JPH0217839A - 高圧回転電機用絶縁樹脂含浸コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 （産業上の利用分野） 本発明は、高圧回転電機に使われる絶縁樹脂含浸コイル
に関する。

（従来の技術） 第４図に示す従来の高圧回転電機に使われる絶縁樹脂含
浸コイルは、次の工程でつくられる。

（１）導体の成形； 索線絶縁が施された半角銅線を束ねて台形や亀甲形に成
形する。

（２）ターン絶縁： 層間電圧が高くてマルチターンコイルのときは、１ター
ンの素線束（第４図では素線１が４本）の周囲に後述す
るターン絶縁２を施す。

（３）主絶縁； ターン絶縁２した導体を１溝分重ねて後述する主絶縁３
を施す。

（４）コロナ対策： 鉄心の溝に埋められる部分にカーボンを含浸させたガラ
スクロスなどを巻付けて低抵抗層４を形成する（注：但
し、鉄心とともに樹脂を含浸するとき後述する（６）項
の工程の後に行うときもある）。

（５）含浸； 含浸槽に入れ、真空引き後樹脂を注入して加圧含浸する
。

（６）加熱硬化； 加熱炉に入れて所定の温度・時間加熱し、含浸樹脂など
を硬化させる。

上記ターン絶縁と主絶縁は、第５図に示すガラスクロス
５と集成マイカ６を接着剤で貼り合せたマイカテープ７
が巻かれるが、このうち、集成マイカ６には焼成マイカ
と無焼成マイカがあり、前者は絶縁耐力は高いが含浸性
が悪く、後者は逆に絶縁耐力は低いが含浸性がよい。

そこで、両者の長所を生かすために、次の二つの方法が
採られている。

（イ）集成マイカ６に焼成マイカと無焼成マイカを適当
な比率で混ぜ抄造したものを使う方法（例えば特公昭５
５−４６００４号。

実開昭５８−８５００７号）。

（ロ）第６図のように、主絶縁３を内層３ａと外層３ｂ
に分けて、内層３ａには焼成マイカテープを、外層３ｂ
には無焼成マイカテープを使う方法（特開昭６０−１２
８８４３号）や、更に３分割して、内外層に焼成マイカ
テープを、中間層に合成繊維を混抄した無焼成マイカテ
ープを使う方法（特開昭６０−１３４４５号）が°ある
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、（イ）の方法では、絶縁耐力と含浸性は混合比
以上にはならず、（ロ）の方法は、絶縁耐力は良いがマ
イカテープの種類が増える（注；テープの種類が増える
と、自動テーピング機を途中で止めてマイカテープを取
換えなければならず、在庫量も増える）。

そこで、本発明の目的は、マイカテープの種類を増やす
ことなく、優れた絶縁特性の回転電機用絶縁樹脂含浸コ
イルを得ることである。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、ターン絶縁されたコイルの外側に主絶縁が施
され、絶縁樹脂が含浸されて鉄心溝に挿着される高圧回
転電機の絶縁樹脂含浸コイルにおいて、ターン絶縁と主
絶縁を、内側に硬質焼成マイカ、中間にアラミツドフィ
ブリッド混抄マイカ、外側にカラスクロスで形成したマ
イカを巻き付けることで、マイカの種類を増やすことな
く、絶縁性、耐熱性がよく、絶縁樹脂の含浸性も上げた
高圧回転電機の絶縁樹脂含浸コイルである。

（実施例） 以下、本発明の回転電機用絶縁樹脂含浸コイルの一実施
例を図面で説明する。

第１図は本発明の回転電機用絶縁樹脂含浸コイルの断面
図、第２図はこの主絶縁３に用いるマイカテープの断面
図で次のようにして製造した。

まず、あらかじめ製作した平均厚ざＯ，１ｍの硬質焼成
マイカ９とアラミドフイブリドを０．５〜７重量％混抄
した平均厚さ０．　ｌａｎの硬質無焼成マイカ８と厚さ
０．０３ｍのガラスクロス５を貼着機にかけて、硬化触
媒を配合したエポキシ樹脂接着剤を７〜２０重四％含浸
させ、乾燥させて３者を接着させたマイカシートを得た
。このマイカシートを長手方向に切断して、平均厚さ０
．２５１１１１７１．幅２５ｍのマイカテープ１０を得
た。次に、第１図のように素線１をターン毎にまとめ、
各ターンにマイカテープ１０を１／２重巻１回巻いてタ
ーン絶縁２を形成し、次にターンの外周にマイカテープ
１０を１／２重巻５回巻いて主絶縁３とし、最後にコイ
ル長手方向の中央部付近に長さ３５０ｍにわたって低抵
抗層４を形成した。なお、マイカテープ巻回時には、マ
イカ層を内側にした。図示しないが、低抵抗層４の外側
に鉄板による模擬スロットを取付けた後、このモデルコ
イルをエポキシ含浸レジンで真空加圧含浸後、加熱硬化
した。

