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公開番号2024064677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022173439
出願日2022-10-28
発明の名称モールド真空バルブ
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H01H 33/662 20060101AFI20240507BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】アークシールドと絶縁碍管と絶縁樹脂層とが互いに接触する三重点における内部応力の発生を緩和することが可能なモールド真空バルブを提供する。
【解決手段】一対の電極E1,E2を離接可能に収容し、かつ、電極の離接方向において両端が開口した筒状の絶縁容器1と、絶縁容器の外側を覆うように成型された絶縁樹脂層Irと、絶縁容器に設けられ、一対の電極を囲むように離接方向に沿って延在した筒状のアークシールド5とを有し、絶縁容器は、離接方向において、アークシールドの両端に接続された筒状の絶縁碍管1a,1bと、絶縁樹脂層とアークシールドと絶縁碍管とが互いに近接する境界部R1,R2に発生する応力を緩和する応力緩和手段13とを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極を離接可能に収容し、かつ、前記電極の離接方向において両端が開口した筒状の絶縁容器と、
前記絶縁容器の外側を覆うように成型された絶縁樹脂層と、
前記絶縁容器に設けられ、一対の前記電極を囲むように前記離接方向に沿って延在した筒状のアークシールドと、を有し、
前記絶縁容器は、
前記離接方向において、前記アークシールドの両端に接続された筒状の絶縁碍管と、
前記絶縁樹脂層と前記アークシールドと前記絶縁碍管とが互いに近接する境界部に発生する応力を緩和する応力緩和手段と、を備えているモールド真空バルブ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記応力緩和手段は、前記境界部において、前記絶縁樹脂層と前記アークシールドと前記絶縁碍管とが同時に接触しないように、前記絶縁樹脂層と前記アークシールドと前記絶縁碍管との間に介在させて配置されている請求項１に記載のモールド真空バルブ。
【請求項３】
前記応力緩和手段は、前記絶縁樹脂層と前記アークシールドと前記絶縁碍管とから成る３つの構成部材のうち、少なくとも１つの前記構成部材が他の前記構成部材に接触しないように設定されている請求項２に記載のモールド真空バルブ。
【請求項４】
前記応力緩和手段は、前記アークシールドの前記両端の相互間に亘って設けられ、前記アークシールドの外周面を全体的に覆うように、前記境界部に隣接させて配置されている請求項３に記載のモールド真空バルブ。
【請求項５】
前記応力緩和手段は、前記アークシールドの前記両端にそれぞれ設けられ、前記アークシールドの外周面を部分的に覆うように、前記境界部に隣接させて配置されている請求項３に記載のモールド真空バルブ。
【請求項６】
前記応力緩和手段は、前記アークシールドの前記両端にそれぞれ設けられ、前記アークシールドの外周面を覆うこと無く、前記境界部に隣接させて配置されている請求項３に記載のモールド真空バルブ。
【請求項７】
前記応力緩和手段は、前記アークシールドの前記両端にそれぞれ設けられ、前記絶縁樹脂層と前記アークシールドと前記絶縁碍管とを同時に前記境界部から離間させるように、前記境界部に重畳させて配置されている請求項３に記載のモールド真空バルブ。
【請求項８】
前記絶縁碍管が温度上昇により膨張する割合をＥ１とし、
前記応力緩和手段が温度上昇により膨張する割合をＥ２とし、
前記アークシールドが温度上昇により膨張する割合をＥ３とすると、
Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３
なる関係を満足する請求項１に記載のモールド真空バルブ。
【請求項９】
前記絶縁樹脂層が温度上昇により膨張する割合をＥ４とすると、
Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３＜Ｅ４
なる関係を満足する請求項８に記載のモールド真空バルブ。
【請求項１０】
前記応力緩和手段の厚さをＷ１とし、
前記アークシールドの厚さをＷ２とし、前記厚さＷ２を１００％に設定すると、
Ｗ２×０.１％≦Ｗ１≦Ｗ２×２％
