JPH0564018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は金型を用いて素線コイル単体の外側に
絶縁用合成樹脂を含浸硬化させてなる対地絶縁層
と、該対地絶縁層の外表面に施されるコロナ放電
防止用低抵抗絶縁層並びに高抵抗絶縁とを設けて
なる高圧コイルに関する。この種の高圧コイルに
おいてはできる限り短時間かつ少ない労力により
所期の対地絶縁性能とコロナ放電防止効果とが得
られる如き絶縁処理を施し得ることが望まれる。

〔従来技術とその問題点〕

一般に3KV以上の高圧電気機器に使用される
コイル例えば回転電気機械の高圧コイルにおいて
は、当該電気機械の鉄心のスロツト内に収納され
た前記コイル対地絶縁層と前記スロツト内の鉄心
との間〓に発生するコロナ放電を防止する目的で
第３図に例示する如く、素線コイル２２に対地絶
縁層２３を施してなる高圧コイル２１の前記対地
絶縁層２３の外表面に当該コイル２１が収納され
る鉄心２６のスロツトの内部に低抵抗絶縁層２４
を設けて対地絶縁層２３の外表面の電位を鉄心と
同電位に保持する構成としている。また対地絶縁
層２３の外表面とスロツトの鉄心２６の端部との
高電界部分でのコロナ放電の発生を防止するため
に、鉄心２６のスロツトの内部からコイル端２１
ａの方向に向かつて前記スロツトの出口より所要
の距離だけ前記低抵抗絶縁層２４を突出させ、こ
の低抵抗絶縁層２４の端部での電界を緩和するよ
うに前記低抵抗絶縁層２４に接して前記コイル２
１の外表面に所要の距離だけ高抵抗絶縁層２５が
設けられることは良く知られている。その際前記
低抵抗絶縁層２４の抵抗値が大略10³ないし10⁴オ
ーム程度で、また高抵抗絶縁層２５のそれが大略
10⁸ないし¹⁰オーム程度にされていることも周知
のところである。

前記の如き低抵抗絶縁層並びに高低抵抗絶縁層
の設けられる従来の高圧コイルについては当該コ
イルの製作方法により次の如く異なつた様式のも
のが知られている。即ちその一つは中、小容量の
回転電気機械を対象とした比較的小形で所謂全含
浸絶縁方式により製作されるコイルである。この
種のコイル２１においては第３図に例示する如く
素線コイル２２の外周に施された対地絶縁２３の
外表面に直接所要の低抵抗絶縁層２４と高抵抗絶
縁層２５とを相互にその一端が重なり合う如くに
相接して設けた後、該コイル２１を当該回転電気
機械の鉄心２６のスロツト２７内に収納し、前記
鉄心２６と共に前記コイル２１に真空中において
絶縁用合成樹脂を加圧含浸かつ加熱硬化させ、前
記コイル２１が前記鉄心２６にスロツト２７で固
着して相互が一体になる如くにする。したがつて
この場合には前記合成樹脂の含浸硬化によつて前
記低抵抗絶縁層２４と前記鉄心２６とが相互に固
着一体化されるから両者間の電気的結合に関して
は特に問題はないが、前記コイル２１を前記スロ
ツト２７内に収納して鉄心２６と共に全体に絶縁
用合成樹脂の含浸硬化を行なうため、前記コイル
２１個々の品質管理を行なうことは不可能である
から、真空中において前記合成樹脂の含浸硬化を
行なうにもかかわらず、コイル２１個々の絶縁性
能の信頼性に関して不安が残るという欠点があ
る。

一方大容量の回転機器を対象とする大形の高圧
コイルの場合はコイル単体成形方式が主流となつ
ているが、この場合は個々のコイルの絶縁性能に
おける信頼性を確保する手段の一つとして当該コ
イルを単体の状態で真空中での絶縁用合成樹脂の
加圧含浸加熱硬化を行なう如くにするものが知ら
れている。即ちこの場合は第４図に示す如く先ず
素線コイル２２に所要厚さの対地絶縁層２３を巻
装し、その外側に離型用のシート及びテープから
なる層２８を設けて成形したコイル２１を内面に
離型処理の施された金型２９に挿入し、該金具２
９を締め合せた上で真空中において絶縁用合成樹
脂の加圧含浸加熱硬化を行ない、コイル２１の対
地絶縁２３を単体において形成させる。その後先
に巻回した前記離型用シート及びテープからなる
層２８が固着した状態で前記コイル２１を前記金
具２９から取り出し前記離型用に形成した層２８
を取り除いた後、露出した前記対地絶縁２３の外
表面に前処理としてサンドペーパなどによる面荒
しを施し次の段階に予定されているコロナ放電防
止用絶縁層の当該コイル２１の表面に対する良好
な接着の実現に備える。次に前記の如く前処理が
施された前記コイナ２１の表面に先ず通常は常温
硬化性の低抵抗コロナ放電防止塗料を塗布し常温
において10数時間乾燥させて第３図に示す如き低
抵抗絶縁層２４を形成し、次に同様に通常は常温
硬化性の高抵抗コロナ放電防止塗料を前記低抵抗
絶縁層２４に接する如くにして塗布し、同様に常
温において10数時間乾燥させて高抵抗絶縁層２５
を形成する。

