电晕放电防护罩及其制造方法和相关电机技术

本发明专利技术公开了一种用于电机的电晕放电防护罩，其中，该电晕放电防护罩要么具有一基材和一涂层，要么由一织物和／或无纺布制成。该织物和／或无纺布则由带有一涂层的许多丝线构成。所述涂层均具有导电的无机材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于电机的电晕放电防护罩。这种电晕放电防护罩大多具有一织物或一无纺布。这种织物例如已由1976年的德国工业标准DIN16740和DIN16741公开。其中，DIN16740公开了一种用于电子应用领域的纺织玻璃织物，而DIN16741则公开了多种用于电子应用领域的带有坚固折边(Wegkanten)的纺织玻璃织物壁。这种织物例如作为浸渍剂的载体，其中，通过该浸渍剂可获得某种电特性。通过浸渍例如可形成一种电晕放电防护。该电晕放电防护层例如也可通过一种化学还原方法来形成。这在美国专利文献US 3 639 113中有相应记载。这种通过还原反应形成的导电性在其数值方面难以再现。此外，这种还原方法很复杂，并且也很昂贵。本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于电机的电晕放电防护罩，其电特性可再现地调节和/或具有更长的使用寿命。该电晕放电防护罩同时也可简便和/或廉价地制造。上述技术问题按照本专利技术是通过这样一种用于电机的电晕放电防护罩来解决的，其中，该电晕放电防护罩具有一基材和至少一位于该基材层上的涂层。在一种用于制造电晕放电防护罩的方法中，在一基材层上涂覆一涂层。在制造电晕放电防护罩时，例如采用一种不导电的玻璃织物作为基本材料。这种由无机材料制成的织物浸渍在一种溶剂中。这种溶剂例如含有金属有机物和/或过渡金属无机物。在溶剂挥发后，在大约600℃温度对浸渍后的玻璃织物进行煅烧。所述导电性例如可通过一在织物表面上的锑锡氧化层的厚度和掺杂度来确定。通过使所述电晕放电防护罩既具有一基材层又具有一位于其上的涂层亦即涂层材料，使所述电晕放电防护罩的功能被分割开来。一方面主要通过基材来确定所述电晕放电防护罩层的机械特性，另一方面主要通过该涂层来确定该电晕放电防护罩层的电特性。该涂层具有导电的无机材料。该导电无机材料与现有技术相比由于缺少有机成分对于局部放电不敏感。所述电晕放电防护罩层按照本专利技术因此可唯一地仅仅由无机材料构成。所述基材比较有利地全部用无机材料制成，因为这样可避免局部放电造成损害。该基材的涂层也至少由一种无机材料制成。因此，该电晕放电防护罩层比较有利地仅由无机材料制成。当然所述基材层的组成成分中也可比较有利地具有有机化合物如粘接剂。通过在一电晕放电防护罩缠绕带的起始端与终端设置粘接剂，可有利地改善该电晕放电防护罩带。因为该缠绕带既可在一开始也可最后固定地缠绕在主绝缘皮层上。所述电晕放电防护罩的基材例如是一种织物和/或一无纺布。作为基材可采用所有电绝缘的无机类织物/无纺布，只要它们在电机所必需的温度范围内具有耐受性即可。所述玻璃织物和织物优选由氧化铝或含有SiO2的氧化铝制成。同样的材料也可用于制造所述无纺布。本专利技术所要解决的技术问题也可通过另一种用于电机的电晕放电防护罩层来解决，其中，该电晕放电防护罩被设计成具有纤维和/或丝线的一无纺布和/或一织物，按照本专利技术，该纤维和/或丝线由一无机材料制成并且涂覆有一无机材料层。在一种相应的制造方法中，相应地在制成无纺布的纤维和/或制成织物的丝线上涂覆。所述纤维和/或丝线的涂层就象所述基材上的涂层一样至少具有部分导电的无机材料。在另一实施方式中，所述涂层唯一地仅仅具有导电的无机材料。当所述电晕放电防护罩层由涂覆导电层的纤维(用于制成无纺布)和/或丝线(用于制成织物)构成，则可有利地不用另外对织物和/或无纺布实施涂覆。通过将导电的纤维/丝线与不导电的纤维/丝线混合，可获得另一种调节所述电晕放电防护罩层的导电性的可能性。所述电晕放电防护罩层尤其能用于绝缘保护电压在千伏级(尤其是大于等于3.3千伏)的诸如电动机(例如铁路牵引电动机)和发电机(尤其是涡轮发电机)那样的电机。在所加载电压大于3.3千伏时，则必需采取避免局部放电或电晕放电以及控制电位的预防措施。为此，在一电机的一叠片铁芯中的开槽区域要采取内外电晕放电防护措施，在绕组端部则要采取端部电晕放电防护措施。作为电晕放电防护罩层，在现有技术中，如已提到的那样，一般采用由玻璃或聚酯制成的并用一种含有填充料的结合剂浸渍的织物或无纺布带。在浸渍单根导体杆时，也可部分采用含有填料的涂料。在开槽区域，一般采用碳黑或石墨作为导电填料，在绕组端部区域则采用有半导体特性的碳化硅。但这些材料由于受必需的有机结合剂的影响只能承受有限的热负荷(最高约为180℃)，并且很快会被局部放电或电晕放电破坏。此外，其导电性以无法预知的方式受到一VPI浸渍工序(亦即简称为VPI的真空压力浸渍)的影响。