JPH02262313A - 耐熱絶縁線輪の製造方法 - 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、例えば高速増殖炉における液体ナトリウム循
環用の電磁ポンプの様に、３００°Ｃ以上の高温で用い
られる電気機器の耐熱絶縁線輪の製造方法に関するもの
である。

（従来の技術） ３００°Ｃ以上の高温で使用できる耐熱絶縁線輪は、殆
ど知られていない。ＭＩ（ケーブル（古河電工社の商品
）の様に、導体と金属シースの間に酸化マグネシウムの
粉を充填した耐熱絶縁電線が知られているが、これは金
属シースがあるために、渦電流対策が必要であり、しか
も導体占積率が低くなるので、容聞の大ぎい電気機器の
線輪には不向きであった。

また、特公昭６２−１２４１＠公報や特公昭６２−１２
４２号公報には、コイルの線間空隙部分およびコイルの
外表面部の少なくとも一部にシリコーン系樹脂または、
そのシリコーン系樹脂と高融点無機粉末を充填および／
または被覆した後焼成して無機質層を形成したことを特
徴とする耐熱絶縁コイルが記載されている。

ざらに、特公昭６２−５７０８６号公報や特公昭６２−
５７０８７号公報には、導体上に無機絶縁層または使用
中の異常時等の高温時に、無機物化する耐熱絶縁電線を
巻付は加工したコイルを固定する方法の耐熱絶縁コイル
装置の製法が記載されている。

（発明が解決しようとする課題） これら公知例に記載されている耐熱絶縁線輪は、表面に
粉末状の無機質層が形成されるため、長期間使用される
と露出している粉末状の無機質層が徐々に粉末化し、ぼ
ろぼろと脱落し、崩壊していくので、長期間安定して用
いることができない。

また、必まり厚い無機質層を形成できないため、絶縁破
壊電圧が低く、高電圧用の機器には用いることができな
いという欠点があった。このように高電圧の機器の場合
、マイカテープや絶縁テープを無機ポリマー（無機化し
得るポリマー）や無機質の接着剤によって、；Ｊ０熱加
圧し成形した後、焼成し完全に無機化した絶縁を形成す
ることが考えられる。

しかし、この様に全体を接着剤で固めた絶縁は、起動時
や停止時に、導体と絶縁層間の熱膨張率の相違により、
熱応力が発生し、このヒートサイクルが繰り返されると
疲労により絶縁にクラックが発生し、絶縁低下を来たす
。特に、人容間機用の大形巻線やより高温で運搬される
機器でこのような現象が発生し易い。

したがって、高速増殖炉の液体ナトリウムの循環用の、
液体ナトリウム浸漬形無冷却電磁ポンプ等の様な３００
°Ｃ以上の高温で使用される絶縁線輪は、３００　℃以
上の高温で長期間安定して使用できる高い耐熱性が必要
であり、また、導体占積率を高くして、絶縁線輪自体お
よび電磁ポンプの外形を小さくすることが求められてい
る。人容ｆｆ１ｕｌにおいてはヒートサイクルになって
絶縁劣化の起きない高電圧の絶縁線輪が必要となる。

本発明は、このような要望に応えるためになされたもの
で、３００°Ｃ以上の高温で、長期間安定して使用でき
、ヒートサイクルによって絶縁劣化の起きない高電圧に
も用いることができる耐熱絶縁線輪の製造方法を提供す
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、導体上に無機質の充填剤を含む無機化シリコ
ーンまたは無りａ塗料を塗布しながら無機質の補強剤を
無機質の接着剤で貼合わせて成るマイカテープを巻回し
、ざらにこの上から接着剤を有しない耐熱性を有する無
搬貿の絶縁テープを巻回し、この絶縁テープが緩まない
様に端末を処理した後、３００℃以上の高温で焼成して
製造するものである。

