JPH0217841A

JPH0217841A - 高電圧回転機コイル

Info

Publication number: JPH0217841A
Application number: JP16660288A
Authority: JP
Inventors: Koji Haga; 芳賀　弘二; Masao Maeda; 前田　昌男
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1990-01-22

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、高圧回転機コイルコイルことに、スロット
出口部のエンドコロナ防止層を覆う保護層の構成に関す
る。

［従来の技術〕６　ｋＶ級以上の高電圧回転機コイルでは、第３図に示
す様に、コイル絶縁膚１の表面に鉄心２との電位差を無
くするため、低抵抗のスロットコロナ防止層３が形成さ
れ、鉄心のスロット出口部分ではスロットコロナ防止層
３の端部近傍の電界集中を緩和するために、エンドコロ
ナ防止層４が施される。

このエンドコロナ防止層部分の拡大断面図を第４図に示
す。エンドコロナ防止層部は、電界を緩和する高抵抗の
エンドコロナ防止層４１と保護層４２とから成っており
、高抵抗のエンドコロナ防止層４】としては、炭化けい
素（ＳｉＣ）を含む塗料あるいはテープがあり、例えば
イソラ社の品番５ＩＢ６４２（室料）、２１？−１２（
チー７″）などが用いられる。また、保護層４２として
は、耐トラツキング。

および耐コロナ性が優れたエポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂あるいはポリウレタン樹脂などを用いて形成する方
法と、高圧回転機コイルを含浸形成させる際にエンドコ
ロナ防止層４１の表面に付着した樹脂１例えばエポキシ
樹脂などを、そのまま保護層４２と見なして用いる場合
とがある。いづれの場合も保護層４２としては、有機絶
縁材料が用いられる。なお、固定子コイル１０はスロ、
トコロナ防止層３との間に導電性のライナ：３１を介在
させて鉄心２のスロットに収納される。

（発明が解決しようとする課題〕エンドコロナ防止層の目的は二つあり、一つはサージ電
圧などの衝撃電圧に耐え有ること、すなわちフラ、シー
オーバーを防止することであり、二つ目は、常時かの）
る運転電圧において、コイルエンド部からスロットコロ
ナ防止層３の端に向かって生ずる表面コロナ放電を防止
することにある。

前者はサージなどの４人をサージアブンーバなどで抑制
できることや、設計的に沿面距離に裕度を持たせるなど
して、対策を施しであるため、エンドコロナ防止層が不
具合になったとしても、重大な損害を被むることは少な
い。しかしながら、後者の常時かかる運転電圧で生ずる
表面コロナ放電によってエンドコロナ防止層が損傷した
場合には、長い間の運転時間によってエンドコロナ防止
層と電気的に接続されているスロットコロナ防止層まで
コロナ放電が波及し、更にスロット内部に至った段階で
は、それまでのコロナ放電がスロットスパーキングに変
り、コイル絶縁層１を急速に損傷させ、重大な事故をま
ねくことが予想される。

この常時かかる運転電圧で表面コロナ放電が発生するこ
とは、非常にまれなケースであり、例えばＳｉＣの抵抗
値が適切でなかった場合や、長期運転中に保護層が湿潤
したり、その表面ｌこ導電性のダストが積った場合であ
る。いづれの場合も保護層の表面より、コロナ放電が発
生し、保護層を侵食史にはエンドコロナ防止層も侵食す
ることになる。つまり、保護層４２の表面に接しｆこ空
気中で表面コロナ放電が生じた場合は、有機系の絶縁材
料で構成される保護層に炭化路（トラ、キング）が生じ
、コロナ放電による侵食を止めることが困難であり、保
護層としての機能が失われることによりエンドコロナ防
＋ｈ　１泊４１の劣化やコイル絶縁層１０損鴻にまで進
展する危険性が高いという欠点があった。

この発明の目的は、保護層の耐コロナ性を強化すること
により、エンドコロナ防止層およヒコイル絶縁層の劣化
を防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明によれば、幅で形
成された高抵抗のエンドコロナ防止層とを有するコイル
において、前記エンドコロナ防止層の外周面を佼うよう
前記コイル表面に接着樹脂層番こより密着固定されたセ
ラミックス成形体からなる保’Ｉ！ＡＭを備えてなるも
のとする。

〔作用〕

上記手段において、エンドコロナ防止層を覆うようセラ
ミックス成形体からなる保護層を接着樹脂層によりコイ
ル表面に密着固定するよう構成したことにより、保護層
表面でコロナ放電が発生しても、セラミ、クス成形体の
優れた耐コロナ性能によつて侵食が完全に阻止され、保
護層としての機能低下を生じないので、エンドコロナ防
止層に長期間にわたってその電界緩和機能、を維持させ
ることができる。

