(57)【要約】【課題】熱硬化性樹脂の含浸性を向上させることによりコイル導体の周囲での部分放電の発生が十分に抑制された樹脂モールドコイルとその製造方法およびモールド変圧器を提供する。【解決手段】筒状の芯部２と、芯部２の外周に多層に巻回されたコイル導体３と、コイル導体３の層間を絶縁する絶縁シート４とを有する樹脂モールドコイルを製造するにあたり、コイル導体３より径の細い線状体１１をコイル導体３の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付け、次いで芯部２の外周にコイル導体３を巻き付けると共に、コイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させた後、コイル導体３の周囲を熱硬化性樹脂５によりモールドする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の芯部と、該芯部の外周に多層に巻回されたコイル導体と、該コイル導体の層間を絶縁する絶縁シートとを有し、前記コイル導体の周囲が熱硬化性樹脂によりモールドされた樹脂モールドコイルの製造方法であって、
前記コイル導体より径の細い線状体を前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付け、次いで前記芯部の外周に前記コイル導体を巻き付けると共に、前記コイル導体の内周側導体と外周側導体との間に前記絶縁シートを介在させた後、前記コイル導体の周囲を前記熱硬化性樹脂によりモールドすることを特徴とする樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項２】
前記線状体として耐熱性絶縁材からなるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項３】
前記耐熱性絶縁材からなる線状体として当該線状体の径が前記コイル導体の径の１／３以下のものを用いることを特徴とする請求項２に記載の樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項４】
前記線状体として線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いることを特徴とする請求項１に記載の樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項５】
前記線状体として径が１００μｍ以上のものを用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項６】
前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体を前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイルの製造方法。
【請求項７】
筒状の芯部の外周にコイル導体が多層に巻回されるとともに該コイル導体の層間に絶縁シートが介装された巻線に、熱硬化性樹脂が注型された樹脂モールドコイルであって、
前記コイル導体より径の細い線状体が前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付けられていることを特徴とする樹脂モールドコイル。
【請求項８】
前記線状体が耐熱性絶縁材からなることを特徴とする請求項７に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項９】
前記耐熱性絶縁材からなる線状体の径が前記コイル導体の径の１／３以下であることを特徴とする請求項８に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項１０】
前記線状体が線状の金属導体に絶縁被覆を施したものであることを特徴とする請求項７に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項１１】
前記線状体の径が１００μｍ以上であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項１２】
前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体が前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けられていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイル。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイルと、前記芯部に挿通された鉄心とを備えたことを特徴とするモールド変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド変圧器、計器用変圧器、計器用変圧器（ＰＴ）、計器用変圧器（ＰＣ）などに用いられる樹脂モールドコイルとその製造方法およびモールド変圧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電圧を変圧するモールド変圧器では、鉄心に装着されるコイルとして、例えば図８に示す構造の樹脂モールドコイルが用いられている。この樹脂モールドコイルは、保護フィルムを円筒状に形成した芯部２と、芯部２の外周に多層に巻回されたコイル導体３と、コイル導体３の層間を絶縁する複数枚の絶縁シート４とを有し、コイル導体３の周囲がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂５により覆われてモールドされた構造となっている。
