JP2013176262A

JP2013176262A - 固体絶縁機器およびその製造方法

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Publication number: JP2013176262A
Application number: JP2012040293A
Authority: JP
Inventors: Rika Takigawa; りか滝川; Jun Matsuzaki; 順松崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-05

Abstract

【課題】注型物表面に付着している離型剤を容易に除去することができ、接地層の付着力を向上させる。
【解決手段】電気系統を構成する真空バルブや中心導体２、８のような電気部材と、電気部材の周りに注型により設けられた絶縁層３、１０と、絶縁層３、１０の表面に設けられた接地層５、１４とを備え、接地層５、１４は、離型剤を塗布して作業性を向上させた樹脂注型金型から取出した注型物表面に、高エネルギー照射を行うプラズマ処理を施し、表面を粗面とすることなく離型剤を除去し、導電性塗料を塗布して設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、電気部材をエポキシ樹脂で注型した固体絶縁機器およびその製造方法に関する。

従来、固体絶縁スイッチギヤには、真空バルブ、主回路導体のような電気系統を構成する電気部材をエポキシ樹脂で注型し、絶縁層を設けた固体絶縁機器が用いられている。絶縁層の外周には、電界緩和を図るため、導電性塗料を塗布して形成した接地層が設けられている。絶縁層表面には、接着力を向上させるため、サンドブラスト処理が施されている（例えば、特許文献１参照。）。

ここで、注型においては、樹脂注型金型にシリコーン樹脂系離型剤を塗布し、注型作業の効率向上が図られている。このため、樹脂注型金型から取出した注型物表面にも離型剤が付着する。この状態でサンドブラスト処理を施すと、離型剤が除去できるものの、処理が不充分であると、表面ににじみ出ることがある。この状態で導電性塗料を塗布すると、にじみ出た部分では接着力が劣り、剥離を起こすことがある。すると、電界分布が乱れ、絶縁層が絶縁劣化を起こす。なお、離型剤を完全に除去しようとすると、サンドブラスト処理作業が長時間となるとともに、注型物がやせ細り、所定寸法を維持できなくなることがある。

特開２００５−２５１４１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、注型物表面に付着している離型剤をサンドブラスト処理で完全に除去することが困難な作業であり、所定寸法の維持も困難となる。このため、注型物表面に付着している離型剤を容易に除去することのできる固体絶縁機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、実施形態の固体絶縁機器は、電気系統を構成する電気部材と、前記電気部材の周りに注型により設けられた絶縁層と、前記絶縁層の表面に設けられた接地層とを備え、前記接地層は、樹脂注型金型から取出した注型物表面にプラズマ処理を施し、導電性塗料を塗布して設けたことを特徴とする。

本発明の実施例１に係る固体絶縁機器の構成を示す断面図。本発明の実施例１に係る固体絶縁機器の製造方法を説明する図。本発明の実施例２に係る固体絶縁機器の製造方法を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係る固体絶縁機器を図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る固体絶縁機器の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る固体絶縁機器の製造方法を説明する図である。なお、固体絶縁機器を界面接続部を用いて説明する。

図１に示すように、固体絶縁スイッチギヤには、電気系統を構成する真空バルブや主回路導体などの電気部材をエポキシ樹脂で注型した固体絶縁機器１が用いられている。固体絶縁機器１には、主回路となる第１の中心導体２が導出され、その周りにエポキシ樹脂を注型して所定形状に形成した第１の絶縁層３が設けられている。第１の絶縁層３の端部には、窪んだ円錐状の第１の界面接続部４が設けられている。第１の絶縁層３の外周には、第１の界面接続部４を除き、後述する第１の接地層５が設けられている。第１の絶縁層３端部の四隅には、埋め金６が埋め込まれている。なお、固体絶縁機器１にも、上述と同様の第１の絶縁層３と第１の接地層５が設けられている。

第１の中心導体２には、端面に凹部７が設けられており、この凹部７に第２の中心導体８が接触子９を介して接続される。第２の中心導体８の周りには、第１の絶縁層３と同様のエポキシ樹脂を注型して所定形状に形成した第２の絶縁層１０が設けられている。端部は、突出した円錐状の第２の界面接続部１１となっている。第２の界面接続部１１と第１の界面接続部４間には、可撓性絶縁物１２が設けられ、ボルト１３で締付け固定することにより、良好な界面接続が行われている。第２の絶縁層１０の外周には、後述する第１の接地層５と同様の第２の接地層１４が設けられている。

第１の接地層５、第２の接地層１４は、銀粉、銅粉、銀メッキ銅粉、カーボン粉などの導電性粉をアクリル樹脂のような熱硬化性樹脂に混合した導電性塗料を塗布して形成するものである。塗膜は、２０〜３０μｍ（許容範囲１５〜１００μｍ）である。