〔実施例〕

以下この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の実施例を示すエンドコロナ防止層部
分の断面図である。固定子コイルｌＯは絶縁被覆された
素線導体複数条を整列固着させた整列コイル導体１５の
外側に、コイル絶縁／１ｌｌｌとして所定寸法の金型を
用いて加熱硬化された樹脂含浸絶縁層、または所定寸法
の金型を用いてヒートプレスした乾式コイル絶縁層が形
成され、エンドコロナ防止層部分のコイル断面寸法が精
度よく所定寸法に保持される。コイル絶縁層１１の表面
には低抵抗のスロットコロナ防止層３と、その端部に重
なりを有する所要の幅のエンドコロナ防止層４】とが第
４図１こついて既に説明したと同様に形成される。１６
Ａ　、　１６Ｂはコ字状断面を有する一対のセラミ、ク
ス成形体であり、その長さはエンドコロナ防止層４１の
幅を余裕をもって覆う寸法に設定され、接着面にあらか
じめ液状の接着樹脂が塗布された状態で、例えば一方の
セラミ、クス成形体１６Ｂがエンドコロナ防止ＲＩＩ４
１の３方の面に接するようはめ込まれ、ついで他方のセ
ラミ、クス成形体１６Ａが固定子コイル１０の残された
一つの面に密接するまでセラミ、クス成形体１６Ｂの外
側にはめ込まれることにより、エンドコロナ防止層４１
の全周面がセラミックス成形体１６Ａ、１６Ｂにより桟
われる。セラミ、クス成形体１６Ａ　、　１６Ｂの外側
には緊縛層としてのガラステープ層１７が巻潰された後
、液状の接着樹脂を硬化することにより、接着樹脂ｔ６
ｃｔこよりエンドコロナ防止層４１の表面を覆うようス
ロットコロナ防止層３およびコイル絶縁Ｎ１１にまたが
って固着された保護層１６が形成される。

セラミックス成形品１６Ａ、１６Ｂとしては、例えばマ
イカ粉成形品で厚さ０．２〜２龍程夏のものが用いられ
る。このセラミックス成形品の特徴は、マイカ粉末を主
体としたものであり、シリコーン系バインダーが用いら
れる。また、この素材を高温で一体成形化する際にバイ
ンダーも無機化されるものであり、完全な無機系成形体
が得られる。したがって、耐コロナ性は格段に優れ−Ｃ
いる。また、接着樹脂１６ｃは可とう性のある常温硬化
のポリウレタン樹脂あるいはエポキシ樹脂などが用いら
れ、約数時間で硬化して先のセラミ、クス成形体１６Ａ
。

１６Ｂと高抵抗層４１がボイドレスで一体形成される。

なお、ボイドレス状態にするためには樹脂は真空脱泡処
理した方が良く、また保護鳥を形成する際に温度を多少
加えられる場合には、カラステープ層１７に収縮性のテ
トロン繊維を組入れたテープなどを用いた方が良り効果
的である。なお、カラステープ層１７は緊縛層として機
能するとともに、機椋的衝撃力に対してやや脆い性質を
有するセラミックス成形体を保護する緩衝層としても機
能するものであり、ガラステープは優れた耐コロナ性を
有するので、カラスチー１層は緩衝層としてそのまま残
される。一方、収縮性テトロンチーブを用いた場合には
耐コロナ性が保護層１６のそれに比べて劣るので、固定
子コイルのスロット組込作業等を終了した時点で取除く
ことが好ましい。さらに、コ字状断面を有するセラミッ
クス成形体１６Ａ、１６Ｂはその角部の曲率半径をコイ
ル絶縁層１１のそれに対応して大きめに設定しておくこ
とにより、固定子コイルｌＯの断面寸法の多少の誤差を
無理なく吸収できる利点がイクられる。

Ｗ、２図はこの発明の異なる実施例を示すエンドコロナ
肋止層部分の断面図であり、セラミ、クス成形体が、エ
ンドコロナ防止７９４１の反いに対向する二つの面それ
ぞれに密着して配された一対のセラミ、クス成形板２６
Ｃと、残された二つの而に密着してセラミ、クス成形ｆ
２２６Ｃを外側から覆うコ字状断面を有する一対のセラ
ミ、クス成形体２６Ａ。

２６Ｂとで摺痕された点が前述の実施例と異なっており
、淳みの異なるセラミ、クス成形板２６Ｃを数種類用意
しておくことにより、固定子コイル１０の断面寸法の僅
かな誤差を吸収することができるので、コ字状断面を有
するセラミックス成形体２１′１Ａ。

