JPH10189346A - 電気装置 - Google Patents
電気装置Info
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- JPH10189346A JPH10189346A JP8355689A JP35568996A JPH10189346A JP H10189346 A JPH10189346 A JP H10189346A JP 8355689 A JP8355689 A JP 8355689A JP 35568996 A JP35568996 A JP 35568996A JP H10189346 A JPH10189346 A JP H10189346A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】あらゆる使用条件下においても高絶縁性と高放
熱性を両立できる電気装置を提供する。 【構成】ケース内に電気絶縁部材からなる被注形体を収
納している電気装置において、この被注形体の全体を覆
い被せるように詰め込まれる高熱伝導率を有した充填体
と、この被注形体と充填体との間に介在し熱伝導と熱対
流作用を有した充填液と、当該充填体の上部には封止体
とを設ける
熱性を両立できる電気装置を提供する。 【構成】ケース内に電気絶縁部材からなる被注形体を収
納している電気装置において、この被注形体の全体を覆
い被せるように詰め込まれる高熱伝導率を有した充填体
と、この被注形体と充填体との間に介在し熱伝導と熱対
流作用を有した充填液と、当該充填体の上部には封止体
とを設ける
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源周辺機器の主要素で
ある変圧器、リアクタンス等に適用される電気装置に関
する。
ある変圧器、リアクタンス等に適用される電気装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体電力変換器の著しい普及に
伴い、配電系統に降りる家電機器から発生する高調波の
増加や力率の低下問題が発生し、電源周辺機器の種々の
問題に対し、電源品質や信頼性の確保が社会的な重要課
題となっている。
伴い、配電系統に降りる家電機器から発生する高調波の
増加や力率の低下問題が発生し、電源周辺機器の種々の
問題に対し、電源品質や信頼性の確保が社会的な重要課
題となっている。
【０００３】従来の防湿防塵性を有する電源装置の一例
を図３に示す。図３において、ケース20の中に電源トラ
ンス本体10を収納、装着し、注形用絶縁樹脂（以下「注
形樹脂」と呼ぶ）33により注形処理したものである。上
記において、注形樹脂33の種類や注形条件は、特に当該
トランスに要求される使用電圧や耐熱性、絶縁性によっ
て決定される。
を図３に示す。図３において、ケース20の中に電源トラ
ンス本体10を収納、装着し、注形用絶縁樹脂（以下「注
形樹脂」と呼ぶ）33により注形処理したものである。上
記において、注形樹脂33の種類や注形条件は、特に当該
トランスに要求される使用電圧や耐熱性、絶縁性によっ
て決定される。
【０００４】前記電源トランス本体10は、コア11とコイ
ルボビン12にマグネットワイヤ14を巻回し、端子15へ導
出接続されてできあがったコイル13から構成されてい
る。
ルボビン12にマグネットワイヤ14を巻回し、端子15へ導
出接続されてできあがったコイル13から構成されてい
る。
【０００５】上記において、例えば電気装置が高電圧用
途のものであれば、コイル13を形成するマグネットワイ
ヤ14間に空洞等なく注形樹脂33が含浸される必要がある
ので、真空含浸注形と呼ばれる真空中での注形処理がな
される。一般的に注形樹脂33としては、作業性や含浸性
等を考慮して、中から低粘度（１０−１００ポアズ程
度）の注形樹脂33が使用されている。
途のものであれば、コイル13を形成するマグネットワイ
ヤ14間に空洞等なく注形樹脂33が含浸される必要がある
ので、真空含浸注形と呼ばれる真空中での注形処理がな
される。一般的に注形樹脂33としては、作業性や含浸性
等を考慮して、中から低粘度（１０−１００ポアズ程
度）の注形樹脂33が使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各種装
置の小型化や耐環境性の向上要求により、所望の防湿防
塵性を満足するべく前記注形樹脂33を使用した電気装置
が増加し、ここでの注形樹脂としては、冷熱衝撃性や放
熱性を考慮して、通常シリカ（SiO2）やアルミナ（Al2O
3）、炭酸カルシウム（CaCO3）等の充填材が予め注形樹
脂に混合されており、これに硬化剤が注入、混合、撹拌
された後に、被注形物に注入されるが、ここでの充填材
の投入量によって、前記混合された注形樹脂33の粘度が
決定されるが、最終的には増粘（高粘度）となってい
る。
置の小型化や耐環境性の向上要求により、所望の防湿防
塵性を満足するべく前記注形樹脂33を使用した電気装置
が増加し、ここでの注形樹脂としては、冷熱衝撃性や放
熱性を考慮して、通常シリカ（SiO2）やアルミナ（Al2O
3）、炭酸カルシウム（CaCO3）等の充填材が予め注形樹
脂に混合されており、これに硬化剤が注入、混合、撹拌