前記の如くにして回転電気機械の鉄心２６は装
着される以前にコロナ放電防止用絶縁層の設けら
れた大形の高圧コイルを単体として製作すること
ができるから、前記コイル個々の絶縁性能に関し
ては品質管理が行き届き、前述のコイルと鉄心と
を一体にして絶縁用合成樹脂の含浸硬化を行なう
所謂一体含浸絶縁方式のものに比較して格段に高
い信頼性が得られる利点はあるが、一方前記コイ
ルの成形と対地絶縁層に対する前記合成樹脂の含
浸硬化処理との後に、コロナ放電防止処理を別途
行なわれなければならないから工程が延伸し、コ
イル製作のための時間と労力の増大にもとづくコ
スト上昇を免れないという欠点が伴なう。

〔発明の目的〕

本発明は従来の対地絶縁層の外表面にコロナ放
電防止用絶縁層の設けてなる従来の高圧コイルが
絶縁性能面においてあるいはコスト面において有
する前記の如き欠点に鑑み、その外表面に予じめ
コロナ放電防止用絶縁層の設けられたコイル単体
の対地絶縁層に金型の内部において絶縁用合成樹
脂の真空加圧含浸並びに加熱硬化を行なう如くに
して廉価に製作し得るとともに絶縁性能面におい
て著しく信頼性の高い高圧コイルを提供すること
を目的とする。

〔発明の要点〕

前記の目的を達成するために本発明では首記の
高圧コイルにおいて、前記対地絶縁層の外表面に
施されるコロナ放電防止用低抵抗絶縁層と高抵抗
絶縁層とが形成される際に、それぞれの絶縁層の
前記対地絶縁層と接触しない側の面に離型処理が
施され、かつ前記低抵抗絶縁層と高低抵抗絶縁層
とが重なる部分の低抵抗絶縁層に離型剤を施さな
いことにより、前記対地絶縁層の外表面に所定の
如く前記コロナ防止絶縁層が施されたコイル単体
に金型の内部において絶縁用合成樹脂の真空加圧
含浸熱硬化を行なうに際して、前記低抵抗絶縁層
並びに高抵抗絶縁層の離型処理が施された側の片
面を前記金型の内面に接触する如く挿入すること
により離型用シートあるいはテープを使用するこ
となく前記コイルの前記金型からの離型を容易に
するものである。

〔発明の実施例〕

次に図面に表わされた実施例にもとづいて本発
明の詳細を説明する。

第１図並びに第２図に示す如く素線コイル２に
ガラス繊維あるいはポリエステル繊維の織布など
を基材にしたマイカテープなどからなる対地絶縁
層３を施し、その外表面にガラス繊維あるいはポ
リエステル繊維の織布もしくは高分子フイルムな
どをカーボンなどの導電性物質で処理したものあ
るいはカーボン繊維そのものからなる低抵抗絶縁
シートあるいはテープの片面にシリコン離型材
100重量部にキシレン、トルエンあるいはトリク
ロルエチレンの如き有機溶剤を50ないし100重量
部添加してなるシリコン離型剤溶液を塗布あるい
は散布して離型処理を行ない、常温で乾燥させた
後更に50ないし100℃で10ないし30分加熱乾燥さ
せたものを、前記離型処理の施されていない側の
片面が前記対地絶縁層３に接触する如くに巻装し
て大略10³ないし10⁴オーム程度の抵抗値を有する
片面離型性低抵抗絶縁層４を形成するとともに、
該低抵抗絶縁層４の端部に接してコイル端１ａ側
に、ガラス繊維の織布あるいは高分子フイルムな
どにシリコーンカーバイドなどを処理してなる高
抵抗絶縁シートあるいはテープの片面にシリコー
ン離型剤100重量部に対して前記の有機溶剤を500
ないし700重量部添加してなるシリコーン離型剤
溶液を塗布あるいは散布して離型処理を行ない、
前記低抵抗絶縁シートあるいはテープとほぼ同一
の条件において乾燥させてなるものを同様に、前
記離型処理の施されていない側の片面が前記対地
絶縁層３接触する如くに巻装して大略10⁸ないし
10¹⁰オーム程度の抵抗値を有する片面離型性高抵
抗絶縁層５を形成する（第１図）。その際前記低
抵抗絶縁層４と前記高抵抗絶縁層５とが相互に重
なり合う部分６においては相互の装着を阻害する
ことのない如くに、下側になる前記低抵抗絶縁層
４のその部分６における離型処理剤を取り除いて
おくが、あるいは予じめこの部分かに離型処理を
施さないでおくかすることが必要である。

