JP2014182876A - 樹脂モールド真空バルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】電界緩和シールドの電界強度を抑制し、絶縁層の絶縁厚さを薄くする。
【解決手段】真空絶縁容器1と、真空絶縁容器1の一方端開口部に封着された固定側封着金具2と、他方端開口部に封着された可動側封着金具3と、固定側封着金具2の周りに設けられた固定側電界緩和シールド20と、可動側封着金具3の周りに設けられた可動側電界緩和シールド22と、真空絶縁容器1、固定側電界緩和シールド20、可動側電界緩和シールド22の周りに設けられた絶縁層13と、絶縁層13の周りに設けられた接地層14とを備えた樹脂モールド真空バルブであって、固定側電界緩和シールド20と可動側電界緩和シールド22とを断面楕円状のパイプ状とするとともに、長円側を真空絶縁容器1の軸方向と平行させたことを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】真空絶縁容器1と、真空絶縁容器1の一方端開口部に封着された固定側封着金具2と、他方端開口部に封着された可動側封着金具3と、固定側封着金具2の周りに設けられた固定側電界緩和シールド20と、可動側封着金具3の周りに設けられた可動側電界緩和シールド22と、真空絶縁容器1、固定側電界緩和シールド20、可動側電界緩和シールド22の周りに設けられた絶縁層13と、絶縁層13の周りに設けられた接地層14とを備えた樹脂モールド真空バルブであって、固定側電界緩和シールド20と可動側電界緩和シールド22とを断面楕円状のパイプ状とするとともに、長円側を真空絶縁容器1の軸方向と平行させたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明の実施形態は、真空バルブを絶縁材料でモールドした樹脂モールド真空バルブに関する。
従来、接離自在の一対の接点を有する真空バルブをエポキシ樹脂でモールドし、外部絶縁補強をしたものが知られている。この場合、真空バルブを構成する封着金具の周りには、電界緩和シールドを設け、絶縁層に加わる電界強度の低減が図られている(例えば、特許文献1参照。)。
この種の樹脂モールド真空バルブを図4に示すが、アルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器1の両端開口部には、円板状の固定側封着金具2と可動側封着金具3が封着されている。固定側封着金具2には、固定側通電軸4が貫通固定され、端部に固定側接点5が固着されている。固定側接点5に対向し、接離自在の可動側接点6が可動側封着金具3を移動自在に貫通する可動側通電軸7に固着されている、可動側通電軸7の中間部には、伸縮自在のベローズ8の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具3の開口部に封着されている。接点5、6の周りには、筒状のアークシールド9が設けられ、金属蒸気の拡散を防止している。
一方、固定側封着金具2の周りには、断面L字状でリング状の固定側電界緩和シールド10が設けられている。可動側封着金具3の周りにも、断面L字状でリング状の可動側電界緩和シールド11が設けられている。可動側電界緩和シールド11には、樹脂浸入防止筒12が連接され、可動側通電軸7に樹脂が流れ込まないようになっている。真空絶縁容器1、電界緩和シールド10、11の周りには、エポキシ樹脂をモールドした絶縁層13が設けられている。絶縁層13の外周には、接地層14が設けられている。なお、絶縁層13の軸方向の両端には、テーパ状の界面接続部が設けられ、他の電気機器との接続が行われる。
これにより、エポキシ樹脂の優れた絶縁耐力により、真空絶縁容器1の外部沿面絶縁特性を大幅に向上させることができる。しかしながら、電界緩和シールド10、11の外周の曲率半径Rは、数mm程度であり、電界緩和には限界があった。このため、絶縁層13の絶縁厚さを、定格電圧20〜60kVクラスで10数〜数10mmと厚くしなければならなかった。充填材を充填したエポキシ樹脂では、比重が約2であり、絶縁厚さが厚くなると、絶縁層13自体が重量化する。なお、電界緩和シールド10、11の曲率半径Rを大きくして電界緩和を図ろうとすると、板状金属材を加工したものでは電界緩和シールド10、11では、それ自体が重量物となる。これらのことより、効率的な電界緩和を図って、絶縁層13の絶縁厚さを薄くでき、軽量化を図れるものが望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、絶縁層13の絶縁厚さを薄くでき、軽量化を図ることのできる樹脂モールド真空バルブを提供することにある。
上記課題を解決するために、実施形態の樹脂モールド真空バルブは、筒状の真空絶縁容器と、前記真空絶縁容器の一方端開口部に封着された固定側封着金具と、前記真空絶縁容器の他方端開口部に封着された可動側封着金具と、前記固定側封着金具の周りに設けられた固定側電界緩和シールドと、前記可動側封着金具の周りに設けられた可動側電界緩和シールドと、前記真空絶縁容器、前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドの周りに設けられた絶縁層と、前記絶縁層の周りに設けられた接地層とを備えた樹脂モールド真空バルブであって、前記固定側電界緩和シールドと前記可動側電界緩和シールドとを断面楕円状のパイプ状とするとともに、長円側を前記真空絶縁容器の軸方向と平行させたことを特徴とする。
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に係る樹脂モールド真空バルブを図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る樹脂モールド真空バルブの構成を示す半断面図である。なお、従来と同様の構成部分は、同一符号を付した。
