(57)【要約】  六フッ化硫黄を充填したガス絶縁装置内で放電があると、フッ化水素ガスが生成し、その装置内のガラス繊維強化プラスチック製の部品に侵食が発生する。従来は、部品表面に侵食抑止用の樹脂を塗布したが、その塗膜が剥離するという課題があった。  ガラス繊維強化プラスチック１１表面に、フッ化水素ガス耐性と強靭性を持つアラミド繊維等の有機繊維で織った有機繊維織布を巻き、この有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂を濡れ性良く含浸・硬化し、剥がれない侵食抑止用の保護層１２を形成した。
2010116581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧導体と、その高電圧導体を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、前記保護層が前記ガラス繊維強化プラスチックに巻かれた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項２】
電気的な接点を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、前記保護層が前記ガラス繊維強化プラスチックに設けられた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項３】
高電圧導体と、その高電圧導体を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面に固定層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに設けられた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものから成形され、前記固定層は前記保護層に設けられた布に熱硬化性樹脂が含浸され、硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項４】
電気的な接点を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面に固定層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに設けられた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものから成形され、前記固定層は前記保護層に設けられた布に熱硬化性樹脂が含浸され、硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項５】
高電圧導体と、その高電圧導体を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面にマトリックス樹脂層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに巻かれた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものからなる有機繊維強化プラスチックであって、前記マトリックス樹脂層はガラス繊維強化プラスチックに用いられるマトリックス樹脂と同じ熱硬化性樹脂であることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項６】
電気的な接点を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面にマトリックス樹脂層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに設けられた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものからなる有機繊維強化プラスチックであって、前記マトリックス樹脂層はガラス繊維強化プラスチックに用いられるマトリックス樹脂と同じ熱硬化性樹脂であることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項７】
高電圧導体と、その高電圧導体を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面に固定層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに巻かれた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものからなる有機繊維強化プラスチックであって、前記固定層は前記保護層に巻かれたポリエステル製の布とそのポリエステル製の布に熱硬化性樹脂が含浸され、硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項８】
電気的な接点を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、
前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、この保護層の表面に固定層が設けられ、前記保護層は前記ガラス繊維強化プラスチックに設けられた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものからなる有機繊維強化プラスチックであって、前記固定層は前記保護層に設けられたポリエステル製の布とそのポリエステル製の布に熱硬化性樹脂が含浸され、硬化したものから成形されていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項９】
