JPH05205534A - 耐熱絶縁電線 - Google Patents

耐熱絶縁電線

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JPH05205534A
JPH05205534A JP4009656A JP965692A JPH05205534A JP H05205534 A JPH05205534 A JP H05205534A JP 4009656 A JP4009656 A JP 4009656A JP 965692 A JP965692 A JP 965692A JP H05205534 A JPH05205534 A JP H05205534A
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JP
Japan
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inorganic
heat
copper
wire
conductor
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Pending
Application number
JP4009656A
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English (en)
Inventor
Ryoji Kumazawa
良二 熊澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体ナトリウム浸漬型無冷却電磁ポンプのよ
うな 300〜 600℃の高温下で使用できる絶縁破壊電圧が
高く、可とう性に優れ、ヒートサイクルに対しても優れ
た特性を有し、放射線環境下でも長時間使用が可能な耐
熱絶縁電線を提供する。 【構成】 本発明においては、銅系金属線の外周に金属
メッキ層を設けた導体1の上に無機質補強材を無機ポリ
マーで貼り合せてなるマイカ絶縁層2を形成し、さらに
その上に無機質繊維で編組外装してなる補強層3を設け
これを焼成し無機ポリマーをセラミック化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば高速増殖炉にお
ける液体ナトリウム循環用の電磁ポンプのような 300〜
600℃の高温で使われる電気機器の耐熱絶縁電線に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来から 300℃以上の高温で使用できる
耐熱絶縁電線としては、導体上にセラミック又は無機塗
料を焼付けたものが知られているが、これらの電線は、
表面に粉末状の無機質層が形成されるため、長期間使用
すると露出している粉末状の無機質層が徐々に粉末化し
ぼろぼろと脱落し、崩壊していくので長期間安定して用
いることができない。
【0003】また、あまり厚い無機質層を形成できない
ため、絶縁破壊電圧が低く、高電圧機器のリード線など
には用いられない。特に高速増殖炉の冷却系に用いる液
体ナトリウム浸漬型冷却電磁ポンプのコイル接続線のよ
うに、耐熱温度 600℃、数kvの高電圧が加わり、しか
も狭い空間を曲げながら這わせて用いる耐熱絶縁電線に
は適用できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、耐熱高電
圧電線の場合、絶縁テープやマイカテープを無機ポリマ
ーや無機質の接着剤を用い加熱成形した後、焼成し安全
に無機化した絶縁を形成することが考えられる。しか
し、この様に全体を接着剤で固めた電線は可とう性に乏
しいため、機器の運転・停止が繰り返されると金属導体
と無機絶縁材との熱膨張差による熱応力により絶縁にク
ラックが発生し、絶縁性能が低下する。また、電磁振動
によって絶縁層にクラックが入ることがある。特に、高
速増殖炉の1次冷却系に用いる液体ナトリウム浸漬型無
冷却電磁ポンプのような大容量機や、より高温で使用さ
れる機器でこのような現象が発生しやすい。また、一般
に高温用の絶縁電線の被覆材料としてガラスが用いられ
るが、 500℃を越えると強度が著しく低下すること
や、中性子が照射されると含有成分のボロンの影響によ
りやはり強度の低下を招く。従って、原子炉の近くでの
使用には適さない。
【0005】したがって、例えば高速増殖炉の液体ナト
リウム循環用の、液体ナトリウム浸漬型無冷却電磁ポン
プのような 300℃〜 600℃の高温で使用する機器には、
絶縁破壊電圧が高く、可とう性に優れ、さらにヒートサ
イクルにも優れた特性を有し、放射線環境で長時間使用
に耐え得る耐熱絶縁電線の開発が望まれていた。
【0006】本発明は、このような要望に応えるために
なされたもので、 300℃〜 600℃程度の高温での使用に
耐える導体および絶縁被覆を有する耐熱絶縁電線を提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の耐熱絶縁電線
