(19)
(11) EP 2 842 141 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
11.03.2020  Patentblatt  2020/11

(21) Anmeldenummer: 12718172.5

(22) Anmeldetag:  24.04.2012
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01F 27/28(2006.01)
H01B 7/18(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2012/057487
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2013/159813 (31.10.2013 Gazette  2013/44)

(54)

SELBSTTRAGENDE ELEKTRISCHE LEITUNG

SELF-SUPPORTING ELECTRICAL CABLE

LIGNE ÉLECTRIQUE AUTOPORTANTE


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
04.03.2015  Patentblatt  2015/10

(73) Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • GREGORI, Alexander
    A-4020 Linz (AT)
  • MAIRINGER, Martin
    A-4040 Linz (AT)

(74) Vertreter: Maier, Daniel Oliver 
Siemens AG Postfach 22 16 34
80506 München
80506 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A1- 0 356 929
JP-A- 56 078 343
JP-U- S 593 507
US-A1- 2007 132 537
GB-A- 2 180 092
JP-A- 61 121 306
US-A- 3 151 260
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung

    Technisches Gebiet



    [0001] Die Erfindung betrifft eine selbsttragende elektrische Leitung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Transformator oder eine Drossel, mit mehreren Lagen von Leitungsträngen, die jeweils aus Einzeldrähten bestehen.

    Stand der Technik



    [0002] Im Elektromaschinenbau werden elektrische Leitungen unterschiedlicher Bauart verwendet. Bei einem elektrischen Transformator, wie er in Energie-Verteilungsnetzen eingesetzt wird, besteht die Wicklung des Transformators üblicherweise aus einem oder mehreren massiven Drähten, meist aus Kupfer. Zur Verbindung der einzelnen Wicklungen des Transformators mit einer Regeleinrichtung oder mit äußeren Anschlüssen werden entweder massive Leiter oder flexible Leitungsstränge, so genannte "stranded wire" verwendet, die jeweils entweder aus blanken, nicht isolierten oder untereinander isolierten, fortlaufend verseilten Einzeldrähten beziehungsweise Litzen bestehen.

    [0003] Um bei der Herstellung eines Transformators massiven Verbindungsleitungen die gewünschte räumliche Form zu geben, müssen die massiven Leiter gebogen werden, was eine entsprechende Kraftaufwendung und komplexe Biegevorrichtungen erforderlich macht. Demgegenüber sind Verbindungsleitungen, die aus biegsamen und verseilten Einzeldrähten bestehen, insgesamt flexibler und damit im Herstellungsprozess leichter zu handhaben.

    [0004] Bei diesen "stranded wire"-Verbindungsleitungen tritt aber das Problem auf, dass im Kurzschlussfall die auf die Verbindungsleitungen einwirkenden Kurzschlusskräfte so groß sein können, dass es zu einer unerwünschten Veränderung der örtlichen Lage kommen kann. Flexible Verbindungsleitungen erfordern daher relativ eng beabstandete Stützvorrichtungen.

    [0005] An Verbindungsleitungen werden im Transformatorbau also widersprüchliche Anforderungen gestellt: bei der Montage soll die Leitung möglichst flexibel sein, damit sie möglichst einfach an die gewünschte Raumform angepasst werden kann. Bei Betrieb des Transformators soll die Verbindungsleitung möglichst starr sein, um Kurzschlusskräfte aufnehmen zu können, ohne dass aufwändige Stützvorrichtungen erforderlich sind. Diese widersprüchlichen Anforderungen an eine solche Verbindungsleitung sind bislang nicht zufriedenstellend gelöst.

    [0006] Das Dokument JP S59-3507 U offenbart eine aushärtbare elektrische Leitung für einen Transformator.

    Darstellung der Erfindung



    [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine selbsttragende elektrische Leitung anzugeben, die während des Herstellungsprozesses einer elektrischen Maschine möglichst flexibel ist, im Betriebsfall aber hinreichend starr ist, um die im Kurzschlussfall wirkenden Kräfte möglichst selbstständig aufzufangen, ohne dass dabei aufwändige Vorrichtungen zum Stützen erforderlich sind.

    [0008] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine selbsttragende elektrische Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, beziehungsweise durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitung mit den Merkmalen des Anspruchs 7, sowie durch einen elektrischen Transformator gemäß Anspruch 11, wobei der elektrische Transformator zumindest eine Verbindungsleitung umfasst, welche durch eine selbsttragende elektrische Leitung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet ist.

