封閉型開關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】一種封閉型開關(guān)裝置，在高壓導(dǎo)體(1)表面涂覆具有電阻特性的電阻膜(12)。電阻膜(12)由具有電阻特性的材料粉或混入了該材料粉的樹脂形成，其體積電阻率為1E7Ω·cm以上且1E11Ω·cm以下。
【專利說明】封閉型開關(guān)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及實現(xiàn)了絕緣性能的提高的封閉型開關(guān)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一般，氣體絕緣開關(guān)裝置等中采用封閉型開關(guān)裝置。封閉型開關(guān)裝置是通過在封閉的容器內(nèi)部收納高壓導(dǎo)體并且封入絕緣性氣體而構(gòu)成的。對于封閉型開關(guān)裝置希望降低成本、環(huán)境負荷，因此希望裝置的小型化。因此，基于絕緣設(shè)計的合理化、三相共箱化等的封閉容器的緊湊化得到發(fā)展。
[0003]然而，封閉型開關(guān)裝置的封閉容器的大小基本上根據(jù)絕緣以及熱的設(shè)計來決定。在絕緣設(shè)計的決定時，萬一在封閉容器內(nèi)存在金屬粉時對絕緣性能的影響度成為研究點。關(guān)于這一點，使用圖5、圖6來具體地進行說明。
[0004]如圖5所示，在封閉容器4內(nèi)部，高壓導(dǎo)體I由絕緣物2支持，并且封入有絕緣氣體3。在制造這種封閉型開關(guān)裝置的情況下，以在封閉容器4內(nèi)部不存在微細金屬粉5的方式進行管理是理所當(dāng)然的，但考慮到萬一在封閉容器4內(nèi)存在微細金屬粉5的情況，而需要進行絕緣設(shè)計。
[0005]當(dāng)在封閉容器4內(nèi)部存在微細金屬粉5時,隨著絕緣氣體3向封閉容器4的封入，而微細金屬粉5懸浮。在封閉容器4內(nèi)懸浮的微細金屬粉5之中，既有在高壓導(dǎo)體I附近在相當(dāng)長時間的期間持續(xù)懸浮的金屬粉，也有附著于高壓導(dǎo)體I自身的金屬粉。在此，將前者稱為附近金屬粉6，將后 者稱為附著金屬粉7。
[0006]該附近金屬粉6、附著金屬粉7成為影響絕緣性能的重要因素。即，如圖6A所示，由于存在附近金屬粉6，因此在與高壓導(dǎo)體I之間構(gòu)成微小間隙10。當(dāng)在該狀態(tài)下被施加雷電沖擊電壓那樣的較高電壓時，微小間隙10絕緣擊穿，以此為開端而在高壓導(dǎo)體I與封閉容器4之間可能產(chǎn)生絕緣擊穿。
[0007]另外，如圖6B所示，附著金屬粉7使高壓導(dǎo)體I上產(chǎn)生局部電場集中9。當(dāng)在產(chǎn)生局部電場集中9的狀態(tài)下被施加雷電沖擊電壓那樣的較高電壓的情況下，局部地集中的電場9可能會超過絕緣氣體3的擊穿電場，而仍然產(chǎn)生絕緣擊穿。
[0008]如以上那樣，附近金屬粉6、附著金屬粉7可能導(dǎo)致絕緣擊穿，因此該金屬粉6、7的存在成為對絕緣設(shè)計的制約條件。因此，要求以即使存在附近金屬粉6、附著金屬粉7也不影響耐電壓性能的方式進行絕緣設(shè)計。作為對應(yīng)于該要求的I個方法，可以考慮將高壓導(dǎo)體I的表面電場8抑制得較低。
[0009]但是，表面電場8的強度取決于高壓導(dǎo)體I與封閉容器4內(nèi)面之間的距離，因此如果要降低表面電場8的強度則必須使高壓導(dǎo)體I與封閉容器4內(nèi)面遠離。即，附近金屬粉6、附著金屬粉7的存在成為導(dǎo)致封閉容器4的大型化的重要因素。
[0010]因此，要求在實現(xiàn)封閉容器4的緊湊化(換言之為高壓導(dǎo)體I的表面電場8的強度變高)的同時，避免附近金屬粉6、附著金屬粉7對絕緣性能的影響。即，要求將金屬粉
6、7對絕緣設(shè)計的制約條件降低化，作為具體的對策，提出有抑制開始放電所需要的來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子供給的技術(shù)。
