WO2014122814A1 - 消弧用絶縁材料成形体、それを用いたガス遮断器 - Google Patents

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insulating material
polymer
gas
material molded
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久保　一樹
達也 大川
堀之内　克彦
基宗 佐藤
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an arc extinguishing insulating material molded body that is exposed to an arc generated when a current is interrupted to generate an insulating gas and contributes to arc extinguishing, and a gas circuit breaker using the same.
  • Gas-insulated switchgear is a device that cuts off and connects high-voltage power systems at substations, power plants, and power receiving facilities. This device houses circuit breakers, disconnectors, bus lines, lightning arresters, instrument transformers, work grounding devices, etc. in a single grounded container filled with highly insulating gas.
  • the gas-insulated switchgear can be significantly smaller than the air-insulated switchgear.
  • gas insulated switchgear that can be miniaturized has been adopted and installed in many electrical switch stations because of the difficulty in acquiring land due to soaring land prices.
  • a gas circuit breaker is a device that can cut off a short circuit, overcurrent, or ground fault circuit.
  • the arc discharge can be extinguished (extinguished) by blowing gas against the arc discharge generated between the electrode contacts of the circuit breaker when interrupting the current.
  • a gas circuit breaker has been devised to blow off an arc extinguishing gas to an arc generated between a movable contact and a stationary contact at the time of interruption, and to effectively extinguish the arc to complete the interruption operation.
  • sulfur hexafluoride (SF 6 ) is used as an insulating gas used in a gas insulated switchgear (GIS) and a gas circuit breaker.
  • GIS gas insulated switchgear
  • Sulfur hexafluoride is highly insulating and its dielectric strength is three times that of air. Moreover, since it is inactive and has high thermal conductivity, the electrode overheated by arc discharge can be quickly cooled.
  • the main interruption method is a puffer type in which a piston is driven in conjunction with an opening operation of the electrode, and an insulating gas such as sulfur hexafluoride is blown out to the electrode portion.
  • an insulating gas such as sulfur hexafluoride
  • the pressure of the insulating gas is reduced by using a heating chamber (thermal puffer) that increases the pressure of the insulating gas using the heat of the arc or by reducing the volume with a mechanical operating force.
  • Cylinder / piston pair mechanical puffer
  • an arc extinguishing insulating material molded body that contributes to arc extinguishing is disposed around the contact point of the electrode to be opened and closed.
  • the arc extinguishing insulating material molded body is exposed to the light and heat of the arc, so that the material constituting the molding itself decomposes to generate gas, and the arc is cooled and insulated by blowing the generated gas.
  • Arc extinction is promoted by constricting the arc due to gas pressure rise and increasing insulation resistance.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-297200
  • a member made of a polymer that does not contain oxygen in a chemical composition that is heated by an arc in an arc space to generate evaporating gas is used.
  • Arranged inside the heating chamber to increase the pressure rise in the heating chamber.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 11-329191 exemplifies a resin composed of carbon and hydrogen, such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, etc., as a material that generates an evaporation gas when heated by an arc. It is described that since hydrogen gas or hydrocarbon gas excellent in diffusibility is generated, the arc can be efficiently cooled and excellent arc extinguishing performance can be obtained.
  • a resin composed of carbon and hydrogen such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, etc.
  • Patent Document 4 exemplifies polyoxymethylene, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, melamine resin, and the like as materials that generate evaporation gas.
  • the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and the object thereof is to obtain a large amount of gas generated during arc exposure and to stably obtain high interruption performance.
  • An arc extinguishing insulating material molded body capable of suppressing deterioration (insulation deterioration) of a member composed of an insulator in a gas circuit breaker, and a gas circuit breaker using the same is there.
  • the present invention is an arc-extinguishing insulating material molded body installed in the vicinity of the contact of the contact,
  • An arc-extinguishing insulating material molded article comprising a polymer having a carbon-oxygen bond in a main chain and a part or all of terminal atoms being atoms other than hydrogen atoms.
  • the polymer it is preferable to contain the polymer as a main material. Moreover, it is preferable that the content rate of the hydrogen atom in the structural element in the said polymer is 2 mass% or less.
  • the atoms other than hydrogen are preferably fluorine atoms.
  • the polymer is preferably a polyether polymer, and more preferably a fluorinated polyether polymer.
  • the polymer preferably contains a silicon atom in the main chain.
  • the polymer is a silicone cross-linked product of fluorinated polyether.
  • the polymer preferably contains silicon dioxide.
  • the arc extinguishing insulating material molded body preferably contains at least one selected from the group consisting of boron nitride, aluminum oxide and titanium oxide as a wear resistant filler.
  • the present invention also relates to a gas circuit breaker provided with the arc extinguishing insulating material molded body in the vicinity of an electrode.
  • the insulating gas used for the circuit breaker is preferably SF 6 gas.
  • the polymer constituting the arc-extinguishing insulating material molded body of the present invention easily breaks and decomposes the carbon-oxygen bond (CO bond) contained in the main chain, the arc-extinguishing insulating material molding of the present invention
  • the amount of gas generated during exposure to the arc is large, and by increasing the pressure in the arc extinguishing chamber sufficiently high, stable high breaking performance can be obtained.
  • the content of hydrogen atoms in the polymer is small, the generation of HF and H 2 O during decomposition due to arc exposure is suppressed, so that corrosion and insulation deterioration of insulating materials used in gas circuit breakers are prevented. Can be suppressed.
  • the polymer main chain contains a silicon atom (Si)
  • a liquid or paste-like material composed of a polymer compound having a fluorinated polyether skeleton and a terminal silicone crosslinking reactive group may be used at the time of molding. Therefore, it is excellent in moldability.
  • the cured product is a material excellent in durability against chemicals and heat resistance.
  • the arc extinguishing insulating material molded body includes at least one selected from the group consisting of boron nitride, aluminum oxide, and titanium oxide as a wear resistant filler
  • these wear resistant fillers are deep ultraviolet. It is a compound that absorbs light in the region and has a high reflectivity with respect to light in the near ultraviolet light, visible light, and infrared light regions, preventing arc light from penetrating into the insulation molding, and insulation molding for arc extinction Excessive body wear can be prevented.
  • the arc extinguishing insulating material molded body of the present invention for a gas circuit breaker, it is possible to obtain a gas circuit breaker excellent in breaking performance and excellent in reliability with suppressed insulation deterioration after breaking.
  • the arc extinguishing insulating material molded body of the present invention is a gas circuit breaker in which an insulating gas is blown to an arc generated between electrodes opened at the time of current interruption (for example, between a movable contact and a fixed contact). It is for making it arc, Comprising: It arrange
  • the polymer constituting the arc extinguishing insulating material molded body of the present invention is a polymer having a carbon-oxygen bond in the main chain and part or all of the terminal atoms being “atoms other than hydrogen atoms”.
  • the content of hydrogen atoms (hydrogen content) in the constituent elements in the polymer is 2% by mass or less. 1 mass% or less is more preferable, and it is still more preferable that a polymer does not contain a hydrogen atom substantially.
  • atom other than a hydrogen atom is not particularly limited as long as it can be a substituent, and examples thereof include at least one of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and an astatine atom. , It preferably contains at least a fluorine atom. Fluorine atoms have the highest electronegativity among all atoms, are strongly bonded to various atoms including carbon, are hardly chemically separated, and polymers in which some or all of the terminal atoms are fluorine atoms are This is because of excellent heat resistance and chemical resistance.
  • polymer examples include, for example, a polymer compound represented by the following chemical formula (Formula 1-1).
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each an independent functional group containing carbon, nitrogen, oxygen, silicon, hydrogen, fluorine and the like. It is preferable that at least one of the functional groups among R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 contains a fluorine atom.
  • N is a natural number, preferably 2 to 5000 (the same applies to the following chemical formulas).
  • the polymer is preferably a polyether material, and more preferably a fluorinated polyether material.
  • a polyether-type material does not contain a benzene ring in the repeating part of polyether. This is because the benzene ring is difficult to decompose, and if a large amount of benzene ring is contained, a large amount of carbide is generated after exposure to the arc, which may cause a decrease in insulation.
  • fluorinated polyether material examples include compounds represented by the following chemical formulas (Chemical Formula 1-2) to (Chemical Formula 1-9).
  • m is a natural number, preferably 2 to 5000 (the same applies to the following chemical formulas).
  • the above-mentioned polymer is a material (ablation material) that is exposed to an arc and decomposes itself and generates gas by the light and heat of the arc. Therefore, a material having a bond that is easily decomposed is preferable, and in order to easily decompose and gasify, the main chain of the polymer compound constituting the polymer (the site where the bond is longest in the polymer compound) is formed. It is preferable to include a carbon-oxygen bond. In such a case, the generated gas pressure at the time of arc exposure increases.
  • the above polymer (a polymer having a carbon-oxygen bond in the main chain and part or all of the terminal atoms being atoms other than hydrogen atoms) itself is used as a resin material for forming an arc-extinguishing insulating material molded body. It may be used, or may be used by mixing with other resin materials.
