用于高压设备的绝缘装置的制造方法_2

文档序号:9221735阅读:来源:国知局
第二层的数量所得的商。主绝缘件的热导率因此借助第二层较低的数量而被明显地改进, 这实现了材料成本的降低并节约成本。
[0031] 在另一个实施方式中,第二层在主绝缘件内轴向和周向地延伸。第一层和第二层 优选完全地包裹线圈杆。由此在主绝缘件内部保证了线圈杆的完全绝缘和热量均匀的分 布。
[0032] 在另一个实施方式中,第二层居中地布置在主绝缘件内和/或朝向主绝缘件的圆 周侧错移地布置。由此在绝缘装置中,第二层能够在厚度方向上位于主绝缘件内部的中间。 因此,实现了热量分布在主绝缘件内部轴向上的均匀性。附加地或者备选地,第二层在绝缘 装置内在厚度方向上能够从主绝缘件的中部向线圈杆或者向主绝缘件的处于地电位的一 侧错移地布置。通过第二层在主绝缘件内部错移的布置可实现用于具有电导体的或者用于 叠片组的线圈杆的冷却功能,该叠片组在构造状态下被限定在主绝缘件的一侧上,这一侧 处于地电位。
[0033] 片状的氧化铝颗粒还能够设在支承带上,利用支承带包裹线圈杆。织物尤其适用 于作为支承带,该织物例如由聚酯物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者玻璃制成。为了构 成绝缘带,能够将包含在基质中的片状的氧化铝颗粒例如粘粘在支承带上。由此形成单个 层的渗透性,因而现有的制造过程能够以VPI过程或者树脂富集技术为基础被使用。
[0034] 片状的氧化铝颗粒能够具有10至100、并且优选40至80的横纵比。云母颗粒以 层硅酸盐为基础地构成。云母颗粒优选在被包含在基质中、尤其聚合的基质中、例如以聚硅 氮烷、聚酯酰亚胺或者聚醚性多元醇为基础。
[0035] 此外,片状的云母颗粒能够平面地铺设在第一层内,并且以多层的方式重叠地布 置。通过片状形态能够将云母颗粒相互定向。表面的相互影响由与相邻的云母颗粒的接触 面直接相关的连接力而产生。理论上尤其由于云母颗粒的相互影响通过范德华力或者氢键 产生。由此提高了绝缘装置的电学稳定性和机械强度。
[0036] 云母颗粒在基质中由此构成了可承载机械负荷的云母薄层,它能够包裹线圈杆, 借助反应性树脂能够被浸渍,并且具有用于释放通道的良好屏障。同时,相对于部分放电实 现较高的稳定性。
[0037] 为了进一步改进机械强度能够将云母薄层施加在例如由玻璃或者聚合织物组成 的支承带上。随后能够转换在复合材料中的部件。这是如此实现的,借助VPI过程用液体 的和反应的聚合物浸渍云母薄层,并且在随后的步骤中实施硬化。备选地还能够使用树脂 富集技术。用环氧树脂浸渍的云母薄层在作为支承带的玻璃织物或者聚合织物上的热导率 例如可在环境温度下是0. 2W/mk至0. 25W/mK。
[0038] 在另一个实施方式中,在支承带上制备云母颗粒和氧化铝颗粒,并且第一层和第 二层通过对线圈杆的包裹而产生。因此,被包裹的线圈杆能够在VPI过程的范围内或者以 树脂富集技术为基础被继续加工。因此,第二层的设置能够简单地和无其它耗费地集成在 现有的制造过程中。
[0039] 此外,建议一种发电机,它包括前面所述的线圈杆。在此,该线圈杆能够通过发电 机的叠片组来导引,并且在两侧具有突出的端部,该端部为了构成导体回线而在线圈头上 转向。
[0040] 在发电机中或者在叠片组内部会出现较强的热量汇集,这通过绝缘装置的导热的 第二层而得到均衡。因此,第二层能够在发电机运行时将热量有效地导向线圈头。由此降 低了在绝缘装置内的温度最大值以及温度平均值。这种效果延缓了主绝缘件的老化,并且 提高了击穿强度。
[0041] 此外,能够较低地保持额外费用,因为只需要一层或几层第二层就实现了这种效 果。因此,还能够将发电机的冷却装置的尺寸缩减。例如可以使用对于发电机具有较小功 率等级的冷却装置。因此,虽然提高了用于绝缘装置的材料成本,但是降低了总体成本,因 为降低了用于冷却的外围设备成本。
