JPH0311952A

JPH0311952A - 絶縁コイル

Info

Publication number: JPH0311952A
Application number: JP14621489A
Authority: JP
Inventors: Koichi Goshima; 五島　浩一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1989-06-08
Publication date: 1991-01-21

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、タービン発電機や水車発電機など高電圧回
転電機の固定子コイルに用いられる絶縁コイルに関する
。

〔従来の技術〕

高電圧回転電気の絶縁コイルの一例として、水車発電機
固定子コイルを第３図にハーフコイルの場合を示す。１
は多数本の絶縁導体素線からなるコイル導体で、第４図
に示すように、マイカテープ３が巻回され、第５図のよ
うに、マイカテープＮｓ２が形成されている。このマイ
カテープ層２上にガラステープやポリエステルテープな
ど禮維状テープが巻付けられてなる保躾層４が形成され
ている。Ｊ：６じマイカテープ３は、絶縁コイルの基本
的な絶縁特性に大きい影響を及ぼす。

従来の絶縁コイルのマイカテープ３は、第６図に示すよ
うに構成されていた。マイカ箔３ａの片面に裏打材３ｂ
が接合されている。

また、第７図は従来の他の例による絶縁コイルのマイカ
テープ３を示す。マイカ箔３ａを挾むように裏打材３ｂ
、３ａが接合されている。

例えば特開昭５８−４３１６６号公報や特開昭５７−５
２３５５号で示されたように、コイル導体１上に五記マ
イカテープ３を巻回した後、熱硬化性樹脂を含浸し加熱
硬化して絶峰コイルを得ていた。

マイカテープ３の構成をさらに絆しく説明する。

マイカ箔３ａは、焼成法あるいは未焼成法で秒置され、
集成マイカ箔やはがしマイカ箔が用いられている。裏打
材３ｂ、３ｃとしては、ガラステープ。

ポリエステルテープなどの繊維状基材の外、ポリエステ
ルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム
、ポリアミドイミドフィルムのような各徨フィルム類及
びポリエステル不織布、ボリアミド不織布やガラスなど
の無機質の不織布類が、それぞれマイカ箔３ａの補強を
主目的として用いられ、張合せ、接層、熱融着などの方
法で接合されている。また、このときの張合ぜの手段と
して、エポキシ、不飽和ポリエステル、シリコン、ポリ
アミド、エステルイミドなど一般的な熱硬化性樹脂をバ
インダとして使用する場合が多い。

マイカ箔３ａは通常、０．０５〜０．２０　ｍｍ厚さの
ものが使用され、また、裏打材３ｂ、３ｏは通常、０．
０１〜０．０５ｍｍ厚さのものが使用されている。さら
に、マイカ箔３ａと裏打材３ｂ、３ｃのバインダとしで
用いる熱硬化性樹脂は通常、３〜１５％（歌量チ、以下
同様）が含有され、いづれも、マイカ箔３ａを損傷させ
ることなく、コイル導体１とに巻回させるために用いら
れている。

マイカテープ３の使用において、近年テーピング機械の
開発が進み、特に、裏打材として強度が大きいガラスク
ロスやフィルム類が多用される。

しかし、不織布のような強度の小さい裏打材を使用した
マイカテープは機械巻き用として使用されない傾向にあ
る。

絶縁コイルとしての電気的１機械的、熱的性質などの基
本的な性能は、はとんどがマイカテープと、コイル含浸
時に使用する含浸樹脂に支配されると云われるが、マイ
カテープでは、マイカ箔が均一性に富み、電気的特性に
すぐれ、しかも、低価格である集成マイカ箔を用いた集
成マイカテープが多用される傾向にある０また、はがし
マイカ箔を用いたはがしマイカテープは、マイカ箔片が
大きく、４１撃のような機械的特性には有利であるが、
厚さが均一でないため電気的特性にやや劣ること、及び
価格が高いことなどの理由で、最近では使用量が減る傾
向にある。

集成マイカテープについて、さらに、詳しく説明する。

通常は第６図のように、マイカ箔３ａをなす集成マイカ
箔に対し、ＩＷｉ類の裏打材３ｂが配置されているが、
一部前配したように、強度の大きいガラスクロスは高価
であり、不織布は比較的安価であるが強度が小さいため
、用途が少ないといった欠点かめる。

