在其中形成有孔的絕緣材料制造技術

一種電絕緣帶，包括：背襯層；以及結合到所述背襯層的電絕緣層；其中，所述背襯層和所述絕緣層中的至少一個包括形成在其中的多個孔。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】提供了一種改進的電絕緣帶(16)，包括背襯層(20)和結合到背襯層(20)的電絕緣層(18)。電絕緣層(18)和背襯層(20)中的至少一個包含形成在其中的多個孔(26)，以在樹脂浸漬期間改善浸漬樹脂到絕緣帶(16)中的流動。【專利說明】在其中形成有孔的絕緣材料
本專利技術總體涉及電絕緣帶的領域，并且更具體地涉及電絕緣材料和用于將樹脂浸潰到電絕緣材料中的改進方法。
技術介紹
高壓繞組應用于各種機電機器，諸如電動機或發電機。例如，高壓繞組通常被稱為在高壓發電機中使用的定子繞組。諸如定子繞組等高壓繞組可以由至少一個線棒形成，線棒又包括一個或多個電導體。個別電導體由諸如銅等導電性高的材料制成。電導體通常單獨絕緣并捆扎在一起，以形成線棒。捆束又由絕緣物包圍，并且常常被稱為繞組絕緣體或對地絕緣體(groundwall insulator)。對地絕緣體通常包含多個絕緣帶層,諸如玻璃背襯云母帶。覆蓋主絕緣(groundwall)的是包圍對地絕緣體的外導電接地電極。外導電接地電極可以是導電漆或被包裹的導電帶在對地絕緣體上的涂層。外導電接地電極連接到地，這樣高壓繞組的外表面的電壓處于地電位。該帶可半搭接、對接或以任何其它合適的方式來施加。一般地，云母帶的多個層在線圈周圍包裹十六層或更多層，一般使用典型的高壓線圈。取決于發電機的功率和絕緣體同時在其能力方面的效率，可減少層的數量，以隔離電和熱傳導。為了賦予更好的耐磨損性并且為了確保更嚴格的絕緣性，堅韌的纖維材料例如玻璃纖維、石棉等的外帶的包裹可施加到線圈。絕緣帶一般用樹脂浸潰，以提高其整體性能。有許多方法來涂覆具有環氧樹脂的材料然后固化該產物。一種這樣的方法是真空壓力浸潰(VPI)。這個方法用在諸如定子導體線圈的器件上。將絕緣帶施加到線圈，然后將線圈放置在真空容器中并施加真空。經過一段時間后，允許進入樹脂以浸潰線圈。施加壓力以促使樹脂進入線圈并盡量減少空隙，這將影響導電性。在完成這一步驟之后，加熱線圈以固化樹脂。該方法的變型--全局VPI(全局真空壓力浸潰，GVPI)--涉及工藝:纏繞干的絕緣線圈，然后將整個定子進行真空壓力浸潰而不是個別線圈。由于本絕緣帶的密度相對較高，通常這樣的帶存在最佳浸潰如不完全浸潰的問題。不完全浸潰可導致線圈無力抵抗電壓應力，并引起過早的擊穿和故障。【專利附圖】【附圖說明】在下面的描述中參考附圖來解釋本專利技術，附圖示出:圖1描繪了根據本專利技術一方面的圍繞定子線圈搭接的絕緣帶。圖2描繪了根據本專利技術一方面的在其中形成有多個孔的絕緣帶。圖3描繪了根據本專利技術一方面的絕緣帶，具有多個平行于絕緣帶的縱向軸線取向的孔。圖4描繪了根據本專利技術一方面的絕緣帶，具有多個與絕緣帶的縱向軸線成一定角度取向的孔。圖5A-5E示出了位于根據本專利技術一方面的絕緣帶中用于孔的示例性圖案。圖6描繪了根據本專利技術一方面的絕緣帶，具有多個孔，延伸通過絕緣層并延伸到背襯層中，但不是一直貫穿背襯層。圖7描繪了根據本專利技術一方面的絕緣帶，包括帶有多個孔的絕緣層和帶有從絕緣層的孔偏移的多個孔的背襯層。圖8描繪了根據本專利技術一方面的結構穩定的云母片(沒有背襯層)，在其中形成有多個孔。圖9描繪了用于在根據本專利技術一方面的絕緣帶中形成多個孔的激光源。圖10描繪了用于在根據本專利技術一方面的絕緣帶中形成多個孔的系統。圖11描繪了用于在根據本專利技術一方面的絕緣帶中形成多個孔的另一系統。【具體實施方式】本專利技術人已經創新性地開發了一種絕緣帶，其在樹脂浸潰期間大大提高了浸潰的樹脂到絕緣帶中的流動性。在一個實施方式中，絕緣帶至少包含絕緣層以及通過激光鉆孔等形成在其中的多個孔(洞)。