JPH08306281A

JPH08306281A - 真空遮断器用真空バルブ

Info

Publication number: JPH08306281A
Application number: JP15426895A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Furusawa; 正幸古沢; Yukio Osawa; 雪雄大沢; Nobuyuki Otaka; 信行尾高; Kazuo Shibata; 和郎柴田; Koji Tago; 幸治田子
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-03-08
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1996-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】真空容器外表面の絶縁塗料塗布時間を短縮す
る。【構成】真空バルブを構成するセラミックス製の真空容
器１の外表面に釉薬を塗布する代わりに、絶縁塗料を塗
布して平滑な保護層９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空遮断器に使用さ
れる真空バルブ、特に、その真空容器の外表面を短時間
で被覆する保護層に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空バルブは、真空容器の内部に開閉接
点を収納し、高圧回路の開閉性能を備えたものである。
図４は、従来の真空遮断器用真空バルブの構成を示す断
面図である。真空容器１が筒状のセラミックス材よりな
り、真空容器１の外表面が釉薬（いわゆる、うわぐす
り）を焼き付けて形成した保護層１０で覆われている。
真空容器１の内壁には金属製のアークシールド５が接合
されている。真空容器１の内部には、接点となる可動接
触子４Ａと固定接触子４Ｂとが接離可能に配されてい
る。可動接触子４Ａは可動ロッド３Ａに接合され、一
方、固定接触子４Ｂは固定ロッド３Ｂに接合されてい
る。さらに、可動ロッド３Ａはベローズ７を介して金属
フランジ２Ａに接合され、固定ロッド３Ｂは金属フラン
ジ２Ｂに直接、接合されている。ベローズ７の可動接触
子４Ａ側はベローズカバー６で覆われている。真空容器
１の両端にはメタライジング層８が施され、このメタラ
イジング層８に金属フランジ２Ａ，２Ｂがそれぞれ接合
されている。金属フランジ２Ａには、真空封止された排
気パイプ１１が取り付けられてあり、真空容器１の内部
は真空に保たれている。

【０００３】図４は真空バルブが投入の状態にある場合
の構成であり、可動ロッド３Ａと固定ロッド３Ｂとを主
回路に介装することによって主回路を開閉する。可動ロ
ッド３Ａを上方へ駆動することによって、可動接触子４
Ａと固定接触子４Ｂとが開閉される。ベローズ７は、可
動ロッド３Ａを気密の状態で可動的に真空容器１の外部
に引き出すものである。アークシールド５は、電流開閉
時に生ずるアークで真空容器１の内壁が汚損するのを防
ぐためのもの、ベローズカバー６も同じく電流開閉時に
生ずるアークからベローズ７を保護するためのものであ
る。排気パイプ１１は、封じ切る前は図示されていない
真空ポンプに接続され、１０^-2Ｐａ（パスカル）以下に
真空容器１の内部が排気された後、排気パイプ１１がそ
の途中で押しつぶされ封じ切られる。

【０００４】図４において、釉薬を真空容器１に焼き付
けて保護層１０を設ける目的は、真空容器１の表面を平
滑にし汚損を防止することにある。すなわち、一般にセ
ラミックスは、その表面が微小な凸凹状態になってい
る。そのために、釉薬がないと、そこに大気中の塵埃な
どが付着しやすく、一旦塵埃が付着するとメンテナンス
のときの清掃でも落ちにくくなる。これでは、絶縁性能
の低下を招くので、汚れが付着しにくく、かつ簡単に落
ちるように表面を滑らかにしている。

【０００５】図４の真空容器１は、１）絶縁破壊電圧が
高いこと、２）汚損特性に優れていること、３）機械的
強度が高いこと、４）真空の気密性に優れていることな
どの性能が要求される。そのために、真空容器１の材質
としては、ホウ酸ガラスやアルミナセラミックスが用い
られるが、最近は機械的強度がより高いアルミナセラミ
ックスの方を用いることが多くなっている。

【０００６】図４の真空バルブの製造工程としては、ま
ず真空容器１がアルミナセラミックスによって筒状に焼
成される。次に、真空容器１に外表面に釉薬が塗布、焼
成される。この真空容器１において、金属を接合する部
分には予めメタライジングが施される。真空容器１の内
部に収納部品を収めた後、真空容器１端面のメタライジ
ング層８に金属フランジ２Ａ、２Ｂが接合される。

