JPH04185251A - 高圧回転機コイルおよびその製造方法 - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 この発明は、高電圧のタービン発電機や水車発電機の固
定子巻線を構成する高圧回転機コイルとその製造方法、
ことに、主絶縁層の外周に設ける外部コロナ防止層の構
成、およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は高圧回転機コイルを固定子鉄心のスロットに収
納した状態を示す要部の断面図であり、高圧回転機コイ
ル（固定子コイル）１は素線固めした整列コイル導体（
以下コイル導体と呼ぶ）３と、その外側を所定の厚みで
覆う主絶縁層４と、その表面にコーティングされた半導
電性の外部コロナ防止層５とで構成され、固定子鉄心２
のスロレト８内に上下一対の高圧回転機コイル１．１が
各種ライナー６Ａ、６Ｂ、６Ｃ等を介して挿入され、く
さび７を打ち込むことによりスロット内に固定される。

高圧回転機コイルｌのコイル導体３は高圧回転機の運転
中、接地された固定子鉄心２に対して数ＫＶから十数Ｋ
Ｖにおよぶ電位差を持つので、両者間に空隙が存在する
と空隙内で放電（部分放電またはコロナ放電と呼ぶ）が
発生し、主絶縁層４や外部コロナ防止層５に損傷を与え
、さらにはコイル導体３や鉄心２を腐食させるなどの悪
影響を及ぼす、そこで、主絶縁層４はその製造方法とし
て、耐コロナ性に優れたマイカを主体とする絶縁テープ
をコイル導体３の外周に所定の厚みで巻装してよく乾燥
した後、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を気泡を残さな
いよう真空加圧含浸し、さらに金型に収納して形状２寸
法を整えた状態で、含浸した樹脂を加熱硬化することに
より、ボイド等のコロナ発生源を含まず、かつ耐コロナ
性に優れた主絶縁層が形成される。なお、金型に収納し
た後、樹脂を真空加圧含浸、加熱硬化する方法も行われ
ている。

また、各種ライナ一部分に存在する空隙もコロナ放電（
外部コロナとも呼ぶ）の発生源になるので、主絶縁層４
の表面に半導電性の塗料を塗布して厚みが０．１−園程
度の外部コロナ防止層５を形成し、これを固定子鉄心２
に導電接触させるよう構成され、外部コロナ防止層５の
表面抵抗率を５〜ＩＯＫΩ程度の範囲とすることにより
、外部コロナ防止層の電位を大地電位に近づけて外部コ
ロナの発生を阻止するとともに、外部コロナ防止層に循
環電流が流れることによる発熱および電位上昇を阻止す
、る。

〔発明が解決しようとする課題〕

半導電性の塗料を主絶縁層の表面に均一に塗布して厚み
０．１＋ｍｓ程度の外部コロナ防１層を形成する従来の
方法では、均一な塗膜を形成するために高度な技能を必
要とし、その塗布時間や硬化時間も長くなるため、高圧
回転機コイルの製造コストの上昇を招く欠点があり、か
つ塗膜の厚みの不均一が原因で局部的に外部コロナが発
生し易いという問題がある。また、塗膜が薄く、主絶縁
層との接着強度が十分で無いために、スロットへの挿入
作業時に塗膜の一部分が剥げ落ち、外部コロナの防止機
能が低下し易いという問題がある。さらに、半導電性塗
料が溶剤を含むため、その塗布。

硬化作業に環境衛生上の制約があり製造方法の改善が求
められている。

この発明の目的は、厚みが均一かつ強固でスロット挿入
時の損傷がなく、従って優れた外部コロナの防止性能が
安定して得られる外部コロナ防止層と、環境衛生上の問
題点が少なく、省時間化された製造方法とを得ることに
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、コイル
導体と、その外周に巻装した絶縁テープ層に熱硬化性樹
脂を含浸、加熱硬化してなる主絶縁層とを有する高圧回
転機の成形コイルにおいて、前記主絶縁層の外周に巻装
した半導電性テープ層に前記熱硬化性樹脂を前記主絶縁
層と共に一体含浸、加熱硬化してなる外部コロナ防止層
を備えてなるものとする。

