Körperschallisolierung

SCHWINGUNGSTECHNIK Körperschallisolierung für Transformatoren mit Sylomer 05-141A RRG INDUSTRIETECHNIK GMBH Ihr Partner für Maschinenbau. Brunshofstraße 10 45470 Mülheim/Ruhr Tel. +49-(0)08-3783-0 Fax +49-(0)08-3783-158 info@rrg.de www.rrg.de

SCHWINGUNGSTECHNIK Elastisch lagern Allgemeines Produktbeschreibung Transformatoren werden oft innerhalb von Gebäuden betrieben. Dies führt dazu, dass das Transformatorengeräusch im Wohn- oder Arbeitsbereich wahrgenommen wird. Eine wirkungsvolle Maßnahme dagegen ist eine elastische Lagerung des Transformators. Die RRG hat ein Lieferprogramm, das für praktisch alle Transformatoren eine Lösung bietet: } Standardlösung mit Transformator- Unterlagsplatten } Streifen oder Punktlagerung in oder unter der Ölwanne } Sonderlager nach Zeichnung Das Transformatorengeräusch ist, hauptsächlich auf magnetostriktive Effekte im Transformatorkern zurückzuführen. Es setzt sich überwiegend aus Tönen der doppelten Netzfrequenz (bei 50 Hz- Betrieb: 100 Hz) zusammen und wird als tiefes Brummen wahrgenommen. Vom Transformatorkern wird Körperschall zu einem Teil über das Öl des Kessels direkt auf die Kesselwände übertragen und von dort als Luftschall abgegeben. Ein wesentlicher Anteil des Körperschalls wird über die Aufstandsflächen (Maschinenfüße oder Rollen) in den Untergrund eingeleitet. Der Betrieb von Transformatoren innerhalb von Gebäuden oder in unmittelbarer Nähe von Gebäuden, wird im Wohn- oder Arbeitsbereich oft als unangenehm störend empfunden. Eine geeignete Abhilfemaßnahme ist die elastische Lagerung der Transformatoren. Transformator-Unterlagsplatten aus Sylomer sind 3-schichtig aufgebaut. Durch die hohen punktförmigen Lasten der meistens eingesetzten Aufstandsrollen ist eine entsprechende Lastverteilung erforderlich. Aufbau 1. Schicht: 1 mm Sylomer P zur Einbettung der Rolle bzw. des Gerätefußes. Dadurch ist eine ausreichende Standsicherheit gegeben.. Schicht: 8 mm Sylomer hoher Dichte zur gleichmäßigen Verteilung der Last. 3. Schicht: 5 mm Sylomer S 600, S 580 oder S 750 als Federschicht, die je nach Eigengewicht des Transformators angepasst ist. Typenprogramm Für handelsübliche Transformatoren wurde ein abgestuftes Typenprogramm erarbeitet. Die Auswahl der geeigneten Unterlagsplatte erfolgt anhand des Eigengewichtes des Transformators und der Typenliste. Die elastische Lagerung von Transformatoren mit Sylomer-Unterlagsplatten ist auf eine Eigenfrequenz von ca. 15 Hz abgestimmt. Damit können bei einer Frequenz von 100 Hz Dämmwerte bis zu 35 db bzw. 98 % erreicht werden. www.rrg.de

Transformator Unterlagsplatten aus Sylomer Type Sylomer Eigengewicht des Transformators Abmessung der Unterlagsplatte T 600 / 100 bis 0,9 t 100 100 mm T 600 / 10 bis 1,3 t 100 10 mm T 680 / 10 bis 1,9 t 100 10 mm T 680 / 140 bis, t 100 140 mm T 680 / 160 bis,6 t 100 160 mm T 750 / 160 bis 3,4 t 100 160 mm Einteilung der Unterlagsplatten in Gewichtsklassen Für eine Anregungsfrequenz von 100 Hz und einen Isolationsgrad von 90-97 %: Sylomer T 600 / 100 von 0,40 t (Isolationsgrad 91 %) bis 0,9 t (Isolationsgrad 96 %) Sylomer T 600 / 10 von 0,45 t (Isolationsgrad 90 %) bis 1,3 t (Isolationsgrad 97 %) Sylomer T 680 / 10 von 0,60 t (Isolationsgrad 91 %) bis 1,9 t (Isolationsgrad 97 %) Sylomer T 680 / 140 von 0,65 t (Isolationsgrad 90 %) bis, t (Isolationsgrad 97 %) Sylomer T 680 / 160 von 0,75 t (Isolationsgrad 90 %) bis,6 t (Isolationsgrad 97 %) Sylomer T 750 / 160 von 1,10 t (Isolationsgrad 90 %) bis 3,4 t (Isolationsgrad 97 %) Die Gewichtsangaben beziehen sich auf das Transformatorengewicht, bei einer Vierpunktlagerung, symmetrisch zum Schwerpunkt angeordnet. Transformator-Unterlagsstreifen aus Sylomer Die Isolierung erfolgt über Sylomer Streifen oder Punktlager auf die der Transformator gestellt wird. Für die individuelle Lösung wird über das jeweilige Eigengewicht eines Transformators und die zur Verfügung stehende Auflagefläche eine geeignete Sylomer -Type ausgewählt. Beispiel: Transformatorgewicht: Anregungsfrequenz: 1,8 t 100 Hz Lagerung des Transformators auf vier Punkten Auflagefläche: 4 x 45 mm Länge und 60 mm Breite p = 0,18 N / mm² c = 848 N / mm E ~ 3,5 N / mm² für 40 Hz fo = 17,93 Hz E ~ 5,6 N / mm² für 100 Hz I = 96,63 % Gewählt: Sylomer P 5 von 0,5 t (Isolationsgrad 90 %) bis t (Isolationsgrad 97 %) durch Sylomer www.rrg.de 3

