JPH0211003B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はセルロース無し変圧器コイルに関し、
特にコイル巻線の縁に沿つた多層樹脂絶縁に関す
るものである。

従来技術 セルロース無し絶縁変圧器の概念は公知である
が、現在はこれを改良する努力が行なわれてい
る。セルロース無しコイルの概念の一部としてコ
イル巻付中に現場で液体樹脂を施こして硬化させ
ている。この概念はコイル構造を径方向について
有利にするために用いられたものであり、絶縁を
径方向に減少させ、層間に薄い樹脂膜を施こし、
薄い樹脂膜硬化を繰返して高−低空間を形成させ
てセルロース無し構造を得るのである。

発明の構成 本発明によれば、内側層および外側層を含む複
数の層からなる第１金属巻線を有する管状のコイ
ルと、上記第１金属巻線の層間の樹脂材料の第１
被覆と、上記第１金属巻線の外側層上の樹脂材料
の第２被覆と、樹脂材料の第２層上に設けられ、
複数の層からなる第２金属巻線と、上記第２金属
巻線の層間の樹脂材料の第３被覆とを備え、上記
樹脂材料の各被覆が、上記第１金属巻線および第
２金属巻線の両対向縁および先に形成した樹脂材
料の層の重なり部分上に連続して延びて高絶縁耐
力の多重層被覆を形成する重なり部分を有してな
るセルロース無し変圧器コイルが得られる。

また本発明によれば、(a)樹脂塗布部および樹脂
硬化部を通して繰返し回転できるように巻線マン
ドレルを用意する工程と、(b)上記マンドレル上に
少なくとも一つの樹脂被覆を施こす工程と、(c)上
記樹脂被覆上に金属巻線の層を多数螺旋状に巻く
工程と、(d)上記各金属巻線層上に樹脂被覆を施こ
す工程と、(e)上記(c)工程で施こされた金属巻線の
外層上に樹脂被覆を少なくとも一つ施こす工程
と、(f)上記(e)工程で施こされた樹脂被覆を横切つ
てその上に長い導体の層を螺施状に少なくとも一
層巻く工程と、(g)上記(f)工程で施こされた上記長
い導体の各層の各巻回上に樹脂被覆を施こして先
に施こした樹脂被覆の両対向縁上に各樹脂被覆を
流れさせる工程とを備えたセルロース無し変圧器
コイルの製造方法も得られる。

本発明の変圧器コイルおよびその製造方法の利
点は、変圧器コイルの運転中に層延長表面に沿つ
た絶縁クリープでなく絶縁破壊となるセルロース
無し変圧器コイル構造が得られることである。コ
イル層の縁上の多数の樹脂被覆は、同じ厚さに一
層で施こされたものよりも絶縁耐力が高い。従つ
て事故時に絶縁が損なわれることが最小限となり
また起こりにくくなる。

実施例 本発明によればセルロース無し変圧器コイルの
製造方法は次の工程からなる。

(a) 樹脂塗布部および樹脂硬化部を通して繰返し
回転できるようにした巻線マンドレルを用意す
る工程、 (b) マンドレル上に少なくとも一つの樹脂被覆を
施こす工程、 (c) マンドレル上に金属巻線の層を多数螺旋状に
巻く工程、 (d) 金属巻線の各層上に樹脂被覆を施こす工程、 (e) 金属巻線層上に樹脂被覆を多数施こす工程、 (f) 上記(e)工程の樹脂被覆を横切つてその上に長
い導体の層を少なくとも一層螺旋状に巻く工
程、 (g) 長い導体の外側層上に少なくとも一つの附加
的な樹脂被覆を施こす工程、および (h) 金属巻線の層および先に施こした樹脂被覆の
両対向縁上に各樹脂被覆を流れさせてコイル構
造体の縁上に多層被覆を形成させる工程。

第１図に於て、変圧器コイル３は、中心線７回
りに回転するマンドレル５上に導体としての金属
巻線と樹脂被覆とを連続的に施こして形成した管
状部材である。マンドレルが矢印９の方向に回転
すると（第２図）、マンドレルは、樹脂塗布具１
１、ワイヤ１５等の巻線導体をコイル３に施こす
巻線部１３、および矢印９で示す如くマンドレル
を360゜回転させている間に樹脂を硬化させる樹脂
硬化部を含む作業部を通つて回転する。ここに説
明するコイル３の製造方法は必要に応じて変える
ことができる。

第１図に示す如くコイル３は次の部分をその施
された順に備えている。即ち、樹脂材料の被覆１
９と、内側層および外側層を含む複数の層２１か
らなる第１金属巻線と、第１金属巻線の層２１間
の樹脂材料の第１被覆２３と、第１金属巻線の外
側層２１上の樹脂材料の第２被覆２５と、樹脂材
料の第２層２５上に設けられ、複数の層２７，２
９および３１からなる第２金属巻線と、層２７，
２９間の樹脂被覆３３と、層２９，３１間の樹脂
被覆３５（樹脂被覆３３と共に第３被覆を構成す
る）と、外側樹脂被覆３７とを備えている。変圧
器コイル３は更に、数枚の層及び被覆の対向縁に
積層カバー（多重層被覆）３９，４１を備え、こ
れらカバーは各樹脂被覆が夫々所定位置に施され
たときに重なつた重なり部分である。

