JPS6057609A - 樹脂モ−ルドコイルの製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はモールド形乾式変圧器、リアクトルなどに使用
される多重巻構成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〕

乾式変圧器には、コイルに樹脂を含浸して硬化させた樹
脂モールドコイルを用いたものがある。この樹脂モール
ドコイルは樹脂でコイル全体を覆うために、機械的強度
が大きい、対湿性に優れている、対アースに対する絶縁
性が良いなどの特徴があり、数多く使用され出してきた
。

樹脂モールドコイルの製造方法には、金型方式と、金型
を使用しないで）イルに樹脂を含浸させるとともに含浸
樹脂をコイルから流出させないようにして硬化させる金
型レス方式があり、後者の金型レス方式は設計の自由度
が太きいなどの利点があるため広く行なわれている。そ
して、金型レス方式において、コイルからの含浸樹脂の
流出を防止する方法として、コイル外周部の絶縁層に予
め硬化促進剤を付着させ、ｖ７４脂含浸工程中で絶縁層
を硬化させて樹脂を保持する方法があり、この方法は硬
化促進剤が含浸樹脂と反応して樹脂のゲル化を促進させ
、絶縁層にシール層を形成することにより、含浸工程終
了後にコイルをそのまま加熱炉内で硬化させることがで
き、付帯作業と付帯設備を少なくできる利点がある。

一方、変圧器コイルとしてコイル導体とテープ状絶縁物
を組合せて多層に巻回する多重巻コイルを使用すること
が検討されるようになってきた。この多重巻コイルは、
コイル導体を巻回して巻回層を形成すると同時に、テー
プ状絶縁物を巻回層端部に巻回して端部絶縁物を形成す
るとともにテープ状絶縁物を巻回層外周面に巻回して層
間絶縁物と最外周の外周絶縁物を形成することにより製
作するものである。このため多重巻コイルは、コイル巻
全体の作業が連続して自動巻が可能になるとともに、コ
イルに絶縁物を挿入する特別な工程が不要になり、さら
に層間絶縁物に数機糎共通のテープ状絶縁物を使用でき
るとともに、特別な端部絶縁を作る必要がないなどの利
点がある。

そこで、多重巻コイルを金型レス方式における硬化促進
剤を用いる製造方法ｌこより樹脂モールドコイルとして
製作することが考えられる。

しかし、単に硬化促進剤を付着したテープ状絶縁物を使
用し、１封脂含浸・３行なっただけでは。

コイル品質の面で次の様な問題がある１、すなわち、多
重巻コイルではコイル上下端部、層間絶縁部およびコイ
ル外周部が全゛Ｃ硬化促進剤を有する絶縁・債になるた
めに、コイル内部における含浸田賭の硬化速度がコイル
導体近傍部と１０間絶縁部とでは異なり全体として不均
−Ｊどなる。

このようにコイルの各部におけるａｔ脂の硬化が不均一
になると、硬化収縮によりひげを生じたり、残留応力に
より樹脂剥離を生じたりして多くの絶縁欠陥が生じるこ
とになり、部分放電の発生や絶縁破壊電圧の低下をきた
すことがある。

また、含浸樹脂をコイルから洩らさないようにするため
にテープ状絶縁物に処理した硬化促進剤は、その量が多
い程耐熱性が悪い。第１図はテープ状絶縁物に付着させ
た硬化促進剤に娠＋１７るーαの温度特性を示している
。この実験において、テープ状絶縁物にはガラステープ
を用い、硬化促進剤はＩＢ２ＭＺ　（１ベンジル２メチ
ルイミダゾール）をアルコールで希釈し、この溶液中に
ガラステープを浸漬した後に風乾し、コイルを製作した
。第１図で示すように硬化促進剤が多い程耐熱性は悪い
。しかし、硬化促進剤がないと含浸樹脂が硬化時点で洩
れてしまう。従って、耐熱性を犠牲にして硬化促進剤を
使用ぜねばならず、この場合には発熱を少なくするため
にコイル導体の断面積を大きくするのでコイルが大きく
なる。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので。

テープ状絶縁物を用いた多重巻コイルであって、絶縁欠
陥が少なく且つ耐熱性に問題がない樹脂モールドコイル
の製造方法を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明の樹脂モールドフィルの製造方法は。