    [0009] Der erfindungsgemäße Ansatz geht von einer selbsttragenden elektrischen Leitung aus, bei der zwischen einzelnen Lagen von Leitersträngen eine Schicht mit einem härtbaren polymeren Stoff vorgesehen ist und jeder Einzeldraht, aus dem ein Leitungsstrang gebildet ist, mit einem solchen Stoff beschichtet ist, der bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Leitung erhärtet ist und dieser eine frei tragende Eigenschaft verleiht. Die einzelnen Drähte können dabei voneinander elektrisch isoliert oder auch blank sein. Als Leiterwerkstoff kann beispielsweise Kupfer oder Aluminium verwendet werden. Der Polymerstoff kann ein durch Wärme härtender Stoff sein, z.B. ein Klebstoff. Dadurch erreicht man zum einen, dass die elektrische Leitung während der Montage (der Polymerstoff ist noch nicht gehärtet) leicht in die gewünschte Raumform gebracht werden kann. Zum anderen ist nach der Montage, in einem gehärteten Zustand des Klebstoffes, der Verbund zwischen den einzelnen Leitungssträngen beziehungsweise Einzeldrähten so stark, dass die Leitung über weite Strecken frei tragend installiert werden kann, so dass vergleichsweise wenige Stützungen erforderlich sind.

    [0010] Üblicherweise wird am Ende des Fertigungsprozesses eines Transformators, wie er in Energie-Verteilungsnetzen eingesetzt wird, z.B. eines Leistungstransformators, ohnedies eine Wärmebehandlung durchgeführt, um die Feuchtigkeit aus der Zellstoff-Isolation zu entfernen. Diese Wärmebehandlung wird nun auch zur Aushärtung des Klebstoffes verwendet. Bei einer Temperatur von etwa 100°C bis unterhalb 140°C wird der Polymerstoff zunächst weich und kann dadurch leicht zwischen benachbarte und gebündelte Adern eines Leitungsstranges eindringen. Die anschließende Abkühlung bewirkt eine Härtung des Polymerstoffs (zum Beispiel Klebstoffes), wodurch sich die einzelnen Adern oder Litzen des Leitungsstranges miteinander durch Kohäsion verbinden. Die am Anfang des Fertigungsprozesses flexible Leitung wird dadurch nach der Wärmebehandlung zu einer selbsttragenden, weitgehend starren Leitung.

    [0011] Je nach Zusammensetzung des Polymerstoffs (Klebstoffes) könnte dessen Aushärtung auch anders herbeigeführt werden, beispielsweise durch Entzug von Sauerstoff.

    [0012] Im Ergebnis erreicht man, dass durch die Aushärtung des polymeren Werkstoffs die anfangs biegsame Leitung am Ende des Herstellungsprozesses eine mechanische Eigenschaft aufweist, welche einer massiven Kupferleiter gleichen Querschnitts ähnlich ist.

    [0013] Bei einem Leistungstransformator oder einer Leistungsdrossel können daher Verbindungsleitungen, mit denen eine Verbindung zwischen den Wicklungen oder eine Durchführung durch das Gehäuse hergestellt ist, kostengünstiger ausgeführt werden. Die Verbindungsleitungen können zunächst bei der Montage leicht in Form gebracht werden. Ihre selbsttragende oder frei tragende Eigenschaft erhalten sie nach der Wärmebehandlung, die ohnedies bei der Herstellung durchgeführt wird. Dadurch ist der Herstellungsvorgang einfacher möglich, denn es entfallen aufwändige Vorrichtungen zum Biegen der massiven Kupferleiter oder Stützvorrichtungen, die bei Betrieb von flexiblen Leitungen erforderlich sind, weg.

    [0014] Hinsichtlich der Herstellungskosten ist es günstig, wenn die Schicht zwischen den einzelnen Lagen als eine Umwicklung ausgebildet ist, die mit einem wärmehärtbaren Harz getränkt ist. Dadurch kann das Harz je nach Ausbildung der Umwicklung ohne großen Aufwand in die Leitung eingebracht werden. Besonders geeignet ist dabei Epoxydharz.

