[发明专利]绝缘电线

说明书

技术领域

本发明涉及绝缘电线，具体而言，涉及绝缘性得到了强化的耐变频器电涌(inverter surge)绝缘电线以及以省略芯绝缘为目的的绝缘电线。

背景技术

变频器作为有效的可变速控制装置，被安装在许多电子设备中。变频器以数kHz～数十kHz进行开关转换，并在每次转换的脉冲的作用下产生电涌电压。变频器电涌是如下的现象：在变频器的传输体系内，在阻抗的不连续点，例如所连接的配线的始端、终端等处产生反射，其结果，最大会施加变频器输出电压2倍的电压。特别是，IGBT等高速开关元件所产生的输出脉冲的电压陡度(steep voltage rise，電压俊度)高，这样一来，即使连接电线较短，电涌电压也高，并且由该连接电线引起的电压衰减也较小，其结果，会产生接近于变频器输出电压2倍的电压。

在变频器关联设备，例如高速开关元件、由变频器驱动的旋转电机、变压器等电气设备线圈中，主要使用作为漆包线的绝缘电线作为磁导线。并且，如前面所叙述的那样，由于在变频器关联设备中施加接近于该变频器输出电压2倍的电压，因此，要求将构成这些电气设备线圈的材料之一的漆包线的变频器电涌劣化控制在最小限度。

一般来说，局部放电劣化是电绝缘材料因局部放电产生的带电粒子的冲击而导致的分子链切断劣化、溅射劣化、局部温度上升而导致的热熔融或热分解劣化、放电产生的臭氧引起的化学劣化等复杂原因所引起的现象。由于以上原因，就实际的因局部放电而导致劣化的电绝缘材料而言，会表现出厚度减小等现象。

可认为绝缘电线的变频器电涌劣化也按照与通常的局部放电劣化同样的机理进行。即，漆包线的变频器电涌劣化是如下的现象：因变频器产生的峰值高的电涌电压而在绝缘电线中引起局部放电，绝缘电线的涂膜因该局部放电而产生局部放电劣化，也就是说，漆包线的变频器电涌劣化是高频局部放电劣化。

对于最近的电气设备而言，要求能够耐受500V的电涌电压的绝缘电线。即，必须要使局部放电发生电压为500V以上。这里所说的局部放电发生电压，是采用市售的被称为局部放电测试仪的装置测定的值。测定温度、所使用的交流电压的频率、测定灵敏度等可根据需要来变更，但上述值是在25℃、50Hz、10pC下测定的发生了局部放电的电压的有效值。

测定局部放电发生电压时，采用如下的方法：假定作为磁导线使用时的最苛刻的状况，并制作能够观测到密合的两根绝缘电线之间的试样形状。例如，对于截面为圆形的绝缘电线，将两根绝缘电线捻成螺旋状，使它们线接触，并在两根绝缘线之间施加电压。另外，对于截面形状为方形的绝缘电线，则采用使两根绝缘电线的长边所形成的面彼此进行面接触，再在两根绝缘线之间施加电压的方法。

为了防止由于这样的局部放电引起的绝缘电线的漆包层的劣化，从而获得不发生局部放电、也就是局部放电发生电压高的绝缘电线，可以考虑漆包层使用相对介电常数低的树脂、或者增加漆包层的厚度的方法。但是，现实情况是：对于通常使用的树脂清漆的树脂而言，其相对介电常数基本上在3～4之间，并没有相对介电常数特别低的树脂；以及在进一步考虑漆包层所要求的其它特性(耐热性、耐溶剂性、挠性等)时，也未必一定要选择相对介电常数低的树脂。因此，为了获得高的局部放电发生电压，增加漆包层的厚度是不可缺少的。将上述相对介电常数为3～4的树脂用于漆包层时，为了使局部放电发生电压达到目标的500V以上，从经验上来讲，必须要使漆包层的厚度为60μm以上。

但是，为了增加漆包层的厚度，在制造工序中通过烧结炉的次数会增多，在作为导体的铜表面的由氧化铜形成的被膜的厚度也增加，由此而导致导体与漆包层之间的粘接力降低。特别是，为了得到厚度50μm以上的漆包层，通过烧结炉的次数要超过10次。已知当通过烧结炉的次数超过10次时，导体与漆包层之间的粘接力急剧降低。

另外，为了不增加通过烧结炉的次数，也有利用1次烧结来增加能够涂布的厚度的方法，但该方法存在不能使清漆中的溶剂完全蒸发，从而在漆包层中残留有气泡的缺点。

到目前为止，还进行了通过在漆包线的外侧设置包覆树脂来赋予特性上的附加价值(局部放电发生电压以外的特性)的尝试。作为在漆包层上设置挤出包覆层的结构的现有技术，包括专利文献1～3等，但就这些专利文献而言，从同时具有局部放电发生电压及导体与漆包层的密合性的观点来看，在漆包层及挤出包覆层的厚度构成方面是不充分的。