Arrollamiento eléctrico y procedimiento de fabricación.

Arrollamiento eléctrico (6) con un conductor de arrollamiento metálico (4),

que configura arrollamientos individuales, en el que el conductor de arrollamiento metálico (4) presenta un conductor metálico (1) y un material aislante eléctrico (3) que rodea el conductor metálico (1), caracterizado porque el conductor de arrollamiento metálico (4) presenta una capa de óxido metálico (2) que envuelve, al menos parcialmente, la superficie del conductor metálico (1), en el que en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico (6), la capa de óxido metálico (2) presenta un espesor variable.

Arrollamiento eléctrico y procedimiento de fabricación La invención se refiere a un arrollamiento eléctrico con un conductor de arrollamiento metálico, que configura arrollamientos individuales, en el que el conductor de arrollamiento eléctrico presenta un material aislante eléctricamente que rodea el conductor metálico. Además, la invención se refiere a un aislamiento eléctrico de un conductor eléctrico metálico así como a la configuración de una cinta de Al anodizada para arrollamientos eléctricos.

En la fabricación de un arrollamiento eléctrico, especialmente para la utilización como arrollamiento primario o bien secundario en la construcción de transformadores, el conductor del arrollamiento eléctrico debe aislar eléctricamente. El conductor de arrollamiento se arrolla de manera continua sobre un soporte, siendo definido a continuación un arrollamiento unitario del conductor de arrollamiento alrededor del soporte como arrollamiento individual. En particular, los arrollamientos individuales del conductor de arrollamiento eléctrico, que se encuentran inmediatamente después de un arrollamiento deben presentar un aislamiento eléctrico con un efecto de aislamiento de este tipo, de tal manera que se impide una descarga de la tensión entre los arrollamientos individuales o bien dentro del arrollamiento. Sobre todo para la utilización en la zona de tensión media y de alta tensión, se conoce la utilización de un conductor metálico, en particular una cinta de aluminio, en conexión con un aislamiento de capas que está constituido de plástico (técnica Geafol) .

No obstante, en esta técnica es un inconveniente que los plásticos utilizados presentan malas propiedades de temperaturas y, por lo tanto, el arrollamiento eléctrico fabricado de esta manera o bien debe presentar sistemas de refrigeración adicionales o bien debe dimensionarse en la construcción mayor que lo necesario.

Así, por ejemplo, el documento DE 40 06 697 A1 describe un transformador de tamaño pequeño, en el que los arrollamientos primarios y secundarios están arrollados alrededor de un núcleo de tal forma que se solapan y al menos uno de los arrollamientos primario y secundario presenta un conductor envolvente de plástico aislante. El aislamiento puede estar constituido e manera alternativa también de otro material aislante, como por ejemplo una resina. Así, por ejemplo, el documento DE 69 629 318 T2 describe un transformador aislado seco, cuyo arrollamiento de sobretensión contiene un manguito aislante de resina termoplástico y cuyo arrollamiento de tensión inferior está envuelto por una resina conductora de electricidad.

Así, por ejemplo, el documento DE 2 215 979 describe un procedimiento para la fabricación de un arrollamiento de láminas para transformadores. De acuerdo con la invención descrita allí, las láminas conductoras se pueden revestir con una capa anodizada aislante de electricidad.

Por lo demás, el documento FR 154 71 45 publica la aplicación electrolítica de un óxido de aluminio sobre un conductor eléctrico para la impregnación térmica.

Por lo demás, el documento EP 1 033 724 A1 publica la envoltura de un conductor eléctrico por medio de un óxido de metal inorgánico.

En la fabricación de arrollamientos eléctricos en el campo de baja tensión, en virtud de las tensiones de descarga reducidas, se pueden utilizar también aislamientos finos. En este caso, se utiliza un conductor de aluminio, sobre cuya superficie se forma por medio de anoxidación una capa de óxido de aluminio, que prepara después del arrollamiento de este conductor de arrollamiento fabricado de esta manera un aislamiento suficiente. Sin embargo, en el caso de utilización de tensiones y/o corrientes altas, esta forma de aislamiento no es suficiente.

El cometido de la presente invención es, por lo tanto, preparar un arrollamiento eléctrico, que garantiza un aislamiento suficiente y, sin embargo, presenta buenas propiedades de conducción de calor. En este caso, de acuerdo con los requerimientos correspondientes, deben reducirse las temperaturas de funcionamiento, las pérdidas de la línea, las secciones transversales de los conductores así como las pérdidas de calor y, por lo tanto, deben conducir a una masa de construcción más pequeña con pesos reducidos y aislamientos adicionales reducidos.

De acuerdo con la invención, el cometido se soluciona por medio de un arrollamiento eléctrico de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7 de la patente. El conductor de arrollamiento metálico presenta una capa de óxido metálico que envuelve la superficie del conductor metálico. De manera más ventajosa, la capa de óxido metálico se genera por medio de un procedimiento de oxidación electrolítico (anodización) . Una alternativa es la aplicación separada de una capa de óxido metálico sobre el conductor metálico, como por ejemplo encolado o estañado. Con preferencia, el arrollamiento eléctrico de acuerdo con la invención está constituido por una cinta metálica con un conductor de aluminio, que está recubierto con una capa de óxido de aluminio.

