JPS60170434A - 電機巻線およびその製造方法 - Google Patents

電機巻線およびその製造方法

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JPS60170434A
JPS60170434A JP2445884A JP2445884A JPS60170434A JP S60170434 A JPS60170434 A JP S60170434A JP 2445884 A JP2445884 A JP 2445884A JP 2445884 A JP2445884 A JP 2445884A JP S60170434 A JPS60170434 A JP S60170434A
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shield layer
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山田 利光
Yasuo Okawa
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges

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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

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】 [発明の技術分野] 本発明は電機巻線、例えば発電機や電動機等の固定子巻
線に係り、特に固定子鉄心のスロット外部に位置する巻
線の端部コロナシールド層を形成した電機巻線およびそ
の製造方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 従来から、タービン発電機、水車発電機等の回転電機に
おいて、特に高電圧機種では固定子鉄心のスロット外部
に位置する固定子巻線の端部コロナ防止対策が重要な問
題となっている。
第1図は、端部コロナシールド層を備えた巻線端部の一
部縦断面図を示すものである。図において、導体1の外
周に施されている絶縁層2の外周には、固定子鉄心3の
挿入部から外部にかけて固定子鉄心内部コロナ防止用の
導電性層4が形成され、かつこの導電性層4端に電気的
に接続させて、巻線の端部コロナシールド層5が導電性
層4端から巻線端側(図示矢印方向)に延長して形成さ
れ、上記導電性層4の端部における電界の集中を緩和し
てコロナを防止している。ここで、導電性層4は一般に
はカーボンあるいは黒鉛の粉末を含有した塗料を塗布す
るか、またはカーボンあるいは黒鉛の粉末を含有した塗
料をシー1〜(布)若しくはテープ状の繊維に含浸塗布
させてなる導電材を巻回することにより形成される。ま
た、巻線の端部コロナシールド層5は一般にはカーボン
ブラック、黒鉛あるいは炭化ケイ素粉末(以下、SiC
と称する)を含有した塗料(以下、SiC含有塗料と称
する)を塗布するか、またはこの塗料をシー1へ若しく
はテープ状の繊維に含浸塗布させてなるコロナシールド
材や含鉄アスベスト等を巻回することにより形成される
。特に、高電圧機種における端部コロナシールド層5と
しては、電圧非直線抵抗特性を有するSiC含有塗料を
主体としたコロナシールド材が使用されている。そして
、一般にこの電圧非直線抵抗特性を有するコロナシール
ド材の特性は、電界をE、その時の電流を■とした場合
1=kE” で表わされる。ここで、n=1の場合は直
線性であり、n>1の場合は非直線性と称している。
ところで、従来のSiC含有塗料による巻線の゛端部コ
ロナシールド層5の処理は、絶縁層2に直接刷毛塗りし
て乾燥固化させることにより行なっているものである。
しかし、所望の電圧非直線抵抗特性を与えるためには刷
毛塗りと乾燥の操作を2〜4回繰り返してStCの塗膜
層を厚くすることが必要であるばかりでなく、特性のば
らつきが大きい。そこで、最近では作業性が容易でSi
C塗膜層が均質化して特性のばらつきの小さいものとし
て、SiC含有塗料をシー]・若しくはテープ状の4M
l1tに含浸塗布しプリプレグ状に乾燥処理したコロナ
シールド材(以下、SiCプリプレグ材と称する)を、
絶縁層2の外周に巻回して加熱加圧硬化させる方法が行
なわれている。しかしこの種のSiCプリプレグ材は、
巻線の含浸処理に使用されるエポキシ系の絶縁ワニスに
溶解し、含浸ワニスを汚損する恐れがあるため、巻線の
含浸加熱硬化後に巻回処理しなければならず、巻線の絶
縁層2の加熱処理とSiCプリプレグ材の加熱処理を行
なわなければならず、作業時間が長くなり作業コストが
高くなるという問題がある。
5− そこで近年では、絶縁ワニスに溶解しないものとして上
記SiCプリプレグ材の乾燥処理を進め柔軟性を持たせ
て硬化させた材利く以下、SICドライテープと称する
)が開発されてきている。
しかしこのSICドライテープは、巻線の絶縁層2に巻
回し絶縁ワニスを含浸させるとSiCドライテープ層間
に絶縁ワニスが侵入し易く、SIGドライテープ層の均
