Die Isolierung elektrischer Maschinen

314 Pages·1906·10.468 MB·German

by  H. W. Turner, H. M. Hobart (auth.)

Die Isolierung
elektrischer Maschinen.
Von
H. W. Turner, und H. M. Hobart,
Associate A. I. E. E. M. 1. E. E., Mem. A. 1. E. E.
Deutsche Bearbeitung
von
A. von Konigslow und R. Krause,
Ingenieure.
Mit 166 Textfiguren.
Berlin.
Verlag von Julius Springer.
1906.
ISBN-13:978-3-642-89187-8 e-ISBN -13:978-3-642-91043-2
DOl: 10.1007/978-3-642-91043-2
Allc Rechte, insbesondere das der
tbersetzllng in fremde Sprachen, vorbehalten.
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1906
Vorwort der Ubersetzer.
Das im Anfang dieses J ahres erschienene Buch der beiden
auch in Deutschland geschatzten Verfasser, del' Herren H. 'Iv. TURNER
und H. M. HOBART, The Insulation of Electric Machines, ist das erste,
welches das Verhalten und die Verwendung der gebl'auchlichen
Isoliermittel zusammenhangend und umfassend behandelt.
Da die Isolation eine Lebensfrage der elcktrischen l\Iaschine
ist und da in del' dcutschen Literatur nur verhaltnismallig wenige
Abhandlungen iiber die in Frage kommenden Verhaltnisse veroffent
licht sind, die obendrein meist nur ein eng begrenztes Spezialgebiet
von wenig praktischem Interesse behandeln, so schien es wiinschens
wert, das Werk der englischen Verfasser dem weiteren deutschen
Leserkreise durch Ubersetzung ins Deutsche zuganglicher zu machen.
Die Ubersetzer sind den Verfassern fiir die Zuvorkommenheit,
mit der sie ihre Zustimmung zu der Ubersetzung gaben, zu grollem
Danke verpflichtet. Ferner mochten die Ubersetzer auch an dieser
Stelle besonders Herrn H. M. HOBAR'f fiir das rege Interesse und
die zahlreichen Unterstiitzungen wahrend der Ubersetzung ihren
verbindlichsten Dank aussprechen.
Die Ubersetzung halt sich im allgemeinen streng an den
Originaltext; es sind nur wcnige Anderungen in der Anordnung des
Stoffes vorgenommen, die der besseren Ubersichtlichkeit wegen rat
sam erschienen; ferner wurden nach Moglichkeit Fabrikate und
Isolierungsmethoden deutscher Firmen beriicksichtigt. Wenn in der
Ubersetzung eigentlich nur die Ansichten englischer und ameri
kanischer Autoren wiedergegeben wurden, so hat das eben seinen
Grund darin, daB bisher von seiten der deutschen hierzu berufenen
Autoritaten aus Praxis und vVissenschaft eine Veroffentlichung der
IV Vorwort.
Erfahrungen und Untersuchungen auf dem Isolationsgebiet anscheinend
nicht fur der ::iIuhe wert erachtet worden ist.
Die Vernachlassigung cines so vvichtigen Gegenstandes zeigt
sich auch deutlich darin, daB lIicht nur cinheitlichc Bezeichnungcn
fiir die in Frage kommenden Erscheinungen fehlen, sondern daB auch
die Erscheinungen selbst nicht geniigend beobachtet, zum wenigsten
nicht beschrieben und erkIart sind.
Hierin lag auch eine der Hauptsch,vierigkeiten der Ubersetzung,
die z. B. bei Hochspannungsisolationen auftretenden storenden Ein
flusse zu beschreiben. Es sei hier speziell an Oberflachenleitung,
Biischelentladung, Spannungserhohungen erinnert, alles Erscheinungen,
die dem Fachmann scheinbar vertraut sind, uber die aber genaue
"Gntersuchungen, die wenigstens fUr die Praxis brauchbar waren,
nicht vorliegen.
