einer rotierenden elektri­ schen Maschine aus einer Vielzahl gegeneinander isolierter Win­ dungen 1 aufgebaut. Jede Windung weist eine Windungsisolation 2 bekannter Bauart auf. Die Windungen sind zu einem Leiterbün­ del zusammengefaßt und von einer gemeinsamen Isolierhülse, der Hauptisolation 3, umgeben, die in die Statornuten 4 des Blech­ körpers 5 der Maschine eingelegt sind. Die Fixierung des Wick­ lungsstabes erfolgt durch Nutkeile 6 und Keilunterlagen 7. Die Hauptisolation 3 ist von einem ersten Glimmschutzbelag 8 umge­ ben, der in einer oder mehreren Lagen um den isolierten Leiter angeordnet ist.

Dieser erste Glimmschutzbelag 8 besteht vorzugsweise aus Glas­ gewebeband, das mit leitenden Partikeln, z. B. Graphit-Pulver versetzt ist. Neben Glasgewebeband kommen auch halbleitende Vliese oder Papiere zur Anwendung. Wichtig ist, daß dieser er­ ste Glimmschutzbelag 8 sowohl für das Imprägnierharz durchläs­ sig ist als auch vom Imprägnierharz benetzt werden kann.

Auf diesen ersten Glimmschutzbelag 8 ist ein zweiter Glimm­ schutzbelag 9 in einer oder mehreren Lagen aufgebracht. Auch dieser zweite Belag 9 besteht vorzugsweise aus einem Band mit textiler Struktur, also aus Fasern, Fäden und dergl. aufgebaut, das durch leitende Partikel ähnlich dem ersten Belag 8 halblei­ tende Eigenschaften aufweist. Im Gegensatz zum ersten Band ist das zweite Band aber mit einem das Imprägnierharz abweisenden Mittel behandelt. So kann z. B. ein Glasgewebeband verwendet werden, das mit Graphitpulver gefülltem Silikonharz vorbehan­ delt wurde, oder das zweite Band 9 wird mit einer imprägnier­ harzabweisenden leitfähigen Beschichtung, z. B. mit Graphitpul­ ver gefülltem Silikonlack versehen. Auch hierbei ist zu beach­ ten, daß das derart vorbehandelte Band (nach wie vor) für das Imprägnierharz durchlässig ist.

Der Einbau der Wicklung vollzieht sich in der von der Ganz­ tränktechnik bekannten Art und Weise:

Die außerhalb der Maschine hergestellten, mit der trockenen Hauptisolation 3 und den beiden Glimmschutzbandtypen versehenen Wicklungselemente werden in die Nuten 4 eingelegt, die Nuten mit den Nutkeilen 6 verschlossen. Nach dem Erstellen der Schaltverbindungen im Wickelkopf wird der Statorkörper samt Isolierung in ein Tränkgefäß gegeben, mit Imprägnierharz über­ flutet, und unter Anwendung von Wärme wird das Imprägnierharz ausgehärtet.

Bezeichnungsliste

1 Teilleiter
2 Teilleiter-Isolation
3 Hauptisolation
4 Statornut
5 Statorblechkörper
6 Nutkeil
7 Keilunterlage
8 erstes Glimmschutzband
9 zweites Glimmschutzband

Claims (2)

1. Glimmschutzanordnung für aus Ganzformspulen oder Roebel­ stäben aufgebaute Statorwicklung einer elektrischer Ma­ schine, umfassend einen zumindest auf die Hauptisolation des Nutteils jedes Leiterstabes der Statorwicklung ange­ brachten halbleitenden Glimmschutzbelag, der zusammen mit der Hauptisolation mit Imprägnierharz getränkt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Nutteil des Statorwicklungs­ elementes mit einem ersten, für Imprägnierharz durchlässi­ gen und vom Imprägnierharz benetzbaren Glimmschutzbelag (8) versehen ist, auf den ein zweiter Glimmschutzbelag (9) aufgebracht ist, der mit einem das Imprägnierharz abwei­ senden Mittel versehen ist, welcher zweite Glimmschutzbe­ lag (9) unmittelbar an den Nutwänden anliegt.

2. Glimmschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der zweite Glimmschutzbelag (9) mit einem mit Graphitpulver gefülltem Silikonharz oder Silikonlack vor­ behandelt ist.