    [0015] Für eine besonders kostengünstige Ausführung kann es günstig sein, wenn die Umwicklung aus einem Papierstreifen hergestellt ist, welcher zuvor mit einem Harz beschichtet oder getränkt wurde.

    [0016] Es kann hierbei günstig sein, wenn in Längserstreckung der Leitung gesehen die Umhüllung oder Umwicklung unterschiedlich ausgebildet ist. Dadurch lassen sich die mechanischen Eigenschaften der selbsttragenden Leitung sehr gut anpassen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechend überlappende, oder eine nebeneinander liegende Umwicklung erreicht werden. Die Umbandelung kann auch mit Abstand zueinander ausgeführt werden, wodurch eine geringere Steifigkeit erreicht werden kann. Je nach Ausführung ist es möglich, die selbsttragende Eigenschaft entlang der Leitung auf die jeweiligen Erfordernisse anzupassen. Die selbsttragende Eigenschaft kann beispielsweise in bestimmten Abschnitten erhöht oder erniedrigt werden, je nach dem, mit welchen Kräften im Kurzschlussfall zu rechnen ist.

    [0017] Es hat sich herausgestellt, dass Epoxydharz als Klebstoff sehr gut geeignet ist. Epoxydharz vermag durch die Kapillarwirkung sehr gut in das Leitungsgeflecht einzudringen und die einzelnen Litzen eines Leitungsstranges miteinander zu verkleben.

    [0018] In einer anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Umkleidung oder Umhüllung aus einem streifenförmigen Vlies, einem Gewebe oder Gewirke aus Polyester, Glasfaser oder einem anderen Werkstoff gebildet ist. Besonders günstig ist dabei eine Ausführung, bei der die Schicht zwischen benachbarten Lagen eine epoxydharzgekränkte Polyester-Vlies-Schicht ist.

    [0019] Alternativ hierzu könnte die Schicht zwischen benachbarten Lagen auch durch eine Papierumwicklung gebildet sein, die mit einem Polymerstoff, z.B. einem Klebstoff beschichtet oder getränkt ist. Diese Ausführung ist vergleichsweise kostengünstig.

    [0020] Ein besonderer Vorteil der Erfindung kann sich bei der Herstellung eines Transformators oder einer Drossel großer Leistung ergeben, wobei für die Verbindung der Wicklungsenden mit einer Regeleinrichtung oder mit äußeren Anschlüssen der Maschine eine Leitung gemäß Anspruch 1 bis 6 verwendet wird.

    Kurzbeschreibung der Zeichnungen



    [0021] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand nicht einschränkender Ausführungsbeispiele zu entnehmen sind.

    [0022] Es zeigen:
    Figur 1
    einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße selbsttragende elektrische Leitung, die aus drei Lagen von Leitungssträngen gebildet ist;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer der selbsttragenden Leitung;
    Figur 3
    einen Transformator, bei dem die Verbindungsleitung zwischen der elektrischen Wicklung und einem Regelschalter unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Leitung ausgebildet ist;
    Figur 4
    eine Seitendarstellung der selbsttragenden elektrischen Leitung gemäß Figur 1.

    Ausführung der Erfindung



    [0023] Die Figur 1 zeigt in einer Querschnittsdarstellung eine selbsttragende elektrische Leitung 1, die aus einzelnen Leitungssträngen 2 gebildet ist, die jeweils aus verteilten Einzeldrähten 3 (Kupfer-Litzen) bestehen.

    [0024] Die Leitungsstränge 2 sind in diesem Beispiel konzentrisch in drei Lagen angeordnet. Um eine innere Lage 6 gruppiert sich konzentrisch eine Anordnung von sechs Leitungssträngen 7, und um diese wiederum eine Anordnung von zwölf Leitungssträngen in einer äußeren Lage 8. Wie der Zeichnung der Figur 1 leicht entnommen werden kann, ist zwischen der inneren Lage 6 und der mittleren Lage 7, sowie zwischen den Lagen 8 und 7 eine Schicht 4 beziehungsweise 5 angeordnet. Jede dieser Schichten 4 und 5 fungiert als Träger eines Polymerstoffes (Kunststoffs), hier eines Klebstoffes.

