JPS63250010A - 取囲む絶縁を備えた電導体 - 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】 本発明はｓｔ４を取囲む電気絶縁を備えた電導体に関す
る。

米国特許第４，４９３，８７３号及び第４，５３７．８
０４号明細書は導体の上に配置された二つの層からなる
電気絶縁を備え、その−〇が充填剤を含まない有機重合
体からなりそして一つが微細な酸化アルミニウムを含有
する有機重合体からなる電導体を記載する。絶縁中への
酸化アルミニウムの配合はコロナ（特に放電）に対して
絶縁の抵抗を増大する。

本発明により、公知の導体Ｊ−り著しく長１＃１間の間
コロナに抵抗する絶縁導体を供することが可０むである
ことが判った。本発明により、絶縁の外側に、好ましく
は内側の絶縁のＩソさより小ざい厚さで、粉末形の十分
門の酸化り［Ｊム及び酸化鉄の少なくとも一つを含有す
る有機重合体の層を配置することによってこれが達成さ
れる。

記載した公知の場合に使用された酸化アルミニウムは酸
化クロム及び酸化鉄より著しく高い固有抵抗率を有する
。それ故に酸化アルミニウムより更に低い抵抗の絶縁材
料である酸化クロム及び酸化鉄が酸化アルミニウムによ
る対応の絶縁より良好な絶縁を生ずることは驚くべきこ
とであり、そして全く予期し難い。本発明にＪ：り得ら
れた好結果についての一つの説明は、酸化クロム又は酸
化鉄が加えられた表面層からコロナが絶縁性重合体材料
をスパッタすること、そしてこのように露出された酸化
クロム又は酸化鉄がその低い抵抗率の故に、十分に表面
トで局部的に電導性を′増大してコロナ放電の極めて濃
縮された効果がより大きな表面に広がること、そしてそ
の結果有効に減ぜられることにあると考えられる。絶縁
中の誘電損が低いレベルに保たれるため□には、酸化ゲ
ロム又は酸化鉄の層は好ましくは絶縁の他の厚さより小
さい厚さで配置されるのが好ましい。

更に特に、本発明は導体を取囲む□電気絶線□を備えた
導体、及び絶縁を取囲みかつ右１ａ′重合体と粉末化充
填剤から作り上げられ、そしてコロナにより引起こされ
る劣化に対して絶縁を保護□ｌする保護層に関し、この
保護層が酸化クロム （Ｃｒ　　Ｏ）、酸化鉄（［ｅ２０３→又は酸化クロム
（Ｃｒ　　Ｏ）と酸化鉄（Ｆｅ２０３）の゛混合物の形
で少なくとも１０容星％の粉末充１剤を含有することを
配置する、。この粉末化充填剤は好ましくは１０〜１０
８オームｍの固有抵抗率を有する。充填剤を含有する保
護層は好ましくは下側の絶縁、即ち導体と保護層の間に
配置ηされた絶縁の厚さより小さい厚さを有する。この
保護層は好ましくは１０１０オームｍ以上の抵抗率を有
する。

本発明による電導体はワイヤ、ロンド、テープ、又はバ
ーの形状を有し、即ら丸い又は複数の角の一定断面をも
”つ細長いものである。電気機器用の巻線、電気変圧器
及び導体の絶縁がコロナを受ける種々の型式の仙の電気
高Ｈ−装置に有益にこれを使用できる。

保護層にコロナｊｌｋ抗性を与えるその性質の故にりａ
ム′が充填剤として〃ｆ適であり、これは外部要因、例
えば湿分の影響によって減少せず、又はごく些細である
。粉末化充填剤の粒径は好適には０．００５〜３０μｍ
そして好ましくは０．００５・〜５μｍである。粉末化
充填剤の自重は好適には保護層の容積の１０〜４０％に
達する。

保護層の容積の１０〜３０％の粉末化充填剤が特に適し
ている。

保護層の有機重合体は特に通常巻線ワイヤをエナメル化
する時に使用するような型式のワイヤエナメル層料えば
テレフタル酸アルキド、ポリエステルイミド、ポリアミ
ドイミド、ポリイミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、
ポリスルホン、シリコーン、ポリアミド及びボリヒダン
ｊ〜インをベースにした重合体、からなる。