[0011]作為抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子供給的技術(shù)，提出有向高壓導(dǎo)體的絕緣涂層技術(shù)。例如存在日本公開專利公報特開2004-40970號公報(以下稱為專利文獻I)。參照圖7對該絕緣涂層技術(shù)進行說明。在圖7所示的封閉型開關(guān)裝置中，在高壓導(dǎo)體I的外面涂覆有環(huán)氧樹脂等的絕緣膜U。
[0012]在上述封閉型開關(guān)裝置中，如圖8所示，在高壓導(dǎo)體I表面上形成有精密級的尖銳的凹凸14，但該凹凸14由絕緣膜11覆蓋。由此，能夠抑制從高壓導(dǎo)體I表面向絕緣氣體3的放電所需要的初始電子供給。
[0013]因此，即使萬一在雷電沖擊電壓那樣的過電壓施加中，附近金屬粉6飛到高壓導(dǎo)體I附近，也能夠防止高壓導(dǎo)體I與懸浮的附近金屬粉6之間的微小間隙10的放電。另外，即使在高壓導(dǎo)體I上存在附著金屬粉7，通過抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子供給，也能夠防止產(chǎn)生絕緣擊穿。
[0014]如上所述，在圖7所示的封閉型開關(guān)裝置中，通過在高壓導(dǎo)體I表面上涂覆絕緣膜11，能夠抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子的電場發(fā)射。由此，使高壓導(dǎo)體I的表面電場8提高，實現(xiàn)封閉容器4的緊湊化。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0016]專利文獻
[0017]專利文獻1:日本特開2004-40970號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]發(fā)明要解決的課題
[0019]然而，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)、即向高壓導(dǎo)體的絕緣涂層技術(shù)，被指出如下那樣的課題。即，在絕緣膜11的表面帶電的情況下，由于膜11自身為絕緣性，因此帶電電荷向高壓導(dǎo)體I側(cè)泄漏而消失需要非常長的時間。帶電電荷產(chǎn)生直流電場，因此絕緣膜11的集塵性變高。因此，當(dāng)絕緣膜11帶電時，微細金屬粉5容易附著到絕緣膜11表面上。
[0020]另外，在微細金屬粉5帶電的情況下也產(chǎn)生同樣的顧慮。本來微細金屬粉5由于與絕緣氣體3等的摩擦就容易帶電、且為輕量，因此由于隨著AC電壓的施加而產(chǎn)生的電場也容易運動。因此，在微細金屬粉5在高壓導(dǎo)體I附近懸浮時，由于AC電壓而運動，由此到達高壓導(dǎo)體I并附著的可能性較高。
[0021]即使微細金屬粉5附著到高壓導(dǎo)體I表面上，如果微細金屬粉5的電荷極性與向高壓導(dǎo)體I的AC施加電壓的極性相同，則微細金屬粉5也不會停留在絕緣膜11表面上。其原因為，在該情況下，對微細金屬粉5作用使其從高壓導(dǎo)體I脫離的方向的靜電力。
[0022]但是，在絕緣膜11的情況下，微細金屬粉5的電荷極性為帶電電荷，因此會長時間保持一定。結(jié)果，微細金屬粉5的電荷極性與向高壓導(dǎo)體I的AC施加電壓的極性不同的情況較多，對于微細金屬粉5在使其吸附到絕緣膜11表面上的方向上產(chǎn)生靜電作用。因此，微細金屬粉5容易滯留、累積在絕緣膜11表面上。
[0023]S卩，微細金屬粉5的大多數(shù)會成為作為封閉容器4的大型化的重要因素的附近金屬粉6、附著金屬粉7。如之前說明了的那樣，附近金屬粉6、附著金屬粉7成為對絕緣設(shè)計的制約條件，因此優(yōu)選避免產(chǎn)生該金屬粉6、7。因此，為了在封閉型開關(guān)裝置中確保優(yōu)良的絕緣可靠性和縮小化，除了抑制從高壓導(dǎo)體I表面發(fā)射的初始電子以外，可靠地防止微細金屬粉5向高壓導(dǎo)體I表面的滯留、累積也成為課題。
[0024]本發(fā)明的實施方式是為了解決上述課題而進行的，其目的在于，通過防止在高壓導(dǎo)體表面上存在的微細金屬粉在高壓導(dǎo)體表面或者其附近滯留、累積，并且抑制產(chǎn)生絕緣擊穿所需要的來自高壓導(dǎo)體表面的初始電子供給，由此提供絕緣可靠性較高且緊湊的封閉型開關(guān)裝置。
