JPS6122733A - 高圧回転電機コイル - Google Patents

高圧回転電機コイル

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JPS6122733A
JPS6122733A JP14061584A JP14061584A JPS6122733A JP S6122733 A JPS6122733 A JP S6122733A JP 14061584 A JP14061584 A JP 14061584A JP 14061584 A JP14061584 A JP 14061584A JP S6122733 A JPS6122733 A JP S6122733A
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JP
Japan
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coil
electric field
field relaxation
layer
sheet
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Pending
Application number
JP14061584A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Inoue
良之 井上
Toshimitsu Yamada
山田 利光
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6122733A publication Critical patent/JPS6122733A/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
    • H02K3/32Windings 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (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/高圧回転電機(ご用いられるコイルに関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
定格電圧6KV級以上の交流回転電機ステータコイルの
要部を第3図に示す。これらのコイルでは導体2にマイ
カを主成分とする対地絶縁3を施し、次にこの対地絶縁
が鉄心1のスロット壁面1こ面する部分で発生する部分
放電を防ぐために、コイル直線部に低抵抗コロナ防止層
4を施し、かつ低抵抗コロナ防止層4の端面で発生する
部分放電を防ぐため、表面電位を徐々に変化させる目的
で電界緩和層5を施す。
電界緩和層5の材料として従来アスベスト布が広く使用
されていたが、アスベストは有害物質であるため、しだ
いEこ他の材料、すなわちSiC(シリコンカーバイド
)粒子をワニスlこ充てんした材料に替わりつつある。
このSiCを用いた電界緩和材は、第4図に一例を示す
ごとく、印加電界1こ対して非線形な抵抗特性を持つた
め、電界の集中が緩和されるので優秀な電界緩和層を形
成しつる。
しかし、このSiC電界緩和材を含浸絶縁方式のコイル
、とくに全含浸絶縁方式のコイル1こ適用する場合に、
次の問題が生じる。SiC粒子を充てんしたワニスをガ
ラスクロステープ等]こ塗布し、半硬化まだは完全硬化
させた、電界緩和テープを重巻きした後、含浸レジンで
真空加圧含浸するのであるが、電界緩和テープ相互の重
ね合わせ目にも含浸レジンが浸入し、テープ間の電気抵
抗が高くなる。このだめ電界緩和層をコイル長手方向1
こ見だ場合、第4図1こ示しだ非線形抵抗特性が有効E
こ発揮されずfこ、低い電圧から、この部分で表面放電
が発生ずることがある。上記の電界緩和テープの重ね合
わせ目へのレジンの浸入は、重巻きしたテープ間の密着
度、即ちテープ張力、巻きじわの多少等に左右されるの
で、特性のばらつきが大きい0 〔発明の目的〕 本発明は、表面放電の開始電圧が高く、またそのばらつ
きの小さい高圧回転電機コイルを提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
本発明の回転電機コイルは前記目的を達成するために、
コイル直線部の低抵抗コロナ防止層端部に連接して、S
iC充てんワニスを耐熱布基材lこ塗布し適度に乾燥し
た電界緩和シートを平巻きしてなる第1の電界緩和層と
、さらにこの第1の電界緩和層1こ連接して、曲線部を
含む範囲1こ電界緩和テープを重巻きしてなる第2の電
界緩和層を備え、コイル表面におけるコイル長手方向の
電気抵抗を低くするようにする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例について、第1図に示すコイル
断面図を参照して説明する。導体2上にマイカテープま
たはマイカシートを巻回して対地絶縁3を形成し、次に
鉄心1の長さより両端にそれぞれ1()m〜50yg程
度の範囲に低抵抗コロナ防止テープまたはシートを巻回
して低抵抗コロナ防止層4を形成する。次にその端に1
0w1〜3021121+重ねて、SiC粒子を熱硬化
性樹脂に充てんしガラスクロスに塗布し半硬化状にした
電界緩和シートを長方形lこ切断して平巻き状にコイル
対地絶縁3上に巻回し第1の電界緩和層6を形成する。
この第1の電界緩和層6は平巻きにより形成するので、
形成範囲は、コイルの直線部だけIこ限定される。次t
こ第1の電界緩和層6の端部に10〜30馴重ねて、上
記と同様にして製作したテープを、コイル曲線部を含む
所定の範囲に重ね巻きし、第址の電界緩和層7を設ける
。第1と第2の電界緩和層6,7を併せた長さは、電界
緩和材の特性、対地絶縁厚さ、定格電圧により異なるた
め、それぞれの場合Eこついて、実験または、解析によ
り決定する必要がある。
コイル曲線部に巻いた電界緩和テープは、テープ重ね合
わせ目間の密着が悪くなるので、その上に絶縁テープ、
望ましくは、熱収縮性材料の押え巻き層8を形成してお
さえておくとよい。
以上のようにして製作したコイルを鉄心スロワHこ挿入
した後、含浸タンク中で含浸レジンを真空加圧含浸する