保護層にＪ：り取囲まれる絶縁は前記に特定したような
充填剤なしの樹脂からなる。しかしながら、これはまた
予め製造された小合体フィルム、例えば導体の周りにら
ゼ／υ状に巻いた又は縦継ぎで導体の周りをラップした
、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリプロピレン、ポ
リメチルペンテン、ポリエチレングリコールテレフタレ
ー１〜、ポリカーボネート又はポリスルホンのフィルム
、又は樹脂、例えばエポキシ樹脂で含浸され又は導体の
周りに適用されるガラ２１ｍソイＶのラッピング、又は
芳香族ポリアミド（例えば、アメリカ国デュポンからの
ＮＯＭＦＸ　（商品名）４１０）のような有機重合体の
ｔＪ＆紺のフェル１−から作り上げられたテープのラッ
ピングからなる。

この保護層を導体上に最も外側の層として配置できる。

しかしながら、例えば拡散密度又は表面精細磨のような
、絶縁導体」−に特別の些求がある時にはコーティング
でもよく、それ故に表面層として比較的薄く充填剤を含
まない６機重合体を塗装する。この有機重合体は保護層
中の有機重合体として例示した種類のものでよい。特定
の場合には、例えば、そこで拡散した酸素の効果の故に
、絶縁が導体の表面から剥れるおそれがある時には、導
体に最も近く、即ち保護層に取囲まれる絶れの内側に保
護層と同一種類の層を適用することが好適である。

保護層の厚さは好適には５〜１００μｍそして好ましく
は１０〜５０μｍに達しそしＣ導体と保護層間に配置さ
れる絶縁の厚さは好適には１０〜５００μｍそして好ま
しくは１０〜２００μｍに達する。

本発明を添付図面を参照して例によってＪ：り詳細に説
明しよう。

第１図により、断面ｆｉｌｏｍｍＸ２ｍを有する矩形断
面ワイヤ１０にポリエステルイミドワイＡ７エナメル、
例えばＢＡＳＦ（ドイツ連邦共和国）がらのＴｅｒｅｂ
ｅｃ　　（商品名）５３３Ｌ−３３をマルヂパスコーテ
ィング及びワイピングダイス又はフェルトを使用して通
常の方式で被覆した。このワイヤはエナメルの硬化のた
めにワイピング装置と加熱装置に約４００℃の温度で１
２同通過させ、各通過ごとに７１さの増加は約５μｍで
ある。従って完成した層１１は約６０μｍのＰ？ざを有
する。同じ種類の装置を用いてワイピング装置と組合し
た加熱装置の４回通過で層１１の上へエポキシ樹脂と５
μｍ以下の粒径を有する酸化クロム（Ｃｒ２０３）から
なる保護層１２を塗装する。

この保護層は２０μｍの厚さを有しそして酸化クロムは
その容積の２５％を構成する。保護層の塗装のため使用
したエポキシ樹脂はＫｇ当り５．１５〜５．５モルのエ
ポキシ基を含右するごスフエノ一ルＡ型のエポキシ樹脂
（例えば、オランダのシェルからのＥｐｉｋＯｔｅ　　
（商品名）８２８）１００ｆｆＭ吊部及び４００〜４６
０ｍｙＫＯ１（／ｙのアミン価を有するアミノ型の硬化
剤５０重ｆｉｉ部からなり、等組部のキシレンとブタノ
ールに溶解する。このエポキシ樹脂は溶媒なしで樹脂の
固体成分に基づいて計算して２５容Ｉｄ％の酸化クロム
を含自する。

保護ｆｆ１２の厚さは絶縁１１の厚さの３３％を組成す
る。

例２ 例１に記載したものと同一種類のワイヤエナメル層１１
が付加された、断面積８ｍｍ×２．ｂＮｎを有する矩形
断面ワイヤ１０の十に、例１に記載したものと同一種類
の酸化クロムを含右づ−るポリエステルイミドからなる
保護層１２を塗′３Ａ！ｊる。この保護層１２は２０μ
ｍの厚さを右しそしてその容積の３０％は酸化クロムか
らなる。保護層ｉの適用のため使用したポリ丁ステルイ
ミドコープメルはワイヤエナメル層１１にお【）るもの
ど同一の種類であるが、酸化クロムと更にクレゾールを
保冷層の適用のために付加し、このために粘度は例１に
記載したものと同一の方法を使用して保護層を塗装する
のに適している。このエナメルは溶媒なしでエナメルの
固体物質の含量に基づいて計算して、３０容ω％の酸化
クロムを含有する。保護層１２の厚さは＃ｊｔｌｌの厚
さの３３％を構成する。