質化が得られ難(なってコロナ防止効果がプリプレグタ
イプのものよりも劣り、高電圧機種の巻線に対してはコ
ロナ防止効果が十分ではないという問題がある。
[発明の目的] 本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的は絶縁ワニスに溶解せず、かつ良好な抵
抗特性を確保して優れたコロナ防止効果を有すると同時
に、作業時間の短縮化とコスト低下を図ることが可能な
信頼性の高い電機巻線およびその製造方法を提供するこ
とにある。
[発明の概要] 上記目的を達成するために本発明では、アクリ6− ル変性、アリル変性、エポキシ変性のポリブタジェン樹
脂のうちの少なくとも一つの樹脂とSiCとを主成分と
するコロナシールド塗料を塗布するか、若しくはこの塗
料をシート若しくはテープ状のm#iに含浸塗布してな
るSiCプリプレグ材を巻回することにより巻線の端部
コロナシールド層を形成すると共に、当該端部コロナシ
ールド層の形成を巻線の絶縁ワニス含浸処理や加熱硬化
処理に先立って行なうようにしたことを特徴とする。
[発明の実施例] 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明する。
本発明では、前述した第1図の固定子巻線の端部コロナ
シールド層5を、無溶剤エポキシワニスよりなる含浸ワ
ニスと非相溶性であるアクリル変性、アリル変性、エポ
キシ変性のポリブタジェン樹脂のうちの少なくとも一つ
の樹脂とSiCとを主成分とするコロナシールド塗料を
塗布するか、若しくはこの塗料をシート若しくはテープ
状の繊維に含浸塗布してなるSiCプリプレグ材を巻回
づることにより形成するもので、かつ当該端部コロノー
シールド層5の形成を巻線の絶縁ワニス含浸処理や加熱
加圧硬化処理に先立って行なうようにするものであり、
以下具体的に述べる。
まず、上記端部コロナシールド層5に用いるアクリル変
性、アリル変性、エポキシ変性のポリブタジェン樹脂と
しては、次のような構造式(■)。
(II)、(III)を持っているものが挙げられる。
1 閃 〇 9− 1 工 〇 10− i 叫−一一一」 匡 11− 通常はアクリル変性またはアリル変性のポリブタジェン
樹脂を使用するが、これらの樹脂は比較的分子量が小ざ
く、これらを含浸塗布して成るSiCプリプレグ材どし
た場合にベタツキが大であったり、巻線に巻回して加熱
加圧硬化した際にSiCの流出が大きすぎる場合があり
、これらの現象を改善するためにエポキシ変性のポリブ
タジェン樹脂を必要に応じて一部加えるようにしてもよ
い。このような樹脂としては、例えばT E 2000
(日本曹達製ポリブタジェンアクリレ−1〜)。
E −1000(昭和高分子製ポリブタジェンアクリレ
−t−)、EPB−12B (日本曹達製ポリブタジェ
ンエポキシ)等が挙げられる。
また、本電機巻線の端部コロンシールド層5に用いるS
iC粒子としては通常の市販品が使用でき、かつその粒
径についても特に制限はなく用途に応じて各種のものが
用いられる。例えば、ニラソランダム(太平洋金属社製
5iC)、カーボランダム(米国、カーボランダム社製
5ick、信濃電気製錬社製SiCがある。
12− さらに、本電機巻線の端部−10ナシ一ルド層5に用い
るシー1〜若しくはテープ状のIlmどしては、ガラス
#M維、有機#&雑、ガラス不織布、有機11i1i不
織布等の多孔性基材やプラスチックフィルム等が用いら
れる。
一方、電機巻線の端部コロナシールド層5は、アクリル
変性、アリル変性、エポキシ変性のポリブタジェン樹脂
のうちの少なくとも一つの樹脂とSiC粉末とから成る
塗料で、これらをプリプレグ状に硬化させるためのアミ
ン硬化剤および反応開始(ラジカル重合開始)剤や、粘
度調整のための溶剤を必要に応じて添加するようにして
もよいものである。
つぎに第1表は、SiC含有塗料の組成例を示すもので
ある。この組成で得られた塗料を、厚さ0.13mm、
幅25 mmのガラスクロステープにo 、 4 mm
スリッターを通して塗布し、100℃で10分間乾燥を
行なってSICプリプレグ材を得る。また第2表は、こ
れらの端部コロナシールド層5の材料について作業性お
よび溶解性を示したものであ13− る。表から本発明の材料は、プリプレグ状であるにもか
かわらず絶縁ワニスに溶解しないことがわかる。
14− し第2表1 次に第2図は、上述した本発明の材料および従来の比較
例の材料を試験用の電機巻線に巻回し、その後含浸絶縁
方式における絶縁ワニスの含浸処理および加熱硬化処理
、またはレジンリッチ絶縁方式における加熱硬化処理を
おこなった(以下、ワニス処理布と称する)端部コロナ
シールド層添字aと、既に絶縁ワニスを含浸処理しかつ
加熱硬化させた試験用の電m巻線に本発明の材料および
従来の比較例の材料を巻回し、その後これらの、材料を
単独に加熱硬化させた(以下、ワニス処理無と称する)
端部コロナシールド層添字すの表面抵抗を示したち句で
ある。図において、比較例3のワニス処理布6aおよび
比較例4のワニス処理布7aは、夫々ワニス処理無の6
b、71)の値よりも高く、電圧非直線性も失われる傾
