KR100428888B1

KR100428888B1 - 절연재 및 전기권선과 그 제조법

Info

Publication number: KR100428888B1
Application number: KR10-2001-7011027A
Authority: KR
Inventors: 츠노다도모야; 오노다미츠루; 혼다다츠오; 아마기시게오
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2004-04-29
Also published as: EP1220240B1; EP1220240A1; CN1215490C; CN1367931A; CN1574113A; JP4103390B2; KR20010108281A; WO2001016965A1; CN1317719C; EP1220240A4; DE69941734D1

Abstract

전기적특성이 우수한 절연피복을 가지는 전기권선의 제공 및 전기적특성이 우수한 전기권선의 절연피복를 얻을 수 있는 절연피복재를 제공하기 위하여 운모층(3), 보강재층(5), 고열전도 충전재층(7)을 가짐과 동시에 운모층(3) 및 고열전도 충전재층(7)의 각 층 중의 수지량을 재료 전체의 10 내지 25중량%로 한 고열전도 절연테이프(1)를 사용하여 권선도체(10)의 바깥 둘레부에 고열전도 절연피복(11)을 형성한다.

Description

절연재 및 전기권선과 그 제조법{INSULATING MATERIAL ELECTRIC WINDING, AND METHOD OF MANUFACTURE THEREOF}

회전 전기에 사용되는 전기권선의 절연피복을 운모층, 보강재층 및 고열전도율의 충전재를 가지는 충전재층을 가지고, 그들 층이 열경화성수지를 함유하는 절연재를 도체다발(導體束)에 실시하여 제조하는 것이 일본국 특개소63-110929호 공보에 기재되어 있다. 이 절연재를 권선 도체다발의 바깥 둘레부에 감고, 이것에 압력을 인가하면서 절연재 중의 수지를 가열경화하여 전기권선의 절연피복를 형성한다. 전기권선을 제조할 때에는 도체측을 상기 운모, 보강재 절연재로 싸서 이 절연재층에 미세한 입자형상 무기충전재를 포함하는 열경화성 수지조성물을 함침하고, 그 후 가압 가열경화한다. 또한 보강재부착 운모박을 도체다발에 감기 전에 충전재가 들어 있는 열경화성 수지조성물을 운모박(箔)에 함침하거나 도포하는 방법이 기재되어 있다.

일본국 특개소55-53802호 공보에는, 집성운모시트에 합성섬유 피브릿과 고열전도성의 무기분말을 혼입하고, 열경화성수지를 함침하는 절연재가 기재되어 있다.또 이 공보에는 비교예로서 집성운모박에 유리직물을 에폭시로 부착시킨 절연시트가 기재되어 있다.

본 발명은 전기권선의 주절연을 형성하기 위한 절연재 및 회전 전기권선과 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 실시예의 고열전도 절연테이프의 재료구조를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예의 전기권선의 구조를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명의 실시예의 전기권선의 1 제작과정을 설명하기 위한 사시도,

도 4는 본 발명의 실시예의 회전 전기의 구조를 나타낸 단면도,

도 5는 도 4의 고정자의 구조를 나타내는 단면사시도이다.

상기한 바와 같은 절연재를 사용하여 절연피복를 형성한 전기권선을 저전압으로 운전되는 회전 전기에 사용한 경우는 문제가 없다. 그러나 사업용 발전기나 고압전동기 등과 같이 고전압으로 운전되는 회전 전기에 사용한 경우는 전기적인 결함에 의해 전기적 특성이 문제가 되는 경우가 있다. 본 발명자는 절연재의 전기적인 결함이 생기는 원인에 대하여 구명하였다. 그 결과 전기권선의 도체다발에 절연피복을 감고, 이것을 가압, 형성할 때 운모층, 보강재층 및 충전재층 중에 존재하는 미경화의 열경화성 수지 중에 포함되어 있는 미소한 기포의 일부가 함유하는 수지의 일부와 함께 배출되지 않고 절연재 중에 잔존하고 있는 것이 원인이라고 알았다. 이와 같이 되는 것은 프리플래그상태의 운모층 및 충전재층의 각 층 중의 수지량이 적절한 함유량으로 유지되어 있지 않기 때문에 전기권선의 절연피복를 가압성형경화하는 과정에 있어서, 함침수지의 흐름이 불충분하거나 또는 수지의 흐름이 치우쳐 있기 때문이라고 알았다.

