具有環(huán)繞電氣絕緣的電導(dǎo)體制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體具備環(huán)繞該導(dǎo)體1的電氣絕緣系統(tǒng)，該絕緣包括環(huán)繞該導(dǎo)體的第一絕緣層2和環(huán)繞該第一絕緣層2的第二絕緣層3。該第二絕緣層3包括第二聚合物以及氧化鉻(Cr

An electrical conductor having an electrical insulation around it

An electrical conductor having an electrical insulation system surrounding the conductor 1 includes a first insulating layer 2 surrounding the conductor and a second insulating layer 2 surrounding the first insulating layer 3. The second insulating layer 3 includes a second polymer and chromium oxide (Cr)

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
具有環(huán)繞電氣絕緣的電導(dǎo)體本申請是申請日為2011年6月21日、申請?zhí)枮?01180029276.7、專利技術(shù)名稱為“具有環(huán)繞電氣絕緣的電導(dǎo)體”的專利技術(shù)專利申請的分案申請。
本專利技術(shù)涉及具備環(huán)繞電氣絕緣系統(tǒng)的電導(dǎo)體。
技術(shù)介紹
已知具備用氧化鉻(Cr2O3)或氧化鐵(Fe2O3)的粒子來填充的涂料形式的電氣絕緣的電導(dǎo)體對于局部放電提供極好的抵抗性。這些類型的絕緣電導(dǎo)體典型地使用在電動機(jī)中并且隨后被稱為漆包線。通過參考的方式合并入本文的EP356929A1給出了具有包括底涂層和頂涂層的絕緣涂層系統(tǒng)的漆包線的實例。該頂涂層包括例如聚酰胺酯(PEA)的有機(jī)聚合物以及平均粒子大小為0.005-30μm優(yōu)選0.15-10μm的氧化鉻粒子或氧化鐵粒子形式的填充物。將頂涂層應(yīng)用到環(huán)繞導(dǎo)體的聚酯或聚酯酰亞胺(PEI)的底涂層上。氧化鉻粒子的數(shù)量必須足夠高，以便形成滲透結(jié)構(gòu)。這樣，在頂涂層上實現(xiàn)104-108歐姆米的本征電阻率，其將在放電下電屏蔽絕緣系統(tǒng)。因此，防止絕緣涂層的電蝕的開始。在頂涂層被穿透或開裂之后，電蝕相當(dāng)快速的通過底涂層進(jìn)行。上述類型的絕緣系統(tǒng)的一個缺點在于，隨著對絕緣涂層抵抗高電場的需求的增加需要更大數(shù)量的氧化鉻。隨著這個更大數(shù)量的氧化鉻，絕緣系統(tǒng)的機(jī)械特性降低。由于例如在電動機(jī)的制造期間漆包線受到彎曲，絕緣系統(tǒng)有必要具有極好的機(jī)械特性，諸如極好的彎曲強(qiáng)度。特別是對于低壓頻率轉(zhuǎn)換器控制的電動機(jī)，日益需要導(dǎo)體絕緣涂層抵抗閃絡(luò)電壓，其中閃絡(luò)電壓可以引起導(dǎo)體的絕緣系統(tǒng)中的局部放電，以及隨后可能的絕緣系統(tǒng)的電蝕。因此需要一種用于金屬導(dǎo)體諸如電線的電氣絕緣系統(tǒng)，該電氣絕緣系統(tǒng)比如今的絕緣系統(tǒng)對局部放電具有類似的或更高的抵抗性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目的在于提供一種具有對電氣絕緣系統(tǒng)中的局部放電的高抵抗性的絕緣電導(dǎo)體。本專利技術(shù)的另一個目的在于提高絕緣電導(dǎo)體的電氣絕緣系統(tǒng)的機(jī)械性能。通過提供電導(dǎo)體來實現(xiàn)那些目的，其具備環(huán)繞該導(dǎo)體的電氣絕緣系統(tǒng)，該絕緣系統(tǒng)包括環(huán)繞該導(dǎo)體的第一電氣絕緣層和環(huán)繞該第一絕緣層的第二電氣絕緣層。該第二絕緣層包括第二聚合物以及氧化鉻(Cr2O3)形式的、氧化鐵(Fe2O3)形式的或者氧化鉻和氧化鐵的混合物形式的第二填充物，其中，該第一絕緣層包括第一聚合物以及包括有分散的納米粒子的第一填充物。該納米粒子優(yōu)選地良好地分散在該第一聚合物中，這意味著只要該分散被執(zhí)行使得聚結(jié)最小化并且該納米粒子基本上均質(zhì)地分布在第一聚合物中，該第一聚合物中的納米粒子的分散可以以任意常規(guī)方式傳導(dǎo)。