非線性電阻涂料、母線及定子線圈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式涉及一種非線性電阻涂料、母線及定子線圈。
【背景技術(shù)】
[0002] 在封入有絕緣性氣體的容器內(nèi)具備由絕緣物支撐的高電壓導(dǎo)體，例如在氣體封入 型開閉器等密閉型絕緣裝置中，為了降低成本和降低環(huán)境負(fù)荷，絕緣設(shè)計的合理化和三相 成批化等帶來的縮小化成為課題。
[0003] 密閉型絕緣裝置的金屬容器的大小根據(jù)絕緣設(shè)計或熱設(shè)計等而確定。絕緣設(shè)計的 要點之一在于，研宄在金屬容器的內(nèi)側(cè)表面存在（附著）異物時對絕緣性能的影響。
[0004] 在裝納有由絕緣物支撐的高電壓導(dǎo)體的、封入有絕緣氣體的金屬容器的內(nèi)部存在 異物時，對異物，通過由金屬容器等供給的電荷和運轉(zhuǎn)電壓間的相互作用而產(chǎn)生力。因此， 有時異物在金屬容器內(nèi)部來回移動。
[0005] 將密閉型絕緣裝置縮小化時，金屬容器的內(nèi)側(cè)表面的電場升高，存在于金屬容器 內(nèi)部的異物的運動容易變得活躍。在金屬容器內(nèi)部的異物過度活動時，有時給絕緣性能帶 來影響。另外，異物的形狀越為長條狀，異物的運動越大，對絕緣性能的影響越大。
[0006] 因此，為了不在金屬容器的內(nèi)部混入長條狀的異物，在制造工序中例如設(shè)置異物 管理工序來進行異物除去，強化異物的管理。進而，必須設(shè)計施加運轉(zhuǎn)電壓時的金屬容器的 內(nèi)側(cè)表面的電場強度，以使難以管理的小的異物不會上浮移動至設(shè)計上考慮的高度以上。 在此，高度是指金屬容器的內(nèi)側(cè)表面與異物的距離。
[0007] 金屬容器的內(nèi)側(cè)表面的電場強度取決于高電壓導(dǎo)體與金屬容器的內(nèi)側(cè)表面之間 的距離。因此，為了較小地抑制異物的上浮高度，需要增大金屬容器。這成為妨礙密閉型絕 緣裝置縮小化的主要原因。
[0008] 作為緩和該異物的影響的方法，有抑制異物移動的方法。作為該方法，可舉出在密 閉型絕緣裝置的金屬容器的內(nèi)側(cè)表面涂敷絕緣性高的樹脂的方法。通過在金屬容器的內(nèi)側(cè) 表面涂敷樹脂，抑制電荷從金屬容器的內(nèi)側(cè)表面向異物供給，使異物難以移動。另外，作為 涂敷于金屬容器的內(nèi)側(cè)表面的材料，也研宄了使非線性電阻材料的粒子分散在樹脂中的絕 緣涂敷材料。
[0009] 絕緣涂敷材料不僅用在上述密閉型絕緣裝置中，而且用在發(fā)電機中。發(fā)電機的線 圈導(dǎo)體為高電壓，發(fā)電機的鐵心為接地電位。在線圈導(dǎo)體的鐵心出口，線圈導(dǎo)體表面的電位 從接地電位急劇上升至高電壓。因此，在鐵心的出口在線圈導(dǎo)體的沿層方向產(chǎn)生放電。為 了抑制該放電，可使用絕緣涂敷材料。
[0010] 在上述的密閉型絕緣裝置和發(fā)電機中使用的以往的絕緣涂敷材料中，使非線性電 阻材料的粒子分散于樹脂中時，為了確保導(dǎo)電通路，例如研宄了添加具有四針狀的晶須。另 外，為了提高與環(huán)氧樹脂的潤濕性，對該晶須實施硅烷偶聯(lián)處理。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0012] 專利文獻
[0013] 專利文獻I :專利第3028975號公報
[0014] 專利文獻2 :日本特開2012-142377號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 發(fā)明要解決的課題
[0016] 但是，使用以往的絕緣涂敷材料作為涂料時，通過添加稀釋溶劑，有時作為添加物 的實施有硅烷偶聯(lián)處理的晶須彼此凝集。因此，有時，在涂膜表面或涂膜中凝集存在晶須， 在涂膜表面產(chǎn)生凹凸。因此，有時不能顯現(xiàn)絕緣涂敷材料本來應(yīng)該顯現(xiàn)的非線性電阻特性。
[0017] 本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種使填充劑均勻分散于基質(zhì)樹脂中的、可得到 優(yōu)異的非線性電阻特性的非線性電阻涂料、使用該非線性電阻涂料的母線及定子線圈。
[0018] 解決課題的手段
