專利名稱：在有絕緣皮的導(dǎo)體上制成去除絕緣皮的部位的方法和脫離劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在設(shè)有絕緣皮的電導(dǎo)體上制成至少一個(gè)去除所述絕緣皮的部位的方法，其中，使導(dǎo)體包括要去除的部位在內(nèi)一開始用一種不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑、尤其環(huán)氧樹脂圍繞，以及此不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑在其固化后構(gòu)成絕緣皮。此外本發(fā)明涉及一種液態(tài)脫離劑，其用于導(dǎo)體的電絕緣和/或用作將單個(gè)導(dǎo)體粘合成一個(gè)導(dǎo)體的粘合劑，尤其環(huán)氧樹脂，這種脫離劑用于按選擇和在空間上按規(guī)定防止粘合劑在導(dǎo)體上的粘合作用。
在制造帶有繞組裝置的電機(jī)、尤其高壓范圍的變壓器時(shí)，在對(duì)繞組裝置造型及制造時(shí)必須同時(shí)考慮電機(jī)運(yùn)行期間的電和熱物理?xiàng)l件。由于此原因，澆注樹脂的變壓器基于已硬化樹脂的良好熱導(dǎo)性，提供用于不同的工業(yè)和氣候條件。此外為了制造這種繞組裝置非常廣泛地使用所謂的絞合導(dǎo)體，它們由多個(gè)堆疊的互相交叉的單個(gè)導(dǎo)體組成，其中，單個(gè)導(dǎo)體彼此附加地電絕緣。為了穩(wěn)定這些單個(gè)導(dǎo)體，它們例如用環(huán)氧樹脂互相粘結(jié)，以及與單個(gè)導(dǎo)體的堆疊狀交叉結(jié)構(gòu)相結(jié)合，保證導(dǎo)體高的形狀穩(wěn)定性。與此同時(shí)，環(huán)氧樹脂為絞合線提供這樣的可能性，在單個(gè)導(dǎo)體之間基于其固化后的電特性構(gòu)成單個(gè)導(dǎo)體之間足夠的電絕緣層。在電機(jī)的繞組裝置中使用由多個(gè)單個(gè)導(dǎo)體組成的絞合導(dǎo)體是有利的，因?yàn)榻g合導(dǎo)體的這種結(jié)構(gòu)在變壓器運(yùn)行期間顯著減小雜散場(chǎng)損失。
例如DE3419336A2介紹了一種制造電機(jī)絞合導(dǎo)體的方法，其中，在將一些單個(gè)導(dǎo)體扭絞成一個(gè)導(dǎo)體期間在導(dǎo)體上涂敷軟膏狀物質(zhì)并將它散布到單個(gè)導(dǎo)體之間的空隙內(nèi)，從而在軟膏狀物質(zhì)干燥并因而硬化后，一方面在各單個(gè)導(dǎo)體之間存在穩(wěn)定的粘合，而另一方面使單個(gè)導(dǎo)體彼此電絕緣。在這里使用的環(huán)氧樹脂大多通過附加的化學(xué)成分或固體填充料增濃，以便由此改善單個(gè)導(dǎo)體之間環(huán)氧樹脂的結(jié)合和/或絕緣特性。例如DE10224587A1介紹了一種澆注材料，它由一種基本成分和至少兩種添加劑組成，其中添加劑涉及作為第一種添加劑的石英材料粉。作為第二種添加劑使用短纖維的玻璃纖維材料和/或礦物纖維或石英粉。
然而迄今所有按照現(xiàn)有技術(shù)的方法是有缺點(diǎn)的，在環(huán)氧樹脂硬化后并因而在導(dǎo)體的形狀固定后，繞組裝置的規(guī)定部分不再能彎曲。按照現(xiàn)有技術(shù)，在澆注樹脂硬化后，繞組裝置或繞組裝置導(dǎo)體的規(guī)定部位不再可能作必要的形狀改變。此外，在單個(gè)導(dǎo)體之間作為絕緣體硬化的環(huán)氧樹脂，同樣防止在繞組裝置或所使用的導(dǎo)體的規(guī)定部位的單個(gè)導(dǎo)體之間電觸點(diǎn)接通的可能性，這種電觸點(diǎn)接通只有在環(huán)氧樹脂硬化后重新從導(dǎo)體上通過麻煩地除去已硬化的絕緣粘合劑才能實(shí)現(xiàn)。尤其具有外部電源線的電機(jī)，建立接頭的觸點(diǎn)接通需要所有單個(gè)導(dǎo)體與外部電源接頭完全的觸點(diǎn)接通。按照現(xiàn)有技術(shù)這一點(diǎn)迄今只能非常麻煩地實(shí)現(xiàn)。
