JP2002125339A - 高圧回転電機のコイル - Google Patents
高圧回転電機のコイルInfo
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- JP2002125339A JP2002125339A JP2000315717A JP2000315717A JP2002125339A JP 2002125339 A JP2002125339 A JP 2002125339A JP 2000315717 A JP2000315717 A JP 2000315717A JP 2000315717 A JP2000315717 A JP 2000315717A JP 2002125339 A JP2002125339 A JP 2002125339A
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- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高圧回転電機のコイルの素線導体束の周囲を
囲む対地絶縁層内における素線導体束の角部での電界集
中を緩和する。 【解決手段】 高圧回転電機のコイルの素線導体束の周
囲を囲む対地絶縁層内の素線導体の近傍にこれを取り囲
んで浮遊電位導電体層を設けることによる、素線導体束
の周囲のほぼ電位均等にすることより角部の電位集中を
緩和する。
囲む対地絶縁層内における素線導体束の角部での電界集
中を緩和する。 【解決手段】 高圧回転電機のコイルの素線導体束の周
囲を囲む対地絶縁層内の素線導体の近傍にこれを取り囲
んで浮遊電位導電体層を設けることによる、素線導体束
の周囲のほぼ電位均等にすることより角部の電位集中を
緩和する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高圧回転電機コ
イルの外周の対地絶縁層内部の電界集中を緩和するため
の構造に関する。
イルの外周の対地絶縁層内部の電界集中を緩和するため
の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、従来の高圧回転電機のコイルの
主要部を示す縦断面図である。
主要部を示す縦断面図である。
【０００３】図３において、１は、コイルの素線導体で
あり、外周を図示しない素線絶縁物で被覆されている。
この素線導体１を複数列巻回したものを複数段積層して
束ね、その外周を対地絶縁層２で被覆して高電圧回転電
機のコイルが形成される。
あり、外周を図示しない素線絶縁物で被覆されている。
この素線導体１を複数列巻回したものを複数段積層して
束ね、その外周を対地絶縁層２で被覆して高電圧回転電
機のコイルが形成される。
【０００４】このコイルは図示しない高圧回転電機の固
定子鉄心のスロット内に挿入配置されるが、鉄心とコイ
ルの間での部分放電が発生するのを防止するため、コイ
ルの対地絶縁層２の表面に半導電性塗料や、半導電性テ
ープ３等で被覆し半導電性層３を形成し、コイル表面の
電位が鉄心と同じ接地電位となるようにしている。
定子鉄心のスロット内に挿入配置されるが、鉄心とコイ
ルの間での部分放電が発生するのを防止するため、コイ
ルの対地絶縁層２の表面に半導電性塗料や、半導電性テ
ープ３等で被覆し半導電性層３を形成し、コイル表面の
電位が鉄心と同じ接地電位となるようにしている。
【０００５】ここで絶縁層２の外周に半導電性層３を設
けるのは、磁束変化に起因してこの導電層内に渦電流が
流れるのを抑制するためである。対地絶縁層2には、耐
部分放電性能に優れたマイカテープが用いられ、さらに
その機械的強度を確保するため、エポキシ樹脂等の高分
子絶縁材料が含浸され、硬化されている。素線導体の断
面形状は、コイル断面内での導体占積率を高くするため
に長方形状にしてある。
けるのは、磁束変化に起因してこの導電層内に渦電流が
流れるのを抑制するためである。対地絶縁層2には、耐
部分放電性能に優れたマイカテープが用いられ、さらに
その機械的強度を確保するため、エポキシ樹脂等の高分
子絶縁材料が含浸され、硬化されている。素線導体の断
面形状は、コイル断面内での導体占積率を高くするため
に長方形状にしてある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のコイ
ル構造であると、図４に示すように、コイルを形成する
素線導体束の四隅の角部において電界集中がおこり、等
電位線４の間隔が導体１側に偏って狭くなっている。そ
の度合いは、導体束の角部の曲率半径が小さいほど高く
なる。対地絶縁層の厚さは角部の電界によって律則され
ていた。
ル構造であると、図４に示すように、コイルを形成する
素線導体束の四隅の角部において電界集中がおこり、等
電位線４の間隔が導体１側に偏って狭くなっている。そ
の度合いは、導体束の角部の曲率半径が小さいほど高く
なる。対地絶縁層の厚さは角部の電界によって律則され
ていた。
【０００７】導体束の角部の電界集中緩和は、素線導体
の断面形状を変えて導体の角部の曲率を大きくすること
によっても可能であるが、これは、導体の占積率低下を
来すため装置の大形化を招く欠点がある。
の断面形状を変えて導体の角部の曲率を大きくすること