Vielleicht ist der Grund in der zu grof3en Ausdehnung des
Gebietes der elektrotechnischen \Vissenschaft zu suchen, die es dem
einzelnen unmoglich macht, neben dem allgemeinen das Spezialgebiet
genau genug zu durchforschen, wahrend der Spezialist zu leicht den
Zusammenhang mit dem Allgemeinen verliert und sich mit seinen
Untersuchungen immer mehr in ihn vielleicht besonders inter
essierende, fiir die Allgemeinheit aber unfruchtbare Einzelheiten
verliert.
DaB ein ~w erk, welches auf einem so diirftig bearbeiteten
Gebiet als erstes eine umfassende Behandlung vornimmt, nicht ein
nach jeder Richtung hin abgeschlossenes Ganzes bilden kann, ist
klar; ferner ist ebenso selbstverstandlich, daB das Buch nicht jedem
Konstrukteur die auf seinen Fall zugeschnittenen Anweisungen gibt.
Dagegen gibt das Buch dem Konstrukteur, dem Fabrikanten
von Isoliermaterial und dem konsultierenden Ingenieur, der die
Lieferungsbedingungen aufstellt und die fertige Anlage priift, einen
vorziiglichen Uberblick iiber das, was Isolation leisten m uB, und
das, was sie leisten kann, ferner dariiber, wie er die Eigenschaften
im einzelnen Fall zu beurteilen und zu prufen hat.
\Ver der Uberzeugung ist, daB wir es durch praktische Er
fahl'ung auf dem Gebiete del' Isolation schon weit genug gebl'acht
v
Vonvort.
hatten, cler m(ige sich tiberlegen, weshalh clie Einftihrung tIes
elektrischen Antriebes fUr 'Vasserbaltungen uml Forderanlagen im
Bergbau auf so groile Schwierig'keiten st(iflt. Er wircl findell, claB
cler Bergbau clie Elektrizitat als bequemes Hilfsmittel tiberall gern
verwenclct, nul' nicht clort, wo es sich um eine Lebensfrage fUr ihn
bandelt, namlich bei del' 'Yasserhaltung und Forderung. DafUr ist
ihm die elektrische l\Iaschinc nicht "zuverHissig" genug. Das liegt
abel' hauptsachlich in del' Yernachlassigung des Studiums del'
Isolation und ihrer Eigenscbaften.
Kurz VOl' del' Drucklegung erscbien nocb eine interessante
Abbancllung von KINZBRuNNlm, 'Viener Zeitschrift, 1905, No. 38,
tiber den EinfluB der Zeit auf die Durchschlagsspannung', auf die
an dieser Stelle hingewiesen sein moge.
Den deutschen Firmen, welche die Dhersetzer durch Mit
teilungen tiber ihr Material, sowie durch Abbildungen in liebens
wtirdiger 'Veise unterstutzten, sagen wir un8eren besten Dank.
~Iittweida i. S., im Dezcmber 1905.
Die Ubersetzer.
Inhalt.
I. Kapitel.
Einleitende Betrachtungen. Seite
Anforderungen an Isolatiollsmaterialien . . . . . . 2
Durchschlagsfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . 3
Beriicksichtigung aller Einfiiisse zur genauen Priifung 9
Priif-Allordnungen verschiedener Firmen 14
Spannungsmessung mit einstellbarer Flinkenstreckc 17
Schlagweite in Luft· . . . . . . . . . 18
Schaltllngen fiir Hochspannungsversuche 19
Thermostat von KOHLER • • • • . . . . 21
Experiment von FESSENDEN (Durchschlagen einer Luftstrecke, herbei-
gefiihrt durch Einfiigen von Glas) . . . . . . . . . . . . .. 23
II. K a pit e I.
Einige Eigenschaften der Isoliermaterialien.
