JP2606973B2 - コンデンサブッシングの製造方法。 - Google Patents

コンデンサブッシングの製造方法。

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JP2606973B2
JP2606973B2 JP3028962A JP2896291A JP2606973B2 JP 2606973 B2 JP2606973 B2 JP 2606973B2 JP 3028962 A JP3028962 A JP 3028962A JP 2896291 A JP2896291 A JP 2896291A JP 2606973 B2 JP2606973 B2 JP 2606973B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は変圧器、リアクトル等
の電力用の電気機器に使用されるコンデンサブッシン
グ、特にレジンを含浸させるコンデンサブッシングの
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】レジンを含浸させるコンデンサブッシン
グのコンデンサコア1は、図7に示すように、中心コン
ダクタ2と内部絶縁の主体となる絶縁材シート3中に厚
さ10μ程度の多数の導電材シート4を同心円筒状に配
置し、熱硬化性のレジン5を含浸させて形成している。
特にレジン5中にボイド(空孔)が形成されていると、
コロナ発生の原因となるため、ボイドの無い構成となっ
ている。すなわち、レジンを含浸する際に、絶縁材シー
ト3中にボイドの発生を防ぎ、かつ迅速に含浸させるた
め、従来の絶縁材シート3では、図8に示すように実厚
さが150μ程度でこれを細かく凹凸状に折り曲げて縮
ませ、見掛けの厚さを500μとした縮緬状のクレープ
紙を使用していた。そして、レジンを含浸させる工程
は、被含浸体を金型内に立てた状態にセットし、0.0
01〜0.01mmHgの高真空下で、軸方向に連通す
るクレープ紙の凹凸により形成される管路7を利用して
静かに含浸して、ボイドの無いコンデンサコア1を製造
していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のコンデ
ンサブッシングの製造方法は、前述したようにクレープ
紙の凹凸により形成される管路を利用して静かにレジン
を含浸していたが、実際にはクレープ紙又は平滑な絶縁
材シートを使用した場合に、ボイドが生じるという技術
的課題があった。
【0004】
【0005】の発明の目的は、従来のクレープ紙又
縁材シートを使用した場合にも、ボイドを生じること
がないコンデンサブッシングの製造方法を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、の発明では、中心コンダクタに巻付けたそれ自身
毛細管力が働く細隙を有する絶縁材シートと、該絶縁材
シート間に介挿した導電材シートとからなる被含浸体を
成形金型内に挿入してセットし、液状のレジンを含浸す
るに際し、絶縁材シート自身の細隙を毛管現象により上
昇する毛管液面の上昇初速度の0.5〜2.5倍の上昇
速度をもってレジン液面を上昇させている。
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】 の発明では、下側から液状のレジンを含浸す
るに際し、絶縁材シート自身の細隙中を毛管現象により
上昇する毛管液面の上昇初速度の0.5〜2.5倍の上
昇速度をもってレジン液面を上昇するので、ボイドを生
じること無く、レジンを含浸することができる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1〜6に基づ
いて詳細に説明する。一般に、絶縁材シートの種類、含
浸する樹脂の種類及び粘度等により、レジンの含浸性は
変化する。このため発明者は、毛細管力によるレジン含
浸性の試験を行い、図3〜5の試験結果を得た。最初