[0042] 下面结合所附的视图详细地阐述本发明。
[0043] 在附图中:
[0044] 图1示出具有叠片组和绝缘装置的发电机架的局部纵剖面图;
[0045] 图2示出具有示例性主绝缘件的绝缘装置的纵剖面图;
[0046] 图3示出在图2所示的绝缘装置中的具有片状的氧化铝颗粒的第二层的放大截面 图;
[0047] 图4示出在图2所示的主绝缘件内部的轴向的温度曲线;
[0048] 图5示出具有另一个示例性的主绝缘件的绝缘装置的纵剖面图;
[0049] 图6示出具有另一个示例性的主绝缘件的绝缘装置的纵剖面图;和
[0050] 图7示出以流程图方式的用于制造根据本发明的绝缘装置的方法的流程图。
[0051] 图1示出发电机1的截面图,它包括具有叠片组3和绝缘装置4的发电机架2,该 绝缘装置具有线圈杆5。
[0052] 绝缘装置4连同线圈杆5被导引穿过叠片组3。绝缘装置4从叠片组3中伸出。 线圈杆5为了构造导体回线在线圈头(未示出)上转向。在图1中示出的装置典型地关于 线圈杆5端部对称地构造在叠片组的两端上。
[0053] 线圈杆5被主绝缘件6包裹。为了避免在发电机架2的部件之间的边界面部分放 电,因此主绝缘件6还被层7、8包围。
[0054] 因此,在线圈杆5和主绝缘件6之间安置作为内部电势控制的层7。在叠片组3和 主绝缘件6之间还存在另一层8,它设计为放电保护层8。这种放电保护层包括在第一部段 10内的端部放电保护层9和在第二部段12内的外侧放电保护层11。外侧放电保护层11 与地面13相连接。外侧放电保护层11包裹在叠片组3内部的主绝缘件6,并且在线圈杆5 从叠片组3伸出后在部分长度12上继续导引。端部放电保护层9直接地连接在外侧放电 保护层11上。通过层7、8从内部的电势控制件7到放电保护层8降低主绝缘件6内的电 场强度。在线圈杆5的端部上(它的两端从叠片组3中伸出)设有端部放电保护层9,它从 外侧放电保护层11开始降低电势。
[0055] 根据其中一名发明人内部已知的结构,主绝缘件6由在以聚醚型多元醇为基础、 例如以环氧树脂为基础的基质内的片状的云母颗粒构成。这种云母片还设在支承带上、例 如玻璃或者聚酯织物,它作为主绝缘件6绕着绝缘装置4的线圈杆5缠绕。
[0056] 在这样的装置中,主绝缘件6的热导率在环境温度下大约是0. 2至0. 25W/mk。因 此,在叠片组3内部尤其可能导致过热,这会加速主绝缘件6的老化过程。此外,由于在主 绝缘件6内的不均匀性和缺陷可能出现局部的部分放电条件下的温度升高(热点),这会使 得主绝缘件6的部件老化。在老化后期的情况下可能出现线圈杆5的接地,这会导致发电 机1的整体失效。
[0057] 图2示出具有线圈杆5和主绝缘件6的绝缘装置4的纵剖面图。
[0058] 主绝缘件6包括两层具有片状的云母颗粒的第一层14和具有片状的氧化铝颗粒 的第二层15。在此,氧化铝颗粒具有比云母颗粒更好的热导率。但是,电学特性基本相同。 因此,通过装入第二层15将导热层集成在了主绝缘件6中,能够传送主绝缘件6内的热量。
[0059] 具有层14、15的主绝缘件6完全地包裹线圈杆5。因此,在横截面中绕着线圈杆5 构成主绝缘环,线圈杆具有内圆周侧和外圆周侧。在所示的实施方式中,第二层15相对于 主绝缘环厚度居中地安置在主绝缘件内两个第一层14之间。由此实现了在主绝缘件6内 部的热量分布的均匀性。
[0060] 第二层15在此轴向延伸,并且周向地在主绝缘件6的第一层之间。在主绝缘件6 的另一个实施方式中,第一层14的数量与第二层15的数量的比例在5至50的区间内,并 且优选在10至25的区间内。主绝缘件6例如能够一共具有22层第一层15和一层或两层 第二层15。绝缘装置4的热导率因此借助第二层15的较低数量而被
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