I. Einfiu13 der Feuchtigkeit· . . . . 26
II. Form der Elektroden . 29
III. Priifungsmethode 31
IV. Temperatur . . . . 35
V. Zeit - das "Altern" 38
VI. Materialdicke und die Gesetze der elektrischen
D urchschlage . . . . . . . . . . 38
VII. Mechanische Eigenschaften. . . . 52
VIII. Energieverluste in Isoliermaterialien 53
IX. Einfiu13 der Biischelentladung und die Oberfiachenleitfiihigkeit 59
X. Wirkung pliitzlicher Laclungen und Entlaclungen· . . . .. 62
III. K a pit e I.
Der isolierte Draht in Anker- und Feldwicklungen.
Zweck cler Umspinnung . 65
Herstellllng cler Umspinnung . 66
G ewicht cler Umspinnung 67
R'osten cler Umspinnung· . 75
Inhalt. VII
IV. Kapitel. Seite
Steinmetz' Untersuchungen fiber die Durchschlagsfestigkeit
von Isoliermaterialien 78
V. Kapitcl.
Glimmer und Glimmerprodukte.
Reiner Glimmer, Eigenschaften . 84
Mikanit .......... . 85
Mikanitleinen und Mikanitpapier 87
Megohmit ........ . 88
-'
Megotalc· ........ . 93
WALTERS Versuche mit rein em Glimmer 94
ANDREWS Versuche mit reinem Glimmer unter 01 97
Dr. HOLITSCHERS Untersuchungen von Mikanit 100
VI. Kapi tel.
Isoliermaterialien flir HUlsen, Bfichsen etc.
und Anschlu6klemmen.
Ambroin· . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Atnamaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Psychiloid, Litholite, Roburine, Mineralite, Ebonit, Vulkanit 106
Stabilit . . . 106
Cornit, Pecolit 107
lsolit, Adit . 11 0
Vulkanfiber· . 112
Asolit . . . . 113
Paraffin-\Vachs, Bitumen, Steinkohlenteerpech 114
Asphalt, Chatterton-Compound, Schiefer, Marmor, Porzellan . 114
Gras, Lava . . . . . . .. .............. 115
VII. Kapitel.
Isolation von Kommutatoren.
Isolation zwischen den Lamellen 118
Vorziige des Glimmers 118
Zusammenbau des Kollektors· . 119
EinfiuJ.l des Oles auf die Kollektorisolation 120
VIII. Kapitel.
Isolierlacke und Impragniermaterialien.
Eigenschaften eines guten Lackes 123
Sterling Varnish ...... . 128
VIII Illhalt.
Seite
Ursachen del' grunen Verfarbung des Glimmers 131
Armalack 134
Dielectric Varnish 137
Dielectrol 137
Empire Isolierlack 138
Elektralack . 138
Berrite 138
Excelsiorlack 138
Prufung von Lacken nach Dr. HOLITSCHE1! 139
dem Electrical Engineer 141
del' Sterling Varnish 00. 141
IX. K a pit e I.
Warmeableitende Impragniermaterialien.
Elektro-Emaille . 145
Armalack Putty, . . . . . 147
X. Kapitel.
01 fiir Isolierungszwecke.
STEINMETZ' 01-Untersuchungen 148
HUGHES Ol-Untersuchungen 148
Einflull von 01 auf Gummi 149
VOEGES Ol-Untersuchungen 150
Eigenschaften von Transformator-Ol 153
XI. Kapitel.
Die Untersuchung von :O.iissigen Isoliermaterialien.
OHMscher Widerstand nach HEmrANN 155
SKINNERS Versuche mit 01 . 158
XII. Kapitel.
Insolationseigenschaften von Papier und anderen
Fasermaterialien in diinnen Schichten.
Verschiedene Arten von Fasermaterial 163
Einflull des Trocknens und Olens· . 164
Untersuchungen von Fasermaterialien . 165
XIII. Kapitel.
Impragnierte Gewebe.
Impragnierung von Fasermaterial· . . . . . . 170
Isoliereigenschaften von getrankten Stoffen und Garnen . 173
Inhalt. IX
XI\'. Kapitel. Seite
EinlluB der Temperatur auf Fasermaterialien und Gewebe.