樹脂の被覆１９（第１図）はスプレーによりあ
るいはペイント・ローラー等の樹脂塗布具１１を
用いる等の適当な方法で施こされる。実際には、
被覆１９は繰返して施こされた複数の層からな
り、穴、空洞あるいは被覆の絶縁耐力を弱めるよ
うな望ましくない汚染物を覆うようにしてある。
このために、各々約0.05mm（約2.0mil）の厚さの
被覆を５乃至30枚施こしてある。被覆はマンドレ
ル４を回転させて螺旋状に施こしてあり、各被覆
は樹脂硬化部１７で硬化させられる。樹脂は高温
交差結合可能な樹脂材料であるのが望ましい。樹
脂は例えば紫外線照射で硬化できるアクリレイ
ト・モノマーに溶かしたアクリル化エポキシ、ア
クリル化エポキシ・ノボラツク、アクリル化ヒダ
ントイン・エポキシ、およびアクリル化ウレタン
の混合物で良い。各樹脂被覆は約0.0127mm乃至約
0.102mm（約0.0005in乃至0.0040in）の厚さ、即ち
１巻回当り約0.102mm（4mil）の厚さまでの５乃
至100巻回にできる。樹脂は必要な絶縁耐力に応
じて一つあるいは複数の薄い層として施こされ硬
化させられる。

巻線の層（即ち第１金属巻線）２１に予じめ絶
縁された表面が含まれている場合には、被覆１
３，２３を省略できる。樹脂硬化部１７は赤外線
等の適当な輻射装置を備えている。この目的に
は、紫外線照射装置あるいは電子ビーム装置が満
足できるものである。紫外線照射が実用的である
ようである。

被覆１９を施こした後に導体巻線即ち層２１が
施こされる。巻線は銅あるいはアルミニウムの連
続金属条帯である。層２１は外側面にエナメル等
の絶縁被覆を有することがあり、この場合樹脂被
覆２３を介在させずに層の連続巻回を施こすこと
ができる。一般に層２１は変圧器コイル３の低電
圧巻線となる。

巻線の層２１の形成が完了した後、複数の被覆
２５の巻回、例えば一巻回当り約0.102mm（4mil）
までの厚さの約５乃至100巻回を被覆１９の場合
と同様に施こす。

必要数の被覆２５を施こした後に巻線層（即ち
第２金属巻線）２７，２９，３１を施こす。巻線
は望ましくは、銅あるいはアルミニウム等の連続
導体であり、望ましくはエナメル等の絶縁被覆を
有している。マンドレル４の回転につれてワイヤ
１５により巻線層２７が施こされる。ワイヤ１５
は絶縁被覆２５の外表面に沿つて移動して第２図
の破線で示す位置１５ａにまで進む。巻線層２７
を所定位置に巻く際、樹脂塗布用のローラー即ち
樹脂塗布具１１をワイヤと共に進めて各巻回上に
樹脂被覆３３を施こす。このように回転を続ける
と第１の被覆３３が樹脂硬化部１７を通つて硬化
する。次の巻線層２７が施こされる時も樹脂被覆
３３で被覆され、前の被覆３３もまたその次の樹
脂被覆で被覆される。最終的には、樹脂被覆３３
の数は巻線の巻回数に等しくなり、別個に硬化し
た複数の樹脂被覆３３からなる楔形の絶縁体が形
成される。

次に先の巻線層２７の場合と反対方向にワイヤ
１５を進めながらマンドレルを回転させて巻線層
２９を施こす。同様に、巻線の各巻回毎に樹脂塗
布具を第２図の破線位置１１から進めて別個の樹
脂被覆３５を施こし、ワイヤ１５が第１図に示す
コイルの左端に達するまで各樹脂被覆を硬化させ
て多数の樹脂被覆で被覆する。こうして複数の樹
脂被覆３５からなる楔形絶縁体が完成する。

その後、巻線層２７の場合と同様の工程を行つ
て巻線層３１を施こす。巻線層３１が最後の層の
場合には樹脂塗布具１１によつて外側被覆３７を
施こす。これは先ず、巻線層３１の全部の巻回を
施こした後にマンドレル４を回転させて樹脂塗布
具１１により全部の巻回を樹脂被覆３７で被覆す
る。

第１図に示す如く、楔形絶縁体である樹脂被覆
３３はテーパーしており、厚い端が左薄い端が右
に配置されている。反対に樹脂被覆３５は逆向き
に厚い端が右で薄い端が左に配置されている。巻
線層２７，２９，３１が高電圧巻線であるので楔
形樹脂被覆３３，３５が望ましい。しかしながら
本発明の構造および方法は、巻線層２９等の中間
の巻線層が第１図に示す如く傾斜しておらず内側
および外側の巻線層２７，３１に並行である場合
にも適用できるものである。

