JPH0923519A - 絶縁スペーサとそれを用いた6フッ化イオウガス絶縁開閉装置 - Google Patents

絶縁スペーサとそれを用いた6フッ化イオウガス絶縁開閉装置

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JPH0923519A
JPH0923519A JP7168786A JP16878695A JPH0923519A JP H0923519 A JPH0923519 A JP H0923519A JP 7168786 A JP7168786 A JP 7168786A JP 16878695 A JP16878695 A JP 16878695A JP H0923519 A JPH0923519 A JP H0923519A
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JP
Japan
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gas
silica
spacer
insulating spacer
inorganic substance
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Pending
Application number
JP7168786A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Kobayashi
稔幸 小林
Shigeo Suzuki
重雄 鈴木
Toru Koyama
小山  徹
Shuichi Ohara
周一 大原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00Installations of bus-bars
    • H02G5/06Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
    • H02G5/068Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures

Landscapes

  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Installation Of Bus-Bars (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】SF6ガスが充填された容器3内に配設された
電気導体2を絶縁支持する絶縁スペーサ1の少なくとも
表面層に、耐SF6分解ガス性を有する無機物質が被覆
されたSiO2を主成分とする充填材を含む樹脂組成物
の硬化物で形成されていることを特徴とする絶縁スペー
サ。 【効果】SF6ガスの分解生成物に対して安定で比誘電
率の低い絶縁スペーサを提供することができる。また、
上記絶縁スペーサを用いることにより絶縁信頼性が優
れ、絶縁設計裕度の大きなSF6ガス絶縁開閉装置を提
供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に六フッ化イオウ
(SF6)絶縁性ガスを絶縁媒体とする電気絶縁機器の
絶縁構造物に係り、特に、SF6ガス絶縁開閉装置の課
電部導体を密閉容器から絶縁して支持する絶縁スペーサ
に関する。
【0002】
【従来の技術】ガス絶縁開閉装置は、SF6ガス等の絶
縁性ガスを充填した密閉容器内に、この密閉容器から電
気的に絶縁し、課電部導体を支持する絶縁スペーサを用
いている。
【0003】この絶縁スペーサの材料としては、通常、
エポキシ樹脂に各種充填材を添加したものが用いられて
いるが、例えばシリカ(SiO2)系の充填材を用いた
場合には、電流遮断時のアーク等により発生する分解ガ
スにより、絶縁性が低下すると云う問題がある。従っ
て、従来の絶縁スペーサは、耐SF6分解ガス性の高い
アルミナが充填材として使用されている。しかし、アル
ミナは比誘電率が高いため、絶縁スペーサに使用した場
合の比誘電率も高くなる。
【0004】近年、ガス絶縁開閉装置の小型化のため、
電界設計上比誘電率の低い絶縁スペーサが要求されてい
る。これは、電気学会技術報告(II)第83号「SF6
ガス中の支持絶縁物における沿面放電特性」に記載され
ているように、絶縁スペーサの比誘電率が小さくなるに
従って、沿面フラッシュオーバ電圧が高くなるため、絶
縁設計裕度が大きくなり、絶縁信頼性が高くなることに
よる。
【0005】比誘電率の低い絶縁スペーサを得るために
は、アルミナより比誘電率の低い充填材を用いればよい
が、シリカ系の充填材を用いると前記のように耐SF6
分解ガス性が劣ると云う欠点があった。比誘電率が低く