[0025]用于解決課題的手段
[0026]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施方式如下地構(gòu)成。即，在將由絕緣物支持的高壓導(dǎo)體封閉到封入了絕緣性氣體的容器內(nèi)部而成的封閉型開關(guān)裝置中，在上述高壓導(dǎo)體的表面上設(shè)置具有電阻特性的電阻膜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的第一實施方式的截面圖。
[0028]圖2是用于說明第一實施方式的作用效果的主要部分截面圖。
[0029]圖3是用于說明第一實施方式的作用效果的主要部分截面圖。
[0030]圖4是本發(fā)明的第二實施方式的截面圖。
[0031]圖5是現(xiàn)有的封閉型開關(guān)裝置的截面圖。
[0032]圖6A是存在附近金屬粉的情況下的說明圖。
[0033]圖6B是存在附著金屬粉的情況下的說明圖。
[0034]圖7是具備絕緣膜的封閉型開關(guān)裝置的截面圖。
[0035]圖8是具備絕緣膜的封閉型開關(guān)裝置的主要部分截面圖。
【具體實施方式】
[0036]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式的一例進行說明。另外，對于與圖5及圖7所示的現(xiàn)有例相同的部件賦予同一符號，并省略其說明。
[0037](第一實施方式)
[0038][構(gòu)成]
[0039]使用圖1?圖3對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。如圖1所示，本發(fā)明的第一實施方式為，在高壓導(dǎo)體I表面上涂覆有具有電阻特性的電阻膜12。電阻膜12由具有電阻特性的材料粉或混入了該材料粉的樹脂構(gòu)成。另外，電阻膜12的體積電阻率被設(shè)定為1E7 Ω.cm 以上且 IEll Ω.cm 以下。
[0040][作用、效果]
[0041]在具有以上那樣的構(gòu)成的第一實施方式中，如圖2所示，假使在電阻膜12帶電的情況下，也能夠以比較短的時間使帶電電荷17經(jīng)由電阻膜12的漏電阻RL泄漏。S卩，電阻膜12能夠在短時間內(nèi)使直流電場衰減，能夠降低集塵性。因此，在電阻膜12的表面上難以收集微細金屬粉5，假使微細金屬粉5懸浮、飛到電阻膜12附近，微細金屬粉5也不會附著到電阻膜12表面上。
[0042]另外，具有上述體積電阻率的電阻膜12為，時間常數(shù)比AC電壓的極性變化的時間短，因此如圖3所示，即使萬一微細金屬粉5附著到電阻膜12上，也容易使金屬粉5的電荷極性與向高壓導(dǎo)體I的AC施加電壓的極性相同。因此，能夠使作用于金屬粉5的靜電力16成為使金屬粉5從高壓導(dǎo)體I周邊脫離的方向(圖3的上方)，即使微細金屬粉5附著到電阻膜12上，金屬粉5也容易從高壓導(dǎo)體I脫離。
[0043]另一方面，在對高壓導(dǎo)體I施加了雷電沖擊電壓那樣的較高電壓的情況下，由于電阻膜12的時間常數(shù)相對于雷電沖擊的持續(xù)時間來說更長，因此電阻膜12作為絕緣膜起作用。因此，能夠抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子的電場發(fā)射，能夠防止從高壓導(dǎo)體I表面向絕緣氣體3的放電，能夠可靠地防止產(chǎn)生絕緣擊穿。
[0044]另外，在第一實施方式中，代替圖8所示的現(xiàn)有例的絕緣膜11，而電阻膜12覆蓋高壓導(dǎo)體I表面的精密級的凹凸14。因此，能夠抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子供給。因此，能夠可靠地防止高壓導(dǎo)體I與懸浮的金屬粉5之間的微小間隙10的放電。
[0045]如以上所述那樣，在第一實施方式中，通過電阻膜12的涂層來抑制來自高壓導(dǎo)體I表面的初始電子供給，同時即使萬一電阻膜12、微細金屬粉5帶電，由于是電阻膜12，因此也能夠防止微細金屬粉5滯留、累積在電阻膜12的表面上。