    [0025] Im vorliegenden Beispiel ist der Träger eine Umwicklung aus mit in Epoxydharz getränktem Polyestervlies. Das Polyestervlies weist eine Überlappung auf. In der Praxis hat sich gezeigt, dass eine Überlappung zwischen 20% bis 40% günstig ist. Als vorteilhaft hat es sich ebenfalls erwiesen, wenn die einzelnen Drähte 3, mit Epoxydharz beschichtet sind, beispielsweise jeweils mit Schichtdicken zwischen 10 µm und 20 µm. Anstelle eines Polyestervlies kann aber auch eine mit einem Polymerstoff beschichtet oder getrennte Papierumwicklung verwendet werden.

    [0026] Die Herstellung des selbsttragenden Leiterverbundes erfolgt in diesem Beispiel durch die Einwirkung von Wärme. Die Wärmebehandlung erfolgt bei etwa 125°C über einen Zeitraum von 24 Stunden. Das Epoxydharz dringt dadurch in einem dünnflüssigen Zustand zwischen den einzelnen Litzen 3 eines Leitungsstranges 2 ein. Nach der Aushärtung des Klebstoffs entsteht durch die Klebeverbindung der gewünschte selbsttragend Leitungsverbund, so dass diese Leitung beispielsweise bei einem Transformator, wie er typischerweise in Energie-Verteilungsnetzen eingesetzt wird, über weite Strecken freitragend installiert werden kann. Von besonderem Vorteil ist der Einsatz der Erfindung bei Leistungstransformatoren.

    [0027] In der Figur 2 ist eine andere Ausführung einer selbsttragenden Leitung 1 in einer perspektivischen Ansicht zu sehen. Die Schichten 4, 5 sind durch eine in Epoxydharz getränkten Papierumwicklung 9 gebildet. In den einzelnen Lagen 6, 7 und 8 sind die einzelnen Leitungsstränge 2 jeweils verseilt. In der Lage 6 ist die Verseilung der Leitungsstränge 2 rechtsgängig, in der mittleren Lage 7 linksgängig und in der äußeren Lage 8 wieder rechtsgängig. Die Umbandelung ist in den Schichten 4, 5 in einem spiralförmigen Abstand der einzelnen Lagen zueinander angeordnet.

    [0028] Die Figur 3 zeigt einen Blick in das Innere eines Leistungstransformators. Der Transformator weist einen weichmagnetischen Kern 15 mit mehreren Schenkeln auf. Jeder der Schenkel trägt eine Wicklungsanordnung 11. Von den Anschlüssen der Wicklungsanordnung 11 führen Verbindungsleitungen 10 zu einer Regel- oder Stelleinrichtung 13. Die Verbindungsleitungen 10 verlaufen in Figur 3 über weite Strecken waagerecht. Der weitgehend geradlinige Leitungsverlauf geht dann in starke Krümmung 12 über. Einige der Verbindungsleitungen 10 führen auch zu Leitungsdurchführungen, die in Figur 3 nicht dargestellt sind.

    [0029] Diese Verbindungsleitungen 10 wurden bislang als isolierte Kupferstangen beziehungsweise Kupferschienen ausgeführt.

    [0030] Gemäß der Erfindung sind diese Verbindungsleitungen 10 als selbsttragende elektrische Leitung ("self supporting lead cable") ausgebildet, das heißt, die Verschaltung erfolgt nun mittels selbsttragenden Kupferseilen.

    [0031] Wie aus Figur 3 zu entnehmen ist, verlaufen die Verbindungsleitungen 10 zwischen benachbart relativ weit auseinander liegenden Stützungen 14 frei. Die Herstellung von Biegungen 12 lässt sich bei der Montage manuell leicht durchführen, da die Verbindungsleitungen 10 hinreichend flexibel sind, zumal der Klebstoff noch nicht gehärtet ist. Es sind keine Biegewerkzeuge erforderlich.

    [0032] Nach der Montage der Verbindungsleitungen 10 und zum Ende des Fertigungsprozesses wird der Transformator in einen Trocknungsofen auf eine Temperatur von etwa 120° Celsius erhitzt. Das in den Verbindungsleitungen 12 enthaltene Epoxydharz härtet aus. Dies verleiht den installierten Verbindungsleitungen 10 die gewünschte Steifigkeit. Nach der Zeit im Trocknungsofen, können etwaige angebrachte Hilfs-Stützvorrichtungen wieder entfernt werden, so dass der Transformator kostengünstiger hergestellt werden kann.