また、半導電性テープが、その基材となる繊維の表面に
結合した半導電性のコーティング層を有するもの、ある
いは、半導電性テープが、その基材となる繊維と、カー
ボン繊維との混しよう紙であるものとする。

また、高圧回転機コイルを製造する一連の工程が、コイ
ル導体にマイカを含む絶縁テープを所定の厚みに巻装し
て主絶縁基材層を形成する工程と、その外周に半導電性
テープを所定の厚みに巻装して外部コロナ防止基材層を
形成する工程と、前記両基材層に熱硬化性樹脂を真空、
加圧含浸する工程と、成形金型内で含浸樹脂を加熱硬化
する工程とを含むこととする 〔作用〕 この発明の構成において、外部コロナ防止層に半導電性
テープを用い、かつ熱硬化性樹脂により主絶縁層と一体
化したことにより、厚みが均一で機械的に強固な外部コ
ロナ防止層を得ることが容易となり、従ってスロットに
収納する際に生ずる外部コロナ防止層の剥離や塗料の塗
りむらが原因で、外部コロナの防止機能が局部的に低下
する従来技術の問題点が排除され、優れたコロナ防止機
能が安定して得られる。

また、半導電性テープとして、基材繊維に導電性コーテ
ィングを施したもの、あるいは基材繊維とカーボン繊維
の混しよう紙を用いることにより、含浸樹脂の硬化物に
より導電性物質が基材繊維に固着して安定した半導電性
を示すとともに、基材繊維が補強材として機能して外部
コロナ防止層の損傷や劣化を防止するので、５〜ＩＯＫ
Ωの表面抵抗率を長期間安定して保持できる長期安定性
に優れた外部コロナ防止層が得られる。

さらに、主絶縁基材層と半導電性テープ層とに熱硬化性
樹脂を一体含浸することにより、特別の含浸工程や熱硬
化工程を設けずに樹脂含浸された強固な外部コロナ防止
層が得られ、かつ金型成形により一様な厚みの外部コロ
ナ防止層を容易に形成できるので、高圧回転機コイルの
製造工数を低減する機能が得られる。また、エポキシ樹
脂等の熱硬化性樹脂が低沸点溶剤を含まないので、塗膜
方式に比べて環境衛生上の制約が軽減される。

〔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になる高圧回転機コイルを示
す断面図であり、高圧回転機コイルＩ　Ｊの主絶縁層４
と、半導電性テープのテーピング層からなる外部コロナ
防止層１５には、例えばエポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂
が一体含浸され、かつ成形用の金型内で加熱硬化される
ことにより、ボイドレスの主絶縁層４と一体化した強固
な外部コロナ防止［１５が形成され、したがってスロッ
ト挿入作業時に損傷することなく優れた外部コロナ防止
性能を安定して保持する機能が得られる。

第２図は、実施例になる高圧回転機コイルの一連の製造
工程を示す流れ図であ・す、コイル導体３に絶縁テープ
を所定の厚みで巻装して主絶縁基材層を形成するテーピ
ング工程２１と、その外側に半導電性テープを所定の厚
みで巻装して外部コロナ防止基材層を形成するテーピン
グ工程２２と、両テーピング層に熱硬化性樹脂としての
エポキシ系含浸樹脂を真空加圧含浸する工程２３と、こ
れを成形用金型に収納して形状および寸法を整え、含浸
樹脂を加熱硬化する工程２４と、離型したコイルの外部
コロナ防止１１１５の表面に付着した含浸樹脂の硬化物
を取り除いて表面を平滑に仕上げる工程２５とからなり
、一連の製造工程が高度の技能を必要とする塗装工程や
塗膜の硬化工程を含まないので、高圧回転機コイルの製
造工数を従来の９５％程度に低減することができる。

また、使用する半導電性テープとしては、ポリエステル
不織布やガラス布などを基材とし、その繊維にグラファ
イトやカーボンの微粉末を焼き付け、化学処理などの方
法で固着させた半導電性テープ（例えば、西ドイツ、　
ＫＲＥＭＰＥＬ社製９品番０６ＥＬＲ１４ＣＣ）が使用
でき、樹脂含浸すると抵抗値が幾分高くなるので、これ
を見越してテープの抵抗値を低めに選ぶことにより、所
定の厚み（０，１−一）の外部コロナ防止層１５の表面
抵抗率（ｌｃ醜四方の対辺間に換算した抵抗値）を５〜
ＩＯＫΩの範囲に収めることができる。