按照現(xiàn)有技術(shù)，在連接觸頭區(qū)域內(nèi)在將環(huán)氧樹脂施加到絞合導(dǎo)體上之前，將單個(gè)導(dǎo)體拆散并將它們彼此分離。在繞組裝置的導(dǎo)體上施加環(huán)氧樹脂以及接著在環(huán)氧樹脂硬化后，將這些單個(gè)導(dǎo)體在連接觸頭區(qū)域內(nèi)重新互相扭絞和手工拆散。然而這些工作只能手動(dòng)地非常麻煩地完成，而且有時(shí)還會(huì)導(dǎo)致如此制成的導(dǎo)體并不能始終可重現(xiàn)地導(dǎo)電觸點(diǎn)接通。
此外，按照現(xiàn)有技術(shù)已知將硬化的環(huán)氧樹脂通過適用的溶劑、尤其借助有機(jī)烴，在要進(jìn)行接頭觸點(diǎn)接通的區(qū)域內(nèi)從導(dǎo)體上溶解掉。在這里存在的缺點(diǎn)是，為此適用的溶劑部分是可燃的和/或有害健康的。此外，對(duì)于所使用的溶劑，必須保證它們對(duì)導(dǎo)體或繞組裝置的組成部分既沒有短時(shí)的也沒有長(zhǎng)期的化學(xué)物理影響。
按照現(xiàn)有技術(shù)的另一種方案，從繞組裝置導(dǎo)體上要觸點(diǎn)接通的部位和在導(dǎo)體要觸點(diǎn)接通的部位的單個(gè)導(dǎo)體之間的相關(guān)空隙，燒掉硬化的環(huán)氧樹脂層。通過環(huán)氧樹脂汽化形成的有毒氣體和毒的蒸汽，必須加以收集并接著投入高昂的費(fèi)用進(jìn)行廢物處理。此外，基于為此所需的高溫導(dǎo)致環(huán)氧樹脂層的燃燒，不僅發(fā)生在期望的接頭觸點(diǎn)接通的區(qū)域內(nèi)，而且也發(fā)生在其周圍的區(qū)域內(nèi)，這些區(qū)域隨后必須重新手動(dòng)麻煩地進(jìn)行涂層并由此再絕緣。此外，基于燃燒時(shí)的高溫，所述的高溫也可能有害地影響單個(gè)導(dǎo)體的電及機(jī)械特性并因而影響導(dǎo)體的電及機(jī)械特性。
因此本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種快捷而簡(jiǎn)單地用于在設(shè)有絕緣皮的電導(dǎo)體上制成至少一個(gè)去除所述絕緣皮的部位的方法，其中，導(dǎo)體一開始用一種不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑圍繞，所述方法沒有上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)。
上述技術(shù)問題通過權(quán)利要求1特征部分所述的特征得以解決。按照本發(fā)明，在將液態(tài)粘合劑施加在導(dǎo)體上后，將一種液態(tài)脫離劑涂敷在導(dǎo)體要去除的部位上。這種已施加在導(dǎo)體上沒有硬化的粘合劑、尤其環(huán)氧樹脂，仍處于沒有硬化的狀態(tài)-所謂B狀態(tài)-以及仍以一種高粘度的形式存在。隨著對(duì)該未硬化和沒有添加液態(tài)脫離劑的粘合劑的加熱，粘度將減小以及粘合劑流散或在絞合導(dǎo)體的情況下流入到導(dǎo)體的各單個(gè)導(dǎo)體的空隙內(nèi)，由此將單個(gè)導(dǎo)體互相粘結(jié)以及彼此絕緣。在加熱過程進(jìn)行中，因?yàn)闆]有脫離劑，所以粘合劑粘結(jié)并硬化成一種固體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。這種液態(tài)粘合劑起絕緣和/或粘合單個(gè)導(dǎo)體的作用。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，液態(tài)脫離劑包括從很低的粘度到幾乎可定義為軟膏狀物質(zhì)粘度的一個(gè)大的粘度范圍。