  • the polymer may be in the form of a liquid, and such a polymer is impregnated into a base material of an arc extinguishing insulating material molded body, encapsulated in a capsule form, or impregnated in a porous filler.
  • the arc extinguishing insulating material molded body may be formed by a method or the like.
  • the ratio of the polymer contained in the arc-extinguishing insulating material molded body is preferably larger than 10% by mass.
  • the ratio of the polymer to the total amount of the organic material components contained in the arc extinguishing insulating material molded body is more preferably 50% by mass or more.
  • the arc extinguishing insulating material molded body preferably contains the polymer as a main material.
  • the “main material” means a material that occupies 50% by mass or more with respect to the total amount of the organic material components contained in the arc extinguishing insulating material molded body.
  • the present inventors have found that when a material containing a large amount of hydrogen atoms, for example, a polyoxymethylene resin or a melamine resin is used, insulation deterioration of a member made of an insulator is caused. This is because, when there are hydrogen atoms in the compound, it reacts with substances contained in SF 6 gas (for example, SF 6 , SF 4 , H 2 O, etc.) during arc exposure and corrosive gas (in the case of SF 6 gas) HF, etc.), which is considered to cause insulation deterioration of a member formed of an insulator. If the insulating property of the insulating member is lowered, sufficient insulation performance cannot be maintained after current interruption, and the necessary interruption performance cannot be achieved.
  • SF 6 gas for example, SF 6 , SF 4 , H 2 O, etc.
  • the polymer constituting the arc extinguishing insulating material molded body of the present embodiment is also a fluorinated polyether polymer, but is different from the first embodiment in that the main chain contains silicon atoms.
  • Examples of the polymer constituting the arc extinguishing insulating material molded body of the present embodiment include compounds represented by the following chemical formulas (Chemical Formula 2-1) to (Chemical Formula 2-4).
  • R 1 , R 2 , R 3 , R 14 , R 15 and R 16 are each independently an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a fluorine atom, an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom. It is a substituent.
  • R 4 , R 5 , R 14 and R 19 are each independently a substituent containing at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a sulfur atom, or an amide bond or A substituent containing a sulfonamide bond.
  • R 6 to R 13 and R 18 to 21 are each independently a substituent consisting of an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a fluorine atom, a hydrogen atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a silicon atom and a sulfur atom. .
  • R 22 represents a fluorinated polyether group.
  • a fluorinated polyether group include any of the six types of substituents shown in the following (Chemical 2-5).
  • the polymer of the said compound by which the terminal is a crosslinking reaction group can also be used.
  • the terminal crosslinking reactive group include a Si—OH group, a Si—X group (X is an acetoxy group, an isopropenoxy group, etc.), a Si—OCH 3 group, and an ethylenically unsaturated group.
  • the polymer include a polymer obtained by condensation reaction of the above compound having a Si—OH group at the terminal and a compound having Si—X (X is an acetoxy group, an isopropenoxy group, etc.) at the terminal, and the hydrolysis of a Si—OCH 3 group.
  • Examples thereof include a polymer obtained by decomposition condensation and a polymer obtained by addition reaction of the above material having an ethylenically unsaturated group at both ends with an organosilicon compound having two or more Si—H groups in one molecule.
  • the terminal cross-linking reactive group is a silicone cross-linking reactive group
  • a silicon dioxide (silica) filler silicon particles, etc.
  • the hardness of the arc extinguishing insulating material molded body can be adjusted by adjusting the blending amount of the silicon dioxide filler.
  • Specific examples of the compound in the present embodiment include compounds represented by the following chemical formulas (Chemical formula 2-6) to (Chemical formula 2-8), and polymers of these compounds.
  • q and r are each independently an integer of 2 to 1000.
  • the filler is added in an amount of 500 parts by weight or less, preferably 10 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the fluorinated polyether polymer for reinforcement, weight increase, and the like. Can be blended.
  • the filler include fumed silica, precipitated silica, carbon powder, titanium dioxide, aluminum oxide, quartz powder, reinforcing agents such as talc, sericite and bentonite, and fiber fillers such as glass fiber and organic fiber. It can be illustrated.
  • condensation curing catalysts such as organic tin compounds and organic titanium compounds, oil resistance improvers such as potassium methacrylate, colorants, heat resistance improvers such as Bengala and cerium oxide, cold resistance improvers, poly Thixotropic agents such as ether, dehydrating agents, adhesion improvers such as ⁇ -aminopropyltriethoxysilane, etc. may be added, and these are all excellent in solvent resistance, chemical resistance, heat resistance and cold resistance. It is used according to the purpose in such an amount that it can form a cured product.
  • the arc extinguishing insulating material molded body of the present invention has a large amount of gas generated because the CO bond contained in the main chain of the constituent material is easily broken and the arc extinguishing insulating molded body is easily decomposed. Can be increased to a sufficiently high level to improve the shut-off performance, and by reducing the content of hydrogen element in the constituent material, generation of HF and H 2 O during decomposition due to arc exposure is suppressed. Therefore, corrosion and insulation deterioration of the insulating material used inside the gas circuit breaker can be suppressed and prevented.
  • a liquid or paste-like material having a fluorinated polyether skeleton and a terminal silicone crosslinking reactive group can be used at the time of molding, and the moldability is excellent.
  • the cured product is a material excellent in durability and heat resistance to chemicals.
  • the arc extinguishing insulating material molded body of the present embodiment further includes a group consisting of boron nitride, aluminum oxide, and titanium oxide. It is the form containing at least 1 sort (s) (consumable material for wear resistance) selected from these.
  • arc light includes light of a wide wavelength from ultraviolet to infrared, and light emission in the deep ultraviolet region is particularly strong. It is considered that the resin constituting the arc extinguishing insulating material molded body absorbs and decomposes arc light in the entire region.
  • the wear-resistant filler is considered to have a high reflectivity from near ultraviolet to infrared, so that the consumption of the arc extinguishing insulating material can be suppressed.
  • an inorganic filler with strong absorption in the deep ultraviolet region as a wear-resistant filler, energy consumption is concentrated in the surface layer, so that consumption of the arc-extinguishing insulating material can be suppressed more reliably. it is conceivable that.
  • the high reflectivity in the near ultraviolet to infrared region due to the wear resistant filler prevents light penetration in the depth direction of the arc extinguishing insulating material molding, By absorbing arc light, preventing internal penetration of the arc extinguishing insulating material molded body by preventing light penetration and absorbing energy on the surface layer, and further reducing the amount of wear by absorbing energy relatively on the surface layer.
  • the decomposition gas species of the arc extinguishing insulating material molded body was reduced in molecular weight, and by increasing the molar amount of the generated gas, in addition to reducing the amount of wear, the decrease in the generated gas pressure was suppressed.
  • Boron nitride, aluminum oxide, and titanium oxide are inorganic fillers that have high near-UV to infrared reflectivity and strong absorption in the deep ultraviolet region. Suitable as a material (consumable filler).
  • boron nitride is preferable because it has a high reflectance in the near ultraviolet to infrared region and a large absorption in the deep ultraviolet region.
  • the average particle diameter of the consumable filler is preferably 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, and the average particle diameter is 1 ⁇ m to 10 ⁇ m. More preferably.
  • the average particle diameter is a value measured by particle size distribution measurement by a laser diffraction / scattering method. The smaller the particle size, the larger the surface area, so the near-ultraviolet to infrared reflectivity is high, and an arc extinguishing insulating material molded body having strong absorption in the deep ultraviolet region can be produced.
  • the average particle size is preferably 20 ⁇ m or less, and more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the maximum particle size is preferably 50 ⁇ m or less.
  • the maximum particle size is a particle size corresponding to a cumulative frequency of 99% when the particle size distribution is measured.
  • the average particle size is preferably 0.5 ⁇ m or more.
  • the blending amount of the wear resistant filler is preferably 0.1% by volume to 20% by volume, more preferably 0.5% by volume to 10% by volume.
  • the filling amount decreases, the effect is lost, and when 0.5% by volume or less, particularly 0.1% or less, the effect cannot be obtained.
  • the blending amount is increased, the viscosity of the polymer or the like mixed with the consumable filler is increased and the moldability is deteriorated, and the gas generation amount is also decreased. The following is more preferable.
  • the particle size and blending amount of the wear-resistant filler are such that the average particle size is 0.5 ⁇ m to 20 ⁇ m, preferably the average particle size is 1 ⁇ m, so that the light reflectance of the molded product is 85% or more at a wavelength of 240 nm to 1300 nm. It is appropriately set from a particle size range of 10 ⁇ m and a maximum particle size of 40 ⁇ m or less and a blending amount of 0.1 to 20% by volume, particularly 0.5 to 10% by volume. Moreover, as long as the conditions of the above particle diameter and reflectance are satisfied, both a flat shape and an indefinite shape (pulverized) can be used as the wear resistant filler.