例３ 例１に記載したものと同一の種類のワイヤエナメル層１
１を付加した、断面ｇｉ８ｍｍ×２．５姻を有する矩形
断面ワイヤの上に、例１に記載したものと同一の種類の
酸化クロムを含有するポリアミドイミドからなる保護層
１２を適用する。この保護層１２は２０μｍの厚さを右
しそしてその容積の２５％は酸化クロムからなる。保護
層の適用のため使用されるポリアミドイミドエナメルは
、例えばドイツ連邦共和国のへルベルト社からの１ａｃ
ｋＥ３５６１／２７からなり、これに酸化クロムとＮ−
メヂルピロリドンを加え、このため粘度は例１に記載し
たものと同一・の方法を使用して保護層に適用するのに
適する。このエナメルは溶媒なしでエナメルの固体成分
に基づいて計算して、２５容邑％の酸化クロムを含有す
る。保護層１２の厚さは絶縁１１の厚さの３３％を構成
する。

鯉Ａ 直径１＃を有する第２図による丸いワイヤ１３をポリア
ミドイミドワイヤエナメル、例えばヘルベルト社からの
１ａｃｋ　　Ｅ　３５６０　／　３２でエナメル塗装す
る。１７ざ４０μｍを右するエナメル層１４を形成する
ダイスを使用して例１に記載した方式で適用する。この
層の上に、例３の保護層１２のと同一の種類であるが１
０μｍの厚さを有しそして１５％の容量百分率の酸化ク
ロムを右する保護層１５を適用する。ダイスを使用して
保護層の適用を実施する。保護層１５の厚ざは絶縁１４
の厚さの２５％を構成する。

帆立 １０１０ｍＸ４の断面を有する第３図による矩形断面ワ
イヤ１６の周りに半分重複させながら厚さ２５μｍを有
するポリイミドフィルムのテープ（例えば、アメリカ、
デコボンからのＫａρｔｏｎ　（商品名）型Ｆ）を巻付
け、これにはフッ素化エチレンプロピレン重合体（例え
ば、アメリカ、デコボンからのＴｃｆｌｏｎ　ＦＥＰ　
（商品名））の厚さ１２μｍの層が導体に面する側に設
けられる。これは導体の最も近くにフッ素化重合体の厚
さ１２μｍの層１７そして導体の外側に厚さ６２μｍの
ポリイミド−フッ素化重合体−ポリアミドの層１８が結
果として生ずる。テープの＠年ね部分は互いに固定され
、そして、導体１６と接触するテープの部分はこの目的
に適した加熱装置で２７０℃の温度に加熱されるフィル
ムによってフッ素化エチレンプロピレンにより導体に固
着される。このように絶縁された導体の周りに例１の保
護層のと同一の種類と厚さの保護層１９を例１に特定し
た方式で、ただし酸化クロムの容量百分率が２５％の代
りに１５％に達することが異なって、適用する。保護層
１２の厚さは絶縁（層１７及び１８）の厚さの２０％を
構成する。

帆ｌ 断面＃４１０馴Ｘ２ｍｍを有する第１図による矩形断面
ワイヤ１０に後で硬化させたエポキシ樹脂の形で結合剤
を含浸させたガラス糸のラッピング１１の形で絶＃！層
１１を設【ノる。このエポキシ樹脂はポリアミド変性エ
ポキシ樹脂（例えばアメリカ、３Ｍ社からの・ＡＦ−４
２）又は例１に記載した種類のエポキシ樹脂からなる。

この絶縁層１１は１００μｍの厚さを有する。層１１の
周りに、例１の保護層と同一の種類の保１４１２を例１
に特定した方式で、しかし酸化クロムの容量百分率が２
５％の代りに１０％に達しそして保護層１２の厚さが２
０μｍの代りに４０μｍに達で−ることで異って、適用
する。保護Ｅ４１２の厚さは絶縁１１の厚さの４０％を
構成する。

