CN104098982B

CN104098982B - 电气设备用涂覆材料、电气设备用涂覆材料的制造方法以及密闭型绝缘装置

Info

Publication number: CN104098982B
Application number: CN201410131247.7A
Authority: CN
Inventors: 松崎荣仁; 楠森寿; 野岛健; 野岛健一; 中野俊之; 武井雅文
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2034-04-02
Also published as: EP2982721A1; BR112015024706A2; RU2630115C2; KR101635263B1; JP2014204488A; EP2982721A4; RU2015146771A; CN104098982A; WO2014162372A1; US20160009948A1; EP2982721B1; BR112015024706B1; JP6202857B2; KR20140120267A; US9890296B2

Abstract

本实施方式的电气设备用涂覆材料（20）具备：基质树脂（50），其由环氧树脂构成；第1填充剂（10），其分散包含于基质树脂（50），由具有半导电性的体积固有电阻的晶须构成；第2填充剂（30），其分散包含于基质树脂（50），由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成；第3填充剂（40），其分散包含于基质树脂（50），由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状物质构成。

Description

电气设备用涂覆材料、电气设备用涂覆材料的制造方法以及密闭型绝缘装置

技术领域

本发明的实施方式涉及电气设备用涂覆材料、电气设备用涂覆材料的制造方法以及密闭型绝缘装置。

背景技术

在密封有绝缘性气体的容器内具备由绝缘物支承的高电压导体的、例如在气体密封型开关器等密闭型绝缘装置中，为了降低成本和环境负荷，基于绝缘设计合理化和三相共箱化等的密闭装置紧凑化成为课题。

密闭型绝缘装置的金属容器的大小由绝缘设计和热学设计等所决定。绝缘设计的关键点之一在于研究金属容器内侧表面存在（附着）有异物时的对绝缘性能的影响。

如果在收容有由绝缘物支承的高电压导体且密封有绝缘气体的金属容器内部存在异物，则会因从金属容器等供给的电荷和运行电压的相互作用，对异物产生力。因此，异物有时会在金属容器的内部四处运动。

如果缩小密闭型绝缘装置，金属容器内侧表面的电场会变高，存在于金属容器内部的异物的运动容易变得活跃。如果异物在金属容器内部过度运动，有可能影响到绝缘性能。另外，异物的形状越为长条状，异物的运动会变得越大，对绝缘性能的影响也变大。

因此，为了不使长条的异物混入到金属容器内部，在制造工序中，例如设计异物管理工序以除去异物，强化异物的管理。进而，为了不使管理困难的小的异物悬浮于设计上考虑的高度以上并四处运动，需要设计施加运行电压时的金属容器内侧表面的电场强度。在此，高度是指金属容器的内侧表面与异物之间的距离。

由于金属容器内侧表面的电场强度依赖于高电压导体与金属容器内侧表面之间的距离，因而为了减小异物的悬浮高度，需要加大金属容器。而这将成为密闭型绝缘装置缩小化的阻碍因素。

作为缓和这种异物带来的影响的方法，可以在金属容器内侧表面涂覆绝缘电阻材料以抑制异物的运动。通过在金属容器的内侧表面涂覆绝缘电阻材料，从而抑制从金属容器的内侧表面向异物供给电荷，使异物难以运动。这种情况下，需要将涂覆的绝缘电阻材料的体积固有电阻（volume peculiarresistive value）控制为可抑制异物运动的体积固有电阻。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3028975号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，使用以往的绝缘电阻材料时，在由异物、绝缘气体和绝缘电阻材料构成的部位容易产生电场集中。如果该电场集中变大，则会在异物的周边产生部分放电，向异物供给电荷。

产生部分放电时，异物会突然在大范围内运动，对绝缘性能产生影响。另外，因雷击浪涌（thunder surge）等过电压的侵入引起金属容器内侧表面的电场变大时，电场集中部的电场会变得更大，异物有时会突然大幅度地运动。