図1に示すように、アルミナ磁器からなる筒状の真空絶縁容器1の両端開口部には、円板状の固定側封着金具2と可動側封着金具3が封着されている。固定側封着金具2には、固定側通電軸4が貫通固定され、端部に固定側接点5が固着されている。固定側接点5に対向し、接離自在の可動側接点6が可動側封着金具3を移動自在に貫通する可動側通電軸7に固着されている、可動側通電軸7の中間部には、伸縮自在のベローズ8の一方端が封着され、他方端が可動側封着金具3の開口部に封着されている。接点5、6の周りには、筒状のアークシールド9が設けられ、金属蒸気の拡散を防止している。これらは、従来と同様である。
一方、固定側封着金具2の周りには、断面楕円状でパイプ状の固定側電界緩和シールド20が設けられ、固定側固定板21で固定されている。可動側封着金具3の周りにも、固定側と同様の断面楕円状でパイプ状の可動側電界緩和シールド22が設けられ、可動側固定板23で固定されている。電界緩和シールド20、22の長円側は、真空絶縁容器1の軸方向と平行する。可動側通電軸7の外周には、樹脂が流れ込まないように、樹脂浸入防止筒12が設けられている。真空絶縁容器1、電界緩和シールド20、22の周りには、エポキシ樹脂をモールドした絶縁層13が設けられている。絶縁層13の外周には、接地層14が設けられている。なお、絶縁層13の軸方向の両端には、テーパ状の界面接続部が設けられ、他の電気機器との接続が行われる。
ここで、電界緩和シールド20、22は離間しているが、見かけ上の外周は、長円側が連続した配置で真空絶縁容器1と同軸上の配置となる。電界緩和シールド20、22の外径φ1の最大は、真空絶縁容器1の外径φ2の自然対数のe倍(約2.7倍)としている。このため、電界緩和効果を最大限に引出すことができ、電界強度を大きく低下させることができる。これにより、絶縁層13の絶縁厚さを従来よりも薄くすることができる。断面楕円状は、断面L字状の曲面や断面円状のものと比べても長円側の曲率半径が大きく、電界緩和効果が大きい。なお、封着金具2、3の電界緩和を目的としているので、短円側の曲率半径は封着金具2、3の板厚以上とする。
また、電界緩和シールド20、22がパイプ状のため、それ自体が軽量である。更に、中空部を真空にすれば、真空絶縁容器1内と同様の雰囲気となり、モールド時の温度分布が改善され、絶縁層13の残留応力を抑制することができる。
上記実施例1の樹脂モールド真空バルブによれば、封着金具2、3の外周に、断面楕円状の電界緩和シールド20、22を設けるとともに、長円側を軸方向と平行に配置しているので、大きな電界緩和効果を得ることができる。このため、絶縁層13の絶縁厚さを薄くすることができ、軽量化を図ることができる。
次に、本発明の実施例2に係る樹脂モールド真空バルブを図2を参照して説明する。図2は、本発明の実施例2に係る樹脂モールド真空バルブの構成を示す半断面図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、真空バルブに中間電位があることである。図2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2に示すように、真空絶縁容器1a、1bを二本連結している。連結部分には、リング状の封着管24を設け、その外周に断面楕円状の中間電界緩和シールド25を設けている。長円側は、軸方向と平行している。封着管24の内側には、アークシールド9が固定されている。
ここで、中間電界緩和シールド25は、電位が約50%となるため、固定側、可動側電界緩和シールド20、22の約半分の曲率半径としている。即ち、中間電界緩和シールド25の長円側と短円側の曲率半径を電位に比例して小さくしている。電界強度は、固定側、可動側電界緩和シールド20、22と同様となり、軸方向で電界強度を同様とする電界平準化を図ることができる。
上記実施例2の樹脂モールド真空バルブによれば、実施例1による効果のほかに、中間電位を持つ中間電界緩和シールド25部分においても、絶縁層13の絶縁厚さを薄くすることができる。
次に、本発明の実施例3に係る樹脂モールド真空バルブを図3を参照して説明する。図3は、本発明の実施例3に係る樹脂モールド真空バルブの構成を示す半断面図である。なお、この実施例3が実施例1と異なる点は、電界緩和シールドをレーストラック状としたことである。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、固定側電界緩和シールド20、可動側電界緩和シールド22を断面レーストラック状とし、長円側を軸方向と平行させている。なお、実施例2のように中間電位がある場合も同様に、断面レーストラック状の中間電界緩和リングを設けるものとする。
上記実施例3の樹脂モールド真空バルブによれば、固定側、可動側電界緩和シールド20、22がより効率よく真空絶縁容器1の同軸上に配置されるため、大きな電界緩和効果を得ることができる。
以上述べたような実施形態によれば、絶縁層に埋め込まれる電界緩和シールドの電界強度を大幅に低下させることができ、絶縁層の絶縁厚さを薄くすることができる。
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、1a、1b 真空絶縁容器
2 固定側封着金具
3 可動側封着金具
10、20 固定側電界緩和シールド
11、22 可動側電界緩和シールド
13 絶縁層
14 接地層
24 封着管
25 中間電界緩和シールド
2 固定側封着金具
3 可動側封着金具
10、20 固定側電界緩和シールド
11、22 可動側電界緩和シールド
13 絶縁層
14 接地層
24 封着管
25 中間電界緩和シールド
Claims (6)
- 筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の一方端開口部に封着された固定側封着金具と、
前記真空絶縁容器の他方端開口部に封着された可動側封着金具と、
前記固定側封着金具の周りに設けられた固定側電界緩和シールドと、
