JPS61221552A - 水中回転電機コイル - Google Patents

水中回転電機コイル

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JPS61221552A
JPS61221552A JP6166985A JP6166985A JPS61221552A JP S61221552 A JPS61221552 A JP S61221552A JP 6166985 A JP6166985 A JP 6166985A JP 6166985 A JP6166985 A JP 6166985A JP S61221552 A JPS61221552 A JP S61221552A
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JP
Japan
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coil
insulating layer
electric machine
water
insulating material
Prior art date
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Pending
Application number
JP6166985A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinei Fujioka
藤岡 慎英
Yutaka Higashimura
豊 東村
Makoto Takamura
誠 高村
Yasushi Kano
狩野 育志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61221552A publication Critical patent/JPS61221552A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/44Protection against moisture or chemical attack; Windings specially adapted for operation in liquid or gas
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は水中回転電機コイル(以下、コイルと称する)
に関するものである。
〔発明の背景〕
近年、コイルは使用環境が多様化しており、単に水中だ
けでなく高温、放射線および高水圧下などの各種環境に
おける使用例が多くなし、耐環境性のすぐれた絶縁が要
望されている。
この耐水性のすぐれた絶縁材としてはポリエチレン、ふ
っ素樹脂、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレンテレフタレート等があるが、これら
のうちでポリエチレン、エポキシ樹脂が耐放射線性にす
ぐれている。
ところで水中に浸漬する従来のコイルは第2図および第
3図に示されているように、導体1aに所定の耐電圧の
ポリエチレンの絶縁層1bt”有する絶縁電線(ポリエ
チレン絶縁電線>2′ft巻回したものが主に使用され
ている。これでは所定の絶縁層1bft有する絶縁電線
2を巻回してコイル3を形成するので、曲げ部を有する
コイルエンド部Pでは加工歪が残った状態となっている
。また、このコイル3′ft形成する絶縁電線2は、ポ
リエチレンを導体la上に押し出して高温水蒸気圧で加
熱架橋され、水冷却後に円形状のボビンに巻回されるの
で、コイル3に加工する前に加工歪が残っている。従っ
てコイルエンド部Pのみならず、コイル3の絶縁層(絶
縁電線2の絶縁層1bがコイル3の絶縁層となる)lb
全全体加工歪が残っている状態となっている。このよう
な加工歪の残っているコイル3に水中で電圧を印加した
場合K。
残留している加工歪の多いところほど水の存在している
所に電界が集中してトリーを発生する所謂水トリーの進
展が大きく、絶縁性能が低下する。
特に高水圧下で放射線が照射されるような使用環境では
絶縁層1bの劣化が大きく、コイルの寿命を低下させる
ことを発明者等は実験的に経験している。
この水)リ−によるポリエチレン絶縁電線の絶縁破壊現
象は絶縁層lb内の異物やボイドに水の存在と電界との
相乗効果て水トリーが発生し、これが進展したためとい
われている。一般にポリエチレンは初期絶縁破壊電圧が
高い忙もかかわらず、水中で課電されると水トリーが発
生して寿命が予想外に短い。このため水トリーの発生す
るのを抑止するため化学架橋剤の有機過酸化物(例えば
ジアルキルパーオキサイド等)および酸化防止剤を混線
したものに、水トリー抑止剤を添加している。
水トリー抑止剤としては高分子のエステル系、アクリレ
ート系等を添加して親水基を持たせている。
とれらの水トリー抑止剤は通常の汎用水中モータ用の絶
縁としては効果が大きく、水トリー抑止剤のない化学架
橋ポリエチレンに比べて耐水絶縁特性のすぐれているの
はよく知られていることである。しかし放射線照射下に
おける高水圧の環境下で使用される場合は、親水基を持
たせた水トリー抑止剤は長期耐水絶縁特性に問題がある
。また、上述のように絶縁層に加工歪が残っている場合
はそのコイルの寿命低下を加速させる。なおこれに関す