例７ 断面積１１０５ｔＸ２＋を有する第４図による矩形断面
ワイヤを６０μｍの厚さに例１に記載した方式でポリエ
ステルイミドエナメルの層１１でエナメルが番ノし、そ
してまた例１に記載した６式で酸化クロムを付加したエ
ポキシ樹脂の保護層１２を設ける。保護層１２の上にポ
リアミドイミドエナメルの形で、例えばドイツ連邦共和
国、ヘルベルト社からのＬａｃｋ　　Ｆ３６５１／２７
を２０μｍの厚さにコーティング２０が適用される。こ
のコーティングをマルヂパスコーティング及びワイピン
クダイス又はフェル１へを使用する方法を用いて適用で
き、このワイヤは各通過ごとに約５μｍのコーティング
の厚さの増加で４回約４００°Ｃの温度にワイピング装
置と関連した加熱装置に通過させ、このため完成したコ
ーティングは約２０μｍの厚さを得る。

前記に例示した場合の酸化クロム（Ｃｒ２０３）の代り
に、同一寸法の粒子で等しく大きな容（ｉ　’Ｃｊ分率
の酸化鉄（Ｆｅ２０３）、並びに任意の比率、例えば等
重量部で等しく大きな容ｆｆｌ自分率の酸化鉄と酸化ク
ロムの註合物を使用できる。

水元ＯＪＪによる導体は３ＫＶ以上の動作電圧で電気機
器用のフィルに使用するために十分に優れで適している
。このコイルでは］［１すの攻撃に抵抗性の導体絶縁に
するように、マイカの導体絶縁層を周りに配置覆る。こ
のコイルに本発明による導体を使用する時には、記載し
た公知のコロナ抵抗性導体絶縁を使用する時より著しく
薄く導体の周りに絶縁とコロナ保護を作ることができる
。この方法で、更に導体材料をコイルに配合でき、そし
て特定の機器寸法に対してより大きな電力が得られ：ま
た特定の電力に対して機器寸法を減少できる。

このコイルは矩形断面を右づる本発明による幾つかの隣
接して配置された長い、導体の束及び機器スロットに対
して束の絶縁のための導体束を取囲む主絶縁を含む。

この導体束は束の最終形状を形成しながら曲げられた単
一絶縁導体の幾つかのターンからなる。

これはまた幾つかの分離した絶縁導体からなり、ぞの端
部で各々互いに通常には並列接続で電気接続される。特
に前者の４１式の導体束に対して本発明により大きな利
点が得られる。その理由は隣接の導体間の応力がこの場
合にはより大きくそして損傷した導体絶縁により引起こ
される短絡がより危険であるからである。

その主絶縁は種々の従来公知の方法で形成できる。かく
して、これはマイカテープ又はマイカシー１へのラッピ
ングからなる。これらは従来種の大きなマイカフレーク
から作られ、これを樹脂状結合剤、例えばアルキド樹脂
又は薄い熱可塑性フィルムで紙、織ったガラス繊維等の
ｔヤリア材料に結合できる。このマイカ材料はまた通常
のマイカを分割することによって製造され、互いに積重
ねた小マイカフレークの自立性テープ又はシー１〜から
なり、これらのマイカ材料を次にまた通常にはキャリア
材料に結合する。

前記のマイカテープ又はマイカシートの上に、樹脂状結
合剤を適用でき、これは続いて材料を導体束の周りに適
用した時に、導体絶縁中で種々の層を互いに結合する。

しかしながら、絶縁性材料を含浸により導体絶縁の周り
に適用した後にこの結合剤を適用してもよい。ラッピン
グ中のターンに対して好適な結合剤の例は前記の溶媒を
含まない樹脂、例えばエポキシ樹及び不飽和ポリＥＦス
テル樹脂である。

