JPS648534B2 - - Google Patents

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JPS648534B2
JPS648534B2 JP57014434A JP1443482A JPS648534B2 JP S648534 B2 JPS648534 B2 JP S648534B2 JP 57014434 A JP57014434 A JP 57014434A JP 1443482 A JP1443482 A JP 1443482A JP S648534 B2 JPS648534 B2 JP S648534B2
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JP
Japan
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weight
resin
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epoxy resin
impregnated
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JP57014434A
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JPS57145544A (en
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Aaron Menderusoon Moorisu
Uiriamu Nabitsushu Furanshisu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS57145544A publication Critical patent/JPS57145544A/ja
Publication of JPS648534B2 publication Critical patent/JPS648534B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/505Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/40Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes epoxy resins
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/249994Composite having a component wherein a constituent is liquid or is contained within preformed walls [e.g., impregnant-filled, previously void containing component, etc.]
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    • Y10T428/31511Of epoxy ether
    • Y10T428/31525Next to glass or quartz
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    • Y10T442/00Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/20Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
    • Y10T442/2475Coating or impregnation is electrical insulation-providing, -improving, or -increasing, or conductivity-reducing

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Description

【発明の詳細な説明】
発明分野 この発明はタービン発電機固定子コイルエンド
を支えるために有用な樹脂含浸スペーサーに関す
る。 先行技術 タービン発電機の固定子コイルエンド支持系は
振動を吸収しなければならない。前記支持系は定
常状態及び短絡状態の両方から生ずる力を調節し
て熱膨張に対する軸方向の運きを抑制することを