有機繊維織布が、アラミド繊維織布または、ポリアリレ−ト繊維織布であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のガス絶縁装置。
【請求項１０】
熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のガス絶縁装置。
【請求項１１】
熱硬化性樹脂が、ガラス繊維強化プラスチックに用いられるマトリックス樹脂と同じ熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１０に記載のガス絶縁装置。
【請求項１２】
ポリエステル製の布が、ポリブチレンナフタレ−トの不織布、ポリエチレンテレフタレ−トの不織布、ポリトリメチレンテレフタレ−トの不織布、ポリブチレンテレフタレ−トの不織布、ポリエチレンナフタレ−トの不織布のいずれかであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のガス絶縁装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載のガス絶縁装置であって、
部品を構成するガラス繊維強化プラスチックの表面の一部分に保護層が設けられていることを特徴とするガス絶縁装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載のガス絶縁装置であって、
部品を構成するガラス繊維強化プラスチックの表面に設けられる保護層の厚さが、設けられる部位によって異なっていることを特徴とするガス絶縁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば絶縁性ガスを充填したガス遮断器やガス絶縁開閉装置等のガス絶縁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス絶縁開閉装置等に用いられる絶縁ロッドは、六フッ化硫黄を封入した金属容器内に配置される通電用の高電圧導体を、上記金属容器から電気的に絶縁し、支持するために用いられる。絶縁ロッドに用いられる材料としては、電気絶縁性と機械的強度に優れたガラス繊維強化プラスチックが一般的である。六フッ化硫黄は、絶縁性能、消弧性能に優れたガス媒体である。しかしながら、六フッ化硫黄は電流遮断時等に発生する放電により分解し、容器内の吸着水等と反応し、フッ化水素ガスを生成する。そのため、絶縁ロッドを形成するガラス繊維は、フッ化水素ガスによって侵食され、その機械強度や表面抵抗の低下を招く恐れがある。従って、ガラス繊維強化プラスチック製の絶縁ロッドと放電発生部を持つ遮断器等とを、共に六フッ化硫黄で満たされた密封性容器内に納める場合、その絶縁ロッドに対するフッ化水素ガス耐性の改善が望まれる。【０００３】
絶縁ロッドのフッ化水素ガスに対する耐性改善策としては、ガラス繊維強化プラスチックの表面にエポキシ変性ポリイミド樹脂やアルミナ充填塗料等を塗布する手段、あるいはガラス繊維の代わりに高いフッ化水素耐性を持つパラアラミド繊維で強化したパラアラミド繊維強化プラスチックへの代替等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３３５６７号公報
【特許文献２】特開平０７−１３４９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス繊維強化プラスチックの表面に、エポキシ変性ポリイミド樹脂やアルミナ充填塗料を塗布する従来の手段では、塗布したエポキシ変性ポリイミドやアルミナ充填塗料等の塗膜の強度が弱く、剥離等に伴う劣化が発生し、必ずしも耐食性能の維持が容易でなかった。また、パラアラミド繊維強化プラスチックは、パラアラミド繊維とそのマトリックス樹脂との濡れ性が悪いため、その内部にボイドが生成しやすく、その生成したボイド部に部分放電が発生すると、一瞬にして破壊する可能性があった。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決し、剥がれることのない保護層を備えた織布ガラス繊維強化複合材を得ることから、フッ化水素ガス耐性を備えた信頼性の高いガス絶縁装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のガス絶縁装置は、高電圧導体と、その高電圧導体を絶縁する六フッ化硫黄と、その六フッ化硫黄と触れる部品とを収めた密閉容器を備えるガス絶縁装置において、前記部品は、ガラス繊維強化プラスチックの表面に保護層を設け、前記保護層が前記ガラス繊維強化プラスチックに巻かれた有機繊維織布と、その有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂が含浸され硬化したものから成形されている点を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記のように構成されたガス絶縁装置に用いられる六フッ化硫黄と触れる部品は、ガラス繊維強化プラスチック表面に有機繊維で織った有機繊維織布を巻きつけ、この有機繊維織布の織目に熱硬化性樹脂を含浸させたので、マトリックス樹脂に相当する前記熱硬化性樹脂と有機繊維との濡れ性が改善でき、ボイド発生が抑制されるとともに、また、ガラス繊維強化プラスチック表面に巻きつけ硬化した保護層を成形したので、保護層が剥がれにくくなり、機械的強度の強いフッ化水素ガス耐性を有した部品となり、その結果、フッ化水素ガス耐性を備えたガス絶縁装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材の製造工程説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１の真空含浸装置の断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材のフッ化水素耐性の評価結果である。
