JP6636220B1 - 液状硬化性樹脂組成物、固定子コイル、回転電機及び回転電機の異常過熱発生検出方法 - Google Patents

Abstract

マトリクス樹脂と、１５０℃以上２００℃以下の温度で熱分解してフランガスを発生する添加剤とを含む液状硬化性樹脂組成物。

Description

本発明は、液状硬化性樹脂組成物、固定子コイル、回転電機及び回転電機の異常過熱発生検出方法に関する。

従来、ガス封入電力機器内のガスを調べることによって、ガス封入電力機器の内部で使用されている材料の診断を行う方法が知られている。このような診断に用いる装置として、例えば、米国のEnvironment One社のGenerator Condition Monitorが市販されている。また、特許文献１には、発電機内部循環ガスの質量スペクトルデータと、発電機を構成する材料の試料を加熱処理した熱分解ガス質量スペクトルデータとを、マハラノビス距離を用いたクラスタ分析によって照合することにより、発電機を構成する材料のうち、過熱されている材料を特定することを含む発電機の異常過熱診断方法が開示されている。

特開２００３−３２９６２７号公報

特許文献１は、絶縁材料の熱分解生成物を検出対象としている。そのため、異常過熱により熱分解生成物が検出されたときには絶縁材料の熱劣化が既に進行しているという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、樹脂の熱劣化が進行する前に、回転電機における異常過熱の発生を迅速に検出することのできる液状硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明は、マトリクス樹脂と、１５０℃以上２００℃以下の温度で熱分解してフランガスを発生する添加剤とを含むことを特徴とする液状硬化性樹脂組成物である。

本発明によれば、樹脂の熱劣化が進行する前に、回転電機における異常過熱の発生を迅速に検出することのできる液状硬化性樹脂組成物を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る固定子コイルの斜視断面図である。 本発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子の要部を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子の要部を模式的に示す図である。 本発明の一実施の形態に係る回転電機の異常過熱により発生したフランガスの検出方法を説明する図である。 実施例１の絶縁膜の加熱温度と発生したフランガス濃度との関係を示す図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る液状硬化性樹脂組成物は、マトリクス樹脂と、１５０℃以上２００℃以下の温度で熱分解してフランガスを発生する添加剤とを含有するものである。

マトリクス樹脂は、ワニス含浸用、注型用又は塗料用に使用される樹脂であれば特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ケイ素樹脂などが挙げられる。感光性樹脂としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリエステル・アルキド樹脂などが挙げられる。なお、これらから選択される２種以上の樹脂の混合物を用いてもよい。これらの中でも、熱硬化性樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がより好ましい。エポキシ樹脂は、一分子当たり２個以上のエポキシ基を有するエポキシ化合物からなるものである。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型ポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、フェノール−ノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾール−ノボラック型エポキシ樹脂、トリス（ヒドロキシフェニル）メタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂などのグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとカルボン酸との縮合によって得られるグリジジルエステル型エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアネート又はエピクロルヒドリンとヒダントイン類との反応によって得られるヒダントイン型エポキシ樹脂のような複素環式エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせた混合物で用いてもよい。

マトリクス樹脂は、液状硬化性樹脂組成物に対して、２０質量％以上８０質量％以下含有されることが好ましい。マトリクス樹脂の含有量が上記範囲外であると、硬化物の耐熱性及び強度が低下したり、成形性に問題が生じることがある。

マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の硬化剤及び硬化促進剤を必要に応じて併用してもよい。エポキシ樹脂の硬化剤は、エポキシ樹脂と化学反応してエポキシ樹脂を硬化させるものである。このような硬化剤としては、エポキシ樹脂を硬化させるものであれば適宜使用することができ、その種類は特に限定されるものではない。硬化剤としては、例えば、エチレンジアミン、ポリアミドアミンなどのアミン系硬化剤、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、４−メチルテトラヒドロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸などの酸無水物系硬化剤などが挙げられる。また、エポキシ樹脂の硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化速度を上げるものである。このような硬化促進剤は、エポキシ樹脂の硬化を促進させるものであれば適宜使用することができ、その種類は特に限定されるものではない。