[0046]因此,假使在封閉容器4內(nèi)存在微細金屬粉5,該金屬粉5成為附近金屬粉6、附著金屬粉7的情況也較稀少，能夠避免金屬粉6、7對絕緣性能的影響。結(jié)果，能夠提高高壓導(dǎo)體I的表面電場8，而充分地進行封閉容器4的緊湊化。
[0047]S卩，能夠?qū)崿F(xiàn)金屬粉6、7等對絕緣設(shè)計的制約條件的降低化，能夠較高地設(shè)定高壓導(dǎo)體I表面的設(shè)計電場。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣設(shè)計的合理化及裝置的縮小化，有助于提高絕緣可靠性。
[0048](第二實施方式)
[0049][構(gòu)成]
[0050]接著，使用圖4對第二實施方式進行說明。如圖4所示，第二實施方式的特征在于，由類金剛石碳膜(Diamond-like Carbon)(以下稱為DLC膜)13來構(gòu)成圖1所示的電阻膜12。
[0051][作用.效果]
[0052]在具有以上構(gòu)成的第二實施方式中，除了上述第一實施方式所具有的作用效果以夕卜，還具有如下那樣的獨自的作用效果。即，在第二實施方式中，作為電阻膜12而使用的DLC膜13的膜表面的潤滑性、剝離性極其良好。
[0053]因此，即使飛到高壓導(dǎo)體I附近的微細金屬粉5附著到DLC膜13上，也會從DLC膜13上滑落而不會停留。因此，能夠大幅度縮短微細金屬粉5向DLC膜13的滯留時間，能夠可靠地避免微細金屬粉5對絕緣性能的影響。
[0054]另外，DLC膜13能夠使其體積電阻率容易地變化，因此能夠容易地得到所期望的體積電阻率。結(jié)果，能夠簡單地使附著在電阻膜12上的金屬粉5的電荷極性與向高壓導(dǎo)體I的AC施加電壓的極性相同，能夠從高壓導(dǎo)體I周邊排除金屬粉5。即，微細金屬粉5不會附著在高壓導(dǎo)體I表面上、或滯留在周邊，能夠進一步提高高壓導(dǎo)體I的表面電場8，而實現(xiàn)進一步的緊湊化和絕緣可靠性的提高。
[0055](其他實施方式)
[0056]另外，在本說明書中，對本發(fā)明的多個實施方式進行了說明，但這些實施方式是作為例子而提出的，并沒有意圖限定發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠以其他各種方式進行實施，在不脫離發(fā)明范圍的范圍內(nèi)，能夠進行各種省略、置換以及變更。這些實施方式及其變形包括在發(fā)明的范圍、主旨內(nèi)，同樣也包括在專利請求的范圍所記載的發(fā)明和與其等同的范圍內(nèi)。
[0057]工業(yè)可利用性
[0058]本發(fā)明能夠應(yīng)用于封閉型開關(guān)裝置等。
[0059]符號說明
[0060]I…高壓導(dǎo)體
[0061]2…絕緣物
[0062]3…絕緣氣體
[0063]4…容器
[0064]5…微細金屬粉
[0065]6…附近金屬粉
[0066]7…附著金屬粉
[0067]8…表面電場
[0068]9…局部電場集中
`[0069]10…微小間隙
[0070]11…絕緣膜
[0071]12…電阻膜
[0072]13...DLC 膜
[0073]14…高壓導(dǎo)體上的凹凸
[0074]15...來自高壓導(dǎo)體的電荷
[0075]16…靜電力
[0076]17…帶電電荷
【權(quán)利要求】
1.一種封閉型開關(guān)裝置，將由絕緣物支持的高壓導(dǎo)體封閉到封入了絕緣性氣體的容器內(nèi)部而成，在該封閉型開關(guān)裝置中， 在上述高壓導(dǎo)體表面上設(shè)置電阻膜，該電阻膜由具有電阻特性的材料或混入了該材料的樹脂形成。
2.如權(quán)利要求1所述的封閉型開關(guān)裝置，其中， 上述電阻膜的體積電阻率為1Ε7Ω.cm以上且IEll Ω.cm以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的封閉型開關(guān)裝置，其中， 上述電阻膜由類金剛石碳構(gòu)成。
【文檔編號】H05F1/02GK103444035SQ201280015417
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月1日
【發(fā)明者】野島健一, 安岡孝倫, 石渡裕 申請人:株式會社東芝