JPH0145969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、乾式変圧器、リアクトル等の電磁誘
導機器に使用する含浸タイプの樹脂モールドコイ
ルの製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、乾式変圧器の分野に樹脂を含浸硬化させ
て一体にし絶縁特性を向上させたモールド形乾式
変圧器が出現している。このモールド形乾式変圧
器は一般には鉄心脚に樹脂モールドしたコイルを
同心的に配置して構成される。

このモールド形乾式変圧器に用いられるコイル
の製造方法としては大きく分けて金型を用いる方
法と用いない方法とがあるが仕様の多様化、金型
の保守等の生産性、経済性に利点があることか
ら、金型を使用しないで樹脂モールドコイルを製
造する方法いわゆる含浸タイプの製造方法が増加
している。含浸タイプの製造方法の場合、コイル
に余分な樹脂層が付着しないのでモールドコイル
に特有のクラツク発生もなくまた小形軽量化を図
ることができる。その上、低粘度の樹脂を使用で
きる為、樹脂がコイル内に良く含浸し、樹脂の耐
熱性、絶縁性が効果的に発揮され、信頼性の高い
樹脂モールドコイルを得ることができる。しかし
ながら、低粘度の樹脂を使用し、金型を使用しな
いために、コイル内に含浸した樹脂が外に洩れる
おそれがあるので、これをいかに防止するかがこ
の製法のポイントとなる。

以下、従来の乾式変圧器に使用される樹脂モー
ルドコイルの製造方法について図面に従つて説明
する。一般に大容量のモールド変圧器では、特に
冷却のため、第１図に示す様なコイル構造が用い
られる。第１図に於いて、エポキシガラス等によ
り形成した絶縁筒１上にアルミニウムや銅のシー
トや平角線を層間材料と共に巻回して内側コイル
２を形成する。内側コイル２上にポリエステルガ
ラス引抜棒、積層板等のダクトレール３を円周方
向に間隔をおいて複数個配置し、その外周に絶縁
筒１を設けるとともにこの絶縁筒１の外周に複数
個の単位コイル４ａ〜４ｄを積層板，磁器等のス
ペーサー５を介して軸方向に積層してなる外側コ
イル４を組立てる。各単位コイル４ａ〜４ｄの巻
き始め、巻き終わり部は直列もしくは並列に接続
し、その巻き始め、巻き終わり部に絶縁を施して
外側コイル４を形成している。そして、この様に
して巻回された内側コイル２及び外側コイル４を
含浸槽（図示せず）内に入れ真空加圧タンク中
で、エポキシ樹脂をコイル全体に含浸させる。そ
して、その後コイルを含浸槽より取り出して回転
駆動装置にかけ、硬化させる。なお、外側コイル
が単位コイル４ａ〜４ｄをスペーサー５を介して
構成されるのは、主に空気流通部を数多く設け
て、冷却効率の向上を計るためである。

しかしながら、この製造方法においては、使用
する樹脂の種類、コイル構成、加熱温度によつて
も異なるが、樹脂がゲル化するまでに長時間を要
するので、完全な樹脂流出防止をはかるためには
長時間回転加熱を行なう必要があり、またコイル
が大型化した場合には、コイル温度が硬化温度に
達するだけでも相当長時間の回転加熱が必要とな
る。従つて回転駆動源や加熱源に電力を用いてい
る場合には、多量の電力を消費することになる。

また回転加熱中における樹脂の移動、流出を防
止するために、樹脂は粘度を高くしているので、
コイル本体に含浸させるに時間を要するとともに
この粘度管理が難しいという欠点があつた。

さらに回転加熱中にコイルがずれないようにす
るために、コイルを回転軸に対して半径方向及び
軸方向に押える必要があり、そのために専用の締
付治具が必要となつていた。

また各単位コイル４ａ〜４ｄを形成後、スペー
サ５を介して積み重ねる必要があり、又、コイル
の巻始め、巻終りを接続して絶縁を施す必要があ
る等、絶縁工数，組立工数が多くコストアツプの
要因となつていた。