可能としなければならない。米国特許第’
2427700号(アトキンソン及びその協同者)明細
書は発電動作中巻線(コイル)端部相互間の動き
を防止するために隣り合つた巻線(コイル)端部
間に挿入する樹脂含浸スペーサーブロツクを開示
している。このスペーサーブロツクはアスベスト
クロスのような繊維質材料をフエノール樹脂で飽
和した炭素で含浸することによつて造られる。 アトキンス及びその協同者らの開示以来、エポ
キシ樹脂は電気装置における絶縁材としての使用
が普及されるに至つた。しかし固定子巻線(コイ
ル)端部を支持するための樹脂系であつて、低毒
性、低初期粘度及び少くとも100℃の熱変形温度
を与える硬化特性を兼備した樹脂系は未だ見出さ
れていない。この特殊な系により必要とされる他
の有用且つ有利な特性は充分な作業時間を可能と
なすための40分〜90分間の室温ゲル化時間、低収
縮性及び室温での良好な薄膜乾燥特性をもつこと
である。ほこりが巻線(コイル)端部の樹脂表面
に付着して表面導電性を増大することがないよう
にするためには50%〜75%の相対湿度下で少くと
も36時間内に樹脂薄膜が完全に乾燥することが肝
要である。 発明の要約 この発明は、25℃で500〜600センチポイズ
(cps)までの粘度をもつエポキシ樹脂系100重量
部、ルイス酸硬化剤2重量部〜8重量部及びジブ
チルホスフアイト0.3重量部〜7重量部からなり、
室温で硬化できることを特徴とする樹脂組成物で
含浸した多孔性、可撓性、耐熱性材料からなる、
タービン発電機固定子コイルエンド支持用に有用
な樹脂含浸スペーサーにある。 上記樹脂組成物は低毒性をもち、室温で硬化し
て低収縮の硬化した丈夫で剛直な硬化樹脂系を生
ずる。好適な樹脂組成物の硬化物は100℃以上の
熱変形温度をもち、75%相対湿度下で25℃で36時
間以内に薄膜として乾燥する。これらの硬化物を
加熱して後硬化すればさらに改善された強度及び
耐クリープ特性さえ生ずる。 含浸用樹脂組成物は好適には25℃での初期粘度
が500cps〜4500cpsのエポキシ樹脂系100重量部を
含む。このエポキシ樹脂系は2成分系であるのが
望ましく、そのベース樹脂は下記の化学構造式: (式中nは0または1、2、3………等の一連の
整数で、Rは
【式】で表わ される基である) により表わされるビスフエノールAのジグリシジ
ルエーテルである。 このベース樹脂は25℃で16000cpsまでの粘度、
好ましくは400〜6000cpsの粘度をもち、このエポ
キシ樹脂の粘度を下げるのに有効な補助成分低粘
度希釈用エポキシ樹脂で通常希釈される。約
6000cpsを越える粘度をもつエポキシ系はフエル
トまたはその他の適当な基材に含浸することが困
難である。こうして、こゝに使用する「エポキシ
樹脂系」とはベースエポキシ樹脂と場合により添
加する少割合量の希釈用エポキシ樹脂との合併エ
ポキシ樹脂を意味する。このような樹脂系は低粘
度ビスフエノールAエポキシ樹脂だけからなるも
のでもよい。 エポキシ樹脂系は全エポキシ樹脂100重量部の
うち10重量部までの、25℃で5cps〜100cpsの粘度
をもつ式 で表わされるネオペンチルグリコールのジグリシ
ジルエーテル(DGENPG)のような低粘度反応
性希釈用エポキシ樹脂を含むことができる。代表
的エポキシ樹脂系は例えばビスフエノールAエポ
キシ樹脂95重量部及びDGENPG5重量部である。
この反応性希釈用エポキシ樹脂はベースエポキシ
樹脂を希釈し且つ貯蔵中エポキシ樹脂が結晶する
のを防止するのに有効である。全エポキシ樹脂
100重量部当り10重量部を越える希釈用エポキシ
樹脂を使用すると硬化樹脂系の熱変形温度を低下
させる傾向がある。 全エポキシ樹脂100重量部当り2重量部〜8重
量部の硬化剤、好ましくはルイス酸が使用され
る。こゝで使用する「ルイス酸」とは業界におい
て既知のようにルイス酸、ルイス酸アミン錯体の
ようなルイス酸錯体及びルイス酸アルコレート錯
体を含むことを意味する。普通のルイス酸は
BF3・アミン型のものである。特に有用であるこ
とが判明した一つのタイプはBF3・p−クロルア
ニリンとp−クロルアニリンとトリエチレングリ
コールとの混合物である。ビスフエノールAエポ
キシ樹脂及びルイス酸の完全な説明のためにはリ
ー及びネビル著(1967年)「バンドブツク・オ
ブ・エポキシレジン」第2章〜第3章、第2章〜
第9章、及び第5章〜第13頁を参照されたい。 次の必須成分はジブチルホスフアイトである。
これは全エポキシ樹脂100重量部当り0.3重量〜7
重量部の範囲で添加される。この物質は上述の範