向にある。実施例3のワニス処理布8aは、同じくワニ
ス処理無8bよりも値は少々轟くなるものの電圧非直線
性が失われない。
つぎに第3表は、端部コDす防止効果を見る指標として
可視コロナ開始電圧を示したものである。
17− 表から、本発明に用いている材料は、ワニス処理布にお
いても可視コロナ開始電圧が高く、優れた端部コロナ防
止効果を示していることがわかる。
[第3表1 上述した実施例において端部コロナシールド層5に用い
る材料としては、アクリル変性、エポキシ変性のポリブ
タジェン樹脂とSiC粉末とを主18− 成分とする前述の第1表実施例3のアミン硬化剤の代り
に、ポリアミド硬化剤を使用して硬化時間を速くしたS
iC含浸塗料とし、この塗料を巻線の端部コロナシール
ド層5として、含浸絶縁方式における巻線の絶縁ワニス
含浸処理またはレジンリッチ絶縁方式における加熱加圧
硬化の前に刷毛塗り等で形成するようにしてもよい。こ
のように形成した端部コロナシールド層5は無溶剤エポ
キシワニスと非相溶性であるため、その後上記の絶縁ワ
ニス含浸処理または加熱加圧硬化を行なっても、抵抗特
性が大きく変化せずに良好な電圧非直線抵抗特性を示し
、コロナ防止効果の高い端部コロナシールド層とするこ
とが可能である。
なお、以上の実施例においてはアクリル変性あるいはエ
ポキシ変性のポリブタジェン樹脂と、SiCを主成分と
するコロナシールド塗料についておもに紹介したが、ア
リル変性ポリブタジェン樹脂とSiCを主成分とするコ
ロナシールド塗料によっても、はぼ同様の耐ワニス性や
電圧非直線抵抗特性が得られる。
[発明の効果] 以上説明した」:うに本発明によれば、巻線の端部コロ
ナシールド層を、絶縁ワニスに溶解せず含浸絶縁方式に
お()る巻線の絶縁ワニス含浸処理および加熱硬化後ま
たはレシンリッヂ絶縁方式における加熱加圧硬化後にお
いても抵抗特性が大きく変化しない材料で構成するよう
にしたので、これらの処理の前に端部コロナシールド層
を形成することができ良好な抵抗特性を確保しに侵れた
コロナ防止効果を有すると同時に、作業時間の短縮化と
]スト低下を図ることが可能な信頼性の高い電機巻線お
よびその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はコロナシールド層を備えた巻線端部の一部縦断
面図、第2図は本発明と従来例のコロナシールド層の材
料による電界と表面抵抗の関係を示す特性図である。 1・・・導体、2・・・絶縁層、3・・・固定子鉄心、
4・・・導電性層、5・・・端部コロナシールド層、6
a・・・比較例3ワニス処理有、6b・・・比較例3ワ
ニス処理無、7a・・・比較例4ワニス処理有、7b・
・・比較例4ワニス処理無、8a・・・実施例3ワニス
処理有、8b・・・実施例3ワニス処理無。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 21− 第1図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導体の外周に施された絶縁層の外周に導電性層を
    形成し、かつこの導電性層に電気的に接続させて当該導
    電性層端から巻線端にかけて巻線の端部コロナシールド
    層を形成して成る電機巻線において、前記巻線の端部コ
    ロナシールド層を、アクリル変性、アリル変性、エポキ
    シ変性のポリブタジェン樹脂のうちの少なくとも一つの
    樹脂と炭化ケイ素粉末とを主成分とする材料により形成
    するようにしたことを特徴とする電機巻線。
  2. (2)巻線の端部コロナシールド層は材料の塗料を直接
    塗布するか、または当該材料をシート若しくはテープ状
    のlINに含浸塗布させてなるコロナシールド材を巻回
    することにより形成するようにした特許請求の範囲第(
    1)項記載の電機巻線。
  3. (3)導体の外周に施された絶縁層の外周に導電性層を
    形成し、つぎにこの導電性層に電気的に接続させて当該
    導電性層端から巻線端にかけてアクリル変性、アリル変
    性、エポキシ変性のポリブタジェン樹脂のうちの少なく
    とも一つの樹脂と炭化ケイ素粉末とを主成分とする材料
    により巻線の端部コロナシールド層を形成し、しかる後
    に含浸絶縁方式による絶縁層の絶縁ワニス含浸処理およ
    び加熱硬化処理を施すようにしたことを特徴とする電機
    巻線の製造方法。 (4−)導体の外周に施されたレジンリッチ絶縁方式に
    よる絶縁層の外周に導電性層を形成し、つぎにこの導電
    性層に電気的に接続させて当該導電性層端から巻線端に
    かけてアクリル変性、アリル変性、エポキシ変性のポリ
    ブタジェン樹脂のうちの少なくとも一つの樹脂と炭化ケ
    イ素粉末とを主成分とする材料により巻線の端部コロナ
    シールド層を形成し、しかる後に前記絶縁層の加熱硬化
    処理を施すようにしたことを特徴とする電機巻線の製造
    方法。
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