るものとして特公昭43−7292号公報、実公昭49
−29008号公報等がある。
因みKこの種コイルの絶縁層の残留歪を少なくするには
次に述べるようなことが行なわれているが、いずれも十
分でない。すなわち一般の気中に配置される回転電機の
コイルのように、予め整列した複数本の導体群の型巻き
導体(プラスチックフィルムまたはガラスマイカテープ
を巻回し、レジンを減圧含浸し熱硬化する。型巻き導体
に加熱自己融着性のポリエチレンのテープ状材料を巻回
して加熱融着する。型巻き導体をシリコーンゴムまたは
エポキシ樹脂で全体をモールドする。このようくして製
作した絶縁層は所定の耐電圧を有するポリエチレン絶縁
電線を型巻きした絶縁層に比べ、残留歪が小さいつじか
し気中に配置される回転電機コイルのようにレジンを減
圧含浸した絶縁層では水中に浸漬して課電すると、絶縁
基材と含浸レジンとの界面にトリーが発生し、簡単に絶
縁破壊してしまうので、コイルとしては不適当である。
またポリエチレンテープを巻回し、これを加熱融着させ
て形成した絶縁層は口出し線分峡部の形状が複雑で、こ
の部分に微細な間隙が発生し、十分な耐水絶縁性がない
。モールド成形した絶縁層はモールド治具の形状が複雑
となり、口出し部分峡部では所定の絶縁厚みが確保し難
い欠点がある。所定の絶縁厚みを確保するために成型治
具にスペーサを入れる場合もあるが、ポリエチレンやシ
リコーンゴム等のモールド材と十分に接着するものがな
い。またエポキシモールド成形した絶縁層はモールド層
のクラック防止が困難である等のため、良好なモールド
絶縁層が得られない。
〔発明の目的〕 本発明は以上の点く鑑みなされたものであり、特殊環境
下でも良好な耐水絶縁特性を保持することを可能とした
水中回転電機コイルを提供することを目的とするもので
ある。
〔発明の概要〕
すなわち本発明は導体1忙絶縁層を有する絶縁電線が巻
回されている水中回転電機コイルにおいて、前記絶縁層
は熱可暖性高分子絶縁材料が使用され、前記コイルは絶
縁電線の巻回終了時に加熱処理が施されて前記絶縁層の
加工歪が除去されるようにしたものであることを特徴と
するものであり、これ罠よって絶縁電線はその絶縁層に
熱可塑性高分子絶縁材料が使用され、コイルは絶縁電線
の巻回終了時に加熱処理が施されて絶縁層の加工歪が除
去されるようKなる。
発明者等はどのようにすれば放射線照射等の特殊環境下
で良好な耐水絶縁特性が保持できるかを検討した。それ
には巻回した絶縁電線の絶縁層の加工歪を取り除く必要
があるうすなわち第4図および第5図くも示されている
ようにコイルエンド部Pでは曲げ半径几が12■(Re
)から30■(Rot )の曲げ半径なので、外層は図
中矢印表示のように引張り応力、内層では図中矢印表示
のように収縮応力が残った状態になっている。従って上
述のようにコイル3の絶縁層の加工歪、すなわちコイル
に残留している残留歪を取り除かないと、こ11ら残留
歪の大きい部分にボイドや異物があると水の影響で劣化
が早められ、コイル3は短寿命となる。加工歪を除去す
る手段について種々検討した結果、ポリエチレンでは加
熱処理すれば絶縁層の加工歪が除去できることが判った
。そして化学架橋ポリエチレンは105Cで融解するが
、架橋の効果でそれが流動して変形するのは210C以
上である。しかし乍ら単なる高温処理は絶縁層の酸化劣
化を促進し、架橋ポリエチレンの特性を損なうのみなら
ず、コイル3を鉄心スロット(図示せず)に収納して使
用する場合にコイルエンド部P支持部材およびスロット
スペーサ等を劣化させるので望ましくない。また高温で
は融解が始まった場合に絶縁層が偏肉する危険があるが
、105Cから160C1では実機の遭遇する荷重の3
倍、すなわちIKt/−の平板荷重を加えても偏肉が少
ないことが判った。そして130C以上になるとコイル
3と鉄心との熱容量が大きくなるので加熱時間が長くな
り、酸化劣化を起こす懸念が生じる。
すなわち1201:’で20日までは加熱処理の効果が
見られるが、20日以上では酸化劣化が起こり浸水課電
寿命の低下が見られる。これに対して105Cから12
0Cの範囲では数十時間程度の加熱処理を実施しても、
酸化劣化の懸念がないことが判った。とりわけ加工歪の
大きい部分での加熱処理の効果の大きいのが確認された
。そこで本発明では絶縁層に熱可塑性高分子絶縁材料(
化学架橋ポリエチレン)を使用し、コイルは絶縁電線の
巻回終了時に加熱処理が施されて絶縁層の加工歪が除去
されるようKした。このようKすることにより特殊環境
下でも良好な耐水絶縁特性を保持することを可能とした
水中回転電機コイルを得ることを可能としたものである
〔発明の実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図には本発明の一実施例が示されている。なお従来と
同じ部品には同じ符号を付したので説明を省略する。本
実施例では絶縁層lb0に化学架橋ポリエチレンを使用
し コイル3aは絶縁電線2aの巻回終了時に加熱処理
を施して絶縁層1b6の加工歪が除去されるようにした
。このようKすること罠より絶縁電線2aはその絶縁層
lb6に化学架橋ポリエチレンが使用され、コイル3a
は絶縁電線2aの巻回終了時に加熱処理が施されて絶縁
層1boの加工歪が除去されるようになって、特殊環境
下でも良好な耐水絶縁特性を保持することを可能とした