通過組合具有良好分散的納米粒子的該第一絕緣層以及用氧化鉻粒子和/或氧化鐵粒子填充的該第二絕緣層的絕緣系統(tǒng)，獲得絕緣系統(tǒng)對于放電的極好的屏蔽和抵抗性，并且因此獲得絕緣導(dǎo)體的壽命增加。相信氧化鉻和/或氧化鐵填充物增加該第一絕緣層的表面層的電導(dǎo)率，以足以針對極其集中的電暈放電效應(yīng)在大表面上驅(qū)散，因此相當(dāng)大地降低電暈放電的影響。此外，與現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)體相比，通過具有氧化鉻和/或氧化鐵填充的聚合物基質(zhì)的絕緣系統(tǒng)，提高了該電氣絕緣系統(tǒng)的彎曲強(qiáng)度。相比該第二絕緣層，包括有配置在該導(dǎo)體與該第二電氣絕緣層之間的納米粒子的該第一絕緣層更易延展，并且因此將提高整個電氣絕緣系統(tǒng)的柔韌性。包括納米粒子的該第一電氣絕緣層還將使得能夠在該第二絕緣層中使用比包括氧化鉻和/或氧化鐵的已知的絕緣系統(tǒng)中更低的氧化鉻和/或氧化鐵含量，因為即使該第二電氣絕緣層由于局部放電而開裂，該第一絕緣層即位于該導(dǎo)體與該第二絕緣層之間的層仍然將給予該絕緣系統(tǒng)對于局部放電高的抵抗性。根據(jù)一個實施方式，氧化鉻和/或氧化鐵的第二填充物是該第二絕緣層的體積的10-40％的數(shù)量，優(yōu)選地是該第二絕緣層的體積的10-30％的數(shù)量。從而獲得對于局部放電的提高的屏蔽以及獲得整個絕緣系統(tǒng)的提高的機(jī)械性能。根據(jù)一個實施方式，該第二填充物具有0.005-30μm的平均粒子大小，優(yōu)選地具有0.010-15μm的平均粒子大小，并且最優(yōu)選地具有0.15-10μm的平均粒子大小。通過該實施方式，獲得對于局部放電的進(jìn)一步提高的屏蔽。根據(jù)一個實施方式，該第二填充物具有104-108歐姆米的電阻率。根據(jù)一個實施方式，該第二聚合物是以下聚合物中的至少一個聚合物：聚酯、聚酯酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酯、聚酰亞胺、聚亞安酯、環(huán)氧樹脂以及聚酰胺。根據(jù)一個實施方式，該第二絕緣層具有5-50μm的厚度。根據(jù)一個實施方式，該第一聚合物是以下聚合物中的至少一個聚合物：聚酯、聚酯酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酯、聚酰亞胺、聚亞安酯、環(huán)氧樹脂以及聚酰胺。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施方式，該納米粒子包括以下之中的至少一個：二氧化硅(硅石SiO2)、氧化鋁(鋁土Al2O3)、氧化鋅(ZnO)、二氧化鉭(TiO2)、鈦酸鋇(BaTiO3)、氧化鎂(MgO)和蒙脫石(MMT)粘土。根據(jù)一個實施方式，該納米粒子被接枝到該聚合物基體。該第一絕緣層的該聚合物基體中的良好分散并且化學(xué)鍵合的納米粒子導(dǎo)致對于局部放電的進(jìn)一步提高的抵抗性以及導(dǎo)致具有極好的彎曲強(qiáng)度的易延展材料。在諸如電線的該導(dǎo)體的機(jī)械變形之后，在該絕緣層之中的該粒子與該聚合物基體之間沒有形成空隙?？障度笔c諸如例如二氧化硅(SiO2)的抗蝕填充物相組合，導(dǎo)致局部放電期間的低電蝕。根據(jù)一個實施方式，該第一絕緣層中的納米粒子是該第一層的體積的1-40％的數(shù)量。從而獲得對于局部放電的提高的抵抗性以及還獲得整個絕緣系統(tǒng)的提高的機(jī)械性能。根據(jù)一個實施方式，該第一絕緣層中的納米粒子具有1-200nm的平均粒子大小。從而獲得對于局部放電的提高的抵抗性以及還獲得絕緣系統(tǒng)的提高的機(jī)械性能。根據(jù)一個實施方式，該第一絕緣層具有20-120μm的厚度。根據(jù)一個實施方式，該第二絕緣層的厚度是該第一絕緣層的厚度的10-25％，優(yōu)選地是該第一絕緣層的厚度的15-20％。通過該第一絕緣層與該第二絕緣層之間的該比率，進(jìn)一步提高該絕緣系統(tǒng)的機(jī)械特性和彎曲強(qiáng)度。根據(jù)一個實施方式，該第二絕緣層環(huán)繞該第一絕緣層并且被直接應(yīng)用到該第一絕緣層上，以致該第二絕緣層與該第一絕緣層接觸。根據(jù)一個實施方式，該絕緣系統(tǒng)是漆包絕緣系統(tǒng)。根據(jù)一個實施方式，在該第一絕緣層與該第二絕緣層之間配置附加層。例如，應(yīng)用該附加層以提高該第一層與該第二層之間的粘附。