耐SF6分解ガス性に優れた絶縁スペーサ用充填材とし
ては、例えば、特公昭49−44240号公報記載のフ
ッ化マグネシウム、特開昭57−203508号公報記
載のフッ化アルミニウムとアルミナの混合物、特開昭5
7−203509号公報記載のフッ化カルシウムとアル
ミナの混合物等が知られている。
【0006】また、特開平5−65365号公報には、
耐SF6ガス性を有する針状無機質充填材とアルミナと
の併用により、相対的にアルミナ粉末の配合量を低減さ
せ比誘電率を低くする方法が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の充填材
を用いた絶縁スペーサは、耐SF6分解ガス性に優れて
いるものゝシリカを用いた場合に比べて比誘電率が高
く、また、機械的特性についても必ずしも満足できるも
のではない。
【0008】本発明の目的は、耐SF6分解ガス性に優
れ、比誘電率の低い絶縁スペーサを提供することにあ
る。
【0009】さらに本発明の他の目的は、絶縁信頼性が
高く、絶縁設計裕度の大きなSF6ガス絶縁開閉装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の要旨は次のとおりである。
【0011】〔1〕 SF6ガスが充填された容器内に
配設された電気導体を絶縁支持する絶縁スペーサにおい
て、前記絶縁スペーサの少なくとも表面層が、耐SF6
分解ガス性を有する無機物質が被覆されたSiO2を主
成分とする充填材を含む樹脂組成物の硬化物で形成され
ていることを特徴とする絶縁スペーサ。
【0012】〔2〕 SF6ガスが充填された容器内に
配設された電気導体を絶縁スペーサにより絶縁支持する
SF6ガス絶縁開閉装置において、前記絶縁スペーサの
少なくとも表面層が、耐SF6分解ガス性を有する無機
物質が被覆されたSiO2を主成分とする充填材を含む
樹脂組成物の硬化物で形成されていることを特徴とする
SF6ガス絶縁開閉装置。
【0013】上記耐SF6分解ガス性を有する無機物質
としては、フッ化アルミニウム、アルミナ、酸化マグネ
シウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイ
ト、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、窒化硼素、フッ化カルシウム、
フッ化マグネシウム等が挙げられるが、特に、フッ化ア
ルミニウム、アルミナが望ましい。
【0014】本発明が用いるSiO2を主成分とする充
填材としては、結晶質シリカ、溶融シリカ等が使用で
き、その形状は破砕、球状のいずれでもよく、また、こ
れらを混合して用いてもよい。シリカの平均粒径として
は80μm以下のものが好ましく、より好ましくは3〜
20μmである。平均粒径が大きいとシリカの沈降や得
られた絶縁性スペーサの機械的強度等の点で好ましくな
く、また、小さいと樹脂組成物の粘度を高くするため作
業性の点で問題がある。なお、ガラス短繊維、ガラスバ
ルーン等のSiO2を主成分とする充填材の使用も可能
である。
【0015】また、本発明のシリカ表面へ無機物質を被
覆した充填材の製法は、用いる無機物質の種類により、
焼結、蒸着等の公知の方法により行うことができる。
【0016】本発明の絶縁スペーサは、前記のように表
面に耐SF6分解ガス性を有する無機物質からなる被覆
が形成されたシリカを熱硬化性樹脂に充填したものであ
り、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましい。エ
ポキシ樹脂としてはビスフェノール型エポキシ樹脂、脂
環式エポキシ樹脂、ノボラック系エポキシ樹脂、グリシ
ジルエステル系エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの
1種以上を用いることができる。
【0017】また、本発明のエポキシ樹脂の硬化剤とし
ては、酸無水物硬化剤が好ましく、例えば、無水フタル
酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタ
ル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラ
ヒドロ無水フタル酸等があり、これらの1種以上が用い
られる。
【0018】さらに、必要に応じて硬化促進剤を配合し
てもよい。硬化促進剤としては、例えば、トリメチルア
ミン、トリエチルアミン等の3級アミン類、2−メチル
イミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−メチル−
4−エチルイミダゾール等のイミダゾール類、セチルト
リメチルアンモニウムボロマイド、セチルトリメチルア
ンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩等が挙げ
られ、これらの1種以上を用いることができる。
【0019】本発明の絶縁スペーサは、表面に耐SF6
分解ガス性を有する無機物質の被覆が形成されたシリカ
と、前記熱硬化性樹脂とを公知の方法で混合、撹拌後、
注型、硬化することにより得られる。
【0020】図1にガス絶縁機器の要部断面図を示す
が、高電圧導体2を支持した絶縁スペーサ1は、フラン
ジ5にボルト6によって固定され、密閉容器3内に支持
される。密閉容器3の内部には、SF6ガスが封入され
ている。なお、図1の絶縁スペーサ1は円錐形のスペー
サを示したが、ポスト形のスペーサ、ディスク形のスペ
ーサ等についても上記と同様に本発明を適用することが
できる。
【0021】また、通常のシリカ充填スペーサの表面
に、本発明のアルミナ被覆シリカを配合した樹脂組成物
をコーティングすることにより、耐SF6分解ガス性を
向上させることも可能である。図2はシリカ充填スペー
サ7の表面に本発明の絶縁スペーサ用の樹脂組成物から
なるコーティング層8を設けたガス絶縁機器の要部断面
図を示す。
【0022】コーティングの方法は、シリカ充填スペー
サを成形後、浸漬,スプレー等によりコーティングする
方法、または、本発明の前記絶縁スペーサ用の樹脂組成
物で予め鋳型内にコーティング層を形成した後、シリカ
充填樹脂組成物を注入する方法のいずれでもよい。
【0023】
【作用】シリカ表面を耐SF6分解ガス性の無機物質で
被覆することにより、シリカのSF6分解ガスによる腐
食を抑制し、かつ、比誘電率の低い絶縁スペーサが得ら
れる。従って、絶縁信頼性の優れたSF6ガス絶縁開閉
装置を提供することができる。
【0024】
【実施例】
〔実施例 1〕結晶質シリカ(龍森製:C−BASE−
1)423重量部にエチルアセトアセテートアルミニウ
ムジイソプロピレート(川研ファインケミカル製:AL
CH)を9重量部混合し、ヘンシェルミキサで常温,3
0分混練し、次いで大気中,700℃で2時間焼成し、
表面アルミナ被覆シリカを得た。これをフッ化水素雰囲
気中に10分間曝して、表面フッ化アルミニウム被覆シ
リカを得た。
【0025】上記の表面フッ化アルミニウム被覆シリカ
432重量部をビスフェノール型エポキシ樹脂(チバガ
イギー製:PY−302−2)100重量部、酸無水物
硬化剤(日立化成工業製:HN−5500)95重量
部、硬化促進剤として2−エチル−4−メチルイミダゾ
ール(四国化成製:2E4MZ−CN)0.5重量部と
共に混合し、90℃で真空撹拌し、絶縁スペーサ用エポ
キシ樹脂組成物を得た。これを金型に注型し、90℃/
17時間+170℃/15時間加熱,硬化し図1に示す
ような円錐形の絶縁スペーサ1を作製した。
【0026】〔実施例 2〕表面アルミナ被覆シリカを
用いた他は、実施例1と同様にして絶縁スペーサを作製
した。
【0027】〔比較例 1〕結晶質シリカに表面アルミ
ナ被覆処理をしなかった以外は実施例1と同様にして絶
縁スペーサを作製した(シリカ充填スペーサ)。
【0028】〔比較例 2〕アルミナ(昭和電工製:A
L−45−H;)644重量部、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂(PY−302−2)100重量部、酸無水物
硬化剤(HN−5500)95重量部、硬化促進剤とし
て2−エチル−4−メチルイミダゾール(2E4MZ−
CN)0.5重量部と共に混合し、90℃で真空撹拌
後、金型に注型し実施例1と同様にして絶縁スペーサを
作製した(アルミナ充填スペーサ)。
【0029】以上の実施例、比較例で得られた絶縁スペ
ーサの比誘電率、曲げ強度は、JIS−K6911に準
じ室温で測定した。また、ガラス転移温度は、熱機械試
験機(TMA)を用い測定で行った。
【0030】耐SF6分解ガス性の評価は、放電容器内
にSF6を封入後、針対平板電極を用いて連続放電を行
い、5時間後の表面抵抗をJIS−K6911に準じて
測定した。結果を表1に示す。
【0031】実施例1,2の絶縁スペーサは、通常のシ
リカ充填スペーサ(比較例1)を用いた場合と同程度の
比誘電率を有し、アルミナ充填スペーサ(比較例2)を
用いた場合と同等の耐SF6分解ガス性を示した。ま
た、曲げ強さ、ガラス転移温度も、アルミナ、シリカ充
填スペーサと同等の値を有している。
【0032】さらに、実施例1の絶縁スペーサ用エポキ
シ樹脂組成物を、比較例1で作製したシリカ充填スペー
サの表面にコーティングし、図2に示す表面コートスペ
ーサを作製した。
【0033】この表面コートスペーサの耐SF6分解ガ
ス性を評価したところ、通常のシリカ充填スペーサに比
