193282. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szigetelőszerkezet előállítására villamostekercshez és szigetelőszerkezet villamos tekercshez
193282 l A találmány tárgya eljárás szigetelőszerkezet előállítására villamos tekercshez és szigetelőszerkezet villamos tekercshez, előnyösen transzformátorok vagy mérőváltók tekercseihez. Villamos kondenzátorok szigetelésére ismeretes a polipropilén, illetve a polipropilén fólia alkalmazása. A polipropilén, illetve az ebből készült fólia számos kedvező tulajdonsággal rendelkezik, mivel permittivitása /e=2,3/ kicsi, veszteségi tényezője /tg ő = /0,2...0,5/x xlO3 1 GHz-en/ rendkívül kicsi, átütési szilárdsága /E= 100 kV/mm/ nagy, akárcsak szakítószilárdsága; (100 N/mm2) és szakítónyúlása (50-100%, a nyújtás mértéke szerint), emellett jó víztaszító és alacsony vízpáraáieresztő képességű az egyéb villamos szigetelő anyagokhoz képest. A polipropilént — e kedvező tulajdonságai ellenére — lényegében csak egyetlen területen, a kondenzátorgyártásnál használják villamos szigetelőanyagként. Ennek oka az, hogy bár az összes többi szénhidrogén fólia (pl. polietilén, polisztiroi) tulajdonságait a polipropilén felülmúlja, hőállósági tulajdonságai miatt csak maximum 90-1 10°C hőmérsékletig vehető igénybe. Ilyen értelmű adat található például V.T. Renne: Szerves szigetelőfólia — kondenzátorok c. könyvének (Energia 1971.) 101. oldalán, miszerint a „polipropilén szigetelésű kondenzátorok üzemi hőmérsékletének felső határa 100°C", vagy Jli.V. Koriczkij: Elektrotechnikai anyagok c. könyvének (Energia 1976.) 204-205. oldalain levő táblázatban, ahol a polipropilénre 90-1 10°C maximális ht>á 1 lóságot jelölnek, még a Zinke - Seither: Ellenállások, kondenzátorok, tekercsek c. könyv (Műszaki Könyvkiadó 1986.) 183. oldalán található ismertetés szerint a polipropilén határhőmérséklete” 90°C, s a 165.001 1. sz. HU szabadalmi leírás (megjelent: 1964. 07. 01.) is csak kondenzátorokkal kapcsolatban említi a polipropilén alkalmazhatóságát. A polipropilén hőigénybevétellel kapcsolatos kedvezőtlen sajátosságát jelzi a gyakorlatban például az, hogy a hazai viszonylatban gyártott fázisjavító kondenzátorok (Mechanikai Müvek) és az elektronikai iparban felhasznált kondenzátorok (Mechanikai Müvek, Remix gyártmányok) üzemi hőmérséklete a környezeti hőmérséklet által meghatározott mértékű lehet és ez alig haladhatja meg az 50°C-t. A találmány célja olyan eljárás létrehozása, amely lehetővé teszi a polipropilén megnövelt hőigénybevételét villamos tekercseknél és a megnövelt hőigénybevételre alkalmas szigetelőszerkezet kialakítása, a polipropilén kedvező tulajdonságainak megtartása mellett. A találmány alapja az a felismerés, hogy a polipropilén hőigénybevétellel szemben tanúsított ellenállóképessége fénytől és oxigéntől elzárva jelentős mértékben megnő és ezt a találmány értelmében úgy kell megvalósítani, 2 2 hogy a polipropilén szigetelést -előzetes vákuumos hőkezelést követően -vele vegyi kapcsolatba nem lépő tulajdonságú öntőgyantával vagy impregnáló lakkal kell körülvenni, és ezután ugyancsak a találmánynak megfelelő hőkezelést kell alkalmazni. A találmány tárgya tehát eljárás szigetelőszerkezet előállítására villamos tekercshez, előnyösen transzformátor, mérőváltó tekercséhez, amely eljárás során az elsődleges szigeteléssel ellátott tekercset, önmagában ismert módon 75-90°C közötti, előnyösen 85°C hőmérsékleten vákuum hőkezelésnek vetjük alá és a találmánynak megfelelően elsődleges szigetelésként polipropilént alkalmazunk és a vákuum hőkezelés után a tekercset a polipropilénnel vegyi kapcsolatba nem lépő tulajdonságú öntőgyantával vagy impregnáló lakkal vesszük körül, majd a tekercset tovább melegítjük úgy, hogy a melegítés során közölt hőmennyiség és az öntőgyanta vagy impregnáló lakk polimerizácíója révén keletkező hőmenynyiség együttesen a tekercs hőmérsékletét maximálisan 135°C hőmérsékletűre emelje fel, végül a polimerizáció lezajlása után a tekercs hőmérsékletét a környezet hőmérsékletére csökkentjük. A találmány szerint a polipropilén fólia szigetelésű villamos tekercset, előnyösen transzformátor, mérőváltó tekercset a polipropilénnel vegyi kapcsolatba nem lépő tulajdonságú, polimerizált öntőgyanta vagy impregnáló lakk veszi légmentesen körül. A találmány szerinti megoldást részleteiben a következőkben ismertetjük. A polipropilén hőigénybevétellel szembeni ellenállóképességének növekedését — annak nem méretezhetősége miatt — kísérleti úton határoztuk meg. Vizsgálataink során először az ú.n. GEAFOL típusú erőátviteli transzformátorok gyártásának modellezésével egy a CIBA-GEIGY svájci cég által gyártott Araldit B típusú öntőgyanta felhasználásával végeztük. Ennek során alumínium és polipropilén fóliából készített tárcsás tekercselemet 85°C- ra előmelegítve, elővákuumozott állapotban az említett gyantával öntöttük körül és a tekercselemet tovább melegítettük úgy, hogy a közölt hőmennyiség és a gyanta polimerizációja révén keletkező hőmennyiség együttesen a tekercselem hőmérsékletét maximálisan 135°C hőmérsékletűre emelje fel, végül a polimerizáció lezajlása után a tekercselemet a környezethőmérsékletre hűtöttük le. Sem ez a hőigénybevétel, sem az ezt követő próbaüzem során 23°C-on, 80°C-on és 130°C-on végrehajtott tartós hőterhelés sem eredményezte a polipropilén kimutatható mértékű romlását. A polipropilénnek a fénytől és az oxigéntől történő elzárására — kísérletekkel igazolt módon —minden olyan öntőgyanta alkalmas, amelynek hőmérséklete a polimerizáció, illetve a kikeményedés során nem haladja meg a 130-135°C-t és nem lép vegyi kapcsolatba a polipropilénnel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
