JP2001357761A - モールド真空バルブ及びその製造方法 - Google Patents

モールド真空バルブ及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空バルブの固定側と可動側の両側をエポキ
シ樹脂で一体モールドして、全体形状の縮小化を図るこ
とである。 【解決手段】真空バルブ1の可動軸5側に設けた可撓性
材料からなる絶縁層7を可動軸5の周囲に設け、可動軸
5と接触している主回路導体3、可撓性材料からなる絶
縁層7及び固定軸6を絶縁層2で一体モールドする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂でモールドする
モールド真空バルブ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】定格電圧33kVクラス以下の中電圧回
路においては、遮断機に真空バルブが数多く用いられて
いる。真空バルブは、容器内部の真空絶縁に比べて、外
部の沿面が気中絶縁となり絶縁耐力が低いため、例えば
エポキシ樹脂でモールドして絶縁補強されることがあ
る。一般的にエポキシ樹脂でモールドした真空バルブを
図5に示す。真空バルブ14の固定軸15と可動軸16
の先端には一対の電極17が取り付けられ、これらは例
えばセラミックからなる高真空の真空容器18に収納さ
れている。真空容器18の上下にはフランジ19が銀ロ
ウ付けされ、可動軸16側には伸縮自在のベローズ20
が取り付けられている。真空容器18の周囲には、例え
ばエポキシ樹脂でモールドしたヒダ付きの絶縁層21が
取り付けられていて、絶縁補強されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】真空バルブ14におい
て、電源回路を構成するため真空バルブ14の上下には
他の電気機器に接続させる主回路導体が接続される。真
空バルブ14は、電極17を開閉する可動軸16が上下
移動するため、可動部分、主回路導体部を含めて真空バ
ルブ14を絶縁層21で一体モールドすることは構造面
から困難であった。これは、最近の電気機器の縮小化に
逆行するものであった。本発明の目的は、真空バルブの
固定側と可動側の両側を絶縁層で一体モールドして、モ
ールド真空バルブの全体形状を縮小化することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、真空バルブの可動軸が可動できる
ように可動軸の周囲に空隙を持たせる部材、可動軸に接
触している主回路導体、真空バルブ及び固定軸を絶縁層
で一体モールドした真空バルブを提供する。可動軸の周
囲に空隙を持たせる部材を設けることで可動軸側の主回
路導体まで含めて真空バルブを一体モールドできる。ま
た、部材が絶縁層からなる真空バルブを提供する。ま
た、部材が可撓性材料からなる真空バルブを提供する。
可撓性材料であるから真空バルブに密着させることがで
きる。また、部材の外周を電界緩和リングで覆う真空バ
ルブを提供する。電界緩和リングが真空バルブと同電位
になるので電界緩和が図れる。また、部材の外周の表面
に導電層を形成させた真空バルブを提供する。導電層が
真空バルブと同電位になるので電界緩和が図れる。ま
た、部材が金属からなる真空バルブを提供する。金属部
材が真空バルブと同電位になるので電界緩和が図れる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるエポキシ樹脂
で一体モールドした真空バルブの第1の実施形態につい
て、図面を参照して説明する。図1は、一体モールドし
た真空バルブの断面を示したものである。真空バルブ1
がエポキシ樹脂の絶縁層2で一体モールドされている。
真空バルブ1は、図示していない電力用ケーブルをブッ
シング部2aに接続し主回路導体3から受電される。主
回路導体3は、接続部4で可動軸5に接続されている。
可動軸5は接続部4を貫通していて、接続部4には可動
軸5との接続状態を維持できる接触子が収納されてい
る。また、受電側と同様に図示していない絶縁母線をブ
ッシング部2bに接続し固定軸6と絶縁母線を接続す