본 발명은 전기적특성이 우수한 전기권선의 절연피복를 얻을 수 있는 절연재 및 전기적특성이 우수한 절연피복을 가지는 전기권선의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 실시형태에 의하면 비늘조각형상 운모 등의 박편형상 무기절연물층, 그 무기절연물층의 보강재층 및 그 보강재층과 박편형상 무기절연물층, 또는 그 보강재층에 접착한 충전재층을 가지고, 상기 무기절연물층, 보강재 및 충전재층을 결합하는 반경화상태의 열경화성수지를 가지고, 상기 무기절연물층의 수지량과, 상기충전재층의 수지량이 각각 절연재 전체의 중량을 기초로 하여 10 내지 25중량% 이고, 그 차가 10중량% 이하인 절연재를 제공한다. 상기 절연재에 있어서 박편형상무기절연물이란, 비늘조각형상 무기절연재 예를 들면 운모이고, 이것을 열경화성수지에 의해 거의 일정한 방향에 배열한 운모층은 권선 또는 코일의 전기적 절연을 확보하는 내전압층이다.

무기절연물층과 인접하여 적층된 보강재층은 예를 들면 유리직물 등의 섬유형상 절연재 또는 폴리이미드필름 등의 필름으로, 특히 절연재의 2차원방향의 기계적강도를 확보한다. 충전재층은 바람직하게는 열전도율 5 W/m ·K 이상의 무기충전재 및/또는 단섬유를 포함하고, 특히 무기충전재 중 1 내지 80중량%, 특히 2 내지 50중량%를 볼형 충전재로 하는 것이 유효하다. 적절한 양의 볼형 충전재가 포함되면 충전재의 수지에 대한 분산성이 양호해지고, 또 절연테이프를 도체다발에감아 이것을 가압성형할 때에 수지조성물이 적절한 흐름성을 나타낸다. 그에 의하여 감은 절연테이프 내의 기포를 수지와 함께 절연층으로부터 배출할 수 있다.

입자형상 충전재 또는 박형상 충전재(알루미나 등)의 크기는 평균입자지름으로 0.1 내지 20 ㎛, 특히 0.2 내지 10 ㎛이 바람직하다. 입자지름이 너무 작으면 도체다발에 감긴 절연층을 가압성형할 때에 열경화성 수지의 점도가 높아져 수지의 흐름성이 나빠진다. 입자지름이 너무 크면 절연층을 가압성형할 때에 운모편을 손상할 우려가 있다. 일반적으로 볼형 충전재의 입자지름은 부정형 충전재의 입자형보다도 큰 것이 좋다. 부정형 충전재가 볼형 충전재의 간극에 들어가 충전재층의 열전도율을 높이기 때문이다.

볼형 충전재의 제조법의 일례로서 석영가루, 알루미나, 산화티탄, 2산화규소 등의 충전재 분말을 불꽃 속으로 불어 넣어 표면을 일부 용융하여 분말의 형상을 약간 둥그스름을 띠게 한 것이다. 그 형상은 둥근 공일 필요는 없다. 미처리의 분말과 비교하여 수지 중에서의 흐름성이 좋다. 랜덤형상의 충전재 분말과 볼형 충전재를 조합하여 사용함으로써 열경화성수지의 흐름성이 적절히 유지된다.

무기절연물로서 바람직한 운모층은 운모의 작은 조각을 집합한 운모박을 가지는 층이다. 특히 비늘조각형상 운모의 작은 조각을 초지법(抄紙法) 등에 의해 시트(집성운모)로 하고, 이것에 열경화성수지를 함침한 것이다. 운모편은 테이프의 2차원방향과 대략 병행하게 적층하여 정렬되어 열경화성수지에 의해 결합된다.

보강재층은 보강재, 예를 들면 유리직물이다. 이것을 운모층에 부착하기 위하여 열경화성 수지와니스를 함침하여 운모박에 부착한 후, 수지를 반경화시킨다.유리직물은 직포 또는 부직포가 사용되나, 직포가 적합하다. 유리직물의 두께는 임의이나, 0.04 내지 0.1mm 정도가 바람직하다.