这样，为了抑制异物突然且大范围运动，需要缓和绝缘电阻材料与异物之间的电场集中，抑制部分放电和电场发射的产生。另外，有时也会例如由雷电冲击（thunder impulse）这样的更高的电压而产生部分放电，异物开始运动。

本发明所要解决的课题是提供一种可抑制电气设备内的异物的悬浮和运动的电气设备用涂覆材料、电气设备用涂覆材料的制造方法以及密闭型绝缘装置。

用于解决技术问题的方案

本实施方式的电气设备用涂覆材料具备：基质树脂，其由环氧树脂构成；第1填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有半导电性的体积固有电阻的晶须构成。进而，电气设备用涂覆材料具备：第2填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成；以及，第3填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状的物质构成。

附图说明

图1是模式地表示本实施方式的电气设备用涂覆材料所含有的第1填充剂的立体图。

图2是为了说明第1填充剂和第2填充剂所形成的导电路径而模式地表示本实施方式的电气设备用涂覆材料的结构的图。

图3是表示使用本实施方式的电气设备用涂覆材料而形成有涂覆层的电气设备的部分剖面图。

图4表示进行异物悬浮电场的评价的试验装置的剖面图。

符号说明

10、第1填充剂 11、核部 12、针状结晶部

20、电气设备用涂覆材料 30、第2填充剂 40、第3填充剂

50、基质树脂 60、导电路径 70、密闭型绝缘装置

71,81、金属容器 72,82、高压导体 73、隔离件

74,83、涂覆层 75、绝缘气体

80、试验装置 84、金属异物

具体实施方式

下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

本实施方式的电气设备用涂覆材料在基质树脂中分散含有第1填充剂、第2填充剂以及第3填充剂。基质树脂呈粘性液体的状态，通过添加固化剂而固化。

环氧树脂由1个分子中具有2个以上环氧基的环氧化合物构成。作为这样的环氧化合物，只要是1个分子中具有2个以上的由2个碳原子和1个氧原子构成的三元环，且可固化的化合物即可，其种类没有特别的限定。

作为环氧树脂，可例举双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、酚醛清漆（novolac）型环氧树脂、苯酚-酚醛清漆（phenol novolac）型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆（ortho cresol novolac）型环氧树脂、三（羟苯基）甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷（tetra phenylolethane）型环氧树脂等的缩水甘油醚类环氧树脂，通过表氯醇（epichlorohydrin）与羧酸的缩聚得到的缩水甘油酯类环氧树脂，通过三缩水甘油基异氰酸酯（Triglycidyl isocyanate）或表氯醇与乙内酰脲类的反应得到的乙内酰脲型环氧树脂这样的杂环式环氧树脂等。另外，作为环氧树脂，可以使用上述树脂中的任一种，也可以混合两种以上使用。

使环氧树脂固化的固化剂是与环氧树脂进行化学反应而使环氧树脂固化的物质。该固化剂只要使环氧树脂固化即可适当使用，其种类没有特别的限定。作为这样的固化剂，例如，可以使用胺类固化剂、酸酐类固化剂等。作为胺类固化剂，例如可以使用乙二胺、聚酰胺-胺等。作为酸酐类固化剂，例如可以使用邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、4-甲基四氢邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐等。

并且，基质树脂中，为了防止泡沫产生或者消除已产生的泡沫，可以向基质树脂中添加消泡剂。消泡剂没有特别的限定，例如可以使用二甲基有机硅类的消泡剂（例如TSA720（Momentive Performance Materials Japan合同会社制商品名）等）。

另外，用毛刷等向构造物涂布电气设备用涂覆材料的情况下，或者使用无气喷涂机等进行涂装的情况下，为了提高作业性，可以在基质树脂中添加稀释溶剂。作为该稀释溶剂，可以使用速干性的稀释剂（例如，将乙酸乙酯与甲苯以8：2的质量比进行混合后的混合物）等。为了提高上述作业性，优选的是相对于100质量份的环氧树脂含有1～10质量份的稀释溶剂。

