ПРОТИВОКОРОННАЯ ЗАЩИТНАЯ ЛЕНТА ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА Российский патент 2024 года по МПК H01B3/40 C08K3/22 C08K5/372 

Описание патента на изобретение RU2820526C1

Изобретение относится к противокоронной защитной ленте, в частности, к реактивной противокоронной защитной ленте, для вращающейся электрической машины высокого напряжения, с формируемой способом вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI-способом) изоляционной системой, причем пропиточный состав в VPI-способе, из опасений в отношении сенсибилизирующего действия ангидрида на дыхательные пути, предпочтительно находится в не содержащей ангидрид форме. Кроме того, изобретение относится к применению подобного рода противокоронной защитной ленты, а также к электрической машине с изоляционной системой, которая может быть образована применением противокоронной защитной ленты.

При формировании изоляционной системы, в зависимости от номинального напряжения вращающейся электрической машины, используют различные комбинации компонентов изоляционной системы. Например, в двигателях с расчетным напряжением приблизительно выше 2 кВ на местах выходов пазов имеется проводящий слой для выравнивания поля, внешней противокоронной защиты, AGS. При расчетном напряжении от приблизительно 6 кВ, как правило, AGS усиливают на концах концевой противокоронной защитой, EGS, и при расчетном напряжении около 12 кВ изоляционную систему на основной изоляции усиливают еще и системой регулирования внутреннего потенциала, IPS.

Из физиологических соображений относительно обычно применяемых до сих пор содержащих ангидрид отвердителей в пропиточном составе изоляционной системы, в частности, формируемых VPI-способом изоляционных систем, ангидрид все больше заменяют не содержащим ангидрид (безангидридным) пропиточным составом. Эта замена влечет за собой целый ряд связанных с согласованием проблем, так как обмоточные ленты и/или противокоронные защитные ленты, которые, в свою очередь, включают органические связующие материалы, такие как клейкие ленты, матричные материалы на полимерной основе, и как раз в случае реактивных противокоронных защитных лент также катализаторы отверждения, необходимо приспосабливать к новым применяемым безангидридным пропиточным составам.

До сих пор нет композиции для изоляционной системы с AGS, EGS и/или IPS, которая включает противокоронную защитную ленту, со своей стороны включающую некоторые чувствительные компоненты, такие как клеящие ленты, полимерные матрицы, наполнители, их покрытия, и безангидридный пропиточный состав, которая пригодна для обработки в общеупотребительном VPI-способе с образованием пригодной для использования изоляционной системы.

Как правило, проводящие слои IPS и AGS состоят из содержащего технический углерод и/или графит композиционного материала на основе полимерной матрицы. Никакие компоненты композиционного материала, ни технический углерод/графит, ни полимерная матрица, не являются стойкими против частичных разрядов. Если частичный разряд происходит на проводящем слое, то, например, технический углерод реагирует с окружающим кислородом с образованием СО2. То же действительно и для полимерной матрицы.

Основную изоляцию, соответственно, AGS, EGS и IPS, как правило, формируют намоткой слюдяной ленты или противокоронной защитной ленты, которая импрегнирована пропиточным составом. При этом слюдяная лента в основной изоляции, как правило, включает барьерный материал, такой как слюда для изоляции, тогда как противокоронная защитная лента содержит электропроводные или частично проводящие наполнители, такие как технический углерод, и тому подобные. При полном VPI, в отличие от единичного VPI, IPS, AGS и/или EGS, как правило, наносят в виде лент, предпочтительно на еще не импрегнированные катушки/стержни, и затем - особенно предпочтительно - пропитывают способом импрегнирования пропиточным составом.

В частности, обычные до сих пор наиболее пригодные для содержащих ангидрид пропиточных составов третичные амины и/или органические соли цинка, уже не могут быть использованы в качестве так называемых ускорителей отверждения ленты для новых, безангидридных пропиточных составов, поскольку они тем самым в условиях VPI-способа обеспечивают сшивание лишь недостаточно. В конечном счете это приводит к образованию неотвержденных, мягких участков в частях AGS, EGS, IPS и/или основной изоляции, и/или к продуктам полимеризации с низкой температурой стеклования. Следует избегать также локальной низкой температуры стеклования, так как эти области имеют неудовлетворительные механические и электрические свойства, и обусловливают явную преждевременную деградацию. При работе эти слабонагружаемые области быстро деградируют термически и электрически, или разрушаются.

Противокоронные защитные ленты как часть изоляционной системы используют во вращающихся электрических машинах высокого напряжения. Вращающиеся электрические машины высокого напряжения представляют собой, например, двигатели или также генераторы в электростанциях для выработки электрической энергии. В частности, подобные вращающиеся электрические машины высокого напряжения имеют обмотку статора, к которой предъявляются особенно высокие требования в отношении прочности и надежности. В частности, изоляционная система обмотки статора на граничной поверхности между основной изоляцией и пакетом листов сердечника, в частности, для вращающихся электрических машин с номинальным напряжением от около 2 кВ, обмотка статора испытывает высокую термическую, термомеханическую, динамическую и электромеханическую эксплуатационную нагрузку, ввиду чего становится высокой опасность повреждения изоляционной системы обмотки статора вследствие частичного разряда.

Обмотка статора имеет электрически изолированный основной изоляцией композитный проводник, который уложен в паз, который находится в пакете листов сердечника. При работе вращающейся электрической машины статор подвергается переменной термической нагрузке, вследствие чего в основной изоляции создаются механические напряжения, обусловленные различными скоростями теплового расширения и величинами теплопроводности проводников, основной изоляции и пакета листов сердечника. В результате этого может возникать локально ограниченное отделение основной изоляции, вследствие чего между основной изоляцией и пакетом листов сердечника образуются пустоты, в которых могут вспыхивать частичные разряды. Частичные разряды могут приводить к повреждению основной изоляции, что в наихудшем случае может обусловливать короткое замыкание между пакетом листов сердечника и проводником, в результате чего машина становится неработоспособной. На выходах пазов проводник обычно имеет собственную основную изоляцию, и там находится поверхность раздела между проводником и основной изоляцией, которая образует узел скольжения. Например, это очевидно из фиг. 1 в патентном документе EP 2362399B1, причем схематический разрез изображенного там статора турбогенератора соответствует обсуждаемому здесь выходному участку паза.

Основная изоляция намотки от пакета листов сердечника представляет собой электрически высоконагруженную систему. При работе возникают высокие напряжения, которые должны сниматься в изолированном объеме между токопроводящим стержнем и находящимся при потенциале земли пакетом листов сердечника. На краях листов в пакете листов сердечника возникают усиления поля, которые, в свою очередь, обусловливают частичные разряды, и в конце концов приводят к преждевременному старению, и в худшем случае к разрушению изоляции.

