Glimmerband ist ein flexibles Isolierband aus Glimmerpapier, das auf einen Träger aus Glasgewebe oder Kunststofffolie kaschiert und mit Epoxid-, Polyester- oder Silikonharz gebunden ist. Es wird in mehreren Lagen um Leiter, Spulen und Statorstäbe von Hochspannungsmotoren und Generatoren gewickelt und bildet dort die Hauptisolierung, die Teilentladungen standhält. In feuerbeständigen Kabeln hält es den Stromkreis im Brand geschlossen. Handelsübliche Bänder sind 0,06 bis 0,26 mm dick, tragen 30 bis 240 g/m² Glimmer und erreichen im fertigen Isoliersystem die Wärmeklasse 155 (F) oder 180 (H) (Von Roll, Insulating Systems for High-Voltage Rotating Machines). Dieser Beitrag erklärt Aufbau, Resin-Rich- und VPI-Verfahren, die Bandtypen nach IEC 60371 und die Abgrenzung zu Mikanit, und er zeigt, welche Angaben in die Spezifikation gehören, wenn Sie Glimmerband über unsere Isoliermaterialien beziehen.
Glimmerband bei GOBA: Lieferformen, Dicken und Anfrage
GOBA liefert Glimmerband ab einem Stück, als Material oder als fertiges Teil nach Ihrer Zeichnung.
- Lieferformen
- Rolle und Schnittrolle, Zuschnitt
- Dicken
- Nach Ihrer Vorgabe. GOBA verarbeitet Werkstoffe von 7 µm bis 3 mm.
- Ausführungen
- Grundsätzlich alle Glimmerbänder auf Anfrage, mit Muskovit oder Phlogopit, auf Glasgewebe- oder Folienträger.
- Schnittrollen
- Breiten von 5 bis 1.600 mm, Toleranz ±0,1 mm, Kerne mit 25, 55, 76 oder 152 mm
- Menge
- Ab 1 Stück, vom Muster bis zur Serie
- Lieferzeit
- Höchstens 2 Wochen, wenn das Material vorrätig ist
Das brauchen wir für Ihr Angebot
- Zeichnung oder Maße
- Menge
- Werkstoff und Dicke
Bei Rollen zusätzlich Breite, Lauflänge, Kerndurchmesser, Kernmaterial (zum Beispiel Kunststoff) und Toleranzen.
Glimmer als Isolierstoff: warum Hochspannungswicklungen ein Mineral brauchen
In einer Hochspannungswicklung zünden in Hohlräumen und an Kanten Teilentladungen, kleine Funken, die organische Isolierstoffe Schicht für Schicht abtragen. Glimmer ist ein Schichtsilikat ohne Kohlenstoffkette und erodiert unter diesen Entladungen kaum. Seine Plättchen bilden im Band eine Barriere, an der die Entladung nicht weiterkommt. Deshalb ist Glimmer der Standard für Hochspannungsmaschinen über 6 kV, wie der Beitrag zur Koronaentladung zeigt. Wie Teilentladungen entstehen und wie man sie misst, erklärt der Beitrag zur Teilentladung.
Zwei Glimmerarten werden zu Band verarbeitet. Muskovit, der Kaliglimmer, ist elektrisch der stärkere und sperrt als Einzelblättchen 25 bis 200 kV/mm (Amidon). Phlogopit, der Magnesiumglimmer, verträgt mehr Hitze und ist der Glimmer der Brandschutzkabel (Cogebi, FIROX P). Für die Wicklung zählt die Spannung, für das Kabel im Feuer die Temperatur. Mineralogie, Temperaturgrenzen und Dichte beider Arten stehen im Beitrag zu Mikanit, welche weiteren Werkstoffe Hochspannung isolieren, im Beitrag zur Hochspannungsisolierung.
Aufbau: Glimmerpapier, Träger und Bindemittel
Glimmerpapier besteht aus sehr kleinen Glimmerflocken ohne Bindemittel (IEC 60371-1). Allein ist es zu schwach, um unter Zug auf eine Spule gewickelt zu werden. Das Band ist deshalb ein Verbund aus drei Schichten, bei manchen Resin-Rich-Bändern kommt eine Zwischenlagefolie dazu (Von Roll).