第1填充剂由具有半导电性的体积固有电阻的、且由ZnO构成的晶须构成。图1是模式地表示实施方式的电气设备用涂覆材料所含有的第1填充剂的立体图。

如图1所示，构成第1填充剂10的晶须由核部11以及从该核部11向4轴方向延伸的针状结晶部12构成，其具有四脚形（tetra-pod）的形状。晶须的体积固有电阻为1～5000Ω·cm。在此，半导电性的体积固有电阻是指1×10^-3～1×10⁵Ω·cm的范围。

在基质树脂内，为了让晶须使第2填充剂彼此连接，形成良好的导电路径，晶须的针状结晶部12的长度L优选为2μm～50μm，并且，具有针状结晶部12的最大直径的部分的平均直径D（算数平均直径）优选为0.2μm～3μm。作为由ZnO构成的半导电性的晶须，例如可以使用Pana-tetra（Amtec社制）。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～60质量份的第1填充剂10。通过含有该范围的第1填充剂10，在基质树脂中，第1填充剂使第2填充剂彼此连接，形成良好的导电路径，从而可以确保涂装等的作业性。

在此，可以对晶须的表面实施钛酸酯偶联处理或者硅烷偶联处理。通过实施这些处理，能够提高与基质树脂的润湿性。钛酸酯偶联处理与是否向基质树脂添加稀释溶剂无关地优选。另一方面，硅烷偶联处理在不向基质树脂添加稀释溶剂的情况下优选。

作为钛酸酯偶联处理中使用的钛酸酯偶联剂，例如可以使用三异硬酯酸钛酸异丙酯、异丙基-三（十二烷基苯磺酰基）钛酸酯、三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸异丙酯、四异丙基-二（二辛基亚磷酸酰氧基）钛酸酯、四辛基-二（双十三烷基亚磷酸酰氧基）钛酸酯、四（2,2-二烯丙氧基甲基-1-丁基）-二（双十三烷基）亚磷酸酰氧基钛酸酯、双（二辛基焦磷酸酰氧基）氧乙酸酯钛酸酯。

作为钛酸酯偶联处理，例如，可以使用利用可混合粉末的容器将由ZnO构成的晶须（未表面处理品）与钛酸酯偶联剂一同机械混合的方法，或者将由ZnO构成的晶须（未表面处理的产品）配合于树脂时添加钛酸酯偶联剂的方法（整体掺混法）等。

作为硅烷偶联处理中使用的硅烷偶联剂，例如，可以使用环氧硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯酰基硅烷、巯基硅烷、甲氧基硅烷、乙氧基硅烷等。

作为硅烷偶联处理，例如，可以使用利用可混合粉末的容器将由ZnO构成的晶须（未表面处理的产品）与硅烷偶联剂一同机械混合的方法，或者将由ZnO构成的晶须（未表面处理的产品）配合于树脂时添加硅烷偶联剂的方法（整体掺杂法）等。

第2填充剂由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成。其中，半导电性的体积固有电阻如前所述。第2填充剂例如由Fe₂O₃或Fe₃O₄构成的粒子所构成。

首先，说明Fe₂O₃。Fe₂O₃（比重：约5.2g/cm³）是红色的粉体，即所谓的胭脂色。Fe₂O₃的体积固有电阻为1×10³Ω·cm左右。为了使电气设备用涂覆材料中显示绝缘电阻特性的同时确保涂装等的作业性，Fe₂O₃的平均粒径优选为0.1μm～1μm。另外，为了使绝缘电阻特性变好，更优选的是将Fe₂O₃的平均粒径设定为0.5μm～1μm。在此，绝缘电阻特性是指以体积固有电阻计表示大约为1×10⁶～1×10¹⁸Ω·cm左右的值（下同）。

在此，根据SEM（扫描型电子显微镜）对分散含有第2填充剂的规定树脂的剖面进行观察，测定各个第2填充剂的粒径，通过算数平均而得到平均粒径。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～30质量份的Fe₂O₃。通过含有该范围的Fe₂O₃，可以确保电气设备用涂覆材料中的导电路径的形成以及涂装等的作业性。