【０００３】
このような樹脂モールドコイルを製造する場合は、図９に示されるように、まず、円柱状に形成された内金型６の外周面に保護フィルムを円筒状に巻き付けて芯部２を形成する。次に、芯部２の外周にコイル導体３を多層に巻回し、さらにコイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させる。
その後、内金型６を外金型７の内側にセットし、外金型７に形成された樹脂注入口８から外金型７の内側に未硬化の熱硬化性樹脂５を注入する。このとき、外金型７の内側に注入された熱硬化性樹脂５は芯部２とコイル導体３で形成される空隙９およびコイル導体３と絶縁シート４で形成される空隙１０に流入してコイル導体３の周囲をモールドする。
【０００４】
このような方法で製造される樹脂モールドコイルのコイル導体３は、通常、図１０に示す巻き方で芯部２の外周に巻回される。このため、折り返し部分の層間（レアー間）では２層分のターン数だけ電位差を持つことになり、この電位差を絶縁するために、コイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させている。
【０００５】
また、コイル導体３は導通面積を確保するために、円形断面のものが一般的に使用される。このため、円筒状の芯部２の外周にコイル導体３を巻き付け、コイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させると、上述した空隙９，１０の隅部が楔形状となる。そのため、注型した熱硬化性樹脂５を空隙９，１０の隅部まで含浸させることが困難となり、空隙９，１０の隅部に熱硬化性樹脂５の未含浸部が残存すると空隙９，１０の隅部で部分放電が発生して層間の絶縁材を侵食していき、絶縁劣化を進行させるという問題がある。
【０００６】
部分放電の発生を抑制する方法としては、図１１または図１２に示す巻き方でコイル導体３を芯部２の外周に巻き付けてコイル導体３の層間電位差をパッシェン電圧以下に抑える方法、コイル導体として箔状のコイル導体を用い、これを図１３に示す巻き方で芯部２の外周に巻き付けてコイル導体３の層間に電位差を発生させない方法、図１４に示すような角形のコイル導体３を芯部２の外周に巻き付けて樹脂モールドコイルを製造する方法などがある。
【０００７】
図１１〜図１３に示す手法によると、コイル導体の層間を絶縁する絶縁シートが不要となり、コイル導体間で部分放電が発生することを抑制することが可能であるが、専用の巻線機や巻線治具が必要になり、図１０に示した通常の巻き方に比べて巻線工程に時間がかかるという問題がある。
また、図１４に示す方法も専用の巻線機を必要とし、巻線工程に時間がかかるという問題がある。さらに、断面が角形のコイル導体は断面が円形のコイル導体に比べて導通面積が小さいという問題もある。
熱硬化性樹脂の含浸性を向上させる技術としては、複数のガラス繊維を撚り合わせた線状絶縁体を超電導コイルの超電導線相互間に介在させて熱硬化性樹脂を超電導線相互間に含浸させる技術が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２５１９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載された技術を樹脂モールドコイルの製造方法に適用しようとすると、芯部の外周に巻回されたコイル導体の層間を絶縁シートで絶縁することが困難になるという問題がある。また、芯部とコイル導体とで形成される空隙やコイル導体と絶縁シートとで形成される空隙の隅部が楔形状である限りは、複数のガラス繊維を撚り合わせた線状絶縁体を空隙に介在させても熱硬化性樹脂を空隙の隅部まで含浸させることは困難である。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであって、熱硬化性樹脂の含浸性を向上させることによりコイル導体の周囲での部分放電の発生が十分に抑制された樹脂モールドコイルとその製造方法およびモールド変圧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、筒状の芯部と、該芯部の外周に多層に巻回されたコイル導体と、該コイル導体の層間を絶縁する絶縁シートとを有し、前記コイル導体の周囲が熱硬化性樹脂によりモールドされた樹脂モールドコイルの製造方法であって、前記コイル導体より径の細い線状体を前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付け、次いで前記芯部の外周に前記コイル導体を巻き付けると共に、前記コイル導体の内周側導体と外周側導体との間に前記絶縁シートを介在させた後、前記コイル導体の周囲を前記熱硬化性樹脂によりモールドすることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、前記線状体として耐熱性絶縁材からなるものを用いることを特徴とする。