囲内の量で高湿度下の薄膜乾燥時間を短縮するの
に重要であり、また良好な熱変形温度をも可能と
する。どのような特定の理論にも拘束されること
を欲しないが、このエポキシ−ルイス酸系ではジ
ブチルホスフアイトが熱でなく活性化される潜在
触媒として作用すると考えられる。この作用に際
してジブチルホスフアイトは吸収した水と反応し
て活性な重合触媒となる。ジブチルホスフアイト
が低毒性をもつことも明瞭な利点である。全エポ
キシ樹脂100重量部当り7重量部以上のジブチル
ホスフアイトの添加により熱変形温度は100℃未
満に低下し、ゲル化時間は1時間以上に延び始め
る。全エポキシ樹脂100重量部当り0.3重量部未満
の添加では50%〜75%相対湿度での薄膜乾燥時間
は著しく増大する。 ジプチルホスフアイトは良好な熱変形温度とゲ
ル化時間とを生ずるだけでなく、高湿度下で短薄
膜乾燥時間とを生ずるためのこの特定の絶縁性及
び支持系において有効で有用なことがわかつた唯
一の物質である。モノおよびジーエチルホスフエ
ート、ジーブチルホスフエート、トリブチルホス
フエト、トリクレジルホスフエート及びシリカゲ
ルは有効でないことが判明した。 樹脂組成物(樹脂系)を含浸することによりス
ペーサーとなすための多孔質、可撓性、耐熱性基
材はガラス繊維織布またはダクロン(商品名、ポ
リエチレンテレフタレート)パツドのような繊維
質フエルト材料であるのが好ましい。しかし樹脂
を含浸し、導体間に挿入するために圧縮したり撓
ませたりするのに有効で、基材が配置される環境
の熱に抵抗性をもつ任意の材料が有用である。こ
れらの基材は6.4mm〜12.7mm(1/4〜1/2インチ)
の厚さである。 さて図を参照して説明する。第1図はタービン
発電機中の水冷固定子コイルエンド部の巻線用ス
ペーサーの一部の説明図である。支持環10は樹
脂含浸スペーサー11および結合テープ12と結
合されて、発電機の運転中絶縁された固定子コイ
ルエンド巻線13間の動きを抑制する。冷却水入
口及び出口14も図に示される。 第2図の等角断面図に発電機のコイルエンド巻
線部分すなわち区域中の例えば位置15でのスペ
ーサー11を示す。こゝでは樹脂含浸スペーサー
11は電気装置のコイルエンド巻線部分の多数の
固定子コイル間の支持材として示される。 以下に例を掲げてこの発明を説明する。 例 試験用に数種の組成物を造つた。 エポキシ当量172〜176、25℃での粘度約5000セ
ンチポイズ(cps)のビスフエノールAのジグリ
シジルエーテ液状エポキシ樹脂(商品名DER332
としてダウ・ケミカル・コンパニーにより販売さ
れる)95重量部、25℃で5〜25cpsの粘度をもつ
ネオペンチルグリコールのジグリシジルエーテル
(DGENPG)5重量部及びBF3・p−クロルアニ
リン錯体14重量%、p−クロルアニリン10.5重量
%及びトリエチレングリコール75.5重量%からな
るルイス酸硬化剤5重量部を含む触媒含有ベース
エポキシ混合物を造つた。得られたエポキシ樹脂
の混合物、すなわちDER332とDGENPGとの混
合物の25℃での粘度は約2200cpsであつた。この
エポキシ樹脂と硬化剤との混合物、すなわちエポ
キシ系に種々の量のジブチルホスフアイト添加剤
を添加した。更に、比較例として添加剤としてモ
ノー及びジーエチルホスフエート、ジブチルホス
フエート、トリクレジルホスフエート及びシリカ
ゲルを含む試料ならびに対照として添加剤無添加
試料も造つた。全試料について試験を行い、得ら
れた結果を表1に掲げた:
【表】 ** 比較例
表1からわかるように、この発明の規定内の樹
脂系、すなわち試料1〜試料5は良好なゲル化時
間、充分な熱変形温度及び75%相対湿度までのす
ぐれた薄膜乾燥時間を示す。この発明の範囲外の
量のジブチルホスフアイトを使用する試料6は
100℃未満の熱変形温度を示す。他のすべての試
料(比較例試料)は非常に長い薄膜乾燥期間をも
ち、ゲル化時間(ポツトライフ)が過度に低いも
のさえある。 ジブチルホスフアイト4.2部を含む好適な試料
を多孔質ダクロン(ポリエチレンテレフタレート
の商品名)フエルトパツドに含浸して巾25mm(1
インチ)×長さ100mm(4インチ)×厚さ6.4mm(1/
4インチ)の樹脂含浸スペーサーを造つた。これ
らの湿潤含浸スペーサーをタービン発電機のコイ
ルエンド巻線端部に見出される間隙を模倣したコ
イル間の間隙に強制挿入した。挿入中少量の樹脂
含浸剤がしみ出し、コイルのかなりの区域にわた
つて樹脂の薄膜を形成した。このフイルムは間も
なくゲル化し、完全に乾燥した。加うるに、ダク
ロンフエルトに含浸されていた樹脂も間もなくゲ
ル化、硬化し、明白な収縮もなく乾燥して丈夫
で、硬く、導体間の間隙の形状に合つた、導体間
の支持スペーサーを生じた。このようなスペーサ
ーはタービン発電機のコイルエンド巻線端部区域
における固定子コイル間のすぐれた支持ブロツク
である。この樹脂は毒物性危害が最少であるよう
に思われ、従つて容易に取扱い、作業できる。 表1で使用した試験法は下記の通りである: ゲル化時間は約75mm(3インチ)の直径の円筒
状容器中で樹脂試料300gの25℃でゲル化に要し
た時間として測定した。 熱変形温度は熱変形用のASTM D684−56に
規定される試験に使用される18.5Kg/cm2(264ポ
ンド/平方インチ)の力に模凝させるために85g
の荷重下でデユポン900デイフアレンシヤル・サ
ーマル・アナイライザー・コンソール
(Dupont900Differential Thermal Analyser
Console)に取付けた半球状先端〔0.75mm(0.030
インチ)をもつデユポン941サーモメカニカル・
アナライザー・モデユール
(Dupont941Thermomechanically Analyser
Module)を使つて測定した。 薄膜乾燥時間試験の操作はアルミニウムパネル
上に塗布した厚さ015mm(0.006インチ)の樹脂フ
イルムを使用した。このパネルを実験室用ガラス
デシケータ中の種々の所定の塩の飽和水溶液と過
剰の固体塩を含有する混合物上につるした。25℃
で約50%、65%及び75%の相対湿度を得るために
Na2Cr2O7、NaNO2及びNaClを使用した。半日
(0.5日)に最も近く記録された乾燥時間は試料表
面が指触乾燥するのに要した時間により測定し
た。
【図面の簡単な説明】
第1図はタービン発電機中の水冷固定子コイル
用巻線端部支持装置の部分説明図、第2図は第1
図の断面部分の結合した巻線端部間のスペーサー
部分を説明する等角図である。図中: 10……支持環、11……樹脂含浸スペーサ
ー、12……結合テープ、13……コイルエンド
巻線、14……冷却水入口及び出口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 25℃で500センチポイズ〜6000センチポイズ
    の粘度をもつエポキシ樹脂系100重量部、ルイス
    酸硬化剤2重量部〜8重量部及びジブチルホスフ
    アイト0.3重量部〜7重量部からなる、室温硬化
    性の樹脂組成物で含浸したことを特徴とする、樹
    脂組成物で含浸した多孔質、可撓性、耐熱性材料
    からなるタービン発電機固定子コイルエンド支持
    用樹脂含浸スペーサー。 2 エポキシ樹脂系が5センチポイズ〜100セン
    チポイズの粘度をもつエポキシ樹脂10重量部まで
    を含む特許請求の範囲第1項記載の樹脂含浸スペ
    ーサー。 3 エポキシ樹脂系がビスフエノールAエポキシ
    樹脂と10重量部までのネオペンチルグリコールの
    ジグリシジルエーテル希釈剤からなる特許請求の
    範囲第1項または第2項記載の樹脂含浸スペーサ
    ー。 4 硬化剤がBF3・アミン錯体で、多孔質、可撓
    性、耐熱材料がポリエチレンテレフタレートまた
    は製織したガラス繊維である特許請求の範囲第1
    項ないし第3項のいずれかに記載の樹脂含浸スペ
    ーサー。 5 硬化剤がBF3・p−クロルアニリン錯体14重
    量%とp−クロルアニリン10.5重量%とトリエチ
    レングリコール75.5重量%との混合物である特許
    請求の範囲第4項記載の樹脂含浸スペーサー。
JP57014434A 1981-02-02 1982-02-02 Resin-immersed spacer Granted JPS57145544A (en)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57145544A JPS57145544A (en) 1982-09-08
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FR2499327A3 (fr) 1982-08-06
JPS57145544A (en) 1982-09-08
US4335179A (en) 1982-06-15
FR2499327B3 (ja) 1983-01-14

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