接着，说明Fe₃O₄。Fe₃O₄（比重：约5.2g/cm³）是黑色的粉体。Fe₃O₄的体积固有电阻为4×10^-3Ω·cm左右。为了使电气设备用涂覆材料中显示绝缘电阻特性的同时确保涂装等的作业性，Fe₃O₄的平均粒径优选为0.01μm～0.1μm左右。另外，为了使绝缘电阻特性变好，更优选的是将Fe₃O₄的平均粒径设定为0.05μm～0.08μm。根据与使用Fe₂O₃作为第2填充剂时同样的方法，得到平均粒径。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～30质量份的Fe₃O₄。通过含有该范围的Fe₃O₄，可以确保电气设备用涂覆材料中的导电路径的形成以及涂装等的作业性。

第3填充剂由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状的物质构成。在此，绝缘性是指体积固有电阻为1×10⁶～1×10¹⁸Ω·cm左右。

首先，对平板状的物质进行说明。平板状的第3填充剂例如由滑石或氮化硼（BN）构成。

滑石是平板状化合物，其主要成分由MgO·SiO₂·H₂O构成。滑石的体积固有电阻为1×10¹⁴～1×10¹⁵Ω·cm左右。氮化硼（BN）是形成为鳞片状结构的粒子。根据结晶结构的不同，氮化硼可以分类成六方晶型氮化硼、菱面体晶型氮化硼、立方体晶型氮化硼、乱层结构型氮化硼以及纤锌矿型氮化硼。其中，从接受率越大，绝缘电阻越高，进而可以提高材料的绝缘破坏电场这样的理由，优选使用一般的氮化硼、即六方晶型氮化硼。

在此，使用氮化硼作为平板状的第3填充剂的情况下，由于氮化硼本身具有高导热性，例如在电气设备用涂覆材料构成的涂覆层中，可以提高散热特性。

平板状物质的平均直径优选为1μm～50μm。另外，平板状物质的平均直径更优选为10μm～30μm。还有，平板状物质不是形成为圆形的情况下，平板状物质的表面最长直线的平均长度（以下称作平均直线长度）在上述范围内即可。通过将平板状物质的平均直径设在该范围，能够使平板状的第3填充剂进入到第1填充剂与第2填充剂之间，从而将第1填充剂和第2填充剂均匀地分散到基质树脂内。

在此，根据SEM（扫描型电子显微镜）对树脂固化物进行观察，得到平均直径。同样地根据SEM（扫描型电子显微镜）观察树脂固化物，得到平均直线长度。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～30质量份的平板状的第3填充剂。通过含有该范围的平板状的第3填充剂，可以将电气设备用涂覆材料的粘度维持到最佳。另外，相对于基质树脂100质量份，更优选为含有1～15质量份的平板状的第3填充剂。

接下来，对纤维状的物质进行说明。纤维状的第3填充剂例如由钛酸钾晶须或玻璃研磨纤维构成。

钛酸钾晶须和玻璃研磨纤维的平均纤维长度优选为1μm～50μm，更优选为10μm～20μm。通过将纤维状物质的平均纤维长度设在该范围，能够使纤维状的第3填充剂进入到第1填充剂与第2填充剂之间，从而将第1填充剂和第2填充剂均匀地分散到基质树脂内。

还有，通过计算各纤维的长度方向的长度的算数平均数，得到平均纤维长度。在此，根据SEM（扫描型电子显微镜）对树脂固化物进行观察，得到平均纤维长度。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～60质量份的纤维状的第3填充剂。通过含有该范围的纤维状的第3填充剂，可以将电气设备用涂覆材料的粘度维持到最佳。另外，相对于基质树脂100质量份，更优选为含有1～30质量份的纤维状的第3填充剂。

接下来，对层状的物质进行说明。层状的第3填充剂例如由云母或蒙脱石构成。

云母是层状硅酸盐矿物的一种，是主要成分由SiO₂、Al₂O₃、K₂O、结晶水构成的层状化合物。作为云母，有硬质云母和软质云母两种。硬质云母的体积固有电阻为1×10¹²～1×10¹⁵Ω·cm左右，软质云母的体积固有电阻为1×10¹⁰～1×10¹³Ω·cm左右。由于这些云母在实施方式的电气设备用涂覆材料中显示同样的特性，以下不进行区别说明。