フランガスを発生する添加剤としては、１５０℃以上２００℃以下の温度で熱分解してフランガスを発生するものであれば限定されない。このような添加剤としては、フラン化合物（フリル基含有化合物）とジエノフィル（親ジエン体）とがディールス・アルダー（Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ）反応することにより架橋した下記のオキサノルボルネン構造を有する化合物が挙げられる。

フラン化合物の一つであるフラン（化学式：Ｃ₄Ｈ₄Ｏ）とは、４個の炭素原子と１個の酸素原子とから構成され、炭素間の２重結合を２個有する複素環式芳香族化合物である。他のフラン化合物としては、２−メチルフラン、３−メチルフラン、２−エチルフラン、３−エチルフラン、２−プロピルフラン、３−プロピルフラン、２−へキシルフラン、３−へキシルフラン、２−ペンチルフラン、３−ペンチルフラン、２−メトキシフラン、２−（ヒドロキシメチル）フラン、３−（ヒドロキシメチル）フラン、フルフラール、２−ブロモフラン、３−ブロモフラン、２−アセチルフラン、２，３−ジメチルフラン、２，５−ジメチルフラン、２−アセチル−５−メチルフラン、２，５−ジホルミルフラン、２，５−ジフェニルフラン、５−ホルミル−２−フランカルボン酸、５−メチル−２−フルアルデヒドなどが挙げられる。フラン化合物は、官能基の導入が容易であり、他のジエン類に比べて二量化しにくく且つ溶解性に優れるため取り扱いが容易である。そのため、フラン化合物とジエノフィルとのディールス・アルダー反応を安定的に制御することが可能である。

ジエノフィルとしては、マレイン酸誘導体、マレイミド誘導体、スチレン誘導体などが挙げられる。マレイン酸誘導体としては、例えば、無水マレイン酸が挙げられる。マレイミドは、マレイン酸がイミド化した５員環構造を有している。マレイミドのＮＨ部位の水素が、アルキル、アリールなどで置換したものでもよい。マレイミド誘導体としては、マレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルマレイミド、Ｎ−ペンチルマレイミド、Ｎ−へキシルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−メトキシカルボニルマレイミド、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）マレイミド、Ｎ−（４−ニトロフェニル）マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、３−マレイミドプロピオン酸、Ｎ−メトキシカルボニルマレイミド、４−マレイミド酪酸、Ｎ−プロパルギルマレイミド、Ｎ−（３−マレイミドプロピオニルオキシ）スクシンイミド、Ｎ，Ｎ’−１，３−フェニレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンジマレイミド、４，４’−ビスマレイミドジフェニルメタン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、１，６−ビス（マレイミド）ヘキサン、ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン、１，２−ビス（マレイミド）エタン、１，４−ビス（マレイミド）ブタン、Ｎ−（４−アミノフェニル）マレイミド、１，８−ビス（マレイミド）ジエチレングリコール、１，１１−ビス（マレイミド）−３，６，９−トリオキサウンデカン、ビス（２−マレイミドエチル）ジスルフィドなどが挙げられる。スチレン誘導体としては、例えば、スチレン、１−メチル−２−ビニルベンゼン、１−エチル−２−ビニルベンゼン、１−プロピル−２−ビニルベンゼン、１−メチル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−３−ビニルベンゼン、１−プロピル−３−ビニルベンゼン、１−エチル−４−ビニルベンゼン、１−プロピル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−４−ビニルベンゼン、１，３−メチル−４−ビニルベンゼン、１，４−メチル−４−ビニルベンゼン、１，２−エチル−４−ビニルベンゼン、１，３−エチル−４−ビニルベンゼン、１，４−エチル−４−ビニルベンゼン、１，２−メチル−５−ビニルベンゼン、１，３−メチル−５−ビニルベンゼン、１，４−メチル−５−ビニルベンゼン、１，２−エチル−５−ビニルベンゼン、１，３−エチル−５−ビニルベンゼン、１，４−エチル−５−ビニルベンゼン、１，２−メチル−６−ビニルベンゼン、１，３−メチル−６−ビニルベンゼン、１，４−メチル−６−ビニルベンゼン、１，２−エチル−６−ビニルベンゼン、１，３−エチル−６−ビニルベンゼン、１，４−エチル−６−ビニルベンゼン、２−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、３−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、４−ｔｅｒｔ−ブチルスチレンなどが挙げられる。