前記可動側封着金具の周りに設けられた可動側電界緩和シールドと、
前記真空絶縁容器、前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドの周りに設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の周りに設けられた接地層とを備えた樹脂モールド真空バルブであって、
前記固定側電界緩和シールドと前記可動側電界緩和シールドとを断面楕円状のパイプ状とするとともに、長円側を前記真空絶縁容器の軸方向と平行させたことを特徴とする樹脂モールド真空バルブ。 - 前記真空絶縁容器を二本連結し、その連結部の外周に断面楕円状でパイプ状の中間電界緩和シールドを設けるとともに、長円側を前記真空絶縁容器の軸方向と平行させ、且つ曲率半径を電位に比例させて前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドよりも小さくしたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂モールド真空バルブ。
- 筒状の真空絶縁容器と、
前記真空絶縁容器の一方端開口部に封着された固定側封着金具と、
前記真空絶縁容器の他方端開口部に封着された可動側封着金具と、
前記固定側封着金具の周りに設けられた固定側電界緩和シールドと、
前記可動側封着金具の周りに設けられた可動側電界緩和シールドと、
前記真空絶縁容器、前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドの周りに設けられた絶縁層と、
前記絶縁層の周りに設けられた接地層とを備えた樹脂モールド真空バルブであって、
前記固定側電界緩和シールドと前記可動側電界緩和シールドとを断面レーストラック状のパイプ状とするとともに、長円側を前記真空絶縁容器の軸方向と平行させたことを特徴とする樹脂モールド真空バルブ。 - 前記真空絶縁容器を二本連結し、その連結部の外周に断面レーストラック状でパイプ状の中間電界緩和シールドを設けるとともに、長円側を前記真空絶縁容器の軸方向と平行させ、且つ曲率半径を電位に比例させて前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドよりも小さくしたことを特徴とする請求項3に記載の樹脂モールド真空バルブ。
- 前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドの中空部を真空としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の樹脂モールド真空バルブ。
- 前記固定側電界緩和シールド、前記可動側電界緩和シールドの外径の最大を、前記真空絶縁容器の外径のe倍としたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の樹脂モールド真空バルブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013054746A JP2014182876A (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 樹脂モールド真空バルブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013054746A JP2014182876A (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 樹脂モールド真空バルブ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014182876A true JP2014182876A (ja) | 2014-09-29 |
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ID=51701406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013054746A Pending JP2014182876A (ja) | 2013-03-18 | 2013-03-18 | 樹脂モールド真空バルブ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2014182876A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023083498A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Eaton Intelligent Power Limited | Toroidal encapsulation for high voltage vacuum interrupters |
-
2013
- 2013-03-18 JP JP2013054746A patent/JP2014182876A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023083498A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Eaton Intelligent Power Limited | Toroidal encapsulation for high voltage vacuum interrupters |
US11862419B2 (en) | 2021-11-15 | 2024-01-02 | Eaton Intelligent Power Limited | Toroidal encapsulation for high voltage vacuum interrupters |
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