SCHWINGUNGSTECHNIK Berechnung Isoliergrad eines Sonderlagers (Beispielrechnung) Gegebene Transformatordaten: Gewicht : 60 t Anregungsfrequenz 100 Hz Aufstellung über vier Sylomer-Edelstahllager (Gemäß RRG - Zeichnungs Nr.: 96.01.607-3) Lagerfläche = 600 mm x 450 mm Das Gewicht der Edelstahllager wurde bei der Berechnung vernachlässigt. Dynamisches E-Modul ermittelt aus Diagramm: E ~ 10 N/mm² für 40 Hz Korrektur mit Faktor 1,6 für 100 Hz E ~ 16 N/mm² Dicke des Sylomer-Werkstoffes: d = 5 mm Eingesetzter Sylomertyp: S 800 / 5 Empfehlungen für die elastische Lagerung: Statische Dauerlast : 0 bis 0,75 N / mm² Arbeitsbereich : 0 bis 1,0 N / mm² Lastspitzen : bis 5 N / mm² Physikalische Eigenschaften: Dichte 800 kg / m³ Druckverformungsrest 5 % bei 50 %, 3 Grad C, 70 h und 30 min nach Entlastung Mechanischer Verlustfaktor: 0,14 Statisches Schubmodul: 1, N/ mm² (lastabhängig) Dynamisches Schubmodul: 1,8 N/mm² (last - und frequenzabhängig) Gesamte Sylomer-Standfläche: A = l b A = 600 mm 450 mm 4 A = 1.080.000 mm² Dynamische Federkonstante c : c = E x c = A d N mm 16Nx1080000mm mm x5mm c = 69100 N/mm mm x mm Flächenpressung p: Eigenfrequenz 0: p F N A mm = 0 = 1 π c m N mmxt kgxm = s xtxmm 600000N p = 4x600mmx450mm = 0 1 π 69100N mmx60t p = 0,55N / mm = 0 1 π s 69100kgxm x60000kgx0,001m = 17,08Hz 0 4 www.rrg.de

Transformator Unterlagsplatten aus Sylomer Berechnung Isoliergrad eines Sonderlagers (Beispielrechnung) Isoliergrad I: Bei Betrachtung eines Transformatorengewichts von 40 t oder 80 t differieren die Isolationswerte wie folgt: I = 1001 1 1 + η f f 0 + η Für 40 t p = 0,37 N / mm² E ~ 9,5 N / mm² für 40 Hz E ~ 15, N / mm² für 100 Hz c = 656.640 N / mm fo = 0,39 Hz I = 95,6 % I = 1001 1 + 0,14 100Hz 1 17,08Hz + 0,14 Für 80 t p = 0,74 N / mm² E ~ 1 N / mm² für 40 Hz E ~ 19, N / mm² für 100 Hz c = 89.440 N / mm fo = 16,1 Hz I = 97,8 % I = 96,96% www.rrg.de 5