に、この試験とその結果について説明する。
【0011】図3(a)〜図3(b)は、大気圧の下で
シャーレ(図示せず)に各試料を立てて保持し、これに
液体のエポキシ樹脂(粘度:20cpoise)を所定
深さまで流し込み、毛細管力により含浸させた試験結果
を示している。ここで、図3(a)の試料aは厚さ24
0μ,嵩密度477(g/cm .m2)の表面が平滑なポリエス
テル不織布である。図3(b)の試料bは厚さ320
μ,嵩密度441(g/cm .m2)の表面が平滑なポリエステ
ル不織布である。また、図3(c)の試料cは見掛け厚
さ500μの従来からレジン含浸ブッシンクに使用され
ている嵩密度6500(g/cm .m2)の植物繊維からなるク
レープ紙である。これによると、試料a〜c共に液面か
ら約5mm以下ではボイドの形成が見られない。この理
由は、試料a〜cのシート内部には毛細管力が働く間隙
に粗密があるが、この差はさほど大きくないため、比較
的均一の上昇速度でレジンが上昇し、ボイドが発生して
いない。
【0012】一方、液面から5mm以上の部位ではボイ
ドが形成された状態で含浸されている。これは上昇高さ
が高くなるに従って、含浸高さの差が大きくなり、これ
に伴って、早く上昇したレジンが遅い部分を取り囲み、
ここに気泡が閉じ込められるためと考えられる。また、
試料a,bでのボイドは小さく、試料cでのボイドは大
きく発生している。これは、試料a,bの不織布表面が
滑らかであるため、不織布と不織布との間に形成される
間隙も内部の間隙と余り差がないため、全体として均一
に上昇するに対し、クレープ紙では、紙面が凹凸に形成
されているため、クレープ紙とクレープ紙との間に大き
な間隙と小さな間隙が形成されている。このため、小さ
な間隙では上昇速度が早く、大きな間隙では上昇速度が
遅く、上昇速度の差が大きいため、大きなボイドの発生
原因となるものと考えられる。
【0013】この試験結果から表面の形状に影響される
こと無く、毛細管力によりレジンを含浸させた場合に
は、レジン液面から5mm以内ではボイドが発生しない
ことを確認した。また、図4,5は、図3に示した試験
条件と同様の試験を行い、毛細管力により上昇するエポ
キシ樹脂液の上昇高さと時間との関係を表したものであ
る。図5は、5分経過するまでのエポキシ樹脂液の含浸
する上昇高さを示し、各試料の初期の上昇速度を求めた
ものである。
【0014】さらに、発明者は、大気圧の下でガラス製
シリンダに長さ10cmの各試料を立てて保持し、毛細
管力により上昇するエポキシ樹脂液と、流し込んだエポ
キシ樹脂液の液面との差が生じないようにエポキシ樹脂
を流し込む試験を行った。この結果、長さ10cmの各
試料のいずれもボイドを発生すること無く含浸すること
を確認した。
【0015】以上の試験から、 毛細管力のみによる
含浸では、液面から5mm以下ではボイドを生じること
が無い。 毛細管力による含浸速度に合わせて、液面
を上昇させるとボイドを生じることがない。の二つの知
見が得られた。
【0016】以下、この知見に基づいた一実施例を図
1,2により説明する。図1は成形金型11と、これに
組み立てられた含浸前のコンデンサコア1(以下、被含
浸体1aと云う)を示す。成形金型11は、円筒金型1
2と、その下部及び上部に螺合された下キャップ金型1
3及び上キャップ金型14とからなり、内部に成形面を
形成している。この成形金型11は図示しない加熱装置
内に立設されている。
【0017】下キャップ金型13には、レジンを注入す
る注入管15が装着され、被含浸体1aの中心コンダク
タ2の下端部を収納する凹部16が形成されている。上
キャップ金型14には、成型金型11内を排気する排気
管17が装着され、被含浸体1aの中心コンダクタ2の
上端部を収納する凹部18が形成されている。この成形
金型11は、図2に示されるように、注入管15により
注入されるレジンを供給するレジンタンク19に連結さ
れ、また排気管17は真空ポンプ20に連結されてい
る。レジンタンク19内には液状の熱硬化性エポキシ樹