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施方式，該附加層具有比該第一絕緣層或該第二絕緣層更薄的厚度。根據(jù)一個實施方式，提供了一種具有包括如權(quán)利要求1-14中的任意一個所述的電導(dǎo)體的繞組或線圈的電機(jī)。該電動機(jī)優(yōu)選是低壓電機(jī)。根據(jù)一個實施方式，該電動機(jī)是低壓頻率轉(zhuǎn)換器控制的電動機(jī)。根據(jù)一個實施方式，提供了一種具有包括如權(quán)利要求1-14中的任意一個所述的電導(dǎo)體的繞組的變壓器。由于已證明根據(jù)上述實施方式的任意一個的電導(dǎo)體對于局部放電具有極好的抵抗性，所以還將提高包括該電導(dǎo)體的線圈或繞組的電動機(jī)、變壓器或其他電氣設(shè)備的特性。附圖說明將參考附圖，通過實施方式的描述更詳細(xì)地說明本專利技術(shù)，其中：圖1是根據(jù)本專利技術(shù)的第一實施方式的絕緣導(dǎo)體的橫截面，以及圖2是示出對于四種不同類型的漆包線的生命周期曲線的圖。具體實施方式圖1顯示了電絕緣導(dǎo)體1的橫截面，其中，由包括第一電氣絕緣層2的電氣絕緣系統(tǒng)環(huán)繞金屬電線形式的導(dǎo)體，其中第一電絕緣層2包括具有良好分散的二氧化硅納本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種電導(dǎo)體(1)，其具備環(huán)繞所述電導(dǎo)體的電氣絕緣系統(tǒng)，所述電氣絕緣系統(tǒng)包括環(huán)繞所述導(dǎo)體的第一電氣絕緣層(2)和環(huán)繞所述第一電氣絕緣層(2)的第二電氣絕緣層(3)，其中所述第二電氣絕緣層(3)包括第二聚合物以及氧化鉻Cr

【技術(shù)特征摘要】
2010.06.22 US 61/357,1421.一種電導(dǎo)體(1)，其具備環(huán)繞所述電導(dǎo)體的電氣絕緣系統(tǒng)，所述電氣絕緣系統(tǒng)包括環(huán)繞所述導(dǎo)體的第一電氣絕緣層(2)和環(huán)繞所述第一電氣絕緣層(2)的第二電氣絕緣層(3)，其中所述第二電氣絕緣層(3)包括第二聚合物以及氧化鉻Cr2O3形式的、氧化鐵Fe2O3形式的或者氧化鉻和氧化鐵的混合物形式的第二填充物，其特征在于，所述第一電氣絕緣層(2)包括第一聚合物以及包括有分散的納米粒子的第一填充物，其中所述第二填充物具有0.005-30μm的平均粒子大小。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)體，其中所述第二填充物具有所述第二電氣絕緣層的體積的10-40％的數(shù)量。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)體，其中所述第二填充物具有所述第二電氣絕緣層的體積的10-30％的數(shù)量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)體，其中所述第二填充物具有0.010-15μm的平均粒子大小。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電導(dǎo)體，其中所述第二填充物具有0.15-10μm的平均粒子大小。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的電導(dǎo)體，其中所述第二填充物具有104-108歐姆米的電阻率。7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的電導(dǎo)體，其中所述第二聚合物是以下聚合物的至少一個：聚酯、聚酯酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰胺酯、聚酰亞胺、聚亞安酯、環(huán)氧樹脂以及聚酰胺。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的電導(dǎo)體，其中所述第二電氣絕緣層(3)具有5-50μm的厚度。9.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的電導(dǎo)體，其中...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：A·布約爾克倫德，H·希爾伯格，F·薩倫，
申請(專利權(quán))人：ABB研究有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：瑞士,CH