JPH02181408A - 電気機器の絶縁処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、例えば回転電気コイル、変圧器コイル等の真
空加圧含浸処理のような電気機器の絶縁処理方法に関す
る。

（従来の技術） 周知のように、回転機絶縁の製造方法の中で最も広く採
用されているのは、真空加圧含浸法（以下、ｖＰＩ法と
いう）である。回転機に用いられるコイルには種々の形
のものがあるから、素線を型または鉄心に巻き付けただ
ＣノでＶＰＩ処理をするもの、素線を型に巻き付けまた
は型に合わせて成形した後絶縁デープを絶縁階級に応じ
て巻回したコイル単体、またはコイルを鉄心に納め接続
。

糸縛り、４５？打ちをしたものをＶＰＩ処理するものな
どがある。鉄心にコイルを納めた状態でＶＰＩ処理する
絶縁を仝○浸絶絶縁いう。３浸処理後被含浸物を処理タ
ンクから取り出して、乾燥炉に入れ加熱して含浸レジン
を硬化させ強固な絶縁を形成する。

含浸レジンとしては、絶縁テープ中または非常に狭い間
隙に含浸しやすいように粘度が低く、また、可使寿命は
良くなるように低温では極めて反応が遅いレジンを使用
している。そのため、加熱硬化時に第４図に一例を示す
ように、温度上背とともにレジンが一旦著しく低下し、
次に化学反応が進み粘度が上昇する。この最低レジン粘
度は、極めて低く、被含浸物の間隙に含浸したレジンは
、容易に流出する。このにうな間隙の例を第５図に示す
。

第５図は、全含浸絶縁ステータの鉄心内の部分断面図で
ある。導体１の周囲に絶縁デー１を巻回して絶縁層２を
形成したコイル３を、鉄心４のスロット中にスペーサ５
ａ、５ｂ、５ｃ及びスロットライナ６を介して納め、次
いでスロワ１−楔７を打ち込んだ構造を示している。こ
のような構造においては、比較的大きな間隙８．９．１
０が生じる。これらの間隙は、部材間の接着力及び熱伝
達率の低下を来たすほか、絶縁特性を低下させる部分放
電発生の原因となるため、できる限りレジンで充填する
必要がある。

また、第６図はステータコイル３　ａ、　３　ｂのエン
ド部門に積層板１１を芯にしてフェルト１２を挿入し、
このフェルト１２中にレジンを充填しコイルエンド部間
を固定する構造の部分断面図である。この構造において
、Ａ部及びＢ部のフェルトの緻密性がなく、加熱硬化ｖ
ＩＳ浸していたレジンが流出しやづく、コイル間の固定
力不足及び高湿度雰囲気における使用で吸湿し、トラッ
キングが発生して絶縁劣化を来たす恐れがあった。

そこで、上記のような空隙をレジンで充填するために、
採られていた従来の対策は下記の四つである。

（１）硬化速度の速い含浸レジンを使用する。

（２）加熱硬化時に被含浸物を回転させる（回転硬化と
いう）。

（３）−旦加熱硬化した後、もう−度ＶＰＩ処理及び加
熱硬化を繰り返す。

（４）−旦加熱硬化した後、含浸レジンＪ：り粘度の高
い別のワニスに浸漬するかまたはワニスをかけて加熱硬
化する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、　（１）の対策は、高１曲な含浸レジン
の可使寿命が短くなり得策ではない。（２）の対策は、
小形モータには容易であるが、人形モーや発電機では、
乾燥炉中に人形重量物を回転させる大規模な設備を設置
する必要が生じる。（３）の対策は、同じ処理を２度繰
り返すため製造時間が長くなるとともに、含浸Ｆ１２　
ｔｉ　＃乾燥炉を大形にするか数を増やさなければ、処
理しきれなくなる。（４）の対策では、含浸レジンとは
別のりニスを保有する必要が生じ、また加熱工程が２度
になるため（３）の対策と同様乾燥炉の能力を増強する
必要が生じる。