る。受電側と同様に凸状のブッシング部2bとなってい
るが、凸状の傾斜角度は接続される部分により若干異な
っている。絶縁層7はEPゴムからなる可撓性材料であ
る。絶縁層7は可動軸5が可動できるように可動軸5と
の間に空隙をもつように可動軸6のまわりにモールドし
てある。また可動軸5には真空バルブ1の接点を開閉す
る操作ロッド8が連結されており、図示していない操作
機構で上下の運動が行われる。操作ロッド8などを組み
立てるためにスペースが設けてある。9は貫通形変流器
であり電源側に設けられている。
【0006】ここで、このような絶縁層で一体モールド
した真空バルブを製造する方法について説明する。真空
バルブ1を絶縁層2でモールドする場合、可動軸側の凹
形状に合わせて凸形状の入れ子と称する金型を装着する
必要があるが、直角に交差している主回路導体3のた
め、真空バルブ1まで凸形状の入れ子を装着することが
できない。このため、可動軸5が可動できるように可動
軸5との間に空隙をもつように可動軸5のまわりと主回
路導体3にあらかじめ絶縁層7をモールドしておく。こ
れらを絶縁層2をモールドする金型に取付けて、絶縁層
7部分を除いた凸形状の入れ子を装着して絶縁層2で一
体モールドする。このようにして、一体の絶縁層2でモ
ールドすることで全体形状の縮小化を図ることができ
る。また、モールド時には約150℃に加熱されるの
で、熱膨張率の大きいEPゴムからなる絶縁層7は膨張
して真空バルブ1に密着する。絶縁層7が真空バルブ1
に密着しシール性が向上するので、エポキシ樹脂が可動
軸側に浸入することを防ぐことができる。また、モール
ドの高温から常温までの冷却時において、絶縁層2のエ
ポキシ樹脂や真空バルブ1のセラミック、主回路導体3
の熱膨張係数は異なるので、残留応力が発生する。しか
しながら、EPゴムからなる絶縁層7がエポキシ樹脂の
収縮に追従して変位するので、エポキシ樹脂側への残留
応力は低減される。このように、絶縁層7は硬化収縮時
の熱応力の緩和も図ることができる。
【0007】さらに、真空バルブ1は、モールドされる
絶縁層2で固定軸側が全面モールドされているが、可動
軸側は可撓性の絶縁層7を介しているので、真空バルブ
1の両端がエポキシ樹脂で拘束されているのではない。
真空バルブ1の形状から円周方向よりも軸方向が長いた
め、軸方向の残留応力が大きくなるが、この残留応力は
両端が拘束されていないので、可動軸側は応力的に見れ
ば開放されている。そのためエポキシ樹脂への残留応力
が低減される。このようにして、残留応力の少ない耐ク
ラック性の優れた真空バルブ1のモールドができる。ま
た、図2には絶縁層2の外周に接地層10を設けた構成
を示す。この場合、電界ストレスが上昇するので、可動
軸5と絶縁層7との間の空隙部の電界が上昇する。この
電界を緩和するため、金属製で網目織りしたシールド1
1を絶縁層7の外周に装着して、これらを一体でエポキ
シ樹脂の絶縁層2をモールドしている。シールド11の
両端部には、リングを設け端部の電界緩和を図ってい
る。シールド11は、真空バルブ1と接触していて同電
位となっている。この構成により、可動軸5と絶縁層7
との間の空隙部は可動軸5が移動できる程度の2〜3m
mのギャップ長であるが、組み立て公差で微少ギャップ
が形成されてもシールド11により電界緩和が図れる。
またシールド11の網目には、エポキシ樹脂が充填し接
着されるが、硬化収縮時などの残留応力を網目で吸収し
てくれるので、耐クラック性にも優れたものとなる。
【0008】また、接地層10は貫通形変流器9の近傍
まで設けてあるので、接地層10端部の電界緩和が図れ
る。これは、貫通形変流器9の電位が主回路と比べて十
分に低く、接地電位と見なしてよい。このため、接地層
10の端部は、貫通形変流器9により電界が抑制され
る。これにより、主回路導体3に接続される図示してい
ないケーブルとの勘合が、電界的に抑制されており容易
となる。また、図3には絶縁層2の外周に接地層10を
設けた構造で、可撓性の絶縁層7の表面に導電層12を
設けた構成を示す。導電層12は、例えばエポキシ樹脂
に銀粉を混合した銀ペイントであり、絶縁層7の表面に
ハケ塗りで設けられている。導電層12は、真空バルブ