[0019] 實施方式的非線性電阻涂料具備：含有通過添加固化劑而固化的環(huán)氧樹脂的基 質(zhì)樹脂；分散并含有在所述基質(zhì)樹脂中的、含有以ZnO為主成分的燒結(jié)體的粒子；以及，分 散并含有在所述基質(zhì)樹脂中的、含有實施有鈦酸酯偶聯(lián)表面改性處理的ZnO的半導(dǎo)電性晶 須。
【附圖說明】
[0020] 圖1是示意性地表示實施方式的非線性電阻涂料含有的、含有實施有鈦酸酯偶聯(lián) 表面改性處理的ZnO的半導(dǎo)電性晶須的立體圖。
[0021] 圖2是為了說明含ZnO粒子和表面處理晶須所形成的導(dǎo)電通路而示意性地表示實 施方式的非線性電阻涂料的構(gòu)成的圖。
[0022] 圖3是用部分剖面表示使用實施方式的非線性電阻涂料而形成非線性電阻膜的 電氣設(shè)備的圖。
[0023] 圖4是用部分剖面表示使用實施方式的非線性電阻涂料而形成非線性電阻膜的 其它構(gòu)成的密閉型絕緣裝置的圖。
[0024] 圖5是表示將使用實施方式的非線性電阻涂料而形成非線性電阻膜的發(fā)電機的 定子線圈裝納于鐵心槽的狀態(tài)的圖。
[0025] 圖6是表示圖5所示的定子線圈的剖面的放大圖。
[0026] 圖7是表示進行非線性電阻特性的評價的試驗部件的剖面的圖。
[0027] 圖8是表示使用環(huán)氧樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié)果 的圖。
[0028] 圖9是表示使用環(huán)氧樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié)果 的圖。
[0029] 圖10是表示使用環(huán)氧樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié)果 的圖。
[0030] 圖11是表示使用丙烯酸樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
[0031] 圖12是表示使用聚氨酯樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
[0032] 圖13是表示使用丙烯酸樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
[0033] 圖14是表示使用聚氨酯樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
[0034] 圖15是表示使用丙烯酸樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
[0035] 圖16是表示使用聚氨酯樹脂作為基質(zhì)樹脂時的非線性電阻特性的評價試驗的結(jié) 果的圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面，對本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。
[0037] 實施方式的非線性電阻涂料在基質(zhì)樹脂中分散并包含：含有以氧化鋅（ZnO)為主 成分的燒結(jié)體的粒子及含有實施有鈦酸酯偶聯(lián)表面改性處理的氧化鋅（ZnO)的半導(dǎo)電性 晶須。基質(zhì)樹脂由通過添加固化劑而固化的環(huán)氧樹脂或通過加熱而固化的丙烯酸樹脂、環(huán) 氧樹脂或聚氨酯樹脂構(gòu)成。
[0038] 首先，對構(gòu)成基質(zhì)樹脂的丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂進行說明。這些樹脂 在固化之前為液態(tài)。
[0039] 環(huán)氧樹脂為構(gòu)成環(huán)氧系涂料的環(huán)氧樹脂，由每1分子具有2個以上的環(huán)氧基的環(huán) 氧化合物構(gòu)成。作為這樣的環(huán)氧化合物，只要是1分子中具有2個以上由2個碳原子和1 個氧原子構(gòu)成的三元環(huán)的、可固化的化合物，即可適宜使用，其種類沒有特殊限定。
[0040] 環(huán)氧樹脂被分類為即使不添加固化劑通過加熱也能固化的環(huán)氧樹脂（以下，稱為 1液性環(huán)氧樹脂）和通過添加固化劑而固化的環(huán)氧樹脂（以下，稱為2液性環(huán)氧樹脂）。
[0041] 1液性環(huán)氧樹脂例如在室溫附近（例如25°C )為液態(tài)。作為這樣的環(huán)氧樹脂，可 以使用例如作為1液性環(huán)氧樹脂所使用的公知的各種環(huán)氧樹脂。