云母和蒙脱石的平均直径或平均直线长度优选为0.1μm～2μm，更优选为0.5μm～1μm。通过将层状物质的平均直径或平均直线长度设在该范围内，能够使层状的第3填充剂进入到第1填充剂与第2填充剂之间，从而将第1填充剂和第2填充剂均匀地分散到基质树脂内。

相对于基质树脂100质量份，优选为含有1～30质量份的层状的第3填充剂。通过含有该范围的层状的第3填充剂，可以将电气设备用涂覆材料的粘度维持到最佳。另外，相对于基质树脂100质量份，更优选为含有1～15质量份的层状的第3填充剂。

在此，图2是为了说明第1填充剂和第2填充剂30所形成的导电路径60而模式地表示本实施方式的电气设备用涂覆材料20的结构的图。

如图2所示，第3填充剂40进入到第1填充剂10和第2填充剂30之间，从而使第1填充剂10和第2填充剂30均匀地分散到基质树脂50中。由此，能够提高第1填充剂10所显示的绝缘电阻特性。另外，第2填充剂30的粒子与第1填充剂10接触，形成三维导电路径60。

另外，通过将第1填充剂10和第2填充剂30均匀地分散到基质树脂50，从而将第1填充剂10和第2填充剂30均匀地排列于例如由电气设备用涂覆材料构成的涂覆层中。这样，能够延长由第1填充剂10和第2填充剂30形成的导电路径60。由此，例如，即便在涂覆层厚的情况或涂覆层有凹凸的情况下，也能够形成长而稳定的导电路径60。从而，能够缓和集中在涂覆层与异物间的电场。

这样，通过将第1填充剂10、第2填充剂30和第3填充剂40均匀地分散到基质树脂50中，从而能够确保良好的导电路径，能够获得高异物悬浮电场。异物悬浮电场是异物开始悬浮的电场，它的值越高，越能够抑制电气设备内的异物的悬浮和运动。

在此，作为获得高异物悬浮电场的理由之一，可以列举由第1填充剂10和第2填充剂30的电连接而生成的导电路径60。

只添加第1填充剂10而形成导电路径60的情况下，需要使第1填充剂10的端部彼此接近。但是，考虑到涂覆层的厚度和第1填充剂10的大小，这很困难。由此，通过添加第2填充剂30，能够可靠地形成导电路径60。

接着，只添加第2填充剂30的情况下，由于第2填充剂30是粒子状且粒径小，因而即便第2填充剂30均匀地分散，也难以形成导电路径60。增大第2填充剂30的含有量，则其粘度增大，作业性降低。即使加入了稀释溶剂，在增大第2填充剂30的含有量的情况下，粘度也同样增大。另外，加大第2填充剂30的粒径的情况下，无法使第2填充剂30均匀地分散，难以形成导电路径60。

因此，需要同时添加适当量的第1填充剂10和第2填充剂30。

进一步，通过含有不同形状的第1填充剂10和第2填充剂30，形成彼此紧密的填充结构。由此，形成导电路径60。在此，第1填充剂10与第2填充剂30的体积固有电阻必须近似，并且是半导电性的。这是由于如果两者的体积固有电阻差异较大时，在两者接近的端部处有时会产生绝缘破坏。在此，由于半导电领域的体积固有电阻是防带电区域，也适合于防止异物带电。

接着，对还需要含有第3填充剂40进行说明。制造电气设备用涂覆材料20时，在搅拌工序中，第1填充剂10的例如针状结晶部12等有时会折断。即便在这种情况下，通过含有具备绝缘性的第3填充剂40，第3填充剂40能够支撑折断的部分。由此，能够形成导电路径60。另一方面，即便第1填充剂10没有折断的情况下，通过第3填充剂40来支撑第1填充剂10，能够可靠地形成导电路径。