請求項３の発明は、前記耐熱性絶縁材からなる線状体として当該線状体の径が前記コイル導体の径の１／３以下のものを用いることを特徴とする。
請求項４の発明は、前記線状体として線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記線状体として径が１００μｍ以上のものを用いることを特徴とする。
請求項６の発明は、前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体を前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、筒状の芯部の外周にコイル導体が多層に巻回されるとともに該コイル導体の層間に絶縁シートが介装された巻線に、熱硬化性樹脂が注型された樹脂モールドコイルであって、前記コイル導体より径の細い線状体が前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付けられていることを特徴とする。
請求項８の発明は、前記線状体が耐熱性絶縁材からなることを特徴とする。
請求項９の発明は、前記耐熱性絶縁材からなる線状体の径が前記導体の径の１／３以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１０の発明は、前記線状体が線状の金属導体に絶縁被覆を施したものであることを特徴とする。
請求項１１の発明は、前記線状体の径が１００μｍ以上であることを特徴とする。
請求項１２の発明は、前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体が前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けられてなることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイルと、前記芯部に挿通された鉄心とを備えたことを特徴とするモールド変圧器である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、コイル導体より径の細い線状体を前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻きつけていることにより、芯部とコイル導体で形成される空隙やコイル導体と絶縁シートで形成される空隙の隅部が楔形状となることがなく、空隙の隅部まで熱硬化性樹脂が含浸しやすい形状となるので、熱硬化性樹脂の含浸性を向上させることができ、これにより、コイル導体の周囲での部分放電の発生が十分に抑制された樹脂モールドコイルを製造することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、前記線状体として耐熱性絶縁材からなるものを用いることにより、温度上昇のために線状体が径方向に熱膨張することによって熱硬化性樹脂がコイル導体から剥離することを抑制することができる。
請求項３の発明によれば、前記耐熱性絶縁材からなる線状体として当該線状体の径が前記コイル導体の径の１／３以下のものを用いることにより、コイル導体の外周に線状体を巻き付けない構成と比較してコイル導体の導通面積を大きく減少させることなく熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、前記線状体として線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いることにより、コイル導体に加えて線状体にも電流を流すことができるので、コイル導体の外周に耐熱性絶縁材からなる線状体を巻き付けた構成と比較して、線状体の金属導体部分の断面積分だけ電流の導通断面積を上昇させて、熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、前記線状体として径が１００μｍ以上のものを用いることにより、線状体が絶縁シートにめり込んで、絶縁シートとコイル導体で形成される空隙を埋めてしまうことを抑制することができる。
請求項６の発明によれば、前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体を前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けていることにより、コイル導体の外周に巻回された線状体の間でコイル導体が芯部や絶縁シートに接触することによって熱硬化性樹脂の含浸性が損なわれることを抑制することができる。
【００１８】
請求項７の発明によれば、前記コイル導体より径の細い線状体が前記コイル導体の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付けられていることにより、芯部とコイル導体で形成される空隙やコイル導体と絶縁シートで形成される空隙の隅部が楔形状となることがなく、注型された熱硬化性樹脂が空隙の隅部まで含浸しやすい形状となるので、熱硬化性樹脂の含浸性を向上させることができ、これにより、コイル導体の周囲での部分放電の発生が十分に抑制された樹脂モールドコイルを実現することができる。