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Transformator Unterlagsplatten aus Sylomer Prüfbericht Beständigkeit Sylomer Beständigkeit von Sylomer gegen Trafoöl ELLMO-TO 8 Aufgabenstellung Ziel der Untersuchung war es festzustellen, inwieweit Sylomer durch das Trafoöl ELLMO-TO 8 chemische Veränderungen erleidet bzw. inwieweit physikalische Eigenschaften durch den Kontakt mit oben beschriebenem Medium verändert werden. Die Prüfungen beinhalten die Bestimmung der Reißfestigkeit, der Reißdehnung des Quellverhaltens und der statischen Steifigkeit. Versuchsdurchführung Die Bestimmung der chemischen Beständigkeit von Sylomer gegen das Trafoöl erfolgte in Anlehnung an DIN 5348. Als Versuchsmaterial wurde das Produkt Sylomer M herangezogen. Entsprechend den erforderlichen Prüfungen wurden Normzugstäbe nach DIN 53455 Probekörper 4 in einer Dicke von 5 mm sowie quadratische Proben in den Abmessungen 0 0 mm und einer Dicke von 1 mm, zur Ermittlung des Quell- V verhaltens und der statischen Steifigkeit, in dem Trafoöl ELLMO-TO 8 über einen Zeitraum von 30 Tagen eingelagert. In bestimmten Abständen wurden Proben entnommen und als begleitende Untersuchung die Reißfestigkeit und Reißdehnung ermittelt. Nach Abschluß der Versuchsreihe wurden an den gelagerten quadratischen Proben die Steifigkeit und das Quellverhalten bestimmt. Ergebnisse Die Veränderungen der Eigenschaffen, bezogen auf den Ausgangszustand bewegen sich in der Größenordnung von 10 bis 0 %. Diese Änderung der Eigenschaften wird bereits nach 3 Tagen Lagerung im Trafoöl erreicht. E Bei den weiteren Prüfungen nach 15 Tagen und bei der Endmessung nach 30 Tagen Lagerdauer konnten keine weiteren Änderungen beobachtet werden. Nachfolgende Tabelle gibt die ermittelten Daten der verschiedenen Messungen wieder. Prüfwert Ausgangszustand nach 3 Tagen LD nach 15 Tagen LD nach 30 Tagen LD Reißfestigket 1,16 N/mm² 1,01 N/mm² 1,04 N/mm² 1,04 N/mm² Reißdehnung 348 % 86 % 87 % 89 % Stauchhärte 5 % 0,64 N/mm² 0,74 N/mm² Volumenänderung 0 % 6,3 % Anhand der Meßergebnisse ergibt sich, daß Sylomer vom Trafoöl ELLMO-TO 8 in keiner Weise chemisch angegriffen wird und die beobachteten Änderungen der mechanischen Eigenschaften auf physikalische Wechselwirkung zwischen dem Trafoöl und Sylomer zurückzuführen ist. Sylomer ist somit gegen das Trafoöl ELLMO-TO 8 gut beständig. www.rrg.de 7

SCHWINGUNGSTECHNIK Chemische Beständigkeit von Sylomer Wasser und wässrige Lösungen Gegen Wasser und wässrige Lösungen diverser Salze ist Sylomer F ausgezeichnet beständig. Durch Eisbildung in den offenen Zellen nasser Proben wird der Werkstoff nicht geschädigt. Sylomer hat eine gemischte Zeltstruktur, wobei der Anteil an offenen Zellen mit abnehmender Dichte zunimmt. Der Werkstoff kann daher einen gewissen Anteil Wasser aufnehmen. Dieser Vorgang ist mit einer reversiblen Änderung der physikalischen Bindungen und der Oberflächenspannungen im Werkstoff verbunden. Die Reißfestigkeit in nassem Zustand kann daher bis zu max. 30 % abnehmen. Bei tiefen Temperaturen (unter 10 C) wird im wassergesättigten unbelasteten Zustand geringfügige Quellung beoachtet. Diese Vorgänge sind reversibel und daher nicht als Alterung zu beurteilen. Säuren und Laugen Bei Raumtemperatur ist Sylomer gegen verdünnte Säuren ausgezeichnet, bzw. gut beständig. Die Beständigkeit gegen verdünnte Laugen ist durchwegs ausgezeichnet. Konzentrierte Säuren und Basen schädigen Sylomer. Öle und Fette In der Regel ist die Beständigkeit gegen Öle und Fette ausgezeichnet. Einzelne der untersuchten Medien verursachen eine begrenzte Abnahme der Reißfestigkeit und eine gewisse Quellung. Additive können die Beständigkeit beeinträchtigen. Lösungsmittel In den meisten herkömmlichen Lösungsmitteln ist Sylomer unlöslich. Die Beständigkeit gegen aliphatische Kohlenwasserstoffe ist ausgezeichnet. Halogen-Kohlenwasserstoffe wirken stark quellend ohne bleibende Schädigung. Aromatische Lösungsmittel und einige spezielle Lösungsmittel wirken stark quellend und lösen Sylomer R bei erhöhter Temperatur. Eine detaillierte Übersicht der Beständigkeiten verschiedenster Medien finden sich in den Tabellen ab Seite 10. 8 www.rrg.de