【０００７】真空容器１の成形では、まず材料としてア
ルミナ粉末（Ａ１₂Ｏ₃）にシリカ（ＳｉＯ₂）、炭酸
カルシウム（ＣａＣＯ₃）が加えられ、これら粉末は粉
砕、混合され、泥土の混合粉に形成される。この混合粉
は、霧状に噴出させながら乾燥される。乾燥された混合
粉は９．８ｋＮ（１ ton・ｆ／mm²）の圧力で筒状に加
圧成形され、１，５００℃以上の温度で加熱、焼成され
る。

【０００８】次の釉薬塗布の工程では、滑石や長石の混
合粉に有機溶剤を添加した釉薬が真空容器１の外表面に
スプレーによって塗布され、真空容器１自体の焼成温度
よりも低い温度で加熱、焼成される。次のメタライジン
グ工程では、真空容器１のメタライジングすべき部分
（真空容器１の端面や内壁面など）に金属粉と有機溶剤
を混ぜたメタライズペーストが塗布される。この塗布層
は、水分を含んだ弱還元性の雰囲気で釉薬の塗布工程よ
り低い温度で加熱、焼成され保護層１０を形成する。さ
らに、Ｎｉメッキが施されメタライジング層８が形成さ
れる。

【０００９】次に、この真空容器１の内壁面の図示され
てないメタライジング層にアークシールド５が銀ろう付
けされる。さらに、可動接触子４Ａや固定接触子４Ｂな
どの収納部品が収められ、金属フランジ４Ａ，４Ｂがメ
タライジング層８に銀ろう付けされる。なお、図４にお
いて、金属フランジ４Ａ，４Ｂが錆び易い材料で形成さ
れている場合、真空バルブ製造工程の最後に金属フラン
ジ４Ａ，４Ｂの外表面に防錆塗料が塗布される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は、保護層の形成に多大の時間を要
するという問題があった。すなわち、保護層の形成にお
いては、塗布した釉薬を焼成した後に急激に冷却すると
真空容器にクラックが発生してしまう。そのために、そ
の冷却は徐々に降温されねばならなかった。保護層の形
成工程には５日ないし７日位必要であったが、そのう
ち、殆どの時間が冷却工程に費やされていた。この釉薬
保護層の形成工程が真空バルブの製造上のネックとなっ
ており、コストアップの要因にもなっていた。

【００１１】この発明の目的は、真空容器表面の保護層
の形成材料を変えることにより真空バルブの製造時間を
短縮させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、筒状のセラミックス材よりなる
真空容器の両端に金属フランジが接合され、絶縁性でか
つ表面が平滑な保護層が真空容器の外表面に形成される
とともに、真空容器の内部に互いに接離可能な固定接触
子と可動接触子とが収納され、この固定接触子および可
動接触子がそれぞれ真空容器内で固定ロッドおよび可動
ロッドの一方端に接合され、この固定ロッドおよび可動
ロッドの他方端がそれぞれ前記金属フランジから固定的
または可動的に外部に引き出されてなる真空バルブにお
いて、真空容器の外表面の保護層を絶縁性の合成樹脂で
形成してなるものとするとよい。

【００１３】または、かかる構成において、真空容器外
表面の保護層を形成する合成樹脂がエポキシ樹脂である
ものとしてもよい。または、かかる構成において、真空
容器外表面の保護層を形成する合成樹脂がメラミン樹脂
であるものとしてもよい。または、かかる構成におい
て、真空容器外表面の保護層の色が真空容器外表面の色
と異なるものとしてもよい。

【００１４】または、かかる構成において、金属フラン
ジの外表面が真空容器外表面の保護層と同じ材料で覆わ
れなるものとしてもよい。または、かかる構成におい
て、真空容器の外表面を波形にうねらすひだが周回状に
形成されたものとしてもよい。

