JPS62196051A - 高圧回転電機コイルの製造方法 - Google Patents

高圧回転電機コイルの製造方法

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JPS62196051A
JPS62196051A JP3507286A JP3507286A JPS62196051A JP S62196051 A JPS62196051 A JP S62196051A JP 3507286 A JP3507286 A JP 3507286A JP 3507286 A JP3507286 A JP 3507286A JP S62196051 A JPS62196051 A JP S62196051A
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JP
Japan
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coil
tape
layer
molded plate
sic
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JP3507286A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Inoue
良之 井上
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高圧回転電機に用いられる全含浸絶縁コイルの
製造方法に関する。
〔従来の技術〕
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5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)のスロット壁面に面する部分で発
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、
しだいに他の材料、すなわちシリコンカーバイド(以下
SiCとする)粒子をワニスに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6図に
一例を示すごとく、印加電界に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
和層を形成しうる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このSiC電界緩和材を含浸絶縁方式のコイル
、とくにコイルを鉄心に納めた状態で行なう全含浸絶縁
方式のコイルに適用する場合に、次の問題が生じる。S
iC粒子を充てんしたワニスをガラスクロステープ等の
基布に塗布し、半硬化または完全硬化させた電界緩和テ
ープ(以後SiCテープと称する)を対地絶縁(3)上
に1/2又は2/3重巻きした場合、このSiCテープ
は0.2〜0.−4mmの厚さがあるため重巻きした際
の周囲長の違いにより下側になる層にしわが寄りやすい
この後、熱硬化性樹脂を真空加圧含浸するのであるが、
上記しわのため、電界緩和テープ相互の重ね合わせ目に
も含浸樹脂が浸入し、テープ間の電気抵抗が高くなる。
このため電界緩和層をコイル長手方向に見た場合、第6
図に示した非線形抵抗特性が有効に発揮されずに、低い
電圧から、この部分で表面放電が発生することがある。
上記の電界緩和テープの重ね合わせ目への樹脂の浸入は
、重巻きしたテープ間の密着度、即ちテープ張力、巻き
しわの多少等に左右されるので、特性のばらつきが大き
い。
コイル単体で含浸樹脂を含浸し、モールドし加熱硬化し
て、絶縁コイルを1本ずつ完成させる方式の場合には、
第7図に一断面を示すように、当金(11)を電界緩和
層(5)の側面に当て周囲から圧力Fユ、F2を加えな
がら加熱硬化させ、硬化工程の終了後に当金(11)を
取り除く製造方法を採用することができる。このように
することにより、巻きしわを押しつぶして、SiCテー
プを巻回した電界緩和層(5)の層間を密着させること
ができる。
全含浸絶縁の場合には、コイルを鉄心に納めた後一体に
含浸・硬化するため、当金を当てて加圧しながら加熱モ
ールドすることはできない、そのため実開昭53−11
001号公報に述べられたように電界緩和層(5)の外
周に熱収縮材を巻き付けることが行われた。その部分の
一断面を第8図に示すが、コイル断面の長辺の側面のS
iCテープに加わる抑圧は小さく、テープのしわは、つ
ぶされないまま残り、十分な電界緩和特性が発揮されな
かった。
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の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明においては、対地絶
縁外周の低抵抗コロナ防止層端部からコイルエンドにわ
たり、シリコンカーバイド粒子充てんワニスを基布に塗
布したSiCテープを重巻きし、その両テープ層の連接
点からコイルエンド部方向にかけてSiCテープ層上で
、コイル横断面でみて長辺側のコイル側面の一部に成形
板を当て、少なくともその周囲に熱収縮性のテープを巻
回し、熱硬化性樹脂を真空加圧含浸後、加熱硬化するこ
とを特徴とするものである。
〔作 用〕 このように構成すると、非線形抵抗テープを重巻きした
際に巻きしわがあっても、加熱硬化時に熱収縮テープ層
が収縮し、成形板を介してコイル側面のSiCテープを
押すので、SiCテープ間に存在した含浸樹脂が押し出
され、SiCテープ間の電気的接続が改善され、優れた
電界緩和層が形成される。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について、第1図及び第2図に
示すコイルの縦断面図及びA−A横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10mm〜50mm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10
11Il〜30−一重ねて、 SiC粒子を熱硬化性樹
脂に充てんしガラステープ又は合成繊維による紙あるい
は不繊布に塗布し、半硬化状又は硬化させたSiCテー
プを巻回して電界緩和層(5)を形成する。次に、コイ
ル断面でみて長辺側の側面の電界緩和層(5)上に絶縁
材料製の成形板(7)を当て、その周囲を含め、鉄心端
外のコイル表面に熱収縮テープを巻回して熱収縮テープ
層(8)を形成する。
以上のようにして製作したコイルを鉄心(1)のスロッ
トに挿入した後、含浸タンク中で含浸樹脂として熱硬化
性樹脂を真空加圧含浸する0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。
次に本実施例の作用について述べる。対地絶縁(3)上
にSiCテープを巻回した段階では、SiCテープに巻