  • the consumable filler has a purity of 99% or more, because if it contains other substances even in a trace amount, it absorbs in the ultraviolet region and causes a decrease in the reflectance of the molded product.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a gas circuit breaker according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the arc extinguishing device 1 is electrically connected between a first conductor 2 a extending from the first bushing 2 and a second conductor 3 a extending from the second bushing 3.
  • the operation mechanism 4 for driving the energizing contact 11 includes, for example, an operating device 5 that is operated by a spring mechanism, a hydraulic mechanism, and the like, a link 6, and an insulating rod 7.
  • the movable energizing contact 11 is coupled to the link 6 by the rod 7 and is operated to open and close by the operating device 5.
  • a sliding part 10 having an O-ring is provided in a portion where the rod 7 is pulled out from the casing 9 that seals the arc-extinguishing device 1 in the arc-extinguishing gas so that the rod 7 can slide while maintaining airtightness.
  • the arc extinguishing device 1 is insulated and supported from the housing 9 by an insulating support 8.
  • FIG. 2 is an example of a schematic cross-sectional view showing a main part of an arc extinguishing device for a gas circuit breaker according to a fourth embodiment.
  • FIG. 2A shows a first half state of the gas circuit breaker breaking process
  • FIG. 2B shows a second half state of the gas breaker breaking process.
  • the gas circuit breaker shown in FIG. 2 includes a movable energizing contact 11 and a movable arc contact 13, a fixed energizing contact 12 and a fixed arc contact in a housing 9 (see FIG. 1) filled with an arc extinguishing gas.
  • An insulating nozzle 15 fixed to a puffer cylinder 16 provided on the movable side is provided on the outer periphery of the movable arc contact 13 and the fixed arc contact 14. .
  • all or part of the insulating nozzle is formed of the arc extinguishing insulating material molded body of the first to third embodiments.
  • the arc extinguishing insulating material is formed at a position where the flow path formed by the insulating nozzle 15 and the movable arc contact 13 is not greatly deformed. Place the body. Furthermore, although not shown in the drawing, a flow guide may be provided between the movable arc contact 13 and the insulating nozzle 15, and an arc extinguishing insulating material molded body may be disposed there.
  • an insulating gas is used as the arc extinguishing gas.
  • sulfur hexafluoride (SF 6 ) alone or a mixture with carbon dioxide (CO 2 ) and nitrogen (N 2 ) is preferable.
  • the puffer cylinder 16 is connected to the operation mechanism 4 via an operation rod 17 (a part of the rod 7 in FIG. 1).
  • the piston 18 is fixed to the gas circuit breaker housing by a method not shown in the drawing.
  • the puffer cylinder 16, the operating rod 17, and the partition wall 24 fixed to the puffer cylinder 16 form a space called a heat puffer chamber 19a.
  • the puffer cylinder 16, the partition wall 24, the operating rod 17, and the piston 18 form a space called a mechanical puffer chamber 19b. Since the mechanical puffer chamber 19b is located between the piston 18 and the partition wall 24 fixed to the puffer cylinder 16, the space is narrowed when the operating rod 17 is driven in the right direction in the figure, and the arc extinguishing gas inside is reduced.
  • the pressure in the mechanical puffer chamber 19b is increased, and when the pressure in the mechanical puffer chamber 19b becomes larger than the pressure in the thermal puffer chamber 19a, the pressure is insulated through the check valve 23 toward the insulating nozzle opening. It has a mechanism to push out arc-extinguishing gas.
  • the movable portion 11a moves to the operation mechanism 4 side (right direction in FIG. 2).
  • the arc 20 is ignited between the fixed arc contact 14 and the movable arc contact 13 in the first half of the breaking process.
  • the arc extinguishing gas around the arc 20 heated to a high temperature is generated, and a high-temperature gas is generated from an insulating nozzle formed of the arc-extinguishing insulating molded body exposed to the arc 20. .
  • the hot gas generated in this way flows into the thermal puffer chamber 19a through the space formed by the insulating nozzle 15 and the movable arc contact 13 as shown by the arrows in the figure.
  • the gas pressure in the heat puffer chamber 19a is increased by the flowing high-temperature gas, and the insulating gas is blown out toward the opening of the insulating nozzle along with the opening.
  • the arc is extinguished by blowing the arc-extinguishing gas to the arc to efficiently discharge the heat between the electrodes to the outside, and the movable energizing contact (movable electrode) 11 and the fixed energizing contact (fixed)
  • the insulation between the electrodes is recovered and the interruption is completed.
  • the regenerative voltage that appears just before the completion of the interruption is large, so the distance between the electrodes necessary for insulation recovery becomes long, but the heat between the electrodes is efficiently transferred to the outside.
  • the necessary distance can be shortened, and the arc extinguishing apparatus 1 can be reduced in the longitudinal direction.
  • the hot gas discharged from the arc extinguishing apparatus 1 since the hot gas discharged from the arc extinguishing apparatus 1 has a small amount of hydrogen, it does not generate a gas that promotes corrosion such as hydrogen fluoride or a hydrogen compound that degrades insulation such as water. Even if gas touches the insulating material, the deterioration of insulation can be prevented.
  • the arc extinguishing insulating material molded body of the present invention is used for a part or all of the insulating nozzle 15 in the vicinity of the contact of the contactor. Since the hydrogen and hydrogen ions contained in the exhausted hot gas are reduced, the generation of hydrogen compounds such as hydrogen fluoride that degrades the insulating material and water that lowers the insulation can be suppressed. It can be suppressed and a sufficient puffer pressure can be obtained. For this reason, there is a remarkable effect that it is possible to obtain a gas circuit breaker that suppresses insulation deterioration, has a simple operation mechanism, and can be downsized.
  • Example 1 Various polymers shown in Table 1 were prepared.
  • a fluorinated polyether polymer in Example 1, a commercially available perfluoropolyether rubber (Shore A hardness 50) is used, and in Example 2, it is commercially available and generally available.
  • Fluorinated polyether silicone cross-linked product A cured product of commercially available two-part material, Shore A hardness 70, containing silicon dioxide
  • Example 3 a silicone cross-linked product B of a fluorinated polyether (a cured product of a commercially available two-part material, without silicon dioxide) was used.
  • the raw material composition needs to be compression-molded at room temperature and a pressure of 200 kg / cm 2 and then fired at 370 ° C. to obtain a molded product.
  • the silicone crosslinked product of the fluorinated polyether of Example 2 was molded using a liquid or paste-like material composed of a polymer compound having a fluorinated polyether skeleton and a terminal silicone crosslinking reactive group. After molding with a mold, it was heat-cured to perform primary molding, and secondary processing by machining could be performed, and the moldability was extremely excellent.
  • CHN elemental analysis is used to measure the hydrogen content (content of hydrogen atoms in the constituent elements in the polymer). Specifically, the compact is heated to a high temperature in a helium / oxygen stream and burned, and each of the constituent elements of the compact is oxidized, so that carbon becomes CO 2 , hydrogen becomes H 2 O, and nitrogen becomes NO x . Further, NO x becomes N 2 by passing these through a reduction furnace containing reduced copper. Then, by quantifying the generated H 2 O, and calculates the hydrogen content in each of the molded bodies. Since the molded body contains fluorine, the data is likely to vary. Therefore, sufficient attention must be paid to measurement conditions such as raising the combustion temperature from normal (for example, burning at 1150 ° C.). Moreover, in order to remove the influence of moisture before the measurement, vacuum drying (50 ° C.) for 2 hours was performed.
  • the maximum value of the generated gas pressure during the 10th shut-off test was measured, and the ratio of the generated gas pressure during the 10th shut-off test for Comparative Example 1 to the maximum value of the generated gas pressure As sought.
  • the arc extinguishing insulating material molded bodies of Examples 1 to 3 have high generated gas pressure, excellent cut-off performance, and arc extinguishing with suppressed corrosiveness of the insulator due to the generated gas. It turns out that it is an insulating material molding.
  • Comparative Examples 2 and 3 in which the hydrogen content exceeds 2 wt% there is a corrosive insulator by generated gas, it can not be applied to a gas circuit breaker comprising SF 6.
  • Table 2 shows the types of polymers used in the production of arc extinguishing insulating material molded bodies of Examples 4 to 10 and Comparative Example 4, the type of consumable filler, the average particle size, the maximum particle size, and the mixing ratio. Indicates. Using these materials, a composition in which a consumable filler is blended with a polymer at a predetermined ratio is prepared, and after molding, a predetermined arc-extinguishing insulating material molded body (Example) 4 to 10 and Comparative Example 4) were obtained.
  • the obtained arc-extinguishing insulating material molded bodies of Examples 4 to 10 and Comparative Example 4 are subjected to the same interruption test as described above, and the generated gas pressure ratio of the molded product and the arc-extinguishing insulating material molded body are configured.
  • the consumption ratio (weight ratio) of the composition and the presence or absence of internal wear were evaluated.
  • the generated gas pressure ratio was the ratio to the maximum pressure value in Example 2.