En una forma de realización preferida del arrollamiento eléctrico de acuerdo con la invención, el material de aislamiento eléctrico presenta, en función de la resistencia máxima necesaria de la tensión dentro del arrollamiento eléctrico un espesor variable. Si el espesor de la capa anodizada no es suficiente para el aislamiento, se puede introducir de acuerdo con la invención también un aislamiento adicional de espesor más reducido, como en el caso de la utilización de un material conductor sin capa anodizada. La combinación de la capa de óxido metálico aislante y del material aislante eléctrico que se encuentra encima impide la descarga de la tensión entre los arrollamientos individuales colocados adyacentes. No obstante, la resistencia a la tensión máxima necesaria a tal fin varía dentro del arrollamiento eléctrico, en particular en virtud de la distribución constructiva y física, por ejemplo en virtud de la distribución no lineal de la tensión de impacto o de las particularidades térmicas, dentro del arrollamiento. En virtud de estas resistencias de la tensión máximas necesarias diferentes dentro del arrollamiento eléctrico está adaptado de la misma manera el espesor del material aislante eléctrico empleado. Cuanto mayor es la resistencia a la tensión necesaria máxima requerida en una región determinada del arrollamiento eléctrico, tanto mayor es el espesor del aislamiento, por ejemplo el espesor y/o las propiedades del material, en particular la clase de aislamiento, del material de aislamiento eléctrico, en el segmento respectivo del arrollamiento eléctrico. De esta manera se puede reducir el tamaño de construcción del arrollamiento eléctrico y al mismo tiempo se puede emplear el material de aislamiento eléctrico de manera más selectiva y, por lo tanto, más económica. De acuerdo con la invención, el espesor de la capa de óxido metálico sobre el conductor metálico se varía de tal forma que en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico se consigue, además, una propiedad de aislamiento. En función de las particularidades constructivas y especialmente de las particulares físicas y en particular de las particularidades térmicas, dentro del arrollamiento eléctrico se puede preparar, en virtud de una variación del espesor del material aislante de electricidad y/o de la variación del espesor de la capa de óxido metálico un aislamiento respectivo exactamente adaptado para el arrollamiento eléctrico.

En una configuración comparativa del arrollamiento eléctrico, la capa de óxido metálico sobre el conductor metálico presenta un espesor constante y en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico se varía el espesor del material de aislamiento eléctrico. La capa de óxido metálico, como por ejemplo la capa anodizada sobre un conductor de aluminio, posee buenas propiedades de temperatura y de esta manera reduce la carga térmica del arrollamiento eléctrico. En función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico está previsto de acuerdo con la invención, en caso de necesidad de un aislamiento elevado, que el material aislante de electricidad presenta un espesor variable y/o propiedades variables del material. Para el caso de un requerimiento elevado planteado al aislamiento entre los arrollamientos individuales, el material de aislamiento eléctrico está configurado más fuerte y posee un espesor mayor y/o propiedades mejoradas del material,... [Seguir leyendo]

1. Arrollamiento eléctrico (6) con un conductor de arrollamiento metálico (4) , que configura arrollamientos individuales, en el que el conductor de arrollamiento metálico (4) presenta un conductor metálico (1) y un material aislante eléctrico (3) que rodea el conductor metálico (1) , caracterizado porque el conductor de arrollamiento metálico (4) presenta una capa de óxido metálico (2) que envuelve, al menos parcialmente, la superficie del conductor metálico (1) , en el que en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico (6) , la capa de óxido metálico (2) presenta un espesor variable.

2. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico (6) , el material aislante eléctrico (3) presenta un espesor variable y/o propiedades variables del material.

3. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 ó 2, caracterizado porque en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico (6) se varía la naturaleza de la capa de óxido metálico (2) .

4. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material de aislamiento eléctrico (3) contiene lacas, plásticos, en particular láminas de plástico y/o papel.

5. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material de aislamiento eléctrico (3) y/o la capa de óxido metálico (2) está constituida por capas.

6. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizado porque en función de la resistencia máxima necesaria a la tensión dentro del arrollamiento eléctrico (6) , se varía la naturaleza del material de aislamiento eléctrico (3) .

7. Arrollamiento eléctrico (6) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la superficie de la capa de óxido metálico (2) y del material de aislamiento eléctrico (3) son de tal naturaleza que no se producen desplazamientos relativos entre la capa de óxido metálico (2) y el material de aislamiento eléctrico (3) .

8. Configuración de una cinta de Al anodizada como arrollamiento eléctrico (6) con material aislante (3) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la cinta de Al anodizada, arrollada sobre el soporte (5) desmontable para formar una bobina (6) está presente como conductor de arrollamiento metálico (4) con capa de óxido metálico (2) ,

- la disposición y la conexión eléctrica en serie de varias bobinas (6) están configuradas como segmentos de un arrollamiento general con tomas (8) , y

- las bobinas (6) que se encuentra en el arrollamiento generan en la entrada y en la salida están completadas con capas (3.1) adicionales de material aislante (3) .

9. Configuración de una cinta de Al anodizada como arrollamiento eléctrico (6) con material aislante (3) de acuerdo con la reivindicación 8, porque en las tomas están dispuestos aislamientos adicionales puntuales (8.1, 9) .

10. Configuración de una cinta de Al anodizada como arrollamiento eléctrico (6) con material aislante (3) de acuerdo con las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizada porque las capas adicionales (3.1) están constituidas de lámina.

11. Configuración de una cinta de Al anodizada como arrollamiento eléctrico (6) con material aislante (3) de acuerdo con las reivindicaciones 9 ó 10, caracterizada porque los aislamientos adicionales puntuales (9) están constituidos de lámina.

12. Configuración de una cinta de Al anodizada como arrollamiento eléctrico (6) con material aislante (3) de acuerdo con las reivindicaciones 8 a 13, caracterizada porque en las tomas (8) están previstas conexiones de cinta de Al no anodizada.