ここで、無機質の充填剤としては、アルミナ（Ａ２２０
３　）、マグネシア（Ｍ９０）、シリカ（Ｓ；　０２　
）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、ステアタイト（Ｍ９５１
０３　）、クレー、カオリン、マイカ粉、高融点ガラス
フリット等が含まれる。これら充填剤の粒径は、無機化
シリコーンと混合しやすく、塗り易くするために、平均
粒径１０卯以下が好ましい。

また、無機化シリコーンとは、高温で焼成することによ
り無機化するシリコーンの総称であり、例えばアルキル
シリケート系のシリコーンＡＹ４９−２０８　（東し　
シリコーン社の商品名）、無機充填剤人ボロシロキサン
系塗料ＳＭＲ−１０９（昭和電線電纜社の商品名）やメ
チルポリシロキサンから成る感圧接着剤ＹＲ３２８６（
東芝シリコーン社の商品名）等が含まれる。

さらに、無機塗料としてはモノリン酸アルミニウム、リ
ン酸珪素などのリン酸塩、コロイダルシリカやコロイダ
ルアルミナ 無機質の充填剤を無機化シリコーンに多く配合すれば一
般に熱的に安定となるし、価格も安くなる。しかし、充
填剤自身は焼成により結合しないので、焼成することに
より強固な結合を形成する程度に無機化シリコーンを配
合する必要がある。

一方、無機質の充填剤と無機化シリコーンの配合比は、
塗り難くならず、かつ焼成後脆くならない様に選択する
ことが必要である。通常は、無機質の充填剤含有率が１
０〜９０重徂％程度がよい。

また、マイカテープの補強材および耐熱性を有し接着剤
を有しない無機質の絶縁テープとしては、アルミナ、ア
ルミナ・ボリア・シリカ（例えば米国スリーエムの商品
名ではネクステル）、シリカなどの耐熱性があり機械的
強度の大きい繊維を織った織布または不Ｈ布などを使用
する。織布の場合、絶縁層の熱伝導性を良くするために
、繊維の密度を高く織ったものが好ましい。

なあ、絶縁テープ端末の緩み止めは、アルミナ。

アルミナ・ボリア・シリカ、シリカなどの無機質繊維か
ら成る糸で押え巻くか、または絶縁テープの端末のみ前
述した無機化シリコーンもしくは無機塗料を塗布し、高
温焼成処理で接着させる。

（作　用） ここで、マイカテープを使用するのは、マイカは耐熱性
が高く、また、絶縁破壊電圧や耐電圧性に優れているた
めである。導体近傍にマイカテープを使用したのは、導
体近傍の方が電界が高く、耐電圧性の高い材料を置くこ
とにより、寿命を長くすることができるからである。

マイカテープは、電気的特性は優れているが機械的強度
にやや劣るので、機械的強度高い耐熱性のある無機質の
絶縁テープを機械的強度の劣るマイカテープの上から巻
回し、押えることによって、マイカテープがばらばらに
崩れてしまうのを防ぐことができる。

無機質の充填剤を含む無機化シリコーン、または無機塗
料を塗りながら、マイカテープを巻回し焼成するのは、
導体とマイカテープ間およびマイカテープ同士をお互い
に接着することにより、強固な絶縁層を形成することが
できるからである。

マイカは、襞間性に富んでいるため、機器の運転・停止
に伴うヒートサイクルによる熱応力をマイカ層がずれる
ことにより吸収してしまう。したがって、無機化シリコ
ーンまたは無機塗料により焼成し、強固に固めてもクラ
ックが発生することはない。

一方、表面に巻回した無機質の絶縁テープは、接着剤が
塗布されてないため、ヒートサイクルによる熱応力を自
身が変形することによって吸収してしまう。したがって
、絶縁テープが切断するようなことは起きない。ただし
、この様に接着剤を有しない絶縁テープを表面に巻回す
ると、絶縁テープが緩むので前述した様な緩み止めが必
要となる。

