TAPE WINDING PROCESS FOR PRIMARY INSULATION OF CONDUCTORS

Abstract: 1. A method for producing an elementary insulation by wrapping a tape around a conductor entering in the constitution of machines conceived to undergo an impregnation process by an insulating resin, this tape comprising a first layer formed by a porous mica paper, applied on a second layer constituting a thermofusible support, said first layer being covered on its other face by a third layer ensuring in particular the mechanical protection of the tape, characterized in that the tape is disposed in such a way that the thermofusible support is in contact with the conductor.

Description: Ruban de guipage pour isolation élémentaire de conducteurs L'invention concerne un ruban de guipage pour isolation élémentaire de conducteurs et plus particulièrement de conducteurs entrant dans la constitution de machines destinées à subir une imprégnation par une résine isolante. Actuellement, 11 isolation des conducteurs élémentaires, tels que des fils présentant une section rectangulaire de 2 x 8 mm par exemple, est réalisée soit par émaillage, soit par guipage au moyen de fibres de verre, d'amiante, de films de papier, etc..., soit en combinant émaillage et guipage. L'isolation élémentaire constituée par un émail présente de bonnes caractéristiques d'isolation entre conducteurs, mais donne des difficultés d'accrochage pour les résines d'imprégnation utilisées lors de l'isolation de la machine. Si 11 isolation par guipage, en particulier au moyen de fibres textiles, présente de bonnes caractéristiques d'accrochage vis-à-vis de la résine d'imprégnation, par contre les rigidités diélectriques obtenues sont souvent médiocres et obligent à l'emploi de renfort dans les bobines d'entrée. On a essayé de trouver des compromis entre ces moyens en couplant l'émaillage, facteur de rigidité diélectrique, avec le guipage apportant l'adhérence avec la résine d'imprégnation ; néanmoins ces solutions ne sont pas satisfaisantes en ce qui concerne la rétention de la résine d'imprégnation au niveau des conducteurs élémentaires. La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle a pour objet un ruban de guipage pour isolation élémentaire de conducteurs entrant dans la constitution de machines destinées à subir une imprégnation par une résine isolante, caractérisé par le fait qu'il comporte une première couche formée par un papier mica poreux, reposant sur une deuxième couche constituant un support thermofusible destiné à être au contact des conducteurs, ladite première couche étant revêtue sur son autre face par une troisième couche assurant notamment la protèc- tion mécanique du ruban. On réalise ainsi des' l'isolation élémentaire un ensemble très homogène du point de vue mécanique et très adhérent au conducteur élémentaire. Le papier mica assure notamment une bonne homogénéité de l'ensemble du conducteur avec son mur isolant, et constitue un réservoir de résine pour l'agglomération du conducteur élémentaire. Les propriétés mécaniques du papier mica sont renforcées par la deuxième couche qui permet ainsi la bonne mise en oeuvre dudit papier mica. Par ailleurs, le caractère thermofusible de la deuxième couche assure le collage entre le ruban et le conducteur. Pour constituer le support thermofusible, on peut utiliser des feutres non tissés à base de polyester, des films à base de polyester, des films à base de polymères fluorés, tel que du polytétrafluoréthylène par exemple, dont la température de fusion est comprise entre 200 et 3000C. Les feutres non tissés présentent de préférence un grammage (poids par unité de surface) compris entre 30 et 60 g/ni2 et une épaisseur comprise entre 45.1Q 3 et 90.10-3 mm. Les films à base de polyester ou de polymères fluorés présentent de préférence une épaisseur comprise entre 13.10 -3 et 50.10 -3 mm. La troisième couche située de l'autre côté du papier mica par rapport au support thermofusible assure la protection mécanique lors de la mise en oeuvre du ruban à la machine de guipage. Elle peut avantageusement être constituée par un tissu de verre présentant un grammage compris entre 19 et 40 g/cm2 et une épaisseur comprise entre 28.10 -3 et 50.10 -3 mm. La structure externe du conducteur guipé favorise l'accrochage de l'isolation masse. La mise en