[发明专利]用于缠绕带绝缘的电绝缘材料和/或浸渍树脂、由其形成的绝缘物质以及绝缘体系

说明书

本发明涉及用于缠绕带绝缘的电绝缘材料和/或浸渍树脂、由其通过固化形成的绝缘物质以及绝缘体系，例如用于旋转电机、特别是中压或高压机器的绝缘体系。通过本发明，首次提供如下的绝缘材料，即用于形成绝缘物质的可固化混合物的组合物，对于该绝缘材料，在相同条件下运行时使常规体系的使用寿命最多增加8倍。这归因于共生式地结合了至少部分地用形成SiR₂‑O骨架的组分对常规环氧树脂的取代连同无机纳米颗粒和烧结添加剂，所述烧结添加剂导致基础树脂中的纳米颗粒的熔融。

技术领域

本发明涉及用于缠绕带绝缘(或称为绕组带绝缘，Wickelbandisolierung)的电绝缘材料和/或浸渍树脂、由其通过固化形成的绝缘物质以及绝缘体系，例如用于旋转电机、特别是中压或高压机器的绝缘体系。

背景技术

在功率超过500MVA的高压机器的运行中可获得超过10kV的额定电压。部件相应地承受高的机械、热和电应力。因此，电导体的绝缘体系的可靠性对操作安全性至关重要。

绝缘体系的任务是使电导体例如电线、线圈和绕组棒永久地彼此绝缘，并相对于定子的叠片铁芯或周围环境绝缘。为此，绝缘体系具有在子导体(或称为导体元件)之间的绝缘(子导体绝缘)、在导体或绕组棒之间的绝缘(导体或绕组绝缘)以及在凹槽及绕组头部区域中在导体与接地电位之间的绝缘(主绝缘)。

这种类型的电负载绝缘中的根本问题在于局部放电引起的其中形成“茶环(Teering)”通道的侵蚀，该通道最终导致绝缘的电击穿。通常，将基于云母的绝缘用于旋转机器中的带电压的导体的永久绝缘。

为形成主绝缘，用云母带缠绕由绝缘子导体制成的预制线圈，并在真空压力浸渍(Vacuum-Pressure-Impregnation，VPI工艺)中用树脂浸渍。在此，云母带以云母纸的形式使用。

通过浸渍，用绝缘材料填充了云母纸中的处于各个颗粒和/或带褶皱之间的空腔。由浸渍树脂和云母纸组成的复合材料被固化，形成绝缘物质，然后该绝缘物质被加工成绝缘体系并提供绝缘体系的机械强度。电气强度由云母中大量的固体-固体界面而产生。因此，通过VPI工艺，绝缘体中即使最小的空腔也必须用树脂填充，以最小化内部的气体-固体界面的数量。

总体上，这对绕组导体相对于彼此的绝缘、绕组相对于叠片铁芯的绝缘以及在导体从叠片铁芯的出口处形成的滑动装置提出了极高的电气、热和机械要求。在机器绝缘中，对铜导体组件和高压绝缘体之间的内部电势控制IPS、绕组与叠片铁芯之间的外部电晕屏蔽(AGS)以及绕组棒从叠片铁芯的出口处的末端电晕屏蔽(EGS)进行区分。

迄今为止，作为用于电气绝缘的基础树脂，并且尤其还作为用于缠绕带绝缘的浸渍树脂，优选地使用基于碳的环氧树脂，其以液态形式在基于碳的(-CR₂-)_n-骨架(主链)上携带所有可能的官能团，例如也携带环氧基。它们与固化剂反应以形成热固性塑料，该热固性塑料形成灌封料和/或例如形成缠绕带绝缘体的浸渍物。

如从DE 10 2014 219765中已知的，已经尝试使用纳米颗粒来通过使用有机和无机纳米颗粒在基础树脂中形成具有防侵蚀作用的烧结桥。

然而，仍然需要通过改进基础树脂内的烧结桥的形成而在基础树脂内形成保护层，该保护层表现出改善的防侵蚀效果。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于绝缘材料的添加剂，该添加剂在局部放电的情况下通过形成阻挡层来提高由该绝缘材料制成的绝缘体系的耐蚀性并因此提高其局部放电耐受性。

该目的通过本发明的主题来实现，如在说明书和权利要求书中公开的主题那样。