接下来，对实施方式的电气设备用涂覆材料20的制造方法进行说明。

首先，根据自转公转搅拌机等对所要配合的环氧树脂的一部分（例如，环氧树脂的全配合量的10～50质量%左右）以及规定量的第1填充剂10进行搅拌，制作母料。

接着，向母料中加入环氧树脂的剩余部分、规定量的第2填充剂30以及规定量的第3填充剂40，用自转公转搅拌机进行搅拌。

经过这样的工序，制造电气设备用涂覆材料20。

在此，添加消泡剂时，消泡剂是在制作母料时进行添加。添加稀释溶剂或固化剂时，稀释溶剂或固化剂是在向母料中加入环氧树脂的剩余部分、第2填充剂20和第3填充剂40时进行添加。

这样，首先，制作含有第1填充剂10的母料，并将剩余的构成物混合到该母料，从而可将第1填充剂10、第2填充剂20和第3填充剂40均匀地分散到基质树脂50中。由此，能够形成良好的导电路径60。

另外，还可以如下所示地制造实施方式的电气设备用涂覆材料20。

首先，根据自转公转搅拌机等，将所要配合的环氧树脂的一部分、规定量的第1填充剂10、规定量的第2填充剂30和第3填充剂40与具有比这些填充材料更大尺寸（粒径）的搅拌粒子一同搅拌，形成第1混合物。在此，搅拌粒子例如由玻璃粒子等构成。

接着，向第1混合物中加入环氧树脂的剩余部分并搅拌，形成第2混合物。在此，例如使用搅拌叶片等，对第1混合物和环氧树脂的剩余部分进行搅拌。

接着，过滤第2混合物，分离搅拌粒子。其中，这时，搅拌粒子以外的物质例如通过用于过滤的过滤器。

经过这样的工序，制造电气设备用涂覆材料20。

在此，添加消泡剂时，消泡剂在形成第1混合物时进行添加。添加稀释溶剂或固化剂时，稀释溶剂或固化剂在第2混合物过滤后进行添加并搅拌。

这样，通过与搅拌粒子一同搅拌，能够以高剪切进行搅拌。由此，例如，易于凝集的填充剂也能够被散开而分散。因此，可以使第1填充剂10、第2填充剂30和第3填充剂40在基质树脂50中均匀地分散。这样，能够形成良好的导电路径60。

将如上述般制造而成的电气设备用涂覆材料20，例如注入模具而成型，放置规定时间使其固化，从而能够制造注型固化物。另外，还可以用毛刷等而向构造物涂布电气设备用涂覆材料20，放置规定时间使其固化，从而形成涂覆（膜）。

而且，向电气设备用涂覆材料20中添加有稀释溶剂时，由于粘性变小，所以例如可以使用无气喷涂机等向构造物喷涂电气设备用涂覆材料20，放置规定时间使其固化，从而形成涂覆。

还有，形成涂覆层时，就显示绝缘电阻特性的观点而言，涂覆层越厚越优选。而就形成涂覆层时的作业性的观点而言，涂覆层厚度的上限值将为500μm左右。

图3是表示使用本实施方式的电气设备用涂覆材料20而形成有涂覆74的电气设备的部分剖面图。并且，作为电气设备的一例，图3中示出了密闭型绝缘装置70。

如图3所示，密闭型绝缘装置70具备可沿着轴方向分割为多段的圆筒状的金属容器71、在中央处沿着轴方向延设的高电压导体72以及设在金属容器71间的隔离件73。

金属容器71形成为与高电压导体72隔着规定空隙并覆盖高电压导体72四周。隔离件73以沿着轴方向分割金属容器71的内部空间的方式进行配置。隔离件73的中央形成有贯穿穴，高电压导体72贯穿该贯穿穴。这样，高电压导体72由隔离件73进行支撑。

金属容器71的内壁面形成有由本实施方式的电气设备用涂覆材料20构成的涂覆层74。金属容器71内密封有例如SF₆气体等的绝缘气体75。

这样，通过在金属容器71的内壁面具备由可得到良好的绝缘电阻性能的电气设备用涂覆材料20构成的涂覆层74，从而能够抑制存在于涂覆层74表面的异物的运动。因此，相比于以往的密闭型绝缘装置，可以增大金属容器的设计电场，可实现金属容器71的紧凑化。