導体とテープ状絶縁物を巻回して多重巻コイルを形成す
るとともに、テープ状絶縁物が下端部絶縁物および外周
絶縁物を巻回している時にのみテープ状絶縁物に硬化促
進剤を付着し、その後にコイルに樹脂を含浸するととも
にテープ状絶縁物の硬化促進剤を付着した部分にソール
層が形成された時点でコイルを取出し、その後にコイル
を加熱硬化するものである。すなわち、コイルを形成す
る過程でコイルの出来るだけ少ない絶縁物部分に硬化促
進剤を施してシール層を形成することにより、コイルに
含浸した樹脂の漏れを防止し、テープ状絶縁物に硬化促
進剤処理することにょる含浸樹脂硬化速度の不均一と耐
熱性の低下を抑制するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す一実施例について説明する。

まず、第２図で示すようにコイル導体１１とテープ状絶
縁物１２を絶縁筒１０の外周部に巻回して多重巻コイル
を形成する。コイル導体１１は例えば平角絶縁電線を用
いる。テープ状絶縁物１２は例えばガラステープを用い
る。このテープ状絶縁物Ｉ２には硬化促進剤を付着させ
ない。そして、例えばエポキソガラスからなる絶縁＠１
０１こコイル導体１１を巻始め部１ノ。

から順次軸方向に沿って巻回する。一方、テープ状絶縁
物１２も同時に絶縁筒１０の端部にコイル半径方向に積
層巻回して上端部絶縁物Ｉ３ａを形成する。そして、ｎ
０回巻回後に導体１ノは１１ｎ、の位置まで進んでおり
、テープ状絶縁物１２は上端部絶縁物１３ａの形成を終
了している。次いで、コイル導体１１は順次ｎ回まで巻
回してＩｌｎの位置まで進行して第１の巻回層を形成し
、テープ状絶縁物１２はコイル導体１１の第１の巻回層
の外周部に幅方向にラップさせながら巻回して０回後に
は導体１１ｎ上を巻回し第１の層間絶縁物１５８を形成
する。次にコイル導体１１を第１の巻回層の巻終り部１
１ｎから第２の巻回層に移行し、Ｚ１ｎ＋Ｉの位置から
第２の眉間絶縁物１５ａの外周面上を順次巻回し１１２
ｏの位置まで進行して第２の巻回層を形成する。その間
テープ状絶縁物１２はｆ端部絶縁物１４ａを潰ＩＡ杉成
した後に、第２ｒ碩のｉＦｘ　ｒｌｌ　＠練物１５ｂの
形成に移る。ここで、上端部絶縁物１４ａを形成してい
る間にテープ状絶縁物１２にな浸耐館と反応する硬化促
進剤を付着させる。コイル導体１ｚｆ＋（ｚｚ２□の位
置に達すると同時に、テープ状妨）染０１１２も卒２の
巻回層の導体１１の外周面を巻回し゛Ｃ埴２層間絶縁物
１５ｂの形成を終ｒする１、以ｌＶやコイル導体１１と
テープ状絶縁物１２を回１？舟なＩｉＡ序で巻回して閉
：３の巻回１ｉ以降のコイル詣きを行なう。この］過程
で、、ｌ′ｔｉｌ音目とン狂２（列目の上端部絶縁物１
４ａを形成する場合と同様に、上端部絶縁物を形成する
時にのみテープ状絶縁物１２に硬［ヒ促進剤を付着する
。

このコイル巻きおよび硬化促進剤付着の工程は例えば第
３図で示す方法により行なう。巻軸１７により絶′＃＋
筒ｌＯを矢印方間に回転させてコイル導体１１とテープ
状絶呟物１２を前述の方法で巻取る。そして、テープ状
絶縁１勿１２が上端部絶縁物１３ａおよび層間絶縁物１
５ａを形成している間は、硬化促進剤２ｏが付着しない
ように押えローラ１８を上げておく。テープ状絶縁物１
２が上端部絶縁物１４ａを形成する時にのみ押えローラ
１８を下降してテープ状絶縁物１２を押下げ、槽１９に
入れられた硬化促進剤２０を付着ローラ２１により付着
させる。