本発明によれば、樹脂被覆が施こされる毎に巻
線層の端を越えて延びた重なり部分が以前に施こ
した鉄心部品の端上に流れる。例えば、樹脂被覆
１９に近接した巻線層２１が施こされている場
合、巻線層の反対側端の重なり部分が巻線層２１
の反対側縁上にそして樹脂被覆１９上に流れるよ
うに樹脂被覆２３が施こされる。次の巻線層２１
も同様に別の樹脂被覆２３で同様に被覆され、重
なり部分は同様に巻線層２１の反対側端上にまた
先に施こした樹脂被覆２３の重なり部分上に流れ
る。

同様に、各樹脂被覆２５が施こされる毎に重な
り部分が巻線層の反対側縁上および先に施こした
樹脂被覆２３上に延びてこれらを被覆する。各樹
脂被覆３３が施こされる毎に、重なり部分は積層
カバー４１で示す如く先に施こした巻線層２７上
にまた樹脂被覆２３，２５の重なり部分上に下向
きに延びる。同様に、各樹脂被覆３５が施こされ
る毎にコイル３の端上に下向きに重なり部分が延
びて先に施こされた樹脂被覆２３，２５の重なり
部分を全部被覆する。最後に、樹脂被覆３７は、
積層カバー３９，４１の一部として両側で下向き
に延びた重なり部分を持つている。

発明の効果 本発明のセルロース無し変圧器コイルによれ
ば、一層で形成された同じ厚さの樹脂により得ら
れるよりも大きな絶縁耐力が必要な場所であるコ
イルの縁に多層の樹脂被覆が得られる。この多層
の樹脂被覆の利点は事故時の絶縁破壊の可能性を
最小限にあるいは事実上零にできることである。
また樹脂被覆が多層であるので変圧器の運転中層
が延びている面に沿つた絶縁クリープでなく絶縁
破壊電圧が生ずるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻線層とその上の樹脂被覆を示す部分
断面図、第２図は第１図のコイル構造の一形成方
法を示す概略斜視図である。 ３…コイル、２１…複数の層からなる第１金属
巻線（巻線層）、２３…第１被覆（樹脂被覆）、２
５…第２被覆（樹脂被覆）、２７，２９，３１…
複数の層からなる第２金属巻線（巻線層）、３３，
３５…第３被覆（樹脂被覆）、３９，４１…多重
層被覆（積層カバー）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内側層および外側層を含む複数の層からなる
   第１金属巻線を有する管状のコイルと、 上記第１金属巻線の層間の樹脂材料の第１被覆
   と、 上記第１金属巻線の外側層上の樹脂材料の第２
   被覆と、 樹脂材料の第２層上に設けられ、複数の層から
   なる第２金属巻線と、 上記第２金属巻線の層間の樹脂材料の第３被覆
   とを備え、 上記樹脂材料の各被覆が、上記第１金属巻線お
   よび第２金属巻線の両対向縁および先に形成した
   樹脂材料の層の重なり部分上に連続して延びて高
   絶縁耐力の多重層被覆を形成する重なり部分を有
   してなるセルロース無し変圧器コイル。 ２ 上記樹脂材料が、紫外線硬化し得るアクリレ
   イト・モノマー中に溶かしたアクリル化・エポキ
   シ、アクリル化・エポキシ・ノボラツク、アクリ
   ル化・ヒダントイン・エポキシおよびアクリル
   化・ウレタンの混合物である特許請求の範囲第１
   項記載のセルロース無し変圧器コイル。 ３ 上記樹脂材料の第３層が、上記第２金属巻線
   の隣接して対をなす層の一縁で薄く、上記対をな
   す層の他縁で厚い楔形である特許請求の範囲第１
   項記載のセルロース無し変圧器コイル。 ４ (a) 樹脂塗布部および樹脂硬化部を通して繰
   返し回転できるように巻線マンドレルを用意す
   る工程と、 (b) 上記マンドレル上に金属巻線の層を多数螺旋
   状に巻く工程と、 (c) 上記(b)工程で施された金属巻線の層上に樹脂
   被覆を多数施す工程と、 (d) 上記樹脂被覆を横切つてその上に長い導体の
   層を螺旋状に少なくとも一層巻く工程と、 (e) 上記長い導体の外側層上に少なくとも一つの
   付加的な樹脂被覆を施した樹脂被覆の両対向縁
   上に各樹脂被覆を流れさせてコイル構造体の縁
   上に多層被覆を形成させる工程とを備えたセル
   ロース無し変圧器コイルの製造方法。 ５ 上記(b)工程の前に少なくとも一つの樹脂被覆
   を上記マンドレル上に施す特許請求の範囲第４項
   記載のセルロース無し変圧器コイルの製造方法。