【００１５】

【作用】この発明の構成によれば、真空容器の外表面の
保護層がエポキシ樹脂やメラミン樹脂などの合成樹脂で
形成される。合成樹脂は、予め溶剤と混合されたものを
スプレーなどによって塗布すれば、真空容器の外表面を
平滑に仕上げることができる。合成樹脂を塗布して形成
した保護層は、熱風などによる簡単な乾燥だけで済むの
で釉薬で形成した保護層のように長い冷却時間が不要で
ある。そのために、真空バルブの製造時間が大幅に短縮
される。

【００１６】また、かかる構成において、真空容器外表
面の保護層の色を真空容器外表面の色と異なるようにす
る。それによって、万一、保護層にかすれた部分が残っ
ていたり、剥がれた部分や亀裂が生ずると、その下地で
ある真空容器自体の色が現れ、それらの欠陥を直ぐに発
見することができる。また、かかる構成において、金属
フランジの外表面が真空容器外表面の保護層と同じ材料
で覆われる。合成樹脂製の保護層は水分の浸入も抑える
ので防錆層にもなる。これにより、金属フランジの外表
面に防錆処理が必要な場合、真空容器外表面に保護層を
塗布するときに金属フランジの外表面も保護層と同一の
材料で同時に塗布すると、金属フランジ防錆処理の手間
と時間とが省かれる。

【００１７】また、かかる構成において、真空容器の外
表面を波形にうねらすひだが周回状に形成される。この
ひだを設けると、真空バルブ外表面の保護層に沿った漏
洩絶縁距離が増す。

【００１８】

【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１は、この発明の実施例にかかる真空遮断器用真
空バルブの構成を示す断面図である。真空容器１の外表
面が合成樹脂の保護層９で覆われている。その他は、図
４の従来の構成と同じであり、従来と同じ部分には同一
参照符号を付け、詳細な説明をここで繰り返すことは省
略する。

【００１９】エポキシ樹脂またはメラミン樹脂などをの
合成樹脂を溶剤とともにスプレーによって真空容器１の
外表面に噴霧し、約２０〜６０μｍ厚さの保護層９を形
成する。これによって、真空容器１のセラミックス表面
の微小凸凹を覆うとともに、その表面を平滑にする。塗
布後の乾燥は、常温の風で行ってもよいが、数十度の熱
風で行ってもよい。この保護層９を形成する工程は、こ
の乾燥時間を含めて３０分程度で終わる。

【００２０】合成樹脂の保護層９は、真空容器１の焼成
温度やメタライジングの加熱温度である数百度ないし千
度以上の高温には耐えないので、合成樹脂の塗布は真空
バルブが完成した後に行われる。すなわち、真空容器１
の焼成、メタライジング、真空容器１の内部部品の収
納、金属フランジ２Ａ，２Ｂのメタライジング層８への
銀ろう付けが終わった後に、樹脂塗料が真空容器１の外
表面にスプレーされる。その際、図１のように合成樹脂
の保護層９が、メタライジング層８の表面を覆っても性
能上は何の支障もない。

【００２１】図１の構成の真空バルブについて、浸液
性、絶縁抵抗、絶縁破壊電圧、耐熱性、耐アーク性、耐
トラッキング性について検証試験が行われたが、いずれ
も良好な結果が得られた。なお、図１において、保護層
９の色を真空容器１自体の色と異なるようにする。真空
容器１の色は、セラミックスなので通常は白色に近い。
したがって、保護層９を合成樹脂に着色材を添加したも
のにし、例えば、茶色の保護層９としておけば、万一、
保護層９にかすれた部分が残っていたり、または、剥が
れた部分や亀裂が生ずると、その下地である真空容器１
の白色が現れ、それらの欠陥を直ぐに発見することがで
きる。

【００２２】図２は、この発明の異なる実施例にかかる
真空遮断器用真空バルブの構成を示す断面図である。金
属フランジ２Ａ，２Ｂの外表面が真空容器１外表面の保
護層１３と同じ材料で覆われている。その他は、図１の
構成と同じである。合成樹脂製の保護層１３は水分の浸
入も抑えるので防錆層にもなる。これにより、金属フラ
ンジ２Ａ，２Ｂの外表面に防錆処理が必要な場合、真空
容器１外表面に保護層１３を塗布するときに金属フラン
ジ２Ａ，２Ｂの外表面も同時に塗布すると、金属フラン
ジ２Ａ，２Ｂの防錆処理の手間と時間とを省くことがで
きる。