【００１９】
請求項８の発明によれば、前記線状体が耐熱性絶縁材からなることにより、温度上昇のために線状体が径方向に熱膨張することによって熱硬化性樹脂がコイル導体から剥離することを抑制することができる。
請求項９の発明によれば、前記耐熱性絶縁材からなる線状体の径が前記導体の径の１／３以下であることにより、コイル導体の外周に線状体を巻き付けない構成と比較してコイル導体の導通面積を大きく減少させることなく熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
【００２０】
請求項１０の発明によれば、線状体が線状の金属導体に絶縁被覆を施したものであることにより、コイル導体に加えて線状体にも電流を流すことができるので、コイル導体の外周に耐熱性絶縁材からなる線状体を巻き付けた構成と比較して、線状体の金属導体部分の断面積分だけ電流の導通断面積を上昇させて、熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
請求項１１の発明によれば、前記線状体の径が１００μｍ以上であることにより、線状体が絶縁シートにめり込んで、絶縁シートとコイル導体で形成される空隙を埋めてしまうことを抑制することができる。
【００２１】
請求項１２の発明によれば、前記コイル導体の径の６０倍以下のピッチで前記線状体が前記コイル導体の外周にスパイラル状に巻き付けられていることにより、コイル導体の外周に巻回された線状体の間でコイル導体が芯部や絶縁シートに接触することによって熱硬化性樹脂の含浸性が損なわれることを抑制することができる。
請求項１３の発明によれば、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の樹脂モールドコイルを備えたことにより、コイル導体の周囲での部分放電の発生が十分に抑制されたモールド変圧器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂モールドコイルの軸方向断面を示す図である。
【図２】樹脂モールドコイルのコイル導体に線状体をスパイラル状に巻き付けた状態を示す図である。
【図３】線状体がスパイラル状に巻回されたコイル導体を円筒状の芯部の外周に多層に巻き付けると共にコイル導体の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シートを介在させた状態を示す図である。
【図４】樹脂モールドコイルの製造時に使用される内金型を外金型にセットした状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態により樹脂モールドコイルの保護フィルムとコイル導体で形成される空隙の形状を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態により樹脂モールドコイルのコイル導体と絶縁シートで形成される空隙の形状を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るモールド変圧器の構成例を示す一部破砕正面図である。
【図８】従来の樹脂モールドコイルの軸方向断面を示す図である。
【図９】樹脂モールドコイルの従来の製造方法を説明するための図である。
【図１０】樹脂モールドコイルの製造時に芯部の外周に巻回されるコイル導体の巻き方を示す図である。
【図１１】コイル導体の層間電位差をパッシェン電圧以下に抑えるためのコイル導体の巻き方の一例を示す図である。
【図１２】コイル導体の層間電位差をパッシェン電圧以下に抑えるためのコイル導体の巻き方の他の例を示す図である。
【図１３】樹脂モールドコイルのコイル導体として箔状導体を用いた場合のコイル導体の巻き方を示す図である。
【図１４】樹脂モールドコイルのコイル導体として角形導体を用いた場合のコイル導体の巻き方を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る樹脂モールドコイルの軸方向断面を図１に示す。図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る樹脂モールドコイル１は、絶縁性を有する保護フィルムを円筒状に形成した芯部２と、芯部２の外周に多層に巻回されたエナメル線等のコイル導体３と、コイル導体３の層間を絶縁する複数枚の絶縁シート４とを有し、コイル導体３の周囲を注型されたエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂５によりモールドした構造となっている。
【００２４】
なお、コイル導体３は絶縁物で被覆された導体であり、このコイル導体３に適用されるエナメル線の樹脂被膜の材料としては例えばポリウレタン、ポリエステルなどがあるが、これに限定されるものではない。また、コイル導体３を形成する金属材料としては例えばアルミニウム、銅などが用いられる。