によっても可能であるが、これは、導体の占積率低下を
来すため装置の大形化を招く欠点がある。
【０００８】また、角部に位置する素線導体だけの形状
を変えることによって電界集中の緩和はできるが、コイ
ルの製作工程が複雑になり製造コストの上昇を来たし好
ましくない。
を変えることによって電界集中の緩和はできるが、コイ
ルの製作工程が複雑になり製造コストの上昇を来たし好
ましくない。
【０００９】この発明は、このような欠点を招くことな
くコイルの素線導体束の角部の電界の集中を緩和し、対
地絶縁層を薄くできる高圧回転電機のコイルを提供する
ことを課題とするものである。
くコイルの素線導体束の角部の電界の集中を緩和し、対
地絶縁層を薄くできる高圧回転電機のコイルを提供する
ことを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、絶縁被覆した素線導体を複数列巻回し
た上で複数段積層して素線導体束を形成し、この素線導
体束の外側に多重に絶縁テープと絶縁樹脂を被覆して対
地絶縁層を形成した高圧回転電機のコイルにおいて、前
記対地絶縁層内の前記素線導体の近傍にこれを取り囲ん
で浮遊電位導電体層を設けたことを特徴とするものであ
る。
に、この発明は、絶縁被覆した素線導体を複数列巻回し
た上で複数段積層して素線導体束を形成し、この素線導
体束の外側に多重に絶縁テープと絶縁樹脂を被覆して対
地絶縁層を形成した高圧回転電機のコイルにおいて、前
記対地絶縁層内の前記素線導体の近傍にこれを取り囲ん
で浮遊電位導電体層を設けたことを特徴とするものであ
る。
【００１１】また、前記浮遊電位導電体層を素線導体の
軸方向に複数に分割または素線導体の径方向に複数層に
分割するとより効果的である。
軸方向に複数に分割または素線導体の径方向に複数層に
分割するとより効果的である。
【００１２】さらに、前記浮遊電位導電体層は、比較的
高抵抗の導電材料で形成するのがよい。
高抵抗の導電材料で形成するのがよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を説
明する。 実施例１ 図１にこの発明の第１実施例を示す。この図における
（Ａ）はコイルの要部の縦断面図であり。（Ｂ）は
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
明する。 実施例１ 図１にこの発明の第１実施例を示す。この図における
（Ａ）はコイルの要部の縦断面図であり。（Ｂ）は
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１４】図１において、１０は素線絶縁物で被覆さ
れた素線導体であり、複数列、複数段に巻回されてコイ
ルとなる素線導体束を形成する。この素線導体束の外周
を従来と同様にマイカテープ等の絶縁テープと高分子絶
縁樹脂等からなる対地絶縁層２０で囲い、この対地絶縁
層２０の表面を半導電体層３０で被覆するとともに、対
地絶縁層２０中の素線導体近傍に素線導体束を取り囲ん
で浮遊電位導電体層４０を設けている。この浮遊電位導
電体層４０は他の電圧の印加されている部材または接地
されている部材との電気的接続はなく、これの部材から
電位的に浮いた状態にある。
れた素線導体であり、複数列、複数段に巻回されてコイ
ルとなる素線導体束を形成する。この素線導体束の外周
を従来と同様にマイカテープ等の絶縁テープと高分子絶
縁樹脂等からなる対地絶縁層２０で囲い、この対地絶縁
層２０の表面を半導電体層３０で被覆するとともに、対
地絶縁層２０中の素線導体近傍に素線導体束を取り囲ん
で浮遊電位導電体層４０を設けている。この浮遊電位導
電体層４０は他の電圧の印加されている部材または接地
されている部材との電気的接続はなく、これの部材から
電位的に浮いた状態にある。
【００１５】浮遊電位導電体層４０の電位は、この導電
体層４０と素線導体１０との間の静電容量と、導電体層
４０と絶縁層２０の表面の半導電体層３０との間の静電
容量に応じて対地と素線導体間の電位を分圧した値とな
る。浮遊電位導電体層４０と素線導体束および表面の半
導電体層３０との対向面は図１から明らかなように平行
部の面積がほとんどを占めるので、これらの間の静電容
量比は大略平行部の対向距離の逆数比になる。したがっ
て.電圧分担比は平行部対向距離比となる。浮遊電位導
電体層４０の分担する電圧は、導電体であるがため角部
においても維持されるので、その結果として角部の電位
も直線部分の電位とほぼ等しくなりこの部分における電
界集中が緩和されることになる。
体層４０と素線導体１０との間の静電容量と、導電体層
４０と絶縁層２０の表面の半導電体層３０との間の静電
容量に応じて対地と素線導体間の電位を分圧した値とな
る。浮遊電位導電体層４０と素線導体束および表面の半
導電体層３０との対向面は図１から明らかなように平行
部の面積がほとんどを占めるので、これらの間の静電容
量比は大略平行部の対向距離の逆数比になる。したがっ
て.電圧分担比は平行部対向距離比となる。浮遊電位導
電体層４０の分担する電圧は、導電体であるがため角部
においても維持されるので、その結果として角部の電位
も直線部分の電位とほぼ等しくなりこの部分における電