なお、図中２２は絞りローラである。このようにテープ
状絶縁物１２がコイル下端部絶縁物を形成している時の
みに押えローラＩ６を下げて。

テープ状絶縁物１２に硬化促進剤２ｏを付着させながら
所定のコイルを形成する。

そして、所定のコイル巻きが終了した時点でテープ状絶
縁物１２をコイル最外周部に巻回して外周絶縁物１６を
形成する。この外周絶縁物１６を形成する場合も上端部
絶縁物を形成する場合と同様に、テープ状絶縁物１２に
前記の方法により硬化促進剤２０ｆ付着させる。

第４図はこのように形成した多重巻コイルの断面を示す
概念図である。図中２３は多重巻コイルであり、１３は
テープ状絶縁物１２により形成された上端部絶縁物、１
４は同じく上端部絶縁物、１６は同じく外周絶縁物であ
る。上端部絶縁物１４と外周絶縁物１６は硬化促進剤を
塗布しであるのでハツチングを付している。

１０は絶縁筒である。

次いで、第５図で示すように成形したコイル２３を真空
加圧タンク２４内の樹脂槽２５内に入れ、コイル２３に
脱泡処理した樹脂２６を真空加圧含浸させる。図中２７
は樹脂注入口である。この場合、樹脂２６の温度はコイ
ル２３の上端部絶縁物Ｉ４と外周絶縁物Ｉ６に付着した
硬化促進剤が反応しやすい温度に設定する。一定時間経
過後に、コイル２３の上端部絶縁物１４と外周絶縁物１
６を形成しているテープ状絶縁物１２に付着した硬化促
進剤が早く樹脂と反応してシール層を形成する。なお、
コイル２３の内周部は非含浸性の絶縁筒１ｏを設けてあ
り、それ自体がシール層となっている。このようにコイ
ル２３の上端部絶縁物１４と外周絶綴物１６にシール層
が形成され、絶縁筒１０のシール層と合ぜてコイル２３
内に含浸された樹脂がコイル２３の外部に漏れることを
防止できる。そして、含浸樹脂が漏れなくなった時点で
コイル２３を樹脂槽２５から取り出す。

最後ｌこコイル２３を乾燥炉に入れて加熱し、コイル２
３に含浸した樹脂を硬化させる。

この樹脂モールドコイルを製造する場合の具体例につい
て述べる。硬化促進剤に四国化成製のＩＢ２ＭＺを使用
し、テープ状絶縁物１２に付着させる時にはエチルアル
コールで１０％溶液まで希釈して用いた。この時、テー
プ状絶縁物１２に多量の硬化促進剤溶液が付着されるの
で、第４図で示すように絞りローラ２２で絞り、コイル
巻回後ｔとアルコールを蒸発させるために９０℃で乾燥
するようにした。また、含浸樹脂は主剤として東芝ケミ
カル製αＶＢ−２７０３Ａ液を用い、硬化剤として酸無
水物硬化剤Ｂ−５７０（大日本インキ製）を用い、８０
〜９０℃の温度でコイル２３に含浸し、１〜２時間放置
後にコイル２３を樹脂槽２５より取り出し加熱硬化した
。その結果、コイル２３の層間絶縁部の−δ一温度特性
は第１図のθ俤と略同じ傾向を示し、コロナ消滅温度は
２　聞／　ｙ以上であり、Ａ、Ｃ，Ｂ、Ｄ、Ｖは２０　
ＫＶ　／　ｒｕｓ以上と良好な樹脂モールドコイルが得
られた。

しかして、この樹脂モールドコイルの製造方法によれば
、コイル２３のの内周部は非含浸性の絶縁筒１０を用い
て含浸樹脂の漏れをなくしており、コイル２３の下端部
と外周部の絶縁物１４．１６は硬化促進剤を付着しであ
るため、含浸樹脂と早く反応してゲル化しシール層とな
る。このため、樹脂含浸後にコイル２３から樹脂が漏れ
ることを防止できる。そして、コイル２３を乾燥炉に入
れて加熱硬化する時には−、コイル２３の下端部と外周
部のみしか硬化促進剤と樹脂との反応が発生せず、コイ
ル２３内部の層間絶縁物１５は硬化促進剤が付着してい
ないので反応が生じない。このために、コイル２３内に
おける樹脂の硬化速度に不均一が生じるのは一部であり
、樹脂の硬化収縮にょるひけや残留応力ことよる剥離が
殆んどなくＰＪ縁大欠陥発生を大幅に減少できる。また
、硬化促進剤が付着した絶縁物１４．１６は樹脂との反
応が進んでシール層となるまでは樹脂を含浸するので、
コイル２３の下部および外周部からもコイル２３内部に
樹脂が入りボイドなどの欠陥部をなくすたとができる。