脂からなるレジンが貯留されている。また、レジンタン
ク19にはレジンに巻き込まれた空気を排出するための
真空ポンプ21と、レジンの撹拌装置22が設けられて
いる。
【0018】レジンタンク19の下部には注入管15が
接続され、成形金型11にレジンを供給可能としてい
る。注入管15の中間にはチューブポンプ24が配置さ
れ、レジンを成形金型11内に一定量ずつ供給可能とし
ている。また、成形金型11と真空ポンプ20を連結す
る排気管17の途中には、該金型11からオーバーフロ
ーしたレジンを補集する溜26が配置されている。27
〜31はバルブである。
【0019】次に、前記のように構成された装置により
コンデンサブッシングを製造する方法について説明す
る。まず、成形金型11内でレジンを含浸させる被含浸
体1aは、従来からの方法に準じて形成する。すなわ
ち、棒状の中心コンダクタ2の軸方向中央部にこれより
幅の狭い長尺の絶縁材シート3を所定数巻付ける。この
絶縁材シート3としては、従来使われていた縮緬状のク
レープ紙と異なり、自身に毛細管力が作用する細隙を有
する平滑なポリエステル不織布が用いられている。この
絶縁材シート3は、ニードルパンチ製法により製造され
た繊維が立体的に絡み合っている布厚さ320μ,嵩密
度441(g/cm m2) を使用した。
【0020】次に、絶縁材シート3を所定数巻付けた
後、厚さ10μ程度のアルミ箔からなる導電材シート4
(巻き込まれた時、ひと回りする長さに切ったもの)を
絶縁材シート3上に載せて一緒に巻き込む。さらに、絶
縁材シート3を所定数巻付けた後、次の導電材シート4
を絶縁材シート3上に載せて一緒に巻き込み、この動作
を順次繰り返すことにより導電材シート4を同心円筒状
に巻き付け、所定枚数(10〜15枚)の導電材シート
4を挿入する。同心円筒状に介挿された導電材シート4
の相互の間隙は肉厚方向の寸法で約1.7〜2.0mm
になっている。
【0021】以上のようにして中心コンダクタ2の軸方
向中央部に絶縁材シート3及び導電材シート4が巻き付
けられ、被含浸体1a(含浸前のコンデンサコア1)が
形成される(図1参照)。特に、この実施例では、絶縁
材シート3は、クレープさせていない平滑なポリエステ
ル製の不織布を使用しているため、十分な枚数の導電材
シート4をコンパクトに巻付けたものとなる。
【0022】次に、前記のように形成された被含浸体1
aにレジンを含浸する方法を説明する。 被含浸体1a
は、図1に示すように、下キャップ金型13に形成され
た凹部16と、上キャップ金型14に形成された凹部1
8に中心コンダクタ2の上下両端部がそれぞれ嵌め込ま
れて、成型金型11内に立設される。
【0023】次に、真空ポンプ20が駆動され、成型金
型11内の空気が排気されるとともに、図示しない加熱
装置により成型金型11内が加熱され、レジンタンク1
9内には液状レジンが溜められた状態で、撹拌装置22
及び真空ポンプ21が駆動されると、レジンが真空撹拌
脱泡される。真空撹拌脱泡終了後にバルブ30が閉じら
れ攪拌装置22及び真空ポンプ21が停止され、バルブ
31及びバルブ32が開けられる。
【0024】次いで、チューブポンプ24が駆動されて
所定量の液状レジンが注入管15を経て成型金型11
底部側から金型内に供給され、供給量に応じて液面上昇
速度がコントロールされる。成型金型11内に液状レジ
ンが充填された後、チューブポンプ24を停止してバル
ブ32を閉める。そしてバルブ27が閉じられ真空ポン
プ20が停止され、バルブ28が開放され、この状態で
液状レジンが硬化される。
【0025】十分に熱硬化された後、上キャップ金型1
4を取り外し、含浸されたコンデンサコア1を成形金型
11から取り出して、ボイドの有無を調べた。上記した
方法により、試料1〜試料13の含浸試験を行った。そ
の各試料は、表1に示す通りである。
【0026】
【表1】
【0027】ここで、供給されるレジンはエポキシ樹脂
の含有率の異なるジグリシジルエーテル型樹脂を混合し