界集中が緩和されることになる。
【００１６】この浮遊電位導電体層４０を形成する材料
は、この部分における磁束変化によって生じる渦電流に
よるジュール損失を低減するために、抵抗の低い導電材
料より抵抗の高い導電材料の方が好ましい。 実施例２ 図２にこの発明の第２実施例を示す。この図における、
（Ａ)は、コイル要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ線断面図である。
は、この部分における磁束変化によって生じる渦電流に
よるジュール損失を低減するために、抵抗の低い導電材
料より抵抗の高い導電材料の方が好ましい。 実施例２ 図２にこの発明の第２実施例を示す。この図における、
（Ａ)は、コイル要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ
−Ｂ線断面図である。
【００１７】図２の実施例２は、図１の実施例１におけ
る対地絶縁層２０中に設ける浮遊電位導電体層４０が、
４０a〜４０ｎで示されるように素線導体１の軸方向に
複数に機械的および電気的に分割配置されている点が、
図１の実施例１と異なるだけでその他の点は図１の実施
例１と同じであるので説明を省略する。
る対地絶縁層２０中に設ける浮遊電位導電体層４０が、
４０a〜４０ｎで示されるように素線導体１の軸方向に
複数に機械的および電気的に分割配置されている点が、
図１の実施例１と異なるだけでその他の点は図１の実施
例１と同じであるので説明を省略する。
【００１８】対地絶縁層２０中には耐部分放電性能に優
れているマイカテープが用いられているので、絶縁シス
テムとして低いレベルの部分放電の発生は許容してい
る。浮遊電位導電体層を複数に分割することで、この浮
遊電位導電体層の面積が縮小されるため、これと素線導
体１０および表面の半導電体層３０との間の静電容量が
小さくなるので、ここに蓄積される電荷量が小さくな
り、部分放電の発生が興される程度に放電エネルギーを
減少させることができる。このため、部分放電が発生し
ても対地絶縁層へ与えるダメージが小さくなり、コイル
の絶縁の寿命低下を少なくできる。
れているマイカテープが用いられているので、絶縁シス
テムとして低いレベルの部分放電の発生は許容してい
る。浮遊電位導電体層を複数に分割することで、この浮
遊電位導電体層の面積が縮小されるため、これと素線導
体１０および表面の半導電体層３０との間の静電容量が
小さくなるので、ここに蓄積される電荷量が小さくな
り、部分放電の発生が興される程度に放電エネルギーを
減少させることができる。このため、部分放電が発生し
ても対地絶縁層へ与えるダメージが小さくなり、コイル
の絶縁の寿命低下を少なくできる。
【００１９】また、浮遊電位導電体層が複数に分割され
ると、磁気変化にともなう渦電流を抑制する効果もある
ため、半導電性材料でなく、通常の導電性材料を使用す
ることができる。この場合、この導電性材料として抵抗
の高い材料を使用するとジュール損の低減に効果があ
る。
ると、磁気変化にともなう渦電流を抑制する効果もある
ため、半導電性材料でなく、通常の導電性材料を使用す
ることができる。この場合、この導電性材料として抵抗
の高い材料を使用するとジュール損の低減に効果があ
る。
【００２０】上記の分割した浮遊電位導電体層４０a等
は断面形状が長方形のものを示しているが、これは円
形、楕円形、多角形のいずれであってもその機能に差は
ない。
は断面形状が長方形のものを示しているが、これは円
形、楕円形、多角形のいずれであってもその機能に差は
ない。
【００２１】なお。実施例１又は実施例２において、浮
遊電位導電体層４０を素線導体１０の径方向に複数層間
隔をおいて配置すれば電界集中の緩和効果がより大きく
なる。
遊電位導電体層４０を素線導体１０の径方向に複数層間
隔をおいて配置すれば電界集中の緩和効果がより大きく
なる。
【００２２】
【発明の効果】以上の通り、この発明によれば、絶縁被
覆した素線導体を複数列巻回した上で複数段積層して素
線導体束を形成し、この素線導体束の外側に多重に絶縁
テープと絶縁樹脂を被覆して対地絶縁層を形成した高圧
回転電機のコイルにおいて、前記対地絶縁層内の前記素
線導体の近傍に周方向に浮遊電位導電体層を設けたこと
ことにより、対地絶縁層内部の素線導体周方向の電位が
ほぼ一定に保たれるため素線導体束の角部の電界集中が
緩和されるので対地絶縁層を薄く構成できる効果が得ら
れる。
覆した素線導体を複数列巻回した上で複数段積層して素
線導体束を形成し、この素線導体束の外側に多重に絶縁
テープと絶縁樹脂を被覆して対地絶縁層を形成した高圧
回転電機のコイルにおいて、前記対地絶縁層内の前記素
線導体の近傍に周方向に浮遊電位導電体層を設けたこと
ことにより、対地絶縁層内部の素線導体周方向の電位が
ほぼ一定に保たれるため素線導体束の角部の電界集中が
緩和されるので対地絶縁層を薄く構成できる効果が得ら
れる。
【図１】この発明の第一の実施例のコイルの構成を示す
もので、（Ａ）はその要部の縦断面図、（Ｂ）は、
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
もので、（Ａ）はその要部の縦断面図、（Ｂ）は、