このように従来技術を用いて、コイル固定力の強い絶縁
構造を作るには、含浸レジンの可使寿命の短縮、大形重
ｄ物を乾燥炉中で回転させる設備の設置、含浸設備及び
乾燥設備の能り増強、製造時間が長くなる″！ｊ製造上
不利な点が生じていた。

本発明は、上記した従来技術がもつ不具合を解消し、長
可使寿命の含浸レジンを用い、製″ｅｉ設備能力を増強
する必要なく、類８４間に絶縁＠造を製造することので
きる電気機器の絶縁処理法を提供することを目的として
いる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、処理タンク内で被１ｆｉ埋物に含浸レジンを
真空加圧含浸する電気機器の絶縁処理方法において、貯
蔵槽に保管した含浸レジンを処理タンクに供給する中間
で微小粒子からなる硬化触媒を混合する工程と、含浸終
了後含浸レジンを貯蔵槽に返送りる中間で微小粒子から
なる前記硬化触媒を含浸レジンから分離する工程を含／
νだ絶縁ＬｔＦｌ！方法である。

（作　用） 以上のようにすると、真空加圧含浸処理により被処理物
の各部分の表面に付着した含浸レジンには微小粒子の硬
化触媒が含まれているため、加熱硬化時の温度が高くな
っていく過程に４３いて、微小粒子の硬化触媒が含浸レ
ジンに溶け、含浸レジンの硬化を促進する。そこで、加
熱硬化時の所期において、表面に付着したレジンはゲル
化が速いため、硬化触媒が混合されていない場合に比べ
、より低温で反応が進み粘度が上昇し、レジンの垂れや
流出がしにくく、間隙はレジンで満たされる。

一方、含浸レジンは、硬化触媒と分離して貯蔵槽で保管
されるため、保管中における含浸レジンの粘度上背は極
く小ざく、また、含浸処理を行う際、含浸レジンは貯蔵
槽内で含浸に適した粘度になるまで加熱されるが、この
とき含浸レジンには硬化触媒が含まれていないので、含
浸レジンの粘度上昇を促されることもない。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の実施に用いる含浸装置の概略構成図であ
り、第２図は本発明の一実施例を適用する全含浸絶縁電
動機のステータの部分断面図である。

まず、全含浸絶縁電動機のステータは、第２図に示すよ
うに亀甲形に成形した導体に含浸用マイカテープを巻回
したコイル３を、スペーサ°５ａ。

５ｂ、５ｃ及びスロットライナ６を介して鉄心４のスロ
ットに納める。次に、スロット楔７を打ち込んで鉄心４
内のコイル３を固定し、ＰＧテープ（プリプレグガラス
テープ）１５を用いて下コイルをバインド帯１６に緊縛
し、フェルト１２を上コイルエンド部間に挿入してコイ
ルエンド部を相互に固定する。この後、コイル間の接続
を施して組立てられる。そして、組立てられたステータ
は、ＶＰ■処理が行われる。なお、符号１７はエアダク
トを示す。

次に、ＶＰＩ処理は、組立の終了したステータを第１図
に示す含浸処理タンク２０に入れ、Ｉ　ＴＯｒｒまで真
空引きする。この後、貯蔵槽２１に保管されている含浸
レジンを、含浸に適した粘度にするため加熱する。ここ
で、含浸レジンは、エポキシレジンと酸無水物の混合物
である。このような含浸レジンを−様な温度に加熱した
後、含浸処理タンク２０に供給するが、この供給の途中
で混合器２２により含浸レジンに微小粒子からなる硬化
触媒を均一に混合しながら、含浸処理タンク２０に供給
する。