された後に、被注形物に注入されるが、ここでの充填材
の投入量によって、前記混合された注形樹脂33の粘度が
決定されるが、最終的には増粘（高粘度）となってい
る。
【０００７】また、こうした高粘度の注形樹脂33は一般
的に５０℃乃至８０℃程度の高温下で低粘化して注入せ
ざるをえない。例えば、耐冷熱衝性、高放熱性を有した
エポキシ樹脂では、２５℃中で粘度２３５ポアズ、６０
℃で粘度７．３ポアズとなり、硬化した固形物の熱伝導
率は約２０×１０-4(cal/cm・sec・℃)となるにとどまっ
ている。
的に５０℃乃至８０℃程度の高温下で低粘化して注入せ
ざるをえない。例えば、耐冷熱衝性、高放熱性を有した
エポキシ樹脂では、２５℃中で粘度２３５ポアズ、６０
℃で粘度７．３ポアズとなり、硬化した固形物の熱伝導
率は約２０×１０-4(cal/cm・sec・℃)となるにとどまっ
ている。
【０００８】さらに真空高温下での注入処理において
は、注形樹脂33の硬化反応が高温下で加速促進されてい
るので、速い注入で連続作業を実施しなければならず、
確実なメンテナンスと高度な設備を必要とし、高絶縁性
や耐冷熱衝撃性、高熱伝導性を有した注形処理を実用化
するには困難な状況となっている。
は、注形樹脂33の硬化反応が高温下で加速促進されてい
るので、速い注入で連続作業を実施しなければならず、
確実なメンテナンスと高度な設備を必要とし、高絶縁性
や耐冷熱衝撃性、高熱伝導性を有した注形処理を実用化
するには困難な状況となっている。
【０００９】本発明は上記課題に鑑み、あらゆる使用条
件下においても高絶縁性と高放熱性を両立できる電気装
置を提供することを目的とする。
件下においても高絶縁性と高放熱性を両立できる電気装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、ケース内に電気絶縁部材からなる被注形
体を収納している電気装置において、この被注形体の全
体を覆い被せるように詰め込まれる高熱伝導率を有した
充填体と、この被注形体と充填体との間に介在し熱伝導
と熱対流作用を有した充填液と、当該充填体の上部には
封止体とを設けたことを特徴とする電気装置とする。
に本発明では、ケース内に電気絶縁部材からなる被注形
体を収納している電気装置において、この被注形体の全
体を覆い被せるように詰め込まれる高熱伝導率を有した
充填体と、この被注形体と充填体との間に介在し熱伝導
と熱対流作用を有した充填液と、当該充填体の上部には
封止体とを設けたことを特徴とする電気装置とする。
【００１１】前記充填体は高熱伝導性および高絶縁性を
有した粒体とし、前記充填液は高熱伝導性および高絶縁
性を有すると共に前記充填体とする粒体間に流動可能と
するものである。
有した粒体とし、前記充填液は高熱伝導性および高絶縁
性を有すると共に前記充填体とする粒体間に流動可能と
するものである。
【００１２】
【実施例】以下本発明の実施例を示す図１を用いて説明
すれば、図１は一般的な電源トランス本体10に本発明の
内容を適応して装置化したものであり、常温常湿の大気
中において、外装を形成する合成樹脂成形したケース20
に電源トランス本体10を装着し、通常珪石と呼ばれるシ
リカサンドの粒状（平均粒径1mm）の充填体30を電源ト
ランス本体10が覆い尽くされるまで多量に最密充填し、
次に一般的な変圧器油の充填液31を注入、脱泡した後、
上部のみ封止体32とするエポキシ樹脂で注形、硬化させ
ている。
すれば、図１は一般的な電源トランス本体10に本発明の
内容を適応して装置化したものであり、常温常湿の大気
中において、外装を形成する合成樹脂成形したケース20
に電源トランス本体10を装着し、通常珪石と呼ばれるシ
リカサンドの粒状（平均粒径1mm）の充填体30を電源ト
ランス本体10が覆い尽くされるまで多量に最密充填し、
次に一般的な変圧器油の充填液31を注入、脱泡した後、
上部のみ封止体32とするエポキシ樹脂で注形、硬化させ
ている。
【００１３】前記電源トランス本体10は、コア11とコイ
ルボビン12にマグネットワイヤ14を巻回し、端子15へ導
出、接続されてできあがったコイル13と、この端子15の
一部を取り巻くブッシング16とで構成され、前記コア11
とコイルボビン12、コイル13は被注形体となっている。
また、上記充填体30の量は、従来の注形樹脂33に含有さ
れる充填体の４倍程度を投入されている。
ルボビン12にマグネットワイヤ14を巻回し、端子15へ導
出、接続されてできあがったコイル13と、この端子15の
一部を取り巻くブッシング16とで構成され、前記コア11
とコイルボビン12、コイル13は被注形体となっている。
また、上記充填体30の量は、従来の注形樹脂33に含有さ
れる充填体の４倍程度を投入されている。
【００１４】なお、上記実施例では、ケース20は内部か
らの熱を効果的に放出できるように熱伝導性の良好な材
質が選択され、放熱面積を拡大すべく適切な形状が使用
されている。さらに、当該電気装置100の絶縁性能の許
容範囲内であれば、ケース20を金属製とすればより効果
的な放熱性が確保できる。また、封止体32は、合成樹脂
や注形樹脂等が使用でき、耐環境や取り付け条件、寿命
等の装置の使用条件により適宜決定するものとなってい
る。
らの熱を効果的に放出できるように熱伝導性の良好な材
