JPH04305906A - 耐熱絶縁線輪 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【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℃
以上の高温で用いられる電気機器の耐熱絶縁線輪に関す
る。

【０００３】

【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
社の商品名）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、容量の大きい
電気機器の線輪には不向きであった。

【０００４】また、特公昭６２−１２４１号公報や特公
昭６２−１２４２号公報には、線輪の線間空隙部分およ
び線輪の外表面部の少なくとも部分的にシリコーン系樹
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線輪が記載されている。

【０００５】さらに、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
絶縁電線を巻き付け加工したコイルを固定する方法の耐
熱絶縁線輪の製造方法が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の上記公知例に記
載されている耐熱絶縁線輪は表面に粉末を固めた無機質
層が形成されるため、長期間使用されると露出している
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出来ない。ま
た、あまり厚い無機質層を形成出来ないため、絶縁破壊
電圧が低く、高電圧用の機器には用いることが出来ない
と言う欠点があった。このように高電圧の機器の場合、
マイカテープやその他の絶縁テープを巻回し、無機ポリ
マ（無機化し得るポリマを含む）や無機質の接着剤によ
って、加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。

【０００７】しかし、この様に全体を接着剤で固めた絶
縁は、機器の起動・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、ヒートサイクルが繰返
されると、絶縁に疲労クラックが発生し、絶縁低下を来
たす。時には大形機用の大形巻線やより高温で運転され
る機器で、このような現象が発生し易い。また、マイカ
テープや絶縁テープを巻回して形成される絶縁層は、テ
ープの重なり部にエアギャップが出来やすく、熱伝導の
低下をまねく。したがって線輪から発生する余分な熱を
放散させるには極めて不利となり、それだけ機器の温度
上昇が高くなる欠点がある。したがって高速増殖炉の液
体ナトリウムを移送するため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、線輪から発生する熱
の放散性を高めて、絶縁線輪自体および電磁ポンプの外
径を小さくすることが求められている。

【０００８】また、大容量機においては、ヒートサイク
ルによ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。

【０００９】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
使用出来、ヒートサイクルによって絶縁劣化が起きず、
高電圧にも用いることが出来る耐熱絶縁線輪を提供する
ことを目的とする。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の手段としては、通電したときの線輪
導体の温度上昇による伸びを逃がす緩衝材を、線輪導体
と対地絶縁層の間に介在させる。

【００１２】なお、緩衝材はセラミック繊維に有機質の
樹脂を含浸（３００℃位にして焼失させる）ものを用い
る手段がある。また対地絶縁層は樹脂含有率の高いマイ
カテープ層としてもよいし、さらにそのマイカ層の外側
にセラミックファイバのテープを巻回してもよい。

【００１３】また第２の手段としては、絶縁線輪の対地
絶縁層として、複数枚の矩形状の剥しマイカシートを継
ぎ目が重ならないように千鳥状に配置して複数層形成し
、その外側にセラミックファイバの織布又は不織布の保
護巻をルーズに巻装する。

【００１４】なお、保護巻の外表面は窒化ホウ素を付着
して、鉄心との潤滑性を良くする手段もある。

【００１５】

【作用】３００℃以上の高温になる絶縁線輪は対地絶縁
層と線輪導体の熱伸び差により、伸びの少ないマイカ等
の対地絶縁層はクラックが入り易く、寿命が短くなるこ
とが考えられるが、第１の手段によれば、緩衝材が両者
間に在ることにより、寿命が長くなり信頼性が増す。

【００１６】また第２の手段のようにすれば、線輪導体
が伸びたとき、複数に分割された矩形状の剥しマイカシ
ートは個々に小さな伸びを生じるが、千鳥状にマイカが
配置されているのでマイカ間の隙間は大きくならず、さ
らに剥しマイカ自体が内側と外側で剥がれて、線輪導体
の伸びに順応する。しかもマイカの外側の保護巻がルー
ズになっているから、剥しマイカシートの移動が容易で
寿命が長くなり、信頼性が増す。

【００１７】

【実施例】実施例１ 以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図３
を参照して説明する。

【００１８】図１ないし図３は耐熱絶縁線輪においてコ
イル状に巻かれた線輪導体（１）の幅方向の両側に緩衝
材（２）を入れ線輪導体（１）の幅方向の伸びを吸収さ
せるものである。線輪導体（１）と緩衝材（２）との外
側にはセラミックテープ層（３）を設け、その外側には
マイカを主体として絶縁テープを巻付けて対地絶縁層（
４）を設け、その外側にはセラミックテープによる保護
巻層（５）を設ける。

【００１９】線輪として成形するものの幅方向があまり
大きくない５０ｍｍ以下のものにおいては、線輪導体（
１）の側板として図２のようにセラミックの織物やマイ
カの樹脂リッチのものを十分樹脂を含浸させながら貼付
ける。