还有，在此，作为电气设备的一例，虽然示出密闭型绝缘装置进行了说明，但本实施方式的电气设备用涂覆材料20例如还可使用于各种电气设备、电子设备、工业设备、重型设备等。进而，即便使用于这些设备的情况下，也能够得到与上述相同的作用效果。

如上所述，根据实施方式的电气设备用涂覆材料20，通过将第1填充剂10、第2填充剂30以及第3填充剂40均匀地分散到基质树脂50中，能够形成良好的导电路径60。另外，根据电气设备用涂覆材料20，能够得到高异物悬浮电场，能够抑制例如电气设备内的异物的悬浮和四处运动。

（异物悬浮电场的评价）

接着，说明本实施方式的电气设备用涂覆材料所具有的抑制电气设备内的异物的悬浮和四处运动的效果。

为了评价异物悬浮电场，如下地制作电气设备用涂覆材料20。

首先，根据自转公转搅拌机，将所要配合的环氧树脂的一部分（环氧树脂的全配合量的50质量%）以及相对于环氧树脂（环氧树脂的全配合量）100质量份的规定质量份的第1填充剂10进行搅拌，制作母料。在此，作为环氧树脂，使用双酚A型环氧树脂（产品名：“エポフィックス”）。

还有，此时，添加适量的二甲基有机硅系（产品名：TSA720）的消泡剂。另外，作为第1填充剂10的晶须，使用针状结晶部12的长度L为2μm～50μm、且具有针状结晶部12的最大直径的部分的平均直径D为3μm的晶须。

接下来，向母料中加入环氧树脂的剩余部分、规定量的第2填充剂30以及第3填充剂40，根据自转公转搅拌机进行搅拌。此时，加入使环氧树脂固化的规定量的固化剂（双酚A型环氧树脂用固化剂（产品名：“エポフィックス用固化剂”））。

这样，制作多个电气设备用涂覆材料20（试样1～试样36）。表1中示出了相对于环氧树脂（环氧树脂的全配合量）100质量份添加的各填充剂的材料和质量份。

（表1）

在此，作为第2填充剂30的Fe₂O₃，使用平均粒径为0.8μm的物质。作为第2填充剂30的Fe₃O₄，使用平均粒径为0.06μm的物质。作为第3填充剂40的滑石，使用平均直线长度为10μm的物质。作为第3填充剂40的氮化硼，使用平均直线长度为10μm的物质。作为第3填充剂40的钛酸钾晶须，使用平均纤维长度为10μm的物质。作为第3填充剂40的玻璃研磨纤维，使用平均纤维长度为15μm的物质。作为第3填充剂40的云母，使用平均直线长度为1μm的物质。作为第3填充剂40的蒙脱石，使用平均直线长度为1μm的物质。

接着，说明使用上述的各试样进行异物悬浮电场的评价的试验装置。

图4表示进行异物悬浮电场的评价的试验装置80的剖面图。如图4所示，试验装置80具备内径为254mm的铝制金属容器81以及位于该金属容器81中央的直径为154mm的高电压导体82。还有，以使金属容器81与高电压导体82各自的中心轴变为同轴的方式设置高电压导体82。

在金属容器81的下半部的内壁面涂布电气设备用涂覆材料20（试样1～试样36）。然后，在干燥炉中强制干燥（80℃、30分钟），形成涂覆层83。即，准备了分别涂布试样1～试样36而形成有涂覆层83的36种金属容器81。所有涂覆层83的厚度都设定为100μm。

在涂覆层83上，放置6个铝制的金属异物84（直径为0.25mm、长度为3mm）。然后，在金属容器81内填充SF₆气体（0.4MPa）。

异物悬浮电场的评价试验中，对高电压导体82施加电场。施加的电场设为交流（AC）电场0.6kVrms/mm～4.0kVrms/mm。施加电场每分钟上升0.2kVrms/mm。然后，将其中某个金属异物84悬浮起来的最初的电场作为异物悬浮电场。对各试样进行5次测定。