また、第７図のように、集合マイカ箔からなるマイカ箔
３ａに対し両端に裏打材３１）　、　３ａが配置された
集成マイカテープ３は、集成マイカ箔本来の強度が極め
て弱いため、熱硬化性樹脂の張合ぜ時に裏打材３ｂ、３
ｃを同時に張合せすることができなかった。このため、
いったん、集成マイカ箔の片面に、裏打材３ｂを張合せ
、第６図の構成の集成マイカテープを作った麦、再び他
力の面に閤じ工程を繰返すことにより、集成マイカ箔の
両面に裏打材３ａ、３ｂを張合せてなる集成マイカテー
プを製作しておシ、製置が煩雑となり価格の高いマイカ
テープとなる欠点がめるっ〔発明が解決しようとする課題〕）、把のような従来の絶縁コイルでは、裏打材３ｂとし
てのフィルム類は強度が大きく、安価でるるため多用さ
れる傾向にあるが、例えば１１ｋＶ以北にも達する高電
圧発電機では、マイカテープ３の巻回数も多くなり、そ
の結果、樹脂の含浸時、含浸樹脂はフィルムによって浸
透が狙害され、含浸性に支障をきたすことにより、実使
用には限界があるという問題点があった。

また、集成マイカ箔の両面に裏打材３ｂ、３ｃを張合ぜ
た集成マイカテープでは、製造が煩雑で価格が高くなる
という問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、製ａが容易で安価にでき、樹脂の含浸時、含
浸樹脂が容易にコイル内へ含浸され、電気的９機械的特
性のすぐれた絶縁コイルを得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる絶縁コイルは、集成マイカ基の片面に
高分子フィルムと不織布とを順に重ね張合わせてなる集
成マイカテープと、はがしマイカ基に裏打材を張合わせ
てなるはがしマイカテープのうち、少なくとも集成マイ
カテープを不織布側を外向きにしてコイル導体に巻回し
、■−１記はがしマイカテープをも巻回した場合は、少
なくとも最１−には集成マイカテープを巻回するように
し、このマイカテープ層のとに繊維状テープを巻付は愼
護層としたものである。

〔作用〕

この発明においては、不織布は強度が小さいが、高分子
フィルムに張合わされており、強度が補強される。高分
子フィルムと不織布とを集成マイカ基の片面に同時に張
合わせるか、高分子フィルムと不織布を張合わせた裏打
材を集成マイカ基の片面に張合わせており、製造が容易
になる。また、集成マイカテープの片面の外層は不織布
であり、コイル導体に少なくとも集成マイカテープが外
層珍側巻回され、表面に繊維状材テープが巻かれたコイルは
、樹脂含浸処理において、樹脂は多孔質の不織布中を浸
透し、コイル内へ十分含浸処理される。また、はがしマ
イカテープが混用されて巻回された場合は、含浸樹脂が
はがしマイカ基中を浸透できる。

〔実施例〕

この発明の一実施例による絶縁コイルに用いる集成マイ
カテープを、第１図に示す。集成マイカテープ３１は次
のように構成されている。集成マイカ基３１ａと高分子
フィルム３２ａとが双方の合せ而に熱硬化性樹脂で処理
され張合わされ、フィルム３２ａと不織布３２１）がそ
の含まれている低分子の短繊維を介して熱圧着されてい
る（この場合、不織布３２１）には必ずしも硬化性樹脂
を含まなくしてよい）０また、用途に応じ、フィルム３
２ａを膚に、集成マイカ箔３１ａ側と不織布３２１）側
とが異なる組成の熱硬化性樹脂を含有させたものであっ
てもよい０この集成マイカテープ３１を、第２図に示すように、コ
イル導体１外周に半重ね巻きにＦｇｒ要回数巻付ける。

このように、集成マイカテープ３１は不織布３２ｂ層が
介在されていて、その空げきがあり、例えば集成マイカ
テープ３１が２０回以上も巻回されたコイルでも、含浸
樹脂が容易に集成マイカテープ３１中を侵入し、支障な
く通常の作業条件で含浸することができる。