충전재층은 적어도 5 W/m ·K의 열전도율의 충전재, 예를 들면 알루미나, 질화보론, 산화마그네슘, 질화알루미늄, 불화마그네슘, 2산화규소, 불화알루미늄 등의 고열전도성 무기입자를 열경화성수지에 분산, 충전한 것이다. 충전재로서는 박형상 알루미나 등도 사용할 수 있다. 무기입자는 특히 회전 전기의 권선에 발생하는 열을 전달하여 외부로 방산하는 역할을 가지고 있는 열전도층이다. 특히 열전도율이 30 W/m·K 이상의 무기충전재 예를 들면 알루미나, 질화보론 등이 바람직하다. 무기충전재는 충전재층에만 존재하는 것은 아니고, 보강재층 직물의 그물코 내에도 존재할 수 있다. 무기충전재 중, 1 내지 80중량%가 볼형 충전재를 사용하는 것이 바람직하다. 적절한 볼형 충전재를 사용하면 비볼형 충전재의 수지 중에서의 분산성이 개선되고, 또한 절연재층의 가압 성형경화시에 수지가 적절한 흐름성을 나타내어 절연재층에 포함되는 미세한 기포를 수지와 함께 성형틀 밖으로 배출한다.

절연재는 수지, 예를 들면 에폭시수지, 불포화 폴리에스테르수지, 알키드수지, 멜라민수지, 폴리이미드수지 등의 열경화성수지를 함유하고, 그 전 수지량은 절연재 전체의 중량을 기준으로 하여 20 내지 50중량% 이다. 운모층의 수지량과 충전재층의 수지량은 각각 절연재 전체의 10 내지 25중량%가 되도록 조정한다.

여기서 운모층과 충전재층의 각 층 중의 수지량을 절연재 전체의 10중량% 이상으로 하는 이유는 이하와 같다. 이 절연재는 프리플래그의 형태로 사용한다.즉, 운모층, 보강재층 및 충전재층에 함침 또는 도포되어 있는 열경화성수지를 반경화시켜 B 스테이지(취급할 때에 점착하지 않는 상태)로 한 것이다. 전기권선의 절연피복를 형성할 때 도체다발의 주위에 절연재 테이프 또는 시트를 필요한 절연내력을 얻는 층수가 되도록 감고, 적층된 절연재를 가압, 성형하는 과정에 있어서, 운모층, 보강재층 및 충전재층의 각 층 중에 포함되어 있는 미소한 기포를 여분의 수지와 함께 배출한다. 기포를 수지와 함께 내 몰고, 또한 절연성, 기계적강도를 유지하는 데 필요한 수지량을 확보하기 위하여 절연재 중량의 10중량% 이상의 수지를 운모층과 충전재층의 각 층에 함유시키는 것이 필요하다. 또 운모층과 충전재층의 각 층 중의 수지량을 절연재 전체의 25중량% 이하로 한다. 25중량%를 넘으면 절연재를 권선도체에 실시할 때, 그 작업성이 저하하여 절연재가 주름이 져 양호한 절연층이 형성되지 않기 때문이다. 또 충전재의 양이 상대적으로 부족하여 절연재의 열전도성도 저하한다. 특히 운모층과 충전재층의 각각의 수지량이 12 내지 18중량%가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 이 경우 전 수지량은 절연재 중량의 24 내지 36중량% 이다.

또한 보강재층 중의 수지량은 운모층 중의 수지량에 포함시켜 계산한다.

또 본 발명에 관한 절연재는 운모층 중의 수지량과 충전재층 중의 수지량의 차를 10중량% 이하, 특히 5중량% 이하로 하였다. 가장 바람직하게는 양 층의 수지량이 거의 동일한 경우이다. 여기서 운모층 중의 수지량과 충전재층 중의 수지량의 차를 10중량% 이하로 한다. 운모층 중의 수지량과 충전재층 중의 수지량의 차가 10중량%를 초과하면 전기권선의 절연피복의 형성시 그 가압과정에 있어서 외부로 배출되어야 할 미소한 기포를 포함한 수지의 일부가 수지량이 많은 층으로부터 수지량이 적은 층으로 침입하여 잔류하여 버리기 때문이다. 특히 수지량의 차가 5중량% 이하일 때는 다른 층에의 수지의 여분의 유입이 거의 없어진다. 따라서 양 층의 수지량이 대략 동일한 경우가 최선이다.