ここで、硬化触媒は、微小粒子からなる硬化触媒の表面
を、ある一定収上の温度になると融ける合成樹脂で被覆
した潜在性硬化触媒（例えば、旭化成■のツバキュアＨ
Ｘ　３７４２　）を用いる。また、混合器２２は、図示
しないバルブ等を設けて硬化触媒の混合器を選択できる
ようにしている。含浸処理タンク２０内でステータが完
全に含浸レジンに漬かった後、窒素ガスで加圧する。こ
の加圧中に、含浸レジンが絶縁層中に完全に含浸したこ
とを、鉄心４とコイル３の導体との間の静電容但の変化
で確認する。このｌ認後、含浸レジンを貯蔵槽２１に返
送するが、この返送する途中で分離器２３ににり含浸レ
ジンと硬化触媒に分離し、含浸レジンは貯Ｒ槽２１に保
管され、硬化触媒は硬化触媒貯蔵［２４に保管される。

ここで、分離器２３は、硬化触媒が完全に分離できるよ
うに、硬化触媒の粒径（例えば平均粒径２ＪＪＩＲ）よ
り小ざいメツシュ（例えば１珈メツシユ）のフィルタを
用いる。なお、分離された硬化触媒は、硬化触媒貯’ｆ
ｊ、＠２４に冷凍保管され、硬化触媒に付着した含浸レ
ジンの粘度上昇を最小とし、次回の含浸時に使用される
。

一方、含浸したステータは、含浸処理タンク２０から取
り出し、乾燥炉（図示しない）に入れて室温から１５０
℃まで胃温し、そのままの温度に保って完全硬化させ、
この後室温まで徐冷する。

次に、以上のように構成された実施例の作用を説明する
。上記したように含浸レジンは、硬化触媒を含まない状
態で貯蔵槽２１に保管されるが、硬化触媒を含む場合と
含まない場合の保管日数に対するレジン粘度は第３図に
示すように変化する。

同図からも分るように、硬化触媒を含む場合と含まない
場合では、保管による粘度上昇は異なり、硬化触媒の添
加量が多い程大きい。したがって、上記した実施例では
、保管する含浸レジンから硬化触媒を分離しているから
、保管中の含浸レジンの粘度上昇を最低に抑えることが
できる。また、上記した実施例では、硬化触媒として低
温で含浸レジンを殆ど粘度上背させない潜在性硬化触媒
を用いているが、硬化触媒が含浸レジンと混合された場
合には、やはりレジンの粘度上昇が生じていることから
みて、普通の硬化触媒が混合された場合の粘度上界はか
なり大きいものとなる。一方、含浸時、貯蔵槽２１に保
管された含浸レジンは、含浸に適した粘度とするため、
通常は加熱されるが、含浸レジンに硬化触媒が混合され
ている場合には、この加熱によって含浸レジンの粘度上
昇が更に進む。上記した実施例では、含浸レジンの粘度
上昇をできるだけ小さくするようにするため、含浸レジ
ンに潜在性硬化触媒を混合しているが、潜在性硬化触媒
が含浸レジンに混合されていると、貯蔵槽内で含浸レジ
ンを加熱する際、局部的に温度の高い部分ができた場合
、潜在性硬化触媒の表面を被覆している合成樹脂が融け
、硬化触媒として作用し始め、含浸レジンの粘度上昇を
促進する。このため、貯蔵２１の加熱が生じないように
その１ｆ４３ｉｉ及び作業方法共十分注意を払わなけれ
ばならなかったが、上記した実施例によれば、含浸レジ
ンは貯蔵４ｆｉ２１内では硬化触媒と分離して保管され
るため、含浸時の加熱によっても粘度上界を生ずること
は殆どない。以上説明したように従来の方法では、保管
時に含浸レジンを冷凍してできるだけ温度を下げ、Ｑ浸
しジンの粘度上昇をできるけ抑える必要があったが、上
記した実施例によれば、この必要がなくなり、従来、含
浸レジンの保管のため必要であった大規模な冷凍設備は
、小さなもので対応できる。また、含浸時の含浸レジン
の加熱に対しても貯蔵槽内での局部加熱が生じないよう
な溝造及び作業方法を採る必要がなく、設備及び作業方
法の簡略化を図ることができる。