集成マイカテープ３１は、次のようにしてｔｎａされる
っ集成マイカ基３１ａに熱硬化性樹脂処理し半硬化状に
し、これと同一組成の樹脂でフィルム３２ａの両面をロ
ールコーディング法やスプレー法で処理し半硬化状に仕
上けた後、集成マイカ基３１ａとフィルム３２ａと不織
布３２１）とを重ね、ヒートローラで圧着して張合せる
。含浸時の作業性やコイル導体１への巻回性を阻害しな
いようにするため、集成マイカ吊３１ａ側には４〜１５
チの熱硬化性・厨脂が含有されるのが望ましい。

一方、不織布３２’ｂ側には０．５〜２５％の熱硬化性
樹脂が含有されるようにするが、０．５％以下の場合、
フィルム３２ａと不織布３２’ｂ間の接着がうまく行え
ずデーゾになり難＜、２５％以五になると不織布３２ｂ
の層が熱硬化性樹脂で充てんされてしまい、後工程でコ
イル含浸樹脂の浸入を阻害するおそれがあり、好ましく
ない。

また、フィルム３２ａと不織布３２ｂとをあらかじめ熱
ＦＦ、着処理し張合せておき、集成マイカ基３１ａとフ
ィルム３２ａ而とに熱硬化性樹脂で処理し、双方をＷｐ
、Ｅ　層し張合ぜても、集成マイカテープ３１が得られ
る。このときの集成マイカ基３１ａの熱硬化性樹脂の含
有値は４〜１２％が適当である０なお、この場合不織布
３２ｂ１１１１１には熱硬化性１対脂は＠理されていな
い。

この開明に用いる集成マイカテープ用熱硬化性樹脂とし
ては、エポキシ、不飽和ポリエステルのような一般に公
知のすべての熱硬化性樹脂が支障なく使用できる。

また、この発明に用いるコイル含浸樹脂としての熱硬化
性樹脂は、集成マイカテープ３１で用いた一般的な熱硬
化性樹脂が使用できるが、耐熱性。

接着性、保存の安定性などに優れているエポキシ樹脂が
特に好適である。集成マイカテープ３１に用いられる熱
硬化性樹脂は、コイル含浸樹脂に支障を及ぼさないよう
に考慮する必要があるが、この発明では両方とも同じす
層系であることが望ましい。

上記実施例をさらに具体化した第２の実施例を、次に説
明する。

第３図に示す水車発電機用固定子コイルに適用した場合
である。コイル導体１として、２．ＯＸ７．Ｏｍｍの絶
縁素線を２列で２４段に重ね、所定の形状に成形してい
る。

集成マイカテープ３１として、第１図のように構成して
いる。集成マイカ箔３１ａには、硬質未焼成マイカ箔０
．１ｍｍ厚さのものを用い、高分子フィルム３２ａとし
て０．０２５ｍｍ厚さのポリエチレンテレフタレートフ
ィルムを用い、また、不繊布３２ｂとして０．０２５ｎ
ｎｎ厚さのポリエチレンテレ７タレート不織布を用いて
いる。さらに、熱硬化性樹脂として、ビスフェノールＡ
系エポキシ樹脂１００部にオクチル酸皿鉛をＩＱ部配合
してなるエポキシ樹脂をアセトン、ドルオールの当量混
合溶剤に加温溶解した組成物を、集成マイカ都３１ａ、
　フィルム３２ａ、不織布３２１）にそれぞれ、ロール
コーディング法により塗布し、ヒートローラで張合せ、
乾燥した。こうして、筒１図に示す集成マイカテープ３
１として、厚さ０．１５ｍｍ　、幅３８ｍｍのものを得
た。この集成マイカテープ３１中に含有される樹脂様は
全体で７．８チであり、このうち、不戦布３２ｔ）側に
は２．０　’％が含有されている。

この集成マイカテープ３１を第２図及び第４図に示すよ
うに、コイル導体１上に半重ね巻で１０回巻回した。つ
いで、繊維状テープをなすガラステープ（厚さＯ，１３
ｍｍ、幅３８ｍｔｎ）を１回巻回した０後、エポキシ樹
脂に駿無水物系硬化剤を配合してなり、２５’Ｃでの粘
度が３５ｃｐθ（センチボイズ）でめる含浸樹脂中にお
いて、０．５Ｔｏｒｒ　Ｘ　ＩＨｒ　ｆｉ望引後、２．
５Ｋｇ／ａｍ　２　Ｘ　２　Ｈｒ加圧し、さらに、１３
５’Ｃで１２Ｈｒ加熱硬化して絶峰コイルを得た。