通过例如石墨的磨耗以及冲洗，所述VPI浸渍剂和相邻的绝缘区域可能会被导电填料沾染。由此也会不利地改变导电性。本专利技术的电晕放电防护罩层例如可设计为织物带或无纺布带。该缠绕带上可涂覆导电的无机材料层。内、外电晕放电防护层所必需的导电性(5*102Ω□至5*104Ω□)和端部电晕放电防护层所必需的导电性(5*107Ω□至109Ω□)通过进行不同的掺杂，也就是说通过所述导电材料在所述织物或无纺布中的不同浓度或通过所述导电层的不同厚度来实现。由于优选采用热稳定的无机材料，因此可实现高达500℃的持续耐受温度。所述电机由此相对于端部电晕放电防护EGS和外部电晕放电防护AGS来说能承受更高的负载。所述织物和/或无纺布的导电性不会受到一随后的VPI浸渍工序的影响。所述VPI浸渍剂被电晕放电防护系统中的导电成分(填料)沾染的可能性也被排除，这是因为所述导电层牢固地粘附在所述无机的基材上。所述电晕放电防护对于电机来说在绝缘方面有重要意义。这一点尤其适合于前面提到的电压在大约3.3千伏以上的高压电机。在开发电机的绝缘系统时尤其要注意三项特性-热稳定性；-热传导率以及-电特性在电特性方面既要注意电阻，又要注意电场强度的分布。尤其是在高压电机上要采用以云母为基础的绝缘系统。利用云母可实现最大场强为3.5千伏/毫米。对电机内的电线可这样构造其绝缘，首先，用一绝缘层来包封电线，随后围绕该绝缘层又附加地包上一电晕放电防护层。后者有助于电线表面具有一均匀的场强分布。此外，电机内位于定子槽内的电晕放电防护层与定子的叠片铁芯相毗邻。该定子叠片铁芯被设于零电位上或星型中性连接点电位上。所述外部电晕放电防护在其电特性方面设计成与端部电晕放电防护不同。电机的绝缘及其电晕放电防护都与电机的应用有关。尤其在一些实施脉动调制的整流器旁运行一电机时，对电机的绝缘要求和电晕放电防护要求都会提高。电晕放电防护的英文称为“Corona shielding”。按照电晕放电防护的一种有利的扩展设计，所述涂层具有一种导电的无机材料。通过采用一种导电无机材料，克服了在采用碳黑或石墨时易受局部放电影响的缺点。局部放电产生臭氧，臭氧破坏有机材料，诸如作为SiC结合剂的树脂或碳黑以及石墨本身。由此会不利地影响电晕放电防护层的导电性。有机材料被破坏后又会导致电机内导线上的局部放电加剧，从而又产生更多的臭氧，进而更大程度地破坏有机材料。通过这样的恶性循环，会导致电晕放电防护层受到很大破坏。迄今往有机树脂中加入碳黑或石墨。然后用这种树脂浸渍一种玻璃织物或织物中的一种聚酯。为进一步提高导电性，还可往该有机树脂中加碳化硅。采用有机树脂来浸渍玻璃织物或聚酯织物会限制电机中的最大允许温度。局部放电产生的臭氧破坏有机树脂中的碳黑或石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的电晕放电防护罩，其特征在于，所述电晕放电防护罩具有一基材和至少一位于该基材层上的涂层。

【技术特征摘要】
DE 2002-6-18 10227227.11.一种用于电机的电晕放电防护罩，其特征在于，所述电晕放电防护罩具有一基材和至少一位于该基材层上的涂层。2.如权利要求1所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述基材和涂层由无机材料制成。3.如权利要求1或2所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述基材是一无纺布和/或一织物。4.如权利要求1至3中任一项所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述基材由玻璃制成。5.如权利要求1至3中任一项所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述基材是碳化硅SiC。6.如权利要求1至3中任一项所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述基材是氧化铝AlO。7.一种用于电机的电晕放电防护罩，其中，该电晕放电防护罩被设计成具有纤维和/或丝线的一无纺布和/或一织物，其特征在于，该纤维和/或丝线由一无机材料制成并且涂覆有一无机材料层。8.如权利要求7所述的电晕放电防护罩，其特征在于，所述纤维和/或丝线具有一纤维芯和/或一丝线芯，该纤维芯和/或一丝线芯由玻璃或碳化硅或氧化铝制成。9.如权利要求1至8中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德克劳斯纳，克里斯托弗迈耶，沃尔克缪尔，亚历山大莫勒，克里斯琴拉塞尔，克劳斯谢弗，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]