Место выхода стержней статорной обмотки/-каркаса катушки из пакета листов сердечника, место выхода из пазов, характеризуется сопряжением между собой двух изоляционных материалов, газообразным и твердым, и AGS и/или IPS или пакета листов сердечника. В этой области образуется граничный слой между твердой в агрегатном состоянии основной изоляцией и газообразной средой, главным образом воздухом или водородом. Вследствие образованной диэлектрической поверхности раздела между основной изоляцией и воздухом возникает классический узел скольжения, который наряду с сугубо радиальным компонентом Erad поля ориентирован перпендикулярно проводнику, и который заходит в область пакета листов сердечника, дополнительно имеет место тангенциальный компонент Etan поля, который распространяется вдоль проводника к AGS-концам. Тем самым тангенциально нагруженные поверхности раздела, например, между основной изоляцией и воздухом, представляют собой особенно слабые места в конструкции изоляции.

Вследствие незначительной диэлектрической прочности воздуха, уже при сравнительно малых напряжениях в этой области тройной точки «пакет листов сердечника-изоляционная система-воздух», могут приводить на конце внешней противокоронной защиты «AGS» к частичным разрядам, обусловленным локальным тангенциальным повышением напряженности поля около 0,5 кВ/мм при чистой поверхности, которые при дальнейшем повышении напряжения могут приводить к скользящим разрядам вдоль поверхностей изоляционного материала вплоть до электрического пробоя, который характеризуется коротким замыканием между проводником и землей.

Чтобы подавить электрические скользящие разряды, во вращающихся электрических машинах, дополнительно к внешней противокоронной защите «AGS» до номинального напряжения 6 кВ, к AGS присоединяют резистивно-емкостное регулирование поля в форме концевой противокоронной защиты, EGS. При расчете и определении параметров концевой противокоронной защиты следует принимать во внимание, что наивысшая электротермическая нагрузка системы происходит не при рабочем напряжении, а скорее при управлении изоляционной системой с повышенным испытательным напряжением. Вследствие образования скользящих разрядов на поверхностях изоляционный материал подвергается длительному разрушению. Концевая противокоронная защита, точно так же, как внешняя противокоронная защита, представляет собой резистивное покрытие непосредственно на поверхности основной изоляции. В отличие от «AGS», внешней противокоронной защиты, которая имеет поверхностное сопротивление около 1000-10000 Ом, «EGS», концевая противокоронная защита, проявляет явственно более высокое электрическое поверхностное сопротивление, которое образовано нелинейным, и при напряженности поля 100 В/мм составляет величину около 5×109 Ом. В общем и целом, существенный диапазон сопротивлений EGS задают с величиной от 2×108 Ом до 1×1013 Ом.

В частности, вследствие нагревания, электрической эрозии и химической деградации может происходить разрушение EGS, и тем самым приводить к повреждению изоляционной системы, и в конечном итоге к пробою как результату разрушения концевой противокоронной защиты. Вследствие локального выделения тепла это может обусловливать смещение рабочей точки, дополнительно к нарушению режима функционирования изоляционной системы, и к увеличению диэлектрических потерь.

AGS имеет определенное квадратное сопротивление, которое не допускает недостижение, соответственно, превышение определенного нижнего и верхнего предельного значения. При недостижении предельного значения высокие индуцированные контурные токи, которые протекают через концы пакета листов сердечника и внешней противокоронной защиты, могут приводить к сильноточным дуговым разрядам между двумя листами в пакете листов сердечника, тем самым обусловливая значительные электрические потери. При слишком высоком сопротивлении опять же может происходить высоковольтная электроискровая эрозия, причем тогда AGS уже не может действовать как выравнивание поля, но действует как изоляция. В идеальном случае внешняя противокоронная защита имеет выраженную анизотропию в отношении характеристик сопротивления, так что сопротивление в тангенциальном, то есть, аксиальном направлении должно быть высоким, и незначительным в радиальном направлении.

Однако на практике это желательное свойство AGS не может быть осуществлено, так что до сих пор AGS в тангенциальном направлении всегда является более низкоомным, чем в радиальном направлении. Об этих явлениях также можно прочитать в соответствующей специальной литературе, например, в издании «Hochspannungstechnik» автора A. Küchler, издательство Springer, том 15, 2009, книжный номер ISBN 3-540-78412-8, и «Design Dependent Slot Discharge and Vibration Sparking on High Voltage Windings» авторов M. Liese и M. Brown, IEEE Trans DIE, август 2008 года, стр. 927-932.

Задача настоящего изобретения состоит в создании противокоронной защитной ленты для дополнительной обработки в условиях VPI-способа, включающей несущую ленту, по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты для пропиточной смолы, и по меньшей мере один полимерный матричный материал с электрически проводящим, при необходимости покрытым наполнителем, причем содержащийся в противокоронной защитной ленте ускоритель отверждения ленты пригоден для того, чтобы действовать на безангидридный пропиточный состав, в частности, на основе эпоксидной смолы, в условиях VPI-способа как ускоряющий отверждение.

Решение этой задачи достигается посредством предмета настоящего изобретения, как он раскрыт в описании, пунктах формулы изобретения и в фигурах.

Соответственно этому, предметом настоящего изобретения является противокоронная защитная лента для дополнительной обработки с образованием изоляционной системы с обмоткой и регулированием потенциала посредством внешней противокоронной защиты, и/или регулированием внутреннего потенциала, и/или концевой противокоронной защиты, причем изоляционная система может быть сформирована импрегнированием обмотки безангидридным пропиточным составом на основе смолы при температуре от 45°С до 85°С и в вакууме, например, посредством VPI-импрегнирования, причем противокоронная защитная лента включает по меньшей мере одну несущую ленту с электрически проводящим или частично проводящим наполнителем в полимерной матрице, и по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты, пригодный для отверждения и/или гелеобразования пропиточного состава, отличающаяся тем, что полимерная матрица содержит по меньшей мере один поливиниловый спирт и/или сополимеризат поливинилового спирта, и что по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты выбран из группы солей сверхкислот, причем он пригоден для ускорения катионной гомополимеризации безангидридного пропиточного состава на основе смолы.