要去除絕緣皮的地方在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括導(dǎo)體上的所有部位，在這些地方在涂敷粘合劑后不希望導(dǎo)體或由單個(gè)導(dǎo)體組成的導(dǎo)體被粘合和/或電絕緣，例如因?yàn)橐コ牟课贿€必須要彎曲或機(jī)械加工。在處于B狀態(tài)的粘合劑上施加液態(tài)脫離劑后，接著將整個(gè)導(dǎo)體加熱并因而使粘合劑固化以及使由粘合劑與脫離劑組成的混合物固化。在導(dǎo)體上的那些要去除絕緣皮的已施加液態(tài)脫離劑的部位，因?yàn)槭芩纬傻幕旌衔锏淖璧K，所以在各單個(gè)導(dǎo)體之間不產(chǎn)生粘合作用。這種液態(tài)脫離劑通過未硬化的粘合劑擴(kuò)散，并構(gòu)成一種與只有未硬化的粘合劑相比化學(xué)物理性質(zhì)不同的混合物。在要去除絕緣皮的其上已涂敷液態(tài)脫離劑的部位，當(dāng)粘合劑硬化后圍繞導(dǎo)體構(gòu)成一個(gè)由所述混合物組成的獨(dú)有的外皮。在絞合導(dǎo)體上采用所述方法時(shí)，單個(gè)導(dǎo)體按本發(fā)明的方法不互相粘結(jié)和/或彼此絕緣。處于B狀態(tài)的粘合劑按這種方法在加熱過程中不會(huì)侵入到單個(gè)導(dǎo)體之間的空隙內(nèi)以及使它們互相粘合和/或彼此絕緣。這種液態(tài)脫離劑通過形成混合物阻止液態(tài)粘合劑從高粘度的B狀態(tài)過渡到硬化并因而固定粘合劑的這種物質(zhì)狀態(tài)。
按照本發(fā)明優(yōu)選，將液態(tài)脫離劑在要去除絕緣皮的部位范圍內(nèi)涂抹、噴灑在導(dǎo)體上，和/或，將導(dǎo)體的要去除絕緣皮的部位浸入到液態(tài)脫離劑內(nèi)。對(duì)于導(dǎo)體的要去除的部位是大面積時(shí)，采用將導(dǎo)體相應(yīng)的部位浸入液態(tài)脫離劑內(nèi)。對(duì)于按照本方明的方法在局部很有限的應(yīng)用情況，優(yōu)選將液態(tài)脫離劑噴灑或涂抹在導(dǎo)體的要去除絕緣皮的部位上。將液態(tài)脫離劑在高壓下壓入單個(gè)導(dǎo)體之間也作為一種施加方式可供使用，在這種情況下液態(tài)脫離劑在這里以軟膏狀物質(zhì)存在并在高壓下被壓入。
所述方法的另一種擴(kuò)展設(shè)計(jì)在于，液態(tài)脫離劑在施加到尚未硬化的粘合劑上后干燥。通過此工藝步驟保證涂敷在液態(tài)粘合劑上的液態(tài)脫離劑預(yù)固定如此形成的混合物的物質(zhì)狀態(tài)。因此防止如此形成的混合物出現(xiàn)分離的危險(xiǎn)，以及在接著進(jìn)行原本的加熱和硬化時(shí)不會(huì)導(dǎo)致不再混合的粘合劑部分流散。尤其在絞合導(dǎo)體的情況下存在這樣的危險(xiǎn)，即，若不對(duì)所形成的混合物進(jìn)行預(yù)干燥的話，混合物會(huì)流入到單個(gè)導(dǎo)體之間的空隙內(nèi)并將它們粘結(jié)。
液態(tài)脫離劑優(yōu)選地含有聚乙烯醇。按另一種方案，作為基本化合物的脫離劑含有長(zhǎng)鏈的烴混合物。作為長(zhǎng)鏈的烴混合物有利地使用所有應(yīng)用于變壓器結(jié)構(gòu)中的油和油混合物，因?yàn)樗鼈冭b于其化學(xué)物理相容性，幾十年以來已使用于變壓器結(jié)構(gòu)內(nèi)，并因而可以安全地使用在按照本發(fā)明所述的方法范圍內(nèi)。
此外，為了影響液態(tài)脫離劑的粘度同樣向液態(tài)脫離劑添加水。除此之外液態(tài)脫離劑還含有形式上為一次、二次或三次乙醇或乙醇混合物的乙醇組分。
液態(tài)脫離劑優(yōu)選地含有一種以多糖為基的填充料，該填充料的粒度為1μm至500μm，優(yōu)選地為30μm至90μm。
在按照本發(fā)明方法的一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)中，在液態(tài)脫離劑內(nèi)部聚乙烯醇或長(zhǎng)鏈的烴混合物與水的混合比優(yōu)選為1∶5至1∶20。乙醇作為溶劑添加到脫離劑內(nèi)，在這里根據(jù)期望的溶劑特性，乙醇份額可以明顯地改變聚乙烯醇/水的混合比。優(yōu)選地，將乙醇按相對(duì)于由聚乙烯醇或長(zhǎng)鏈的烴混合物組成的基本化合物為1∶1至5∶1的份額添加到聚乙烯醇/水的混合物內(nèi)或長(zhǎng)鏈的烴混合物/水的混合物內(nèi)。按照本發(fā)明液態(tài)混合物與固體填充料之比為體積百分比10％至70％。