次に、第１、第２の接地層５、１４の形成方法を図２を参照して説明する。

図２に示すように、注型が完了すると、注型物を樹脂注型金型から取出す（ｓｔ１）。注型物には、従来と同様に、シリコーン樹脂系離型剤が付着している。この状態において、プラズマ処理（コロナ放電）を行う（ｓｔ２）。プラズマ処理の条件は、処理用ガスに例えば窒素を用い、出力１２００Ｗ、処理幅４０〜５０ｍｍ、被処理物までの距離１５ｍｍ（許容範囲１０〜５０ｍｍ）、処理速度１ｍ／分であり、２回の照射を行った。

この処理では、高エネルギーの電子やイオンが衝突して被処理物表面にラジカルやイオンが生成され、周囲のオゾン、酸素、窒素、水分などに反応し、カルボニル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、シアノ基などの極性官能基が導入される。これにより、被処理物表面の洗浄および改質を同時に行うことができ、表面のぬれ性を著しく向上させることができる。プラズマ処理の照射回数を増やすほど効果を上げることができる。

ＪＩＳＫ６７６８プラスチックフィルムおよびシートぬれ張力試験に準じ、純水を一滴滴下してぬれ接触角を測定した結果、プラズマ処理後では、ぬれ張力６７〜７３張力ｍＮ／ｍ、ぬれ接触角５５〜７０度であった。処理前では、ぬれ張力３０＞ｍＮ／ｍ、ぬれ接触角１５０〜１４０度であった。即ち、注型物表面の離型剤の殆どが除去され、ぬれ性が向上している。

次に、処理面に、カーボン粉入り導電性塗料（藤倉化成製Ｈ４Ｈ５）を塗布した（ｓｔ３）。これを、温度１２０℃、５時間で硬化させた（ｓｔ４）。この塗膜を、ＡＳＴＭＤ３３５９碁盤目＋セロハンテープ試験に準じ、接着力の確認をしたが、良好な結果であった。

これにより、従来のようなサンドブラスト処理で表面を粗面にすることなく、第１、第２の接地層５、１４を強固な接着力で設けることができる。第１、第２の絶縁層３、１０表面では、サンドブラスト処理によりやせ細ることはなく、所定寸法を維持することができる。また、このプラズマ処理では、表面に満遍なく照射するので、複雑な形状やコーナーにも適用することができ、特に、隅に残留している離型剤の除去を容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

上記実施例１の固体絶縁機器によれば、離型剤が付着した注型物にプラズマ処理を施し、導電性塗料を塗布して第１、第２の接地層５、１４を設けているので、強固な接着力を得ることができる。

次に、本発明の実施例２に係る固体絶縁機器を図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２に係る固体絶縁機器の製造方法を説明する図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、注型後に脱脂をすることである。図３において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示すように、樹脂注型金型から注型物を取出した後（ｓｔ１）、脱脂を行い（ｓｔ１−１）、プラズマ処理を行った（ｓｔ２）。脱脂は、トルエンと、シリコーン溶解剤（カネコ化学製ｅソルブ２１ＲＳ）を用いた。

脱脂した後、実施例１と同様にプラズマ処理後の接触角を測定した結果、トルエンでは、ぬれ張力７３＜Ｎｍ／ｍ、ぬれ接触角２５〜４０度であった。シリコーン溶解剤では、ぬれ張力７３＜Ｎｍ／ｍ、ぬれ接触角８〜１２度であった。その後、導電性塗料を塗布し、接着力を確認したが、いずれも良好な結果であった。

上記実施例２の固体絶縁機器によれば、実施例１による効果のほかに、ぬれ性が更に向上し、第１、第２の接地層５、１４の接着力を強固にすることができる。

以上述べたような実施形態によれば、プラズマ処理により離型剤を除去するようにしているので、接地層を強固に接着させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１固体絶縁機器
２、８中心導体
３、１０絶縁層
４、１１界面接続部
５、１４接地層
６埋め金
７凹部
９接触子
１２可撓性絶縁物
１３ボルト

Claims

電気系統を構成する電気部材と、
前記電気部材の周りに注型により設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の表面に設けられた接地層とを備え、
前記接地層は、樹脂注型金型から取出した注型物表面にプラズマ処理を施し、導電性塗料を塗布して設けたことを特徴とする固体絶縁機器。
前記注型物を脱脂し、前記プラズマ処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の固体絶縁機器。
前記電気部材は、界面接続部であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体絶縁機器。
樹脂注型金型で注型物を製造する工程と、
前記注型物の表面にプラズマ処理を施す工程と、
前記注型物の表面に導電性塗料を塗布する工程と、
前記導電性塗料を乾燥させる工程と、
を備えたことを特徴とする固体絶縁機器の製造方法。
前記プラズマ処理前に、前記注型物の表面を脱脂する工程を追加したことを特徴とする請求項４に記載の固体絶縁機器。
前記脱脂は、トルエンもしくはシリコーン溶解剤で行うことを特徴とする請求項５に記載の固体絶縁機器。