JPH078120B2 - 耐熱絶縁線輪の製造方法 - Google Patents

耐熱絶縁線輪の製造方法

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JPH078120B2
JPH078120B2 JP60287953A JP28795385A JPH078120B2 JP H078120 B2 JPH078120 B2 JP H078120B2 JP 60287953 A JP60287953 A JP 60287953A JP 28795385 A JP28795385 A JP 28795385A JP H078120 B2 JPH078120 B2 JP H078120B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えば高速増殖炉の液体ナトリウム循環ポンプ
のような300℃以上600℃程度までの高温で使われる電気
機器の耐熱絶縁線輪の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の電気機器の絶縁線輪の導体としては、銅やアルミ
ニウムが一般的に使われている。しかし、これらの導体
は300℃以上の高温で使われると、結晶の粗大化が起
き、強度が低下し、電気抵抗が増すため実用できない。
このため、耐熱絶縁電線としてニッケルや銀などの耐熱
性の良い金属を、銅の表面にメッキし、耐熱性の絶縁被
膜を形成したもの(例えば森田稔ほか著の「無機ポリマ
ーエナメル線の開発」や1983年発行の昭和電纜レビュー
33巻4号「67頁〜72頁」)が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このようなメッキ層は、厚い被覆を形成でき
ず、そのまま銅が酸化し、脆化するため、長期間の使用
には耐え得ない。
300℃以上の高温での使用に耐える電気絶縁線輪に使う
導体には次の特性が必要とされる。
(1)高温において、導電率が高く、経年変化が少ない
こと。
(2)酸化等の腐食が生じず、耐熱性に優れているこ
と。
(3)静的強度、疲労およびクリープ特性が優れている
こと。
(4)導体の加工性、組立性、接合性等が優れているこ
と。
本発明の目的は、300℃以上の高温に耐える耐熱絶縁線
輪の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の耐熱絶縁線輪の製造方法は、銀入銅またはアル
ミナ分散強化銅またはCu−CrまたはCu−ZrまたはCu−Cd
またはCu−Niのうちの一つの金属の組合せから成る銅よ
り耐熱性の高い銅系統棒をそれより耐熱性の高いステン
レス鋼またはニッケル基合金または鉄基合金のうちの一
つの合金から成るシームレスパイプまたは被覆金属の板
をパイプ状に溶接した伸線可能な被覆部材にて被覆し、
この組み合わせたものを伸線して銅系統線を芯にした耐
熱銅系統線を作り、この耐熱銅系統線の周囲に無機塗料
層または無機ポリマー塗料を塗布し、焼き付けて第1の
耐熱絶縁電線を製造し、この第1の耐熱絶縁電線を巻回
し線輪とし、この線輪を無機ポリマーを接着剤として接
着した後、前記線輪上から無機ポリマーを接着剤として
使用したプリプレグマイカテープまたはプリプレグマイ
カシートを主絶縁用に巻回した後、高温で焼成すること
により絶縁全体を無機化したことを特徴とする。
また、銀入銅またはアルミナ分散強化銅またはCu−Crま
たはCu−ZrまたはCu−CdまたはCu−Niのうちの一つの金
属の組合せから成る銅より耐熱性の高い銅系統棒をそれ
より耐熱性の高いステンレス鋼またはニッケル基合金ま
たは鉄基合金のうちの一つの合金から成るシームレスパ
イプまたは被覆金属の板をパイプ状に溶接した伸線可能
な被覆部材にて被覆し、この組み合わせたものを伸線し
て銅系統線を芯にした耐熱銅系統線を作り、この耐熱銅
系統線の周囲に無機繊維のヤーンを巻付け、その外周に
無機ポリマー塗料を塗布した後、焼き付けて第2の耐熱
絶縁電線を製造し、この第2の耐熱絶縁電線を巻回し線
輪とし、この線輪を無機ポリマーを接着剤として接着し
た後、前記線輪上から無機ポリマーを接着剤として使用
したプリプレグマイカテープまたはプリプレグマイカシ
ートを主絶縁用に巻回した後、高温で焼成することによ
り絶縁全体を無機化したことを特徴とする。
また、第1の耐熱絶縁電線を巻回して線輪とし、この線
輪を無機ポリマーを接着剤として接着した後、前記線輪
上から前記接着剤を使用したプリプレグマイカテープま