  • the consumption ratio indicates the ratio of the consumption amount calculated from the difference (consumption amount) to the consumption amount measured separately for the arc extinguishing insulating material molded body of Example 2 by measuring the weight before and after the interruption test. .
  • the arc-extinguishing insulating material molded bodies of Examples 4 to 10 are effective in suppressing the consumption of the arc-extinguishing insulating material molded body after the interruption test by blending a wear-resistant filler such as boron nitride. It can be seen that this is an arc-extinguishing insulating material molded body having a high generated gas pressure and excellent cut-off performance.

Abstract

　本発明は、ガス遮断器において、接触子の接点近傍に設置される消弧用絶縁材料成形体であって、主鎖に炭素－酸素結合を有し、末端原子の一部または全部が水素原子以外の原子である重合体を含むことを特徴とする消弧用絶縁材料成形体である。

Description

消弧用絶縁材料成形体、それを用いたガス遮断器
　本発明は、電流遮断時に発生するアークに暴露されて絶縁性ガスを発生しアークの消弧に寄与する消弧用絶縁材料成形体、および、それを用いたガス遮断器に関する。
　ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ、Gas　Insulated　Switchgear）は、変電所や発電所、受電設備などで高圧電力系統の遮断、接続を行う装置である。本装置は、遮断器・断路器・母線電線路・避雷器・計器用変成器・作業用接地装置などを、絶縁性が高いガスを充填した単一の接地容器内に収めている。
　ガス絶縁開閉装置は、気中絶縁方式の開閉装置に比べて、著しく小形に構成することが可能である。近年では、地価高騰による用地取得の困難性から、小形化が可能なガス絶縁開閉装置が多くの電気開閉所において採用され設置されている。
　ガス遮断器は、短絡・過電流・地絡状態の電路を遮断できる装置である。電流を遮断する際に遮断器の電極接点間に発生するアーク放電に対し、気体を吹き付けることでアーク放電を消滅（消弧）させることができる。従来、ガス遮断器では、遮断時に可動接触子と固定接触子との間で発生するアークに対して、消弧性ガスを吹き付け、効率よく消弧して遮断動作を完了するための工夫がなされてきた（特許文献１：特開平７－３１２１５５号公報、特許文献２：特開２００１－１５５５９５号公報参照）。
　ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）およびガス遮断器で用いられる絶縁ガスには、一般的に六フッ化硫黄（ＳＦ６）が用いられる。六フッ化硫黄は絶縁性が高く、その絶縁耐力は空気の３倍にも及ぶ。また不活性であり、熱伝導性も高いことからアーク放電によって過熱した電極を速やかに冷却することができる。
　現在、ガス遮断器において、主流となっている遮断方式は、電極を開く動作に連動してピストンを駆動し、六フッ化硫黄などの絶縁ガスを電極部分に吹き出すパッファ式である。一般に、大電流を少ない操作力で効率よく遮断するため、アークの熱を利用して絶縁ガスの圧力を高める加熱室(熱パッファ)や機械的操作力により容積を縮小させることで絶縁ガスの圧力を高めるシリンダおよびピストンの対（機械パッファ）を備えている。近年、遮断電流の増加や遮断点数の減少による遮断容量増加への要請、機器の小型化の要請等により、ガス遮断器の消弧室における単位体積当たりの処理エネルギーが増加し、従来以上に強力な消弧性能が必要になってきている。
　前述のパッファ式ガス遮断器などでは、強力な消弧性能を得るための一つの有力な方策として、消弧室内部に樹脂材料を設け、アークに暴露することにより樹脂材料を分解し、ガスを発生し、消弧に寄与する仕組みが提案されている。
　このようなガス遮断器では、開閉する電極の接点周辺部に、アークの消弧に寄与する消弧用絶縁材料成形体を配置する。消弧用絶縁材料成形体は、アークの光と熱に暴露されることによって、その成型物を構成する材料自体が分解してガスを発生し、発生したガスの吹きつけによるアークの冷却、絶縁ガスの圧力上昇によるアーク絞り込みや絶縁抵抗の増加によりアークの消弧を促進する。
　例えば、特許文献３（特開２００３－２９７２００号公報）に示す従来のガス遮断器では、アーク空間においてアークにより加熱され蒸発ガスを発生する化学組成に酸素を含まない重合体で構成された部材を加熱室内部に配置し、加熱室内の圧力上昇を強化している。
　特許文献４（特開平１１－３２９１９１号公報）では、アークにより加熱され蒸発ガスを発生する材料として、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等の炭素と水素から構成される樹脂を例示し、熱拡散性に優れた水素ガスまたは炭化水素ガスが発生するので、効率的にアークを冷却し優れた消弧性能を得ることができると記載されている。
　また、特許文献４では、蒸発ガスを発生する材料として、ポリオキシメチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、メラミン樹脂等を例示している。
　ところで、上記のような従来技術において、アーク暴露による分解ガスを、吹付けガスに混合して消弧した場合、遮断終了後、吹付けガスが数百度程度に冷却されると、水分の発生が見られる。これは、主として、ポリマーに含まれる酸素原子と水素原子に起因するものである。しかし、ガス遮断器においては、水分含有量が数百から数千ＰＰＭに達すると、絶縁物で構成される部材の絶縁劣化を引き起こすことが知られている。このため、従来のガス遮断器では、電流遮断後に十分な絶縁性能および遮断性能を達成できない場合が有り得る。また、水分は電流遮断によって分解生成物として発生したフッ化物を溶解し、フッ酸となるため、金属材料をも腐食する可能性がある。
　このため、従来のガス遮断器では、分解ガスを発生する材料として、絶縁物の絶縁劣化を引き起こさない四フッ化ポリエチレン樹脂を使用することが多い。
　然るに、遮断電流の増加や遮断点数の減少による遮断容量増加への要請、機器の小型化の要請等を満足するためには、四フッ化ポリエチレン樹脂では発生ガス圧力が十分でなく、よりアークの消弧性能の高い消弧用絶縁材料が求められていた。
特開平７－３１２１５５号公報 特開２００１－１５５５９５号公報 特開２００３－２９７２００号公報 特開平１１－３２９１９１号公報
　本発明は、以上のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、アーク暴露時の発生ガスの量が多く、安定して高い遮断性能を得ることができ、且つ、ガス遮断器内の絶縁物で構成される部材の劣化（絶縁劣化）を抑制することのできる消弧用絶縁材料成形体、および、それを用いたガス遮断器を提供することにある。
　本発明は、ガス遮断器において、接触子の接点近傍に設置される消弧用絶縁材料成形体であって、
　主鎖に炭素－酸素結合を有し、末端原子の一部または全部が水素原子以外の原子である重合体を含むことを特徴とする消弧用絶縁材料成形体である。
　前記重合体を主たる材料として含むことが好ましい。また、前記重合体における構成元素中の水素原子の含有率が２質量％以下であることが好ましい。また、前記水素以外の原子がフッ素原子であることが好ましい。
　前記重合体はポリエーテル系重合体であることが好ましく、フッ素化ポリエーテル系重合体であることがより好ましい。また、前記重合体は、主鎖にケイ素原子を含むことが好ましい。
　前記重合体がフッ素化ポリエーテルのシリコーン架橋物であることが好ましい。また、前記重合体が二酸化ケイ素を含むことが好ましい。
　上記消弧用絶縁材料成形体は、窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種を耐消耗用充填材として含むことが好ましい。
　また、本発明は、上記の消弧用絶縁材料成形体を電極近傍に備えたガス遮断器にも関する。該ガス遮断器において、遮断に用いられる絶縁性ガスはＳＦ６ガスであることが好ましい。
　本発明の消弧用絶縁材料成形体を構成する重合体は、主鎖に含まれる炭素－酸素結合（Ｃ－Ｏ結合）が切れやすく、分解し易いため、本発明の消弧用絶縁材料成形体をガス遮断器に用いた場合、アーク暴露時の発生ガス量が多く、消弧室の圧力を十分高く上昇させることで、安定して高い遮断性能を得ることができる。また、重合体中の水素原子の含有率が少ないため、アーク暴露による分解時のＨＦやＨ２Ｏの発生が抑制されているので、ガス遮断器に使用される絶縁材料の腐食や絶縁劣化を抑制することができる。
　また、重合体の主鎖中にケイ素原子（Ｓｉ）を含む場合、成型時に、フッ素化ポリエーテル骨格と末端のシリコーン架橋反応基とを有する高分子化合物からなる液体またはペースト状材料を用いることができるため、成形性に優れる。また、その硬化物は、化学薬品に対する耐久性、耐熱性に優れた材料である。
　また、消弧用絶縁材料成形体中に窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種を耐消耗用充填材として含む場合、これらの耐消耗用充填材は、深紫外領域の光を吸収し、近紫外光－可視光－赤外光の領域の光に対する反射率の大きい化合物であるため、アーク光が絶縁成型物内部まで浸入することを防ぎ、消弧用絶縁成形体の過剰な損耗を防ぐことができる。
　さらに、本発明の消弧用絶縁材料成形体をガス遮断器に用いることにより、遮断性能に優れ、遮断後の絶縁劣化が抑制された信頼性に優れたガス遮断器を得ることが出来る。