なお、本発明の耐熱絶縁線輪において、使用温度が３０
０℃程度の高温で使用される場合は、マイカとしては硬
質マイカより、軟質マイカが良い。

何故なら、硬質マイカの方が軟質マイカより結晶水放出
温度が低く、耐熱性が低いからである。第３図にマイカ
巻絶縁の高温での１．５ｋＶ／ｍでの課電寿命試験結果
の一例を示すが、軟質マイカテープ巻絶縁Ａの方が硬質
マイカ巻絶縁Ｂに比べ高温で課電寿命特性が優れている
ことが分る。

ざらに、本発明で使用される導体としては、絶縁被覆の
ない導体そのもので良く、また絶縁被覆のある絶縁電線
でも良い。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

実施例１ 第１図において、導体１は、ニッケルメッキをしたアル
ミナ分散強化銅２（グリデンメタル社の商品名　Ｇｌ　
ｉｄ　ｃｏｐＡ　Ｌ−１５＞から成る平角線に、厚さ５
０間のシリカクロスと厚さ１００ｉＪＩｎの軟質無焼成
集成マイカシートとを少量のシリコーン（例えば東芝シ
リコーン社の商品名　ＹＲ３２８６）を接着剤として貼
合わせて成るマイカチー１３を巻回したもので、この導
体１を、内径４００％、外形８００ｍ、厚さ４０ｍとな
る様にパンケーキ状に巻いた後、無機質充填剤を含むア
ルキルシリケート系の無機化シリコーン（束レシリコー
ン社の商品名　ＡＹ４９−２０８　＞やアルミナ等の無
機質の接着剤４等を用いて成形する。ざらに、この上か
ら厚さ５０ｐｍのアルミナ織布を厚ざ１１００ｊの無焼
成軟質集成マイカに裏打補強し、これに上記の無機質充
填剤を含む無機化シリコーン（東しシリコーン社の商品
名ＡＹ４９−２０８　＞と無機質填剤人ボロシロキサン
系樹脂塗料（昭和電線電纜社の商品名Ｓ　Ｍ　Ｒ−１０
６９＞とシリコーン感圧接着剤（東芝シリコーン社の商
品名　ＹＲ３２８６）とを塗布してなるマイカチー１５
を、上記無機質充填剤を含む無機化シリコーン（東しシ
リコーン社の商品名　ＡＹ４９−２０８　＞を塗布しな
から１／２重ね巻で３回巻回した。ざらに、この上から
接着剤を有しない無機質の絶縁テープとして、厚さ３０
０１ＩＩｎの接着剤を有しないアルミナ繊維織布からな
る絶縁テープ６を１／２重ね巻きで１回巻回した。然る
後、絶縁テープの喘末が緩まない様に、アルミナ繊維か
らなる糸を前記絶縁テープの巻回端末上から押え付けな
がら巻回し、絶縁層を形成した。

一方、比較用として前記接着剤を有しないアルミナ繊維
織布からなる絶縁テープの代りに、前記無機質充填剤を
含む無機化シリコーン（東しシリコーン社の商品名　Ａ
Ｙ４９−２０８　＞と無機質填剤人ポロシロキサン系樹
脂塗料（昭和電線電纜社の商品名　ＳＭＲ−１０９）を
、無機質充填剤を含む無機化シリコーン（東しシリコー
ン社の商品名ＡＹ４９−２０８　）を塗布しながら前述
したマイカテープ４の上から１／２重ね巻き１回巻回し
、絶縁層を形成した。

このようにして形成された絶縁層の外側に離型用のポリ
テトラフルオロエチレンテープ（図示しない）を巻き、
鉄板を当てた後、熱収縮性ポリエステルテープ（フィル
ム状、チューブ状、または織布状のものでもよい）を巻
き、これを８０℃で１時間、１３０℃で２時間、　　１
５０℃で２時間、ざらに１８０°Ｃて１５時間加熱して
硬化させた。この後、前記熱収縮性ポリエステルテープ
、鉄板、離型用のポリテトラフルオロエチレンテープを
除去し、この線輪を空気中で３００　℃で８時間、　　
６００℃で８時間焼成し、耐熱絶縁線輪を得た。