（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】この発明の他の実施例のコイルの構成を示すも
ので、（Ａ）はその要部の縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。
ので、（Ａ）はその要部の縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】従来のコイルの構成を示すもので、（Ａ）はそ
の要部の縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。
の要部の縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。
【図４】従来のコイルの電位分布を説明する図である。
１０ 素線導体 ２０ 対地絶縁層 ３０ 導電体層 ４０ 浮遊電位導電体層 ４０a〜４０b 分割浮遊電位導電体層
Claims (4)
- 【請求項１】 絶縁被覆した素線導体を複数列巻回した
上で複数段積層して素線導体束を形成し、この素線導体
束の外側に多重に絶縁テープと絶縁樹脂を被覆して対地
絶縁層を形成した高圧回転電機のコイルにおいて、前記
対地絶縁層内の前記素線導体の近傍にこれを取り囲んで
浮遊電位導電体層を設けたことを特徴とする高圧回転電
機のコイル。 - 【請求項２】 請求項１に記載のものにおいて、前記浮
遊電位導電体層をコイルの素線の軸方向に複数に分割し
て配置したことを特徴とする高圧回転電機のコイル。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のものにおい
て、前記浮遊電位導電体層をコイル素線の径方向に複数
層間隔を置いて配置したことを特徴とする高圧回転電機
のコイル。 - 【請求項４】 請求項1ないし３のいずれかに記載のも
のにおいて、前記浮遊電位導電体層を抵抗の高い導電材
料で形成したことを特徴とする高圧回転電機のコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000315717A JP2002125339A (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 高圧回転電機のコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000315717A JP2002125339A (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 高圧回転電機のコイル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002125339A true JP2002125339A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18794774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000315717A Pending JP2002125339A (ja) | 2000-10-16 | 2000-10-16 | 高圧回転電機のコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002125339A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101430567B1 (ko) * | 2009-09-18 | 2014-08-18 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 전동 기계의 고전압 스테이터 코일에서의 전압 그레이딩 구조물 |
| JP2017118020A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 絶縁トランス |
| JP2020171073A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社明電舎 | 回転機固定子絶縁構造 |
-
2000
- 2000-10-16 JP JP2000315717A patent/JP2002125339A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101430567B1 (ko) * | 2009-09-18 | 2014-08-18 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 전동 기계의 고전압 스테이터 코일에서의 전압 그레이딩 구조물 |
| JP2017118020A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 三菱電機株式会社 | 絶縁トランス |
| JP2020171073A (ja) * | 2019-04-01 | 2020-10-15 | 株式会社明電舎 | 回転機固定子絶縁構造 |
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