또한 보강재 예를 들면 유리직물 중에 존재하는 수지량은 절연재의 중량을 기준으로 하여 약 7중량% 이하로, 일반적으로 3 내지 5중량% 이다.

본 발명에 관한 전기권선은 내전압층, 보강재층, 열전도층을 가짐과 동시에 내전압층, 열전도층의 각 층 중의 수지량을 절연재 전체의 10 내지 25중량%로 한 절연재를 사용하여 절연피복을 형성한 것이다. 내전압층은 운모박을 가지는 운모층이다. 보강재층은 보강재, 예를 들면 유리직물, 폴리이미드필름을 가지는 층이다. 열전도층은 적어도 5 W/m ·K의 열전도율의 충전재, 예를 들면 알루미나를 가지는 충전재층이다. 각 층에는 열경화성수지, 예를 들면 에폭시를 함유하고 있다. 전 수지량은 절연재 전체의 20 내지 50중량%로 되어 있고, 운모층 및 충전재층의 각각이 함유하고 있는 수지량은 절연재 전체의 10 내지 25중량%로 되어 있다.

본 발명의 절연재를 테이프형상 또는 시트형상로 하여 소선(素線) 절연를 실시한 도체다발의 주위에 치밀하게 겹쳐 감아 소망의 두께의 절연층을 형성한다. 이것을 비밀폐형의 성형틀에 넣어 상기 테이프 또는 시트 중의 열경화성수지를 가압 가열경화한다. 이 때 수지의 일부가 기포와 함께 절연층으로부터 밀려나온다. 이 때문에 성형틀은 비밀폐형이 바람직하다. 이상적인 테이프 또는 시트의 수지량은 25 내지 40중량% 로, 최종적으로 주절연층에 잔류하는 열경화성수지의 양은 바람직하게는 주절연층 중량의 20 내지 30중량% 이다. 특히 28 내지 32중량%가 바람직하다.

권선 도체다발의 바깥 둘레부에 운모층 또는 충전재층 중의 어느 하나가 권선 도체측에 오도록 감는다. 그 다음에 권선 도체에 실시한 절연재의 바깥 둘레부에 이형재를 실시한다. 그 후 성형지그를 설치하고, 이 성형지그를 거쳐 외표면으로부터 외압(약 20 내지 50 kg/cm²)과 열(∼ 약 180℃)을 가한다. 그리고 절연재 중에 포함되어 있는 미소한 기포를 절연재 중의 수지의 일부와 함께 배출하면서 절연재중의 수지를 경화하여 절연피복을 형성한다. 이와 같이 하여 제조한 전기선륜을 회전 전기의 고정자 또는 회전자의 슬롯에 삽입하여 코일엔드부, 슬롯절연, 리테이닝링 절연을 실시하여 소망의 회전 전기를 제조한다.

본 발명에 의하면 도체다발에 형성한 절연층은 매우 우수한 전기적특성, 예를 들면 26.5 내지 29.0 kV/mm의 교류절연파괴전압을 얻을 수 있다.

도 4에는 본 발명이 적용되는 회전 전기의 단면도를 나타내고, 도 5에는 본 발명이 적용된 회전 전기의 고정자의 단면사시도를 나타낸다. 도면에 있어서 고정자프레임(100)에 의해 고정자(30)를 지지한다. 고정자의 슬롯(50)에는 본 발명에 의해 제조한 권선(9)을 삽입한다. 회전자(60)에 있어서도 마찬가지이다. 회전자 (60)는 고정자프레임(100)에 베어링(20)에 의해 회전 가능하게 지지한다. 고정자 슬롯(50)에 삽입된 권선(9)은 스프링(60, 90) 및 웨지(80)에 의해 슬롯 내에 고정된다.