芯部２を形成する保護フィルムとしては例えば安価なポリエチレン系樹脂材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、さらには耐熱性材料であるガラス繊維マットなどの絶縁材からなるものが用いられるが、これに限定されるものではない。また、絶縁シート４としては例えばアラミド（全芳香族ポリアミド）ポリマー、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの絶縁材からなるものが用いられるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、樹脂モールドコイル１は、コイル導体３より径の細い線状体１１を有している。この線状体１１はポリプロピレンやテフロン（登録商標）などの耐熱性絶縁材からなり、コイル導体３の外周に線状体１１同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付けられている。
なお、線状体１１は、上述の耐熱性絶縁材からなるものに限定されるものではなく、後述のように、線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いることもできる。
【００２６】
上述のように、本発明の一実施形態に係る樹脂モールドコイル１は、絶縁性を有する保護フィルムを円筒状に形成した芯部２の外周にコイル導体３が多層に巻回されるとともにコイル導体３の層間に絶縁シート４が介装された巻線に、熱硬化性樹脂５が注型された樹脂モールドコイルであって、コイル導体３より径の細い線状体１１がコイル導体３の外周に線状体１１同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付けられた構成となっている。
【００２７】
このため、樹脂モールドコイル１では、芯部２とコイル導体３で形成される空隙やコイル導体３と絶縁シート４で形成される空隙の隅部が楔形状となることがなく、注型された熱硬化性樹脂５が空隙の隅部まで含浸しやすい構造となっており、コイル導体３の周囲への熱硬化性樹脂５の含浸性が向上しているため、熱硬化性樹脂５の未含浸部が残存することが十分に抑制されているので、コイル導体３の周囲での部分放電の発生を十分に抑制することができる。
【００２８】
次に、本発明の一実施形態に係る樹脂モールドコイル１の製造方法を説明する。図２〜図４は、樹脂モールドコイル１を製造するための手順を示す図である。上述した樹脂モールドコイル１を製造する場合は、図２に示されるように、まず、コイル導体３より径の細い線状体１１を線状体同士が接触し合わないピッチＰでコイル導体３の外周にスパイラル状に巻き付ける。
ここで、線状体１１の径が１００μｍ未満であると、コイル導体３の外周に巻回された線状体１１がコイル導体３の絶縁皮膜や絶縁シート４の中に埋もれてしまうおそれがあるため、線状体１１の径は１００μｍ以上であることが好ましい。
【００２９】
また、線状体１１が耐熱性絶縁材からなる場合、線状体１１の径がコイル導体３の径の１／３より大きい径であると、樹脂モールドコイル１の全体寸法が同じ条件でコイル導体３の外周に線状体１１を巻き付けない構成と比較してコイル導体３の導通面積が大きく減少してしまう。このため、コイル導体３の導通面積を確保する上では線状体１１の径をコイル導体３の径の１／３以下とすることが望ましい。
【００３０】
また、線状体１１の巻付けピッチＰがコイル導体３の径の６０倍より大きくなると、隣り合う線状体１１の間で絶縁シート４がコイル導体３の表面に接触し、熱硬化性樹脂の含浸性が損なわれるおそれがあるため、線状体１１の巻付けピッチＰはコイル導体３の径の６０倍以下であることが好ましい。
コイル導体３の外周に線状体１１を巻き付けたならば、次に、図３に示されるように、内金型６の外周面に保護フィルムを円筒状に巻き付けて形成した芯部２の外周にコイル導体３を図９に示す通常の巻き方で多層に巻回し、さらにコイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させてコイル導体３の層間を絶縁する。
【００３１】
その後、熱硬化性樹脂５の注型のため、図４に示されるように、内金型６を外金型７の内側にセットし、外金型７に形成された樹脂注入口８から外金型７の内側に未硬化の熱硬化性樹脂５を注入する。このとき、外金型７の内側に注入された熱硬化性樹脂５は、芯部２とコイル導体３とで形成される空隙９およびコイル導体３と絶縁シート４とで形成される空隙１０に流入し、内金型６の円周方向と軸方向に流れてコイル導体３の周囲をモールドする。
【００３２】
上記のように、コイル導体３より径の細い線状体１１をコイル導体３の外周に線状体同士が接触し合わないピッチでスパイラル状に巻き付け、次いで保護フィルムを円筒状に巻いて形成した芯部２の外周にコイル導体３を多層に巻回すると共に、コイル導体３の内周側導体と外周側導体との間に絶縁シート４を介在させると、芯部２とコイル導体３は図５に示すような形状の空隙９を樹脂モールドコイルの製造時に形成し、コイル導体３と絶縁シート４は図６に示すような形状の空隙１０を樹脂モールドコイルの製造時に形成する。これにより、空隙９，１０の隅部が楔形状となることがないので、樹脂モールドコイルを製造する際に注型された熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
