CN113348524B

CN113348524B - 绝缘电线、线圈和电气/电子设备

Info

Publication number: CN113348524B
Application number: CN202080008889.1A
Authority: CN
Inventors: 武藤大介; 富泽惠一; 福田秀雄
Original assignee: Essex Guhe Electromagnetic Wire Japan Co ltd
Current assignee: Essex Guhe Electromagnetic Wire Japan Co ltd
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: EP3979269A4; JP2020191271A; JP7143247B2; US20210343446A1; EP3979269A1; TW202044726A; WO2020240990A1; CN113348524A

Abstract

一种绝缘电线，其具有导体和配置于该导体周围的绝缘覆膜，上述绝缘覆膜在0.2atm下的相对介电常数(ε)与上述绝缘覆膜的最外层在0.2atm下的相对介电常数(ε₀)满足下述关系。ε≤3.0且ε₀/ε≥1.2。

Description

绝缘电线、线圈和电气/电子设备

技术领域

本发明涉及一种绝缘电线、线圈和电气/电子设备。

背景技术

在逆变器相关设备(高速开关元件、逆变器电机、变压器等电气/电子设备用线圈等)中，使用在导体的周围设置有包含绝缘性树脂的绝缘覆膜的绝缘电线作为磁导线。

随着混合动力汽车、电动汽车的普及，要求电机效率的提高，要求高电压下的电机的工作、逆变器控制。若在这样的高电压下使用绝缘电线，则在绝缘覆膜表面容易产生局部放电(电晕放电)，诱发绝缘覆膜的劣化。为了抑制该局部放电，已知将绝缘覆膜形成为规定程度的厚度，或者将绝缘覆膜作为发泡层以降低相对介电常数(例如专利文献1)。另外，还已知设置混合有二氧化钛等耐局部放电性物质的绝缘层，从而抑制局部放电引起的劣化(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/133334号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

近年来，航空器等电动化的趋势在发展，在高地(低气压环境下)使用电气/电子设备用线圈的机会在增加。本发明人进行了研究，结果得知，在航空器的飞行环境那样的低气压环境下，构成线圈的绝缘电线容易发生局部放电，容易发生电线的绝缘击穿。即，与平地使用的情况相比，在将电气/电子设备用线圈搭载于航空器等的情况下，对使用电压等有限制。

此处，本发明的课题在于提供即使在低压环境下使用也不易产生局部放电的绝缘电线、使用该绝缘电线的线圈、以及使用该线圈的电气/电子设备。

用于解决课题的手段

本发明人鉴于上述课题反复进行了深入研究，结果发现，在绝缘电线中，通过将绝缘覆膜整体的相对介电常数抑制为特定的水平，并且将绝缘覆膜的最外层的相对介电常数相对于该相对介电常数的比值提高到特定值以上，从而能够解决上述课题。即，在尽可能地降低绝缘覆膜的相对介电常数而极力抑制绝缘电线的局部放电的方向上进行的绝缘电线的开发中，本发明人发现通过特意将绝缘覆膜的最外层的相对介电常数提高到特定的水平，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

即，本发明的上述课题通过下述手段得以解决。

〔1〕

一种绝缘电线，其具有导体和配置于该导体周围的绝缘覆膜，其中，上述绝缘覆膜的相对介电常数(ε)与构成上述绝缘覆膜的绝缘层中的最外层的相对介电常数(ε₀)在0.2atm下满足下述关系。

