[發(fā)明專利]抗變頻器浪涌絕緣電線及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380015300.0
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104170025A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 福田秀雄;武藤大介;藤原大;富澤惠一;青井恒夫
• 申請（專利權(quán)）人: 古河電氣工業(yè)株式會社;古河電磁線株式會社
• 主分類號: H01B7/02
• 分類號: H01B7/02;H01B13/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗變頻器浪涌絕緣電線及其制造方法。

背景技術(shù)

變頻器(inverter)作為有效的可變速控制裝置被安裝在許多電氣設備上。變頻器以數(shù)kHz～數(shù)十kHz進行轉(zhuǎn)換，對應這些脈沖會產(chǎn)生浪涌電壓。變頻器浪涌(inverter?surge)為如下現(xiàn)象：在其傳輸體系內(nèi)的阻抗的不連續(xù)點、例如所連接的配線的始端或終端等發(fā)生反射，結(jié)果為，施加有最大為變頻器輸出電壓的2倍的電壓。尤其是利用IGBT等高速轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的輸出脈沖的電壓陡度高，從而即使連接電纜變短，浪涌電壓也高，進而由該連接電纜所引起的電壓衰減也小，其結(jié)果，產(chǎn)生變頻器輸出電壓近2倍的電壓。

在變頻器相關(guān)設備、例如高速轉(zhuǎn)換元件、變頻器馬達、變壓器等的電氣設備線圈中，作為磁導線主要使用為漆包線的絕緣電線。而且，如上所述，在變頻器相關(guān)設備中，由于施加有該變頻器輸出電壓近2倍的電壓，因此要求使作為構(gòu)成這些電氣設備線圈的材料之一的漆包線的變頻器浪涌劣化為最小限度。

然而，局部放電劣化通常為電氣絕緣材料復雜地產(chǎn)生下述劣化的現(xiàn)象：由該局部放電而產(chǎn)生的帶電粒子的碰撞所引起的分子鏈切斷劣化、濺射劣化、局部溫度上升所引起的熱熔融或者熱分解劣化、由放電所產(chǎn)生的臭氧所引起的化學劣化等。因此，因?qū)嶋H的局部放電劣化的電氣絕緣材料有時厚度會減少。

據(jù)認為，絕緣電線的變頻器浪涌劣化也是按照與通常的局部放電劣化相同的機理而進行的。即，漆包線的變頻器浪涌劣化是因變頻器中產(chǎn)生的峰值較高的浪涌電壓在絕緣電線產(chǎn)生局部放電、因該局部放電引起絕緣電線的涂膜劣化的現(xiàn)象，即高頻局部放電劣化。

最近的電氣設備，為了防止變頻器浪涌劣化，開始要求可耐受數(shù)百V的浪涌電壓的絕緣電線。即，絕緣電線局部放電起始電壓必須為500V以上。此處，所謂局部放電起始電壓是指利用市售的被稱為局部放電試驗器的裝置進行測定得到的值。測定溫度、使用的交流電壓的頻率、測定感度等根據(jù)需要進行變更，但上述的值為在25℃、50Hz、10pC進行測定而發(fā)生局部放電的電壓。

測定局部放電起始電壓時使用下述方法：假定用作磁導線的情況時的最嚴苛的狀況，并制作能夠?qū)γ芙拥膬筛^緣電線之間進行觀測這樣的試樣形狀。例如，對于截面圓形的絕緣電線，通過將兩根絕緣電線擰成螺旋狀而使線接觸，在兩根絕緣電線之間施加電壓。另外，對于截面形狀為方形的絕緣電線，為下述方法：使兩根絕緣電線的作為長邊的面彼此面接觸、在兩根絕緣電線之間施加電壓。

為了防止由上述局部放電所引起的絕緣電線的漆包層的劣化，并且為獲得不產(chǎn)生局部放電、即局部放電起始電壓高的絕緣電線，考慮有在漆包層使用相對介電常數(shù)低的樹脂的方法、增加漆包層的厚度的方法。然而，對于通常使用的樹脂清漆的樹脂而言，大部分樹脂的相對介電常數(shù)為3～5之間，并沒有相對介電常數(shù)特別低的樹脂。另外，在考慮漆包層所要求的其它特性(耐熱性、耐溶劑性、可撓性等)的情況下，實際情況是未必能夠選擇相對介電常數(shù)低的樹脂。因此，為獲得較高的局部放電起始電壓，增加漆包層的厚度不可缺少。在將這些相對介電常數(shù)3～5的樹脂用于漆包層的情況，為了使局部放電起始電壓為目標的500V以上，基于經(jīng)驗，需要使漆包層的厚度為60μm以上。

然而，為了增加漆包層的厚度，在制造工序中，增加通過燒結(jié)爐的次數(shù)，作為導體的銅表面的由氧化銅所構(gòu)成的覆膜的厚度增長，由此會引起導體與漆包層的粘接力降低。例如，在獲得厚度60μm以上的漆包層的情況下，通過燒結(jié)爐的次數(shù)超過12次。可知，若通過燒結(jié)爐超過12次，則導體與漆包層的粘接力極端降低。

另一方面，為了不增加通過燒結(jié)爐的次數(shù)，也有增加利用1次燒結(jié)所能夠涂布的厚度的方法，但該方法存在清漆的溶劑未完全蒸發(fā)而以氣泡的形式殘留在漆包層中的缺點。

如此，以往嘗試過在漆包線的外側(cè)設置被覆樹脂而提高特性(局部放電起始電壓以外的特性)。作為在漆包層設置擠出被覆層的現(xiàn)有技術(shù)，可以舉出例如專利文獻1、2等。對于這種設有被覆樹脂的絕緣電線，也要求漆包層與被覆樹脂的密接性。然而，專利文獻1和2的技術(shù)中，從兼顧局部放電起始電壓和導體與漆包層的密接性的觀點出發(fā)，在漆包層或擠出被覆的厚度等方面未必能夠滿足。

另一方面，作為根據(jù)局部放電起始電壓和導體與漆包層的密接性的觀點而組合的技術(shù)，可以舉出專利文獻3。