以上の如くにして対地絶縁層３と低抵抗絶縁層
４並びに高抵抗絶縁層５とを備えた高圧コイル１
を、内面に離型剤を焼き付けた金型７を用いて第
１図並びに第２図に示す如くに締め付けた上、真
空中において絶縁用合成樹脂を加圧含浸し加熱硬
化させて前記対地絶縁層３と前記低抵抗並びに高
抵抗絶縁層４，５との一体成形を行なう。その際
前記対地絶縁層３の表面とこれに接触する前記低
抵抗絶縁層４及び高抵抗絶縁層５の前記離型処理
の施されていない面との間には、前記合成樹脂の
良好な漏れ性による浸潤が行なわれるから前記合
成樹脂による固着一体化が生じる。これに反して
前記低抵抗絶縁層４及び高抵抗絶縁層５の前記離
型処理の施されている側の片面と、同様に離型剤
が焼き付けられている前記金型７の内面との間で
は前記合成樹脂の漏れ性が悪く前記合成樹脂が飛
散して浸潤しないから相互に固着を生じることは
ない。したがつて前記コイル１の前記合成樹脂に
よる含浸硬化の終了した段階で前記コイル１を金
型７から前記低抵抵抗絶縁層４及び高抵抗絶縁層
５に損傷を与えることなく容易に取り外すことが
できる。

以上の如くにして素線コイル２の外周に対地絶
縁層３と片面に離型処理が施されたコロナ放電防
止用の低抵抗絶縁層４及び高抵抗絶縁層５とを設
けた後、金型７の内部において絶縁用合成樹脂の
真空中加圧含浸加熱硬化を行なう如くにしてコイ
ル単体で成形する本発明の高圧コイル１の電圧に
対する誘電正接特性を例示すると第５図に示すＡ
曲線の如くになる。この特性を素線コイル単体に
対地絶縁層を設けたものを金型の内部で絶縁用合
成樹脂の真空中加圧含浸加熱硬化を行なわせた
後、硬化した前記対地絶縁層の上にコロナ放電防
止用塗料を塗布して低抵抗絶縁層並びに高抵抗絶
縁層とを形成させてなる従来の高圧コイル２１
（第３図）の電圧に対する誘電正接特性Ｂ（第５
図）に比較しても殆んど劣る所がなく、本発明に
関わる高圧コイル１がその製作工程において従来
の高圧コイル２１の場合に比較して著しく時間と
労力とを節減し得るにもかかわらず期待通りの優
秀な絶縁性能を有するものであることが立証され
る。

一方素線コイル単体に設けられた対地絶縁層の
外側に片面に離型処理を施していない通常のコロ
ナ放電防止用絶縁シートあるいはテープを巻装し
て低抵抗絶縁層並びに高抵抗絶縁層とを形成し、
金型の内部において絶縁用合成樹脂の真空中加圧
含浸加熱硬化を行なわせて成形する別の従来の高
圧コイルの電圧に対する誘電正接特性Ｃ（第５図）
に比較すると本発明に関わる高圧コイルの絶縁性
能が格段に優れていることが明らかである。これ
は前記従来の高圧コイルがその製造工程における
時間と労力において本発明に関わる高圧コイルの
それらと殆んど変らないとしても、前記低抵抗絶
縁層並びに高抵抗絶縁層の前記金型に当接する側
の面に本発明に関わる高圧コイルの場合の如くに
離型処理が施されていないために、前記合成樹脂
の加圧含浸に際して前記低抵抗並びに高抵抗絶縁
層の外表面と前記金型の内面との間に前記合成樹
脂が浸潤し加熱硬化に際して固着するために、前
記低抵抗並びに高抵抗絶縁層の抵抗値の増大を招
きコロナ放電防止に対する障害となる上に、前記
硬化した合成樹脂の固着力のために含浸硬化の終
了した前記コイルを金型から取り外す際に前記高
低の両抵抗絶縁層が損傷することに原因するもの
と考えられるから、本発明に関わる高圧コイルの
製作過程における片面に離形処理を施してコロナ
放電防止用絶縁シートあるいはテープからなる低
抵抗絶縁層と高抵抗絶縁層の前記コイルの絶縁性
能確保に対する効果は歴然としているといえる。