| Schicht | Werkstoff | Aufgabe | Werte (Quelle) |
|---|---|---|---|
| Glimmerpapier | Muskovit, auch kalziniert, oder Phlogopit | sperrt die Spannung, widersteht Teilentladungen | 30 bis 75 g/m² im Leiterband, 120 bis 240 g/m² im Hauptisolierband (Von Roll) |
| Träger | Glasgewebe, PET-Folie, PET-Vlies, Polyimidfolie | nimmt die Zugkraft beim Wickeln auf | Glas 23 g/m² oder PET-Folie 23 µm im Kabelband (IEC 60371-3-8) |
| Bindemittel | Epoxid, Polyester, Silikon | verklebt Papier und Träger, bei Resin-Rich zugleich das Harz der Isolierung | 8 ± 3 % oder 16 ± 3 % bei VPI (IEC 60371-3-5), 30 bis 40 % bei Resin-Rich (Krempel) |
Der Träger folgt dem Einsatz. In den Hauptisolierbändern von Von Roll ist Glasgewebe der Regelfall: Es bleibt formstabil und als Gewebe porös genug für die Tränkung, IEC 60371-3-5 prüft dafür eigens die Luftdurchlässigkeit. Polyesterfolie macht das Band dünn und glatt. Von Roll baut daraus Leiterbänder von 0,06 bis 0,11 mm (Samicafilm), die je Lage 5 bis 8 kV Durchschlagspannung erreichen. Polyimidfolie hebt ein 0,09 mm dünnes Band in die Wärmeklasse 180 (H) (Samicatherm PI). Für Brandschutzkabel lässt IEC 60371-3-8 Glasgewebe und Kunststofffolie zu, die Phlogopitbänder der Kabelhersteller tragen Glasgewebe mit Silikonharz (Cogebi, FIROX).
Resin-Rich oder VPI: zwei Wege zur fertigen Glimmerbandisolierung
Ein Glimmerband ist bei Lieferung noch keine Isolierung. Erst im Werk des Motoren- oder Generatorenbauers wird aus den gewickelten Lagen eine feste, hohlraumfreie Wand. Dafür gibt es zwei Verfahren, und sie unterscheiden sich darin, wann das Harz ins Band kommt.
| Merkmal | Resin-Rich | VPI (Vakuum-Druck-Imprägnierung) |
|---|---|---|
| Harzgehalt des Bands | 30 bis 40 % duroplastischer Binder (Krempel, KREMICA.therm) | 8 ± 3 % (low bond) oder 16 ± 3 % (medium bond) (IEC 60371-3-5) |
| Zustand bei Lieferung | Harz im B-Zustand, flexibel, härtet nach dem Wickeln aus (IEC 60371-3-6) | porös und fast trocken, wartet auf das Tränkharz |
| Härtung | Spule oder Stab in der beheizten Presse, konventionell oder hydrostatisch (Von Roll) | Tränkung der gewickelten Spulen im Vakuum und unter Druck, danach Ofen, zum Beispiel 8 h bei 140 bis 150 °C (Von Roll) |
| Dicke | 0,16 bis 0,26 mm (Samicatherm), 0,14 mm (Dongfang 5440-1D) | 0,13 bis 0,18 mm (Samicapor) |
| Glimmer | 120 bis 240 g/m² | 160 bis 180 g/m² |
| Wärmeklasse | 155 (F) (Dongfang), mit Polyimidfolie 180 (H) (Von Roll) | 155 (F) oder 180 (H), je nach Tränkharz (Von Roll) |
Resin-Rich-Band bringt das ganze Harz schon mit, jede Spule wird gewickelt und einzeln gepresst. VPI-Band ist fast trocken: Die Wicklung wird zuerst gewickelt und danach im Vakuum mit Harz getränkt (Wikipedia, Kunstglimmer). Von Roll nennt das einfache Wickeln mit trockenen Spulen einen anerkannten Vorteil der VPI-Technik.
Für den Einkauf folgt daraus eine Regel: Ein VPI-Band bestellen Sie nie ohne das Tränkharz. Die Norm IEC 60371-3-5 hält fest, dass die Eigenschaften der ausgehärteten Isolierung vor allem vom VPI-Harz abhängen. Manche Harze härten nur mit einem beschleunigten Band, Von Roll schreibt das für das Epoxid-Anhydrid-Harz Damisol 3407 vor, und Krempel liefert seine VPI-Bänder mit und ohne Beschleuniger. Auch die Wärmeklasse hängt am Harz: Das Band Samicapor 366.58 erreicht mit beschleunigtem Epoxidharz die Klasse 155 (F), mit dem Polyesterimidsystem Samicabond 155 (F) oder 180 (H). Die Wärmeklasse ist eine Eigenschaft des Systems aus Band und Harz. Die Grundlagen dazu stehen im Beitrag zu den Isolierstoffklassen.
Bandtypen nach Einsatzort: Leiter, Hauptisolierung, Wickelkopf, Kabel
Im Isoliersystem einer Hochspannungsspule sitzen mehrere Glimmerbänder übereinander, jedes mit eigener Aufgabe. Die Norm IEC 60371-3 beschreibt die wichtigsten in einzelnen Blättern.