【００２３】図３は、この発明のさらに異なる実施例に
かかる真空遮断器用真空バルブの構成を示す断面図であ
る。真空容器１４の外表面を波形にうねらすひだ１４Ａ
が、真空容器１４を周回するようにして形成される。そ
の他は、図２の構成と同じである。このひだ１４Ａを設
けると、金属フランジ２Ａ，２Ｂ間の保護層１５に沿っ
た漏洩絶縁距離が増すので、保護層１５表面の汚損によ
る絶縁抵抗の低下が防止され真空バルブの絶縁の信頼性
がより向上する。

【００２４】なお、図３におけるひだ１４Ａは、真空容
器１４の外表面から凹んだ形状であるが、その外表面か
ら突出した形状であってもよい。

【００２５】

【発明の効果】この発明は前述のように、真空容器の外
表面をエポキシ樹脂やメラミン樹脂などの合成樹脂で形
成した保護層で被覆する。これにより、真空容器の保護
層形成時間が大幅に短縮された。従来は、５日ないし７
日かかっていた保護層形成時間が、ほんの３０分しかか
らず、数十分の１に時間短縮された。そのために、装置
全体の製作時間も大幅に短縮され、製品のコストも大幅
に低減された。

【００２６】また、かかる構成において、真空容器外表
面の保護層の色を真空容器外表面の色と異なるようにす
る。それによって、保護層のかすれや剥がれ、亀裂な
ど、保護層の欠陥を直ぐに発見することができ、信頼性
の高い保護層を供給することができる。また、かかる構
成において、金属フランジの外表面が真空容器外表面の
保護層と同じ材料で覆われる。これにより、金属フラン
ジの外表面の防錆処理が必要な場合に、金属フランジの
防錆処理時間の手間と時間とが省かれ、コストの低減が
可能になる。

【００２７】また、かかる構成において、真空容器の外
表面を波形にうねらすひだが周回状に形成される。これ
によって、保護層に沿った漏洩絶縁距離が増し、真空バ
ルブの絶縁の信頼性がより向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる真空遮断器用真空バ
ルブの構成を示す断面図

【図２】この発明の異なる実施例にかかる真空遮断器用
真空バルブの構成を示す断面図

【図３】この発明のさらに異なる実施例にかかる真空遮
断器用真空バルブの構成を示す断面図

【図４】従来の真空遮断器用真空バルブの構成を示す断
面図

【符号の説明】

１，１４：真空容器、２Ａ，２Ｂ：金属フランジ、３
Ａ：可動ロッド、３Ｂ：固定ロッド、４Ａ：可動接触
子、４Ｂ：固定接触子、８：メタライジング層、９，１
３，１４，１５：保護層、１４Ａ：ひだ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田和郎神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内 (72)発明者田子幸治神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状のセラミックス材よりなる真空容器の
両端に金属フランジが接合され、絶縁性でかつ表面が平
滑な保護層が真空容器の外表面に形成されるとともに、
真空容器の内部に互いに接離可能な固定接触子と可動接
触子とが収納され、この固定接触子および可動接触子が
それぞれ真空容器内で固定ロッドおよび可動ロッドの一
方端に接合され、この固定ロッドおよび可動ロッドの他
方端がそれぞれ前記金属フランジから固定的または可動
的に外部に引き出されてなる真空バルブにおいて、真空
容器の外表面の保護層を絶縁性の合成樹脂で形成してな
ることを特徴とする真空遮断器用真空バルブ。
【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、真空容器
外表面の保護層を形成する合成樹脂がエポキシ樹脂であ
ることを特徴とする真空遮断器用真空バルブ。
【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、真空容器
外表面の保護層を形成する合成樹脂がメラミン樹脂であ
ることを特徴とする真空遮断器用真空バルブ。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のもの
において、真空容器外表面の保護層の色が真空容器外表
面の色と異なることを特徴とする真空遮断器用真空バル
ブ。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のもの
において、金属フランジの外表面が真空容器外表面の保
護層と同じ材料で覆われなることを特徴とする真空遮断
器用真空バルブ。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載のもの
において、真空容器の外表面を波形にうねらすひだが周
回状に形成されたことを特徴とする真空遮断器用真空バ
ルブ。