は、耐熱性の良好な銅系金属線の外周に、高温において
銅より酸化されにくい金属メッキ層を設け、この金属メ
ッキ層の上に、無機質の補強材を、無機ポリマーまたは
無機塗料から成る接着剤で貼り合せて成るマイカテープ
を巻回し、さらにその上に機械的強度が大きく耐熱性に
優れかつ接着剤を有しない無機質繊維を編組外装した
後、 300℃以上の温度で焼成し無機化して絶縁層を形成
したことを特徴とする。
【0008】本発明に使用される銅より耐熱性の良好な
銅系金属線としては、例えば銀入銅,アルミナ分散強化
銅,銅−クロム合金,銅−ジルコニウム合金,銅−カド
ミウム合金,銅−ニッケル合金等の種々の銅系金属線が
例示される。また、高温において銅より酸化されにくい
金属メッキ層としては、例えば金,銀,白金,あるいは
ニッケル等が例示される。前述の無機ポリマーまたは無
機塗料には、無機質の充填剤を加えても良い。
【0009】ここで、無機質の充填剤としては、アルミ
ナ(Al2 2 ),マグネシア(NgO),シリカ(S
iO2 ),ジルコニア(ZrO2 ),ステアタイト(M
gSiO2 ),クレー,カオリン,マイカ粉,高融点ガ
ラスフリット等が含まれる。これら充填剤の粒径は、無
機ポリマーと混合しやすく、塗り易くするために、平均
粒径10μm以下が好ましい。
【0010】また、無機ポリマーとは、高温で焼成する
ことにより無機化するポリマーの総称であり、例えばア
ルキルシリケート系のシリコーンAY49-208(東レシリ
コーン社の商品名)、無機充填剤入ボロシロキサン系塗
料SMR-109(昭和電線電纜社の商品名)やメチルポリ
シロキサンから成る感圧接着剤YR3286(東芝シリコー
ン社の商品名)等が含まれる。さらに、無機塗料として
はモノリン酸アルミニウム,リン酸珪素などのリン酸
塩,コロイダルシリカやコロイダルアルミナなどが含ま
れる。
【0011】無機質の充填剤を無機ポリマーに多く配合
すれば一般に熱的に安定となるし、価格も安くなる。し
かし、充填剤自身は焼成により結合しないので、焼成す
ることにより強固な結合を形成する程度の無機ポリマー
を配合する必要がある。
【0012】一方、無機質の充填剤と無機ポリマーの配
合化は、塗り難くならず、かつ焼成後脆くならない様に
選択することが必要である。通常は、無機質の充填剤含
有率が10〜90重量%程度がよい。
【0013】また、マイカテープの補強材としては、ア
ルミナ,シリカなどの耐熱性があり、機械的強度の大き
い繊維を織った織布または不織布などを使用する。織布
の場合、絶縁層の熱伝導性を良くするために、繊維の密
度を高く織ったものが好ましい。一般にマイカテープの
補強材用には30〜 400μm程度の薄いテープの方がマイ
カ層の占積率を上げ、単位厚さ当りの絶縁破壊電圧を大
きくとれ絶縁設計上有利である。また、表面の編組を形
成する無機質繊維としてはアルミナ,シリカなどの耐熱
性があり、機械的強度の大きい繊維を使用する。
【0014】
【作用】このように構成された本発明の耐熱絶縁電線に
おいては、導体として銅より耐熱性の高い銅系金属線を
使用しているので、高温においても導電率が高く耐久性
に優れている。さらにその銅系金属線の外周に、高温で
酸化されにくい金,銀,白金、あるいはニッケル等の金
属メッキ層が設けられて、銅系金属線が酸素と直接接触
しないので高温で酸化されず、耐久性が一層優れたもの
になる。
【0015】ここで、マイカテープを使用するのは、マ
イカは耐熱性が高く、また、絶縁破壊電圧や耐電圧性に
優れているためである。導体近傍にマイカテープを使用
したのは、導体近傍の方が電界が高く、耐電圧性の高い
材料を置くことにより、寿命を長くすることができるか
らである。
【0016】マイカテープは、電気的特性は優れている
が機械的強度にやや劣るので、機械的強度の高い耐熱性
のある無機質の絶縁テープを機械的強度の劣るマイカテ
ープの上から巻回し、押えることによって、マイカテー
プがばらばらに崩れてしまうのを防ぐことができる。
【0017】無機質の充填剤を含む無機ポリマー、また
は無機塗料を塗りながら、マイカテープを巻回し焼成す
るのは、導体とマイカテープ間およびマイカテープ同士
をお互いに接着することにより、強固な絶縁層を形成す
ることができるからである。
【0018】マイカは、劈開性に富んでいるため、機器
の運転・停止に伴うヒートサイクルによる熱応力をマイ
カ層がずれることにより吸収する。したがって、無機ポ
リマーまたは無機塗料により焼成し、強固に固めてもク
ラックが発生することはない。
【0019】一方、表面に巻回した無機質繊維の編組
は、接着剤が塗布されてないため、ヒートサイクルによ
る熱応力を自身が変形することによって吸収する。した
がって、編組が切断するようなことは起きない。
【0020】なお、本発明の耐熱絶縁電線において、使
用温度が 300℃程度の高温で使用される場合は、マイカ