上述技術(shù)問題按照本發(fā)明同樣通過權(quán)利要求12或14的特征得以解決。按照本發(fā)明一種針對(duì)粘合劑的液態(tài)脫離劑用于導(dǎo)體的電絕緣。尤其在絞合導(dǎo)體的情況下，單個(gè)導(dǎo)體通過粘合劑互相粘合和彼此電絕緣。其中，脫離劑含有下列成分聚乙烯醇、水、乙醇、和一種以多糖為基的填充料。按照本發(fā)明聚乙烯醇與水的混合比優(yōu)選1∶5至1∶20。將乙醇按相對(duì)于聚乙烯醇為1∶1至5∶1的份額添加到聚乙烯醇/水的混合物內(nèi)。同樣，填充料優(yōu)選具有的粒度為1μm至500μm，最好為30μm至90μm。液態(tài)混合物與固體填充料之比優(yōu)選地為體積百分比10％至70％。
按另一種方案，液態(tài)脫離劑由沸點(diǎn)在80℃至300℃之間的長(zhǎng)鏈的烴混合物、水、乙醇和一種以多糖為基的填充料組成。作為長(zhǎng)鏈的烴混合物優(yōu)選地使用所有在變壓器結(jié)構(gòu)內(nèi)使用的油和油混合物，因?yàn)樗鼈兛梢园踩赜米靼凑毡景l(fā)明的脫離劑的基質(zhì)。按照本發(fā)明烴混合物與水的混合比優(yōu)選地為1∶5至1∶20。將乙醇按相對(duì)于烴混合物為1∶1至5∶1的份額添加到烴/水混合物內(nèi)。同樣，填充料優(yōu)選的粒度為1μm至500μm，最好為30μm至90μm。液態(tài)混合物與固體填充料之比優(yōu)選地為體積百分比10％至70％。
下面介紹一個(gè)本發(fā)明脫離劑成分的例子。其中脫離劑由聚乙烯醇組成，它用體積百分比為40％的二次乙醇混入乙醇(Ethanol)。為了影響脫離劑的粘度特性，在脫離劑內(nèi)添加體積百分比50％的水。在這種混合物內(nèi)添加由纖維素組成的填充料，其中纖維素的粒度為250μm以及脫離劑的體積百分比份額為50％。作為乙醇可以采用所有一次、二次和三次乙醇的形式。此外，可以使用所有可能的純態(tài)或改進(jìn)態(tài)的具有相應(yīng)粒度的纖維素形式。此方法尤其有利地避免使用去除環(huán)氧樹脂的有機(jī)溶劑。此外，在本發(fā)明中有利的是，允許使用在變壓器結(jié)構(gòu)中常用的和多年或幾十年以來采用的所有材料，所以可能剩余的脫離劑或脫離劑成分的殘?jiān)?，均不?huì)導(dǎo)致對(duì)變壓器工作能力、工作特性和/或使用壽命的損害。
權(quán)利要求
1.一種用于在設(shè)有絕緣皮的電導(dǎo)體上制成至少一個(gè)去除所述絕緣皮的部位的方法，其中，使導(dǎo)體包括要去除的部位在內(nèi)一開始用一種不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑、尤其環(huán)氧樹脂圍繞，以及此不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑在其固化后構(gòu)成絕緣皮，其特征為將液態(tài)的脫離劑涂敷在要去除部位的液態(tài)粘合劑上并形成一種由粘合劑和脫離劑構(gòu)成的混合物，接著使所述液態(tài)粘合劑與所述混合物一起經(jīng)受固化過程，然后從所述導(dǎo)體的要去除的部位上機(jī)械地除去所述混合物。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，所述導(dǎo)體由多個(gè)單個(gè)導(dǎo)體組成，其中，這些單個(gè)導(dǎo)體通過粘合劑互相粘結(jié)并彼此電絕緣。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為，將液態(tài)脫離劑在要去除絕緣皮的部位區(qū)域內(nèi)涂抹、噴灑在尚未硬化的粘合劑上，將導(dǎo)體的要去除絕緣皮的部位浸入到液態(tài)脫離劑內(nèi)，和/或?qū)⒁簯B(tài)脫離劑在高壓下壓入。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，在將尚未硬化的粘合劑上涂敷到所述液態(tài)脫離劑上之后將所述混合物干燥。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，所述液態(tài)脫離劑含有聚乙烯醇。
6.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，所述液態(tài)脫離劑含有長(zhǎng)鏈的烴混合物。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征為，所述液態(tài)脫離劑除聚乙烯醇或長(zhǎng)鏈的烴混合物外還同樣含有水和乙醇。