oeuvre de l'invention permet ainsi d'éviter tout risque de décollement de l'isolation même vis-à-vis du conducteur élémentaire et du conducteur guipé. Comme papier de mica, il a été utilisé des grammages compris de préférence entre 110 et 120 g/m avec comme grammage préférentiel des poids compris entre 60 et 90g/mê , l'épaisseur étant comprise entre 30.103 et 1'10.10-3 -3 mm. La qualité du papier de mica conditionne la réten- tion de la résine. Il a été utilisé des papiers à pâte mécanique, chimique, et des mélanges de pâte mécanique et de pâte chimique, de façon à avoir une porosité du ruban pouvant varier entre 200 secondes et 20.000 secondes, mesurée par la méthode classique de GURLEY HILL. La liaison entre les différentes couches peut être réalisée au moyen de résines époxydes, ou par thermofusion entre la première et la deuxième couches. Ainsi, pour le guipage de conducteurs élémentaires de machines isolées en classe F, devant subir une imprégnation avec une résine époxyde, la liaison entre le papier mica et le support peut utiliser des résines époxydes, appliquées en poudre avec un point de fusion compris entre 90 et 1600C, ou par vernissage Åa 11 aide d'une solution de résine époxyde. Il peut être efficacement uttiisé le liant décrit dans lé document de brevet FR-A 79 31 657 du 26 décembre "1979. La liaison entre le papier mica et la troisième couche peut être réalisée en utilisant les mêmes résines. Pour les guipages de conducteurs élémentaires de machines isolées en classe H, devant subir une imprégnation à l'aide d'une résine silicone sans solvant, époxyde haute température ou toute résine à haute performance thermique, le ruban est obtenu par contre-collage du papier mica décrit ci-dessus sur un film à base de polymères fluorés (PTFE) à la fusion de celui-ci sur une calandre appropriée. Ultérieurement, la fusion de ce meme film PTFE assure le collage entre le cuivre du conducteur et le ruban de guipage. Dans ce cas également le papier porte sur sa face opposée au film de polymère fluoré une troisième couche. Le ruban de guipage conforme à l'invention permet d'obtenir des fils ronds ou méplats guipés, utilisables comme conducteurs élémentaires pour la réalisation de sections de bobines et de, barres de machines électriques. Ces fils sont utilisables en particulier, pour la constitution de barres ROEBELS. Cette isolation élémentaire à la faculté de s'imprégner à saturation avec la résine d'imprégnation de la machine, lors des opérations classiques d'imprégnation sous vide et pression. La rétention de résine dans le ruban peut varier de 20 à 50% en masse par rapport à la masse totale du ruban, suivant la qualité du papier de mica utilisée. Le choix est défini notamment par la géométrie des conducteurs élémentaires, par l'épaisseur du mur isolant et les caractéristiques de la résine d'imprégnation. Un tel procédé permet une parfaite homogénéité de tout le système isolant entre le conducteur élémentaire et la masse de la machine. Les conducteurs élémentaires sont parfaitement agglomérés par la résine d'imprégnation, grâce à la bonne rétention de celle-ci dans le système de guipage. Il faut noter également que le tissu de verre fin constituant la troisième couche permet d'améliorer la cohésion entre le ruban de guipage et le ruban d'isolation mis en place ultérieurement. Le ruban selon l'invention permet de réaliser une bonne agglomération mécanique de l'ensemble des conducteurs élémentaires, et une parfaite conductibilité thermique entre le conducteur élémentaire, et les autres constituants métalliques, la conduction s'effectuant à travers le mur isolant. Cette homogénéité permet de minimiser, toutes choses égales par ailleurs, les pertes diélectriques, d'amoindrir les décharges partielles, surtout au niveau du cuivre, et d'améliorer la tenue mécanique en vieillissement sous contrainte alternatif de l'isolation vis-à-vis du conducteur élémentaire. On donnera ci-après, à titre illustratif et nullement limitatif, un tableau des épaisseurs des différents constituants du ruban de guipage conforme à l'invention en fonction du grammage, puis des exemples de rubans PAPIER MICA Poids Epaisseur en 1/1000 mm 110 g/m2 34 115 g 2 39 f 5 50 g/mt 43 r 7 60 g/m2 EMI4.1 75 g/m2 62 + 13 80/g/m2 55 f 11 90 g/m2 70 - 10 r 120 g/m2 EMI4.2 