[0042] 作為1液性環(huán)氧樹脂，例如可舉出在苯環(huán)、萘環(huán)、氫化苯環(huán)之類的芳族環(huán)或氫化芳 族環(huán)上在末端鍵合有2個以上的環(huán)氧基的化合物。作為1液性環(huán)氧樹脂，具體而言，例如可 舉出：雙酚A二縮水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、雙酚A環(huán)氧乙烷2摩爾加成物二縮水甘 油醚、雙酚A-1, 2-環(huán)氧丙烷2摩爾加成物二縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙 酚F二縮水甘油醚、鄰苯二甲酸二縮水甘油醋、四氫間苯二甲酸二縮水甘油酯、N, N-二縮水 甘油基苯胺、N, N-二縮水甘油基甲苯胺、N, N-二縮水甘油基苯胺-3-縮水甘油醚、四縮水甘 油基間二甲苯二胺、1，3-雙（N，N-二縮水甘油基氨基亞甲基）環(huán)己烷、四溴雙酚A二縮水甘 油醚等。這些物質(zhì)既可以單獨使用1種，也可以組合使用2種以上。例如，從在固化后具備 優(yōu)異的耐熱性的觀點考慮，在這些樹脂中，優(yōu)選使用雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙酚A二縮 水甘油醚、雙酚F二縮水甘油醚、氫化雙酚F二縮水甘油醚。
[0043] 上述的1液性環(huán)氧樹脂例如通過在80~120°C的溫度下加熱30分鐘~2小時左 右而固化。
[0044] 作為2液性環(huán)氧樹脂，例如可舉出：雙酚A型環(huán)氧樹脂、溴化雙酚A型環(huán)氧樹脂、氫 化雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、雙酚AF型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型 環(huán)氧樹脂、萘型環(huán)氧樹脂、芴型環(huán)氧樹脂、酚醛清漆環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂、鄰甲酚醛環(huán)氧 樹脂、三（羥基苯基）甲烷環(huán)氧樹脂、四酚基乙烷環(huán)氧樹脂等縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、由表 氯醇和羧酸的縮合得到的縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、由三縮水甘油基異氰酸酯或表氯醇和乙 內(nèi)酰脲類的反應(yīng)得到的乙內(nèi)酰脲型環(huán)氧樹脂之類的雜環(huán)式環(huán)氧樹脂等。這些物質(zhì)既可以單 獨使用1種，也可以組合使用2種以上。
[0045] 使2液性環(huán)氧樹脂固化的固化劑與環(huán)氧樹脂進行化學(xué)反應(yīng)而使環(huán)氧樹脂固化。該 固化劑只要是能使環(huán)氧樹脂固化的固化劑，即可適宜使用，其種類沒有特殊限定。作為這樣 的固化劑，可以使用例如胺系固化劑、酸酐系固化劑等。作為胺系固化劑，可以使用例如乙 二胺、聚酰胺胺、三亞乙基四胺等。作為酸酐系固化劑，可以使用例如鄰苯二甲酸酐、六氫鄰 苯二甲酸酐、4-甲基六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基四氫鄰苯二甲酸酐、四 溴鄰苯二甲酸酐等。固化劑的添加量相對于基質(zhì)樹脂（2液性環(huán)氧樹脂）100質(zhì)量份，更優(yōu) 選為10~15質(zhì)量份。
[0046] 對丙烯酸樹脂而言，成為其原料的丙烯酸單體的種類豐富且可隨意地控制附著 性、粘接性、硬度、透明性、耐光性、耐候性、耐化學(xué)平性等物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)，而被廣泛使 用。另外，使用丙烯酸樹脂的組合物在固化反應(yīng)時不易受空氣的固化阻礙，例如適宜于制造 強度高的涂料等的情況。
[0047] 作為丙烯酸樹脂，例如可舉出分子中具有2個以上的甲基丙烯?；–H2 = C(CH3)-C(O)O-)的多官能丙烯酸單體（A)等。作為分子中具有2個以上的甲基丙烯酰基的 多官能丙烯酸單體（A)，可例示例如：乙二醇二甲基丙烯酸酯、二甘醇二甲基丙烯酸酯、聚 乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