本発明の実施の形態４に係るガス遮断器を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態４に係るガス遮断器の消弧装置を示す概略断面図である。（ａ）は、ガス遮断器の遮断過程の前半の状態を示し、（ｂ）は、ガス遮断器の遮断過程の後半の状態を示す。
　以下、本発明について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明では、図面を用いて説明しているが、本願の図面において同一の参照符号を付したものは、同一部分または相当部分を示している。
　（実施の形態１：　消弧用絶縁材料成形体１）
　本発明の消弧用絶縁材料成形体は、ガス遮断器において、電流遮断時に開動した電極間（例えば、可動接触子と固定接触子との間）に発生したアークに絶縁性ガスを吹き付けて消弧させるためのものであって、アーク発生部近傍である接触子の接点近傍に配置される。
　本発明の消弧用絶縁材料成形体を構成する重合体は、主鎖に炭素－酸素結合を有し、末端原子の一部または全部が「水素原子以外の原子」である重合体である。
　前記重合体における構成元素中の水素原子の含有率（水素含有率）が２質量％以下であることが好ましい。１質量％以下がより好ましく、重合体は実質的に水素原子を含まないことが更に好ましい。
　上述の「水素原子以外の原子」としては、置換基となり得るものであれば特に限定されないが、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、アスタチン原子の内の少なくとも１種が挙げられ、少なくともフッ素原子を含むことが好ましい。フッ素原子は、全原子中もっとも電気陰性度が高く、炭素を含む様々な原子と硬く結合し、化学的に分離することがほとんどなく、末端原子の一部または全部がフッ素原子である重合体は、耐熱性、耐薬品性に優れるからである。
　重合体の具体例としては、例えば、次の化学式（化１－１）で示される高分子化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　式中、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４およびＲ５は、炭素、窒素、酸素、ケイ素、水素、フッ素などを含むそれぞれ独立の官能基である。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４およびＲ５の内の少なくともいずれかの官能基には、フッ素原子が含まれることが好ましい。また、ｎは自然数であり、好ましくは、２～５０００である（以下の化学式においても同様である）。
　重合体は、より具体的には、ポリエーテル系材料であることが好ましく、フッ素化ポリエーテル系材料であることがより好ましい。また、ポリエーテル系材料は、ポリエーテルの繰り返し部にベンゼン環を含まないことが好ましい。ベンゼン環は分解しにくく、ベンゼン環が多く含まれるとアーク暴露後に炭化物が多く発生することから、絶縁性の低下をもたらす可能性があるためである。
　フッ素化ポリエーテル系材料としては、次の化学式（化１－２）～（化１－９）で示される化合物が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　式中、ｍは自然数であり、好ましくは２～５０００である（以下の化学式においても同様である）。
　上述の重合体は、アークに暴露されて、アークの光と熱によって、自らが分解しガスを発生する材料（アブレーション材料）である。したがって、分解しやすい結合を持つ材料が好ましく、また、分解してガス化し易いように、重合体を構成する高分子化合物の主鎖(該高分子化合物の中で最も長く結合が繋がる部位)に炭素－酸素結合を含んでいることが好ましく、このような場合においてアーク暴露時の発生ガス圧力が大きくなる。
　上記重合体（主鎖に炭素－酸素結合を有し、末端原子の一部または全部が水素原子以外の原子である重合体）は、そのものが樹脂材料として消弧用絶縁材料成形体の形成に用いられてもよいし、他の樹脂材料に混合して用いられても良い。また、上記重合体が液体状であってもよく、そのような重合体を、消弧用絶縁材料成形体の基材に含浸させる手法、カプセル状で内包させる手法、多孔質フィラーに染みこませる方法などにより、消弧用絶縁材料成形体を構成してもよい。
　消弧用絶縁材料成形体中に含まれる上記重合体の比率は、１０質量％より大きいことが好ましい。また、消弧用絶縁材料成形体中に含まれる有機材料成分の総量に対する上記重合体の比率が、５０質量％以上であることがより好ましい。
　消弧用絶縁材料成形体は、上記重合体を主たる材料として含むことが好ましい。「主たる材料」とは、消弧用絶縁材料成形体中に含まれる有機材料成分の総量に対して５０質量％以上を占める材料を意味する。
　また、本発明者らは、水素原子を多量に含む材料、例えば、ポリオキシメチレン樹脂やメラミン樹脂などを用いると、絶縁物で構成される部材の絶縁劣化を引き起こすことを見出した。これは、化合物中に水素原子があると、アーク暴露時にＳＦ６ガスに含まれる物質（例えば、ＳＦ６、ＳＦ４、Ｈ２Ｏなど）と反応し腐食性ガス（ＳＦ６ガスの場合にはＨＦなど）を発生し、絶縁物で構成される部材の絶縁劣化を引き起こすものと考えられる。絶縁部材の絶縁性が低下すると、電流遮断後に十分な絶縁性能が維持できず、必要な遮断性能を達成できない。そこで、消弧用絶縁材料成形体の構成元素中の水素原子の一部または全部をフッ素原子等の他の原子で置き換えることにより、絶縁物で構成される部材の絶縁劣化を抑制することができた。
　（実施の形態２：　消弧用絶縁材料成形体２）
　本実施の形態の消弧用絶縁材料成形体を構成する重合体もフッ素化ポリエーテル系重合体であるが、主鎖にケイ素原子を含んでいる点で実施の形態１とは異なっている。
　本実施の形態の消弧用絶縁材料成形体を構成する重合体としては、次の化学式（化２－１）～（化２－４）で示される化合物が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１６は、それぞれ独立に、炭素原子、フッ素原子、酸素原子、窒素原子および硫黄原子よりなる群から選ばれた原子からなる置換基である。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ１４およびＲ１９は、それぞれ独立に、結合途中に酸素原子、窒素原子およびイオウ原子よりなる群から選ばれた少なくとも１種の原子を含む置換基、または、アミド結合もしくはスルホンアミド結合を含有する置換基である。Ｒ６～Ｒ１３およびＲ１８～２１は、それぞれ独立に、炭素原子、フッ素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、ケイ素原子およびイオウ原子よりなる群から選ばれた原子からなる置換基である。
　上記化学式（化２－４）において、Ｒ２２はフッ素化ポリエーテル基である。かかるフッ素化ポリエーテル基の具体例としては、次の（化２－５）に示す６種類の置換基のいずれかが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　また、末端が架橋反応基となっている上記化合物の重合体を使用することもできる。末端の架橋反応基としては、Ｓｉ－ＯＨ基、Ｓｉ－Ｘ基（Ｘはアセトキシ基、イソプロペノキシ基等）、Ｓｉ－ＯＣＨ３基、エチレン性不飽和基などが挙げられる。重合体の例として、末端にＳｉ－ＯＨ基を持つ上記化合物と末端にＳｉ－Ｘ（Ｘはアセトキシ基、イソプロペノキシ基等）を持つ上記化合物の縮合反応による重合物やＳｉ－ＯＣＨ３基の加水分解縮合による重合物、両末端にエチレン性不飽和基を有する上記材料と一分子中に二つ以上のＳｉ－Ｈ基を有する有機ケイ素化合物との付加反応による重合物などが挙げられる。
　さらに、末端の架橋反応基がシリコーン架橋反応基の場合には、二酸化ケイ素（シリカ）のフィラー（シリカ粒子など）を混合し、二酸化ケイ素表面の一部水酸基化した部分と上記化合物の反応により二酸化ケイ素を介して重合することもできる。この二酸化ケイ素のフィラーの配合量を調整することにより、消弧用絶縁材料成形体の硬さを調整することができる。
　本実施の形態における具体的な化合物例として、次の化学式（化２－６）～（化２－８）で示される化合物、および、これら化合物の重合体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　化学式（２－６）中、ｑおよびｒは、それぞれ独立の２～１０００の整数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　化学式（化２－７）および（化２－８）中、ｓおよびｔは、それぞれ独立の自然数であり、ｓとｔの和が２～２００である。
　本発明の消弧用絶縁材料成形体においては、補強、増量等のために、フッ素化ポリエーテル系重合体１００重量部当たり５００重量部以下、好ましくは１０～１００重量部の量で充填材を配合することができる。この充填材としては、煙霧質シリカ、沈降性シリカ、カーボン粉末、二酸化チタン、酸化アルミニウム、石英粉末、タルク、セリサイトおよびベントナイトなどの補強剤、ガラス繊維および有機繊維などの繊維質充填材等を例示することができる。
　また、必要に応じて、有機錫化合物、有機チタン化合物等の縮合硬化触媒、メタクリル酸カリウムなどの耐油性向上剤、着色剤、ベンガラおよび酸化セリウムなどの耐熱性向上剤、耐寒性向上剤、ポリエーテルなどのチクソトロピー剤、脱水剤、γ－アミノプロピルトリエトキシシランなどの接着性向上剤などを添加してもよく、これらは、耐溶剤性、耐薬品性、耐熱性および耐寒性の全てに優れた硬化物を形成できる程度の量で目的に応じて使用される。
　本発明の消弧用絶縁材料成形体は、構成材料の主鎖に含まれるＣ－Ｏ結合が切れやすく、消弧用絶縁成形体が分解し易いため発生ガス量が多く、消弧室の圧力を十分高く上昇させることで遮断性能が高くすることができ、また、構成材料中の水素元素の含有量を減らすことで、アーク暴露による分解時のＨＦやＨ２Ｏの発生が抑制されているので、ガス遮断器の内部に使用される絶縁材料の腐食や絶縁劣化を抑止できる防ぐことが出来る。
　また、主鎖中にＳｉを入れることによって、成型時にフッ素化ポリエーテル骨格と末端のシリコーン架橋反応基をもつ液体またはペースト状材料を用いることができ、成形性に優れる。また、その硬化物は、化学薬品に耐久性、耐熱性に優れた材料である。
