JPH0246711A - 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ような３００℃以上の高温で使われ
る電気機器の耐熱絶縁線軸およびその製法に関する。

（従来の技術） ３００℃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（古河電工社製）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、また導体占積率
が低くなるので、容量の大きい電気機器の線輪には不向
きであった。

また、特公昭６２−１２４１号公報や特公昭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
外表面部の少くとも一部にシリコーン系樹脂もしくは、
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。

更に特公昭６２−５７０８６号公報や特公昭６２−５７
０８７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に関する耐熱絶縁コイル
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） これら公知例で述べられている耐熱絶縁線輪は表面が粉
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、長期間安定して使う
ことができない。またあ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使え
ないという欠点があった。

したがって高速増殖炉の液体ナトリウム循環用の液体ナ
トリウム浸漬形無冷却電磁ポンプ等の様な３００℃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、絶縁線軸自体および電磁ポン
プの体格を小さくすることが求められている。大容量機
においては高電圧の絶縁線軸が必要となる。

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℃以上の高温で、長期間安定して使用でき、
高電圧にも使える耐熱絶縁線輪およびその製法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 即ち１本発明の耐熱絶縁線輪は、導体上に無機質の充填
剤を含む無機化シリコーンもしくは無機塗料を塗布しな
がら無機質の補給材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、さらに無機化シリコーンもしく
は無機質の接着剤を塗布した耐熱性を有する無機質繊維
の織布から成るプリプレグ絶縁テープを巻回した後、３
００℃以上の高温で焼成して製造する。

ここで、無機質の充填剤としてはアルミナ（ｕｚｏａ）
、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、ジルコ
ニア（ＺｒＯｚ　）、ステアタイト（ＭｇＳｉＯ，）　
、クレー、カリオン、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
と混合し易く。

塗り易くするために、平均粒径１０μｓ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Ａ　Ｙ　４９−２０８（東しシリ
コーン社製商品名）、無機充填剤入口ボロシロキサン系
塗料ＳＭＲ−１０９（昭和型ｍ電纜社製商品名）やメチ
ルポリシロキサンから成る感圧接着剤ＹＲ３２８６（側
芯シリコーン社製商品名）等が含まれる。

また無機塗料としてはモノリン酸アルミニウム。

リン酸硅素などのリン酸塩、コロイダルシリカやコロイ
ダルアルミナなどが含まれる６ 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１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ように選択するこ
とが必要である１通常は無機質の充填剤含有率が１０〜
９０重量％程度がよい。

（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
劣るので、機械的強度の高い耐熱性のある無機質繊維の
織布から成るプリプレグ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、あるいは無機
塗料を塗りながら、マイカテープやプリプレグ絶縁テー
プを巻回し焼成するのは、テープ間の空隙を埋め、導体
とマイカテープおよび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。絶縁層中の空隙を埋めるのに真空含浸などの手法
があるが、無機質の充填剤が入っている無機化シリコー
ン、あるいは無機塗料は高粘度であり、テープ間には含
浸しにくいので、塗布する方が結局のところ耐熱性のよ
り高い絶縁線輪を得ることができるからである。

表面にプリプレグ絶縁テープを巻くのは無機質繊維の織
布の空間に無機化シリコーンや接着剤を塗布して、プリ
プレグ状にしであるため、先にマイカテープ間に塗布し
た無機質の充填剤を含む無機化シリコーン、あるいは無
機塗料が、表面に巻いた無機質繊維の織布の空間から流
出することを防ぐと共に、プリプレグテープ同士あるい
はプリプレグテープとマイカテープ間とを強固に接着し
、絶縁特性の優れた絶縁線輪を得ることができるからで
ある。

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箇にマイカ
巻絶縁の高温での１　、５ｋＶ／　ｍでの１１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。また表面に巻くプリプレグ絶縁テー
プの基材としては電気ガラス（Ｅガラス）は６００℃で
は強度の低下が著しいので、避けるべきである。