【図５】本発明の実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材のボイド発生の評価結果である。
【図６】本発明の実施の形態２の織布ガラス繊維強化複合材のフッ化水素耐性評価結果である。
【図７】本発明の実施の形態２の織布ガラス繊維強化複合材のボイド発生の評価結果である。
【図８】本発明の実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の真空含浸装置の断面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５の絶縁ロッドの断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態６の絶縁ロッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。図２は実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材の製造工程説明図である。図３は実施の形態１の真空含浸装置の断面模式図である。図４は実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材のフッ化水素耐性評価結果である。図５は実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材のボイド発生の評価結果である。なお、図１ないし図５中の同一符号は、同一または相当部分を示している。
【００１１】
図１に示すように実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材１は、外径６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの筒状のガラス繊維強化プラスチック（以下、ガラスＦＲＰと記す）１１の外側と内側に、それぞれパラアラミド繊維を織ったパラアラミド繊維織布（有機繊維織布の一種）の織目にエポキシ樹脂等の熱可塑性マトリックス樹脂を含浸し、熱硬化処理した有機繊維強化プラスチックの保護層１２を設けたものである。なお、用いたパラアラミド繊維織布は繊維径１５μｍのパラアラミド繊維の縦糸、横糸を織り上げたもので、厚さ０．２５ｍｍある。以下、図２、図３に基づいて本発明の実施の形態１の織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程（ステップ１からステップ６）について説明する。
【００１２】
ステップ１（ＳＴ.１）。テ−プ状に裁断された厚さ０．２５ｍｍのパラアラミド繊維織布２、ならびに厚さ０．１７ｍｍのガラス繊維織布３が準備される。成形型となる直径４０ｍｍの棒状の芯金４上にテ−プ状のパラアラミド繊維織布２が、数十ｋｇの張力で所定の回数巻回される。
【００１３】
ステップ２（ＳＴ．２）。その上にガラス繊維織布３が厚さ１０ｍｍとなるまで数十ｋｇの張力で巻回される。
【００１４】
ステップ３（ＳＴ.３）。さらにその上にパラアラミド繊維織布２が数十ｋｇの張力で所定の回数巻回され、その外側にテ−ピング止めが施され骨材５が成形される。
【００１５】
ステップ４（ＳＴ．４）。図３の真空含浸装置は、加圧可能な密閉容器６の中に形成した骨材５を収納できるフィルム製の密閉袋７を設けたものである。密閉袋７の一端側には吸引口７aが設けられ、密閉容器６の外側に設けられたロ−タリ−ポンプ８によって真空排気できるようになっている。また、密閉袋７の他端側には、注入口７ｂが設けられ、液状のマトリックス樹脂９が注入できるようになっている。
【００１６】
芯金４上に成形された骨材５は、図３（a）に示すように密閉容器６の中に配置されたフィルム製の密閉袋７に入れられ、密閉袋７の一端側の吸引口７aから真空排気される。それと同時に他端側の注入口７ｂから６０℃に加熱された液状のマトリックス樹脂９が注入され、骨材５への含浸処理が進められる。なお、ここで用いたマトリックス樹脂９は、硬化剤を混ぜ合わせたビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂である。
【００１７】
ステップ５（ＳＴ．５）。図３（ｂ）に示すようにエポキシ樹脂（マトリックス樹脂）９で含浸処理された骨材５は、引き続き真空引きされ、１３０℃まで昇温されるとともに、密閉容器６内を加圧しながら、数時間の熱硬化処理が施される。
【００１８】
ステップ６。熱硬化処理を終えた織布ガラス繊維強化複合材１は、芯金４とともに密閉容器６から取り出された後、密閉袋７と芯金４から取り外され、織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程を完了する。
【００１９】