としては硬質マイカより、軟質マイカが良い。何故な
ら、軟質マイカの方が硬質マイカより結晶水放出温度が
高く、耐熱性が高いからである。また、無機質繊維中の
ボロン成分は放射線劣化を加速させるのでその含有量は
少ないほど良い。
【0021】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
【0022】図1において、導体1は直径 0.5mmのニッ
ケルメッキをしたアルミナ分散強化銅(グリデンメタル
社の商品名Glid cop AL-15 )の細線を19本撚り合せ
て成る。この外周に厚さ50μmのボロン成分を含まない
アルミナクロスと厚さ 100μmの軟質無焼成集成マイカ
シートを少量のシリコーン(例えば東芝シリコーン社の
商品名YR3286)を接着剤として貼り合せて成るマイカ
テープを、無機質充填剤を含むアルキルシリケート系の
無機ポリマー(東レシリコーン社の商品名AY49−208
)を塗りながら1/2重ね巻で相互2重巻きを施しマ
イカ絶縁層2を形成した。さらに、この上にボロン成分
を含まないアルミナヤーンで、2重編組を接着剤を塗布
しないで施し補強層3とした。これを 600℃で4時間焼
成し耐熱絶縁電線を得た。
【0023】耐熱絶縁電線の電気絶縁性能を試験するた
め、本実施例の耐熱絶縁電線を600℃の窒素ガス中で2
ヵ月間保持したところ、破壊電圧は2ヵ月後においても
初期値の90%を維持していた。またニッケルメッキ層
は、アルミナ分散強化銅から剥離することなく、アルミ
ナ分散強化銅の酸化もみられなかった。つぎに、可とう
性を試験するために、実施例の耐熱絶縁電線を焼成する
前に、電線の直径の5倍のマンドレル上に電線を巻き付
け、その後 600℃で4時間焼成した。この電線を600℃
の窒素ガス中で2ヵ月間保持したところ、破壊電圧は初
期値の85%を維持しており、ほとんど熱劣化がみられな
かった。また、導体の強度低下はほとんど認められなか
った。
【0024】なお、以上の実施例では、撚線状の導体を
用いた絶縁電線を使用する例について説明したが、本発
明は、このような実施例に限定されるべきではなく、平
角線のように断面非円形の導体を用いた絶縁電線も同様
に使用することが可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐熱絶縁
電線は、抗酸化性が優れたメッキ層を有する電気的性
能、耐熱性に優れた導体と、破壊電圧が高く、耐熱性、
機械的性質の優れた絶縁層とから構成されているので、
高温での長期間の使用にもほとんど性能が劣化すること
がない。したがって、 300℃〜 600℃程度の高温で使用
される耐熱絶縁電線として、優れた性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の耐熱絶縁電線の横断面図。
【符号の説明】
1…導体 3…補強層 2…マイカ絶縁層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耐熱性の良好な銅系金属線の外周に、高
    温において酸化されにくい金属メッキ層を設け、この金
    属メッキ層の上に、無機質補強材を無機ポリマーで貼り
    合せてなるマイカテープを巻回し、さらにその上に接着
    剤を有しない無機質繊維で編組外装し、前記無機ポリマ
    ーをセラミック化してなることを特徴とする耐熱絶縁電
    線。
  2. 【請求項2】 無機質補強材、無機質繊維にはボロンを
    含まないか耐放射線性を低下させない範囲で微量含むセ
    ラミック繊維を用いたことを特徴とする請求項1項に記
    載の耐熱絶縁電線。
  3. 【請求項3】 銅系金属線としてアルミナ分散強化銅を
    用いたことを特徴とする請求項1に記載の耐熱絶縁電
    線。
JP4009656A 1992-01-23 1992-01-23 耐熱絶縁電線 Pending JPH05205534A (ja)

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JP4009656A JPH05205534A (ja) 1992-01-23 1992-01-23 耐熱絶縁電線

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103903717A (zh) * 2014-03-03 2014-07-02 安徽万博电缆材料有限公司 一种电缆线芯加强件
CN107301888A (zh) * 2017-08-15 2017-10-27 上海起帆电缆股份有限公司 一种新型耐超高温柔性电缆
CN114068076A (zh) * 2020-12-08 2022-02-18 金杯电工电磁线有限公司 耐高温电磁线及其制造工艺

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