　（実施の形態３：　消弧用絶縁材料成形体＋耐消耗用充填材）
　本実施の形態の消弧用絶縁材料成形体は、実施の形態１および実施の形態２で示した消弧用絶縁材料成形体に加えて、さらに、窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種（耐消耗用充填材）を含む形態である。
　ガス遮断器では、電流が遮断されると、可動接触子と固定接触子との間に１００００Ｋ～２００００Ｋの高温プラズマ状のアークが発生する。従来、このアークを消弧させるために絶縁ノズルから空気、ＳＦ６ガスなどの絶縁性ガスをアークに吹き付けていた。高圧空気または高圧ガス中で発生した高温プラズマ状のアーク光は、２００ｎｍ～近赤外域において強いエネルギー強度を有することが知られている。そのため、このアーク光に絶縁ノズルが曝されると、アークから発生した光がノズルの表面のみならず内部まで侵入し、ノズルの内部にボイドやカーボンを生じさせ（内部爆裂）、絶縁性能を著しく低下させるという欠点があった。
　また、繰り返しの遮断によって、絶縁ノズルの消耗量が増大して遮断性能が低下するという問題があった。
　以上のように、アーク光は紫外～赤外の広い波長の光を含み、深紫外域の発光が特に強い。消弧用絶縁材料成形体を構成する樹脂は、全領域のアーク光を吸収し分解していると考えられる。耐消耗用充填材は、近紫外～赤外の反射率が高いと考えられるため、消弧用絶縁材料の消耗を抑えられると考えられる。さらに、深紫外域に強い吸収を持つ無機充填材を耐消耗用充填材として添加することで、表層で集中的にエネルギーを吸収することで、消弧用絶縁材料の消耗をより確実に抑えられると考えられる。つまり、上記耐消耗用充填材による近紫外～赤外の高反射率により、消弧用絶縁材料成形体の深さ方向への光浸入を防止し、上記耐消耗用充填材による深紫外域のアーク光の吸収により、光浸入防止と表層でのエネルギー吸収によって、消弧用絶縁材料成形体の内部爆裂を抑制し、さらに、比較的表層でエネルギーを吸収することによって、損耗量が低減しても、消弧用絶縁材料成形体の分解ガス種が低分子化し、発生ガスのモル量増加によって、損耗量低減に加え、発生ガス圧力の低下が抑えられることがわかった。
　窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンは、近紫外～赤外の反射率が高く、深紫外域に強い吸収を持つ無機充填材であり、消弧用絶縁材料成形体の消耗を抑制するための充填材（耐消耗用充填材）として好適である。特に、窒化ホウ素は、近紫外～赤外の反射率が高く、深紫外域の吸収が大きいので好ましい。
　耐消耗用充填材（窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種）の平均粒径は、０．５μｍ～２０μｍであることが好ましく、平均粒径が１μｍ～１０μｍであることがより好ましい。ここで、平均粒径は、レーザ回折・散乱法による粒度分布測定により測定される値である。粒径が小さいほど、その表面積が大きくなるため、近紫外～赤外の反射率が高く、深紫外域に強い吸収を持つ消弧用絶縁材料成形体ができ、消耗抑制に効果があるため、平均粒径は２０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。また、最大粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。ここで、最大粒径は、粒度分布を測定した場合の累積頻度９９％に相当する粒径である。一方、平均粒径が小さくなると、上記重合体等への混合時の粘度が上昇し成形性に難が生じるため、平均粒径は、０．５μｍ以上が好ましい。
　耐消耗用充填材の配合量は、好ましくは０．１体積％～２０体積％であり、より好ましくは０．５体積％～１０体積％である。充填量が少なくなると効果がなくなり、０．５体積％以下、特に０．１％以下では効果が得られない。また、配合量が多くなると、耐消耗用充填材を混合した上記重合体等の粘度が上がり成形性が悪くなると共に、ガス発生量も減少することから、２０体積％以下が好ましく、１０体積％以下がより好ましい。
　耐消耗用充填材の粒径および配合量は、成形品の光反射率が２４０ｎｍ～１３００ｎｍの波長において８５％以上となるように、平均粒径が０．５μｍ～２０μｍ好ましくは平均粒径１μｍ～１０μｍで、最大粒径４０μｍ以下の粒径範囲および０．１体積％～２０体積％の配合量、特に０．５体積％～１０体積％の配合量から適宜設定される。また、上記粒径および反射率の条件を満たすものであれば、偏平状のもの、不定形状のもの（粉砕したもの）のいずれも耐消耗用充填材として使用することができる。また、耐消耗用充填材は、他の物質を微量でも含むと紫外域に吸収が生じて成形品の反射率低下の要因となることから、純度が９９％以上であることが望ましい。
　（実施の形態４：　ガス遮断器）
　図１は、本発明の実施の形態４に係るガス遮断器の一例を示す概略断面図である。図１に示すガス遮断器において、消弧装置１は、第１ブッシング２から伸びる第１導体２ａと、第２ブッシング３から伸びる第２導体３ａとの間に電気的に接続されており、可動通電接触子１１（図２に記載）を駆動する動作機構４は、例えば、バネ機構、油圧機構などによって動作する操作装置５と、リンク６と、絶縁性のロッド７から構成されている。可動通電接触子１１は、ロッド７によりリンク６に結合されて、操作装置５により開閉極動作する。
　消弧装置１を消弧ガス中に密閉する筐体９から、ロッド７を引出す部分には、気密を保ったまま摺動できるように、例えば、Ｏリングなどを有する摺動部品１０が設けられている。また、消弧装置１は、絶縁支持体８によって筐体９から絶縁支持されている。
　図２は、実施の形態４に係るガス遮断器の消弧装置の主要部を示す概略断面図の一例である。図２（ａ）は、ガス遮断器の遮断過程の前半の状態を示し、図２（ｂ）は、ガス遮断器の遮断過程の後半の状態を示す。図２に示すガス遮断器は、消弧性ガスが充填された筐体９内（図１参照）に、可動通電接触子１１および可動アーク接触子１３と、固定通電接触子１２および固定アーク接触子１４とを対向配置して収納してなり、可動アーク接触子１３と固定アーク接触子１４の外周には、可動側に設けられたパッファシリンダ１６に固定された絶縁ノズル１５が設けられている。ここで、絶縁ノズルの全部または一部を実施の形態１乃至３の消弧用絶縁材料成形体で形成している。
　絶縁ノズル１５の一部を消弧用絶縁材料成形体で形成する場合には、絶縁ノズル１５と可動アーク接触子１３により形成される流路を大きく変形させないような位置に消弧用絶縁材料成形体を配置する。さらに、図には示されていないが、可動アーク接触子１３と絶縁ノズル１５の間にフローガイドを設けて、そこに消弧用絶縁材料成形体を配置してもよい。
　また、消弧用ガスとしては絶縁性ガスが用いられ、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、二酸化炭素（ＣＯ２）、ヨウ化トリフルオロメタン（ＣＦ３Ｉ）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、４フッ化メタン（ＣＦ４）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）あるいは、これらの少なくも２つを混合したガスが挙げられる。特に、六フッ化硫黄（ＳＦ６）単体または、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）との混合物が好ましい。
　また、パッファシリンダ１６は、操作ロッド１７（図１におけるロッド７の一部）を介して動作機構４と接続されている。また、ピストン１８は図に示されていない方法でガス遮断器筐体に固定された状態にある。このパッファシリンダ１６と操作ロッド１７とパッファシリンダ１６に固定されている隔壁２４で、熱パッファ室１９ａという空間が形成されている。また、パッファシリンダ１６と隔壁２４と操作ロッド１７とピストン１８とで、機械パッファ室１９ｂという空間が形成されている。機械パッファ室１９ｂでは、ピストン１８とパッファシリンダ１６に固定されている隔壁２４との間にあるので、操作ロッド１７が図で右方向に駆動するときに空間が狭くなり、内部の消弧ガスを圧縮することで機械パッファ室１９ｂ内の圧力を高め、機械パッファ室１９ｂ内の圧力が熱パッファ室１９ａ内の圧力より大きくなったときに、逆止弁２３を通して、絶縁ノズル開口部に向けて絶縁消弧ガスを押し出す仕組みになっている。
　上述のガス遮断器において、投入状態から開極動作を始めると、可動部１１ａは、動作機構４側（図２の右方向）に移動する。このような開極過程において、まず図２（ａ）に示すように、遮断過程前半では、固定アーク接触子１４と可動アーク接触子１３との間にアーク２０が点弧する。
　このアーク２０は高温であるため、アーク２０に加熱された周りの消弧性ガスが高温になるとともに、アーク２０に曝された消弧用絶縁成形体からなる絶縁ノズルから高温のガスが発生する。このように発生した高温ガスは、図中に矢印で示すように、絶縁ノズル１５と可動アーク接触子１３とで形成される空間を通って熱パッファ室１９ａ内に流れ込む。この流れ込んだ高温ガスによって熱パッファ室１９ａ内のガス圧力は高められ、開動とともに、絶縁ノズル開口部に向けて絶縁ガスを吹き出す。
　その後、図２（ｂ）に示すような遮断過程後半では、電流零点に向けてアーク２０が小さくなり、可動接触子の開動と共に、機械パッファ室１９ｂ内の圧力が高まり、機械パッファ室１９ｂ内の高圧空気を逆止弁２３を通してノズル開口部に向けて押し出す。
　このようにして、アークに消弧ガスを吹き付けて電極間の熱を効率的に外部に排出することでアークを消弧すると共に、可動通電接触子（可動電極）１１と固定通電接触子（固定電極）１２とを、電極間に現れる再起電圧に耐えうる十分な距離まで引き離すことで、電極間の絶縁回復を得て遮断が完了する。特に、高い電圧系統に適用するガス遮断器の場合には、遮断完了直前に現れる再起電圧が大きいので絶縁回復に必要な電極間の距離が長くなるが、電極間の熱を効率的に外部に排出することで、上記必要な距離を短くすることができ、消弧装置１の長手方向の小型化につながる。
　さらに、消弧装置１から外部に排出された熱ガスは水素が少ないため、フッ化水素などの腐食を促進するガスや水など絶縁劣化させる水素化合物が発生しないため、絶縁支持体８などに使われる絶縁物にガスが触れても絶縁劣化を防止することができる。