8.按照權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，所述液態(tài)脫離劑含有以多糖為基的填充料。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征為，所述填充料優(yōu)選的粒度為1μm至500μm，最好為30μm至90μm。
10.按照權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，所述液態(tài)脫離劑具有一種優(yōu)選的聚乙烯醇或長(zhǎng)鏈的烴混合物與水的混合比為1∶5至1∶20，以及按相對(duì)于聚乙烯醇或長(zhǎng)鏈的烴混合物為1∶1至5∶1的份額添加乙醇。
11.按照權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征為，所述液態(tài)混合物與固體填充料之比在體積百分比10％與70％之間。
12.一種液態(tài)脫離劑，其用于導(dǎo)體的電絕緣和/或用作將單個(gè)導(dǎo)體粘合成一個(gè)導(dǎo)體的粘合劑，單個(gè)導(dǎo)體借助粘合劑互相粘合和/或彼此電絕緣，所述液態(tài)脫離劑包括下列成分-聚乙烯醇-水-乙醇-以多糖為基的填充料。
13.按照權(quán)利要求12所述的液態(tài)脫離劑，其特征為，所述聚乙烯醇與水的混合比優(yōu)選地為1∶5至1∶20，以及按相對(duì)于聚乙烯醇為1∶1至5∶1的份額添加乙醇，以及填充料優(yōu)選的粒度為1μm至500μm，最好為30μm至90μm，其中，液態(tài)混合物與固體填充料之比優(yōu)選地為體積百分比10％至70％。
14.一種液態(tài)脫離劑，其用于用于導(dǎo)體的電絕緣和/或用作將單個(gè)導(dǎo)體連接成一個(gè)導(dǎo)體的粘合劑，單個(gè)導(dǎo)體通過粘合劑互相連接和/或彼此電絕緣，所述液態(tài)脫離劑包括下列成分-長(zhǎng)鏈的烴混合物-水-乙醇-以多糖為基的填充料。
15.按照權(quán)利要求14所述的液態(tài)脫離劑，其特征為，所述長(zhǎng)鏈的烴混合物與水的混合比優(yōu)選地為1∶5至1∶20，以及填充料具有一種優(yōu)選的粒度為1μm至500μm，最好為30μm至90μm，以及按相對(duì)于長(zhǎng)鏈的烴混合物為1∶1至5∶1的份額添加乙醇，其中，所述液態(tài)混合物與固體填充料之比優(yōu)選地為體積百分比10％至70％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在設(shè)有絕緣皮的電導(dǎo)體上制成至少一個(gè)去除所述絕緣皮的部位的方法，其中，使導(dǎo)體包括要去除的部位在內(nèi)一開始用一種不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑、尤其環(huán)氧樹脂圍繞，以及此不導(dǎo)電的液態(tài)粘合劑在其固化后構(gòu)成絕緣皮。所述導(dǎo)體同樣可以由多個(gè)單個(gè)導(dǎo)體尤其絞合導(dǎo)體組成，其中這些單個(gè)導(dǎo)體通過粘合劑彼此電絕緣和互相連接，尤其粘結(jié)。通過在導(dǎo)體的上要去除絕緣皮的部位使用一種以聚乙烯醇或以長(zhǎng)鏈的烴混合物和多糖填充料為基的液態(tài)脫離劑，借助未固化的混合物局部阻止粘合劑與導(dǎo)體或在絞合導(dǎo)體的情況下與單個(gè)導(dǎo)體粘合。在全部粘合劑硬化后以及進(jìn)而粘合劑/脫離劑混合物固化后，在導(dǎo)體上經(jīng)如此處理過的地方可以機(jī)械地輕易除去粘合劑/脫離劑混合物。
文檔編號(hào)H01B7/38GK101044580SQ200580035452
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者波格丹·科科托夫斯基, 康拉德·昂特盧高爾, 烏爾里克·達(dá)爾博格, 伊凡卡·阿塔納索瓦-霍萊因, 彼得·海因齊格 申請(qǐng)人:西門子公司