さらに本発明で使用される導体としては、絶縁被覆のな
い導体そのものでも良く、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図においてニッケルメッキをしたアルミナ分散強化
銅５（グリデンメタル社製商品名Ｇ１１ｄｃａｐ　ＡＬ
　　１５）から成る平角線に、厚さ３５μｓのガラスク
ロスと厚さ１００−の軟質無焼成集成マイカシートを少
量のシリコーン（例えば側芯シリコーン社商品名Ｙ　Ｒ
３２８６）を接着剤として貼合わせてなるマイカテープ
２を巻回した導体１を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ＩＪ　’７−−ト系の無機化シ
リコーン（東しシリコーン社製商品名Ａ　Ｙ　４９−２
０８）やアルミナ等の無機質の接着剤６等を用いて成形
する。さらにこの上から厚さ３５μｓのガラス織布を厚
さ１００μｓの無焼成軟質集成マイカに裏打補強してこ
れに上記の無機質充填剤を含む無機化シリコーン（Ａ　
Ｙ４９−２０８）と無機充填打入ボロシロキサン系樹脂
塗料（昭和電線電纜社製商品名Ｓ　Ｍ　Ｒ−１０９）と
シリコーン感圧接着剤（側芯シリコーン社商品名Ｙ　Ｒ
３２８６）とを塗布してなるマイカテープ３を、上記無
機質充填剤を含む無機化シリコーン（Ａ　Ｙ　４９−２
０８）を塗布しながら巻回した。さらに、この上から、
アルミナ・酸化ホウ素・シリカの３成分からなる超高温
用繊維セラミックファイバー（米国スリーエム社製商品
名ネクステル）の織布に前記無機質充填剤を含む無機化
シリコーン（Ａ　Ｙ　４９−２０８）と無機充填打入ボ
ロシロキサン系樹脂塗料（Ｓ　Ｍ　Ｒ−１０９）を塗布
乾燥して得られる無機質繊維織布から成るプリプレグ絶
縁テープ４に、前記無機質充填剤を含む無機化シリコー
ン（Ａ　Ｙ　４’１ｌ−２０８）を塗布しながら巻回し
て絶縁層を形成した。

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（図示せず）を巻き、鉄
板をあてた後、熱収縮性ポリエステルテープ（フィルム
状、チューブ状、あるい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、１５０
℃で２時間、さらに１８０℃で１５時間加熱して硬化さ
せた。この後、前記熱収縮製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、耐熱絶縁線軸を得た。

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、さらに
、高温での加熱焼成により絶縁層中に含まれる有機質成
分は飛散消失して無機化（セラミック化）し、強固な無
機質の絶縁層が形成された。

実施例２ 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１．３ａｍのアルミナ分
散強化銅５（グリデンメタル社製商品名ｔＪｉｄ　ｃｏ
ｐ　Ａ　Ｌ−１５）からなる丸線にアルミナ、酸化ボリ
ア、シリカの３成分からなる高温用セラミック繊維７（
米国スリーエム社製商品名ネクステル）のヤーンを巻回
し、さらにその上から無機充填付人ボロシロキサン系樹
脂塗料８（昭和電線電纜社製商品名Ａ　Ｍ　Ｒ−１０９
）を塗布して、４８５℃で焼き付け、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　（東しシリコーン社製商
品名へＹ４９−２０８）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のようにして得られた耐熱絶縁線軸を
窒素を封入して６００℃で運転される高速増殖炉のナト
リウム循環用ポンプに使用したところ、１年後も破壊電
圧はいずれも初期の８０％以上あり、３００〜６００℃
程度の高温で長期間の使用に耐えるものであることが確
認された。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、導体に接してい
る内層に電気特性、耐熱性の優れているマイカテープを
巻回した後、その上から機械的強化、耐熱性の優れてい
る耐熱性無機質繊維の織布から成るテープを巻回してい
るので、電気的・機械的に優れた耐熱絶縁線輪が得られ
る。本発明の耐熱絶縁線軸は高温での長期間の使用にも
ほとんど性能が劣化することがなく長時間にわたって良
好な電気絶縁特性を維持することができる。

【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
の高温での課電寿命特性比較図である。 １・・・導体　　　　２，３・・・マイカテープ４・・
・無機質繊維の織布から成るプリプレグ絶縁テープ ５・・・ニッケルメッキをしたアルミナ分散強化銅６・
・・無機化シリコーンや無機質の接着剤７・・・高温用
セラミック繊維 ８・・・無機充填割入ボロシロキサン系樹脂塗料９・・
・耐熱Ｊ！ｌ！！緑電線 １０・・・無機質充填剤を含む無機化シリコーン代理人
　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図 第２図

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もしく
   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
   無機化シリコーンもしくは無機質の接着剤を塗布した耐
   熱性を有する無機質繊維の織布から成るプリプレグ絶縁
   テープを巻回した後、３００℃以上の高温で焼成するこ
   とを特徴とする耐熱絶縁線輪の製造方法。