図４は、ガラス繊維織布３の外側と内側に設けたパラアラミド繊維織布３の巻数ＴＮを変え、上記の製造工程で製造した織布ガラス繊維強化複合材を準備し、それぞれを濃度０．３％の希フッ化水素水溶液に２時間浸漬し、その浸漬前後の表面観察から、フッ化水素耐性を評価した結果である。図４中の「ｎｏ  ｇｏｏｄ」は、表面に変色箇所が見られた織布ガラス繊維強化複合材で、表面劣化したものであり、「ｇｏｏｄ」は、表面に変色箇所が全く見られなかった織布ガラス繊維強化複合材で、劣化しなかったものである。図４からガラスＦＲＰ１１の周りにパラアラミド繊維織布２を２回巻いた、すなわち厚さ０．５ｍｍ以上のパラアラミド繊維１２からなる保護層１２を設けることで、織布ガラス繊維強化複合材にフッ化水素耐性が備わることが判断できる。
【００２０】
図５は、図４のフッ化水素耐性を評価した織布ガラス繊維強化複合材１を切断し、その断面観察によりパラアラミド繊維１２内のボイド発生状況を評価した結果である。図５中の「ｎｏ  ｇｏｏｄ」は、パラアラミド繊維織布２の厚さ中央部にボイドが観察されたもの、「ｇｏｏｄ」は、巻き回したパラアラミド繊維織布２のどこからもボイドが見られなかったものである。図５からガラスＦＲＰ１１の周りにパラアラミド繊維織布２を２０回より多く巻いた、すなわち厚さ５ｍｍ以上のパラアラミド繊維１２からなる保護層１２を設けたものにおいて、パラアラミド繊維織布２の厚さ中央部にボイドが観察され、ボイド発生の危険性が高くなることがわかる。
【００２１】
以上の結果から、ガラスＦＲＰ１１の周りにパラアラミド繊維織布２を有した保護層１２を０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で設けた織布ガラス繊維強化複合材１は、ボイドを含まないフッ化水素耐性のよい構造材であることがわかる。なお、上記パラアラミド繊維織布２を用いた織布ガラス繊維強化複合材のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂であったが、その他の数多くの実験を実施した結果、エポキシ樹脂の変わりにフェノ−ル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることで、同様にボイドを含まないフッ化水素耐性のよい織布ガラス繊維強化複合材を得ることができることが確認された。また、パラアラミド繊維織布２の代わりに、異性体であるメタアラミド繊維を用いても同様のフッ化水素耐性を有する織布ガラス繊維強化複合材１を得ることができる。なお、メタアラミド繊維織布を用いた織布ガラス繊維強化複合材は、パラアラミド繊維織布を用いた織布ガラス繊維強化複合材に比べ、高い耐熱性を有するという格別の効果がある。
【００２２】
実施の形態２．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態２について詳細に説明する。図６は実施の形態２のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材のフッ化水素耐性評価結果である。図７は実施の形態２の織布ガラス繊維強化複合材のボイド発生の評価結果である。なお、図６または図７中の各部位において、図１ないし図５と同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００２３】
実施の形態１では、ガラスＦＲＰ１１の周りにパラアラミド繊維織布を用いた有機繊維強化プラスチックの保護層１２を設けることから織布ガラス繊維強化複合材１を作成し、そのフッ化水素耐性等について説明した。実施の形態２では、パラアラミド繊維織布の代わりにポリアリレ−ト繊維織布を用いた保護層１２を形成した点以外は、実施の形態１と同じ条件で織布ガラス繊維強化複合材を作成したのち、それらのフッ化水素耐性とボイドの発生について、実施の形態１と同様に評価した。なお、用いたポリアリレ−ト繊維織布は、繊維径１５μｍのポリアリレ−ト繊維の縦糸と横糸とを織り上げたもので、厚さ０．２５ｍｍである。
【００２４】
図６は、ガラス繊維織布３の外側と内側に設けたポリアリレ−ト繊維織布９の巻数ＴＮを変えた織布ガラス繊維強化複合材を準備し、それぞれを濃度０．３％の希フッ化水素水溶液に３時間浸漬し、その浸漬前後の表面観察からフッ化水素耐性を評価した結果である。図６からガラスＦＲＰ１１の周りにポリアリレ−ト繊維織布９を２回巻いた、すなわち厚さ０．５ｍｍ以上のポリアリレ−ト繊維からなる保護層１２を設けることで、織布ガラス繊維強化複合材１にフッ化水素耐性が備わることが判断できる。
【００２５】
図７は、図６のフッ化水素耐性を評価した織布ガラス繊維強化複合材に対して実施したボイド発生の評価結果である。織布ガラス繊維強化複合材を切断し、その断面観察によりポリアリレ−ト繊維内のボイド発生状況を評価した結果である。図７からガラスＦＲＰ１１の周りにポリアリレ−ト繊維織布９を２０回より多く巻いた、すなわち厚さ５ｍｍ以上のポリアリレ−ト繊維からなる保護層１２を設けたものにおいて、ガラスＦＲＰ１１とポリアリレ−ト繊維織布２の厚さ中央部にボイドが観察され、ボイド発生の危険性が高くなることがわかる。
【００２６】
以上の結果から、ガラスＦＲＰ１１の周りにポリアリレ−ト繊維織布９を有した保護層１２を０．５ｍｍから５ｍｍの範囲で設けた織布ガラス繊維強化複合材は、ボイドを含まないフッ化水素耐性のよい構造材であることがわかる。なお、上記ポリアリレ−ト繊維織布９を用いた織布ガラス繊維強化複合材のマトリックス樹脂はエポキシ樹脂であったが、その他の数多くの実験を実施した結果、エポキシ樹脂の変わりにフェノ−ル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることで、同様にボイドを含まないフッ化水素耐性のよい織布ガラス繊維強化複合材を得ることができることが確認された。