また、比較例１として、硬質焼成マイカと硬質無焼成マ
イカを５０重母％づつ混合して抄造した平均厚さ０．２
履の集成マイカと厚さ０．０３．のガラスクロスを実施
例と同様にして貼着してマイカテープを得、これで実施
例と同様なモデルコイルを製作した。

次に比較例２として、硬質焼成マイカとガラスクロスを
貼着した厚ざ０．２５ａｎのマイカテープ及び軟質無焼
成マイカとガラスクロスを貼着した厚さ０．２５ｓｎの
マイカテープを用意し、ターン絶縁と主絶縁層の内側２
回を硬質焼成マイカテープで、その外側の主絶縁層３回
を軟質無焼成マイカテープで巻回し、以後実施例と同様
な９８理をしてモデルコイルを冑た。

次に第１図と第３図を参照して、この回転電機用絶縁含
浸コイルの作用を説明する。回転機コイルの電気的劣化
と絶縁破壊ａ構は、電界の高い部分からトリーと称する
炭化導電路がマイカ絶縁層中の弱点を縫って進展し、つ
いに絶縁層を貫通する。第１図のコイルは素線１の角部
のＡ部が最大であり、この部分のコイル長手方向の絶縁
層断面を示す第３図のように、素線側の８部から発生し
たトリーは、まずマイカテープの絶縁耐圧の高い硬質焼
成マイカ９に突き当たり、もしこの部分のマイカの絶縁
耐力が低くてトリーが貫層方向（ＢＤ）に進展すると、
径路が短いので、絶縁破壊は早い。しかし、内側に硬質
焼成マイカ９を配置すると、貫通に時間がかかる一方、
絶縁耐力の弱いマイカテープ間を沿層方向（Ｂ−Ｃ）に
進む径路は長いので、電圧降下することと、電界と垂直
方向に伸びるトリーは放電しにくいことで伸びが遅くな
る。更に外層のマイカ絶縁層でも同様となり、絶縁層の
絶縁耐力が上がり、課電痔命が延びる。

次に耐熱性であるが、同じ含浸レジンでもアラミドフイ
ブリド混抄マイカテープを用いた絶縁は、アラミドフイ
ブリドを混抄しないマイカテープの絶縁に比べて耐熱寿
命が２〜３倍長い（Ｈ，Ｈｉｔｓｕｉｅｔａｌ、　　Ｉ
ｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　　ｏｆ　　Ｒｏｔａｔｉｎｇ　
　ＨａｃｈｉｎｅｒｙＩｎｓｕｌａｔｉｏｎ　Ｃｈａｒ
ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｂｙ　ＵｓｉｎｇＦｉｂｒｉ
ｄＨｉｃｏｐａｐｅｒ、　　Ｉ［Ｅ　　丁ｒａｎｓ、　
　ｏｎ　　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　　Ｉｎ５ｕｌａｔｉ
Ｏｎ、　ｖｏｌ、　ＥＩ−１８，ｌ）り、　６５１−６
５６．１９８３．　　参照）。

本発明では、補強材としてのガラスクロス５を除いて考
えれば各マイカテープ層の外側にアラミドフイブリド混
抄マイカ８があるので、コイル絶縁の最外層もアラミド
フイブリド混抄マイカ８になる。ところで、熱劣化は、
通常材料表面の空気中の酸素と材料中に表面から拡散し
た酸素による有機材料の酸化で進む。本コイルでは、最
内層に耐熱性の高いマイカ層を配置したことと、絶縁層
中に耐熱性の高いアラミドフィブリド混抄マイカ８を層
状に均一に分散配置したことで耐熱性が上がる。

次に、含浸性は、浸透性のよいガラスクロス５とアラミ
ドフィブリド混抄マイカ８を最外層にしたので、含浸レ
ジンが容易に絶縁層中に浸入でき、絶縁層内部沿層方向
にも貫層方向にも浸透し易い。

次にアラミドフィブリド混抄マイカ８中のアラミドフイ
ブリド量を０．５〜７重量％にした理由は次のとおりで
ある。アラミドフィプリドは０．５％程度でもマイカ鱗
片を捕捉し、引張り強さを高め耐熱性を上げる作用があ
る。但し、これ以下ではマイカ鱗片の捕捉効果、耐熱性
向上効果が低くなり、含浸レジンの含浸性も落ち、本含
浸コイルには不適となる。逆に７％を越えると、かえっ
て含浸性が下がるとともに、有機質分が増えて部分放電
で侵食され易くなり特性が下がる。従って７ラミツドフ
イブリド量は０．５〜７重量％がよい。