なお以上の説明においては回転電気機械の場合
について例示したが、モールド変圧器のブツシン
グ、電磁コイルなど他の高圧電気機器の高電圧が
印加される絶縁導体での導体の接続部、あるいは
前記した回転電気機械での鉄心スロツトに相当す
る絶縁導体の固定部等の電界強度が高くコロナ放
電の発生の恐れのある部分の電界緩和のための絶
縁構成に適用し得ることは論ずるまでもない。

〔発明の効果〕

本発明は以上に説明した如く、素線コイルの外
側に対地絶縁層を施し、該対地絶縁層の外表面に
施されるコロナ放電防止用低抵抗絶縁層並びに高
抵抗絶縁層とを設けてなるコイルを、内面に離型
剤を焼き付けた金型に収納して絶縁用合成樹脂を
加圧含浸しその後加熱硬化してなる高圧コイルの
製造方法において、前記対地絶縁層の外表面に施
されるコロナ防止用低抵抗絶縁層と高低抵抗絶縁
層とが形成される際に、それぞれの絶縁層の前記
対地絶縁層と接触しない側の面に離型処理が施さ
れ、かつ前記低抵抗絶縁層と高低抵抗絶縁層とが
重なる部分の低抵抗絶縁層に離型剤を施さないこ
とにより、前記低抵抗絶縁層と高抵抗絶縁層との
前記離型処理の施されない側と前記対地絶縁との
相互に接触する面の間には前記合成樹脂がその漏
れ性により容易い浸潤し得るから前記合成樹脂の
加圧含浸加熱硬化を行なわせて従来の高圧コイル
の対地絶縁層と同等の絶縁性能を有する対地絶縁
層を格段に少い時間と労力とにより形成させ得る
とともに、前記高低両抵抗絶縁層の離型処理の施
された面と前記金型の内面との間の離型作業を容
易に行ない得るから、従来の高圧コイル製作の場
合の如く離型用シートあるいはテープを巻装する
必要がなく、高圧コイルの製造が著しく経済的に
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる高圧コイル製作のため
に金型の内部に配置された素線コイル、低抵抗絶
縁層並びに高抵抗絶縁層の位置関係を示す縦断面
概略図を、第２図は第１図のＰ−Ｐ方向の横断面
概略図を、第３図は鉄心のスロツト内に収納され
た従来の高圧コイルの縦断面概略図を、更に第４
図は従来の高圧コイルの成形並びに合成樹脂含浸
硬化時に金型に挿入された場合の横断面概略図、
第５図は従来および本発明にかかわる誘電正接地
特性例を表わす。 １……高圧コイル、２……素線コイル、３……
対地絶縁層、４……片面離型性低抵抗絶縁層、５
……片面離型性高抵抗絶縁層、７……金型。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 素線コイルの外側に対地絶縁層を施し、該対
   地絶縁層の外表面に施されるコロナ放電防止用低
   抵抗絶縁層並びに高抵抗絶縁層とを設けてなるコ
   イルを、内面に離型剤を焼き付けた金型に収納し
   て絶縁用合成樹脂を加圧含浸しその後加熱硬化し
   てなる高圧コイルの製造方法において、前記対地
   絶縁層の外表面に施されるコロナ防止用低抵抗絶
   縁層と高低抵抗絶縁層とが形成される際に、それ
   ぞれの絶縁層の前記対地絶縁層と接触しない側の
   面に離型処理が施され、かつ前記低抵抗絶縁層と
   高低抵抗絶縁層とが重なる部分の低抵抗絶縁層に
   離型剤を施さないことを特徴とする高圧コイルの
   製造方法。