フラン化合物とジエノフィルとのディールス・アルダー反応生成物は、フラン化合物とジエノフィルとを１：１〜２：１のモル比で混合し、室温から８０℃で１２時間以上撹拌することにより得ることができる。ディールス・アルダー反応を行う際には、作業性を向上させるために溶剤を用いてもよい。このような溶剤としては、アルコール、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、ケトン、エーテル、エーテルエステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられる。フラン化合物とジエノフィルとのディールス・アルダー反応生成物の生成は、反応終了後に溶剤を除去し、クロマトグラフィーにより精製した後、核磁気共鳴（ＮＭＲ）スペクトル測定により確認することができる。

フランガスを発生する添加剤は、液状硬化性樹脂組成物に対して、１０質量％以上５０質量％以下含有されることが好ましい。フランガスを発生する添加剤の含有量が１０質量％未満であると、フランガスの発生が不十分となることがある。一方、フランガスを発生する添加剤の含有量が５０質量％超であると、マトリクス樹脂が十分に硬化しないことがある。

本実施の形態に係る液状硬化性樹脂組成物には、作業性を向上させるため、希釈溶剤を添加してもよい。このような希釈溶剤としては、アルコール、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステル、ケトン、エーテル、エーテルエステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などが挙げられる。

本実施の形態に係る液状硬化性樹脂組成物は、上記した各成分を混合することにより調製することができる。本実施の形態に係る液状硬化性樹脂組成物は、誘導電動機、タービン発電機などの高圧回転機で用いられる固定子に組み込まれる固定子コイルに含浸される樹脂組成物、及びガラスクロス、不織布などの絶縁基材に含浸される樹脂組成物として用いることができる。特に、本実施の形態に係る液状硬化性樹脂組成物は、高圧回転機で用いられる固定子コイルの含浸用樹脂組成物として好適である。

本実施の形態に係る液状硬化性樹脂組成物の硬化方法は、特に限定されるものではないが、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂である場合、熱硬化性樹脂の種類に応じて、常温で硬化させてもよいし、加熱硬化させてもよい。液状硬化性樹脂組成物を常温で硬化させる場合、２０℃以上で１２時間以上静置すればよい。液状硬化性樹脂組成物を加熱硬化させる場合、１００℃以上１３０℃以下で１時間以上１２時間以下加熱することが好ましい。

実施の形態２．
実施の形態２に係る固定子コイルは、コイル導体と、コイル導体の周囲に設けられた絶縁層とを備え、この絶縁層が、実施の形態１において説明した液状硬化性樹脂組成物の硬化物を含むものである。コイル導体としては、絶縁被膜を有する電線あるいはガラステープなどの絶縁材で被覆された平角形状の金属素線を積層したものを用いることができる。

図１に示すように、コイル導体１と絶縁層２とを有する固定子コイルは、固定子鉄心３の内周側に形成された複数のスロット４内で上下２段に収納されている。これらの固定子コイル間には、スペーサー５が挿入されている。スロット４の開口端部には、固定子コイルを固定するためのウェッジ６が挿入されている。

このような構造を有する固定子コイルは、以下のようにして製造される。
まず、絶縁被覆７された複数の素線８を束ねて構成されたコイル導体１の外周部に、絶縁テープを一部（例えば、絶縁テープの幅の半分の部分）が互いに重なるように複数回巻き付ける。ここで、コイル導体１を構成する素線としては、導電性であれば特に限定されず、銅、アルミニウム、銀などからなる素線を用いることができる。

次に、コイル導体１に巻き付けた絶縁テープに液状硬化性樹脂組成物を含浸させる。ここで、含浸に用いられる液状硬化性樹脂組成物としては、実施の形態１において説明したものを用いることができる。含浸方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。含浸方法の例としては、真空含浸、真空加圧含浸、常圧含浸などが挙げられる。含浸の際の条件は、特に限定されることはなく、使用する液状硬化性樹脂組成物に応じて適宜調整すればよい。なお、平角状の金属素線でなく、絶縁被膜を有する電線を用いた場合は絶縁テープを具備していなくてもよい。