表1示出了各试样中的异物悬浮电场的测定结果。其中，表1示出的结果是取5次测定结果的算数平均数。

如表1所示，在本实施方式的范围中含有规定量的第1填充剂10、第2填充剂30以及第3填充剂40的试样（试样2、试样3、试样5、试样6、试样8、试样9、试样14、试样15、试样17、试样18、试样20、试样21、试样26、试样27、试样29、试样30、试样32、试样33）中，得到高异物悬浮电场。

根据以上说明的实施方式，可以抑制电气设备内的异物的悬浮或四处运动。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式仅仅是作为例子示出的，并不限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求范围所记载的发明和与其等同的范围内。

Claims

1.一种电气设备用涂覆材料，其特征在于，具备：

基质树脂，其由环氧树脂构成；

第1填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有半导电性的体积固有电阻的晶须构成；

第2填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成；

第3填充剂，其分散包含于所述基质树脂，由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状物质构成，其中

平板状的所述第3填充剂的平均直径为1μm～50μm，

纤维状的所述第3填充剂的平均纤维长度为1μm～50μm，

层状的所述第3填充剂的平均直径或平均直线长度为0.1μm～2μm。

2.根据权利要求1所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，所述晶须呈四脚形的形状，其由ZnO构成，具备核部以及从所述核部向4轴方向延伸的针状结晶部。

3.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，所述第2填充剂由Fe₂O₃或Fe₃O₄构成。

4.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，平板状的所述第3填充剂由滑石或氮化硼构成。

5.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，纤维状的所述第3填充剂由钛酸钾晶须或玻璃研磨纤维构成。

6.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，层状的第3填充剂由云母或蒙脱石构成。

7.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，对构成所述第1填充剂的晶须表面实施钛酸酯偶联处理。

8.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，相对于100质量份的所述基质树脂，含有1～60质量份的所述第1填充剂。

9.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，添加有使所述基质树脂固化的固化剂。

10.根据权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料，其特征在于，所述基质树脂进一步含有稀释溶剂。

11.一种制造权利要求1所述的电气设备用涂覆材料的方法，其特征在于，具备下述工序：

将所要配合的环氧树脂的一部分以及由具有半导电性的体积固有电阻的晶须构成的第1填充剂进行搅拌，制作母料的工序，其中，所述晶须由ZnO构成；以及

向所述母料中加入所述环氧树脂的剩余部分、由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成的第2填充剂以及由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状物质构成的第3填充剂并搅拌，形成混合物的工序。

12.根据权利要求11所述的电气设备用涂覆材料的制造方法，其特征在于，具备：向所述混合物添加使所述基质树脂固化的固化剂的工序。

13.一种制造权利要求1所述的电气设备用涂覆材料的方法，其特征在于，具备下述工序：

将所要配合的环氧树脂的一部分、由具有半导电性的体积固有电阻的晶须构成的第1填充剂、由具有半导电性的体积固有电阻的粒子构成的第2填充剂以及由具有绝缘性的平板状、纤维状或层状物质构成的第3填充剂，与粒径大于这些填充材料的搅拌粒子一同搅拌，形成第1混合物的工序；

向所述第1混合物中加入所述环氧树脂的剩余部分并搅拌，形成第2混合物的工序；以及

过滤所述第2混合物，分离所述搅拌粒子的工序。

14.根据权利要求13所述的电气设备用涂覆材料的制造方法，其特征在于，具备：向分离了所述搅拌粒子的所述第2混合物中添加使所述基质树脂固化的固化剂的工序。

15.一种密闭型绝缘装置，其特征在于，具备：

延设于一个方向的导体；

金属容器，与所述导体隔着规定空隙地覆盖所述导体四周，并填充有绝缘气体；以及

涂覆层，其形成在所述金属容器的内壁面，由权利要求1或2所述的电气设备用涂覆材料构成。