一方、コイルの絶縁物に硬化促進剤を処理して
樹脂を含浸し、含浸樹脂が硬化促進剤と反応して
ゲル化した時点でコイルを樹脂含浸槽から取り出
して後硬化する方法もあるが、コイル内に冷却ダ
クトを設ける場合のように、コイル構成によつて
は樹脂漏れによる絶縁欠陥を生じるおそれがあ
り、高電圧、大容量器にはそのまま適用すること
は困難であつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述の欠点を除去するためになされた
もので、コイルを回転させながら、樹脂を硬化さ
せる方法よりも、能率よく、かつ低コストで高電
圧、大容量の樹脂モールドコイルを製造すること
ができ、しかもコイル構造が比較的簡単で、冷却
特性及び絶縁特性の優れた樹脂モールドコイルの
製造方法を得ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は絶縁筒上に、硬化促進剤を処理した絶
縁物で外周囲を覆つた内側コイルを形成し、この
内側コイルの外周に冷却ダクトを介して、硬化促
進剤を処理した絶縁物により被覆された絶縁導体
を絶縁筒上に円筒状に巻回して単位コイルを形成
し、この単位コイルを冷却ダクトを介して複数個
同心的に設けて外側コイルを形成し、これら内側
コイル及び外側コイルに含浸槽内で低粘度の樹脂
を含浸し、この樹脂が前記内側コイルの絶縁物及
び外側コイルの絶縁導体の絶縁物に処理された硬
化促進剤を反応してゲル化した時点で、前記内側
コイル及び外側コイルを含浸槽から取り出して加
熱し樹脂を硬化したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。第２図において、エポキシガラス等により形
成した絶縁筒１上に含浸樹脂に対して硬化促進反
応のある硬化促進剤を処理したガラスクロス、芳
香族ポリアミド不織布等により絶縁層７を形成す
る。この絶縁層７の外周にアルミニウムや銅のシ
ートや平角銅線を層間材料とともに巻回して内側
コイル２を形成する。この時、内側コイル２の両
端部には含浸樹脂に対して硬化促進反応のある硬
化促進剤を処理したアスベスト、不織布等の端部
詰物８を施す。また内側コイル２の外周には含浸
樹脂に反応する硬化促進剤を処理したガラスクロ
ステープ、芳香族ポリアミド不織布等による絶縁
層９を形成する。

この様にして構成した内側コイル２上にポリエ
ステルガラス引抜棒、積層板等のダクトレール３
を円周方向に間隔をおいて複数個配置し、その外
側にエポキシガラス等により形成した絶縁筒１を
配設する。このエポキシガラス等により形成した
絶縁筒１上には、第３図に示す様に、平角銅線を
複数本、束にして形成した導体群１０ａに硬化促
進剤処理したガラスクロステープ１０ｂをトロイ
ダル状に巻回した絶縁導体群１０を円筒状に巻回
して単位コイル１４ａを形成し、このような単位
コイルをポリエステルガラス引抜棒等のダクトレ
ール３を介して複数個１４ａ〜１４ｃ同心的に設
けて外側コイル１４を形成する。そしてこれら内
側コイル２、外側コイル１４等を図示しない含浸
槽内に入れ、真空加圧タンク中で含浸樹脂を全体
に含浸させる。この時、含浸樹脂の温度は、端部
詰物８内側コイル２の内、外周に巻回されたガラ
スクロス、芳香族ポリアミド不織布等の絶縁層
７，９及び外側コイル１４の導体群１０ａにトロ
イダル状に巻回されたガラスクロステープ１０ｂ
に処理した硬化促進剤が反応する温度にし、反応
が進んで、端部詰物８、絶縁層７，９及びガラス
クロステープ１０ｂに含浸した樹脂が硬化して、
コイル内部に含浸した樹脂が洩れなくなるまで放
置する。その後コイルを真空加圧タング内の含浸
槽より取り出して、含浸した樹脂が完全に硬化す
るまで、加熱炉内で硬化させ、内側コイル２と外
側コイル１４とが一体になつた樹脂モールドコイ
ルを得る。

尚、上記実施例においては、含浸樹脂にEP828
（シエル化学製、商品名）とHN―2200（日立化成
製、商品名）のエポキシ酸無水物系のものを用
い、硬化促進剤にイミダゾール1B2MZ（四国化成
製、商品名）を用いた。又、前述の硬化促進剤処
理はガラスクロステープの場合前記1B2MZ：エ
チルアルコール10：90の溶液に15時間浸漬させた
後、室温で15時間、自然乾燥したものを用いた。