最後に、含浸させた液状硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、液状硬化性樹脂組成物の硬化物を含む絶縁層２を形成する。硬化方法としては、特に限定されるものではないが、マトリクス樹脂が熱硬化性樹脂である場合、１００℃以上１３０℃以下で１時間以上１２時間以下加熱することが好ましい。

本実施の形態に係る固定子コイルは、フランガスを発生する添加剤が絶縁層に含まれるため、固定子コイルで異常過熱が発生するとフランガスが放出される。このフランガスをガスセンサなどで検出することにより、絶縁層の熱劣化が生じる前に回転電機を停止させることができる。そのため、本実施の形態に係る固定子コイルを備える回転電機は、異常過熱による重大なトラブルの発生を事前に回避することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機は、実施の形態２において説明した固定子コイルを回転電機の固定子に組み込んだものである。

図２及び３は、回転電機の固定子の要部を模式的に示す図である。図２は、回転電機の固定子の回転軸に沿った断面を示す図（横断面図）である。図３は、回転電機の固定子の回転軸に直交する断面を図２の矢印Ａ方向から見た図（縦断面図）である。図２及び３において、回転電機の固定子は、回転子を収納する円筒状の固定子鉄心３と、固定子鉄心３を軸方向に締付ける複数（この例では８本）の鉄心締付部材９と、固定子鉄心３を鉄心締付部材９の上から中心部方向に締付けて保持する軸方向に平な複数（この例では４箇所）の保持リング１０と、固定子鉄心３の周りの間隔をあけて包囲する円筒状のフレーム１１と、リング状の複数（この例では５箇所）の中枠部材１２と、ばね板からなる複数（この例では４本）の弾性支持部材１３とを備えている。鉄心締付部材９は、固定子鉄心３の外周部に周方向に所定間隔をあけて設けられている。保持リング１０は、固定子鉄心３の外周部に軸方向に所定間隔をあけて設けられている。中枠部材１２は、フレーム１１の内面に軸方向に所定間隔をあけて軸心方向に突出している。弾性支持部材１３は、隣り合う中枠部材１２の相互に固定されてその軸方向中央部で保持リング１０に固定されている。

図２及び３に示される固定子は、例えば、タービン発電機の電機子を構成するものである。固定子鉄心３の内周部には軸方向に形成されたスロット４が周方向に所定数設けられ、そのスロット４内には固定子コイルが配置されている。

タービン発電機などの回転電機においては、異常発生の早期検知及び対策が求められている。実施の形態２で説明した固定子コイルをタービン発電機などの回転電機の固定子に適用することにより、固定子コイルで異常過熱が発生するとフランガスが放出される。このフランガスをガスセンサなどで検出することにより、絶縁層の熱劣化が生じる前に回転電機を停止させることができる。そのため、本実施の形態に係る固定子を備える回転電機は、異常過熱による重大なトラブルの発生を事前に回避することができる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る回転電機は、実施の形態３において説明した回転電機がフランガスを検出可能なガスセンサを更に備えるものである。

図４は、回転電機の異常過熱により発生したフランガスの検出方法を説明する図である。回転電機１４では、回転電機１４を冷却するガスの流路の高圧部１５と回転電機１４を冷却するガスの流路の低圧部１６との間がサンプリング配管１７で接続されている。サンプリング配管１７の途中には、フランガス濃度を測定するためのガスセンサ１８が設置されている。ここで、ガスセンサ１８は、フランガス濃度を測定することができるものであれば特に限定されるものではないが、低濃度のフランガスを迅速に検出することができるという観点から、光イオン化検出器（Photo Ionization Detector：PID）であることが好ましい。このように構成された回転電機１４において１５０℃〜２００℃の異常過熱が発生すると、絶縁層２に含まれる添加剤が、以下に示される逆ディールス・アルダー反応により、フランとジエノフィルとに分解される。

逆ディールス・アルダー反応により生成したフランガスの濃度が、例えば、１０００ｐｐｍ以上となると、ガスセンサ１８によりフランガスの濃度上昇として検出することができる。ガスセンサ１８によりフランガスの濃度上昇が検出されたときに異常過熱発生と判定し、回転電機１４を停止する。このように、冷却ガス中のフランガス濃度を監視することにより、回転電機１４における絶縁層２の異常過熱発生の有無を知ることができる。

