JPS62299010A - 樹脂成形コイルの製造方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、エポキシ樹脂等の樹脂を用いて成形されると
ころの例えば変圧器やりアクドル居に使用される樹脂成
形コイルに係わり、特にプリプレグ材から成る宿縁物を
使用した樹脂成形コイルの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、変圧器やりアクドルに使用される樹脂成形コイル
の製造方法としては、次の二つの方法があった。

（Ｉ）第１の方法としては、第２図に示すように、フィ
ル最内周を（ｊへ成する絶縁筒１上に、耐熱紙（例えば
デュポン社　＃４１１　ノーメックス紙）、耐熱不織布
（芳香族ポリアミド不織布、ポリエステル不織布）、ガ
ラスクロス等比較的樹脂含浸性の優れた薄葉絶縁物から
成る層間絶縁物２及び端部絶縁物３を、耐熱エナメル線
、耐熱紙巻線等の絶縁コイル導体４の周辺に配置して角
筒状あるいは円筒状の筒巻きコイル組立てを形成し、次
にこのコイル組ｉ７てを乾燥処理した後、真空処理タン
クに入れて、前述の各絶縁物２，３とコイル導体４との
間に、及び各絶縁物２，３自体にエポキシ、ポリエステ
ルあるいはポリアミド等の熱硬化性樹脂を真空加圧含浸
し、そしてこれを加熱硬化して樹脂成形コイルを得るよ
うにしていた。

（ｎ）第２の方法としては、コイル組立てを形成後、樹
脂を真空加圧含浸する代わりに、前記各絶縁物に予め熱
硬化性樹脂を含浸して半硬化状態としたいわゆるプリプ
レグ材を使用し、加熱炉内にて加熱硬化して樹脂成形コ
イルを得るようにしていた。

これら−１−記従来の方法のうち、第１の方法のように
、熱硬化性樹脂を真空加圧含浸する方法の場合には、優
れた絶縁特性を有する樹脂成形コイルを得ることができ
るが、反面、コイル組立て全体を液状の樹脂に浸消ある
いは含浸させて真空加圧含浸する必要があるため、多瓜
の樹脂が必要である。又、設備の面からいっても、含浸
樹脂を混合。

攪拌あるいは脱泡する装置とか、樹脂を繰返し使用する
場合には樹脂を冷却貯蔵する装置等が必要であり、それ
らの使用に当たってはその都度その装置及び治具等の洗
浄も行なわなければならない。

更に、コイル組立てに含浸させた液状の樹脂を加熱硬化
させる際にその含浸樹脂が漏出しないようにするための
設備（１４成も必要であり、総じて、使用樹脂はや装置
及び製造についての手間やメンテナンスがかなり大がか
りとなる問題があった。

−）ｊ１第２の方法のように、プリプレグ材から成る絶
縁物を使用する製造方法では、その絶縁物を使用してコ
イル組立てを形成し、そのまま加熱硬化すればよいので
、比較的簡単に樹脂成形コイルが得られる利点がある。

しかし、その？１１られた樹脂成形コイルにおける絶縁
特性は、その製法上含浸樹脂内に多くのボイドを含んで
おり、しがちその加熱硬化中に、一旦液状となった含浸
樹脂内のボイドが加熱により膨張しそのまま樹脂が硬化
され、その後冷却されて減圧ボイドとしてコイル内部に
残る虞があり、このため、絶縁特性特に部分放電（コロ
ナ）特性を著しく低下させる原因とｔｊる。斯様な事情
から、高電圧機器では、必要以上に絶縁物を多く使用す
る等の対策が必要で、機器が人形化し、又、製造コスト
も高くなる欠点があった。又、コイル組立てを乾燥させ
るようにした場合、その乾燥処理を主に加熱によって行
なうと、絶縁物が充分に乾燥しないうちに樹脂が硬化し
て、その未乾燥の絶縁物がそのままモールドされてしま
い、後の機器の運転時の発熱により、絶縁物か湿熱劣化
を起こし、使用寿命を縮めるので注意を有する等の欠点
があった。

（発明が解決しようとする間■点） −１−記した従来の樹脂成形コイルの製造方法のうち、
第１の方法のように熱硬化性樹脂を真空加圧含浸させる
方法ては、使用樹脂二や、設備装置、及び製造の手間と
かメンテナンスが大がかりとなる欠点があり、又、第２
の方法のように、プリプレグ材から成る絶縁物を使用す
る製造方法では、第１の方法とは異なり比較的簡単に樹
脂成形コイルを製造できる利点を何するものの、絶縁特
性特に部分放電特性、絶縁劣化特性について解決すべき
点を残していた。

本発明は上記°１１情に鑑・みてなされたちのであり、
その目的は、比較的簡単に樹脂成形コイルを得ることが
できることを前提として、部分数７ヒ特性及び絶縁劣化
特性の向上を図り得る樹脂成形コイルの製造方法を提供
するにある。

