JP2004048831A

JP2004048831A - 電気機器及びＳｉＣ半導電性テープ

Info

Publication number: JP2004048831A
Application number: JP2002199372A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Kurahara; 倉原　吉美; Yutaka Higashimura; 東村　　豊
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】本発明は、中型機コイルでの非線形高抵抗コロナシールドの適用によるコイル絶縁層の誘電損失増加を低減することを目的とし、高抵抗コロナシールドの静電容量を高めることで、電界緩和性能の良い高電圧回転機固定子コイルを提供する。
【解決手段】高抵抗コロナシールド層のＳｉＣテープからなる半導電性テープにセラミックス粒子のアルミナ粒子またはジルコン粒子を含有させ、この半導電性テープをコイル絶縁層の周囲に巻回することを特徴とする。
【効果】
コイル絶縁層の誘電損失増加を低下することが出来る。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器及びＳｉＣ半導電性テープに関し、特に、高電圧回転機固定子コイルのスロット出口部に覆う高抵抗コロナシールドの絶縁構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１３９０５３号公報に記載のように半導電性テープとして、プリプレグのＳｉＣテープ、また半導電性のＳｉＣ塗料が用いられていた。
【０００３】
このプリプレグのＳｉＣテープでは補強布に炭化ケイ素粒子を含有した半硬化状の熱硬化性絶縁ワニスを塗布し、電界緩和テープとして電機子コイル絶縁層上に巻回して用いられている。
【０００４】
また、半導電性のＳｉＣ塗料は電機子コイル絶縁層上に炭化ケイ素粒子を電界緩和剤としてコイル絶縁層上に塗布している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
中型機回転機コイルに非線形高抵抗コロナシールドを適用すると、製品評価を決める指標の誘電損失が大きくなる。これは、中型機コイルのコイル長さが１〜２ｍ程度と短く、コイルエンド絶縁層からの充電電流が急増する為、誘電正接の電圧増加分が発生することが要因であった。この電圧増加分が誘電損失の増加を招く課題があった。
【０００６】
本発明は、その誘電損失を低減することを目的とする。例えば、高抵抗コロナシールドの静電容量を高めることで、中型機コイルでの非線形高抵抗コロナシールドの適用を可能とし、電界緩和性能の良い高電圧回転機固定子コイルを提供するを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの特徴は、高抵抗コロナシールド層のＳｉＣテープからなる半導電性テープにセラミックスの粒子を含有し、この半導電性テープをコイル絶縁層の周囲に巻回することを特徴とする。
【０００８】
本発明に用いるセラミックス粒子を半導電性テープに含有させることにより電界緩和層の静電容量を大きくし、電機子コイル絶縁層の誘電損失を低減できる。
【０００９】
このセラミックス粒子として、アルミナ粒子またはジルコン粒子を使用する。アルミナ粒子，ジルコン粒子はセラミックス粒子の中でも誘電率が高く、且つ熱伝導率も良い。この高誘電率であるアルミナ粒子，ジルコン粒子は高抵抗コロナシールドの静電容量を増加させるのに適し、絶縁特性が良好な電界緩和構造に形成することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１及び図２は、この発明の実施の形態からなる高電圧回転機固定子コイルのスロット出口部の絶縁構成図である。図１はコイル導体２上にマイカを複数層巻いて構成されたコイル絶縁層３と、このコイル絶縁層の外周に巻回した半導電性テープ１からなる高抵抗コロナシールド層とを有するコイルの断面図、図２は前記した図１の縦断面図である。
【００１１】