(실시예 1)

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 본 발명의 실시예의 고열전도 절연테이프(1)(고열전도 프리플래그테이프)의 재료구조를 도 1(a)에 의거하여 설명하면 고열전도 절연테이프(1)는 집성운모박(2)을 가지는 운모층(3)(내전압층), 유리직물(4)을 가지는 보강재층(5), 알루미나 입자체(6)를 가지는 고열전도충전재층(7)(열전도층)의 순으로 적층한 적층체를 가지고 있다. 또한 적층체는 도 1(b)와 같이 고열전도 충전재층(7), 운모층(3), 보강재층(5)의 순으로 적층되어 있어도 좋다.

또 고열전도 절연테이프(1)는 운모층(3), 보강재층(5), 고열전도 충전재층 (7)의 각 층에 수지(8)를 함유하고 있고, 함유하고 있는 수지(8)의 전량은 고열전도 절연테이프(1) 전체의 31.4중량% 이다. 운모층(3)에 함유하고 있는 수지(8)의 양은 고열전도 절연테이프(1) 전체의 12.9중량%, 고열전도 충전재층(7)에 함유하고 있는 수지(8)의 양은 고열전도 절연테이프(1) 전체의 15.0중량%이다. 따라서 유리직물층 중의 수지량은 3.5중량%이다.

이 고열전도 절연테이프(1)를 다음과 같이 하여 제작하였다. 먼저 수중 분산된 운모입자를 초지기에 의해 초조(抄造)하여 제작한 집성운모박(2)(무게 165 g/m²), 유리직물(4)(무게 35g/m²)을 준비하고, 이것들에 노볼락형 에폭시 100 중량부에 대하여 BF₃모노에틸아민 3중량부를 가하여 이루어지는 수지(8)(함침량 85g/m²)를 함침하고, 접착하여 집성운모시트[운모층(3)과 보강재층(5)의 적층체]를얻었다.

그 후, 알루미나 입자체(6), 노볼락형 에폭시 100중량부에 대하여 BF₃모노에틸아민 3중량부를 가하여 이루어지는 수지(8)를 알루미나 입자체(6)와 수지(8)의 중량비가 2:1 이 되도록 혼합하고, 이것에 메틸에틸케톤 10중량%를 가하여 집성운모 시트의 보강재층(5) 측면에 롤코터로 도공(塗工)량이 256g/m²이 되도록 도공하였다. 그 후 건조로 내에서 메틸에틸케톤을 휘발, 제거하여 고열전도 절연시트를 얻었다. 그 후, 고열전도 절연시트를 슬릿터에 의해 30mm 폭으로 슬릿하여 고열전도 절연테이프(1)를 얻었다. .

다음에 본 발명의 실시예의 전기권선(9)의 구조를 도 2에 의거하여 설명하면전기권선(9)은 복수의 절연도체(10a)를 감아 형성한 권선도체(10), 권선도체(10)의 바깥 둘레부에 형성한 고열전도 절연피복(11)을 가지고 있다. 이 전기권선(9)은 다음과 같이 제작하였다. 먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이 복수의 절연도체(1Oa)를 복수회 감아 권선도체(10)를 형성하였다. 그 후 권선도체(10)의 바깥 둘레부에 도 1(a)에 나타낸 고열전도 절연테이프(1)를 일부 겹쳐 감았다. 이 때 고열전도 절연 테이프(1)는 운모층(3), 고열전도 충전재층(7)의 어느 쪽이 권선도체(10)측으로 되어도 상관없으나, 본 실시예에서는 운모층(3)측을 권선도체(10)측으로 하여 고열전도 절연테이프(1)를 권선도체(10)의 바깥 둘레부에 감았다. 한편 도 1(b)에 나타내는 고열전도 절연테이프를 사용하는 경우는 보강재층(5), 고·열전도 충전재층 (7)의 어느 쪽이 권선도체(10)측으로 되어도 상관없다. 그 후 고열전도 절연테이프(1)의 바깥 둘레부에 이형(離型) 테이프(12)를 감았다. 이와 같이 고열전도 절연테이프(1)의 바깥 둘레부에 이형 테이프(12)를 감는 것은 뒤에서 설명하는 성형지그와 고열전도 절연테이프(1)의 접착을 방지하기 위해서 이다.