　このように、実施の形態４におけるガス遮断器では、本発明の消弧用絶縁材料成形体を接触子の接点近傍の絶縁ノズル１５の一部または全部に用いたことにより、消弧装置１から排出された熱ガスに含まれる水素や水素イオンが減少しているので、絶縁材料を劣化させるフッ化水素や、絶縁を低下させる水などの水素化合物の生成を抑止することができ、絶縁劣化を抑制できるとともに、十分なパッファ圧力を得ることができる。このため、絶縁劣化を抑制し、動作機構が単純で小型化ができるガス遮断器を得ることができるという顕著な効果がある。
　以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらに限定されるわけではない。
　（実施例１～３、比較例１～３）
　表１に示す各種の重合体を準備した。なお、フッ素化ポリエーテル系重合体として、実施例１では、市販されており一般に入手可能なパーフロロポリエーテルゴム（ＳｈｏｒｅＡ硬度５０）を用い、実施例２では、市販されており一般に入手可能なフッ素化ポリエーテルのシリコーン架橋物Ａ（市販の二液型材料の硬化物、ＳｈｏｒｅＡ硬度７０、二酸化ケイ素含有）を用いた。実施例３では、フッ素化ポリエーテルのシリコーン架橋物Ｂ（市販の二液型材料の硬化物、二酸化ケイ素無し）を用いた。これらの重合体を金型成形後、機械加工することにより所定の消弧用絶縁材料成型体（実施例１～３および比較例１～３）を得た。
　比較例１の四フッ化エチレン樹脂の場合、原料組成物を室温で２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で圧縮成形した後、３７０℃で焼成して成形品を得る必要がある。これに対して、実施例２のフッ素化ポリエーテルのシリコーン架橋物の成形は、フッ素化ポリエーテル骨格と末端のシリコーン架橋反応基とを有する高分子化合物からなる液体またはペースト状材料を用いて、金型による成形後、加熱硬化することにより、１次成形を行い、機械加工による２次加工を行うことができ、非常に成形性に優れていた。
　また、実施例１～３および比較例１～３の成形体を用いて、水素含有率（重合体における構成元素中の水素原子の含有率）の測定と、成形体の発生ガス圧力および絶縁物に対する腐食性の評価を行った。なお、これらの測定および評価結果は表１に示した。
　（水素含有率の測定）
　水素含有率（重合体における構成元素中の水素原子の含有率）の測定には、ＣＨＮ元素分析を用いる。具体的には、成形体をヘリウム／酸素気流で高温に加熱して燃焼させ、成形体の構成元素の各々を酸化することで、炭素はＣＯ２、水素はＨ２Ｏ、窒素はＮＯｘとなり、さらにこれらを還元銅を含む還元炉内を通過させることで、ＮＯｘはＮ２となる。そして、生成したＨ２Ｏを定量することによって、それぞれの成形体における水素含有率を算出する。なお、成形体はフッ素を含んでいるため、データがばらつき易いので、燃焼温度を通常より上げる(たとえば、１１５０℃で燃焼させる)などの測定条件に十分な注意が必要である。また、測定前には、水分の影響を除くため、減圧乾燥（５０℃）２時間を実施した。
　（成形体の発生ガス圧力および絶縁物に対する腐食性の評価）
　まず、成型体が収容されたガス遮断器の密閉チャンバー内にＳＦ６ガスを充填し、定格８４ｋＶ、通電電流２０ｋＡ（実効値）および遮断時間１０～１５ｍｓの条件で接点を開動し、アークを発生させて１０回の遮断試験を実施した。
　発生ガス圧力の評価として、１０回目の遮断試験中の発生ガス圧力の最大値を計測し、比較例１についての１０回目の遮断試験中の発生ガス圧力の最大値に対する比を、発生ガス圧力比として求めた。
　絶縁物に対する腐食性は、上記遮断試験において、別途、密閉チャンバー内のアークに暴露されない位置に、電極を取り付けたエポキシ樹脂成型物を設置し、遮断試験の前後での表面抵抗値の変化を観測することにより、評価した。試験後のエポキシ樹脂成型物の表面抵抗率が初期値から２オーダーを超えて低下した場合（例えば、初期値が１０の１３乗Ω／□であれば、試験後の表面抵抗率が１０の１１乗Ω／□未満となる場合）に、腐食性ありと評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
　表１の結果に示されるように、実施例１～３では、比較例１（四フッ化エチレン樹脂）に対し、発生ガス圧力の向上が認められ、発生ガスによる絶縁物の腐食性もなかった。比較例２のポリオキシメチレン（フッ素化されていないポリエーテル樹脂）および比較例３のメラミン樹脂では、発生ガス圧力は比較例１の四フッ化エチレン樹脂よりも高いが、発生ガスによる絶縁物の腐食性があり、ＳＦ６を含むガス遮断器には適用できない。
　以上のことから、実施例１～３の消弧用絶縁材料成型体は、発生ガス圧力が高く、遮断性能に優れており、且つ、発生ガスによる絶縁物の腐食性が抑えられた消弧用絶縁材料成型体であることが分かる。また、水素含有率が２重量％を超える比較例２および３では、発生ガスによる絶縁物の腐食性があり、ＳＦ６を含むガス遮断器には適用できない。
　（実施例４～１０、比較例４）
　表２に、実施例４～１０および比較例４の消弧用絶縁材料成型体の製造に用いた重合体の種類と、耐消耗用充填材の種類、平均粒径、最大粒径および配合比を示す。これらの材料を用いて、所定の割合で重合体に耐消耗用充填材を配合した組成物を調製し、金型成形後、機械加工することにより所定の消弧用絶縁材料成型体（実施例４～１０、比較例４）を得た。
　得られた実施例４～１０および比較例４の消弧用絶縁材料成型体について、前述と同様の遮断試験を実施し、成形品の発生ガス圧力比、消弧用絶縁材料成型体を構成する組成物の消耗比（重量比）、内部損耗の有無を評価した。発生ガス圧力比は、実施例２の圧力最大値に対する比とした。また、消耗比は、遮断試験前後の重量を計測し、その差（消耗量）から算出した消耗量の実施例２の消弧用絶縁材料成形体について別途測定した消耗量に対する比を示している。また、内部損耗については、遮断試験後の消弧用絶縁材料成型体の断面観察を行い、成形体内部に表面とは個別に爆裂部分が存在する場合を内部損耗ありと判断した。評価結果を表２に併記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　表２の結果に示されるように、実施例４～１０の消弧用絶縁材料成型体では、耐消耗用充填材（窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化チタン）を用いていない実施例２に比べ、消弧用絶縁材料成型体の消耗量を抑えられている。また、実施例４～１０の消弧用絶縁材料成型体は、比較例４の四フッ化エチレン樹脂に窒化ホウ素５体積％を加えた場合よりも、高い発生ガス圧力を示している。また、実施例４～１０では内部損耗は生じていないが、比較例４では内部損耗が発生していた。
　以上のことから、実施例４～１０の消弧用絶縁材料成型体は、窒化ホウ素等の耐消耗用充填材の配合により、遮断試験後の消弧用絶縁材料成型体の消耗抑制に効果があり、発生ガス圧力も高く、遮断性能に優れた消弧用絶縁材料成型体であることが分かる。
　今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　消弧装置、２　第１ブッシング、２ａ　第１導体、３　第２ブッシング、３ａ　第２導体、４　動作機構、５　操作装置、６　リンク、７　ロッド、８　絶縁支持体、９　筐体、１０　摺動部品、１１　可動通電接触子、１１ａ　可動部、１２　固定通電接触子、１３　可動アーク接触子、１４　固定アーク接触子、１５　絶縁ノズル、１６　パッファシリンダ、１７　操作ロッド、１８　ピストン、１９ａ　熱パッファ室、１９ｂ　機械パッファ室、２０　アーク、２１　中空部、２２　通気口、２３　逆止弁、２４　隔壁。

Claims (12)

  1. 　ガス遮断器において、接触子の接点近傍に設置される消弧用絶縁材料成形体であって、
    　主鎖に炭素－酸素結合を有し、末端原子の一部または全部が水素原子以外の原子である重合体を含むことを特徴とする消弧用絶縁材料成形体。
  2. 　前記重合体を主たる材料として含む、請求項１に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  3. 　前記重合体における構成元素中の水素原子の含有率が２質量％以下である、請求項１または２に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  4. 　前記水素以外の原子がフッ素原子である、請求項１～３のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  5. 　前記重合体はポリエーテル系重合体である、請求項１～４のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  6. 　前記ポリエーテル系重合体はフッ素化ポリエーテル系重合体である、請求項１～５のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  7. 　前記重合体が主鎖にケイ素原子を含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  8. 　前記重合体がフッ素化ポリエーテルのシリコーン架橋物である、請求項１～７のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  9. 　前記重合体が二酸化ケイ素を含む、請求項８に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  10. 　窒化ホウ素、酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種を充填材として含む、請求項１～９のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の消弧用絶縁材料成形体を電極近傍に備えたガス遮断器。
  12. 　遮断に用いられる絶縁性ガスがＳＦ６ガスである、請求項１１に記載のガス遮断器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6189008B1 (ja) * 2016-03-14 2017-08-30 三菱電機株式会社 消弧用絶縁材料成形体およびこれを備えるガス遮断器