r suivant la nature du papier de mica TISSU DE VERRE Poids Epaisseur en 1/1000 mm 19 g/m2 28 24 g/m2 30 33 g/m2 37 115 g/m2 50 FEUTRE POLYESTER Poids Epaisseur en 1/1000 mm 30 g/m2 115 110 g/m2 65 60 g/mê 90 Pour les films en polymère fluoré ou polyester, on peut adopter les épaisseurs suivantes en 1/1000 mm: 13, 19, 25, 50 Exemples de rubans épaisseur 1/1000 mm A/ tissu de verre 30 papier mica 50 feutre polyester 65 résine de liaison entre couches 16 161 Epaisseur nominale du ruban 16/100 mm tissu de verre 30 papier mica 50 film PTFE 50 résine de #iaison entre couches 8 138 Epaisseur nominale du ruban 14/100 mm Le ruban est placé sur le conducteur de cuivre en l'enroulant de façon hélicoidale avec un recouvrement. Dans cas de ruban de guipage composé par un tissu de verre, un papier de mica et un feutre polyester (exemple A), il est intéressant d'avoir un recouvrement compris entre une faible valeur, de l'ordre de 1 mm-, jusqu'à une valeur pouvant atteindre ou même dépasser la moitié de la largeur du ruban, la pose la plus classique étant celle d'un ruban mis à demi recouvrement, c'est-à-dire, un recouvrement de 7 mm pour un ruban de 14 mm de large. Dans le cas de l'exemple B où le ruban est composé par un tissu de verre, un papier de mica et un fils continu en PTFE, il est au contraire préférable d'avoir un recouvrement faible de 1'ordre de 1 mm. Les valeurs indiquées ci-dessus ne le sont, bien entendu, qu'à titre illustratif. Le ruban est collé sur le conducteur en cuivre par fusion de sa partie thermofusible, c'est-à-dire fusion du feutre de polyester dans l'exemple A ou du film de PTFE dans 1' exemple B. La température à atteindre pour les opérations de fusion, doit être dans le premier cas de l'ordre de 250-2700C, et dans le second cas de l'ordre de 280-3000C. Une telle fusion s'opère généralement dans un four qui peut être chauffé soit par rayonnement infrarouge, soit par induction, soit par tout autre moyen permettant de porter le conducteur pendant des temps relativement courts, de l'ordre de quelques dizaines de secondes, à la température voulue.

Claims: REVENDICATIONS 1/ Ruban de guipage pour isolation élémentaire de conducteurs entrant dans la constitution de machines destinées à subir une imprégnation par une résine isolante, caractérisé par le fait qu'il comporte une première couche formée par un papier mica poreux, reposant sur une deuxième couche constituant un support thermofusible destiné à être au contact des conducteurs, ladite première couche étant revetue sur son autre face par une troisième couche assurant notamment la protection mécanique du ruban. 2/ Ruban selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le matériau du support thermofusible est choisi dans le groupe formé par les feutres non tissés à base de polyester, les films à base de polyester, les films à base de polymères fluorés. 3/ Ruban selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le matériau constitutif de la troisième couche est un tissu de verre. 4/ Ruban selon l'une des revendiostions 1 à 3, caractérisé par le fait que la solidarisation de la première couche en papier mica aux autres couches est réalisée au moyen de résines époxydes. 5/ Ruban selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la solidarisation entre la première et la deuxième couche est réalisée par thermofusion. 6/ Ruban selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le papier mica présente un grammage compris entre 40 et 120 g/m2 et 2 de préférence entre 60 et 90 g/m , son épaisseur étant comprise entre 3Q.10¯3 mm et 110.10¯3 mm. 7/ Ruban selon la revendicètion 3, caractérisé par le fait que le tissu de verre présente un grammage compris entre 19 et 40 g/mê , son épaisseur étant comprise entre 28.10-3 et 50.10-3 mm. 8/ Ruban selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les feutres à base de polyester présentent un grammage compris entre 30 est 60 g/m2 et une épaisseur comprise entre 45.10¯3 et 90. mm. 9/ Ruban selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les films à base de polyester ou à base de polym#ères fluorés présentent une épais seur comprise en 13.10-3 et 50.10 3 mm.

Inventors: ANTON, ALAIN, THIRIET, JOEL
Applicants: ALSTHOM
Application year: 1982
Main classification: H01B3
IPC codes: H01B3, B32B19, H02K3