【００２０】また、幅が広く、温度差が更に生ずるもの
については図３のようなセラミックのフエルト状あるい
はロービングクロスのような空隙の多いセラミッククロ
ス（２ａ）を樹脂で接着する手段で構成する。

【００２１】こうして出来上がった絶縁線輪の耐電圧は
周囲のマイカ絶縁でもつものである。このようにするこ
とによって主絶縁である対地絶縁層（４）のマイカには
大きなストレスが加らず、緩衝材で全て吸収してくれる
。

【００２２】以上説明したように上記実施例１によれば
、有機質の材料を一部使用し、ほとんど無機質からなる
材料で構成された絶縁線輪を加圧加熱し、焼成して全て
無機化して完成した線輪は、試験や運転等によるヒート
サイクルのくり返しを行なっても線輪導体の両側に緩衝
材が入って、線輪導体の幅方向の熱による伸びを吸収し
、絶縁物には大きな応力が生じなく、クラック等が入る
ことが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℃以上の高温で用いられる耐熱絶縁線輪を
提供できる。

【００２３】実施例２ 図４および図５は第２の実施例を示す。

【００２４】先ず線輪導体（１）の周囲にセラミックテ
ープ層（３）を設け、その外側に剥しマイカの対地絶縁
層（４）を設ける。主絶縁である対地絶縁層（４）の剥
しマイカは線輪導体（１）の長さ、幅方向とも複数個に
なるように短い大きさに切断し、矩形状のものとし、切
断部を突き合せた継ぎ目（６）が重ならない様にし、絶
縁の沿面距離が十分取れるようにしながら積層し、その
上に緩衝材（２）を巻付け、その外側にセラミック織布
（不織布でもよい）の保護巻層（５）を設けた絶縁構成
とする。尚、この保護巻層（５）は緩衝材（２）を兼ね
ているので、特別の緩衝材（２）を用いないでもよい。

【００２５】次に作用について説明する。先ず、保護巻
層（５）と緩衝材（２）を設けた構成について述べる。 線輪導体（１）が通電時の温度上昇によって伸びると、
まず最初に対地絶縁層（４）のマイカにその伸びの差が
加わり、矩形状に切断されている剥しマイカはクラック
などが生ずることなく層間ですべる。この時にすべりが
スムーズに起きるようにするために緩衝材（２）が必要
で、線輪導体（１）が温度変化で伸縮するだけの変位が
十分出来るものでなければならない。このように緩衝材
（２）で伸びを吸収することが出来ると保護巻層（５）
は、外力を受けることなく、クラックも生じない。尚、
保護巻層（５）は巻終り部だけ堅くし、他はルーズに巻
くことにより、保護作用を大にすることができる。

【００２６】また、緩衝材（２）を省いて、その作用を
保護巻層（５）に行なわせるように成形する場合には、
保護巻層（５）を幅方向の伸びに合せてルーズに巻き、
巻き終りだけ堅くし、最外層には線輪が例えばスロット
へ挿入する際スムーズに入るようにすべりの良いセラミ
ック、例えば窒化ホウ素（ＢＮ）などで固めてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は請求項１
によれば線輪導体の幅方向側面に緩衝材を設けて対地絶
縁層にヒートサイクルによる伸縮の影響を与えないよう
にし、請求項２によれば対地絶縁層を形成するマイカと
して剥しマイカを使用し、しかもマイカを複数の矩形に
分割して、伸縮を自在にしたので線輪導体の対地絶縁層
にヒートサイクルによる伸縮の影響を与えないようにし
たので、絶縁層には大きな応力が生じなく、クラック等
が入ることがなく、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℃以上の高温で用いられる耐熱絶
縁線輪を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の耐熱絶縁線輪の第１の実施例を示す
横断面図。

【図２】図１の“Ａ”部を示す断面図。

【図３】図２の変形例を示す断面図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す一部切欠断面図
。

【図５】図４の“Ｂ”部を示す断面図。

【符号の説明】

１…線輪導体 ２…緩衝材 ３…セラミックテープ層 ４…対地絶縁層 ５…保護巻層 ６…継ぎ目

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　通電したときの線輪導体の温度上昇に
   よる伸びを逃がす緩衝材を、線輪導体と対地絶縁層の間
   に介在させたことを特徴とする耐熱絶縁線輪。
2. 【請求項２】　　絶縁線輪の対地絶縁層として、複数枚
   の矩形状の剥しマイカシートを剥ぎ目が重ならないよう
   に千鳥状に配置して複数層形成し、その外側にセラミッ
   クファイバの織布又は不織布の保護巻をルーズに巻装し
   たことを特徴とする耐熱絶縁線輪。