例１−３及び例５−６の何れにも記載した種類の導体は
第５図及び第６図に各々示すように、互いに隣接して配
置された導体の幾つかのターンを含むコイルに曲げられ
る。互いに隣接して配置された前記のターンは」イルの
導体束２１を形成する。第５図から明らかなにうに、コ
イルは機器のスロット２４内に配置されるべく直線部分
２２及び２３、並びにスロットの外側に伸びる曲げ端部
２５及σ２６を有するようにこの曲げを行なう。

コイルの端子は２７及び２８で示す。

次に、例えば互いに積重ねそして厚さ ０．００６＃ｌ＃Ｉのポリエヂレングリコールテレフタ
レートフイルムで厚さ０．０４ｓｋ：織ったガラス繊維
に固着Ｊる小マイカフレークのルさ０．０９ｍｍの自立
性層からなる幅２５＃のマイカテープで半分重複させな
がら、次々と導体束２１を巻く。

この絶縁テープはスウェーデン特許第２００，８２０号
に記載されている。例えば、亙いの上に首いたマイカテ
ープの２０１のラッピング２９をこの東に設【プた後に
、この巻いた物を０　、１５１１ｇの圧力と４０℃の温
１１１でまず乾燥し、その際にこの圧力で含浸樹脂を供
給する。すべての含浸樹脂が供された後に、圧力を例え
ば１０Ｋｇ／ｃｍ２に上げる。この樹脂は公知の方法で
１ピクロルヒドリンと４，４′−ジオキシジフェニルー
ジメヂルメタンから製造されそして１９２の１ポ４−シ
当ｆｆｌを有するエポキシ樹脂１００重１ｄ部、及び無
水へキサヒドロフタル酸６５部量部と無水テトラヒドロ
フタル酸２５重ａ部の混合物からなる硬化剤１００重量
１部からなる。この樹脂が続く硬化作業中絶縁の外へ浸
透しないために、マイカテープラッピングを有する含浸
導体束にポリテトラフルオロエチレン等のシーリングテ
ープで取囲むことができる。

次に樹脂状材料の硬化のために形成装置にこのコイルを
入れる。この硬化は約１０詩間の間に約１６０℃の温度
で起こる。

別法として束２１の周りにラッピングの萌に含浸樹脂を
含浸させる絶縁テープを使用してコイルを製造しく第６
図）、これは前記の例におけるものと同一の種類でよい
。この樹脂はアジピン酸（１１モル％）、無水フタル酸
（１１モル％）、無水マレイン酸（２３モル％）及びエ
チレングリコール（５５モル％）から製造された不飽和
ポリエステル樹脂であり、これに一方ではジアリルフタ
レートがポリエステル樹脂とジアリルツタレートの全量
の４０％を占めるような蹟でジアリルフタレート、そし
て他方では樹脂の全がの１％に対応する吊で過酸化ベン
ゾイルを加えた。温度を２２０℃に上げることそして反
応生成物の酸価が約３０になるまでこの温度を保つこと
によって不活性雰囲気中で前記の酸とアルコールの混合
物の反応によ゛つてポリエステル樹脂自体を製造できる
。

絶縁テープの含浸前に、樹脂１００小量部をアセ１〜ン
１００ｆｔ［部で希釈する。例１に記載したものと同一
種類でよい絶縁マイカテープに室温と大気圧で樹脂状材
料を含浸できる。次に溶媒を追出した後に一つを他方の
上に置いた３０層に半分重複させながら導体束２１の周
りにこの含浸マイカテープを巻いて主絶縁２９を形成す
る。次に３峙間の間１６０℃の温度で樹脂状材料を硬化
するため９のコイルを形成装置に入れる。