なお、実施の形態１において説明した液状硬化性樹脂組成物は、実施の形態２において説明した固定子コイル及び実施の形態３において説明した回転電機だけではなく、各種モータ、発電機などの回転電機における固定子及び回転子のコイル用絶縁用途に適用可能である。これらのコイル用絶縁用途に適用することで、絶縁性を向上させると共に、異常過熱の発生を検出することができる。

以下、本発明の液状硬化性樹脂組成物について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。

＜実施例１＞
フラン（東京化成工業株式会社製）とビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン（大和化成工業株式会社製ＢＭＩ−５１００）とを１：１のモル比でテトラヒドロフランに溶解させ、８０℃で２４時間加熱することにより、油状のディールス・アルダー反応生成物を調製した。得られた反応生成物１５質量部に対して、マトリクス樹脂としてのエポキシ樹脂（関西ペイント株式会社製ミリオン）８０質量部と溶剤（大日本塗料株式会社製エポニックスシンナーＢ（キシレン５０〜６０質量％とメチルイソブチルケトン１０〜２０質量％とイソブチルアルコール１０〜２０質量％との混合物））５質量部とを添加した後、撹拌することにより、実施例１の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜実施例２＞
フラン（東京化成工業株式会社製）とビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン（大和化成工業株式会社製ＢＭＩ−５１００）とを２：１のモル比でテトラヒドロフランに溶解させたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜実施例３＞
フランの代わりに２，５−ジメチルフラン（東京化成工業株式会社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜実施例４＞
エポキシ樹脂（関西ペイント株式会社製ミリオン）８０質量部の代わりに、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社製ＪＥＲ８２８）４０質量部と硬化剤としての３ｏｒ４−メチル−ヘキサヒドロ無水フタル酸（日立化成株式会社製ＨＮ−５５００）３９質量部と硬化促進剤としてのイミダゾール（四国化成工業株式会社製２Ｅ４ＭＺ）１質量部との混合物を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜比較例１＞
フラン（東京化成工業株式会社製）１０質量部に対して、マトリクス樹脂としてのエポキシ樹脂（関西ペイント株式会社製ミリオン）８０質量部と溶剤（大日本塗料株式会社製エポニックスシンナーＢ（キシレン５０〜６０質量％とメチルイソブチルケトン１０〜２０質量％とイソブチルアルコール１０〜２０質量％との混合物））５質量部とを添加した後、撹拌することにより、比較例１の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜比較例２＞
ビス（３−エチル−５−メチル−４−マレイミドフェニル）メタン（大和化成工業株式会社製ＢＭＩ−５１００）１５質量部をテトラヒドロフラン５０ｍＬに分散させたものと、マトリクス樹脂としてのエポキシ樹脂（関西ペイント株式会社製ミリオン）８０質量部とを混合した後、テトラヒドロフランを減圧下で留去した。次いで、溶剤（大日本塗料株式会社製エポニックスシンナーＢ（キシレン５０〜６０質量％とメチルイソブチルケトン１０〜２０質量％とイソブチルアルコール１０〜２０質量％との混合物））５質量部を添加した後、撹拌することにより、比較例２の液状硬化性樹脂組成物を調製した。

＜評価試験＞
実施例１〜４、比較例１及び比較例２の液状硬化性樹脂組成物それぞれを用いて絶縁膜を作製した。具体的には、実施例１〜３、比較例１及び比較例２の各液状硬化性樹脂組成物を２５×５０ｍｍサイズのアルミニウム板上に塗布した後、２５℃で２４時間静置することにより、液状硬化性樹脂組成物を硬化させ、平均厚み２００μｍの絶縁膜を有する評価用試験片を作製した。また、実施例４の液状硬化性樹脂組成物を２５×５０ｍｍサイズのアルミニウム板上に塗布した後、１２０℃で８時間加熱することにより、液状硬化性樹脂組成物を硬化させ、平均厚み２００μｍの絶縁膜を有する評価用試験片を作製した。