    [0033] Es kommt durch Wärmeinwirkung zu der gewünschten Verfestigung der installierten Verbindungsleitungen 10. Die Verfestigung des Harzes verleiht den Verbindungsleitungen 10 eine frei tragende Eigenschaft. Der Leitungsverbund ist dadurch im Betriebsfall in der Lage, die bei einem Kurzschluss auftretenden Kräfte weitgehend selbst aufzunehmen.

    [0034] Die Kostenersparnis bei der Herstellung des Transformators ergibt sich also einerseits dadurch, dass keine aufwändigen Biegevorrichtungen zum Biegen von massiven Kupferleitungen erforderlich sind. Zum anderen erfordert die Verschaltung mit den flexiblen Verbindungsleitungen 10 einen vergleichsweise geringen manuellen Aufwand. Mit besonderem Vorteil ist die Erfindung beim Bau von Leistungstransformatoren anwendbar.

    [0035] Wie in Figur 3 dargestellt, werden die Verbindungsleitungen 10 mittels Stützen 14 gestützt. Zwischen den einzelnen Stützen 14 verlaufen die Verbindungsleitungen 10 freitragend. Die Wärmebehandlung des Transformators verleiht den Verbindungsleitungen 10 im Verbund eine solche Stabilität, dass der Abstand zwischen den einzelnen Stützen 14 im Vergleich zum nicht stabilisierten Zustand sehr groß gewählt werden kann.

    [0036] In Figur 4 ist eine weitere Ausführung der Erfindung dargestellt, bei dir in einer Seitendarstellung einen Leiter mit einer spiralförmigen Umbandelung mit einem axialen Abstand zwischen den einzelnen Windungen zu sehen ist.

    [0037] Obwohl die Erfindung in Detail durch dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung natürlich nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung gemäß der anhängenden Ansprüche zu verlassen.

    [0038] Im dem hier dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Einzeldrähte Runddrähte, die wiederum durch Verseilung/Verdrillung rundförmige Leitungsstränge ergeben. Sowohl die Querschnittsform der Einzeldrähte als auch die Querschnittsform der Leitungsstränge kann vom dargestellten Beispiel abweichen.

    [0039] Selbstverständlich können auch mehr als drei Lagen Einzelseile zur Anwendung kommen.

    [0040] Als Werkstoff wird für den Leiter hier Kupfer verwendet, selbst verständlich können die Einzeldrähte aber auch aus Aluminium oder aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material bestehen.

    [0041] Die einzelnen Leiter des Kupferseiles (Verbindungsleitung) sind blank, das heißt voneinander nicht elektrisch isoliert. Selbst verständlich ist die Erfindung aber auch dann anwendbar, wenn die Einzeldrähte elektrisch voneinander isoliert ausgebildet sind.

    [0042] Anstelle Epoxydharz, kann natürlich auch ein anderer geeigneter Klebstoff verwendet werden.

    [0043] Die Wärme zur Aushärtung des Polymerstoffs kann durch einen Ofen, aber auch partiell auf die Verbindungsleitung eingetragen werden.

    [0044] Wie bereits gesagt, kommen als Träger für den Klebstoff verschiedene saugfähige Werkstoffe in Betracht, beispielsweise Vlies, Gewirke und Gewebe.

    [0045] Die Beschichtung der Einzeldrähte mit Klebstoff kann durch einen Sprühvorgang oder einen Tauchvorgang erfolgen.

    Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen



    [0046] 
    1
    selbsttragende elektrische Leitung
    2
    Leitungsstrang
    3
    Einzeldraht
    4
    Schicht
    5
    Schicht
    6
    innere Lage
    7
    mittlere Lage
    8
    äußere Lage
    9
    Papierumwicklung
    10
    Verbindungsleitung
    11
    Wicklungsanordnung
    12
    Krümmung von 10
    13
    Regel- oder Stelleinrichtung
    14
    Stützen
    15
    weichmagnetischer Kern



    Ansprüche

    1. Selbsttragende elektrische Leitung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Transformator oder eine Drossel, umfassend: mehrere Lagen (6,7,8) von Leitungsträngen (2), die jeweils aus Einzeldrähten (3) bestehen, wobei zwischen zwei benachbarten Lagen (6,7; 7,8) jeweils eine als Träger fungierende Schicht (4; 5) enthaltend einen härtbaren Polymerstoff ausgebildet ist, und die Einzeldrähte (3) mit diesem Polymerstoff beschichtet sind, wobei in einem erhärteten Zustand des Polymerstoffs ein selbsttragender Leiterverbund hergestellt ist.
     