質が選択され、放熱面積を拡大すべく適切な形状が使用
されている。さらに、当該電気装置100の絶縁性能の許
容範囲内であれば、ケース20を金属製とすればより効果
的な放熱性が確保できる。また、封止体32は、合成樹脂
や注形樹脂等が使用でき、耐環境や取り付け条件、寿命
等の装置の使用条件により適宜決定するものとなってい
る。
【００１５】次に上記構成の電気装置100の作用につい
て述べる。上記構成により、電気部品となる電源トラン
ス本体10からの発熱は、充填液31による熱の伝導、対流
作用により、高熱伝導率を有した充填体30を介して、ケ
ースから外部へと速く効率的に放出させることになる。
特に当該充填液31の相乗作用として、毛細管現象による
充填液31の流動があり、上記熱の対流作用をより活発化
することになる。すなわち、電気装置を運転使用すると
きに発生する熱は、マグネットワイヤ14の銅損とコア11
の鉄損とが主なものであり、これらの熱は前記充填液31
の熱伝導と熱対流作用で詳細部の熱まで、速く効率的に
外部へ放出できる。
て述べる。上記構成により、電気部品となる電源トラン
ス本体10からの発熱は、充填液31による熱の伝導、対流
作用により、高熱伝導率を有した充填体30を介して、ケ
ースから外部へと速く効率的に放出させることになる。
特に当該充填液31の相乗作用として、毛細管現象による
充填液31の流動があり、上記熱の対流作用をより活発化
することになる。すなわち、電気装置を運転使用すると
きに発生する熱は、マグネットワイヤ14の銅損とコア11
の鉄損とが主なものであり、これらの熱は前記充填液31
の熱伝導と熱対流作用で詳細部の熱まで、速く効率的に
外部へ放出できる。
【００１６】また当該充填体30は、従来の注形樹脂33に
予め混合された充填体30の量の４倍以上を投入すること
ができ、これにより放熱性が良好なものとなることは、
図２に示す各種物質の熱伝導率表からも明らかである。
予め混合された充填体30の量の４倍以上を投入すること
ができ、これにより放熱性が良好なものとなることは、
図２に示す各種物質の熱伝導率表からも明らかである。
【００１７】さらに、高絶縁液体である充填液31によっ
て、注形内部での部分絶縁破壊が発生しても、素早く規
定の高絶縁性を有した充填液31が補充され、規定の絶縁
性が復帰する自己回復性を有するものとなっている。
て、注形内部での部分絶縁破壊が発生しても、素早く規
定の高絶縁性を有した充填液31が補充され、規定の絶縁
性が復帰する自己回復性を有するものとなっている。
【００１８】なお、要求仕様に応じ、図２に示した物質
等の熱伝導率を適宜選択使用し、所望の特性を有した装
置にすることは容易に行える。
等の熱伝導率を適宜選択使用し、所望の特性を有した装
置にすることは容易に行える。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気装置
は、従来の同種装置と同様な防湿防塵性を有すると共
に、次に示す効果が得られる。まず、電気部品とする電
源トランス本体10の周辺には、高絶縁性、高熱伝導性を
有する充填体30が多量に最密充填され、さらに電源トラ
ンス本体10と充填体30との間隙には高絶縁性を有した充
填液31が注入され、この充填液31の熱の伝導、対流作用
により、高い放熱性が確保されることになり、電気装置
の高密度実装の要求に対して、効果的な放熱性絶縁性を
提供し、さらに小型化が図られることが可能となる。
は、従来の同種装置と同様な防湿防塵性を有すると共
に、次に示す効果が得られる。まず、電気部品とする電
源トランス本体10の周辺には、高絶縁性、高熱伝導性を
有する充填体30が多量に最密充填され、さらに電源トラ
ンス本体10と充填体30との間隙には高絶縁性を有した充
填液31が注入され、この充填液31の熱の伝導、対流作用
により、高い放熱性が確保されることになり、電気装置
の高密度実装の要求に対して、効果的な放熱性絶縁性を
提供し、さらに小型化が図られることが可能となる。
【００２０】また、電源周辺機器の問題点である高周波
の増加や、力率低下に伴う電気装置の発熱問題に対して
も、本発明による高放熱性、高絶縁性は効果的に作用す
るので、当該装置自体の信頼性が向上するし、高絶縁性
を有した充填液31の注入により、当該装置の内部部品の
部分絶縁破壊に対し、絶縁性の復帰特性を有することに
なり、さらに故障に対する安全性や信頼性を高くするこ
とになる。
の増加や、力率低下に伴う電気装置の発熱問題に対して
も、本発明による高放熱性、高絶縁性は効果的に作用す
るので、当該装置自体の信頼性が向上するし、高絶縁性
を有した充填液31の注入により、当該装置の内部部品の
部分絶縁破壊に対し、絶縁性の復帰特性を有することに
なり、さらに故障に対する安全性や信頼性を高くするこ
とになる。
【００２１】また、充填体30の粒体の充填と、非常に低
粘度の充填液31の注入との個別作業可能な簡単な充填設
備の組み合わせにより実施でき、確実な充填が容易にで
きると共に、従来の注形樹脂33に比べれば非常に安価な
有資源量の多いシリカ等の充填体30を有効に使用でき
る。
粘度の充填液31の注入との個別作業可能な簡単な充填設
備の組み合わせにより実施でき、確実な充填が容易にで
きると共に、従来の注形樹脂33に比べれば非常に安価な