一方、含浸レジンが十分に含浸されたステータは、乾燥
炉内で加熱硬化されるが、従来は含浸レジンの粘度上界
をできるだけ抑え、含浸レジンの可使寿命をできるだけ
長くする必要から、十分な間の硬化触媒が混合できず、
硬化時に、コイル３の周囲、コイル固定に重要な作用を
するスロット楔７の周辺、バインド帯１６へのＰＧテー
プ１５によるコイル固定部、フェルト１２によるコイル
間の固定部、更には鉄心４内のスロットライナ６周辺等
から含浸レジンが垂れ落ち、または流出してしまってい
たが、上記した実施例によれば、レジンの流出伍を最小
にするにうに硬化触媒を混合することができるため、上
記した各部分にお【プるレジンの保持量を多くすること
ができる。

また、この混合する硬化触媒の川は、被含浸物の熱容量
、加熱時の温度分布簀によって異なるが、多品種の製品
を同一の含浸設備で含浸処理を行ううな場合、従来はこ
の硬化触媒の混合比率は常に一定であったが、上記した
実施例によれば、被含浸物によって硬化触媒の量を変え
ることが可能となり、その製品に適した量を混合するこ
とができるから、上記した各部分からのレジンの流出■
を、被○浸物が異っても最小にすることが可能となる。

以上説明したように、本実施例によれば、コイル固定力
を十分高めることができ、また、スロットとコイル間の
間隙のレジン保持も良くなり、電気的な特性も向上させ
ることができる。

なお、上記した実施例は、ステータを対象にしたが、そ
の他出らゆる含浸処理を施す機器、部品に対しても本発
明を適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が得られる。

（１）潜在性硬化触媒を適正口だけ含浸レジンに混合す
ることができるため、加熱硬化時にもレジンの流出か少
なく、コイルの固定力を高めることができるとと：乙に
、非破壊絶縁特性も向上さぜることができ、回転機絶縁
の長期信頼性を十分に高めることができる。

（２）含浸レジンは、硬化触媒と分離して保管されるた
め、レジンの粘度上界が小さく、可使寿命を長くするこ
とができ、回転機の製造コストを低下させることができ
る。また、従来必要であった貯蔵槽用の大８母の冷凍設
備も不要となり、設備の簡略化が可能となる。

（３）上記（１）項の硬化のために、回転硬化の必要が
ないので、回転硬化設備が不要となり、また、回転硬化
をするための段取り１４間もなくなるので製造時間の短
縮が図れる。

（４）上記（１）項の項かのために、２度含浸をするか
または１度目の含浸処理後別のワニスを用いたワニスを
５１１理をする必要がないので製造時間の大幅な短縮が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の実施に用いる含浸装置の概略構成図、第
２図は本発明の一実施例を適用する回転電機のステータ
の部分断面図、第３図は本発明に関連し混合する硬化触
媒によって貯蔵工程中の含浸レジンの粘度が変化する状
態を示す線図、第４図は加熱硬化工程中の含浸レジンの
粘度変化を示す線図、第５図は回転電機のステータの１
スロット分の部分断面図、第６図は回転電機のコイルエ
ンド部のコイル間にフェルトを挿入してコイル相互を固
定する部分断面図である。 ２４・・・硬化触媒貯蔵槽 ３・・・コイル ４・・・鉄心 ５ａ　、　５ｂ　、　５ｃ　・・・スペーサ６・・・ス
ロットライナ ７・・・スロット楔 ８、９．１０・・・間隙 ２０・・・含浸処理タンク ２１・・・貯蔵槽 ２２・・・混合器 ２３・・・分離器 （８７３３）代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　処理タンク内で被処理物に含浸レジンを真空加圧含浸
   する電気機器の絶縁処理方法において、貯蔵槽に保管し
   た前記含浸レジンを前記処理タンクに供給する中間で微
   小粒子からなる硬化触媒を混合する工程と、含浸終了後
   前記含浸レジンを前記貯蔵槽に返送する中間で微小粒子
   からなる前記硬化触媒を前記含浸レジンから分離する工
   程を含むように構成したことを特徴とする電気機器の絶
   縁処理方法。