1と接触していて同電位となっている。また、電界緩和
のために導電層12の下端にはくぼみが設けてある。こ
の構成により、可動軸5と絶縁層7との間の空隙部に微
少ギャップが形成されても電界緩和が図れる。また、導
電層12は、絶縁層2がモールド時に硬化収縮する時、
同じエポキシ形樹脂のため、絶縁層2側に接着する。し
たがって、エポキシ樹脂の絶縁層2側に残留応力を発生
させることなく、耐クラック性の優れたものになる。ま
た図2と同様に、接地層10が貫通形変流器9の近傍ま
で設けてあるので、接地層10端部の電界緩和が図れ
る。
【0009】次に、第2の実施の形態について説明す
る。図4には真空バルブ1の可動軸側に金属筒13を設
けた構造を示す。金属筒13は、可動軸5を通し真空バ
ルブ1と接続部4との間に設けてある。モールド時にお
いては、まず金属筒13を可動軸5を通して真空バルブ
1と接続部4との間に設ける。これらを絶縁層2をモー
ルドする金型に取付けて、絶縁層2の凹形状に合わせた
凸形状の入れ子を接続部4に密着シールさせる。これ
は、例えば入れ子と接続部4との間にシリコンゴムのよ
うな耐熱性のあるOリングを設ければ容易にできる。エ
ポキシ樹脂を金型に充填してモールドする。金属筒13
は、真空バルブ1と気密に接合されているので、可動軸
5部分にエポキシ樹脂が浸入することはない。この構成
により、真空バルブ1の主回路導体3、可動軸5、固定
軸6などを一体でモールドできるので、全体形状の縮小
化を図ることができる。また、図4では金属筒13の径
は接触部4の径と同程度であるので、可動軸5のまわり
の空隙部は図2、3のときよりも広くなる。このような
構成により、可動軸5と金属筒13との間の空隙部の電
界は、ギャップ長が十分に広いため、抑制されて、絶縁
特性上は良好となる。尚、金属筒13によって可動軸5
と金属筒13との間の空隙部の電界が緩和されている。
【0010】また、図4では金属筒13の径を接触部4
の径と同程度にしているが、金属筒13、接触部4の径
を真空バルブ1の径と同程度にすれば残留応力に少ない
耐クラック性にも優れたものとなる。また、金属筒13
の代わりにあらかじめ絶縁物でつくられた筒を用いても
耐クラック性に優れたものとなる。この場合、図2のよ
うに金属製で網目織りしたシールドを筒の外周に装着し
たり、図3のように筒の表面に導電層を設けたりするこ
とのよって空隙部の電界緩和が図れる。他の実施例とし
て、真空ボトルからなる開閉器、断路器など可動軸を有
している機器の可動部分に、可撓性材料からなる絶縁層
を設け、これらの可動部を固定側も含めてエポキシ樹脂
で一体にモールドすれば、固定軸と可動軸側が一体の形
状となり、全体形状の縮小化が図れ、また、熱応力によ
る残留応力を低減させることができる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、真空バルブの可動軸が
可動できるように可動軸の周囲に空隙を持たせる部材を
設け、真空バルブの固定側から可動側までの主回路部分
を絶縁層で一体モールドしたので、全体形状を縮小化す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるモールド真空バルブの断面を示
す図。
【図2】本発明におけるモールド真空バルブの可動部分
を示す図。
【図3】本発明におけるモールド真空バルブの可動部分
を示す図。
【図4】本発明におけるモールド真空バルブの可動部分
を示す図。
【図5】従来のモールド真空バルブの断面を示す図。
【符号の説明】
1、14・・・真空バルブ 2、7、21・・・絶縁層 3・・・主回路導体 4・・・接続部 5、16・・・可動軸 6、15・・・固定軸 8・・・操作ロッド 9・・・貫通形変流器 10・・・接地層 11・・・シールド 12・・・導電層 13・・・金属筒 17・・・電極 18・・・真空容器 19・・・フランジ 20・・・ベローズ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空容器と、この真空容器の内部から外部
    に導出される固定軸および可動軸と、これらの軸にそれ