。次に加熱炉中に上記コイルと鉄心を入れ加熱硬化する
。このようにして全含浸絶縁方式のコイルが完成する。
コイル導体にV。の商用周波電圧を印加し、低抵抗コロ
ナ防止テープを接地した場合の電界緩和層表面のコイル
長手方向の電位と電界を従来のコイルと本発明のコイル
とを比較して第2図に示す。
電界緩和層の電気抵抗が不連続な変化をしない場合には
、その電界は、低抵抗コロナ防止チー7°4の端部Aで
最大となり、A点から離れるに従って単調減少する。従
来方式の電界緩和層の場合Eこは、電界緩和テープ重ね
合わせ目間の抵抗が大きくなり、カーブalla2に示
すようにその部分で電位妙ヨ不一連続となり電界が跳躍
して大きくなる。この最大電界は、容易に空気の放゛電
開始電界Ei  を越え、可視コロナ放電として検出さ
れる。
これに対し、本発明のコイルの場合の裏面電位と表面電
界を表す曲線は、bllb2となる。A点力Sら、第1
の電界緩和層6と第2の電界緩和層7の接続部B点まで
の間は、電界緩和テープ間の重ね合わせ目がなく連続で
あるため、裏面電位及び表面電界は跳躍がなく、単調な
変化をする。第2の電界緩和層7(B点〜C点)では、
重巻きであるため、電界緩和テープ間の合わせ目におり
・て跳躍的変化が現れるが、この領域では、すでに電界
緩和層7と導体2との電位差が印加電圧の%以下1こ減
少しているので電界の跳躍量も小さく、最大電界でも表
面放電が発生することはない。
上記したような本実施例のコイルにおいては従来のコイ
ルに比べ電界緩和層の表面放電開始電圧が向上している
ことを確認するために、亀甲コイル各4本ずつを試作し
、暗室中で商用周波電圧を30kV t−で印加し可視
コロナ放電の発生電圧を求めた。なお対地絶縁厚さは約
2藺、電界緩和層の長さは約70mとした。従来コイル
の可視コロナ放電発生電圧は、コイルにより20〜30
 k Vとばらついており、本発明のコイルでは3Qk
Vの印加で可視コロナ放電は発生しなかった。この実験
結果 −から本発明のコイルは従来のコイル1こ比べ、
電界緩和効果が著しく改善されていることは明らかであ
る。
以上の実施例は、全含浸絶縁コイルを用いて説明したが
、コイル単体含浸方式コイル1ども適用でき、全く同様
の効果が得られる。この場合のコイル製造工程の一例は
次のよう1となる。コイル導体1こ主絶縁−低抵抗コロ
ナ防止層形成−第1の電界緩和層形成−第2の電界緩和
層形成→コイル全長tこ離型テープ巻回−真空カミ含浸
処理−加熱モールド1こよるコイル断面形状の成形−モ
ールド型からコイルを外し離型テープ除去。
また、低抵抗コロナ防止層、第1及び第2の電界緩和層
の位置的順序は変更しても、本発明の効果は損われるこ
とはない。たとえば、最初lこ第1の一電界緩和層6を
施し、次いで第2の電界緩和層7及び低抵抗コロナ防止
層4を施しても良い。また、コイル単体含障方式;イル
の場合tこは、含浸前のコイルlこ第1及び第2の電界
緩和層を施し、次いで、真空加圧含浸し、加熱モールド
し、離型テープを除去後、室温硬化形像抵抗ワニスを用
いて、低抵抗コロナ防止層を形成しても良い。
第1図1こおける押え巻き層8は、その施す範囲を第1
の電界緩和層6の上まで延長しても良く、また、コイル
単体含浸方式の場合には、加熱モールド時コイル全長に
わたってモールドされるので、この押え巻き層8はなく
ても所期の特性は得られる。
また、電界緩和テープまたはシートの基材として、ガラ
スクロスの他に、ポリエステル等プラスチック繊維のク
ロス、不織布、紙、ガラス繊維の不繊布環SiC充てん
ワニスを十分に付着させることができ、柔軟性があれば
本発明の目的に適合する。またこのワニスは半硬化状態
でなくても、シリコーン樹脂等を用い完全硬化しても柔
軟性かあれば使用できる。
また、第1図の第1の電界緩和層6と第2の電界緩和層
7は全く同じ非線形抵抗特性の材料を使用して良いが、
前者の抵抗を低くした方が電界緩和効果が高い。
し発明の効果〕 以上説明したように本発明においては、表面電界の高い
低抵抗コロナ防電端から曲線部の始端までのコイル直線
部に、電界緩和シートを平巻きするようにしたので、含
浸レジンを含浸後も、この範囲の表面電位は連続的かつ
単調に変化するため、電界緩和材料の特性が十分Eこ発
揮される。また、コイル曲線部に施す電界緩和層は、重
ね巻きfこよって形成されるが、この部分の導体との電
位差が減少しているので、含浸硬化後この部分の表面型
界が乱れたとしてもその最大値は低いので、放電が発生
することはない。このようにして、放電開始電圧が高く
かつばらつきが小さい優れたコイルを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高圧コイルの要部断面図、第表面にお
ける電位分布と電界分布を示す図面、第3図は従来の高
圧コイルを示す図面、第4図は/SiCSiC粒子型界
緩和材の非線形表面抵抗特性の一例を示す図面である。 1・・・鉄心      2・・・導体3・・・対地絶
縁     4・・・低抵抗コロナ防止層6・・・第1
の電界緩和層 7・・・第2の電界緩和層8・・・押え
巻き層 代理人弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)第1図 ? 第2図 イでン   屓 第3図 第4図 電*E(kV//n7)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 対地絶縁外周の低抵抗コロナ防止層端部から曲線部始端
    までのコイル直線部には、SiC粒子充てんワニスを基
    布に塗布した非線形抵抗シートを平巻きしてなる第1の
    電界緩和層を設け、この第1の電界緩和層に連接してコ
    イル曲線部を含む範囲にSiC粒子充てんワニスを基布
    に塗布した非線形抵抗テープを重ね巻きしてなる第2の
    電界緩和層を形成したことを特徴とする高圧回転電機コ
    イル。
JP14061584A 1984-07-09 1984-07-09 高圧回転電機コイル Pending JPS6122733A (ja)

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