また、基材繊維とカーボン繊維を混しようしたカーボン
紙も市販されており（例えば、巴用製紙所製、商品名ア
ビエールカーボン紙１品番＾ＰＣ−１００）　、樹脂含
浸しても表面抵抗率が変わらないので、所定の抵抗率の
外部コロナ防止層を得やすい特長がある。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように、外部コロナ防止層に半導電性
テープを用い、かつ熱硬化性樹脂により主絶縁層と一体
化するよう構成した。その結果、厚みが均一で機械的に
強固な外部コロナ防止層を得ることが可能となり、従っ
てスロットに収納する際に生ずる外部コロナ防止層の剥
離や塗料の塗りむらが原因で、外部コロナの防止機能が
局部的に低下する従来技術の問題点が排除され、優れた
コロナ防止機能が安定して得られる外部コロナ防止層を
備えた高圧回転機コイルを提供できる。

また、半導電性テープとして、基材繊維に導電性コーテ
ィングを施したもの、あるいは基材繊維とカーボン繊維
を混しようしたものを用いるよう構成すれば、含浸樹脂
の硬化物により導電性物質が基材繊維に固着し、５〜Ｉ
ＯＫΩの範囲で安定した表面抵抗率を有する外部コロナ
防止層が容易に得られるとともに、基材繊維が補強材と
して機能して外部コロナ防止層の損傷や劣化を防止する
ので、長期安定性に優れた外部コロナ防止層が得られる
。

さらに、主絶縁基材層と半導電性テープ層とに熱硬化性
樹脂を一体含浸することにより、特別の含浸工程や熱硬
化工程を設けずに樹脂含浸された強固な外部コロナ防止
層が得られ、かつ金型成形により一様な厚みの外部コロ
ナ防止層を容易に形成できるので、塗膜方式の従来方法
で問題となった高度の塗装技術を要する塗装工程、乾燥
工程等が不要になり、高圧回転機コイルの製造工数を５
％程度低減でき、高電圧大容量の回転機の製造コストの
低減に貢献できる。

さらにまた、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が低沸点溶
剤を含まないので、塗膜方式に比べて環境衛生上の制約
が軽減される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例になる高圧回転機コイルを示
す断面図、第２図はこの発明の実施例になる高圧回転機
コイルの製造工程を示す流れ図、第３図は高圧回転機コ
イルを固定子鉄心に収納した状態を示す断面図である。 １．１１・・高圧回転機コイル、２・・固定子鉄心、３
・・コイル導体、４・・主絶＆ｉＮ、５゜１５・・外部
コロナ防止層、８・・スロット、２１．２２，２３，２
４．２５・・一連の製造工程。 第１図 第２固 第３目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）コイル導体と、その外周に巻装した絶縁テープ層に
   熱硬化性樹脂を含浸、加熱硬化してなる主絶縁層とを有
   する高圧回転機の成形コイルにおいて、前記主絶縁層の
   外周に巻装した半導電性テープ層に前記熱硬化性樹脂を
   前記主絶縁層と共に一体含浸、加熱硬化してなる外部コ
   ロナ防止層を備えてなることを特徴とする高圧回転機コ
   イル。 ２）半導電性テープが、その基材となる繊維の表面に結
   合した半導電性のコーティング層を有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の高圧回転機コイル。 ３）半導電性テープが、その基材となる繊維と、カーボ
   ン繊維との混しょう紙であることを特徴とする請求項１
   記載の高圧回転機コイル。 ４）高圧回転機コイルを製造する一連の工程が、コイル
   導体にマイカを含む絶縁テープを所定の厚みに巻装して
   主絶縁基材層を形成する工程と、その外周に半導電性テ
   ープを所定の厚みに巻装して外部コロナ防止基材層を形
   成する工程と、前記両基材層に熱硬化性樹脂を真空、加
   圧含浸する工程と、成形金型内で含浸樹脂を加熱硬化す
   る工程とを含むことを特徴とする請求項１記載の高圧回
   転機コイルの製造方法。