たはプリプレグマイカシートを巻回し、高温で焼成する
ことにより絶縁全体を無機化することにより主絶縁を形
成したことを特徴とする。
あるいは、第2の耐熱絶縁電線を巻回した線輪とし、こ
の線輪を無機ポリマーを接着剤として接着した後、前記
線輪上から前記接着剤を使用したプリプレグマイカテー
プまたはプリプレグマイカシートを巻回し、高温で焼成
することにより絶縁全体を無機化することにより主絶縁
を形成したことを特徴とする。
〔作用〕
このように構成されたものは、銅より耐熱性が高い耐熱
銅系統線を用いたことにより、耐熱性が増大し、また無
機絶縁を施すことにより絶縁劣化もなく、高温に耐える
絶縁線輪を製造することができる。
〔発明の実施例〕
(実施例1) 以下、本発明の第一の実施例について、第1図を参照し
て説明する。
外径が8mmφで厚さが0.8mmのステンレス銅(例えばSUS3
04、あるいはSUS316等)製シームレスパイプ1に、高温
にてクリープの少ないいわゆる耐熱性の高い銅系統棒と
して6.2mmφの無酸素銅に近い0.08%銀入銅を金属の組
合せとして用い、これを挿入後、この組み合わせたもの
を1.3mmφになるまで線引する。このようにするとシー
ムレスパイプ1の肉厚は0.13mmで、銅系統棒は直径1.04
mmφとなる。このような構成でシームレスパイプ1と銅
系統棒が密着したSUSクラッド銀入銅線に耐熱性を備
え、銅系統線2を得る。このSUSクラッド銅系統線線す
なわち銅系統線2を900℃のアルゴンガス中で焼き鈍し
た後、ホウ酸とフェニルシリコーンとメチルシリコーン
とを加熱重合した得られるボロシロキサン系樹脂とフェ
ニルメチルシリコーン樹脂とシリカ、アルミナ等の無機
充填剤とを、有機溶媒中に溶解または分散させて成る無
機ポリマー絶縁塗料3を塗布焼付して第1の耐熱絶縁電
線4aを得る。この第1の耐熱絶縁電線4aを多重回巻回し
て線輪を形成した後、耐熱性の無機充填材入り無機ポリ
マー接着剤5例えばアルキルシリケート系のセラミック
化シリコーンエラストマー(例えば東レ株式社製AY49−
208)により上記線輪の各巻回相互間を充填接着成形硬
化する。
しかる後、この線輪の上に、35μm厚さのガラス織布を
耐熱セラミックコーティング材(例えば新生実業株式会
社製Si−1000)で、100μmの無焼成軟質集成マイカと
接着補強し、無機ポリマーであるアルキルシリケート系
のセラミック化シリコーンエラストマーAY49−208およ
び無機質充填材入ボロキシサン樹脂塗料(例えば昭和電
纜株式会社製SMR−109)を塗布した耐熱プリプレグマイ
カテープを、アルキルシリケート系のセラミック化シリ
コーンエラストマーを塗布しながら巻回して、プリプレ
グマイカ絶縁層6を形成する。さらにこの上から、アル
ミナ・酸化ボロン・シリカの3成分から成る超温度用長
繊維セラミックファイバー(例えば米国3M社製ネクステ
ル)あるいはアルミナあるいはガラス繊維から成る織布
に、上記SMR−109およびAU−49−208を塗込んだプリプ
レグ織布テープに、AY−208を塗布しながら巻回してプ
リプレグ織布絶縁層7を形成し、そ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、
鉄板を当てた後、熱収縮性ポリエステルテープ(フィル
ム状、チューブ状または織布状のものでも良い)を巻
く。そして、これを80℃で1時間、150℃で2時間、さ
らに180℃で15時間加熱硬化させる。その後、上述した
熱収縮性ポリエステル、鉄板およびポリテトラフルオロ
エチレンテープを除去した後、絶縁線輪を空気または酸
素を含む気体中にて300℃で8時間、600℃で8時間焼成
する。
次に本実施例での作用について説明する。
加熱硬化時の加圧は熱収縮性ポリエステルフィルムの加
熱収縮によって行われる。さらに、加熱焼成をすること
により、耐熱プリプレグマイカテープで構成されるマイ
カ絶縁層6およびプリプレグ織布テープで構成される織
布絶縁層7からなる主絶縁層8中に含まれる有機的成分
が飛散消失し、シリコーンエラストマー等がセラミック
化し、堅固な無機質の主絶縁層8を形成できる。
このようにして得られた耐熱絶縁線輪を、アルゴンガス
を封入して500℃の高温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、運転温度におけ
るtanδは25%であって小さく、破壊電圧は1ヵ月後に
おいても初期値の65%を維持していた。また、銅の結晶
の粗大化は観察されたが、ステンレス鋼の銅からの剥離