그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이 가열, 가압수단(도시 생략)을 가지는 성형지그(13)를 설치하고, 이 성형지그(13)를 거쳐 외표면으로부터 외력을 주었다. 그리고 고열전도 절연테이프(1) 중에 포함되어 있는 미소한 기포를 고열전도 절연 테이프(1) 중의 수지의 일부(14)와 함께 배출하면서 소정의 온도로 가열하고, 고열전도 절연테이프(1)의 수지(8)를 경화하여 고열전도 절연피복(11)을 형성하여 전기권선(9)을 얻었다. 이와 같이 제작한 본 실시예의 전기권선(8)은 발전기, 전동기 등의 회전 전기의 철심슬롯에 수납된다.

(비교예)

다음으로 본 실시예의 전기권선과 비교예의 전기권선의 교류절연파괴전압 시험결과를 표 1에 의거하여 설명한다. 비교예의 전기권선에는 다음과 같이 제작한 고열전도 절연테이프로 형성한 고열전도 절연을 가지는 전기권선을 사용하였다. 그 고열전도 절연테이프의 제작은 다음과 같다. 먼저 수중 분산된 운모입자를 초지기에 의해 초조하여 제작한 집성운모박(2)(무게 165g/m²), 유리직물(4)(무게 35 g/m²)을 준비하고, 이들에 노볼락형 에폭시 100 중량부에 대하여 BF₃모노에틸아민 3중량부를 가하여 이루어지는 수지(함침량 40g/m²)를 함침하고, 접착하여 집성운모시트[운모층(3)과 보강재층(5)의 적층체]를 얻었다.

그 후, 알루미나입자, 노볼락형 에폭시 100중량부에 대하여 BF₃모노에틸아민 3중량부를 가하여 이루어지는 수지를 알루미나입자와 수지의 중량비가 3.5 : 1 이 되도록 혼합하고, 이것에 메틸에틸케톤 10중량%를 가하여 집성운모시트의 보강재층 측면에 롤코터로 도공량이 230g/m²가 되도록 도공하였다. 그 후, 건조로 내에서 메틸에틸케톤을 휘발, 제거하여 고열전도 절연시트를 얻었다. 그 후 고열전도 절연시트를 슬릿터로 30mm 폭으로 슬릿하여 고열전도 절연테이프(1)를 얻었다. 이와 같이 제작한 비교예의 고열전도 절연테이프에 있어서는, 그 중의 전 수지량은 고열전도 절연테이프 전체의 19.3중량% 이었다. 또 운모층 중의 수지량은 고열전도 절연테이프 전체의 7.1중량%, 고열전도 충전재층 중의 수지량은 고열전도 절연테이프 전체의 10.4중량%이었다. 따라서 유리직물층의 수지량은 1.8중량% 이다.

그 후, 상기한 바와 같이 하여 제작한 고열전도 절연테이프를 사용하여 전기권선을 제작하였다. 제작방법은 본 실시예와 동일하여 그 설명은 생략한다. 교류절연파괴 전압시험에서는 본 실시예의 전기권선, 비교예의 전기권선 각각의 바깥 둘레에 알루미늄박을 감아 전극으로 하고, 각각의 전기권선의 알루미늄전극과 권선도체 사이에 교류전압을 가하여 교류절연파괴전압을 측정하였다. 그 결과는 표 1에 나타내는 바와 같이 되었다.

절연파괴전압측정결과

	실시예	비교예
측정치(kV/mm)	26.5	19.0
	29.0	17.5
	27.5	21.5
평균치(kV/mm)	27.7	19.3

표 1에서 분명한 바와 같이, 본 실시예의 전기권선은 비교예의 전기권선보다도 교류절연파괴전압이 높았다. 이것은 운모층, 고열전도 충전재층의 각 층 중의 수지량이 재료 전체의 10 내지 25중량%의 범위 내에 있는 고열전도 절연테이프를 사용하여 전기권선의 고열전도 절연피복를 형성하였기 때문이고, 전기권선의 고열전도 절연피복의 형성시 그 가압과정에 있어서, 고열전도 절연테이프 중에 포함되어 있는 미소한 기포를 고열전도 절연테이프 중의 수지의 일부와 함께 충분히 배출할 수 있었기 때문이었다. 따라서 본 실시예의 전기권선은 전기적특성이 우수한 치밀한 고열전도 절연피복를 가지고 있으므로 고전압으로 운전되는 회전 전기에 대하여 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.