べ表面抵抗の低下はほとんどなく、耐SF6分解ガス性
が向上した。
【0034】
【表1】
【0035】図3に本実施例の絶縁スペーサ1が、SF
6ガス絶縁開閉装置に組み込まれて使用される場合の一
例を示した。ブッシング9,接続母線,断路記11、変
流器12,接地装置および主母線を備え、変流器と変流
器の間に遮断器13を設けたSF6ガス絶縁開閉装置の
各絶縁スペーサに、前記実施例1の絶縁スペーサを組み
込むことにより絶縁信頼性を向上することができる。ま
た、絶縁設計裕度も大きすることができる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、表面に耐SF6分解ガ
ス性を有する無機物質の被覆が形成されたシリカを含む
樹脂組成物を用いることにより、SF6ガスの分解生成
物に対して安定で比誘電率の低い絶縁スペーサを提供す
ることができる。
【0037】また、上記絶縁スペーサを用いることによ
り絶縁信頼性が優れ、絶縁設計裕度の大きなSF6ガス
絶縁開閉装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の絶縁スペーサを用いたガス絶縁機器の
要部断面図である。
【図2】アルミナ被覆シリカ充填樹脂組成物をコーティ
ングしたガス絶縁機器の要部断面図である。
【図3】本発明のSF6ガス絶縁開閉装置の構成を示す
断面模式図である。
【符号の説明】
1…絶縁スペーサ、2…高電圧導体、3…密閉容器、4
…導体、5…フランジ、6…ボルト、7…シリカ充填ス
ペーサ、8…コーティング層、9…ブッシング、10…
接続母線、11…断路器、12…変流器、13…遮断
器、14…接地装置、15…主母線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 周一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SF6ガスが充填された容器内に配設さ
    れた電気導体を絶縁支持する絶縁スペーサにおいて、前
    記絶縁スペーサの少なくとも表面層が、耐SF6分解ガ
    ス性を有する無機物質が被覆されたSiO2を主成分と
    する充填材を含む樹脂組成物の硬化物で形成されている
    ことを特徴とする絶縁スペーサ。
  2. 【請求項2】 前記耐SF6分解ガス性を有する無機物
    質が、フッ化アルミニウムまたはアルミナである請求項
    1に記載の絶縁スペーサ。
  3. 【請求項3】 前記樹脂組成物が、耐SF6分解ガス性
    を有する無機物質が被覆されたSiO2を主成分とする
    充填材を含むエポキシ樹脂組成物である請求項1に記載
    の絶縁スペーサ。
  4. 【請求項4】 SF6ガスが充填された容器内に配設さ
    れた電気導体を絶縁スペーサにより絶縁支持するSF6
    ガス絶縁開閉装置において、前記絶縁スペーサの少なく
    とも表面層が、耐SF6分解ガス性を有する無機物質が
    被覆されたSiO2を主成分とする充填材を含む樹脂組
    成物の硬化物で形成されていることを特徴とするSF6
    ガス絶縁開閉装置。
  5. 【請求項5】 前記耐SF6分解ガス性を有する無機物
    質が、フッ化アルミニウムまたはアルミナである請求項
    4に記載のSF6ガス絶縁開閉装置。
  6. 【請求項6】 前記樹脂組成物が、耐SF6分解ガス性
    を有する無機物質が被覆されたシリカを含むエポキシ樹
    脂組成物である請求項4に記載のSF6ガス絶縁開閉装
    置。
JP7168786A 1995-07-04 1995-07-04 絶縁スペーサとそれを用いた6フッ化イオウガス絶縁開閉装置 Pending JPH0923519A (ja)

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KR1019960026791A KR970063853A (ko) 1995-07-04 1996-07-03 절연 스페이서와 이를 사용한 sf_6 가스 절연 개폐장치
CN96108629A CN1140921A (zh) 1995-07-04 1996-07-04 绝缘隔离片和使用该绝缘隔离片的六氟化硫气体绝缘开关

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013121604A1 (ja) * 2012-02-14 2013-08-22 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉装置およびその製造方法
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