次に、マイカテープ中の接着剤量を７〜２０重最％とじ
た理由は次のとおりである。この接着剤の作用は、集成
マイカ隣片間と集成マイカと補強材との接着及び含浸レ
ジンの効果促進である。接着剤量が７％未満のとぎには
作用が不充分となり、作業性が悪くなるとともに含浸後
の加熱硬化時間が長くなる。また、接着剤」が２０％を
越えると、含浸■稈で含浸レジンがマイカ層を浸透しに
くくなり、含浸時間が長くなる。従って７〜２０重量％
が最適である。

本発明の絶縁硬化を調査するために、実施例と比較例の
モデルコイル８５本に以下の劣化ストレスを与えた後、
絶縁層の残存破壊電圧を求めた。

劣化ストレスとしては、２００℃の恒温槽で４０日間の
熱劣化に続いて、室温でｌ０ＫＶ　５００Ｈ２を２０日
間印加した。各絶縁の種類ごとの、初期破壊電圧、劣化
後の破壊電圧の平均値及び破壊型°圧の低下率を第１表
に示す。

第　　　１　　　表 実施例の初期破壊電圧は比較例２より低いが、劣化後の
破壊電圧は最大であり、初期値に対する低下率は最小で
ある。即ち、実施例は、熱と電圧劣化に最も強い。

次に含浸性を調査するため、実施例と比較例のモデルコ
イルの両端をシリコーンＲＴＶでシールした試料を含浸
処理タンク内に入れ、４時間の真空引き後、６ボアズの
含浸レジンを含浸処理タンク中に入れ、５ＫＦＩ／ｃｍ
２Ｇの空気圧で３時間加圧した。その後試料を含浸タン
クから出して絶縁層をナイフで切り、マイカテープ中の
含浸レジンの含浸状態を調べたところ、実施例と比較例
１は最内層のターン絶縁まで完全に含浸していた。しか
し比較例２は、ターン絶縁のマイカに含浸不十分の部分
があった。

以上の実施例と比較例の各特性に対する優劣を比較して
、順位を付けたものを第２表に示す。

（以下　余白） 第 表 以上の例では、素線束にマイカテープを巻回する絶縁に
ついて述べたが、切断してテープ状にせずに長方形また
は台形の形状をしたマイカシートを巻回する絶縁（平巻
絶縁とも称す）にしてもＪ：い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の回転電機用絶縁樹脂含浸コ
イルによれば、 （１）１種類のマイカテープで優れた絶縁性能のコイル
を得ることができる。

（２）各マイカ層の素線側に絶縁特性の優れた硬質焼成
マイカを配置したので、絶縁耐力の優れたコイルを得る
ことができる。

（３）酸化劣化が最も進むコイル絶縁最外層と絶縁層中
に、層状に均一に耐熱性の優れたアラミドフィブリド混
抄マイカを配置したので、耐熱性の優れたコイルを得る
ことができる。

（４）コイル絶縁最外層と各マイカテープまたはマイカ
シート層の外層側に、含浸性の優れた補強材のガラスク
ロス及びアラミドフィブリド混抄マイカを配置したので
、含浸性がよく、含浸時間の短いコイルを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転電機用絶縁樹脂含浸コイルの一実
施例を示す断面図、第２図は第１図の要部断面図、第３
図は本発明の作用を示すコイル絶縁層の断面図、第４図
は従来の回転電機用絶縁樹脂含浸コイルの断面図、第５
図は第４図の要部断面図、第６図は第４図と異なる従来
の回転電機用絶縁樹脂含浸コイルの断面図である。 ５・・・ガラスクロス ８・・・アラミドフィブリド混抄マイカ９・・・硬質焼
成マイカ １０・・・マイカテープ （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ばか　
１名） １・・・素線、　　　　　２・・・ターン絶縁３・・・
主絶縁、　　　　４・・・低抵抗層第 画 箒 図 茅 図 茅 図 茶 ろ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 成形された銅線にマイカテープが巻き付けられ、低抵抗
   層を介して鉄心の溝に挿着される高圧回転電機用絶縁樹
   脂含浸コイルにおいて、 前記マイカテープが内層の硬質マイカと中層のアラミツ
   ドフィブリツド混抄マイカと外層のガラスクロスとで構
   成された高圧回転電機用絶縁樹脂含浸コイル。