きしわがあっても、加熱硬化時に熱収縮テープ層(8)
が収縮し、エポキシガラス積層板等固い材質の成形板(
7)を介してコイル側面のSiCテープを押すので、S
iCテープの巻きしわが抑えつけられてSiCテープ間
に存在した含浸レジンが押し出されSiCテープ間の電
気的接続が改善され、優れた電界緩和層(5)が形成さ
れる。
11kV級の試験コイルを製作し、コイルエンド部の構
造を模凝し本実施例のコイルを従来のコイルと比較し、
本発明の効果を確認する実験を行った。
第3図に示すように模凝鉄心(9)に従来のコイル及び
本実施例のコイルを納め、積層鉄心の歯部を抑え付ける
鉄片を模凝した模凝外側間隔片(10)をコイル最外層
から6mmの間隔をおいて設置し、模凝鉄心(9)と共
に接地した。コイル導体に商用周波の高電圧を印加し、
音を伴なう沿面放電が開始する電圧を測定した。従来コ
イルでは、 24kVで模凝外側間隔片(10)の角部
(B)からコイルエンド部に向って大きな音を伴なう沿
面放電が発生したのに対して、本実施例のコイルでは、
 33kV (定格電圧をEとすると3E)を1分間印
加しても可視コロナさえ発生しなかった。
11kVのコイルの耐電圧試験においては、その機械の
容量により23kV (2E + 1kV)又は25k
V (2E+ 3kV)が1分間印加されるので従来コ
イルでは耐電圧試験において激しい沿面放電が発生する
場合がある。
これに対し本実施例のコイルでは何の問題もなく耐電圧
試験に合格することがわかる。
以上の実施例において成形板(7)はエポキシガラス積
層板のような絶縁物の板を用いたが、この板に要求され
る機能は、 SiCテープ(6)を押し付けることであ
るので導電性でなければ他の特性をもった材料でも使用
できる。
成形板(7)として合成樹脂にカーボンブラックを分散
させ成形した板で表面抵抗が10″オ一ム以上の成形板
(7)を用いることにより、低抵抗コロナ防止層(4)
の端部付近の電位の上昇を、絶縁性の成形板(7)を用
いた場合より、抑えることができ前述のようにコイルの
周りの大地電位の構造材料との間の放電をより起きにく
くする作用がある。
なお成形板(7)の表面抵抗を106オーム以上とした
のは、この値以下にした場合抵抗が低過ぎて電界緩和の
効果がなくなるからである。
また成形板(7)としてSiC粒子を合成樹脂に充てん
したコンパウンドを加熱プレスした板、あるいはそのコ
ンパウンドを布又は紙に含浸させた後加熱プレスした板
を用いることもできる。この板は。
電界緩和層(5)と同様な非線形抵抗特性をもつので、
上記と同様低抵抗コロナ防止層端部付近の電位の上昇を
効果的に緩和し、表面放電電圧を高める作用がある。
また成形板(7)としてチタン酸バリウムのような強誘
電体の粒子を合成樹脂に充てんしたコンパウンドを加熱
プレスした板、あるいはそのコンパウンドを布又は紙に
含浸させた後加熱プレスした板を用いることもできる。
この板は誘電率が高く、沿層方向の静電容量が大きいた
め、対地絶縁(3)の静電容量との間で対地絶縁の表面
電位を容量分圧し、低抵抗コロナ防止層端部付近の電位
の上昇を緩和する作用がある。この場合には、容量分圧
であるので上記2変形例より電気的損失が小さくなる長
所がある。
また成形板(7)として、コイル側面の中央部に効果的
に押圧力を加えるために、第4図に断面図を示すように
、かまぼこ形の板を用いることもできる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明においては、回転電機コイル
の低抵抗コロナ防止層の端部からコイルエンド部にかけ
て巻回したSiCテープ層の上に、かつコイル断面にお
いては長辺側に成形板を当て。
その上を熱収縮テープで押え巻きしたため、加熱硬化時
に熱収縮テープが収縮し、成形板を介してSiCテープ
層に押圧力が加えられる。この押圧力により、SiCテ
ープのしわもつぶされてSiCテープ間が密着し、テー
プ間に熱硬化性含浸樹脂が浸入することがなくなるので
優れた特性の電界緩和層が形成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の方法にて製造された高圧回
転電機コイルの要部縦断面図、第2図は、第1図のA−
A線に沿う矢視断面図、第3図は沿面放電開始電圧を求
める実験装置を示す要部説明図、第4図は本発明の他の
実施例を示すコイル要部横断面図、第5図は従来の高圧
回転電機のステータコイルの要部を示す説明図、第6図
は電界緩和層の表面抵抗率の電界依存性を示す曲線図、
第7図はコイル単体で含浸硬化させる方式の加熱モール
ド状層を示す要部縦新面図、第8図は、従来の全含浸方
式の電界緩和層形成部の横断面図である。 1・・・鉄心、     2・・・導体、3・・・対地
絶縁、   4・・・低抵抗コロナ防止層、5・・・電
界緩和層、  7・・・成形板、8・・・熱収縮テープ
層。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対地絶縁外周の低抵抗コロナ防止層端部からコイ
    ルエンドにわたり、シリコンカーバイド粒子充てんワニ
    スを基布に塗布した非線形抵抗テープを重巻きし、その
    両テープ層の連接点からコイルエンド部方向にかけて非
    線形抵抗テープ層上で、コイル横断面でみて長辺側のコ
    イル側面の一部に成形板を当て、少なくともその周囲に
    熱収縮性のテープを巻回し、熱硬化性樹脂を真空加圧含
    浸後、加熱硬化することを特徴とする高圧回転電機コイ
    ルの製造方法。
  2. (2)成形板は絶縁材料製であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の高圧回転電機コイルの製造方法
  3. (3)成形板は非線形抵抗材料又は10^6オーム以上
    の高抵抗材料製であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の高圧回転電機コイルの製造方法。
  4. (4)成形板は強誘電体を合成樹脂に充てんした材料製
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の高
    圧回転電機コイルの製造方法。
  5. (5)成形板は平板としたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項ないし第4項の何れかに記載の高圧回転電機
    コイルの製造方法。
  6. (6)成形板はかまぼこ形にして丸みを持った側を熱収
    縮テープ層側に配設したことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項ないし第4項の何れかに記載の高圧回転電機コ
    イルの製造方法。
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