本発明の実施形態における回転機コイルは、補強布５に炭化ケイ素粒子を含有した半硬化状の熱硬化性絶縁ワニスを塗布した従来のＳｉＣ半導電性テープ１に、アルミナ粒子及び、またはジルコン粒子のセラミックス粒子４を含有させ、この半導電性テープ１をコイル絶縁層３の周囲に巻回した。
【００１２】
前記実施例において、ＳｉＣからなる半導電性テープ１を用いているが、図３のように半導電性テープ１の上にアルミナ粒子、またはジルコン粒子のセラミックス粒子４を含有したＳｉＣ半導電性塗料６を塗布してもよい。これにより静電容量は更に増大させることが出来、更なるコイル絶縁層の誘電損失低下が可能となる。
【００１３】
図４は中型機コイルエンドを非線形抵抗特性の高抵抗コロナシールド構成とした時の印加電圧に対する誘電正接の電圧増加分誘電損失を示す特性図である。
【００１４】
ここで実線Ａは非線形抵抗特性の高抵抗コロナシールドの誘電損失特性を示す。コイル長さの短い中型機コイルでは、絶縁特性の良い高抵抗コロナシールドでも誘電損失が大きくなる。
【００１５】
これに対し実線Ｂは、本発明のセラミックス粒子４を含有した半導電性テープ１を用いたコイルの誘電損失特性を示す。セラミックス粒子４により、高抵抗コロナシールド層の静電容量が高まる為、コイルエンドからの充電電流の位相を進ませ、誘電正接の電圧増加分誘電損失を低減することが出来る。
【００１６】
図５は半導電性テープ１に含有したセラミックス量に対しての静電容量を示す特性図である。図５のようにセラミックス量を増加すると、半導電性テープ１の静電容量は、ある一定量まで増加する。静電容量の増加は、コイル絶縁層の誘電損失低減となる為、セラミックス量は多く混入する程良い。しかし、中型機コイルの高抵抗コロナシールドは寸法も短い為、この静電容量の飽和する時の、半導電性テープ重量１００％に対して６０〜７０重量％のセラミックス量を含有することが好ましい。
【００１７】
図６は半導電性テープ１に含有したセラミック量に対しての誘電損失との関係を示す特性図である。図６のようにセラミックス量を増加することにより、１１ｋＶ印加電圧時の誘電損失は、半数値以下低下することが出来る。
【００１８】
高抵抗特性のＳｉＣプリプレグテープにセラミックス粒子を含有した半導電性テープを用いることにより、図４の実線Ｂで示すように誘電損失を低下することが出来、最適な非線形性高抵抗コロナシールド構造である高電圧回転機固定子コイルを得ることが出来る。
【００１９】
また、本明細書記載の高電圧とはＪＩＳ規格で規定されており、交流１０００Ｖ，直流１５００Ｖ又は波高値１５００Ｖを超える電圧である。同様に、高抵抗コロナシールドにおける高抵抗とは表面抵抗率が１ｋＶ／ｍｍ未満で１０^９Ω　〜
１０^１０Ωである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、コイル絶縁層の誘電損失増加を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例になる回転機コイルを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例となる回転機コイルの縦断面図である。
【図３】本発明の実施例となる回転機コイルの縦断面図である。
【図４】本発明の実施例を示す誘電損失特性と従来の誘電損失特性の比較図。
【図５】本発明の実施例となる半導電性テープに含有したセラミックス量と静電容量の特性図。
【図６】本発明の実施例となる半導電性テープに含有したセラミックス量と誘電損失の特性図。
【符号の説明】
１…半導電性テープ、２…コイル導体、３…コイル絶縁層、４…セラミックス粒子、５…補強布、６…ＳｉＣ半導電性塗料。

Claims

導体と、該導体の周囲に設けられた絶縁層と、該絶縁層の周囲に設けられた
ＳｉＣ半導電性テープとを有し、前記ＳｉＣ半導電性テープはセラミック粒子を含有することを特徴とする電気機器。
請求項１において、セラミックス粒子は、アルミナ粒子及び、またはジルコン粒子を含有することを特徴とするＳｉＣ半導電性テープ。
請求項２において、ＳｉＣ半導電性テープ重量に対して６０〜７０重量％のセラミックス粒子を含有するＳｉＣ半導電性テープ。
請求項１記載の電気機器は、回転子コイルである電気機器。