【００２７】
実施の形態１および２の織布ガラス繊維強化複合材１の内側は、その成形に用いる芯金４の表面形状に反映される。予め芯金４の表面にねじ山を設けることで、成形される織布ガラス繊維強化複合材に他の部品と接続させるための取付け部を設けることは可能である。また、電動ドリル等を用いて、成形された織布ガラス繊維強化複合材１に孔を空け、この穴を用いて他の部材とねじ止めすることも可能である。従って、本願の発明である織布ガラス繊維強化複合材は、六フッ化硫黄を充填したガス遮断器やガス絶縁開閉装置等のガス絶縁装置に用いられる絶縁ロッド等の部品の形に容易に成形したり、加工したりでき、また、それらを他の部品に取付け可能な形状にすることもできる。要するに、特にフッ化水素ガスの生成の恐れのある密閉空間を有する装置や、フッ化水素ガスを密閉する空間を有する装置に対して、本願の織布ガラス繊維強化複合材は機械強度や表面抵抗の低下を招かない有効な部品になることは明かである。
【００２８】
実施の形態３．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態３について詳細に説明する。図８は実施の形態３のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。なお、図８中の各部位において、図１ないし図７と同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００２９】
実施の形態１ないし２に示したパラアラミド繊維織布やポリアリレ−ト繊維織布を用いた織布ガラス繊維強化複合材に、電動ドリル等を用いて孔を空ける場合、これらの織布を構成する有機繊維は高靭性であるため、特にドリルの切削刃が貫通する最に、その最外層の織布からの剥離や、その織布を構成する有機繊維に毛羽立ちが生じやすいという課題がある。実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材は、上記の最外層のパラアラミド繊維織布の剥離や毛羽立ちを無くすために発明されたものである。
【００３０】
図８に示すように実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１は、実施の形態１ないし２に示した織布ガラス繊維強化複合材１の外側と内側に、新たにポリエステル繊維製不織布の一種であるポリブチレンナフタレ−ト繊維不織布を巻き回し、エポキシ樹脂等の熱可塑性マトリックス樹脂を含浸し、熱硬化処理した固定層１３を設けたものである。以下、実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程について説明する。
【００３１】
まず、成形型である芯金４上にテ−プ状のポリブチレンナフタレ−ト繊維不織布を巻きつけ、そのうえにパラアラミド等の有機繊維織布２、その上にガラス繊維織布３、そのうえに有機繊維織布２、そのうえにポリブチレンナフタレ−ト繊維不織布を巻きつけることで骨材５を形成する。この骨材５を形成する各織布や不織布のそれぞれにマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂を実施の形態１と同様に含浸させ、熱硬化させる。熱硬化した実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１を芯金４から取り外すことで、一連の実施の形態３の製造工程は終了する。
【００３２】
ポリブチレンナフタレ−トと織布ガラス繊維強化複合材１のマトリックス樹脂であるエポキシとの接着性は極めて高く、また、ポリブチレンナフタレ−トの不織布を用いたことで、実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１に成形される固定層１３は、高い伸縮性と形状安定性を有し、ドリルの切削刃が貫通しても織布ガラス繊維強化複合材１のパラアラミド繊維や、ポリアリレ−ト繊維等の有機繊維が剥離や毛羽立たせなくなる。また、実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１に成形される固定層１３は耐薬品性が高いので、フッ化水素耐性に対しても改善効果がある。
【００３３】
なお、実施の形態３では、固定層の形成にポリブチレンナフタレ−トの不織布を用いたが、ポリエチレンテレフタレ−トの不織布、ポリトリメチレンテレフタレ−トの不織布、ポリブチレンテレフタレ−トの不織布、ポリエチレンナフタレ−トの不織布等のポリエステル製の不織布を用いても同様に有機繊維の剥離や毛羽立を抑制することができる。なお、上記織布ガラス繊維強化複合材１のマトリックス樹脂は、エポキシ樹脂であったが、その他の数多くの実験を実施した結果、エポキシ樹脂の変わりにフェノ−ル樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることで、有機繊維の剥離や毛羽立ちのない織布ガラス繊維強化複合材を得ることができることが確認された。
【００３４】
なお、実施の形態３では、特に熱可塑性マトリックス樹脂を含浸しやすかった（製造時間の短縮がしやすい）ポリエステル製の不織布を用いたが、不織布でないポリエステル製の織布を固定層の形成に用いてもよい。すなわち、ポリエステル製の織布を用いた織布ガラス繊維強化複合材１に成形される固定層は、高い伸縮性と形状安定性を有し、ドリルの切削刃が貫通しても織布ガラス繊維強化複合材１のパラアラミド繊維や、ポリアリレ−ト繊維等の有機繊維が剥離や毛羽立たせなくなる。要するに固定層の形成には、ポリエステル製の布が適しているのである。