Основа пропиточного состава на смоляной основе предпочтительно представляет собой эпоксидную смолу, в частности, также смесь эпоксидных смол, например, смесь эпоксидных смол, включающую одну или многие циклоалифатические эпоксидные смолы. Например, в этой смеси также может содержаться силоксан так, что при отверждении пропиточного состава получается реактопласт с каркасом, включающим структурные единицы -O-SiR2-O-.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, пропиточный состав представляет собой, в частности, смолу, не содержащую соответствующее ангидриду фталевой кислоты производное ангидрида фталевой кислоты, или смесь смол на эпоксидной основе, предпочтительно по меньшей мере одну циклоалифатическую эпоксидную смолу и эпоксидную смолу на основе бисфенола А, и/или бисфенола F-диглицидилового простого эфира, и/или эпоксидного новолака. Например, пропиточная полимерная смесь на основе циклоалифатической эпоксидной смолы и бисфенола А-диглицидилового простого эфира представляет собой композицию со смесевым соотношением в диапазоне от 50:50 до 90:10, в частности, в массовом смесевом соотношении 80:20.

Например, полимерная матрица включает клейкую ленту и - по меньшей мере частично - растворенный в ней и/или тонко диспергированный ускоритель отверждения ленты, также называемый «катализатором ленты». Ускоритель отверждения ленты служит для гелеобразования жидкотекучей пропиточной смолы, которая, например, в условиях вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI) внедряется в противокоронную защитную ленту и основную изоляцию обмотки статора. Обычно это происходит при повышенных температурах, от 45°С до 85°С. После пропитки обмотки статора в пакете листов статора подвергают еще термическому доотверждению.

По меньшей мере один ускоритель отверждения ленты предпочтительно находится в полимерной матрице с наполнителями. Во время импрегнирования его, по меньшей мере частично, смешивают с пропиточным составом, и/или он может, по меньшей мере частично, мигрировать в пропиточный состав, и служит для гелеобразования пропиточного состава перед его отверждением в последующей стадии термической обработки способа импрегнирования.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, ускоритель отверждения ленты, который, например, и предпочтительно, находится в форме соли сверхкислоты, присутствует в полимерной матрице, соответственно, в клейкой ленте, то есть, включающей по меньшей мере поливиниловый спирт, будучи тонко распределенным и/или растворенным.

Ввиду требуемой и желательной стабильности при хранении противокоронной защитной ленты предпочтительно, когда присутствующий в противокоронной защитной ленте ускоритель отверждения ленты в форме сверхкислоты и/или соли сверхкислоты реагирует только при контакте с пропиточным составом и при повышенных температурах от 45°С до 85°С. Преждевременная реакция с полимерной матрицей нежелательна, поскольку ускоритель отверждения ленты тогда был бы «израсходован», и пропиточный состав уже не мог бы быть отвержденным, желированным, соответственно, полностью затвердевшим. Поэтому критически важным пунктом настоящего изобретения является то, чтобы ускоритель отверждения ленты, хотя и будучи в форме исключительно реакционноспособной сверхкислоты и/или ее производного, но не реагировал бы или не взаимодействовал с полимерной матрицей противокоронной защитной ленты в условиях до температуры 70°С, или не реагировал бы в существенном количестве.

Ускоритель в несущей ленте содержится в количестве, например, в диапазоне от 0,1 г/м2 до 15 г/м2, в частности, от 0,25 г/м2 до 10 г/м2, предпочтительно в количестве от 0,5 г/м2 до 5 г/м2.

При этом введенные ускорители отверждения ленты и концентрации ускорителей отверждения ленты в компонентах изоляционной системы могут быть одинаковыми или неодинаковыми.

«Компонентами изоляционной системы», которые здесь прежде всего обсуждаются, являются, например,

- обмотка основной изоляции - без проводящих или частично проводящих наполнителей, так как основная изоляция является электрически изолирующей,

- обмотка IPS, AGS и/или EGS, которые имеют ступенчатую электрическую проводимость или частичную проводимость, смотри выше.

Чтобы предотвращать частичные разряды, основная изоляция стержней/катушек обмотки может быть экранирована внутренним и наружным проводящим слоем от пустот и отслоений, именно путем регулирования внутреннего потенциала IPS и AGS, как разъяснено выше. Затем на AGS может быть нанесена EGS.

Из патентного документа EP 2362399 и из патентного документа DE 19839285 C1 известны противокоронные защитные ленты, в которых имеется планарный наполнитель, связанный с полимерной матрицей. Описанный планарный наполнитель состоит из слюдяной подложки, которая покрыта легированным оксидом металла, например, оксидом титана и/или оксидом олова. В частности, этот наполнитель является более устойчивым к частичным разрядам, чем наполнители на основе углерода.

Наиболее принципиально, что при полимерных матрицах с заполнением планарными наполнителями электрическое сопротивление по направлению ленты является явно меньшим, чем перпендикулярно сквозь ленту, что опять же уменьшает электрическую проводимость в радиальном направлении. Добавлением круглых наполнителей, в случае которых в качестве подложки служит плавленый кварц или кварцевая мука, которая опять же была также покрыта легированным оксидом металла, может быть снижено радиальное сопротивление.

Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, электрически проводящий и/или частично проводящий наполнитель имеет по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, содержащей технический углерод, графит, углеродные нанотрубки - CNT -, легированный сурьмой оксид олова, карбид кремния и/или легированный алюминием карбид кремния, причем данный компонент может быть легированным или нелегированным, покрытым или непокрытым, легированным покрытым или нелегированным покрытым.

Для уменьшения повышения напряженности поля в области концов внешней противокоронной защиты предусматривают емкостно-резистивное регулирование поля. Емкостное регулирование осуществляют посредством основной изоляции, тогда как резистивное регулирование происходит в результате применения концевой противокоронной защиты (EGS). При этом речь идет о проводящих поверхностных облицовках, которые имеют квадратное сопротивление от около 108 до 1010 Ом при напряженности поля 100 В/мм. С помощью сильной нелинейности сопротивления введенных материалов в EGS пытались вытеснить электрическое поле из областей с более высокими напряженностями поля. В результате этого происходило снижение удельного сопротивления с повышением напряженности электрического поля.

Омические поверхностные облицовки могут быть сформированы либо окрашиванием сухими и/или отверждаемыми смолами, которые наносят непосредственно на поверхности изоляционного материала, и/или вместе с получением наматываемой основной изоляции, но которую затем уже перед проведением соответствующей пропитки основной изоляции наматывают в виде ленты, либо в форме препрега или уже отвержденной, пористой ленты.

Затем основную изоляцию импрегнируют пропиточной смолой и, например, выполняемым для этого способом вакуумно-нагнетательной пропитки (VPI-способом). При этом обычно, то есть, согласно прототипу, применяют прежде всего эпоксидные смолы и/или смеси эпоксидных смол с ангидридами в качестве отвердителей. Ввиду сенсибилизирующего действия на дыхательные пути и соответствующих опасений в отношении неограниченного применения ангидридов в качестве отвердителей, в частности, ангидридов фталевых кислот, и/или, соответственно, также производных ангидридов фталевых кислот, теперь используют безангидридные пропиточные составы, в частности, не содержащие ангидриды фталевых кислот, соответственно, производные ангидридов фталевых кислот. Например, из патентного документа WO2016/124387 известна изоляционная система на основе эпоксидной смолы с безангидридным пропиточным составом, которая может быть образована гомополимеризацией.