上記の製造過程において、加熱硬化時の加圧は、熱収縮
性ポリエステルテープの加熱収縮によって行われ、ざら
に、高温での加熱焼成により絶縁層中に含まれる有□質
成分は飛散焼失して無機化（セラミック化）し、完全に
無機質の絶縁層が形成された。

実施例２ 実施例１の導体の代りに第２図に示すように、導体１と
して厚さ５μｓのニッケルメッキをした円形断面の直径
１．３Ｍのアルミナ分散強化銅５（グリデンメタル社の
商品名　Ｇｌ　ｉｄ　Ｃｏｔ）Ａ　Ｌ−１５）からなる
丸線にアルミナ、ボリアくシリカの３成分からなる高温
用セラミック繊維７（米国スリーエム社の商品名　ネク
ステル）のヤーンを巻回し、ざらにその上から無機質填
剤人ホロシロキサン系樹脂塗料８（昭和電線電纜社の商
品名　ＡＭＲ１０９）を塗布して、４８５°Ｃで焼ぎ付
け、絶縁塗料の焼付被覆を形成して構成された耐熱絶縁
電線９を無機質充填剤を含む無機化シリコーン１０（東
しシリコーン社の商品名　ＡＹ４９−２０８　）を塗布
しながら多重巻回し加熱成形したものを使用した。

以下実施例１と同様にして耐熱絶縁線輪を製造した。

実施例１および２により得られた耐熱絶縁線輪を室温と
６００°Ｃの間で１０００回ヒートサイクルを行ったと
ころ、比較例の場合は絶縁表面のアルミナ織布が各所で
破断し、絶縁破壊電圧も所期値の６℃％に低下していた
のに対し、実施例１および２により（昇られたものは、
このようなアルミナ織布の破断は全くなく、絶縁破壊電
圧も所期値の９５％を保持してあり、絶縁劣化が殆どな
かった。

また、実施例１および２により得られた耐熱絶縁線輪を
窒素を封入した６００℃の雰囲気で１年間加熱したが、
加熱後の破壊電圧はいずれも初期の９０％以上であった
。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、導体に接している内
側層に電気特性、耐熱性に優れているマイカテープを巻
回し、その上から機械的強度が大きく耐熱性に優れかつ
接着剤を有しない無機質の絶縁テープを巻回しているの
で、電気的２機械的に優れた耐熱絶縁線輪が得られる。

また、この耐熱絶縁線輪は、高温で連続使用しても殆ど
性能の低下することがなく、機器運転・停止に伴って起
きるヒートサイクルが繰り返されても、絶縁層にクラッ
クが入ることもなく、絶縁性能の低下が殆ど起きない。

したがって、高速増殖炉における液体ナトリウム循環用
の電磁ポンプの様に、３００°Ｃ以上の高温で用いられ
る耐熱絶縁線輪に公的な製造方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す耐熱絶縁線輪の横断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す耐熱絶縁線輪の
横断面図、第３図は軟質マイカテープ巻絶縁と硬質マイ
カテープ巻絶縁の高温における課電寿命特性比較図であ
る。 １・・・導体 ２・・・ニッケルメッキをしたアルミナ分散強化銅３．
５・・・マイカテープ ４・・・無機化シリコーンや無機質の接着剤６・・・接
着剤を有しない無機質の絶縁テープ７・・・高温用セラ
ミック繊維 ８・・・無機質填剤人ボロシロキサン系樹脂塗料１０・
・・無機質充填剤を含む無機化シリコーン（８７３３）
代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導体に、無機質の充填剤を含む無機化シリコーンまた
   は無機塗料を、塗布しながら無機質の補強材を無機質の
   接着剤で貼り合わせて成るマイカテープを巻回し、さら
   にこの上から機械的強度が大きく耐熱性に優れかつ接着
   剤を有しない無機質の絶縁テープを巻回した後、３００
   ℃以上の温度で焼成することを特徴とする耐熱絶縁線輪
   の製造方法。