【００３３】
また、注型された熱硬化性樹脂５を空隙９，１０の隅部まで含浸させることができるので、熱硬化性樹脂５の未含浸部が残存することが十分に抑制されることにより、上述の図２〜図６で説明した製造方法により製造された樹脂モールドコイル１においては、コイル導体３の周囲で部分放電が発生することを十分に抑制することができる。
さらに、線状体１１としてポリプロピレンなどの耐熱性絶縁材からなるものを用いたことで、温度上昇のために線状体１１が径方向に熱膨張することによって熱硬化性樹脂５がコイル導体３から剥離することを抑制することができる。
【００３４】
また、線状体１１の径を１００μｍ以上にすることで、線状体１１が絶縁シート４にめり込んで、絶縁シート４とコイル導体３で形成される空隙を埋めてしまうことを抑制することができる。
また、線状体１１の巻付けピッチＰをコイル導体３の径の６０倍以下にすることで、隣り合う線状体１１の間で絶縁シート４がコイル導体３の表面に接触し、熱硬化性樹脂５の含浸性が損なわれることを抑制することができる。
【００３５】
なお、上述した本発明の一実施形態では、コイル導体の外周に巻回される線状体として耐熱性絶縁材からなるものを用いたが、線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いてもよい。線状の金属導体の材料としては例えばアルミニウムや銅などを用いることができる。線状体として線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いることで、耐熱性絶縁材からなるものを用いた場合とは異なり、コイル導体に加えて線状体にも電流を流すことができるので、コイル導体の外周に耐熱性絶縁材からなる線状体を巻き付けた構成と比較して、線状体の金属導体部分の断面積分だけ電流の導通断面積を上昇させて、熱硬化性樹脂の含浸性向上を図ることができる。
【００３６】
ここで、コイル導体の外周に巻回される線状体として線状の金属導体に絶縁被覆を施したものを用いる場合、例えばエナメル線を用いることができるが、これに限定されるものではない。
この樹脂モールドコイル１は、モールド変圧器、計器用変圧器、計器用変流器等の電気機器に好適に用いることができる。特に、一次コイル側の電圧が３．３ｋＶ以上の高電圧機器に好適である。例えば、一次コイル及び二次コイルを本実施形態の樹脂モールドコイル１で構成し、それぞれのコイルの芯部２に鉄心を挿通すれば、長期信頼性に優れたモールド変圧器を得ることができる。
【００３７】
図７は、本発明の一実施形態に係るモールド変圧器の構成例を示す一部破砕正面図である。図７の右側の破砕部は断面図である。図７に示されるように、本発明の一実施形態に係るモールド変圧器２１において、２２は鋼板が積層されてなる鉄心であり、この鉄心２２を樹脂モールドされた高圧巻線２３Ａおよび低圧巻線２３Ｂが互いに同軸状に巻回されている。高圧巻線２３Ａおよび低圧巻線２３Ｂは絶縁性のコイル受け２４を介して上フレーム２５と下フレーム２６とによって挟持されている。高圧巻線２３Ａと低圧巻線２３Ｂとで構成される巻線２３は３相分並べて配されている。なお、高圧巻線２３Ａと低圧巻線２３Ｂとの間に絶縁性のスペーサ２７が介装されているとともに、低圧巻線２３Ｂと鉄心２２の主脚との間に絶縁性の間隙材２８が介装されている。
このようなモールド変圧器２１における高圧巻線２３Ａおよび低圧巻線２３Ｂのうち、特に高圧巻線２３Ａとして本実施形態の樹脂モールドコイル１を用いることにより、コイル導体の周囲で部分放電が発生することが十分に抑制されたモールド変圧器を実現することができる。
【実施例】
【００３８】
コイル導体として直径１．０ｍｍのエナメル線を使用すると共に、絶縁シートとしてデュポン株式会社製のＮＯＭＥＸ（登録商標）、品番４１０（厚さ：１８０μｍ）を２枚使用した。そして、線状体として直径０．２ｍｍのエナメル線を使用して樹脂モールドコイルを作製し、コイル導体の部分放電消滅電圧を測定した。その結果、コイル導体がエナメル線単体のものでは部分放電消滅電圧が１．４ｋＶｒｍｓ、コイル導体の外周に線状体をスパイラル状に巻き付けたものでは部分放電消滅電圧が５．２ｋＶｒｍｓとなり、エナメル線単体のものより部分放電特性が約３．７倍に向上した。また、コイル導体の外周に線状体をスパイラル状に巻き付けたものを切断して芯部とコイル導体とで形成される空隙やコイル導体と絶縁シートとで形成される空隙を観察したところ、空隙の隅部まで熱硬化性樹脂が含浸していることを確認できた。
【符号の説明】
【００３９】
１…樹脂モールドコイル
２…芯部
３…コイル導体
４…絶縁シート
５…熱硬化性樹脂
６…内金型
７…外金型
８…樹脂注入口
９，１０…空隙
１１…線状体
２１…モールド変圧器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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