在一些實施方式中，孔具有的最大尺寸為10微米或更小，使得樹脂浸潰到帶中得以改善，同時絕緣帶的電學性能沒有下降。以這種方式，改進的絕緣帶改善了樹脂浸潰，但也能夠承受在制造和服役期間所述帶經歷的應力和力。現在參照附圖，圖1示出用于本專利技術的絕緣帶的示例性環境。示例性線圈10包括多匝導體12，多匝導體12組裝成膠木線圈14。通過繞膠木線圈14包裹一層或多層的電絕緣帶(絕緣帶)16來提供對線圈14的接地絕緣。絕緣帶16典型地包括電絕緣層(絕緣層)18，絕緣層18通過液體樹脂粘合劑22組合或結合到背襯層或背襯片20。在一個實施方式中，絕緣層18包括多個云母薄片，多個云母薄片已通過如在本領域已知的常規造紙工藝制成云母片。由于云母薄片和小薄片的大小，已知云母是理想的絕緣體。云母可以是標準云母(白云母、金云母)、黑云母，或者是任何其它合適的云母狀硅鋁酸鹽材料，諸如高嶺石、埃洛石、蒙脫石和綠泥石。云母可以制成的大小范圍能夠變化，但一般的云母處于大尺寸(例如，0.01-0.05mm)的厚度范圍內，對于天然存在的和常規加工的云母(包含所有已知常見的礦物形式)而言，最長小片尺寸高達10mm。對于合成云母而言，最長尺寸大小范圍可以是在從IOOnm至10，OOOnm的微米和亞微米級范圍內。云母不僅善于形成紙，而且對于電樹枝工藝而言由于小片創建了高度曲折的路徑，云母也是極好的電絕緣材料。不幸的是，云母的隔熱也很好，這是不希望的副作用。在另一實施方式中，絕緣帶16還可包含高導熱率(HTC)材料24，其可在生產云母紙的任何合適階段諸如干燥材料階段、漿料階段與云母組合，或者與如美國專利N0.7，846，853中描述的最終產物組合，該美國專利的全部內容通過引用并入本文中。云母紙通常具有的結構可以很容易地夾有這樣的HTC材料，諸如金屬氧化物、氮化物和碳化物、有機化合物和單體以及聚合物，以得到高介電強度的復合材料。HTC材料24可代替或進一步被包含在浸潰到絕緣帶16內的樹脂中。HTC材料24可包含增加主體基質的導熱率的任何合適的顆粒。HTC材料可包括納米級、中間級和/或微米級的顆粒。在一個實施方式中，HTC材料24包括具有1-1OOOnm尺寸的納米填料。該納米填料可以是球形的，可以是小片，可呈現具有諸如晶須、棒或納米管的高縱橫比的形狀，和/或可采用組裝的形式，諸如粒料、纖維狀樹突、繩、捆束、網和其它形式。HTC材料24還可包含涂層，諸如類金剛石涂層或其它高導熱率材料，如金屬氧化物、氮化物和碳化物，它們布置在具有較低導熱率的材料上。此外，HTC顆粒可包含活性地接枝到HTC材料的無機或有機表面官能團，其可與浸潰樹脂直接或間接地形成共價鍵(聯接)，以形成連續的復合材料。在一個實施方式中，HTC材料經由一個或多個共價鍵直接結合到浸潰樹脂。合適的HTC材料的具體實例在美國專利N0.7，781，063中加以公開，該美國專利的全部內容通過引用并入本文中。浸潰到絕緣帶16中的浸潰樹脂可以是任何合適的樹脂或環氧樹脂，包含:改性環氧樹脂、聚酯、聚氨酯、聚酰亞胺、聚酯酰亞胺、聚醚酰亞胺、雙馬來酰亞胺、有機硅、聚硅氧烷、聚丁二烯、氰酸酯、烴等以及這些樹脂的均勻共混物。此外，浸潰樹脂可包含添加劑，諸如交聯劑、促進劑和其它催化劑和加工助劑。某些樹脂諸如液晶熱固性材料(LCT)和1，2乙烯基聚丁二烯將低的分子量特性與良好的交聯性能組合。絕緣層18典型地用樹脂粘合劑22與柔韌的背襯層20 (背襯層20)組合。例如，柔韌的背襯層20可包括玻璃纖維布或聚對苯二甲酸乙二醇酯墊。樹脂粘合劑22可以是任何本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電絕緣帶，包括：背襯層；以及結合到所述背襯層的電絕緣層；其中，所述背襯層和所述絕緣層中的至少一個包括形成在其中的多個孔。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：DS西格萊特斯，韓朝暉，
申請(專利權)人：西門子能量股份有限公司，
類型：
國別省市：