Соответственно этому, реактивная противокоронная защитная лента включает на гибком носителе, таком как пленка, нетканый материал и/или ткань, которые здесь называются «несущей лентой», нанесенный электрически проводящий и/или полупроводящий, соответственно, частично проводящий материал, который соединен с несущей лентой, между собой и при необходимости с заключительной облицовкой и/или с дополнительным слоем, посредством клейкой ленты, которая представляет собой полимерную матрицу и/или включает полимерную матрицу.

Под электрически проводящим и/или полупроводящим, соответственно, частично проводящим материалом подразумевают, например, наполнители на углеродной основе, и/или материал на керамической, в частности, слюдяной основе, с частично проводящим, в частности, достигаемым посредством легирования проводящим покрытием, например, из оксида титана и/или оксида олова, и/или легированного алюминием или без него карбида кремния. С другой стороны, альтернативно этому или в дополнение, могут присутствовать указанные электрически проводящие и/или полупроводящие, соответственно, частично проводящие материалы, такие как легированный оксид титана и/или оксид олова, и/или легированный алюминием или без него карбид кремния, также без подложки - например, такой как слюда - в качестве наполнителя.

Лента, которую применяют для получения намотки внешней противокоронной защиты, включает по меньшей мере один связующий материал, как правило, полимер, и смесь из планарных, и/или глобулярных, и/или трубчатых электрически проводящих и/или частично проводящих наполнителей, которые при необходимости имеют, при известных условиях, легированное покрытие.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает многие поливиниловые спирты. В принципе поливиниловые спирты согласно изобретению применимы в качестве полимерной матрицы и части полимерной матрицы противокоронной защитной ленты, однако, например, далее указаны некоторые особенно подходящие поливиниловые спирты, которые могут быть использованы по отдельности или в комбинации.

Поливиниловый спирт с CAS-номером 9002-89-5 и брутто-формулой из повторяющихся структурных единиц (-C2H4O-)n представляет собой термопластичный материал, и имеется в продаже на рынке в виде кристаллического, цветом от белого до желтоватого, водорастворимого синтетического материала.

В отличие от большинства винильных полимеров, поливиниловый спирт не может быть получен простой полимеризацией соответствующего мономера. Необходимый для этого мономер, виниловый спирт (этенол), существует только в своей таутомерной форме как ацетальдегид. Поливиниловые спирты получают переэтерификацией и/или щелочным омылением поливинилацетата. Гидролиз можно легко регулировать. Имеются продукты сополимеризации поливинилового спирта с различными производными, в которых часть гидроксильных групп замещена химически подобно реагирующими группами, такими силоксановые.

Подходящие поливиниловые спирты имеют, например, степень гидролиза свыше 70 мол.%. При этом более предпочтительно некоторые или многие гидроксильные группы замещены содержащими кремний соединениями.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица в ленте включает поливиниловый спирт с поперечно сшитыми участками. В какой степени?

Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, полимерная матрица в ленте включает один или многие поперечно сшитые поливиниловые спирты, модифицированные альдегидом и/или меламином.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает по меньшей мере один полимерный связующий материал, который представляет собой поливиниловый спирт, который имеет степень гидролиза по меньшей мере 70 мол.%, в частности, по меньшей мере 85 мол.%, и предпочтительно по меньшей мере 87 мол.% или более.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, полимерная матрица включает по меньшей мере один поливиниловый спирт, в котором гидроксильные группы поливинилового спирта, по меньшей мере частично, замещены силоксановыми и/или силановыми группами.

Для выявления компонентов противокоронной защитной ленты согласно одному варианту осуществления изобретения, в частности, также в готовой изоляционной системе, пригодны такие методы исследования, как методы ИК-, УФ- и/или оптической (VIS) спектроскопии, и/или методы исследования с использованием растровой электронной микроскопии, помимо всего прочего, также рентгеновской спектроскопии, например, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX).

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает главным образом компоненты на углеродной основе, например, такие как модификации углерода - предпочтительно технический углерод, графит и/или углеродные нанотрубки.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает карбид кремния, нелегированный и/или легированный карбид кремния.

Согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления изобретения, электрически проводящий наполнитель включает частицы, которые, по меньшей мере частично, состоят из оксида металла, в частности, смешанного оксида.

В данном случае оксидом металла называют соединение металла с кислородом, причем кислород в соединении формально, то есть, упрощенно, является двукратно отрицательно заряженным. В принципе кислород в соединении представляет собой электроотрицательный участник. Поэтому обозначение представляет собой «-оксид».

Под смешанным оксидом - сокращенно MOX - соответственно подразумевают вещество, в котором присутствует более чем один катион металла в оксидном соединении, то есть, например, оксид титана-алюминия или оксид железа-никеля, или тому подобные.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, применяют наполнитель, который имеет покрытие из легированного оксида олова и/или легированного оксида титана, и/или состоит из легированного оксида олова и/или оксида титана.

Частицы наполнителя могут наличествовать как полые тела, как сплошные частицы, как покрытые частицы, и/или как частицы со структурой «сердцевина-оболочка».

На несущую ленту наносят по меньшей мере одну фракцию, но предпочтительно, но без необходимости, исключительно пластинчатые частицы, которые удерживаются полимерной матрицей, то есть, связующим материалом, и тем самым образуют противокоронную защитную ленту. При этом для регулирования электрического сопротивления может быть предпочтительным пополнение доли пластинчатых частиц шарообразными, то есть, глобулярными частицами наполнителя.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, противокоронная защитная лента имеет удельный вес единицы поверхности <150 г/м2, предпочтительно менее 100 г/м2.

Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, несущая лента включает армирующие волокна, например, в форме ткани и/или волокнистого композита, с введенным в полимерную матрицу и/или на нее электрически проводящим наполнителем, и/или с приклеенным к ней посредством связующего материала.

Несущая лента предпочтительно имеет удельный вес единицы поверхности 30-60 г/м2.

Например, эти армирующие волокна представляют собой стеклянные волокна и/или волокна из полиэтилентерефталата (PET).

Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, несущая лента покрыта грунтовкой. При этом, в частности, предпочтительно, когда несущая лента покрыта грунтовкой до величины 5 г/м2.

В частности, оказалось благоприятным, когда грунтовка несущей ленты включает поливиниловый спирт, эпоксидные и/или аминные функциональные группы.

Под грунтовкой в данном случае подразумевают грунтовочное покрытие, посредством которого повышают сопротивление разрезу армирующих волокон и/или несущей ленты, ткани, и подготавливают к сшиванию и связыванию с полимерной матрицей.

Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения, количество покрытия на несущей ленте с полимерной матрицей, которая содержит по меньшей мере долю электрически проводящего наполнителя и/или, при необходимости, также по меньшей мере один ускоритель отверждения ленты, в диапазоне от 20 г/м2 до 100 г/м2, в частности, в диапазоне от 20 г/м2 до 60 г/м2, особенно предпочтительно в диапазоне от 30 г/м2 до 45 г/м2.

Согласно изобретению, противокоронную защитную ленту используют для получения системы внешней противокоронной защиты, и/или системы регулирования внутреннего потенциала, и/или системы концевой противокоронной защиты.

При этом предпочтительно, когда квадратное и/или удельное поверхностное сопротивление полученной посредством противокоронной защитной ленты согласно настоящему изобретению системы внешней противокоронной защиты и/или системы регулирования внутреннего потенциала составляет величину в диапазоне от 0,01 кОм до 100 кОм, по измерению при напряженности поля 1 В/мм.

В частности, значения квадратного и/или удельного поверхностного сопротивления подобного регулирования внутреннего потенциала предпочтительно составляют величину в диапазоне от 0,01 кОм до 10 кОм, предпочтительно в диапазоне от 0,01 до 5 кОм, и особенно предпочтительно в диапазоне от 0,05 до 1 кОм, и/или значения квадратного сопротивления подобной внешней противокоронной защиты составляют величину в диапазоне от 0,1 до 100 кОм, в частности, от 0,1 кОм до 50 кОм, и особенно предпочтительно в диапазоне от 1 до 10 кОм, в каждом случае по измерению при напряженности поля 1 В/мм.

При получении концевой противокоронной защиты посредством противокоронной защитной ленты согласно настоящему изобретению предпочтительно, когда удельное поверхностное сопротивление составляет величину в диапазоне от 1×108 до 1×1012 Ом, в частности, в диапазоне от 1×108 до 1×1012 Ом при напряженности поля 100 В/мм.

Изобретение относится к противокоронной защитной ленте для вращающейся электрической машины высокого напряжения с безангидридными, в частности, не содержащими производные ангидрида фталевой кислоты, эпоксидными смолами. Впервые представленная здесь противокоронная защитная лента со своими компонентами, в частности, связанной полимерной матрицей и введенным катионным ускорителем отверждения ленты, раассчитана на применение новых, например, также не содержащих производные ангидридов алкилфталевых кислот VPI-пропиточных смол на основе эпоксидной смолы.

Ускоритель отверждения ленты предпочтительно представляет собой образованное как ионогенное соединение из одного или многих сульфоний-содержащих катионов и одним или многими анионами, в частности, образованными как комплексные анионами, например, такими как гексафторантимонатный(-ные) анион(-ны), в каждом случае пригодное для использования в VPI-способе для получения изоляционной системы с безангидридным пропиточным составом.

Ускоритель отверждения ленты представляет собой катионный ускоритель отверждения ленты, и поэтому предпочтительно имеющий ионогенное строение. В частности, ускоритель отверждения ленты имеет сульфоний-содержащий катион.

Например, подходящий катионный ускоритель отверждения ленты представляет собой химическое соединение, которое описывается одной из структурных формул I, II или III:

соль сверхкислоты с сульфониевым катионом Структуры I

катион Структуры II

диарилалкилсульфониевый катион

катион Структуры III

диалкиларилсульфониевый катион

Показанные здесь сульфониевые катионы I, II или III с комплексными анионами, такими как BF4-, PF6-, SbF6-, AsF6-, SbF5(OH)-, AsF5(OH)-, Al[OC(CF3)3]4-, образуют соответствующие соли сверхкислот, которые в данном случае применимы в качестве ускорителя отверждения ленты.

Термином «сверхкислоты» называют кислоты, которые являются более сильными, чем концентрированная 100%-ная серная кислота со значением константы диссоциации pKa=-3. Примерами являются фторсульфоновая кислота, фторсурьмяная кислота, пергалогенированный карборан, и другие.

При этом структурная формула «Структура I» показывает катионную часть ускорителя отверждения ленты согласно предпочтительному примеру осуществления настоящего изобретения.

Термином «ускоритель отверждения ленты» обозначают ускоритель отверждения ленты, который имеет ионогенное строение, и его катион инициирует в жидком пропиточном составе катионную полимеризацию, в частности, катионную гомополимеризацию введенной пропиточной смолы.

Под «ионогенно» образованным соединением подразумевают гетерополярные соединения, химическая реакционная способность которых обусловлена наличием катиона и аниона в соединении. Классические данные «ионогенные» соединения представляют собой соли. Но в данной ситуации соединениями с «ионогенной» структурой называют также комплексные структуры с катионным и анионным характером.

«Сульфоний-содержащий катион» представляет собой катион, который в молекуле, кроме аниона или анионов, включает структурную единицу, которая может быть описана однократно положительно заряженными Структурами II или III, или брутто-формулой [SR3]+.

При этом под «алкиларилсульфонием» или «диалкиларилсульфонием» подразумевают сульфоний-содержащий катион, в котором один или два из трех остатков «R» на атоме серы в катионе сульфония являются алкильными группами. Алкильные группы представляют собой части молекулы, которые состоят из связанных друг с другом атомов углерода и водорода. В смысле изобретения предпочтительными алкильными остатками являются такие с 1-12 С-атомами, которые могут быть разветвленными или линейными. При этом алкильные группы одновалентно связаны с центральным атомом серы.

Согласно изобретению, в катионе диалкиларилсульфония имеются один или два алкильных остатка, которые, в свою очередь, могут быть одинаковыми или различными.

При этом под «арилалкилсульфонием или диарилалкилсульфонием» подразумевают сульфоний-содержащий катион, в котором один или два из трех остатков «R» на атоме серы в катионе сульфония являются арильными группами. Арильные группы представляют собой части молекулы, углеродный каркас которых одновалентно, соответственно, ординарной связью, связан с атомом серы, и, соответственно, имеют по меньшей мере один ароматический цикл, который может быть частично или полностью замещенным или незамещенным.

Согласно изобретению, в арилалкилсульфониевом катионе имеются один или два арильных остатка, которые, в свою очередь, могут быть одинаковыми или различными.

При этом третий остаток может быть любым, то есть, также алкильной группой или арильной группой, полностью или частично замещенной или нет.

Арильная группа представляет собой органический химический остаток с ароматическим базовым каркасом. Это представляет собой обозначение для одновалентной группы атомов, которая имеет происхождение из ароматических углеводородов в результате удаления одного из связанных с циклом атомов водорода. Многие арильные группы происходят из бензола, простейшей арильной группой из которого является фенильная группа.

Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, в сульфониевом катионе имеется по меньшей мере одна арильная группа.

При этом предпочтительно, когда имеется по меньшей мере одна моноциклическая арильная группа, то есть, например, арильная группа с происходящей из бензола арильной структурой, например, фенильная или бензильная.

В частности, также предпочтительно, когда на моноциклическом ароматическом остатке арильной группы сульфоний-содержащего катиона имеется по меньшей мере один заместитель, то есть, водород на ароматическом ядре замещен, например, функциональной группой или алкильной группой.

При этом функциональная группа может присутствовать с гетероатомом, таким как кислород, азот, сера, фосфор, или без него.

Особенно предпочтительна арильная группа, в которой один водород на ароматическом ядре замещен ацетилоксигруппой.

Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы в качестве ускорителя отверждения ленты наличествовал сульфоний-содержащий катион в сочетании с гексафторантимонатным анионом.

Ускоритель отверждения противокоронной защитной ленты может присутствовать в виде смеси по меньшей мере двух катионных ускорителей отверждения ленты, которые в каждом случае имеют иной сульфониевый катион. Анионы могут быть одинаковыми или различными, в частности, иными, нежели гексафторантимонатный анион.

Ускоритель отверждения противокоронной защитной ленты, независимо от того, имеется ли отдельное соединение или смесь, предпочтительно имеет температуру плавления в диапазоне от 145°С до 165°С, в частности, предпочтительно в диапазоне от 150°С до 160°С.

Кроме того, предметом изобретения является применение реактивной противокоронной защитной ленты для получения безангидридной изоляционной системы импрегнированием твердой противокоронной защитной ленты пропиточным составом, причем пропиточный состав включает ароматическую и/или циклоалифатическую пропиточную смолу, которая является безангидридной и содержащей эпоксидные группы.

В качестве анионов катионного ускорителя отверждения ленты пригодны, в частности, имеющие комплексную структуру анионы, такие как гексафторантимонатный анион, так что в качестве ускорителя отверждения ленты, например, имеется гексафторантимонат 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония - CAS-номер 135691-31-5 - Структура I.

Далее изобретение более подробно разъяснено посредством примера применения, который описывает вариант осуществления изобретения:

Применением в качестве указанного в Структуре I сульфониевого производного сверхкислоты гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в водной смеси с предпочтительным модифицированным силанольными группами поливиниловым спиртом и пластинчатым наполнителем, например, отрегулированным на частичную проводимость легированным оксидом олова, а также органическим растворителем, например, таким как 2-бутанол, и водой, может быть получен лак, который пригоден для импрегнирования/нанесения на носитель из полимера и/или стеклоткани, и с желательной, соответствующей изобретению проводимостью после высушивания слоя, то есть, с возможностью регулирования значений квадратного сопротивления в диапазоне R=1-10 кОм в пределах температурного диапазона 20-150°C, на носителе из полимера или стеклоткани.

Применением сульфониевого производного сверхкислоты в качестве сшивающего ускорителя эта противокоронная защитная лента нового типа пригодна для отверждения стандартных смесей эпоксидных смол и ангидридов фталевых кислот, а также новых безангидридных пропиточных составов с эпоксидными смолами, в частности, в комбинации с циклоалифатическими эпоксидными смолами. Подобные сульфониевые производные сверхкислот могут обеспечивать гелеобразование и отверждение бисфенола А-диглицидилового простого эфира, бисфенола F-диглицидилового простого эфира, глицидилового сложного эфира, алифатических и/или циклоалифатических эпоксидных смол, в каждом случае по отдельности, но также в любой комбинации. Успешные испытания были проведены уже на циклоалифатических эпоксидных смолах в смеси с BADGE (бисфенолом А-диглицидиловым простым эфиром).

Неожиданно также оказалось, что в смысле стабильности ленты относительно электрической проводимости слоя может быть дополнительно нанесен определяющий форму реагент для поперечного сшивания линейных молекул, но лента даже без определяющего форму реагента для поперечного сшивания линейных молекул имеет достаточную стабильность для обмотки.

Таким образом, полученная последующим высушиванием горячим воздухом противокоронная защитная лента при соответствующем изобретению термическом импрегнировании при 70°С и последующем горячем отверждении при 140°С с безангидридной эпоксидной смолой, соответственно, предпочтительной смесью из около 80 вес.% циклоалифатической эпоксидной смолы и около 20 вес.% дистиллированного бисфенола А-диглицидилового простого эфира, показывает только незначительные вредные проявления набухания так, что остаются сохраняющимися первоначально отрегулированное квадратное сопротивление на противокоронной защитной ленте также во время и после отверждения жидкой эпоксидной смолы, безангидридная природа, в самой предпочтительной важнейшей, но не исключительно циклоалифатической структуре, и тем самым сохраняется характеристика частичной проводимости при применении противокоронной защитной ленты в электрической машине для сокращения высоких напряженностей электрических полей в обмотках статора.

Соответственно этому, согласно изобретению для получения лака растворили 20,0 г гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в 200,0 г этилметилкетона. Этот прозрачный органический раствор медленно вносили по каплям при комнатной температуре и при перемешивании в суспензию 590,0 г Iriotec 7320 (фирмы Merck KGaA, Дармштадт) и 108,7 г Poval™ 25-98 R (фирмы Kuraray Europe GmbH, Хаттерсхайм-на-Майне) в 2400,0 г дистиллированной воды, и перемешивали в течение дополнительных 30 минут при комнатной температуре, например, с использованием устройства для растворения с зубчатым диспергирующим диском, чтобы посредством срезающей нагрузки вблизи диска измельчать возможные агломераты.

Затем эту суспензию лака с бирюзовым блеском нанесли на меланжевую ткань из стекловолокна/полиэстера шириной 200 мм с удельным весом единицы поверхности 44,7 г/м2 (фирмы Krempel GmbH, Файинген-ан-дер-Энц) способом окунания в установке для импрегнирования ленты Basecoater (фирмы COATEMA Coating Machinery GmbH, Дормаген), и высушивали при температуре поверхности ленты около 120°С в печи с продуваемым горячим воздухом при вертикальном перемещении ленты со скоростью 0,8 м/мин на длину 1,5 м. В результате получили ленту с общим нанесенным сухим слоем с удельным весом 27,48 г/м2, с 0,77 г/м2 гексафторантимоната 4-ацетилоксифенилдиметилсульфония в качестве материала ускорителя, 22,56 г/м2 Iriotec 7320 в качестве частично проводящего материала для регулирования поля, а также 4,16 г/м2 Poval™ 25-98 R в качестве связующего материала. То есть, в сумме лента имела удельный вес единицы поверхности около 72 г/м2.