や銅の酸化が、従来のニッケルメッキ銅に比べると遥か
に少なく、またステンレス鋼の強度低下がないため、絶
縁線輪全体の構造的強度は十分維持できた。
そして上記実施例においては、ステンレス鋼製のシーム
レスパイプを用いたが、他にニッケル基合金(例えばイ
ンコネル社製のインコネル625)、鉄基合金(例えばイ
ンコネル社製のインコロイ800またはインコロイアロイ9
01)などがある。また、銀入銅に替えてアルミナ分散強
化銅(例えばグリデンメタル社製Glid Cop AL−15)が
使えるし、Cu−Cr、Cu−Zr、Cu−Cd、Cu−Niも使用でき
る。また、電線の絶縁被覆としてはCr203、Al203などの
金属酸化物と、ガラスの粉末と、溶媒とからなる泥状物
質である無機塗料を導体上に塗布、焼付し、セラミック
化したもの(古川氏他著;住友電気98巻12頁)でもよ
い。また、電線の充填接着成形用や、マイカの接着剤、
テーピング時の塗込樹脂としては、他の無機塗料(例え
ば住友化学工業株式会社製スミセラムPまたは同スミセ
ラムS、あるいはコスモス化成社製コスモスGS900)な
どがあり、上記実施例のみに限定されるものではない。
(実施例2) 第2図および第3図を参照して本発明の第2の実施例を
説明する。
第2図に示すように、被覆金属9として厚さが0.8mm、
幅50mmのステンレス鋼(例えばSUS304、またはSUS316
等)製板で造管機により、耐熱製の高い銅系統棒である
6.2mmφの無酸素銅に近い0.08%銀入銅線またはアルミ
ナ分散強化銅線2を包みながらステンレス鋼製板の両端
部9a−9aを連続的にアーク溶接により溶接部Bのように
溶着する。そして、この一体化されたものを1.3mmφに
なるまで線引する。このようにすると被覆金属9である
ところのステンレス鋼板の肉厚は0.13mmで、銀入銅また
はアルミナ分散強化銅線2の直径は1.04mmφの構成で密
着したSUSクラッド銀入銅線またはSUSクラッドアルミナ
分散強化銅線が得られる。他は実施例1の通りである。
この電線は線材を板材で包み込んで線引きするから、長
さ寸法には殆ど制限がない。
このようにすると、長さ寸法には殆ど制限がない上に、
実施例1と同様な作用効果が得られる。なお、ウエルド
部Cは第4図のように重ねても実施例1と同様な効果が
得られる。
(実施例3) 次に第3の実施例について、第5図および第6図を参照
して説明する。
この実施例3は被覆部材を用いなかったので、最高温度
を400℃程度で実験を止めたので他の実施例を比較する
参考例として見て頂きたい。
銅系統線2として1.3mmφのアルミナ分散強化銅(例え
ば米国Glidden Metal社製Glid Cop AL−20)2上に、ア
ルミナ、酸化ボリア、シリカの3成分からなる超高温長
セラミック繊維(例えば米国3M社製ネクステル)あるい
はアルミナ繊維あるいはガラス繊維等の無機繊維10のヤ
ーンを巻付け、無機ポリマーとして無機質充填材入りボ
ロシロキサン樹脂塗料(例えば昭和電纜株式会社製SMR
−109)を塗布し、485℃で焼付け、絶縁塗料の焼付被覆
膜3を形成し、耐熱性を備えた絶縁電線、すなわち、第
2の耐熱絶縁電線を得る。次に、この第2の耐熱絶縁電
線4bを多重巻回して線輪を形成後、高温で焼成すること
により無機化できる無機ポリマー接着剤5例えばアルキ
ルシリケート系のセラミック化シリコーンエラストマー
(例えば東レシリコーン社製AY49−208)により、上記
線輪の各巻回相互間を充填接着成形硬化する。そして主
絶縁層8は実施例1と同様に製造する。
このようにして得られた耐熱絶縁線輪を、アルゴンガス
を封入して400℃の高温で運転される電気機器に使用し
たが、1年運転後の絶縁破壊電圧は初期の90%を維持し
ており、殆ど熱劣化していなかった。また銅の結晶の粗
大化は観測されたが、線輪全体の構造的強度は十分維持
できた。
なお、銅系統線はCu−Ag、Cu−Zr、Cu−Cd、Cu−Niのう
ちの一つの金属の組合せの他、これらの金属の組合せか
ら成る線に耐熱性の良い金属をメッキしたものも使用で
きる。
(実施例4) 次に第4の実施例について第1図、第3図、第5図を参
照して説明する。これは実施例1または、実施例2で使
用した耐熱銅系統線の周囲に、電線絶縁として実施例3
の絶縁、すなわち無機繊維10と無機ポリマーの絶縁塗料
焼付被覆3とから成る絶縁層を設けたものである。主絶
縁は実施例1と同様にして形成する。
このようにして得られた絶縁線輪は500℃の空気中で1
ヵ月運転しても絶縁製の顕著な低下は見られず、また、
