ИЗОЛЯЦИОННАЯ ЛЕНТА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК H01B3/04 H01B19/00 

Область применения.

Изобретение относится к изоляционной ленте, содержащей по меньшей мере один слой слюды и один слой ткани, причем в значительной степени ячейки ткани, состоящей из нитей, заполнены смолой с наполнителем, содержащим микроскопически маленькие частицы с большей, нежели частицы смолы, теплопроводностью.

Изобретение относится далее к способу изготовления такой изоляционной ленты.

Большие электрические машины с охлаждаемой косвенным путем неподвижной обмоткой очень требовательны к термостойкости изоляции обмотки. Так как теплота, возникающая в электротехнической меди, должна отводиться через основную изоляцию в (охлажденную) неподвижную металлическую среду, изоляция не должна иметь какую-то случайную толщину, с другой стороны, необходимо выдерживать при машинах высокого напряжения с номинальным напряжением 16 кВ определенную минимальную толщину основной изоляции. Отсюда возникает большая потребность в изоляционных материалах, прочных в отношении пробоя высоким напряжением и одновременно с хорошей теплопроводностью.

Основная изоляция неподвижной обмотки согласно US-A-4 806 806 или аналогичного по содержанию EP-A-0 266 602 состоит из многослойной изоляционной ленты, намотанной во много слоев вокруг пучка проводов. Изоляционная лента предусматривалась либо с вышеупомянутой пропиткой смолой, либо смолу наносили только после намотки изоляционной ленты. Сама изоляционная лента состоит из нескольких тонких слюдяных слоев и усиленных слоев стеклоткани. Для улучшения теплопроводности в пропиточную смолу добавляли неорганический наполнитель с хорошей теплопроводностью, например азотистый алюминий, азотистый кремний, окись алюминия окись магния, окись бериллия или карбид кремния, с величиной частиц 0,1-15 мкм, причем коэффициент выполнения составляет по меньшей мере 90 весовых процентов в ячейках стеклоткани.

В US-A-4 806 806 указывается на то, что большое значение имеют маленькие размеры частиц, т.к., с одной стороны, улучшается однородность смеси, с другой стороны, уменьшается опасность повреждения чувствительного слюдяного покрытия. Однако данные изобретатели упустили из виду тот факт, что частицы наполнителя механически разрушают в значительной степени нити стеклоткани. Эти нити ткани состоят из тонких и тончайших стекловолокон, которые скручиваются друг с другом, причем диаметр волокон соответствует размеру частиц наполнителя. Эти частицы с острой кромкой могут повреждать нити ткани уже при обмотке, тем более при дальнейших процессах прессования, так что стеклоткань не может больше выполнять или может выполнять в недостаточной степени свою функцию носителя и укрепителя.

В основе изобретения стоит задача изготовления изоляционной ленты, имеющей сравнительно высокую теплопроводность без ущерба для своих электрических изоляционных свойств и своей прочности, а также описывается способ изготовления такой ленты.

Эта задача решается в соответствии с изобретением, таким образом, что нити ткани имеют защитный слой из смолы или лака, который охватывает в основном только нити и не заполняет при этом ячейки ткани, и доля слюды по отношению к наполнителю в весовых процентах больше или по меньшей мере равна 1.

Изоляция, состоящая из изоляционной ленты такого строения, отличается высокой электрической, термической и механической долговечностью. Так как пропиточная смола, смешанная с наполнителем, находится в основном только между ячейками ткани, а не в слюдяном слое, электрическая (пробивная) прочность изоляции даже повышается. Частицы наполнителя, имеющие острые края, не могут надрезать тонкие нити или волокна, из которых состоят нити, так что механическая прочность во время изготовления ленты и ее нанесения на многожильный проводник, а также в процессе дальнейшей эксплуатации также сохраняются. Хорошая тепловая связь соседних слюдяных слоев - они сами и так являются хорошими теплопроводниками - обеспечивается благодаря применению пропиточной смолы, являющейся также хорошим проводником тепла.

Изготовление изоляционной ленты происходит таким образом, что нити ткани сначала покрывают слоем жидкотекучей смолы, предпочтительно эпоксидной смолы, так что в основном на нити наносят защитный слой, однако смола не заполняет ячейки ткани. После этого наполнитель в виде вяжущей смолы наносят на ткань по способу каландрирования.

Примеры выполнения изобретения, а также достигаемые при этом преимущества поясняются далее подробно с помощью чертежа.

На фиг. 1 изображен в разрезе многожильный проводник электрической машины, выполненный с основной изоляцией и состоящий из изолированных друг от друга отдельных проводов; на фиг. 2 - сильно увеличенный разрез 1, поясняющий строение основной изоляции.