この様に本発明では内側コイル２の端部詰物
８、及び内外周の絶縁層７，９に硬化促進剤処理
が施してあるので、含浸した樹脂は、硬化促進剤
を反応してゲル化し内側コイル２の周囲にシール
層を形成する。このシール層のために、内部に含
浸した樹脂はゲル化、硬化しない時点で含浸槽よ
りコイルを取り出しても、移動中や後硬化の過程
で含浸樹脂がコイル外へ流出することがない。し
たがつて、コイル内部に含浸樹脂の流出によるボ
イド、巣の様な絶縁欠陥は形成されない。又外側
コイル１４に於いては、各単位コイル１４ａ〜１
４ｄを構成する絶縁導体群１０に硬化促進剤処理
したガラスクロステープ１０ｂが設けられている
ため、ひとつひとつの導体群１０ａ間に一度含浸
した樹脂は、外周のガラスクロステープ１０ｂの
シール層のため、内部の含浸位置がゲル化、硬化
しない時点でコイルを含浸槽より取り出しても含
浸樹脂はコイル外へ洩れず、ボイド等の絶縁欠陥
が生じない。

又、仮に外側コイル１４の間にボイドが形成さ
れたとしても、円筒状に巻回されており、隣接タ
ーン間にかかる電圧が、定格時で数10（Ｖ）しか
発生しないため、部分放電は発生せず、部分放電
劣化が生じない。

さらに通常高圧コイルとなる外側コイル１４は
エポキシガラス等の絶縁筒１に絶縁導体群１０を
巻回した、複数個の単位コイル１４ａ〜１４ｃで
形成され、これらが同心的に配設されているので
絶縁筒１，１間には、空気の流通部が形成され、
冷却効果が向上する。

加えて、この空気の流通部は、層間絶縁部とし
ても作用し、吸湿などによる絶縁特性の低下を考
慮して絶縁設計を行えば、多重円筒コイル構造で
一番重要な層間絶縁の問題は考える必要がない。

しかも、エポキシガラス等で形成された絶縁筒
１と導体群１０ａにトロイダル状に巻回されたガ
ラスクロステープ１０ｂとの接着強度は、かなり
高くなる。これは回転ゲル化法の時の様な高粘度
樹脂を使用せず低粘度（５ポイド程度）の樹脂を
使用するため、ガラスクロステープ１０ｂに多量
の樹脂が付着し硬化促進剤と反応して非常に短時
間で硬化するからである。したがつて、電磁機械
力に対して、強固なモールドコイルを得ることが
できる。

又、コイル回転させながら、樹脂をゲル化する
必要がないので、樹脂硬化に使用する加熱炉等が
小形で済むとともに消費電力を少なくなる。さら
に内側コイル２から外側コイル１４まで連続して
組立てることができるので、組立作業が簡略化で
き、製造コストの安価な樹脂モールドコイルを得
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明の様に本発明によれば、金型が不要で
しかも樹脂が含浸したコイル内部に絶縁欠陥がな
く、かつ、冷却特性及び機械的特性の優れた樹脂
モールドコイルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の樹脂モールドコイルの断面
図、第２図は本発明方法による樹脂モールドコイ
ルの断面図、第３図は本発明方法による樹脂モー
ルドコイルに使用される絶縁導体の拡大断面図で
ある。 １……絶縁筒、２……内側コイル、３……ダク
トレール、７，９……硬化促進剤を処理した絶縁
層、８……硬化促進剤を処理した端部詰物、１０
……絶縁導体、１０ｂ……硬化促進剤を処理した
ガラスクロステープ、１４……外側コイル、１４
ａ〜１４ｃ……単位コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁筒上に、硬化促進剤を処理した絶縁物で
   外周囲を覆つた内側コイルを形成し、この内側コ
   イルの外周に冷却ダクトを介して、複数本の導体
   の外周を硬化促進剤を処理した絶縁物により被覆
   した絶縁導体を絶縁筒上に円筒状に巻回してなる
   単位コイルを、冷却ダクトを介して複数個同心的
   に設けて外側コイルを形成し、これら内側コイル
   及び外側コイルに含浸槽内で低粘度の樹脂を含浸
   し、この樹脂が前記内側コイルの絶縁物及び外側
   コイルの絶縁物に処理された硬化促進剤と反応し
   てゲル化した時点で、前記内側コイル及び外側コ
   イルを含浸槽から取り出して加熱し樹脂を硬化し
   てなる樹脂モールドコイルの製造方法。