上記第１の実施例を具体化した第３の実施例を、次に説
明する。

集成マイカ箔３１ａとして上記第２の実施例のものを用
い、エポキシ樹脂をロールコーティング法で塗布してい
る。ポリエチレンテレフタレートのフィルム３２ａ（厚
さ０．０２５　ｍｍ　）と、ポリエチレンテレフタレー
トの不織布（厚さ０．０２５ｍｍ　）　３２ｂとを、あ
らかじめ、３２０°Ｃのヒートロー２で張合せて裏打材
を作り、フィルム３２ａの外面にはエポキシ樹脂をロー
ルコーティング法で塗布した。また、不織布３２１）面
には、シロク系エポキシ樹脂１００部にイミダゾール系
触媒（２エチル、４メチルイミダゾール）４部を配合し
た組成物を、上記実施例２と同じ溶解したものを、ロー
ルコーティング法で塗布した。この状態の裏打材をフィ
ルム３２ａ側で集成マイカ箔３１ａとヒートローラで張
合わせ、乾燥して第１図に示す構成の集成大イカテープ
（厚さＯ，１５ｍｍ　、幅３Ｂｍｍ　）　３１を得た。

なお、集成マイカテープ３１中に含有される樹脂量は７
．５％、うち、不織布３２１）側には２．２％含有され
ていた。

以下、との集成マイカテープ３１を上Ｓｄ実施例２と同
様に、コイル導体ｌ上に半重ねで１０回巻回し、この上
にガラステープを１回巻きした後、含浸（！！を脂！６
皿及び加熱硬化処理を施し、絶縁コイルを得た。

比較例１比較例としてと記従来の集成マイカテープ３１による（
０縁コイルを、次のように構成した。

集成マイカ箔３１ａとして実施例１のものを用い、裏打
材としてポリエチレンテレフタレートのフィルム（厚さ
０．０２５ｍｍ　）を実施例２と同じエポキシ樹脂でロ
ールコーティング法で処理し、第６図に示す構成の集成
マイカテープ（厚さＯ，１３５ｍｍ　、幅３８ｍｍ　）
からなるマイカテープ３を得た。以下実施例２と同様に
、集成マイカテープをコイル導体ｌ上に坐重ねで１１回
巻回し、この五にガラステープを１回巻きした区、含浸
樹脂処理及び加熱硬化処理を施し、絶縁コイルを得た。

実施例２，３及び比較９＋ｊ　ｌで得た絶縁コイルは、
絶縁厚さが３．３ｍｍとなるように設計されている。

これらの絶縁コイルの代表的絶縁特性を、次表に示す。

ただし、ｔａｎδ０は０．５ｋＶ／ｍｍにおけるｔａｎ
δ値であり、△ｔａｎδは二つの電Ｆｆ、間でｔａｎδ
を測定したときの差であり、５ｋＶ／ｍｍでの値と０．
５ｋＶ／ｍｍでの値との差を示している。また、加熱劣
化後の△ｔａｎδは、１８０°Ｃにおいて１５日間加熱
した後の特性を示している。

上８ピ実施例及び比較例から明らかなように、この発明
によって得られた絶縁コイルは、安価な材料で、しかも
、絶縁性能に優れ九ものが得られるが、実施例３で使用
した集成マイカテープ３１０作用について、さらに、詳
しく説明する。

含浸樹脂は通常、保存寿命を長く保つため、樹脂組成物
中に硬化促進剤（触媒とも云う）を含有しない場合が多
い。この発明に用いる含浸樹脂も同様であり、エポキシ
樹脂、酸無水物系の含浸樹脂に対する硬化促進剤は、マ
イカ箔３ａ側に配されたエポキシ樹脂とオクチル酸亜鉛
からなる組成物であり、含浸後、含浸樹脂と相溶して硬
化時には、樹脂の耐熱性、接着性をさらに高める作用を
発揮する。また、実施列３では、不織布３２１）側に配
されたシクロ系エポキシ樹脂とイミダゾールからなる組
成物は、含局侵、含浸樹脂と相溶して硬化時には、比咬
的低畠、短時間に硬化し、しかも、硬化時の特性は、耐
熱性、接着性といったエポキシ樹脂本来の特性を発揮す
るという特徴がある。