電気絶縁の含浸に適した多くの不飽和ポリエステル樹脂
及びエポキシ樹脂は公知であるが、この樹脂の僅かに別
の例が挙げられよう。従って、例えば、無水マレインＭ
３モル、アジピン酸１モル及びエチレングリコール４．
４モルの反応生成物で３０の酸価を右するもの６０重本
部とジアリルフタレート４０小量部からなり、そして０
．７５％の過酸化ベンゾイルを含有するポリエステル樹
脂、そしてフマル１１モル、フタル酸１モル及びプロピ
レングリコール２．２モルの反応生成物で２５の酸価を
有するもの７０小量部□とモノスチレン３０車ｒ部から
なり、そして０．５％の過酸化ベンゾイルを含有するポ
リエステル樹脂、並びに”Ｅｐｏｎ　　８２８　″（シ
ェルケミカル社）”１０’Ｏ重量部と無水へキサヒドロ
フタル酸６５部からなるエポキシ樹脂、”　Ａｒａｌｄ
ｉｔ　Ｆ“８５重量部、゛硬化剤９０５″（両打スイス
、チバ社から）、１００重量部及びフェニルグリシジル
エーテル１５重量部からなるエポキシ樹脂、”　Ｄ　Ｅ
　Ｒ３３１″（ダウケミカル社）１００重は部、及び無
水テトラヒドロフタル酸６５重は部又はエポキシノボラ
ック゛’ＤＥＮ４３８″（ダウケミカル社）１００１４
３を部そして三フッ化ホウ素錯体”　ＨＺ　９３５　Ｊ
５０″（ヂバガイギー社＞３＝Ｓ、部からなるエポキシ
樹脂を使用できる。

の異なる具体例を示す。第５図は本発明による導体を用
いて作成された、電気機器のためのコイルの側面図であ
り、そして第６図は同−潰コイルの断面図である。

代坤人　浅　　村　　　　皓

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体を取囲む電気絶縁（１１、１４、１７、１８
   ）及びこの絶縁を取囲みかつ有機重合体と粉末充填剤か
   ら作られた保護層（１２、１５、１９）を備え、この保
   護層がコロナにより引起こされる劣化に対して絶縁を保
   護する、電導体（１０、１３、１６）において、この保
   護層が酸化クロム（Ｃｒ＿２Ｏ＿３）、酸化鉄（Ｆｅ＿
   ２Ｏ＿３）又は酸化クロム（Ｃｒ＿２Ｏ＿３）と酸化鉄
   （Ｆｅ＿２Ｏ＿３）の混合物の形で少なくとも１０容量
   ％の粉末化充填剤を含有することを特徴とする、前記の
   電導体。
2. （２）保護層（１２、１５、１９）中の粉末材料が１０
   ＾４〜１０＾８オームｍの固有抵抗率を有する、特許請
   求の範囲第１項による電導体。
3. （３）保護層（１２、１５、１９）が絶縁（１１、１４
   、１７、１８）の厚さより小さい厚さを有する、特許請
   求の範囲第１項又は第２項による電導体。
4. （４）保護層（１２、１５、１９）が１０＾１＾０オー
   ムｍ以上の抵抗率を有する、特許請求の範囲第１項から
   第３項による電導体。
5. （５）酸化クロム、酸化鉄又は酸化クロムと酸化鉄の混
   合物の含量が保護層（１２）の容積の１０〜４０％を構
   成する、特許請求の範囲第１項から第４項の何れかによ
   る電導体。
6. （６）酸化クロム、酸化鉄又は酸化クロムと酸化鉄の混
   合物の含量が保護層（１２）の容積の１０〜３０％を構
   成する、特許請求の範囲第１項から第４項の何れかによ
   る電導体。
7. （７）保護層（１２）の表面部に充填剤を含まない有機
   重合体の表面層（２０）を配置する、特許請求の範囲第
   １項から第６項の何れかによる電導体。
8. （８）保護層（１２、１５、１９）の厚さが絶縁（１１
   、１４、１７、１８）の厚さの多くても３０％である、
   特許請求の範囲第１項から第７項の何れかによる電導体
   。
9. （９）保護層（１２、１５、１９）中の有機重合体が硬
   化した樹脂状結合剤からなりそして絶縁（１１、１４、
   １７、１８）が有機重合体の一つ又はそれ以上の層から
   なる、特許請求の範囲第１項から第８項の何れかによる
   電導体。
10. （１０）絶縁（１１、１４、１７、１８）中の有機重合
    体が有機樹脂状結合剤からなる、特許請求の範囲第９項
    による電導体。
11. （１１）電気機器の固定子又は回転子中のスロット（２
    ４）内に配置されそして矩形断面を有する複数の隣接し
    て配置された長物導体の束（２１）及び機器スロットに
    対して束の絶縁のために束を取囲む主絶縁（２９）を含
    む、前記の特許請求の範囲第１項から第１０項の何れか
    に記載した種類の導体（１０、１６）の使用。