【００３５】
実施の形態４．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態４について詳細に説明する。図９は実施の形態４のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材の断面図である。図１０は、実施の形態４の真空含浸装置の断面模式図である。なお、図９または図１０中の各部位において、図１ないし図８と同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００３６】
実施の形態３の織布ガラス繊維強化複合材１は、実施の形態１ないし２に示した織布ガラス繊維強化複合材１の外側と内側の表面にポリエステル樹脂の一種であるポリブチレンナフタレ−トの不織布を用いた固定層１３を設けたものである。本発明の実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材１は、織布ガラス繊維強化複合材１内側の表面にポリブチレンナフタレ−トの不織布を用いた固定層１３を設け、織布ガラス繊維強化複合材１の外側の表面に、マトリックス樹脂層１４を設けたものである。以下、実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程について説明する。
【００３７】
まず、成形型である芯金４上にテ−プ状のポリブチレンナフタレ−トの不織布を巻きつけ、そのうえにパラアラミド等の有機繊維織布２、その上にガラス繊維織布３、そのうえに有機繊維織布２を巻きつけることで骨材５を形成する。この骨材５にマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂を実施の形態１と同様に含浸させ、熱硬化させる。ただし、その熱硬化させる際に、図９のように骨材５の表面にマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂が残るように調整している。熱硬化した実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材１を芯金４から取り外すことで、一連のプロセスは終了する。
【００３８】
実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材１の再外周に形成されたマトリックス樹脂層１４は、織布ガラス繊維強化複合材１に用いられるパラアラミド繊維や、実施の形態３との織布ガラス繊維強化複合材と同様にポリアリレ−ト繊維当の有機繊維に対して、剥離や毛羽立ちを防止できるようになる。従って、実施の形態４の織布ガラス繊維強化複合材１に電動ドリル等を用いて孔を空けても、有機繊維が剥離したり毛羽立ったりすることはない。
【００３９】
以上説明した通り、実施の形態３および４の織布ガラス繊維強化複合材１は、実施の形態１および２の織布ガラス繊維強化複合材１と同様に、放電現象等によって、フッ化水素ガスの発生の恐れのある密閉空間を有するガス絶縁装置や、フッ化水素ガスを有する空間を備えた装置に対して、機械強度や表面抵抗の低下を招かない有効な部品になることは明らかである。
【００４０】
上記の実施の形態１ないし４の織布ガラス繊維強化複合材１は、いずれも筒状のガラスＦＲＰ１１の外側と内側にそれぞれ保護層１２を設けたものであるが、ガラスＦＲＰ１１の形状は筒状である必要性はなく、内側を持たない棒状であっても良い。その場合、予め棒状のガラスＦＲＰを射出成形法等で成形しておき、そのガラスＦＲＰを芯金として用い、その周りに有機繊維織布を巻くことで骨材を作成し、上記実施の形態１と同様に真空含浸装置を用いてガラスＦＲＰを覆った保護層を設けることができる。この場合、ガラスＦＲＰの骨材層を作成する工程と、熱硬化後に行われている芯金からの織布ガラス繊維強化複合材の取り外し工程が不要となるので、生産性が向上するという効果が得られる。
【００４１】
実施の形態１ないし４のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材１の保護層１２は、ガラス繊維に比べて高強度、高弾性のパラアラミド繊維やポリアリレ−ト繊維を有しているため、既存のガラスＦＲＰより強い機械的強度を有している。そのため、実施の形態１ないし４の織布ガラス繊維強化複合材で成形された部品は、既存のガラスＦＲＰで成形される部品より強い機械的強度を有するため、機械的な信頼性が高く、また、小型の部品にできるという格別の効果を有している。従って、小型化、高電圧化、大容量化されたガス遮断器等の放電部位を有するガス絶縁装置に用いられる部品として、実施の形態１ないし４の織布ガラス繊維強化複合材１は好適であるといえる。さらに付け加えると、遮断時に接点から発生する放電を六フッ化硫黄の吹付けによって消弧せしめるための複雑な部品構成を備えたパッファ−形のガス遮断器等に対しては、その構成部品を小型化できるので特に好適である。
【００４２】
実施の形態５．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態５について詳細に説明する。図１１は実施の形態５のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材の断面図、図１２は実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材を用いた絶縁ロッドの断面図である。なお、図１１または図１２中の各部位において、図１ないし図１０と同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００４３】