なる関係を満足する請求項１に記載のモールド真空バルブ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、モールド真空バルブに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ビルや大型施設に設けられる受配電用の開閉装置として、例えば、遮断器や断路器などの開閉器を具備したスイッチギヤが知られている。スイッチギヤには、開閉器の構成要素として真空バルブが適用されている。真空バルブの内部は、絶縁容器によって一定の絶縁状態に維持され、この絶縁容器の内部に一対の電極が離接可能に収容されている。この場合、一対の電極を離接操作することで、事故電流の遮断や負荷電流の開閉が行われ、スイッチギヤから電力が安定して供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５１７５５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した真空バルブとしては、絶縁容器の外側を覆うように絶縁樹脂層で成型されたもの（例えば、モールド真空バルブ）がある。モールド真空バルブにおいて、絶縁容器は、一対の電極を囲むように配置されたアークシールドの両端に絶縁碍管を接続させた複合円筒となっている。この場合、アークシールドの両端には、当該アークシールドと絶縁碍管と絶縁樹脂層とが互いに接触する三重点（トリプルジャンクションとも言う）が構成される。
【０００５】
三重点において、アークシールドと絶縁碍管と絶縁樹脂層とは、互いに異なる線膨張係数（熱膨張係数とも言う）を有し、かつ、これら三者の境界が互いに隙間無く接触した状態になっている。ここで、例えば、温度上昇によって上記した三者の長さや体積が膨張した場合を想定すると、互いに異なる線膨張係数（熱膨張係数）に応じて、これら三者の長さや体積が膨張する割合も互いに異なるものとなる。
【０００６】
このため、互いに異なる膨張割合の程度によっては、三重点に内部応力が発生する。そして、このとき発生した内部応力の大きさの程度によっては、例えば、アークシールドと絶縁樹脂層との剥離や、絶縁樹脂層のクラック（亀裂、ひび割れ）などの欠陥が生じる虞がある。そうすると、例えば、真空バルブの運転中（特に、電圧印加時）に、部分放電が発生し、その結果、絶縁樹脂層が破壊されて地絡事故に繋がることは否めない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、アークシールドと絶縁碍管と絶縁樹脂層とが互いに接触する三重点における内部応力の発生を緩和することが可能なモールド真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、一対の電極を離接可能に収容し、かつ、電極の離接方向において両端が開口した筒状の絶縁容器と、絶縁容器の外側を覆うように成型された絶縁樹脂層と、絶縁容器に設けられ、一対の電極を囲むように離接方向に沿って延在した筒状のアークシールドとを有し、絶縁容器は、離接方向において、アークシールドの両端に接続された筒状の絶縁碍管と、絶縁樹脂層とアークシールドと絶縁碍管とが互いに近接する境界部に発生する応力を緩和する応力緩和手段とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係るモールド真空バルブの内部構造を示す断面図。
図１に示された応力緩和手段の配置構成を示す断面図。
図１に示された応力緩和手段の他の配置構成を示す断面図。
第２実施形態において応力緩和手段の表面に形成されたシランカップリング層の配置構成を示す部分断面図。
図４のシランカップリング層を形成するプロセスを示すフローチャート。
シランカップリング層の有無における応力緩和手段と絶縁樹脂層との間の接着力の比較結果を示す図。
第１変形例に係る応力緩和手段の配置構成を示す断面図。
第２変形例に係る応力緩和手段の配置構成を示す断面図。
第３変形例に係る応力緩和手段の配置構成を示す断面図。
第４変形例に係る応力緩和手段の配置構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「第１実施形態」
図１は、第１実施形態に係るモールド真空バルブＰ（以下、真空バルブＰと称する）の基本構造を示す図である。真空バルブＰは、固定電極Ｅ１と、可動電極Ｅ２と、絶縁容器１（真空容器とも言う）と、固定側封着金具２と、可動側封着金具３と、気密維持機構４と、アークシールド５と、固定側外部シールド６と、可動側外部シールド７と、絶縁樹脂層Ｉｒとを具備している。図１の例において、固定電極Ｅ１、可動電極Ｅ２、気密維持機構４は、絶縁容器１に収容されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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