ε≤3.0且ε₀/ε≥1.2

〔2〕

如〔1〕所述的绝缘电线，其中，构成上述绝缘覆膜的绝缘层中的至少1层为包含气泡的层。

〔3〕

如〔2〕所述的绝缘电线，其中，上述包含气泡的层的空隙率为5～70体积％。

〔4〕

如〔2〕或〔3〕所述的绝缘电线，其中，上述包含气泡的层是烘烤热固性树脂而成的漆包层。

〔5〕

如〔1〕～〔4〕中任一项所述的绝缘电线，其中，上述绝缘覆膜的最外层含有无机微粒。

〔6〕

如〔5〕所述的绝缘电线，其中，上述无机微粒包含二氧化钛。

〔7〕

如〔1〕～〔6〕中任一项所述的绝缘电线，其中，上述绝缘覆膜的厚度(T)与上述绝缘覆膜的最外层的厚度(T₀)满足下述关系。

0＜T₀/T≤0.1且T≥30μm

〔8〕

一种线圈，其使用了〔1〕～〔7〕中任一项所述的绝缘电线。

〔9〕

一种电气/电子设备，其具有〔8〕所述的线圈。

本发明中，使用“～”表示的数值范围是指包含在其前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。

发明效果

即使在低压环境下使用，本发明的绝缘电线、线圈以及电气/电子设备也难以发生绝缘电线的局部放电。

附图说明

[图1]图1是表示本发明的绝缘电线的一个实施方式的截面示意图。

[图2]图2是表示本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的立体示意图。

[图3]图3是表示本发明的电气/电子设备中使用的定子的优选方式的分解立体示意图。

具体实施方式

[绝缘电线]

对本发明的绝缘电线的优选实施方式进行说明。

图1表示本发明的绝缘电线的优选的一个方式。本发明的绝缘电线1在导体11的周围具有绝缘覆膜14。该绝缘覆膜14是由2层以上的绝缘层构成的多层结构，在图1中示出了由包含绝缘层12和绝缘层13(最外层)的2层绝缘层所构成的绝缘覆膜。绝缘覆膜14还优选为3层以上的结构。在以后的说明中，在仅称为“绝缘覆膜14”的情况下，并不限于图1所示的2层结构，是包含所有由2层以上的绝缘层构成的绝缘覆膜的意思。

绝缘覆膜14的厚度优选为10～300μm，更优选为20～200μm，进一步优选为30～200μm，进一步优选为35～200μm，特别优选为40～180μm。

＜导体＞

作为本发明中使用的导体，可以广泛使用以往作为绝缘电线的导体而使用的导体。例如可举出铜线、铝线等金属导体。

图1将导体表示为截面矩形(扁平形状)的形状，但导体的截面形状没有特别限制，可以设为正方形、圆形、椭圆形等所期望的形状。

在抑制来自角部的局部放电的方面，扁平形状的导体优选为在4个角设置有倒角(曲率半径r)的形状。曲率半径r优选为0.6mm以下，更优选为0.2～0.4mm。

导体的大小没有特别限定。若列举一例，则在扁平导体的情况下，在矩形的截面形状中，宽度(长边)优选为1.0～5.0mm，更优选为1.4～4.0mm。厚度(短边)优选为0.4～3.0mm，更优选为0.5～2.5mm。宽度(长边)与厚度(短边)的长度的比例(厚度：宽度)优选为1：1～1：4。在截面形状为圆形的导体的情况下，直径优选为0.3～3.0mm，更优选为0.4～2.7mm。

＜绝缘覆膜＞

如上所述，绝缘覆膜14为2层以上的多层结构。在本发明中，在构成绝缘覆膜14的、彼此相邻的绝缘层的构成材料不同的情况下，该相邻的2个绝缘层是彼此不同的层(即，彼此相邻的2层为2层结构)。

另外，即使彼此相邻的绝缘层使用相同的材料作为构成材料，也能够使一个层中包含气泡，或者使两层中包含气泡的同时使彼此的气泡含量、气泡直径等不同，或者添加微粒，从而能够评价为形成彼此不同的层的形态，其也意味着彼此相邻的2层是2层结构。需要说明的是，即使在形成气泡层作为绝缘覆膜的最外层的情况下，在该气泡层的最表面具有不含气泡的、也即所谓的外皮层的形态中，该外皮层视为与该气泡层不同的其他层(即，将气泡层与其表面的外皮层合起来为2层结构，外皮层为最外层)。

另一方面，在彼此相邻的绝缘层的构成材料相同、各层的层内结构(气泡的状态、微粒的状态等)也相同的情况下，即使分别形成各层，也将彼此相邻的2个绝缘层合起来视为1层绝缘层。

绝缘覆膜14优选为2～5层结构，更优选为2～4层结构，进一步优选为2层或3层结构。

绝缘覆膜14整体在0.2atm(1atm为103125Pa)下的相对介电常数(ε)与绝缘覆膜的最外层在0.2atm下的相对介电常数(ε₀)满足下述关系。

ε≤3.0且ε₀/ε≥1.2

相对介电常数可以通过后述的实施例中记载的方法来确定。另外，也可以使用搭载于透射型电子显微镜(TEM：Transmission Electron Microscopy)的能量损失谱法(EELS：Electron Energy Loss Spectroscopy)等来确定。在EELS中，能够进行局部的介电常数的评价。

相对介电常数的测定中的温度条件为150℃。

通过满足ε≤3、并且调整为ε₀/ε≥1.2而提高绝缘覆膜的最外层的相对介电常数，由此能够有效且充分地抑制在低气压环境下的局部放电。即，能够制成适于应用于航空器等的绝缘电线。其原因尚不清楚，但认为其原因之一在于：在空气密度(氧浓度)低的低气压环境中，与环境中的电荷相比，从覆膜表面放出的初始电子更容易成为局部放电的诱因，在这样的环境下，通过在最外层这样的有限的区域中提高绝缘覆膜的相对介电常数，则作为绝缘覆膜整体，能够将相对介电常数抑制得较低，并且能够减小最外层的电场而有效地抑制从该最外层产生初始电子等。

上述绝缘覆膜整体在0.2atm下的相对介电常数(ε)优选为2.8以下，更优选为2.7以下，进一步优选为2.6以下，进一步优选为2.5以下，进一步优选为2.4以下，进一步优选为2.3以下，特别优选为2.2以下。另外，相对介电常数(ε)的下限没有特别限制，通常为1.0以上，实际为1.4以上。

在平板的导体上以平行平板状层积了n层的绝缘覆膜中，将构成绝缘覆膜的各层的相对介电常数从导体侧依次设为ε1、ε2、···εn，将构成绝缘覆膜的各层的膜厚从导体侧依次设为t1、t2···tn，绝缘覆膜的相对介电常数(ε)为由下述式(1)算出的值。

式(1):

ε＝(t1+t2+...+tn)/[(t1/ε1)+(t2/ε2)+...+(tn/εn)]

另外，在以圆筒状的导体为中心在其外周以同轴圆筒状层积了n层的绝缘覆膜中，将构成绝缘覆膜的各层的相对介电常数从导体侧依次设为ε1、ε2、…εn，将导体外径设为R0，将构成绝缘覆膜的各层的外径从导体侧依次设为R1、R2…Rn，绝缘覆膜的相对介电常数(ε)通过下述式(2)算出。

式(2):

ε＝log(Rn/R0)/[(log(R1/R0)/ε1)+(log(R2/R1)/ε2)+...+(log(Rn/R(n-1)/εn))

例如，层积为平行平板状的绝缘覆膜为2层结构，在内层(导体侧)的相对介电常数为2.0且厚度为40μm、外层(最外层)的相对介电常数为4.0且厚度为20μm的情况下，相对介电常数(ε)＝(40+20)/[(40/2.0)+(20/4.0)]＝2.4。

上述绝缘覆膜最外层在0.2atm下的相对介电常数(ε₀)优选为2.8以上，更优选为3.0以上，还优选为3.2以上。另外，相对介电常数(ε₀)优选为6.0以下，更优选为5.0以下，还优选为4.8以下。

上述“ε₀/ε”优选为1.3以上，更优选为1.4以上，进一步优选为1.5以上，还优选为1.6以上。

构成绝缘覆膜14的2个以上的绝缘层中，优选至少1层是包含气泡的层(气泡层)。构成该气泡层的气泡的平均气泡直径也取决于气泡层的厚度，但优选为10μm以下。构成气泡层的气泡的平均气泡直径优选为7μm以下，还优选为5μm以下。构成气泡层的气泡的平均气泡直径通常为0.1μm以上。

平均气泡直径可以通过如下方式确定：在绝缘层的厚度方向截面的扫描电子显微镜(SEM)图像中，随机地对20个气泡使用图像尺寸测量软件(inotech制造的Pixs2000_Pro)在直径测量模式下计算平均气泡直径。

上述气泡层的空隙率(气泡部分在气泡层中所占的体积的比例)优选为5～70体积％，更优选为10～60体积％，进一步优选为20～50体积％。

例如能够通过在烘烤热固性树脂形成漆包层时产生目标气泡，从而形成这样的气泡层。例如，将作为清漆的主要溶剂成分的有机溶剂和作为气泡成核剂或发泡剂的至少1种的高沸点溶剂混合而成的绝缘清漆涂布在导体周围，进行烘烤，由此能够形成气泡层。气泡层的形成方法本身在本发明的技术领域中是公知的，例如可以参照国际公开第2013/133334号。

构成本发明的绝缘电线的绝缘覆膜14优选具有气泡层作为最外层以外的层。在该情况下，最外层优选不是上述的外皮层(例如，优选为在该气泡层的外周涂布绝缘涂料，进行烘烤，在该气泡层的外周形成其他绝缘层的方式)。该密合层例如可以是使用与气泡层相同的构成材料不进行发泡而形成的绝缘层。

本发明的绝缘电线的绝缘覆膜14作为由3层以上的绝缘层构成的结构，优选最内层(与导体相接的层)以外且最外层以外的层的至少1层为气泡层。在该情况下，绝缘覆膜优选由3～5层的绝缘层构成，还优选为由3层或4层的绝缘层构成的方式。

本发明的绝缘电线优选绝缘覆膜14的最外层含有无机微粒。该无机微粒作为耐局部放电性物质起作用，可有助于提高绝缘电线的施电寿命特性。上述无机微粒优选为一次粒径为1μm以下(优选为一次粒径1nm以上且500nm以下)的无机微粒。无机微粒的一次粒径可以通过如下方式确定：对在扫描电子显微镜(SEM)图像中随机选择的20个一次颗粒，使用图像尺寸测量软件(inotech制造的Pixs2000_Pro)，在直径测量模式下计算平均粒径。

作为无机微粒的具体例，可以举出例如二氧化硅(SiO₂)、二氧化钛、氧化铝、钛酸钡、氧化锌和氮化镓。其中，优选二氧化硅和/或二氧化钛，更优选二氧化钛。

在绝缘覆膜的最外层含有上述无机微粒的情况下，相对于100质量份最外层中的无机微粒以外的成分(典型的是绝缘性树脂成分)，最外层中的无机微粒的含量优选为5～40质量份，更优选为10～30质量份。

绝缘覆膜14其整体的厚度(T)与绝缘覆膜的最外层的厚度(T₀)的关系优选满足下述关系。T和T₀的单位均为“μm”。

0＜T₀/T≤0.1且T≥30μm

由于T与T₀满足上述关系，能够更加抑制绝缘层整体的相对介电常数，并且能够抑制来自覆膜表面的初始电子的释放，更有效地抑制局部放电的发生。

绝缘覆膜14的厚度(T)可以设为35μm以上，也可以设为40μm以上。另外，厚度(T)优选为300μm以下，更优选为200μm以下，进一步优选为180μm以下，还优选为160μm以下。

另外，绝缘覆膜14的最外层的厚度(T₀)优选为0.1μm以上，更优选为0.3μm以上，还优选为1μm以上，还优选为2μm以上，还优选为3μm以上。另外，厚度(T₀)优选为30μm以下，更优选为20μm以下，进一步优选为15μm以下。

上述“T₀/T”优选为0.03以上，更优选为0.04以上，还优选为0.05以上。

作为构成绝缘覆膜14的各绝缘层的构成材料，能够广泛应用通常用作这种绝缘层的构成材料的材料。例如，可以将包含聚芳基醚酮、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚、聚苯砜、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、热塑性聚酰亚胺及聚酮中的至少1种的树脂材料作为绝缘层的构成材料。其中，优选将包含聚酰亚胺及聚酰胺酰亚胺中的至少1种的树脂材料作为绝缘层的构成材料，进一步优选由包含聚酰亚胺或聚酰胺酰亚胺的树脂材料构成绝缘层。

另外，在不损害本发明的效果的范围内，可以在上述绝缘层的构成材料中混配气泡成核剂、抗氧化剂、抗静电剂、抗紫外线剂、光稳定剂、荧光增白剂、颜料、染料、相容剂、润滑剂、增强剂、阻燃剂、交联剂、交联助剂、增塑剂、增粘剂、减粘剂、弹性体等各种添加剂。

[绝缘电线的制作]

本发明的绝缘电线例如可以反复进行如下工序而得到：将含有绝缘层的构成材料(绝缘性树脂)和将其溶解的有机溶剂的清漆涂布于导体的周围，进行烘烤而形成绝缘层。通过该烘烤，清漆中的溶剂挥发而被去除。作为上述有机溶剂，可列举出例如：N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等酰胺系溶剂；N，N-二甲基亚乙基脲、N，N-二甲基亚丙基脲、四甲基脲等脲系溶剂；γ-丁内酯、γ-己内酯等内酯系溶剂；碳酸亚丙酯等碳酸酯系溶剂；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮系溶剂；乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丁基溶纤剂乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯等酯系溶剂；二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚等甘醇二甲醚系溶剂；甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂；甲酚、苯酚、卤化苯酚等酚系溶剂；环丁砜等砜系溶剂；二甲基亚砜(DMSO)等。

另外，也可以通过将热塑性的构成材料(挤出树脂)挤出成型于导体周围或者在导体周围形成的绝缘层的周围而得到本发明的绝缘电线。

另外，如上所述，如果在清漆中或挤出树脂中混配气泡成核剂、发泡剂，则可以形成期望的发泡层。

[线圈以及电气/电子设备]

本发明的绝缘电线能够作为线圈用于各种电气/电子设备等需要电特性(耐电压性)、耐热性的领域。例如，本发明的绝缘电线被用于电机、变压器等中，可以构成高性能的电气/电子设备。特别适合用作混合动力汽车(HV)或电动汽车(EV)的驱动电机用的绕线。这样，根据本发明，能够提供将本发明的绝缘电线用作线圈的电气/电子设备，例如HV以及EV的驱动电机。

本发明的线圈只要具有适于各种电气/电子设备的形态即可，可举出对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈、对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将规定的部分电连接而成的线圈等。

作为对本发明的绝缘电线进行线圈加工而形成的线圈，没有特别限定，可以举出将长条的绝缘电线卷绕成螺旋状而成的线圈。在这样的线圈中，对绝缘电线的绕线数等没有特别限定。通常，在卷绕绝缘电线时使用铁心等。

作为对本发明的绝缘电线进行弯曲加工后将特定部分电连接而成的线圈，可以举出用于旋转电机等的定子的线圈。这样的线圈可以举出：例如如图3所示，将本发明的绝缘电线切断为规定的长度并弯曲加工成U字形状等来制作2个以上的电线段34，将各电线段34的U字形状等的2个开放端部(末端)34a相互交错地连接而制作出的线圈33(参照图2)。

作为使用该线圈而成的电气/电子设备，没有特别限定。作为这样的电气/电子设备的优选的一个方式，可以举出变压器。另外，可举出例如具备图2所示的定子30的旋转电机(特别是HV及EV的驱动电机)。该旋转电机除了具备定子30以外，可以是与现有的旋转电机同样的构成。

除了电线段34是由本发明的绝缘电线形成以外，定子30可以是与以往的定子同样的构成。即，定子30具有定子铁心31和线圈33，其中线圈33是例如如图2所示那样由本发明的绝缘电线构成的电线段34组装于定子铁心31的插槽32、且开放端部34a电连接而成的。该线圈33成为相邻的熔接层、或者熔接层与插槽32固接而被固定化的状态。此处，电线段34可以以1根装入插槽32，但优选如图3所示那样作为2根1组而组装。该定子30将如上述那样进行弯曲加工而成的电线段34的2个末端即开放端部34a相互交错地连接而成的线圈33收纳于定子铁心31的槽32。此时，也可以将电线段34的开放端部34a连接后收纳于插槽32，另外，也可以在将绝缘段34收纳于插槽32之后，将电线段34的开放端部34a进行弯曲加工而连接。

基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些方式。

[实施例]

[制造例1]绝缘电线的制造

＜导体11＞

使用截面为圆形(截面的外径为1mm)的铜线作为导体11。

＜绝缘涂料-I＞

将聚酰亚胺(PI)树脂清漆(商品名：U酰亚胺；UNITIKA公司制)作为绝缘涂料-I。该PI树脂清漆是聚酰亚胺前体即聚酰胺酸溶解于溶剂中而成的清漆，通过后述涂布、烘烤形成PI树脂层。

＜绝缘涂料-II＞

将聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂清漆(商品名：HI-406，日立化成公司制)作为绝缘涂料-II。

＜绝缘电线＞

以干燥后的膜厚为3μm的方式设定模具，在上述导体的外周面涂布绝缘涂料-I而形成涂布膜。

使用约10m的热风循环式的立式炉，在520℃下将通过时间设为10～20秒进行烘烤。重复该涂布、烘烤15次，形成绝缘覆膜的厚度为45μm的绝缘层-I。

接着，以干燥后的膜厚为2.5μm的方式设定模具，在绝缘层-I的外周面涂布绝缘涂料-II而形成涂布膜。

使用约10m的热风循环式的立式炉，在520℃下将通过时间设为10～20秒进行烘烤。重复该涂布、烘烤2次，形成绝缘覆膜的厚度为5μm的绝缘层-II(最外层)。

这样，得到实施例1的绝缘电线，其在导体周围具有绝缘层-I和绝缘层-II的2层结构的绝缘覆膜。

[制造例2～6、比较制造例1～3]绝缘电线的制造

除了将构成绝缘覆膜的各绝缘层的构成材料、厚度变更为下表所示以外，与制造例1同样地进行，分别得到实施例2～6、比较例1～3的各绝缘电线。

下表中，绝缘层1是与导体相接的层，绝缘层2设置于绝缘层1的外周，且是比最外层更靠导体侧的层，绝缘层3是最外层。

下表中，“PI”层是使用上述绝缘涂料-I形成的绝缘层，“PAI”层是使用上述绝缘涂料-II形成的绝缘层。

下表中，“气泡PI”层是通过在绝缘涂料-I中添加N,N-二甲基乙酰胺和四乙二醇二甲醚作为溶剂，与上述同样地进行涂布、烘烤而形成的。在该“气泡PI”层中形成的气泡的平均气泡直径在1～3μm之间，“气泡PI”层中的空隙率均处于20～50体积％之间。

下表中，“PI+SiO₂”层是在绝缘涂料-I中，以聚酰胺酸与二氧化硅(SiO₂，一次粒径15nm)的各混配量以质量比计为聚酰胺酸∶SiO₂＝100∶20的方式混配二氧化硅，将其涂布、烘烤而形成的。另外，“PI+TiO₂”层也是在绝缘涂料-I中，以聚酰胺酸与二氧化钛(TiO₂，一次粒径15nm)的各混合量以质量比计为聚酰胺酸：TiO₂＝100：30的方式混配二氧化钛，将其涂布、烘烤而形成的。

[相对介电常数]

关于构成绝缘覆膜的各绝缘层的相对介电常数，制作绝缘电线，其在导体11的周围仅具有1层与各绝缘层对应的绝缘层作为绝缘覆膜(绝缘覆膜为1层结构)，测定绝缘电线的静电电容，将由静电电容和绝缘覆膜的厚度得到的相对介电常数作为各绝缘层的相对介电常数。在静电电容的测量中，使用LCR HiTESTER(日置电机公司制，型号IM3536)。作为测定条件，将测定温度设为150℃，测定气压设为0.2atm，测定频率设为1kHz。

相对介电常数通过下述式算出。

相对介电常数εr^*＝Cp·Log(b/a)/(2πε₀)

在上述式中，εr^*为绝缘层的相对介电常数，Cp为每单位长度的静电电容[pF/m]，a为导体的外径(mm)，b为绝缘电线的外径(mm)，ε₀为真空的介电常数(8.854×10^-12[F/m])。

由得到的各绝缘层的相对介电常数，根据上述式(2)确定绝缘覆膜整体的相对介电常数。

[局部放电起始电压(PDIV)]

制作将两根绝缘电线绞合成双绞线状的试验片，在各导体间施加正弦波50Hz的交流电压，连续地升压，同时测定放电电荷量为10pC时的电压(实效值)，对照下述评价标准进行评价。测定温度为常温(20℃)，在1atm和0.2atm的不同气压下进行测定。局部放电起始电压的测定使用局部放电试验机(菊水电子工业制，KPD2050)。

-局部放电起始电压的评价标准-

＜1atm下的局部放电起始电压＞

◎+：1500Vrms以上

◎：1000Vrms以上且小于1500Vrms

○：500Vrms以上且小于1000Vrms

×：小于500Vrms

＜0.2atm下的局部放电起始电压(局部放电起始电压维持率(％))＞

◎：70％≤100×(0.2atm下的局部放电起始电压)/(1atm下的局部放电起始电压)

○：65％≤100×(0.2atm下的局部放电起始电压)/(1atm下的局部放电起始电压)＜70％

×：100×(0.2atm下的局部放电起始电压)/(1atm下的局部放电起始电压)＜65％

[施电寿命]

将两根电线绞合，在各个导体之间施加0.2atm下的局部放电起始电压的1.5倍大小的交流电压(正弦波10kHz)，测定到绝缘击穿为止的时间，对照下述评价标准进行评价。测定温度设为常温(20℃)，在0.2atm的低气压下进行测定。直至绝缘击穿为止的时间为100分钟以上为合格。

-施电寿命的评价标准-

◎：1000分钟以上

○：100分钟以上且小于1000分钟

×：小于100分钟

结果示于下表。

[表1]

在上述表中，ε是绝缘覆膜整体在0.2atm下的相对介电常数，ε₀是绝缘覆膜的最外层在0.2atm下的相对介电常数(表中的ε₀是本申请发明所规定的ε₀，与上述的相对介电常数计算式中的ε₀(真空介电常数)是不同的意思)。

如上述表所示，在绝缘覆膜形成为单层的情况下，特别是在低气压下，局部放电起始电压降低，也容易发生绝缘击穿(比较例1、2)。另外，将绝缘覆膜设为多层结构，即使在抑制绝缘覆膜整体的相对介电常数的同时相对提高最外层的相对介电常数的情况下，若不满足ε₀/ε≥1.2，则无法充分提高低气压下的局部放电起始电压(比较例3)。

与此相对，即使在低气压环境下，绝缘覆膜满足了本发明规定的绝缘电线的局部放电起始电压均被有效地提高，另外，也难以发生绝缘击穿(实施例1～6)。

虽然将本发明随着其实施方式进行了说明，认为只要我们没有特别指定，就不将我们的发明限定于说明的哪个细节部分，而应广泛地解释为不违反所附权利要求书所示的发明的精神和范围。

本申请基于2019年5月24日在日本进行专利申请的日本特愿2019-097354主张优先权，本申请参照并采用其内容作为本说明书的记载的一部分。

符号说明

1 绝缘电线

11 导体

12 绝缘层(内层)

13 绝缘层(最外层)

14 绝缘覆膜

30 定子

31 定子铁心

32 插槽

33 线圈

34 电线段

34a 开放端部

Claims

1.一种绝缘电线，其具有导体和配置于该导体周围的绝缘覆膜，其中，所述绝缘覆膜的相对介电常数(ε)与构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的最外层的相对介电常数(ε₀)在0.2atm下满足下述关系，

ε≤3.0且ε₀/ε≥1.2。

2.如权利要求1所述的绝缘电线，其中，构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的至少1层是包含聚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺的至少1种的绝缘层。

3.如权利要求2所述的绝缘电线，其中，构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的至少1层是包含聚酰亚胺的绝缘层。

4.如权利要求1或2所述的绝缘电线，其中，构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的至少1层是包含气泡的层。

5.如权利要求4所述的绝缘电线，其中，所述包含气泡的层的空隙率为5体积％～70体积％。

6.如权利要求4所述的绝缘电线，其中，所述包含气泡的层是烘烤热固性树脂而成的漆包层。

7.如权利要求5所述的绝缘电线，其中，所述包含气泡的层是烘烤热固性树脂而成的漆包层。

8.如权利要求1或2所述的绝缘电线，其中，构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的最外层含有无机微粒。

9.如权利要求8所述的绝缘电线，其中，所述无机微粒包含二氧化钛。

10.如权利要求1或2所述的绝缘电线，其中，所述绝缘覆膜的厚度T与构成所述绝缘覆膜的绝缘层中的最外层的厚度T₀满足下述关系，

0＜T₀/T≤0.1且T≥30μm。

11.一种线圈，其使用了权利要求1～10中任一项所述的绝缘电线。

12.一种电气/电子设备，其具有权利要求11所述的线圈。