［発明の横Ｊ戊］ （問題点を解決するための手段） 本発明者は、プリプレグ材を使用する従来のＪｉ法を実
施した場合にその絶縁特性があまり良くならない原因を
調査したところ、次のことか判明した。即ち、プリプレ
グ材を層間絶縁物、外周絶縁物及び端部絶縁物に用いて
、コイル導体を覆い、その後、加熱炉に入れて硬化した
場合、プリプレグ材に含浸された樹脂は一旦溶融して液
状となり、その後硬化するが、この時、ボイド（プリプ
レグ材中の空気溜り５又はコイル導体と各絶縁物との間
や各絶縁物柑亙間にコイル巻同時に生じた間隙の空気溜
り）における空気は膨張する。そして、この加熱時にお
ける加熱炉中の空気の密度は、その加熱温度によって異
なるが、プリプレグ材が例えばエポキシ系である場合に
は加熱温度が１５０℃であるので、この時には、常温（
２０℃）の場合の約６９％になって稀薄状態にある。こ
の稀薄空気状態のボイドが加熱硬化時の大きさのままで
樹脂中に密封ボイドとして残って常温に戻ると、ボイド
の内圧は、気圧より小となる。このボイドの常温におけ
る内圧が１気圧未満であると、そのボイドが部分放電特
性を著しく悪化させる原因となる。

斯様な点を考慮して本発明はなされたものであり、而し
て、本発明は、プリプレグ材から成る絶縁物を用いてコ
イル組立てを形成する第１の工程と、このコイル組立て
を減圧して除湿乾燥する第２の工ｆ＾と、この第２の工
程の後にコイル組立てを１．３〜２．０気圧の加圧下で
加熱硬化する第３の工程とを行なって樹脂成形コイルを
得るようにしている。

（作用） 第１の工程を行なってコイル組立てを形成した後の第２
のに程においては、そのコイル組立てを減圧することで
、各絶縁物は、樹脂硬化がすすまないうちに除湿乾燥さ
れることになり、以て、各絶縁物が未乾燥で樹脂にてモ
ールドされることはない。

この後、第３の工程では、コイル組立てを加圧ドで加熱
硬化させるので、樹脂内にボイドが残存することがあっ
てもそのボイドの内圧は常ｌ晶１状態で１気圧以］二と
なる。

（実施例） 以下本発明の一実施例につき第１図を参照して説明する
。第１図には、第１の工程で形成したコイル組立てを示
しており、同図において、第１の工程について述べる。

コイルの最内周をＨｉ成する絶縁筒１１上には、絶縁波
膜を何するコイル導体１２を、予め樹脂含浸されたプリ
プレグ材から成る層間絶縁物１３を介して多層に巻回す
る。そしてこのコイル導体１２の巻回層の最外周にプリ
プレグ材から成る外周絶ａ物１４を配置し、さらにコイ
ル導体１２の各巻回層の両側にはプリプレグ材から成る
端部絶縁物１５を詰込んで配置する。

そしてまた、外周絶縁物１４の外周には熱収縮性テープ
１６を巻回し、以てコイル組立て１７を形成する。尚、
熱収縮性テープ１６は、例えばポリエチレンフタレート
フィルム、ポリエステル織布。

ポリエステル糸とガラス糸とを交織しエポキシ樹脂をプ
リプレグ処理したテープから成る。

この後、第２の工程を行なう。この第２の工程では、上
記コイル組立て１７を真空タンク内にセットして、真空
引き即ち減圧する。この減圧にて各絶縁物１３．１４．
１５中の水分を除去し、以て除湿乾燥する。この場合、
真空タンク内の温度は、常１′ｇでよく、仮に加熱する
にしてもプリプレグ材の最終硬化温度の１／２程度の温
度とするのが好ましい。つまり、真空タンク内を高；ｇ
度とすると、各絶縁物１３．１４．１５からの水分の除
去がプこ了する前に、プリプレグ材に含浸された樹脂の
、硬化が進展して、各絶縁物１３，１４．１５の乾燥が
充分になされないと共に、コイル組立て１７内に真空ボ
イドが発生しやすくなるためである。

次に上記真空タンク内を常圧に戻し、第３の工程を行な
う。この第３の工程では、真空タンク内の圧力を上昇さ
せると共に、ｌＨ度も所定の設定温度にまで上昇させ、
以て含浸樹脂を硬化させる。

この場合、真空タンク内の設定７３度は、プリプレグ材
の含浸樹脂の種類によって異なるが、一般的にはポリエ
ステル系樹脂で約１２０℃、エポキシ系樹脂で１５０℃
、ポリアミド系樹脂では１８０℃の温度が採用される。

又、真空タンク内の加圧圧力については、含浸樹脂の硬
化時においてボイドが発生した場合に常ｌＨ・常圧でそ
のボイドの内圧が１気圧以−にとなるような加圧圧力に
設定する。

この加圧圧力は１．３〜２．０気圧に設定している。即
ち、加熱硬化後宮ｉ’！状態となったときのコイル組１
ｙて１７における残存ボイドの内圧は、その加熱時の空
気密度に依存する。つまり、例えば１気圧・１５０℃の
条件下で加熱硬化する場合であれば、この加熱時点での
残存ボイドの空気密度は、外部条件を１気圧・２０℃と
した時を「１００」とした場合と比較するとその約６９
％となる。