    ぞれ固設され且つ前記真空容器内で接離可能な状態で配
    設した固定電極および可動電極とを有し、前記真空容器
    の外側をモールドするモールド真空バルブにおいて、前
    記可動軸と接触している主回路導体と、前記可動軸が可
    動できるように前記可動軸の周囲に空隙を持たせる部材
    と、前記固定軸、前記主回路導体及び前記部材までを一
    体モールドした絶縁層を具備したことを特徴とするモー
    ルド真空バルブ。
  2. 【請求項2】前記部材が絶縁物であることを特徴とする
    請求項記載のモールド真空バルブ。
  3. 【請求項3】前記部材が可撓性材料からなることを特徴
    とする請求項1乃至請求項2のいずれかに記載のモール
    ド真空バルブ。
  4. 【請求項4】前記部材の外周を電界緩和リングで覆うこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
    のモールド真空バルブ。
  5. 【請求項5】前記部材の外周の表面に導電層を形成させ
    たことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに
    記載のモールド真空バルブ。
  6. 【請求項6】前記部材が金属であることを特徴とする請
    求項1乃至請求項3のいずれかに記載のモールド真空バ
    ルブ。
  7. 【請求項7】真空容器と、この真空容器の内部から外部
    に導出される固定軸および可動軸と、これらの軸にそれ
    ぞれ固設され且つ前記真空容器内で接離可能な状態で配
    設した固定電極および可動電極とを有する真空バルブを
    絶縁層でモールドするモールド真空バルブの製造方法で
    あって、前記可動軸が可動できるように前記可動軸の周
    囲に空隙を持たせる部材で覆う第1の工程と、可動軸側
    には入れ子を装着し前記真空バルブ、前記主回路導体及
    び前記部材を金型に組み込み絶縁層で一体モールドする
    第2の工程とからなるモールド真空バルブの製造方法。
  8. 【請求項8】真空容器と、この真空容器の内部から外部
    に導出される固定軸および可動軸と、これらの軸にそれ
    ぞれ固設され且つ前記真空容器内で接離可能な状態で配
    設した固定電極および可動電極とを有する真空バルブを
    絶縁層でモールドするモールド真空バルブの製造方法で
    あって、前記可動軸が可動できるように前記可動軸の周
    囲に空隙を持たせる部材で覆う第1の工程と、前記部材
    の外周を電界緩和リングで覆う第2の工程と、可動軸側
    には入れ子を装着し前記真空バルブ、前記主回路導体及
    び前記部材を金型に組み込み絶縁層で一体モールドする
    第3の工程とからなるモールド真空バルブの製造方法。
  9. 【請求項9】真空容器と、この真空容器の内部から外部
    に導出される固定軸および可動軸と、これらの軸にそれ
    ぞれ固設され且つ前記真空容器内で接離可能な状態で配
    設した固定電極および可動電極とを有する真空バルブを
    絶縁層でモールドするモールド真空バルブの製造方法で
    あって、前記可動軸が可動できるように前記可動軸の周
    囲に空隙を持たせる部材で覆う第1の工程と、前記部材
    の外周の表面に導電層を形成させる第2の工程と、可動
    軸側には入れ子を装着し前記真空バルブ、前記主回路導
    体及び前記部材を金型に組み込み絶縁層で一体モールド
    する第3の工程とからなるモールド真空バルブの製造方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101866765A (zh) * 2009-04-20 2010-10-20 施耐德电器工业公司 一种用于中压断路器的主回路装配方法
JP2012228796A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Toshiba Corp 樹脂注型金型

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