銅の結晶の粗大化は観察されたが、ステンレス鋼の銅か
らの剥離や銅の酸化が少なく、またステンレス鋼の強度
低下がないため、絶縁線輪全体の構造的強度は十分維持
できる。
また第7図に示すように、従来のエポキシマイカ絶縁ta
nδ曲線Aは電圧が高くなるにつれ部分放電による損失
が大きくなったのに対して、本実施例のtanδ曲線B
は、定格電圧Eの3倍の電圧まで全く部分放電を発生し
ないことがわかった。
このように、本実施例のようにマイカを主絶縁に使用す
ると、マイカが高いアスペクト比をもつため、沿面絶縁
距離が長くなり、絶縁破壊電圧を特に高くすることがで
きる。このようなことから本実施例はタービン発電機な
どに好適な電気絶縁線輪の製造方法を提供することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、細い耐熱絶縁電線
の線輪の製造が容易で、小形で分解、組立時の安全性が
大であり、信頼性が高く、300℃以上約600℃程度までの
耐熱絶縁線輪の製造方法として極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法の第1の実施例で製造された耐熱
絶縁線輪を示す横断面図、第2図は第2の実施例にて耐
熱電線を製造しつつある状態を示す斜視図、第3図は第
2図の導体を使用して製造した耐熱絶縁線輪を示す横断
面図、第4図は第2図の変形例を示す断面図、第5図は
第3の実施例に用いる耐熱電線を示す横断面図、第6図
は第5図の電線を使用した耐熱絶縁線輪を示す横断面
図、第7図は第5図の実施例で製造した耐熱絶縁線輪の
特性を示す特性図である。 1…シームレスパイプ、2…銅系統線、3…無機ポリマ
ー絶縁塗料の焼付被覆、4、4a、4b…耐熱絶縁電線、5
…無機ポリマー接着剤、6…マイカ絶縁層、7…織布絶
縁層、8…主絶縁、9…被覆金属、10…無機繊維

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】銀入銅またはアルミナ分散強化銅またはCu
    −CrまたはCu−ZrまたはCu−CdまたはCu−Niのうちの一
    つの金属の組合せから成る銅より耐熱性の高い銅系統棒
    をそれより耐熱性の高いステンレス鋼またはニッケル基
    合金または鉄基合金のうちの一つの合金から成るシーム
    レスパイプまたは被覆金属の板をパイプ状に溶接した伸
    線可能な被覆部材にて被覆し、この組み合わせたものを
    伸線して銅系統線を芯にした耐熱銅系統線を作り、この
    耐熱銅系統線の周囲に無機塗料層または無機ポリマー塗
    料を塗布し、焼き付けて第1の耐熱絶縁電線を製造し、
    この第1の耐熱絶縁電線を巻回し線輪とし、この線輪を
    無機ポリマーを接着剤として接着した後、前記線輪上か
    ら無機ポリマーを接着剤として使用したプリプレグマイ
    カテープまたはプリプレグマイカシートを主絶縁用に巻
    回した後、高温で焼成することにより絶縁全体を無機化
    したことを特徴とする耐熱絶縁線輪の製造方法。
  2. 【請求項2】銀入銅またはアルミナ分散強化銅またはCu
    −CrまたはCu−ZrまたはCu−CdまたはCu−Niのうちの一
    つの金属の組合せから成る銅より耐熱性の高い銅系統棒
    をそれより耐熱性の高いステンレス鋼またはニッケル基
    合金または鉄基合金のうちの一つの合金から成るシーム
    レスパイプまたは被覆金属の板をパイプ状に溶接した伸
    線可能な被覆部材にて被覆し、この組み合わせたものを
    伸線して銅系統線を芯にした耐熱銅系統線を作り、この
    耐熱銅系統線の周囲に無機繊維のヤーンを巻付け、その
    外周に無機ポリマー塗料を塗布した後、焼き付けて第2
    の耐熱絶縁電線を製造し、この第2の耐熱絶縁電線を巻
    回し線輪とし、この線輪を無機ポリマーを接着剤として
    接着した後、前記線輪上から無機ポリマーを接着剤とし
    て使用したプリプレグマイカテープまたはプリプレグマ
    イカシートを主絶縁用に巻回した後、高温で焼成するこ
    とにより絶縁全体を無機化したことを特徴とする耐熱絶
    縁線輪の製造方法。
JP60287953A 1985-01-17 1985-12-23 耐熱絶縁線輪の製造方法 Expired - Lifetime JPH078120B2 (ja)

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