て粘度を調整し、これに酸無水物硬化剤を加えたものを
含浸樹脂とした。また、毛管上昇初速度は、図5のデー
タを求めた場合と同様にして、各試料の毛管上昇高さと
経過時間との関係から求めた。
【0028】また、含浸された各試料1〜13を観察
し、ボイドの存在を調査した。この結果、液面上昇速度
(B)と毛管上昇初速度(A)との比B/Aが3.0の
試料1,9では、筒状のボイドが発生していた。また比
B/Aが0.5未満の試料5,13では球状のボイドが
発生していた。一方、比B/Aが0.5〜3.0未満の
範囲にある試料2〜4,6〜8,10〜12では、ボイ
ドの発生が見られなかった。
【0029】これから、絶縁材シート3中を毛管現象に
より上昇する毛管液面の上昇速度の0.5〜3.0の範
囲内の上昇速度をもってレジン液面を上昇した試料試料
2〜4,6〜8,10〜12では、ボイドを発生させる
こと無く含浸できることが判明した。この実施例では、
絶縁材シート3を厚さ320μの薄い細隙を有する平滑
なポリエステル不織布を用いたため、導電材シート4が
絶縁材シート3に密着して平滑に配置されるとともに、
充分な枚数の導電材シート4を介装しても、細径のコン
デンサコア1とすることができる。
【0030】なお、この実施例では、全て平滑な絶縁材
シート3により構成したコンデンサブッシングの例を示
したが、導電材シート4を挟着する部位のみを平滑とし
てもよい。また、この実施例では、平滑な絶縁材シート
3を用いた被含浸体1aへのレジン含浸方法について述
べたが、クレープ紙を使用した被含浸体1aに適用して
もボイドのないコンデンサブッシングを製造することが
できる。
【0031】また、この実施例では、レジン含浸の際に
成形金型11内を真空とした例を示したが、必ずしも真
空とする必要はなく、キャップ金型14の上部にエア抜
きを設ける構成としてもよい。
【0032】
【0033】
【発明の効果】 の発明では、成形金型内に挿入セット
した被含浸体に液状のレジンを充填し、絶縁材シート自
身の細隙中を毛管現象により上昇する毛管液面の上昇初
速度の0.5〜2.5倍の上昇速度をもってレジン液面
を上昇することにより、ボイドのないコンデンサブッシ
ングを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】被含浸体を装着した状態の成形金型の断面図。
【図2】製造装置の管路図。
【図3】図3(a)は厚さ240μの不織布中を毛細管
力により浸透したレジンの状態を示す説明図、図3
(b)は厚さ320μの不織布中を毛細管力により浸透
したレジンの状態を示す説明図、図3(c)は見掛け厚
さ500μのクレープ紙中を毛細管力により浸透したレ
ジンの状態を示す説明図。
【図4】毛管現象により上昇するレジン液面と時間との
関係を示すグラフ。
【図5】毛管現象により上昇するレジン液面と時間との
関係を示すグラフ。
【図6】コンデンサコアの一部の拡大断面図。
【図7】コンデンサコアの概略図。
【図8】従来のコンデンサコアの一部の拡大断面図。
【符号の説明】 1コンデンサコア、1a…被含浸
体、中心コンダクタ、3絶縁材シート、4導電
材シート、5レジン、11成形金型、12…円筒金
型、13…下キャップ金型、14…上キャップ金型。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心コンダクタに巻付けたそれ自身毛細
    管力が働く細隙を有する絶縁材シートと、該絶縁材シー
    ト間に介挿した導電材シートとからなる被含浸体を成形
    金型内に挿入してセットし、液状のレジンを含浸するに
    際し、絶縁材シート自身の細隙を毛管現象により上昇す
    る毛管液面の上昇初速度の0.5〜2.5倍の上昇速度
    をもってレジン液面を上昇することを特徴とするコンデ
    ンサブッシングの製造方法。
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