[发明专利]高耐热电力用静态设备

说明书

技术领域

本发明涉及电力用静态设备，特别是具有高耐热性的变压器、电容器、电抗器等高耐热电力用静态设备。

背景技术

从防火等安全性方面出发，要求不具有可动部的电力用设备中以变压器、电容器、电抗器等为代表的电力用静态设备使用不可燃的材料进行绝缘。但是，为了保护地球环境，需要控制以往使用的不可燃的绝缘油PCB(多氯联苯)或不可燃的气体SF₆(六氟化硫)气体等的使用。因此，开始广泛使用以不可燃的树脂进行覆盖(也称模制)来绝缘的模制电力用静态设备。

下面以典型的现有的模制变压器作为模制电力用静态设备的例子进行说明。

该现有模制变压器是将6kV的高电压转换成210V的低电压的额定功率为750kW的3相变压器，各相的线圈包括低电压的绕组(2次绕组)和缠绕在低电压绕组的外侧的高电压绕组(1次绕组)。各相的线圈分别用绝缘性材料环氧树脂或硅树脂进行了模制。2次绕组的中央部设置有各自的铁芯。设置有上部框体和下部框体以将铁芯上下夹住，并且3组铁芯与线圈被组装成一体。对于这种模制变压器来说，有时以该状态直接进行设置以进行自然空冷，而有时装入柜或外壳中，采用用风扇进行强制空冷的结构。

专利文献1：特开2003-158018号公报

专利文献2：特开2002-158118号公报

专利文献3：特开2002-324727号公报

专利文献4：特开2002-141247号公报

非专利文献1《电气工学手册(第6版)》(电气学会发行)的第184页～192页、699页～701页、706页、732页～739页

发明内容

发明所要解决的技术问题

关于上述的现有例子那种以环氧树脂进行了模制的模制变压器，从环氧树脂的耐热性出发，线圈温度的上限被设定在70～120℃，使用中多用风扇进行冷却以使不达到该上限温度以上的温度。如果使用中在该模制变压器中流过大的短路电流或闪电浪涌电流，则有时线圈温度超过上述的上限。环氧树脂的耐热性没有高到如此程度，通常在180℃以上的高温发生老化，导致柔软性不够而变硬。因此，线圈温度从高温状态恢复到室温状态时，多在环氧树脂的内部产生大量的裂纹。经模制的环氧树脂如果产生裂纹，则不能耐受高电场，耐电压特性变差。

与环氧树脂相比，硅橡胶的耐热性好，虽然如此，其上限也不过200℃左右。硅橡胶是合成高分子化合物，该合成高分子化合物包括具有通过硅氧烷键(Si-O-Si键)形成的线状结构的聚甲基苯基硅氧烷。对于用硅橡胶模制(覆盖)的线圈来说，线圈的温度达到200℃以上的高温时，聚甲基苯基硅氧烷的柔软性变得不足，线圈在空气中达到220℃以上的温度时，聚甲基苯基硅氧烷的表面发生玻璃化，彻底变硬。据推测，这是因为聚甲基苯基硅氧烷侧链的甲基或苯基分解而蒸发的原因。因此，当线圈的温度恢复到室温时，包括聚甲基苯基硅氧烷的覆盖物的内部产生了大量的空隙和裂纹。如果产生空隙和裂纹，则模制的聚甲基苯基硅氧烷不能耐受高电场且耐电压特性变差。

环氧树脂或硅橡胶的热传导率比较低，为0.1～1.0W/mK，以这些物质进行模制的线圈中，线圈产生的热不能充分散去。因此，与没有进行模制的情况比，必须设定比其小的额定容量。另外，因为散热差，所以较短时间的超过额定电流的短路电流将导致线圈的温度升高。其结果是，有时线圈导体的绝缘材料和覆盖材料以及设置在低电压绕组和高电压绕组之间用于防止两者接触的防混触板等发生热损坏，损伤耐电压性。

如上所述，以环氧树脂或硅橡胶等现有的高分子化合物进行模制得到的模制变压器、模制电容器、模制电抗器等模制电力用静态设备的耐热性和散热性不足，在高温下不能耐受高电场，因此存在耐电压特性变差的问题。

本发明的目的在于提供一种耐热性高且散热性优异的高耐热电力用静态设备。

用于解决技术问题的方法

本发明的高耐热电力用静态设备的特征在于，电力用静态设备中所含的至少一个构成要素被合成高分子化合物A覆盖。合成高分子化合物A由多个第三有机硅聚合物相连接而构成，所述第三有机硅聚合物是至少一种第一有机硅聚合物和至少一种第二有机硅聚合物相连接而成的。第一有机硅聚合物具有通过硅氧烷键形成的交联结构。第二有机硅聚合物具有通过硅氧烷键形成的线状连接结构。第三有机硅聚合物由第一有机硅聚合物和第二有机硅聚合物通过硅氧烷键连接而构成，并且具有2万～80万的分子量。于是，合成高分子化合物A通过加成反应生成的共价键将多个第三有机硅聚合物连接而构成，具有三维立体结构。