２６Ｂに機械的ストレスを加えることなく保設層２６を
形成することができる。

第１表は実施例固定子コイルの長期課電後の損傷状態の
観察結果を従来の固定子コイルのそれと比較して示す表
であり、実施例コイルとしては第１図に示す形状のもの
を用い、接着樹脂としてポリウレタン樹脂を用いた。長
期課電試験は供試コイルの足格電圧Ｅの２倍を印加して
強制的に表面コロナ放電を発生させ５００時間および３
０００時間経過後、保ｎ　Ｍの侵食状況およびエンドコ
ロナ防止Ａ−の侵食状況を目視観察し、侵食が認められ
た場合をｘ印で、侵食が認められない場合を○印で表記
したものである。

第　　１　　表Ｘ・・侵食、○・・・健全第１表で示した様に従来コイルでは課電時間の経過とと
もに表面コロナ放電による浸食で保護ノー４２、更にエ
ンドコロナ防止層４１が損傷されてゆくことが分るが、
実施例コイルにおいては、表面コロナ放電による侵食が
生じていないことが分る。

つまり、保護層に用いたセラミ、クス成形体が、これま
での有機絶縁材料のように、表面コロナ放電によって樹
脂から分解することや、カーボナイズすることが無いた
め、表面からの優良を防止できることを明らかに示して
いる。ことに、実施例コイルを接着樹脂層が軟化する温
度にまで加熱してセラミ、クス成形体をはがし、エンド
コロナ防止層および接着樹脂層の侵食状態を稠べた結果
、いずれにも侵食が認められなかったことから、有機物
である接着樹脂層がセラミ、クス成形品相互あるいはコ
イルとの間の隙間をボイドレスに埋めて、保７ＪＪ）ｆ
Ａ内でのコロナ放電の発生を阻止したものと推定され、
実施例保護層の優れた耐コロナ浸貢性が立証された。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、エンドコロナ防止層を憶う保
護層をセラミックス成形体と、これをコイル表面に端間
なく固着する接着樹脂層とで構成した。その結果、保護
層、ことにその表面が完全に無機質であるセラミ、クス
形成体によって櫨われるので優れた耐コロナ性が得られ
、エンドコロナ防止層の抵抗値のむらや保護層表面の湿
潤、導電性粉塵汚損などにより保護層表面で表面コロナ
放電が発生した場合、先ず保護層がコロナ放電によって
侵入されて保護機能が低下し、さらにはエンドコロナ防
止層が仔１謁してコロナ放電が激化し、コイル絶縁層ま
で優賞が及んでコイルの耐電圧性能が低下するという従
来技術の問題点が排除され、たとえ表面コロナ放電が発
生してもセラミックス成形体が侵食されたりカーボナイ
ズしたりすることがなく、かつ接着樹脂層によりセラミ
、クス成形体が隙間なくコイル表面に固着されてコロナ
放電の侵入が１１止されるので、長期絶縁信頼性の高い
保護層で覆われたエンドコロナ防止構造を有する高電圧
回転機コイルを提供することができる。

また、コロナ侵食によるコイル絶縁層の絶縁破壊事故を
未然に防止できることにより、発電機や電動機等の運転
か不可能になることによる損害の発生を回避できる。

なおこの発明による保護層は、高圧回転コイルのエンド
コロナ防止層の保護層に止まらず、例えハ樹脂モールド
電器のモールド絶縁層の要部の表面にセラミックス成形
体を被着し、表面コロナ放電によるモールド絶縁層の侵
食劣化を防止することも可能であり、高電圧電気機器の
表面コロナ劣化の保護層として広い適用範囲が期待され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すエンドコロナ防止層部
分の断面図、第２図は異なる実施例を示す断面図、第３
図は高電圧回転機固定子コイルのスロットへの装着状態
を示す外形図、第４図は従来のエンドコロナ防止ｊ＆部
分の断面図である。１．１１・・・コイル絶縁層、２・・・鉄心、　３・・
・スロットコロナ防止層、４・・・エンドコロナ防止層
部、５．１５・・・整列コイル導体、１０・・・固定子
コイル、４１・・・エンドコロナ防止層、４２　、１６
　、２６・・・保護層、１６Ａ　、　１６Ｂ　、　２６
Ａ　、　２６Ｂ・・コ字状断面を有するセラミックス成
形体、１６Ｃ・・接着樹脂層、２６Ｃ・・・セラミ。第１図ム第図

Claims

【特許請求の範囲】

１）主絶縁層の表面に形成された低抵抗のスロットコロ
ナ防止層と、その両端部に重なりを有する所定の幅で形
成された高抵抗のエンドコロナ防止層とを有するコイル
において、前記エンドコロナ防止層の外周面を覆うよう
前記コイル表面に接着樹脂層により密着固定されたセラ
ミックス成形体からなる保護層を備えてなることを特徴
とする高電圧回転機コイル。