Transformator Unterlagsplatten aus Sylomer Chemische Beständigkeit von Sylomer Hydrolyse Sylomer-Werkstoffe sind spezielle Polyurethane, die gegen Hydrolyse ausgezeichnet beständig sind. Die Prüfung erfolgt in einem sogenannten Tropentest : Lagerung für eine Dauer von 8 Tagen bei einer Temperatur von 70 C und relativer Luftfeuchtigkeit von 95 %. Biologische Beständigkeit Nach heutigen Erkenntnissen wird Sylomer makro-biologisch nicht angegriffen. Polyurethane (PUR) werden aufgrund ihrer chemischen Struktur durch Pilze und Bakterien nicht geschädigt. Ozon Gegen Ozon, auch in höherer Konzentration als bei üblichen Prüfverfahren, ist Sylomer hervorragend beständig. UV-Strahlung und Bewitterung Intensive UV-Stahlung führt zu oberflächlicher Vergilbung und Versprödung. Die versprödete Schicht schützt vor weiterer Zerstörung. Wird diese Schicht durch Witterung permanent abgetragen, ist mit einem Materialverlust von ca. 0,3 mm/a zu rechnen. In diesen Fällen sollte eine UV-Schutzschicht aufgetragen werden. www.rrg.de 9

SCHWINGUNGSTECHNIK Chemische Beständigkeit von Sylomer Übersichtstabelle zur Beständigkeit von Sylomer gegen Flüssigkeiten Prüfverfahren (in Anlehnung an DIN 5348) Einwirkdauer des Mediums: 6 Wochen bei Raumtemperatur Für konzentrierte Säuren und Laugen sowie Lösungsmittel: 7 Tage bei Raumtemperatur Beurteilungskriterien: Veränderung von Reißfestigkeit und Reißdehnung (trockenen Proben), Volumenänderung Beurteilungsmaßstab: 1 Ausgezeichnet beständig (Eigenschaftsänderungen unter 10 %) Gut beständig (Eigenschaftsänderungen zwischen 10 % und 0 %) 3 Bedingt beständig (Eigenschaftsänderungen teilweise über 0 %) 4 Nicht beständig (Eigenschaftsänderungen alle über 0 %) Lagermedien Beständigigkeit Wasser und wässrige Lösungen 1 3 4 Wasser Eisen-(III)-chlorid Natriumcarbonat 10 % Natriumchlorat 10 % Natriumchlorid 10 % Natriumhydrogencarbonat 10 % Natriumnitrat 10 % Herbizide (div. Produkte) Tenside (div. Produkte) Wasserstoffperoxid 3 % Betonmilch Säuren und Basen 1 3 4 Ameisensäure 5 % Ameisensäure 5 % Essigsäure 5 % Essigsäure 5 % Phosphorsäure 5 % Phosphorsäure 5 % Salpetersäure 5 % Salpetersäure 5 % Salzsäure 5 % Salzsäure 5 % Schwefelsäure 5 % Schwefelsäure 5 % 10 www.rrg.de

Transformator Unterlagsplatten aus Sylomer Chemische Beständigkeit von Sylomer Übersichtstabelle zur Beständigkeit von Sylomer gegen Flüssigkeiten Lagermedien Beständigigkeit Säuren und Basen 1 3 4 Ammoniaklösung 5 % Ammoniaklösung 5 % Kalilauge 5 % Kalilauge 5 % Natronlauge 5 % Natronlauge 5 % Öle und Fette 1 3 4 ASTM-Öl Nr. 1 ASTM-Öl Nr. 3 Bohröl Hydrauliköl Tellus T68 Hydrauliköl Synthesa D68 Motoröl SAE 15W-40 Terpentinöl Schalöl Siliconöl Spurkranzschmiere Weichenschmiere Lösungsmittel 1 3 4 Aceton Ethylacetat Diethylether Diesel / Heizöl Eurosuper Frigen 113 Glycerin Glykol Hexan Methanol Nitroverdünnung Trichlorethen Xylol Der Inhalt dieser Druckschrift ist das Ergebnis anwendungstechnischer Erfahrungen. Alle Angaben und Hinweise erfolgen nach bestem Wissen; sie stellen keine Eigenschaftszusicherung dar. Für die Beratung durch diese Druckschrift ist eine Haftung auf Schadenersatz, gleich welcher Art und welchen Rechtsgrundes, ausgeschlossen. Technische Änderungen im Rahmen der Produktentwicklung bleiben vorbehalten. 01401 www.rrg.de 11

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