このことは、樹ｊ指含浸処理された絶縁コイルを加熱処
理する場合、通常は昇温にょシ含浸ｍ脂の粘度が低下し
、絶縁コイルから流出し、結果として絶縁コｆイル内に
空げき′ｆ、残したことにな９、上記比較例で示したよ
うに、Δｔａｎδ値が太きくｅｉ特性の不良のコイルと
なる。

しかし、この発明による！！！３縁コイルの集成マイカ
テープ３１は、第２図に示したように、不織布３２ｂ側
が表層側になるように巻装しており、加熱処理時には低
温、短時間で含浸樹脂を硬化させるので、含浸樹脂の流
出がなく、絶縁緒特性の優れた絶縁コイルが得られるも
のである。

集成マイカテープとしては、テープとしての保存寿命が
常温で２年以上であることが望ましいが、この発明に用
いる集成マイカテープ３１も保存寿命が常温で２年以北
を有し、テープの巻回作業性を損うことなく良好に使用
できるものである。こうして、一種類の集成マイカテー
プ３１の使用で、多くの効果が期待でき、機械化された
絶縁コイルのテープ巻付は作業には欠くことのできない
ものといえる。

なお、上ｄじ実施例では、コイル導体１の絶縁テープと
して集成マイカテープ３１を用いたが、場合によっては
、絶縁特性が優れ安価な集成マイカテープ３１と、機械
的強度の大きいはがしマイカテープとを組合ぜて使用し
てもよい。しかし、この場合は、マイカテープ層２の最
１．智、すなわち表層には集成マイカテープ３１を配す
ることが、絶縁特性のよい絶縁コイルを得る条件となる
。

〔発明の幼果〕

以上のように、この発明によれば、集５ｙマイカ箔の片
面に、高分子フィルムと不織布とを順に重ねて張合わせ
、熱硬化性樹脂処理されてなる集成マイカテープと、は
がしマイカ箔に裏打材を張合わぜ熱硬化性樹脂処理ざノ
ｔてなるはがしマイカテープとのうち、少なくとも↓％
ＦＩｌマイカテープを不織布側をＬ向きにしコイル導体
に巻回し、上５己はがしマイカテープをも混用して巻回
した場合は、少なくとも最上層には集成マイカアープを
巻回するようにしたので、従来に比べ、製造が容易で安
価にでき、集成マイカテープを使用にもかかわらず、コ
イルへのα脂含浸時、樹脂が容易にコイル内へ含浸され
、電気的１機械的特性のすぐれた１絶縁コイルが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

Ｍｌ圀はこの発明の一実施例による絶縁コイルの集成マ
イカテープを示す横断面図、第２図は第１図の集成マイ
カテープをコイル導体に巻回している状態を示す説明図
、第３図は水車発電機用固定子コイルの斜視図、第４図
は第３図のコイル導体にマイカテープを巻付けている状
態を示す斜視図、第５図は第３図の固定子コイルの絶縁
部の断面図、第６図は従来の絶縁コイルのマイカテープ
を示す横断面図、第７図は従来の他の例によるマイカテ
ープを示す横断面図である。１・・・コイル導体、２・・・マイカテープ層、３・・
・マイカテープ（はがしマイカテープ）、３ａ・・・マ
イカ箔（はがしマイカ’ａ　）　、３ｂ、３ｃ・・・裏
打材、４・・・’８　Ｊ　、’３．３１・・集成マイカ
テープ、３１ａ・・・集成マイカ箔、３２ａ・・・亮分
子フィルム、３２ｂ・・・不織布なお、図中同一符号は
同−又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】コイル導体にマイカテープを巻回しマイカテープ層とし
、この上に繊維状テープを巻付け保護層とし、熱硬化性
樹脂を含浸し加熱硬化してなる絶縁コイルにおいて、上記マイカテープとして、集成マイカ箔の片面に高分子
フィルムと不織布とを順に重ね張合わされていて熱硬化
性樹脂処理されてなり、不織布側を外方にして巻回され
る集成マイカテープと、はがしマイカ箔に裏打材を張合
わせて熱硬化性樹脂処理されてなるはがしマイカテープ
とのうち、少なくとも集成マイカテープを用いて巻回し
ており、上記はがしマイカテープをも用い巻回した場合
は、少なくとも最上層には集成マイカテープを巻回した
ことを特徴とする絶縁コイル。