Согласно фиг. 1 многожильный проводник электрической машины состоит из множества изолированных друг от друга отдельных проводов 1, выполненных соответственно с изоляцией 2 для отдельных проводов. Отдельные провода 1, собранные в один пучок проводов, окружены основной изоляцией 3.

В сильно увеличенном вырезе согласно фиг. 2 можно увидеть многослойное строение основной изоляции, состоящей из множества переплетенных изоляционных лент 41, 42, 43, 44.

Каждая изоляционная лента 41, 42, 43, 44 ... имеет два слоя: слюдяной слой 5 и слой стеклоткани 6. Ячейки стеклоткани, с нитями основы 7a и уточными нитями 7b, т. е. пространство между двумя соседствующими стеклянными нитями стеклоткани 6, заполнено полностью смолой 8, к которой был добавлен порошок окисла металла 9 с величиной частиц от 0,1 до 15 мкм. Слюдяные слои 5, напротив, практически не содержат порошка окисла металла.

В этом отношении строение изоляционной ленты соответствует вышеуказанному в патенте US-A-4 806 806.

Согласно изобретению нити основы 7a и уточные нити 7b стеклоткани предусмотрены с защитным слоем 10, толщина которого находится в пределах величины частиц 9 и составляет от 1 до 10 мкм, предпочтительно от 3 до 5 мкм. Этот защитный слой 10 препятствует надрезу стеклянных нитей, состоящих из тонких стекловолокон 11. Защитный слой 10 состоит предпочтительно из эластичной эпоксидной смолы, которая совместима с последующей пропиточной смолой и также хорошо увлажняет стеклянные нити 7a и 7b и стекловолокна 11.

Предпочтительный вариант выполнения заявленной изоляционной ленты имеет следующие типичные параметры:
Толщина слоя стеклоткани 6 - 50 мкм
Толщина слюдяного слоя 5 - 100 мкм
Толщина нитей основы и уточных нитей - 25 мкм
Толщина волокон или филаментов - 8 мкм
Толщина защитного слоя 10 - 5 мкм
Величина частиц порошка окиси алюминия - 3 мкм
Вяжущая смола 8 - Эпоксидная смола
Вместо стеклоткани может применяться так называемая смешанная ткань с нитями основы 7a из стеклянных нитей и уточными нитями 7b из синтетического материала, например сложного полиэфира.

При изготовлении изоляционной ленты, сначала нити 7 стеклоткани 6 покрываются жидкотекучей смолой, предпочтительно эпоксидной смолой, так что в основном покрывают защитным слоем только нити, смола, однако, не заполняет ячейки ткани. После этого наполнитель (смола и порошок окиси металла) наносят на стеклоткань способом каландрирования. Наконец, обработанную таким образом ткань склеивают со слюдяным слоем 5.

Изобретение относится к изоляционным материалам и способам их изготовления. Согласно изобретению изоляционная лента состоит из одного или нескольких слоев стеклоткани и одного или нескольких слоев слюды. Стеклянные нити ткани имеют защитное покрытие из смолы или лака. Ячейки стеклоткани заполнены смолой с наполнителем, содержащим микроскопически малые частицы с теплопроводностью больше, чем у смолы. Изоляционная лента обладает повышенными теплопроводностью, механической прочностью и термостойкостью. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Изоляционная лента, содержащая по меньшей мере один слой слюды и один слой ткани, ячейки между нитями которой заполнены смолой с наполнителем, содержащим микроскопически малые частицы с большей теплопроводностью, чем частицы смолы, отличающаяся тем, что нити ткани имеют защитный слой из смолы или лака, а ячейки ткани остаются незаполненными, а также тем, что доля слюды по сравнению с наполнителем в весовых процентах больше или по меньшей мере равна 1. 2. Лента по п. 1, отличающаяся тем, что наполнитель состоит по меньшей мере из одного компонента, который выбран из группы, состоящей из азотистого бора, азотистого алюминия, азотистого кремния, окиси алюминия, окиси магния, окиси бериллия или карбида кремния, и величина частиц наполнителя составляет от 0,1 до 15 мкм. 3. Лента по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что защитный слой состоит из смолы или лака и имеет толщину от 1 до 10 мкм. 4. Лента по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что ткань является стеклотканью или смешанной тканью с основой из стеклянных нитей и уточной нитью из искусственного материала, например сложного полиэфира. 5. Способ изготовления изоляционной ленты по п. 1, отличающийся тем, что нити ткани сначала покрывают слоем жидкотекучей смолы, предпочтительно эпоксидной смолы, так что в основном только нити покрываются защитным слоем, при этом смола не заполняет ячейки ткани, затем на ткань наносят смолу с наполнителем и в конченом итоге обработанную таким образом ткань склеивают со слюдяным слоем.