Untersuchungen des National Physical Laboratory .. 179
der Firma ORmlPToN & 00., Ltd. . . 190
SlElIIENS, BROS & 00., Ltd. 190
XV. Kapitel.
Isoliereigenschaften von Zelluloid . . . . . . 200
xn.
Kapitel.
Isolierung von Leitergruppen in Anker.Nuten.
Auskleidung der Nuten . . . . . . . . . 204
Beispiele fur N utenisolation . . . . . . . 207
Nutenisolation fiir Hochspannungsmaschinen 210
Ozon als Veranlassung des Durchschlagens bei Hochspannungs-
maschinen· . . . . . . . . . . . . . 211
Vorschlage zur N utenisolation yon HOBART 215
Bemerkungen dazu yon MEIROWSKY & 00. 217
XVII. Kapitel.
Raumausnutzung der Wicklung.
Fiillfaktor bei N utenankern . . . . . . . . . . . 219
Beispiele iiber Nutenfiillfaktoren . . . . . . . . . 220
Unterschied zwischen run den und kantigen Drahten 221
N ormale N utenfiillfaktoren fur Motoren . . . . . . 223
Nutenfiillfaktor abhangig von Leistung und Spannung 224
der Starke und Isolation 225
fur Hochspannungsmaschinen 226
Fullfaktor bei Feldspulen . . . . . . . 227
Azetat- und Emaille-Isolation der Allgem. Elektrizitlits-Gesellschaft 228
XVIII. Kapitel.
Die Isolation der Feldspulen.
Mechanische Befestigung der Feldspulen 229
Bandumwickelte Feldspulen . . . . . . . 230
Ventilierte Feldspulen· . . . . . . . . . 231
Verteilung der Temperatur in der Feldspule 231
Anordnung von ventilierten Feldspulen . . 233
Spulen aus Flachkupfer . . . . . . . . . 234
XIX. Kapi tel.
Die Isolierung von Transformatoren.
Liiftung und Warmeableitung . . . . . 236
Anwendung des 01es fur Transformatoren· . . . . . . 237
x Inhalt.
Seite
Kiihlvorrichtungen 239
Farbe des Oles . . 241
Schwcfelgehalt . . 241
Niederschlag irn 01 als Folge des Betricbes 241
Priifspannungen fur Transforrntttoren . . . 244
Ausfuhrung der Anschlu13klemmen fiir sehr hohe Spannungen 245
XX. Kapitel.
Die Isolation von Ankerscheiben und Blechen.
Papier zur Isolation der Eisenbleehe des Ankers 248
Lack zur Isolation del' Eisenbleche des Ankers . 248
Verfahren beirn Lackieren del' Bleche· . . 249
Zelluloidlack zur Isolation der Eisenbleche 250
Armalack zur Isolation der Eisenbleche . . 251
XXI. Kapitel.
Bandumwickelmaschinen und Bander.
Verschiedene Bandumwickelmaschinen 252
Zwirnbander ................. . 255
Anfertigung von Bandrollen fur die Wickelmaschinen 255
Gummiband . . . . . . . ..... 256
XXII. Kapitel.
Das Austrocknen von Isolationsmaterial und die
Vakuum.Trockenofen.
Altere Trockenmethoden· . 257
Dampfiifen und Hei13luftiifell 257
Vakuumiifen . . . 258
Kamintrockenofen· . . . 262
XXIII. Kapitel.
Werkzeuge und Hilfsmittel fur die Isolierung.
Werkzeuge zum Schneiden del' Isolation (Scheren) 263
Abisolierer fur Drahte· . . . . . . . . . . . . . . . 264
Abschneider zum Ausgleichen der Nutenisolation· . . . 264
Werkzeuge und Hilfsmittel fur die Glirnmerzubereitung . 265
Spalten des Glimmers . . 265
Herstellung von Mikanit· . 268
Mikanitpressen . . . . . . 272
Frasmaschillen fur Mikanit . 274
Formstiicke aus Mikanit . . 276