(실시예 2)

다음에 랜덤형상의 충전재(A)와 볼형의 충전재(B)를 병용한 경우의 다른 실시예를 나타낸다.

본 실시예에 있어서는 운모가루를 수중으로 분산시켜 초지기로 초조한두께0.08 mm의 미소성(未燒成) 집성운모에 보강재로서 두께 0.03mm의 유리직물을 노볼락형 에폭시 10O 중량부에 BF₃모노에틸아민 3중량부를 가한 수지조성물로 부착하여 시트를 제조하였다. 랜덤형 충전재 분말 및 볼형 충전재를 표 2에 나타내는 배합비율로 상기 수지조성물에 메틸에틸케톤을 혼합하였다. 이 조성물을 롤코터로 상기 운모 시트의 보강재측에 도포하여 절연재 시트를 얻었다. 이 시트를 폭 320mm로 절단하여 운모 테이프를 얻었다. 미리 소선 절연처리를 실시한 40mm ×10mm ×길이 1000mm의 도체다발에 상기 운모테이프를 반 걸침으로 7회 감아 110℃에서 15분 가열후, 압력 5Mpa에서 170℃, 60분간 가열하여 절연재층을 형성하여 절연권선를 제작하였다. 비교를 위해 볼형 충전재를 사용하지 않고 랜덤충전재만을 사용하여 제작한 전기권선의 특성을 측정하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

충전재의 배합예

	충전재조성	열전도율(W/m·K)	절연파괴전압(kV/mm)
No.1	A(AlF₃; 97%)/B(SiO₂; 3%)	0.55	28
No.2	A(SiO₂; 96%)/B(SiO₂; 4%)	0.58	29
No.3	A(SiO₂; 93%)/B(Al₂O₃; 7%)	0.57	28
No.4	A(Al₂O₃; 90%)/B(Al₂O₃; 10%)	0.57	29
비교예	A(Al₂O₃; 100%)	0.57	18

표 2에 나타내는 바와 같이 볼형 충전재를 랜덤형상의 충전재에 혼합하면 경화한 절연층의 열전도성을 손상하는 일 없이 절연파괴전압이 높은 절연층을 얻을 수 있다. 또 본 발명에 관한 절연재에 의하면 운모층 중의 수지량과 충전재층 중의 수지량의 차를 10중량% 이하로 하였기 때문에 전기권선의 절연피복의 형성시 그가압과정에 있어서 외부로 배출되어야 할 미소한 기포를 포함한 수지의 일부가 수지량이 많은 층으로부터 수지량이 적은 층으로 침입하여 잔류하는 것을 방지할 수 있어 전기적특성이 우수한 전기권선의 절연피복을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 전기권선에 의하면 모든 회전 전기에 사용되어도 전기적특성이 저하하는 일이 없는 고신뢰성의 전기권선을 얻을 수 있다.

본 발명에 관한 절연재에 의하면 절연재 중에 포함되어 있는 미소한 기포를 절연재 중의 수지의 일부와 함께 충분히 배출할 수 있어 전기적특성이 우수한 전기권선의 절연피복를 얻을 수 있다.

Claims

삭제
박편형상의 무기절연재료인 박편운모를 열경화성수지에 의해 결합한 내전압층, 열경화성수지를 포함하는 보강재층 및 고열전도성 무기충전재를 열경화성수지에 분산한 열전도층이 열경화성수지에 의해 적층 접착되어 테이프형상 또는 시트형상 절연재를 형성하고, 상기 내전압층의 수지량이 10 내지 25중량%, 상기 열전도층의 수지량이 10 내지 25중량% 이고, 상기 내전압층의 수지량과 상기 열전도층의 수지량의 차가 10중량% 이하인 절연재.
제 2항에 있어서,