従って、１気圧・１５０℃で加熱して常’ＩＦＡに戻す
と、この常温状態でのボイドの内圧は０．６９気圧に減
圧される。これかられかるように、例えば１５０℃で加
熱する場合には、その時の加圧圧力を１．４５気圧以−
Ｌに設定しておけば、常温に戻った１１．Ｉｊにボイド
の内圧は１気圧以上となる。同様に、１２０℃で加熱硬
化させる時には加圧圧力を１．３５気圧以上、１８０℃
で加熱する時には加圧圧力を１．５５気圧以上に設定す
る。尚、この加圧圧力の上限値を２．θ気圧としたのは
、これ以上加圧圧力を高くしても、即ちボイドの内圧を
むやみに高くしても意味がなく、かえって設備上におい
てコスト高を招くからである。

斯様に第３の工程では、１．３〜２．０気圧の加圧下で
コイル組立て１７を加熱硬化することで、最終的な樹脂
成形コイルを得る。このコイル組立て１７にボイドが発
生しても、そのボイドの内圧は常ｌ旦で１気圧以上とな
る。

このように本実施例によれば、プリプレグ材から成る絶
縁物を使用するので、比較的簡単に樹脂成形コイルを得
ることができるのはもとより、第２の工程において、コ
イル組立て１７を減圧して除湿乾燥するので、加熱を主
として乾燥させる場合と異なり、各絶縁物１３，１４．
１５が未乾燥のままで含浸樹脂が硬化してモールドされ
ることはなく、従って、機器の運転時に湿熱劣化を起こ
すこともなくて絶縁劣化を来たすようなこともない。叉
、コイル組立て１７にボイドが発生することも少なくで
きる。

さらに、第３の−し程において、コイル組立て１７を１
．３〜２．０気圧の加圧下で、加熱硬化するので、コイ
ル組立て１７にボイドが残存するような場合でも、その
ボイドの内圧を１気圧以上とすることができ、よって絶
縁特性特に部分放電劣化を少なくできる。この場合、第
１の工程で、予め外周絶縁物１４の外周に熱収縮性のテ
ープ１６を巻回しであるので、含浸樹脂が加熱によって
流動化したときに熱収縮テープ１６の熱収縮により、強
固で、１１つコイル外周面が滑らかでしわのない樹））
■成形コイルを得ることができる。

尚、上記実施例では、第３の工程において、コイル組立
て１７をその外方から加熱するようにしたが、これに加
えて、コイル導体１２に通電してコイル内方から発熱さ
せるようにすれば、加熱硬化時間が短縮され、製作性の
向上を図ることができる。

［発明の効宋コ 本発明は以Ｉ―の記述にて明らかなように、プリプレグ
材から成る絶縁物を使用することで、比較的簡Ｉドに樹
脂成形コイルを得ることができることはもとより、コイ
ル組立てを減圧して除湿乾燥し、そしてこのコイル組立
てを１．３〜２．０気圧の加圧下で加熱硬化することで
、樹脂成形コイルを１１′ｆるようにしたので、ボイド
が残存することを少なくでき、又、各絶縁物が未乾燥の
ままでモールドされることをなくし得、よって、機器の
運転時に各絶縁物が湿熱劣化することをなくし得て絶縁
劣化特性の向１−を図り得、又、ボイドが残存すること
があってもそのボイドの内圧が１気圧以−１，とするこ
とができ、よって絶縁特性特に部分放電特性の向−トを
図ることができ、総じて機器の長期運転に対して信頼性
の向上を図り得、又、減圧ボイドがないので、その分電
位傾度を高くでき、機器の小形化にも寄与できるという
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すコイル組立ての縦断側
面図であり、そして第２図は従来例を示すコイル組立て
の縦断側面図である。 図中、１１は絶縁筒、１２はコイル導体、１３は層間絶
縁物、１４は外周絶縁物、１５は端部絶縁物、１６は熱
収縮性テープである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイル最内周を構成する絶縁筒上に、予め樹脂含浸
   されたプリプレグ材から成る層間絶縁物を介してコイル
   導体を巻回し、且つ、その最外周にプリプレグ材から成
   る外周絶縁物を配置すると共に、このコイル導体の巻回
   層の両側にもプリプレグ材から成る端部絶縁物を配置す
   ることによりコイル組立てを形成する第１の行程と、こ
   のコイル組立てを減圧して除湿乾燥する第２の工程と、
   この第２の工程の後にコイル組立てを１．３〜２．０気
   圧の加圧下で加熱硬化する第３の工程とを有する樹脂成
   形コイルの製造方法。 ２、第１の工程において外周絶縁物の外周に熱収縮性テ
   ープを巻回したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の樹脂成形コイルの製造方法。 ３、第３の工程においてコイル導体に通電発熱させるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の樹脂成形コイルの製造方法。