有資源量の多いシリカ等の充填体30を有効に使用でき
る。
【００２２】また、従来では注形樹脂と被注形体である
電気部品との線膨張率に差異があり、熱応力ストレスに
よる半田クラックが生じるといった問題があったが、本
発明の構成では、充填液31が緩衝剤となるのでこのよう
な不具合が解消できる。
電気部品との線膨張率に差異があり、熱応力ストレスに
よる半田クラックが生じるといった問題があったが、本
発明の構成では、充填液31が緩衝剤となるのでこのよう
な不具合が解消できる。
【図１】本発明の実施例とする電気装置の側面断面図を
示す
示す
【図２】各物質の熱伝導率一覧表を示す
【図３】従来の電気装置の側面断面図を示す
図において同一符号は同一、または相当部分を示す。 １０ 電源トランス本体 １１ コア １２ コイルボビン １３ コイル １４ マグネットワイヤ １５ 端子 １６ ブッシング ２０ ケース ３０ 充填体 ３１ 充填液 ３２ 封止体 ３３ 注形樹脂 １００ 電気装置
Claims (2)
- 【請求項１】ケース内に電気絶縁部材からなる被注形体
を収納している電気装置において、この被注形体の全体
を覆い被せるように詰め込まれる高熱伝導率を有した充
填体と、この被注形体と充填体との間に介在し熱伝導と
熱対流作用を有した充填液と、当該充填体の上部には封
止体とを設けたことを特徴とする電気装置。 - 【請求項２】充填体は高熱伝導性および高絶縁性を有し
た粒体とし、充填液は高熱伝導性および高絶縁性を有す
ると共に前記充填体とする粒体間に流動可能としたこと
を特徴とした請求項１記載の電気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8355689A JPH10189346A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 電気装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8355689A JPH10189346A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 電気装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189346A true JPH10189346A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18445267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8355689A Pending JPH10189346A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 電気装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189346A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468087B1 (ko) * | 2002-04-23 | 2005-01-31 | (주)퓨어텍 | 전자레인지용 고압트랜스포머의 냉각장치 |
| KR100564821B1 (ko) | 2004-10-05 | 2006-03-27 | 한국전력공사 | 열전도도가 높은 산화물-절연유 혼합체 및 이를 이용한주상 변압기 |
| WO2019030905A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 一般社団法人ウエタ | 放射板 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP8355689A patent/JPH10189346A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468087B1 (ko) * | 2002-04-23 | 2005-01-31 | (주)퓨어텍 | 전자레인지용 고압트랜스포머의 냉각장치 |
| KR100564821B1 (ko) | 2004-10-05 | 2006-03-27 | 한국전력공사 | 열전도도가 높은 산화물-절연유 혼합체 및 이를 이용한주상 변압기 |
| WO2019030905A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | 一般社団法人ウエタ | 放射板 |
| JPWO2019030905A1 (ja) * | 2017-08-10 | 2020-08-20 | 一般社団法人ウエタ | 放射板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031216 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041013 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041109 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050322 |