得られた評価用試験片について、以下のようにして過熱発生の検出可否評価を行った。評価用試験片を真空検体乾燥機（アズワン株式会社）内に設置し、乾燥空気を流しながら加熱を行なった。乾燥空気の排出口付近にガスセンサとしてポータブルマルチガスモニタ（理研計器株式会社製ＧＸ−６０００）を置いた。ポータブルマルチガスモニタのＰＩＤランプを揮発性有機化合物（ＶＯＣ）検出用の１０．６ｅＶに設定した。評価用試験片を所定の温度で１０分間加熱し、ポータブルマルチガスモニタでフランガス濃度が１０００ｐｐｍ以上になった温度をフランガス検出温度とした。結果を表１に示す。

表１から分かるように、実施例１、実施例２及び実施例４の絶縁膜では、１５０℃に加熱することでフランガスが検出された。実施例３の絶縁膜では、１６０℃に加熱することでフランガスが検出された。実施例３では、電子供与性の官能基であるメチル基がフランに２個結合したフラン化合物を用いたことにより、フラン化合物とジエノフィルとの間の結合が強くなり、逆ディールス・アルダー反応が起こる温度が上昇したと考えられる。一方、比較例１の絶縁膜では、８０℃に加熱することでフランガスが検出された。これはエポキシ樹脂に添加したフランが加熱により気化したためであると考えられる。８０℃は回転電機の通常運転で達する温度であり、異常過熱には該当しない。比較例２の絶縁膜では、フランを添加していないため、２００℃以上に加熱してもフランガスは検出されなかった。

また、図５に、実施例１の絶縁膜の加熱温度（１４０℃、１５０℃、１６０℃、２００℃及び２１０℃）と発生したフランガス濃度との関係を示す。図５から分かるように、１５０℃、１６０℃及び２００℃では、逆ディールス・アルダー反応が起こり、フランガス濃度が１０００ｐｐｍ以上となることが確認された。一方、１４０℃では、フランガス濃度が４００ｐｐｍ以下であった。これはフラン化合物とジエノフィルとの間の結合状態が１４０℃では安定であり、逆ディールス・アルダー反応が進行しないためであると考えられる。また、２１０℃では、フランガス濃度が３００ｐｐｍ以下であった。これは２００℃以下の温度で逆ディールス・アルダー反応がほぼ終了し、フランガスの発生量が少なくなったためであると考えらえる。以上の結果から、実施例１の液状硬化性樹脂組成物を硬化させた絶縁膜は、１５０℃以上２００℃以下で異常過熱の発生を検出可能であることを確認した。

樹脂を含む絶縁層が２００℃を超える温度に加熱されると、樹脂の熱分解が進行する。しかし、実施例１〜４では、１５０℃以上２００℃以下で異常過熱の発生を検出可能であるため、樹脂の熱劣化が進行する前に、回転電機を停止することができる。そのため、回転電機における重大なトラブルの発生を事前に回避することができる。

１ コイル導体、２ 絶縁層、３ 固定子鉄心、４ スロット、５ スペーサー、６ ウェッジ、７ 絶縁被覆、８ 素線、９ 鉄心締付部材、１０ 保持リング、１１ フレーム、１２ 中枠部材、１３ 弾性支持部材、１４ 回転電機、１５ 高圧部、１６ 低圧部、１７ サンプリング配管、１８ ガスセンサ。

Claims (7)

1. マトリクス樹脂としてエポキシ樹脂と、１５０℃以上２００℃以下の温度で熱分解してフランガスを発生する添加剤としてフラン化合物とジエノフィルとのディールス・アルダー反応生成物とを含むことを特徴とする液状硬化性樹脂組成物。
2. 前記添加剤は、オキサノルボルネン構造を有する化合物である請求項１に記載の液状硬化性樹脂組成物。
3. コイル導体と、前記コイル導体の周囲に設けられた絶縁層とを備えた固定子コイルであって、
   前記絶縁層が、請求項１又は２に記載の液状硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことを特徴とする固定子コイル。
4. 固定子鉄心のスロット内に、請求項３に記載の固定子コイルが収納されていることを特徴とする回転電機。
5. フランガスを検出可能なガスセンサを更に備える請求項４に記載の回転電機。
6. 請求項４又は５に記載の回転電機における異常過熱の発生を検出する方法であって、
   ガスセンサによりフランガスが検出されたときに異常過熱発生と判定すること特徴とする回転電機の異常過熱発生検出方法。
7. 前記ガスセンサが、光イオン化検出器である請求項６に記載の回転電機の異常過熱発生検出方法。

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