WO2017159433A1 (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 三菱電機株式会社 消弧用絶縁材料成形体およびこれを備えるガス遮断器
JP2020149840A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉機器
KR20220165607A (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 한국전력공사 가스절연 개폐장치용 아크화염 소화장치

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6401796B2 (ja) * 2014-12-03 2018-10-10 株式会社日立製作所 耐摩耗材、パッファシリンダ及びパッファ型ガス遮断器
EP3284098B2 (en) * 2015-04-13 2022-10-05 Hitachi Energy Switzerland AG Device for interrupting non-short circuit currents only, in particular disconnector or earthing switch
JP6075423B1 (ja) * 2015-09-03 2017-02-08 株式会社明電舎 真空遮断器
DE102015218003A1 (de) * 2015-09-18 2017-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Mittel- oder Hochspannungsschaltanlage mit einem gasdichten Isolierraum
RU2738087C2 (ru) 2016-06-03 2020-12-08 Абб Швайц Аг Изолированный газом выключатель нагрузки низкого или среднего напряжения
KR102312468B1 (ko) * 2017-12-11 2021-10-13 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 소호용 절연 재료 성형체 및 회로 차단기
WO2019176159A1 (ja) * 2018-03-12 2019-09-19 三菱電機株式会社 絶縁成形体、及びガス遮断器
CN114429879B (zh) * 2021-12-16 2024-03-22 河南平高电气股份有限公司 一种隔离静触头及三工位隔离接地开关

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57202003A (en) * 1981-06-03 1982-12-10 Hitachi Ltd Sf6 gas insulating electric device and method of producing same
JPH07312155A (ja) 1994-05-17 1995-11-28 Nissin Electric Co Ltd 熱パッファ形ガス遮断器
JPH1129191A (ja) 1997-07-09 1999-02-02 Mitsubishi Chem Corp 開封防止機構付蓋体の締付方法
JPH11329191A (ja) 1998-04-14 1999-11-30 Abb Res Ltd 遮断器
JP2001155595A (ja) 1999-11-25 2001-06-08 Mitsubishi Electric Corp パッファ型ガス遮断器
JP2003097200A (ja) 2001-09-21 2003-04-03 Komatsu Ltd エレクタ制御装置及びその制御方法
JP2003297200A (ja) * 2002-04-01 2003-10-17 Toshiba Corp ガス遮断器
JP2003323837A (ja) * 2002-04-26 2003-11-14 Toshiba Corp ガス遮断器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3351619A (en) * 1966-08-01 1967-11-07 Du Pont Crosslinkable polymers formed from iodine-containing perfluoroalkyl vinyl ethers
US4444671A (en) * 1976-03-29 1984-04-24 S&C Electric Company Arc extinguishing material
JPS63150350A (ja) * 1986-12-12 1988-06-23 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコ−ンゴム組成物
JP2612979B2 (ja) * 1991-07-25 1997-05-21 信越化学工業株式会社 ハードディスク装置用カバー・パッキング組立体
TW293130B (ja) * 1994-03-10 1996-12-11 Mitsubishi Electric Corp
DE19517540A1 (de) * 1995-05-12 1996-11-14 Abb Research Ltd Löschgasabgebender Werkstoff und Druckgasschalter mit einem solchen Werkstoff
DE19645524A1 (de) * 1996-11-05 1998-05-07 Abb Research Ltd Leistungsschalter
JP3336958B2 (ja) * 1998-06-11 2002-10-21 日本メクトロン株式会社 含フッ素ブロック共重合体の製造法
WO2001080268A1 (fr) * 2000-04-14 2001-10-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Interrupteur de circuit
JP2002373561A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Toshiba Corp ガス遮断器用ノズルおよびその製造方法
JP2003292761A (ja) 2002-04-01 2003-10-15 Shin Etsu Chem Co Ltd 硬化性フルオロポリエーテル系ゴム組成物及びゴム製品
ATE352853T1 (de) * 2003-12-19 2007-02-15 Abb Technology Ag Gasisolierte schaltovrrichtung mit einer düse
JP4753289B2 (ja) * 2004-07-12 2011-08-24 信越化学工業株式会社 フッ素系エラストマー又はフッ素系ゲル用プライマー組成物
WO2012077436A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 三菱電機株式会社 ガス遮断器
US9230759B2 (en) * 2012-02-06 2016-01-05 Mitsubishi Electric Corporation Gas circuit breaker

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57202003A (en) * 1981-06-03 1982-12-10 Hitachi Ltd Sf6 gas insulating electric device and method of producing same
JPH07312155A (ja) 1994-05-17 1995-11-28 Nissin Electric Co Ltd 熱パッファ形ガス遮断器
JPH1129191A (ja) 1997-07-09 1999-02-02 Mitsubishi Chem Corp 開封防止機構付蓋体の締付方法
JPH11329191A (ja) 1998-04-14 1999-11-30 Abb Res Ltd 遮断器
JP2001155595A (ja) 1999-11-25 2001-06-08 Mitsubishi Electric Corp パッファ型ガス遮断器
JP2003097200A (ja) 2001-09-21 2003-04-03 Komatsu Ltd エレクタ制御装置及びその制御方法
JP2003297200A (ja) * 2002-04-01 2003-10-17 Toshiba Corp ガス遮断器
JP2003323837A (ja) * 2002-04-26 2003-11-14 Toshiba Corp ガス遮断器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2958124A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6189008B1 (ja) * 2016-03-14 2017-08-30 三菱電機株式会社 消弧用絶縁材料成形体およびこれを備えるガス遮断器
WO2017159433A1 (ja) * 2016-03-14 2017-09-21 三菱電機株式会社 消弧用絶縁材料成形体およびこれを備えるガス遮断器
JP2020149840A (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉機器
JP6996525B2 (ja) 2019-03-13 2022-01-17 三菱電機株式会社 ガス絶縁開閉機器
KR20220165607A (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 한국전력공사 가스절연 개폐장치용 아크화염 소화장치
KR102540141B1 (ko) 2021-06-08 2023-06-07 한국전력공사 가스절연 개폐장치용 아크화염 소화장치

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