    2. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Schicht (4; 5) zwischen benachbarten Lagen (6,7; 7,8) ein Klebstoff enthalten ist.
     
    3. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schicht (4; 5) aus einem mit einem Epoxydharz getränkten Polyester-Vlies gebildet ist.
     
    4. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schicht (4; 5) als Papierumwicklung (9) ausgebildet ist, die mit einem Klebstoff beschichtet oder mit einem Klebstoff getränkt ist.
     
    5. Elektrische Leitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schicht (4; 5) in Längserstreckung der Leitung (1) gesehen unterschiedlich ausgebildet ist.
     
    6. Elektrischer Leitung nach einem der Ansprüche 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein wärmehärtbares Harz, vorzugsweise ein Epoxydharz ist.
     
    7. Verfahren zum Herstellen einer selbsttragenden elektrischen Leitung für eine elektrische Maschine, insbesondere Transformator oder Drossel, umfassend folgende Verfahrensschritte:

    - konzentrisches Anordnen von zumindest zwei Lagen von Leitungsträngen (2), die jeweils aus Einzeldrähten (3) gebildet sind;

    - Ausbilden jeweils einer Schicht (4; 5) zwischen zwei benachbarten Lagen(6,7; 7,8), wobei die Schicht (4; 5) als Träger für einen härtbaren Kunststoff fungiert, und

    - Beschichten der Einzeldrähte (3) mit einem Kunststoff.


     
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (4; 5) zwischen benachbarten Lagen(6,7; 7,8) durch ein mit Epoxydharz getränktes Polyestervlies oder eine Papierumwicklung (9), die mit einem Klebstoff getränkt oder beschichtet ist, gebildet wird.
     
    9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
    gekennzeichnet, dass die Schicht (4; 5) in Längserstreckung der Leitung (1) gesehen unterschiedlich ausgebildet wird.
     
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein wärmehärtbares Harz, vorzugsweise ein wärmehärtbares Epoxydharz verwendet wird.
     
    11. Elektrischer Transformator oder Drossel, umfassend:

    - einen weichmagnetischen Kern (15),

    - eine Wicklungsanordnung (11), die auf dem Kern (14) angeordnet ist,

    - mehrere Verbindungsleitungen (10), welche die Wicklungsanordnung (11) mit einer Regleinrichtung (13) oder mit einer Leitungsdurchführung verbinden, wobei zumindest eine der Verbindungsleitungen (10) durch eine selbsttragende Leitung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 gebildet ist.


     


    Claims

    1. Self-supporting electrical cable for an electric machine, in particular a transformer or a throttle, comprising: a number of layers (6, 7, 8) of cable sections (2), each of which consists of individual wires (3), wherein a layer (4; 5) containing a curable polymer substance and functioning as a support is formed between two adjacent layers (6, 7; 7, 8), in each case and the individual wires (3) are coated with this polymer substance, wherein in a cured state of the polymer substance a self-supporting composite cable is produced.
     
    2. Electrical cable according to claim 1, characterised in that an adhesive is contained in the respective layer (4; 5) between adjacent layers (6, 7; 7, 8).
     
    3. Electrical cable according to claim 1, characterised in that the respective layer (4; 5) is formed from a polyester fleece saturated with an epoxy resin.
     
    4. Electrical cable according to claim 1, characterised in that the respective layer (4; 5) is formed as a paper winding (9) which is coated with an adhesive or saturated with an adhesive.
     
    5. Electrical cable according to one of claims 1 to 4, characterised in that viewed in the longitudinal extent of the cable (1) the respective layer (4; 5) is formed differently.
     
    6. Electrical cable according to one of claims 2, 4 or 5, characterised in that the adhesive is a thermosettable resin, preferably an epoxy resin.
     
    7. Method for producing a self-supporting electrical cable for an electric machine, in particular a transformer or throttle, comprising the following method steps:

    - concentrically arranging at least two layers of cable sections (2), each of which is formed from individual wires (3) ;

    - forming in each case a layer (4; 5) between two adjacent layers (6, 7; 7, 8), wherein the layer (4; 5) functions as a support for a curable plastic, and

    - coating the individual wires (3) with a plastic.