水中回転電機コイルを得ることができる。
以上の実施例についてその効果を検討したがその結果を
次に述べる。ビスフェノール形エポキシ樹脂を主体とす
る混合物の塗料を導体周上に繰返し塗布焼付けて被覆層
を形成し、この上に低密度ポリエチレン(MI−1,0
)100重量部に、酸化防止剤4.4 ’−チオビスー
(6−ターシャリブチル−m−クレゾール)0.1重量
部、化学架橋剤ジアルキルパーオキサイド?、5重量部
を混合した混線物を押出し被覆した。そしてこれを20
Kp/−の加圧下で、200Cで加熱し架橋させて絶縁
電線を製作した。この絶縁電線を巻回してコイルを裏作
し、次いでコイル全体を絶縁電線の絶縁層が融解する@
度で加熱処理したものを実施例Aとした。
この実施例Aの配合構成にエステル10.15重量部を
混練して絶縁電線を製作した。この絶縁電線を巻回して
コイルを製作し、次いでコイル全体をその絶縁層が融解
する温度で加熱処理したものを実施例Bとした。
実施例Aの配合構成の絶縁電線を製作し、これを巻回し
てコイルにしたものを比較例Cとした。
実施例Bの配合構成の絶縁電線を製作し、これを巻回し
てコイルにしたものを比較例りとした。
これら実施例A、B訃よび比較例C,Dのコイルについ
て行なった加速浸水課電試験の結果を第1表訃よび第2
表に示した。第1表は印加電圧500Hz、8kV/閣
、水温90Cで連続課電し九場合の破壊までの時間を示
してあり、第2表はr線照射下で印加電圧500 Hz
、  8kV/sw+、水温90Cで連続課電した場合
の破壊までの時間を第1表 第2表 示したものである。これら第1表および第2衆から明ら
かなように絶縁電線の巻回終了時に加熱処理を施した実
施例A、Bは加熱処理を施さない比較例C,Dよ抄も単
なる浸水課電試験およびr線照射下における浸水課電試
験共和破壊時間が長くなっており、r線照射などの特殊
環境下に訃いても良好な耐水絶縁特性を保持できること
がわかった。実施例A、  Bのうちで水トリー抑止剤
であるエステル基を混合した実施例Bは単なる浸水6!
/A!!下では長寿命が期待できるが、r線照射下の浸
水課電では寿命が低下し、加熱処理を施しても特性向上
の効果が少なく、水トリー抑止剤は長期安定性に問題が
ある。実施例Aでは単なる浸水iut下における寿命よ
りもr線照射下における浸水課電の寿命が著しく長くな
っているが、これはr線照射によりその化学架橋ポリエ
チレンの架橋度が上るためである。
なお本実施例では化学架橋剤にジアルキルパーオキサイ
ドを使用したが、これのみに限るものではなくt−ブチ
ル・キュミル・パーオキサイド、1.3−ビス−(t−
ブチルパルオキシ・イソプロピル)ベンゼン、λ5−ジ
メチルー2.5−ジ(t=ニブチルパルオキシヘキシン
−3等も使用することができる。
〔発明の効果〕
上述のように本発明は特殊環境下でも良好な耐水絶縁特
性が保持されるようになって、特殊環境下でも良好な耐
水絶縁特性を保持することを可能とした水中回転電機コ
イルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の水中回転電機コイルの一実施例の縦断
側面図、第2図は従来の水中回転電機コイルの斜視図、
第3図は第1図のM−M線に沿う断面図、第4図は従来
の水中回転電機コイルのコイルエンド部の曲げ状態を示
す斜視図、第5図は第4図のコイルエンド部Pの斜視図
である。 1a・・・導体、lbo・・・絶縁層(架橋ポリエチレ
ン)、#1図 寮3国 塾50

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導体上に絶縁層を有する絶縁電線が巻回されている
    水中回転電機コイルにおいて、前記絶縁層は熱可塑性高
    分子絶縁材料が使用され、前記コイルは前記絶縁電線の
    巻回終了時に加熱処理が施されて前記絶縁層の加工歪が
    除去されるようにしたものであることを特徴とする水中
    回転電機コイル。 2、前記熱可塑性高分子絶縁材料が、化学架橋ポリエチ
    レンである特許請求の範囲第1項記載の水中回転電機コ
    イル。 3、前記化学架橋ポリエチレンの化学架橋剤がジアルキ
    ルパーオキサイドである特許請求の範囲第1項記載の水
    中回転電機コイル。 4、前記コイルが、前記絶縁層の溶点以上で、かつ酸化
    劣化を起こさない温度で前記熱処理が行なわれるもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の水中回転電機コイル。
JP6166985A 1985-03-26 1985-03-26 水中回転電機コイル Pending JPS61221552A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010024359A1 (ja) * 2008-08-28 2010-03-04 古河電気工業株式会社 絶縁ワイヤ
JP2012228087A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Toyota Motor Corp 巻線とコイルの形成方法、およびコイルの破損修復方法

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