상기 내전압층의 수지량과, 상기 충전재층 중의 수지량의 차가 5중량% 이하인 절연재.
제 2항에 있어서,

상기 절연재 중의 전 수지량이 그 절연재 전체의 20 내지 50중량%인 절연재.
제 2항에 있어서,

상기 충전재층의 충전재는 5 W/m·K 이상의 열전도율을 가지는 무기절연재료 인 절연재.
제 2항에 있어서,

상기 내전압층과 상기 충전재층의 수지량이 거의 동일한 절연재.
열경화성수지에 의해 결착된 비늘조각형상 운모층, 그 운모층에 열경화성수지에 의해 결착된 섬유직물형상 또는 필름형상 보강재층 및 그 보강재에 접착되어 열경화성수지에 분산된 고열전도성 무기충전재를 함유하는 충전재층을 가지고, 상기 열경화성수지는 반경화상태이고, 그 절연재의 중량을 기준으로 하여 상기 운모층의 수지량이 10 내지 25중량%, 상기 충전재층의 수지량이 10 내지 25중량% 이고, 상기 운모층의 수지량과 상기 충전재층의 수지량의 차가 10중량% 이하이고, 상기 충전재의 1 내지 80중량%이 볼형인 절연재.
제 2항에 있어서,

무기절연재층, 보강재층 및 충전재층의 순으로 적층되어 있는 절연재.
제 2항에 있어서,

보강재층, 충전재층 및 무기절연재료층의 순으로 적층된 절연재.
비늘조각형상의 무기절연재료를 열경화성수지에 의해 정렬, 결합한 내전압층, 보강재에 열경화성수지를 포함하는 보강재층 및 고열전도성 무기충전재를 열경화성수지에 분산한 열전도층을 적층접착하여 테이프형상 절연재를 형성하고, 상기 무기충전재는 적어도 열전도층 중에 분산되고, 상기 내전압층 중의 수지량 및 열전도층중의 각각의 수지량이 그 절연재의 중량을 기준으로 하여 10 내지 25중량%인 절연재가 권선 도체다발에 감겨져 절연피복를 형성한 전기권선.
제 10항에 있어서,

비늘조각형상의 무기절연재료가 박편 운모인 절연재.
제 10항에 있어서,

상기 무기절연재료층의 수지량과, 상기 충전재층 중의 수지량의 차가 5중량% 이하인 절연재.
제 10항에 있어서,

상기 절연재 중의 전 수지량이 그 절연재 전체의 20 내지 50중량%인 절연재.
제 10항에 있어서,

상기 충전재층의 충전재는 5 W/m·K 이상의 열전도율을 가지는 무기절연재료인 절연재.
제 10항에 있어서,

상기 무기절연재료층과 상기 충전재층의 수지량이 거의 동일한 절연재.
비늘조각형상의 무기절연재료를 열경화성수지에 의해 결합한 내전압층, 열경화성수지를 포함하는 보강재층 및 고열전도성 무기충전재를 열경화성수지에 분산한 열전도층이 열경화성수지에 의해 적층 접착하여 테이프형상 또는 시트형상 절연재를형성하고, 여기서 상기 내전압층 중의 무기절연재는 상기 보강재의 테이프 또는 시트의 면방향과 거의 평행한 방향으로 배열되고, 상기 내전압층 및 열전도층 중의 수지량이 절연재의 중량을 기준으로 하여 각각 10 내지 25중량%이고, 상기 내전압층의 수지량과 상기 충전재층의 수지량의 차가 10중량% 이하이고, 이 절연재를 도체다발의 주위에 치밀하게 감아 가열, 가압수단을 가지는 성형틀에 수납하여 상기 열경화성수지를 가열, 가압, 경화하는 것을 특징으로 하는 회전 전기권선의 제조방법.
제 16항에 있어서,

비늘조각형상의 무기절연재료가 박편 운모인 절연재.
제 16항에 있어서,

상기 무기절연재료층의 수지량과, 상기 충전재층 중의 수지량의 차가 5중량%이하인 절연재의 제조방법.
제 16항에 있어서,

상기 절연재 중의 전 수지량이 상기 절연재 전체의 20 내지 50중량%인 절연재의 제조방법.
제 16항에 있어서,

상기 충전재층의 충전재는 5 W/m·K 이상의 열전도율을 가지는 무기절연재료인 절연재의 제조방법.
제 16항에 있어서,

상기 무기절연재료층과 상기 충전재층의 수지량이 거의 동일한 절연재의 제조방법.