     
    8. Method according to claim 7, characterised in that the layer (4; 5) between adjacent layers (6, 7; 7, 8) is formed by means of a polyester fleece saturated with epoxy resin or a paper winding (9) which is saturated or coated with an adhesive.
     
    9. Method according to claim 7 or 8, characterised in that viewed in the longitudinal extent of the cable (1) the layer (4; 5) is formed differently.
     
    10. Method according to one of claims 7 to 9, characterised in that a thermosettable resin, preferably a thermosettable epoxy resin, is used as the plastic.
     
    11. Electric transformer or throttle, comprising

    - a soft-magnetic core (15),

    - a winding arrangement (11) which is arranged on the core (14),

    - a number of connecting cables (10), which connect the winding arrangement (11) with a regulating device (13) or with a cable feedthrough, wherein at least one of the connecting cables (10) is formed by a self-supporting cable (1) according to one of claims 1 to 6.


     


    Revendications

    1. Ligne électrique autoportante destinée à une machine électrique, en particulier un transformateur ou une bobine de réactance, comprenant : plusieurs couches (6, 7, 8) de faisceaux de lignes (2) qui sont constitués respectivement par des fils individuels (3) ; dans laquelle, entre deux couches voisines (6, 7 ; 7, 8), est réalisée respectivement une couche (4 ; 5) faisant office de support contenant une substance polymère durcissable, et les fils individuels (3) sont enduits avec cette substance polymère ; dans laquelle, dans un état durci de la substance polymère, on réalise un composite de ligne autoportant.
     
    2. Ligne électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, dans la couche respective (4 ; 5), entre des couches voisines (6, 7 ; 7, 8), est contenu un adhésif.
     
    3. Ligne électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche respective (4 ; 5) est réalisée à partir d'un non-tissé en polyester imprégné d'une résine époxyde.
     
    4. Ligne électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche respective (4 ; 5) est réalisée sous la forme d'un enroulement en papier (9) qui est enduit avec un adhésif ou qui est imprégné avec un adhésif.
     
    5. Ligne électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la couche respective (4 ; 5) est réalisée de manière différente lorsqu'on regarde sur l'étendue longitudinale de la ligne (1).
     
    6. Ligne électrique selon l'une quelconque des revendications 2, 4 ou 5, caractérisée en ce que l'adhésif représente une résine thermodurcissable, de préférence une résine époxyde.
     
    7. Procédé pour la fabrication d'une ligne électrique autoportante destinée à une machine électrique, en particulier un transformateur ou une bobine de réactance, comprenant les étapes opératoires suivantes dans lesquelles :

    - on procède à un arrangement concentrique d'au moins deux couches de faisceaux de lignes (2) qui sont réalisés respectivement à partir de fils individuels (3) ;

    - on forme respectivement une couche (4 ; 5) entre deux couches voisines (6, 7 ; 7, 8) ; dans lequel la couche (4 ; 5) fait office de support pour une matière synthétique durcissable ; et

    - on enduit les fils individuels (3) avec une matière synthétique.


     
    8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on forme la couche (4 ; 5) entre des couches voisines (6, 7 ; 7, 8) au moyen d'un non-tissé en polyester imprégné avec une résine époxyde ou au moyen d'un enroulement en papier (9) qui a été imprégné ou enduit avec un adhésif.
     
    9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on réalise la couche (4 ; 5) de manière différente lorsqu'on regarde sur l'étendue longitudinale de la ligne (1).
     
    10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'on utilise, à titre de matière synthétique, une résine thermodurcissable, de préférence une résine époxyde thermodurcissable.
     
    11. Transformateur électrique ou bobine de réactance, comprenant :

    - un noyau magnétique doux (15) ;

    - un agencement d'enroulement (11) qui est disposé sur le noyau (14) ;

    - plusieurs lignes de liaison (10) qui relient l'agencement d'enroulement (11) à un mécanisme de réglage (13) ou à un passage de câbles ;

    dans lequel au moins une des lignes de liaison (10) est formée par l'intermédiaire d'une ligne autoportante (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.
     




    Zeichnung

















    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente