JP2000517480A - 乾式型高圧巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は絶縁外装で被覆された導線コイルを含む空芯一次電圧巻線に関し、前記コイル（１）が高圧熱可塑性樹脂（２）中に封入されていることを特徴とし、さらに電導性電位固定表面層（３）を絶縁封入（２）の樹脂と相容性のある熱可塑性樹脂でこの封入上に付着されて含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 乾式型高圧巻線 本発明は、高圧巻線に関し、さらに詳細には、乾式変圧器高圧巻線として使用 できるタイプの巻線に関する。 このような用途のための高圧巻線は５ｋＶ〜３６ｋＶにおよぶ電圧に耐えるこ とができなければならない。 固体絶縁変圧器すなわち乾式変圧器はそれ自身よく知られており、その中の巻 線は熱硬化性絶縁材料で被覆されており、巻線間および巻線と電気アースとの間 の絶縁機能を確実にする大きなエアギャップを有し、それらの全体としての寸法 およびそれらの質量が大きくなり、結果としてそれらの経費が増加する。 この問題を克服するために、ある製造者たちは巻線の表面金属被覆を使用して 装置全体の寸法を小さくする。 しかし、この方法は経費の面と実行困難性の面との欠点を有する。 現在、乾式変圧器に主要な二種類の系統がある。それは被覆変圧器と含浸変圧 器である。これらのデバイスを製造する方法は勿論異なるが、使用する絶縁材料 は共通した特徴を有し、それは熱硬化性であり高温で重合反応がもたらされ、製 造経費が高くなる。 本発明の目的は、それ自身公知の低製造経費でしかも操作安全性の高い乾式絶 縁性集成装置の性能と少なくとも同等以上の良好性な性能を備える高圧巻線を創 作することにより乾式絶縁デバイスの上述の欠点を除くことにある。 したがって、本発明は、絶縁外装で被覆された導線からなる巻線を含む高圧巻 線に在り、当該巻線が高圧絶縁熱可塑性樹脂で被覆されることを特徴とし、さら に当該絶縁被覆の熱可塑性樹脂と相容性のある熱可塑性樹脂からなる電位固定導 電性表面層を該被覆上に付着して含むことを特徴とする。 本発明のその他の特徴では： − 巻線は、当該巻線の被覆の絶縁材料と相容性のある絶縁熱可塑性樹 脂からなる外側ストリップを含み、このストリップは該巻線の被覆に比較して厚 さが増しており巻線の接続導体を覆い、そしてオリフィスが接続導体の端部のた めに絶縁被覆内でかつ被覆ストリップ内に形成されており、その結果、当該導体 が他の構成部品と接続することができ； − 絶縁被覆の樹脂が６−６ポリアミド類、６−ポリアミド類、４，６ −ポリアミド類、１２，１２−ポリアミド類、６，１２−ポリアミド類、芳香族 モノマーを含有するポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレ ンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー類、ポリシクロへ キサンジメチロールテレフタレート、コポリエーテルエステル類、ポリフェニレ ンスルフィッド、ポリアシリック類、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセ タール類、ポリメチルペンテン、ポリエーテルイミド類、ポリカーボネート類、 ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリス チレン、スチレンコポリマー類、スチレンおよびゴムの混合物およびグラフトコ ポリマー類ならびに上記物質の混合物を含む群から選択され； − 絶縁被覆の熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレートであり； − ポリエチレンテレフタレートがガラス繊維で充填されており； − 絶縁被覆の熱可塑性樹脂の厚さが３ｍｍ〜５０ｍｍであり； − 電位固定層の電導性熱可塑性樹脂が所定量のカーボンを含み； − 巻線が乾式変圧器の高圧巻線の構成要素となる。 本発明は高圧巻線の製造法でもあり、当該方法は： − 電気絶縁外装で被覆した導線を巻いて中空円筒形巻線を形成し； − 第一型中で、電気絶縁熱可塑性樹脂で巻線の第一被覆を成形して外 部から巻線を絶縁するのに足る厚さの電気絶縁熱可塑性樹脂の層を形成し； − 第二型中で、電気絶縁熱可塑性樹脂層で完全に覆われた巻線上に電 位固定電導性熱可塑性樹脂層の形態の第二被覆を成形することを特徴とする。 本発明のその他の特徴では、第一型中の被覆相が： − 入口、ガス抜き孔および型内の対象物を支持するための棒を有する 型のキャビティー中に巻線を入れ； − 棒を巻線に接触するように動かしてキャビティー内に巻線を支持し ； − 入口から電気絶縁熱可塑性樹脂を型内に注入し； − キャビティー中に熱可塑性樹脂が注入されて、電気絶縁熱可塑性樹 脂中にボイドの形成を避けるために樹脂が棒の周りで硬化する前に棒を引き抜き ； − 樹脂が型を満たしたらガス抜き孔から空気をキャビティーから排出 し； − 型が満たされ事実上ボイドがなく外側から巻線が絶縁されるに足る 厚さの電気絶縁熱可塑性樹脂層を形成するまで電気絶縁熱可塑性樹脂の注入を継 続し； − 電気絶縁熱可塑性樹脂の注入を、少なくとも３ｍｍの均一な厚さが 巻線の内径と外径上に形成されかつ少なくとも２．５ｍｍの均一な厚さが巻線の 軸方向両端部で形成されるまで継続し； − 電導性熱可塑性樹脂層を用いる第二被覆を熱間圧縮成形により行う ことである。 本発明は、実施例のみにより与えられる以下の記載を読み、さらに添付の図面 を参照してより一層理解できるであろう： − 図１は、本発明の高圧巻線の一部破断斜視図であり；そして − 図２は、高圧巻線が図１の高圧巻線により形成された乾式変圧器の 断面図である。 図面に示されている巻線は、特に乾式変圧器の高圧巻線として使用できる高圧 巻線である。 当該巻線は主に絶縁外装で被覆された導線からなる巻線１を含む。巻線１は高 圧絶縁熱可塑性樹脂２で被覆されている。 この被覆に使用される熱可塑性樹脂は、有利には、ポリエチレンテレフタレー トであり、場合により強化用ガラス繊維が含まれている。 樹脂は、等しく、６−６ポリアミド類、６−ポリアミド類、４，６−ポリアミ ド類、１２，１２−ポリアミド類、６，１２−ポリアミド類、芳香族モノマーを 含有するポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタ レート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー類、ポリシクロヘキサンジメ チロールテレフタレート、コポリエーテルエステル類、ポリフェニレンスルフィ ッド、ポリアシリック類、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール類、 ポリメチルペンテン、ポリエーテルイミド類、ポリカーボネート類、ポリスルホ ン類、ポリエーテルスルホン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリスチレン、ス チレンコポリマー類、スチレンおよびゴムの混合物およびグラフトコポリマー類 ならびに前記物質の混合物を含む群から選択することができる。 絶縁被覆２の熱可塑性樹脂の厚さは３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲であることができ る。 絶縁樹脂被覆２の表面上に、絶縁層被覆２の熱可塑性樹脂と相容性のある熱可 塑性樹脂で形成され電位を固定するための表面電導性層３を付着させる。 電位固定熱可塑性樹脂３は、有利には、所定量のカーボンを含む。 絶縁被覆２はこの被覆の絶縁材料と相容性のある絶縁性熱可塑性樹脂（多分、 被覆２と同じ材料）の外側ストリップ４を有する。 外側ストリップは軸方向に沿って付着され、被覆２と比較して厚さを増して形 成される。当該ストリップは巻線の接続導体５，６および巻線の内部結線を覆う 。導体５，６の周りに各々オリフィス７，８を絶縁被覆２および被覆用ストリッ プ４内に形成し、接続導体５，６の端部のための通路を与え、その結果、接続導 体５，６がその他の構成部品（示していない）に連結できる。 接続用導体５，６のための２個の開口７，８の間に、巻線１の中間端子を構成 する導線１１を突き出させる追加の開口１０があり、ジャンパー（示していない ）により巻線を用途に適合するように連結できる。 絶縁熱可塑性樹脂の外側ストリップ４は、さらに、オリフィス７，８，１０の 箇所を除いて電位固定電導性表面層３で被覆される。 巻線の接続導体のためのオリフィス７および８は、例えば母線を接続する端部 を取り囲む絶縁部材（示していない）と協働するようになっており、被覆および 電位固定電導層の連続性を与える。 巻線を調節するための導体１１に接近するための中間オリフィス１０は、有利 には、巻線の全体を覆う電導層３で連続性を確保するために電導層で被覆した絶 縁材料のプラグ（示していない）により塞がれている。 図２は、中空円筒形巻線１の外側輪郭と内側輪郭の双方を取り囲む絶縁熱可塑 性樹脂被覆２を示す。 この図は、巻線の接続導体を覆うストリップ４が電位固定電導性表面層３によ っても被覆されていることも明確に示す。 得られる環状高圧巻線は、乾式変圧器の高圧巻線としての用途にそれ自身特に 良く適している。 その内部空間１２は磁気回路カラム（示されていない）上に設置される低圧巻 線を受け入れることができる。 図２に明らかに示されているように、本発明の高圧巻線は乾式変圧器の高圧巻 線の構成要素となる。 高圧巻線１は低圧巻線１５と協働し、低圧巻線１５も乾式絶縁されかつ積層磁 気回路カラム１６上装着され、巻線１５とカラム１６との間にスリーブ１７が介 在されている。低圧巻線１５は、例えば、熱可塑性樹脂のような材料１８で被覆 されており、巻線１５の周縁で軸方向に延在したリブが一体成形されている。当 該リブは高圧巻線１の電導性樹脂被覆３の内部表面に接触して画成されており、 中を流れる空気のような冷却用流体のための通路２０を形成している。 図１および２を参照して記載された本発明の高圧巻線を製造するために、第一 工程は、電気絶縁外装で被覆された導線を巻いて中空円筒形巻線１を形成する。 第一型（示されていない）中で、電気絶縁熱可塑性樹脂により外部から巻線１ を電気絶縁するに足る厚さに巻線１の第一被覆を成形する。 第二型（示されていない）中で、電気絶縁熱可塑性樹脂被覆２で完全に覆われ た巻線に、電位固定電導性熱可塑性樹脂層３の形態の第二被覆を成形する。 第一型中で被覆するために、入口、ガス抜き孔および型内の対象物を支持する ための棒を備えた前記型のキャビティーに巻線１を入れる。 型のキャビティー内部で巻線１を支持するために支持棒が巻線１と接触するま で支持棒を動かす。 インジェクタースクリューを備えた室内で樹脂が流れる温度に樹脂を予備加熱 する。 比較的低温の型内にその入口より高圧で電気絶縁熱可塑性樹脂を注入する。液 圧または空気式で高圧をかける。樹脂を注入する圧力は３５ＭＰａ〜１３８ＭＰ ａの範囲内であることができ、温度は約２００℃〜約４００℃の範囲内であるこ とができる。熱可塑性樹脂をキャビティー中に注入して、電気絶縁熱可塑性樹脂 中にボイドの形成を防止するために支持棒の周りで樹脂が硬化する前に、支持棒 を型キャビティーから引き抜く。 この操作中、樹脂が型を満たすとガス抜き孔から空気を型キャビティーから排 出させる。ガス抜き孔は、型の径方向に延在する表面および軸方向に延在する表 面が接合する箇所の領域で複数の孔の形態であることができる。 第一型は、溶融樹脂が型の内部表面中の周辺入口より型内に入るように構成さ れている。 電気絶縁熱可塑性樹脂は、型が満たされ事実上ボイドがなく外部から巻線が絶 縁されるに足る厚さとなる電気絶縁熱可塑性樹脂層２を形成するまで注入を続け る。 電気絶縁熱可塑性樹脂の注入は、有利には、少なくとも３ｍｍの均一な厚さの 絶縁被覆が巻線１の内径と外径上に形成されかつ少なくとも２．５ｍｍの均一な 厚さの絶縁被覆が巻線の軸方向両端部に形成されるまで継続される。 次いで、その絶縁被覆２を有する巻線を第一型から取りだし、被覆２にボイド がないことを試験して確実にする。 この試験は、Ｘ線を使用するようなまたは巻線に電圧を加えるときボイドによ ってもたらされる部分的放電を測定することによる、いずれの慣用的な方法によ っても行うことができる。 本明細書中で使用する「事実上ボイドがない」という用語は、電子顕微鏡を１ ０００倍に拡大してボイドが観察できない程度のことを意味する。 第一型中で電気絶縁熱可塑性材料を使用して被覆操作を完了した後、巻線の接 続導体５，６を覆う外側ストリップ４、これらの導体の端部の周りのオリフィス ７および８ならびに巻線を調節するための導体１１のための中間オリフィス１０ を形成することも可能である間、得られる製品を第二型（示されていない）中に 入れ、当該型中で、熱間圧縮成形方法を使用して絶縁熱可塑性材料被覆上に電導 性熱可塑性樹脂の層の形態の第二の被覆を施し、高圧巻線の電位固定表面層３を 得る。 同様に、電導性熱可塑性樹脂を施す前に、熱間圧縮により絶縁熱可塑性材料の外 側ストリップ４を加えることも可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (71)出願人 エレクトリシテ・ドゥ・フランス（セルヴ ィス・ナショナル) フランス共和国エフ―75008 パリ，リュ ー・ルイ・ミュラ ２ (72)発明者 ローレオト，シルヴァン フランス共和国エフ―77300 フォンティ ーヌブロー，リュー・アレキス・デュラン 10 (72)発明者 フェルドマン，ドミニク フランス共和国エフ―77250 ヴェノー・ レ・サブロン，リュー・デ・プティット・ ブリュイエール 22 (72)発明者 サコット，ミシェル フランス共和国エフ―57120 ロムバス, リュー・ドゥ・ラ・トゥール 41 (72)発明者 ヴィルド，ジャック フランス共和国エフ―57070 メッツ，リ ュー・サン・ヴァンサン・ドゥー・ポール 23 (72)発明者 シア，ラナ アメリカ合衆国ペンシルバニア州19348, ケネット・スクエア，サップリング・ドラ イブ 37 (72)発明者 ヴァルラヴェ，アルベルト・ペー ドイツ連邦共和国デー―35510 ブッツバ ッハ，ヴォエルナーガッセ 14 (72)発明者 ムーヌード，マックス・アンドレ フランス共和国エフ―78720 ラ・セル― レ―ボルデ，リュー・ドゥ・ラ・ギロアー ル 13

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．絶縁外装で被覆された導線からなる巻線を含む高圧巻線において、 当該巻線（１）は高圧絶縁熱可塑性樹脂で被覆されることを特徴とし、さらに当 該絶縁被覆（２）の熱可塑性樹脂と相容性のある熱可塑性樹脂からなる電位固定 導電性表面層（３）を前記被覆上に付着して含むことを特徴とする当該高圧巻線 。 ２．巻線が、当該巻線（１）の被覆（２）の絶縁材料と相容性のある絶 縁熱可塑性樹脂からなる外側ストリップ（４）を含み、前記巻線の被覆に比較し て厚さが増しており該巻線の接続導体を覆うことを特徴とし、さらに接続導体の 端部（５，６）のために絶縁被覆（２）内でかつ被覆ストリップ（４）内にオリ フィス（７，８）が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 高圧巻線。 ３．絶縁被覆（２）樹脂が、６−６ポリアミド類、６−ポリアミド類、 ４，６−ポリアミド類、１２，１２−ポリアミド類、６，１２−ポリアミド類、 芳香族モノマーを含有するポリアミド類、ポリブチレンテレフタレート、ポリプ ロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、液晶ポリマー類、ポリシ クロヘキサンジメチロールテレフタレート、コポリエーテルエステル類、ポリフ ェニレンスルフィッド、ポリアシリック類、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポ リアセタール類、ポリメチルペンテン、ポリエーテルイミド類、ポリカーボネー ト類、ポリスルホン類、ポリエーテルスルホン類、ポリフェニレンオキシド類、 ポリスチレン、スチレンコポリマー類、スチレンおよびゴムの混合物およびグラ フトコポリマー類ならびにこれらの物質の混合物を含む群から選択されることを 特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の高圧巻線。 ４．絶縁被覆（２）の熱可塑性樹脂がポリエチレンテレフタレートであ ることを特徴する請求の範囲第１項または第２項に記載の高圧巻線。 ５．ポリエチレンテレフタレートにガラス繊維が含まれていることを特 徴とする請求の範囲第４項に記載の高圧巻線。 ６．絶縁被覆（２）の熱可塑性樹脂の厚さが３ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内 であることを特徴とする請求の範囲第２項〜第５項のいずれかに記載の高圧巻線 。 ７．電位固定層（３）の電導性熱可塑性樹脂が所定量のカーボンを含む ことを特徴とする請求の範囲第１項〜第６項のいずれかに記載の高圧巻線。 ８．電導性樹脂が、絶縁被覆の樹脂と同じ材料から選択されることを特 徴とし、さらに２０％〜７０％のカーボン粒子を含むことを特徴とする請求の範 囲第１項〜第６項のいずれかに記載の高圧巻線。 ９．当該巻線が乾式変圧器の高圧巻線の構成要素であることを特徴とす る請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載の高圧巻線。 １０．請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の高圧巻線の製造方 法であって、 − 電気絶縁外装で被覆した導線を巻いて中空円筒形巻線（１）を形成 し； − 第一型中で、電気絶縁熱可塑性樹脂中で巻線の第一被覆を成形して 外部から巻線を絶縁するのに足る厚さの電気絶縁熱可塑性樹脂の層（２）を形成 し； − 第二型中で、電気絶縁熱可塑性樹脂層で完全に覆われた巻線上に電 位固定電導性熱可塑性樹脂層（３）の形態の第二被覆を成形することを特徴とす る当該高圧巻線の製造法。 １１．第一型中の被覆相が： − 入口、ガス抜き孔および型内の対象物を支持するための棒を有する 型のキャビティー中に巻線（１）を入れ； − 棒を巻線に接触するように動かしてキャビティー内で巻線を支持し ； − 入口から電気絶縁熱可塑性樹脂を型内に注入し； − キャビティー中に熱可塑性樹脂が注入されて、電気絶縁熱可塑性樹 脂中にボイドの形成を避けるために樹脂が棒の周りで硬化する前に棒を引き抜き ； − 樹脂が型を満たしたらガス抜き孔から空気をキャビティーから排出 し； − 型が満たされ事実上ボイドがなく外側から巻線が絶縁されるに足る 厚さの電気絶緑熱可塑性樹脂層（２）を形成するまで電気絶縁熱可塑性樹脂の注 入を継続する ことを含む請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２．電気絶縁熱可塑性樹脂の注入を、少なくとも３ｍｍの均一な厚さ が巻線の内径と外径上に形成されかつ少なくとも２．５ｍｍの均一な厚さが巻線 の軸方向両端部で形成されるまで継続することを特徴とする請求の範囲第１１項 に記載の方法。 １３．絶縁熱可塑性樹脂外側ストリップ（４）が、電導被覆（３）の施 用前に絶縁被覆上に熱間圧縮することにより得られることを特徴とする請求の範 囲第１１項または第１２項に記載の方法。 １４．電導性熱可塑性樹脂層（３）を用いる第二被覆を熱間圧縮成形に より行うことを特徴とする請求の範囲第１０項〜第１３項のいずれかに記載の方 法。