さらに、コイル２３の熱的な問題については、コイル２
３内の温度が高くなる層間絶縁物１５に硬化促進剤が付
着していないので、この部分は第１図に示した硬化促進
剤激変０チの耐熱性の良い温度特性が得られ、コイル導
体１１の電流密度を上げることができるので、コイル２
３を小さくできる。なお、硬化促進剤処理したコイル２
３の下端部絶縁物Ｚ４と外周絶縁物１６は層間絶縁物１
５より耐熱性が劣ることになるが、本発明のような多重
巻コイルではコイルの大きさによって異なるがコイル上
下端やコイル内外で２０〜５０　ｄｅｇＣ程度の温度勾
配があるためにコイル下端部やコイル最外周の耐熱性が
悪くても機器の耐熱性としては支障がない。

なお、前述した実施例では第３図に示すようにテープ状
絶縁物１２に硬化促進剤を付着させるために押えローラ
１８を上げ下げして絶縁物１２を移動させているので、
マイクロコンピュータを用いて押えローラ１８の動作を
自動的に制御することも可能である。このため、テープ
状絶縁物１２に硬化促進剤を付着させるためにコイル巻
きとは別な段階で特別に工程を用意する必要がなく、簡
単にコイル巻き時点ｃ行ｔ、ｘえ工程が簡略化できる。

本実施例では硬化促進剤を付着するのに付着ローラ２１
を用いているが、テープ状絶縁物１２を槽１９の硬化促
進剤２ｏの中に浸漬させても良い。

硬化促進剤としては液状のイミタゾールに限らず、樹脂
と反応する硬化促進剤や重合触媒なら粉末状のものでも
同様の方法で用いることができる。

できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の樹月旨モールドコイルの製
造方法によれば、コイルの上端部絶縁物と外周絶縁物の
みに硬化促進剤を付着してシール層を形成することによ
り、含浸樹脂の漏れを確実に防止できるとともに、耐熱
性と絶縁特性に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図はテープ状絶縁物に処理した硬化促進剤の濃度と
ｔａｎδの温度特性との関係を示す線図、第２図ないし
第５図は本発明の製造方法の一実施例を示し、第２図は
本発明の製造方法により製造する多重巻コイルを示す縦
断面図、第３図はコイル巻き工程および硬化促進剤付着
工程を示す説明図、第４図はソール層を示すためのコイ
ル断面の概念図、第５図は樹脂含浸工程を示す説明図で
ある。 １０・・・絶縁筒、ＩＩ・・・コイル導体、１２・・・
テープ状絶縁物、Ｚ　、？　、　Ｚ　３　ａ・・・上端
部絶縁物、１４　、１４　ａ−・・上端部絶縁物、１５
，１５ａ・・・層間絶縁物、１６・・・外周絶縁物、１
８・・・押えローラ、２ｏ・・・硬化促進剤、２１・・
・付着ローラ、２２・・・絞りローラ、２３．・・コイ
ル　２４・・・真空加圧タンク、２５・・・［脂槽、２
６・・・樹脂。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦矛３　Ｊ’７１ １１　１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 非含浸性の絶縁筒に導体を巻回するとともに層間絶縁物
   、端部絶＠吻および外周冶縁物を栂沢するテープ状４！
   ３縁物を巻回して多重巻コイルを形成する工程と、前記
   テープ状絶縁物が前記コイルの下端部絶縁物および外周
   絶嫌物を形成している時にのみに前記テープ状絶縁物に
   硬化促進剤を付着させる工場と、前記コイルに樹脂を含
   浸し前記テープ状絶縁−命の前記硬化促進剤を付着した
   部分にシール喘が形成された時点で前記コイルを取出す
   工程と、前記コイルを加熱して含浸された前記樹脂を硬
   化する工程とからなる樹脂モールドコイルの製造方法。