Превосходная на ощупь, очень хорошо наматываемая, неклейкая, с бирюзовым цветом, прочная и оригинальная противокоронная защитная лента имела при 20-23°С квадратное сопротивление R=6,5 кОм, по измерению с помощью высокоомного электрода с пружинным язычком 10 см2 3501FE согласно стандарту DIN 53482, соответственно, DIN EN 62631-3-2 (фирмы H.-P. Fischer Elektronik GmbH & Co., Миттенвальде).

Для исследования критически важных характеристик набухания новой противокоронной защитной ленты во время VPI-импрегнирования и во время горячего отверждения в соответствующей изобретению, не содержащей ангидрид фталевой кислоты эпоксидной смоле на основе смесей из циклоалифатической эпоксидной смолы и эпоксидной смолы на основе глицидилового простого эфира, приготовили две полоски противокоронной защитной ленты с размерами 12 см×2,5 см, и концы с обеих сторон на ширину одного сантиметра снабдили стандартным серебряным проводящим лаком так, что получили две электрически контактируемых полоски противокоронной защитной ленты с размером 10 см×2,5 см. Эти полоски привели в контакт над контактами серебряным проводящим лаком с использованием теплостойких пружинных зажимов типа «крокодил», и подключили к многоканальному прибору для высокоточного измерения Almemo® 2890-9 (фирмы Ahlborn Mess- und Regelungstechnik GmbH, Хольцкирхен) для непрерывной регистрации сопротивления.

Затем полоски противокоронной защитной ленты, в каждом случае посредством груза, привели в соосное натяжение, перенесли в печь с циркуляцией воздуха, и полностью погрузили на время в течение четырех часов в нагретую до 70°C не содержащую ангидрид фталевой кислоты смесь эпоксидных смол, состоящую из 80 вес.% циклоалифатической эпоксидной смолы типа 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата (Celloxide™ C2021P, фирмы Daicel Corporation, Токио; CAS-№ 2386-87-0), а также 20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира (Epikote™ Resin 162, фирмы Hexion GmbH, Изерлон; CAS-№ 1675-54-3).

После этого установленного периода времени четырехчасовой фазы VPI-импрегнирования при 70°С электрически контактированные полоски противокоронной защитной ленты извлекли из смолы, подвергли горячему термическому отверждению в течение десяти часов при 145°С в печи, и в заключение охладили до комнатной температуры. На протяжении этого времени непрерывно регистрировали электрическое сопротивление. При перерасчете измеренного на протяжении времени сопротивления в квадратное сопротивление (10 см×2,5 см) неожиданно было установлено, что сохранялась идеальная характеристика сопротивления новой противокоронной защитной ленты в диапазоне 1-10 кОм во всем температурном диапазоне 20-145-20°С, и тем самым она наилучшим образом пригодна для регулирования электрических полей в VPI-импрегнированных безангидридной эпоксидной смолой обмотках в электрических машинах и генераторах.

Для проверки вымывания ускорителя из новой противокоронной защитной ленты, кроме того, выполнили так называемое исследование инфицирования смолы, соответственно, испытание доступности ускорителя. Для этого получили две полоски противокоронной защитной ленты с размерами 2,5 см×4,8 см (12 см2), и в каждом случае поместили в 30 г вышеуказанной не содержащей ангидриды (алкил)фталевых кислот эпоксидной смолы (80 вес.% 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата/20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира) в течение 4 часов при 70°С. После этого пропитанные полоски противокоронной защитной ленты извлекли из жидкости, и оставшуюся после этого смесь эпоксидных смол выдерживали в течение дополнительных 20 часов при 100°С. После охлаждения до 70°С в каждом случае определяли динамическую вязкость (ηОбразец 1, 20 час/100°C, ηОбразец 2, 20 час/100°C). Вычитанием значения поправки на не содержащую противокоронную защитную ленту смолу (ηBW, 20 час/100°C) получили следующие значения, соответственно, характеристики:

ηBW, 20 час/100°C=24,87 мПа·сек;

η Образец 1, 20 час/100°C=43,78 мПа·сек;

η Образец 2, 20 час/100°C=56,93 мПа·сек;

Внешний видОбразец 1, 2, 20 час/100°C=полоски ленты противокоронной защитной ленты жесткие, без липкости;

Доступность ускорителяОбразец 1, 20 час/100°C=43,78 мПа⋅сек-24,87 мПа⋅сек=18,91 мПа⋅сек;

Доступность ускорителяОбразец 2, 20 час/100°C=56,93 мПа⋅сек-24,87 мПа⋅сек=32,06 мПа⋅сек.

Кроме того, исследовали реактивность новой противокоронной защитной ленты после выдерживания в течение четырех недель при комнатной температуре. Для этого из противокоронной защитной ленты отобрали образцы на штампуемость, смочили безангидридной эпоксидной смолой (80 вес.% 3,4-эпоксициклогексилметил-3’,4’-эпоксициклогексан-карбоксилата/20 вес.% дистиллированного бисфенол-A-диглицидилового простого эфира) в тигле для дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC, ДСК), и провели определение дифференциальной сканирующей калориметрией (фирмы Netzsch-Gerätebau GmbH, Зельб; DSC Phoenix F1) при скорости 10 K/мин энтальпии реакции (сравни фиг. 5). Стабильность новой противокоронной защитной ленты удалось показать именно по постоянной энтальпии реакции (около 300-400 Джоулей на грамм смеси эпоксидных смол).

Исходя из нового поколения изоляционных систем, которые могут быть получены импрегнированием безангидридными пропиточными составами, настоящим изобретением впервые раскрыта противокоронная защитная лента, в которой может быть размещен подходящий, инициирующий быструю гомополимеризацию ускоритель отверждения ленты. Ускоритель отверждения ленты находится в форме соли сверхкислоты, и в противокоронной защитной ленте, которая в качестве полимерной матрицы, по меньшей мере частично, содержит поливиниловый спирт, остается стабильным при хранении в течение до 6 месяцев при температуре от +6°С до 23°С.