| Bandtyp | Aufbau | Dicke | Norm | Einsatz |
|---|---|---|---|---|
| Leiterband | Glimmerpapier auf einer oder zwei PET-Folien, Epoxid, teils mit Schmelzkleber | 0,06 bis 0,11 mm | IEC 60371-3-7 | Windungs- und Teilleiterisolierung, stoß oder überlappt gewickelt (Von Roll, Samicafilm) |
| Hauptisolierband VPI | Glimmerpapier auf Glasgewebe, wenig Epoxid | 0,13 bis 0,18 mm | IEC 60371-3-5 | Hauptisolierung gegen das Blechpaket (Samicapor, KREMICA.por) |
| Hauptisolierband Resin-Rich | Glimmerpapier auf Glasgewebe mit Epoxid im B-Zustand, auch auf PET-Folie | 0,16 bis 0,26 mm | IEC 60371-3-6 | Hauptisolierung gepresster Spulen und Stäbe (Samicatherm, KREMICA.therm) |
| Wickelkopfband | Glimmer auf Glasgewebe oder auf PET-Folie mit Glasfäden, sehr flexibel | 0,12 bis 0,18 mm | nach Hersteller | Spulenköpfe außerhalb der Nut (Samicaflex, Filosam) |
| Kabelband | Phlogopit oder Muskovit auf Glasgewebe oder Folie, harzimprägniert | 0,05 bis 0,15 mm | IEC 60371-3-8 | Funktionserhalt feuerbeständiger Kabel |
Wie diese Lagen in der Spule zusammenwirken, zeigen die Beiträge zu Formspulen und zur Windungsisolation. Beim Kabel gilt ein anderer Maßstab. Das Glimmerband liegt dort als Lage auf dem Leiter, darüber folgt die Kunststoffisolierung, und wenn der Kunststoff im Feuer verbrannt ist, trennt nur noch der Glimmer die Adern. Nexans prüft sein Schiffskabel MPRX 331 mit Glimmerband und VPE-Isolierung nach IEC 60331 auf 90 Minuten Funktionserhalt. Gewickelt wird das Kabelband meist mit 20 bis 50 % Überlappung (Cogebi). Mehr zum Aufbau von Kabeladern steht im Beitrag zur Kabelisolierung.
Glimmerband, Mikanit oder Heizband: drei Produkte, die oft verwechselt werden
Mikanit und Glimmerband bestehen aus demselben Glimmerpapier. Mikanit kommt fertig gehärtet als Platte, Folie oder Formteil ins Haus und wird gestanzt oder eingebaut. Glimmerband wird erst beim Kunden gewickelt und gehärtet. Für ein Teil nach Zeichnung ist deshalb Mikanit der Werkstoff, für eine Wicklung oder eine Kabelader das Band.
Die zweite Verwechslung betrifft elektrische Heizbänder. Ein Heizband trägt einen Heizleiter, wird an Netzspannung angeschlossen und hat eine Leistung in Watt. Glimmerband führt keinen Strom, es isoliert. Wer Rohre beheizen oder vor Frost schützen will, sucht ein Heizband. Glimmerplatten als Träger von Heizdrähten in Haartrocknern und Toastern behandelt der Mikanit-Beitrag.
Ein Einwand lautet, Glimmerband sei für Niederspannungsmotoren überdimensioniert. Das stimmt, solange in der Wicklung keine Teilentladungen auftreten: Dort isolieren Aramidpapiere wie Nomex und Polyimidfolien die Nut zuverlässig. Sieht die Wicklung im Betrieb Teilentladungen, typischerweise in Hochspannungsmaschinen über 6 kV, kippt die Rechnung. Organische Folien erodieren, Glimmer bleibt. Einen Zwischenweg bietet Nomex 418, ein Aramidpapier mit 50 % Glimmeranteil, das unter Korona deutlich länger hält als Nomex 410 (DuPont, siehe Beitrag zur Koronaentladung).
Glimmerband spezifizieren: diese Angaben legen das Band fest
Glimmerbänder unterscheiden sich in Glimmerart, Träger, Binder und Harzgehalt so stark, dass „Glimmerband 0,15 mm“ noch keine Bestellung ist. Mit diesen Angaben ist das Band eindeutig beschrieben:
- Einsatz: Leiterisolierung, Hauptisolierung, Wickelkopf oder Kabel.
- Verfahren: Resin-Rich oder VPI, bei VPI das Tränkharz mit Hersteller und Typ und die Angabe, ob ein beschleunigtes Band nötig ist.
- Wärmeklasse des Isoliersystems, zum Beispiel 155 (F) oder 180 (H).
- Glimmerart, Muskovit oder Phlogopit, und das Flächengewicht des Glimmers in g/m².
- Träger: Glasgewebe, PET-Folie, PET-Vlies oder Polyimidfolie, ein- oder beidseitig.
- Dicke und, falls vorgegeben, das Normblatt nach IEC 60371-3.
Wir liefern Glimmerband nach diesen Vorgaben und schneiden es von der Mutterrolle auf die Breite, die Ihre Bandagiermaschine braucht, im Lohnschneiden zwischen zwei Kreismessern. Haben Sie das Datenblatt Ihres bisherigen Bands, schicken Sie es uns mit. Wir vergleichen Glimmergewicht, Träger und Harzgehalt und bieten Ihnen ein Band mit denselben Werten an.