Похожие патенты RU2820526C1

название год авторы номер документа
УСКОРИТЕЛЬ ОТВЕРЖДЕНИЯ ЛЕНТЫ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ, ТВЕРДЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И БЕЗАНГИДРИДНАЯ СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ 2020
  • Брокшмидт, Марио
  • Хубер, Юрген
  • Россов, Торстен
  • Ширм, Дитер
  • Ублер, Маттиас
RU2810881C1
ТВЕРДЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ПРИМЕНЕНИЕ ТВЕРДОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2016
  • Хубер, Юрген
  • Ширм, Дитер
  • Ублер, Маттиас
RU2704804C2
ТВЕРДЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ И ИЗГОТОВЛЕННАЯ ТЕМ САМЫМ СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ 2016
  • Хубер, Юрген
  • Ширм, Дитер
  • Ублер, Маттиас
RU2679492C1
ПРИСАДКА, ВАРИАНТЫ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ, СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2020
  • Хубер, Юрген
  • Ширм, Дитер
  • Ублер, Маттиас
RU2800608C2
ТВЕРДЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ И ИЗГОТОВЛЕННАЯ ТЕМ САМЫМ СИСТЕМА ИЗОЛЯЦИИ 2016
  • Хубер Юрген
  • Ширм Дитер
  • Ублер Маттиас
RU2687404C1
ИЗОЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ, А ТАКЖЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2016
  • Хубер Юрген
  • Ширм Дитер
  • Ублер Маттиас
RU2721846C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТИВОКОРОННОЙ ЗАЩИТЫ, БЫСТРООТВЕРЖДАЕМАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРОННОГО РАЗРЯДА, И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2011
  • Брокшмидт Марио
  • Кемпен Штефан
  • Польманн Фридхельм
  • Шмидт Гвидо
RU2574607C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ИЗОЛЯЦИИ 2019
  • Хубер, Юрген
  • Ланг, Штеффен
  • Мюллер, Нильс
  • Ритберг, Игор
  • Юблер, Маттиас
RU2756232C1
СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ И ДВИГАТЕЛЕЙ 2017
  • Байзеле, Кристиан
  • Бер, Даниель
  • Штехер, Харальд
RU2721163C2
КЛЕЙ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИОННОЙ ЛЕНТЫ В ИЗОЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЕ И ИЗОЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА 2016
  • Хубер Юрген
  • Олбрих Ирене
  • Ширм Дитер
  • Ублер Маттиас
RU2692730C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 820 526 C1

Реферат патента 2024 года ПРОТИВОКОРОННАЯ ЗАЩИТНАЯ ЛЕНТА ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к противокоронной защитной ленте для вращающейся электрической машины высокого напряжения, формируемой способом вакуумно-нагнетательной пропитки «VPI-способом», путем пропитки безангидридными пропиточными агентами, которые быстро инициируют гомополимеризацию и не оказывают воздействия на дыхательные пути, и может быть использовано для формирования изоляционной системы в зависимости от номинального напряжения вращающейся электрической машины. Повышение стабильности ленты относительно электрической проводимости является техническим результатом, который обеспечивается тем, что ускоритель отверждения ленты выбран из солей сверхкислот, содержащих сульфониевый катион, пригодных для ускорения катионной гомополимеризации безангидридного пропиточного состава на основе смолы, содержащей эпоксидные группы. Основную изоляцию, соответственно AGS, EGS и IPS противокоронной защиты, как правило, формируют намоткой противокоронной защитной ленты, которая импрегнирована пропиточным составом. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 820 526 C1

1. Противокоронная защитная лента, пригодная для изготовления изоляционной системы, включающей обмоточную ленту, с регулированием потенциала посредством внешней противокоронной защиты «AGS», и/или регулирования внутреннего потенциала «IPS», и/или концевой противокоронной защиты «EGS», включающая в себя электрически проводящий и/или частично проводящий наполнитель, несущую ленту, барьерный материал, клейкую ленту и ускоритель отверждения ленты для пропитки безангидридным пропиточным составом на основе смолы, содержащей эпоксидные группы,

- причем противокоронная защитная лента является стабильной при хранении в течение до 6 месяцев при температуре от 6°С до 23°С,

- клейкая лента содержит поливиниловый спирт и/или сополимеризат поливинилового спирта,

- наполнитель включает в себя по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, содержащей технический углерод, графит, углеродные нанотрубки -CNT-, легированный сурьмой оксид олова, карбид кремния и/или легированный алюминием карбид кремния, причем данный компонент является легированным или нелегированным, покрытым или непокрытым, легированным покрытым или нелегированным покрытым,

- ускоритель отверждения ленты выбран из солей сверхкислот, содержащих сульфониевый катион, пригодных для ускорения катионной гомополимеризации безангидридного пропиточного состава на основе смолы, содержащей эпоксидные группы.

2. Противокоронная защитная лента по п. 1, в которой сульфониевый катион представляет собой сульфониевый катион с арильным остатком.

3. Противокоронная защитная лента по п. 1 или 2, в которой наличествуют многие ускорители отверждения ленты в комбинации.

4. Противокоронная защитная лента по п. 2 или 3, в которой сульфониевый катион находится в форме арилалкилсульфониевого катиона.

5. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, в которой присутствует по меньшей мере один диалкиларилсульфониевый катион.

6. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, в которой присутствует по меньшей мере один диарилалкилсульфониевый катион.

7. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пп. 2-6, в которой арильный остаток сульфониевого катиона является замещенным.

8. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, в которой находится ускоритель отверждения ленты с сульфониевым катионом с арильным остатком, который включает фенильный остаток, содержащий ацетилоксигруппу.

9. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, которая в качестве ускорителя отверждения ленты включает соль сверхкислоты со следующей химической структурой:

10. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, причем клейкая лента включает многие поливиниловые спирты.

11. Противокоронная защитная лента по одному из предшествующих пунктов, причем клейкая лента включает по меньшей мере один поливиниловый спирт с поперечно сшитыми фрагментами.

12. Применение противокоронной защитной ленты по одному из предшествующих пп. 1-11 для получения изоляционной системы с регулированием потенциала посредством внешней противокоронной защиты «AGS», регулирования внутреннего потенциала «IPS» и/или концевой противокоронной защиты «EGS».

13. Электрическая вращающаяся машина с изоляционной системой, которая может быть получена применением по п. 12.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2820526C1

СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНЫХ СМОЛ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ И ДВИГАТЕЛЕЙ 2017
  • Байзеле, Кристиан
  • Бер, Даниель
  • Штехер, Харальд
RU2721163C2
ИЗОЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА, ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ, А ТАКЖЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2016
  • Хубер Юрген
  • Ширм Дитер
  • Ублер Маттиас
RU2721846C2
ТВЕРДЫЙ ИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ПРИМЕНЕНИЕ ТВЕРДОГО ИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА 2016
  • Хубер, Юрген
  • Ширм, Дитер
  • Ублер, Маттиас
RU2704804C2
EP 3389058 A1, 17.10.2018
CN 107429139 A, 01.12.2017
EP 3716290 A1, 30.09.2020
CN 103554436 B, 20.01.2016
JP 2002212355 A, 31.07.2002.

RU 2 820 526 C1

Авторы

Хубер, Юрген

Ланг, Штеффен

Нагель, Михаэль

Россов, Торстен

Ширм, Дитер

Ублер, Маттиас

Даты

2024-06-05Публикация

2021-11-02Подача