実施の形態１ないし４の織布ガラス繊維強化複合材１は、ガラスＦＲＰ１１の外側と内側に有機繊維強化プラスチックの保護層１２を設けたものである。図１１に示すように、本発明の実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１は、ガラスＦＲＰ１１の外側の特定部分のみに有機繊維強化プラスチックの保護層１２を設けたものである。本発明の実施の形態５では、この本発明の実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１を、ガス絶縁装置の部品の一つである絶縁ロッド１００に適用した一例について説明する。
【００４４】
ところで、従来の絶縁ロッドを形成するガラスＦＲＰは、フッ化水素ガスによって、その機械強度や表面抵抗の劣化を招く恐れがあるものの、その劣化は一気に進行しない。また、絶縁ロッド全体に強靭な機械強度や一様に高い表面抵抗の維持は、必ずしも必要でない。強靭な機械強度の維持が必要な部品の部分は、高い応力の加わる部分や構造的に機械強度の弱くなる部分である。例えば、絶縁ロッドでは、他の部品と接続される部分であり、特に他の部品との接続のために孔が空けられた周辺部分である。以下、実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程について説明する。
【００４５】
まず、成形型である芯金４上にテ−プ状のガラス繊維織布３を巻きつけ、そのうえの特定箇所に有機繊維織布２を巻きつけることで骨材５を形成する。なお、上記特定箇所は、絶縁ロッド１００に開けられることが予定される孔１０１のその予定位置１０２の周辺である。この骨材５にマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂を実施の形態１と同様に含浸させ、熱硬化させる。熱硬化した実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１を芯金４から取り外すことで、一連のプロセスは終了する。
【００４６】
図１２は、上記本発明の実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１を用いて形成された絶縁ロッド１００である。絶縁ロッド１００の外側の両端部（特定部分）には、有機繊維強化プラスチックの保護層１２が形成されている。これら保護層１２が形成された特定部分には、図示しない他の部品と接続するために電動ドリル等を用いて空けられる孔１０１、または孔１０１の空けられる予定位置１０２が記されている。
【００４７】
保護層１２の形成された部分の機械強度や表面抵抗の劣化は進行しないため、保護層１２の形成されていない部分に比べて強靭な機械強度や高い表面抵抗を維持する。従って、実施の形態５の絶縁ロッド１００は、保護層１２の設けられていない従来のガラスＦＲＰからなる絶縁ロッドよりも、強靭な機械強度を維持し続けることは明らかである。
【００４８】
また、高価格のパラアラミド繊維やポリアリレ−ト繊維を用いた保護層１２を絶縁ロッド１００全体に用いていないため、絶縁ロッド全体に保護層１２を設けたものより、製造コストを削減できるという効果を有している。なお、上記の織布ガラス繊維強化複合材１を用いて製造される部品において、その部品の保護層１２の設けられる特定部分については、製造者が設計するものであるので、特に定まった部分である必要性はない。要するに、織布ガラス繊維強化複合材１を用いて製造される部品は、その一部分に、有機繊維強化プラスチックの保護層１２が形成されているものである。従って、そのような保護層１２が形成され、強靭な機械強度や高い表面抵抗を維持する部分を有する、本発明の実施の形態５のガス絶縁装置は、保護層１２を備えない既存の部品に比べ、フッ化水素ガス耐性を有した部品となることは明らかである。
【００４９】
実施の形態６．
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態６について詳細に説明する。図１３は実施の形態６のガス絶縁装置の部品に用いられる織布ガラス繊維強化複合材の断面図、図１４は実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材を用いた絶縁ロッドの断面図である。なお、図１３または図１４中の各部位において、図１ないし図１２と同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００５０】
本発明の実施の形態５の織布ガラス繊維強化複合材１は、ガラスＦＲＰ１１の外側の特定部分のみに保護層１２を設けたものである。図１３に示すように、本発明の実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材１は、ガラスＦＲＰ１１の特定部分の保護層１２の厚さを厚くしたものである。以下、この本発明の実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材１の製造工程と、これを用いた絶縁ロッド１００について説明する。
【００５１】
成形型である芯金４上にテ−プ状の有機繊維織布２を少なくとも一回巻きつけ、その上にテ−プ状のガラス繊維織布３を巻きつけ、さらにその上の特定箇所のみが他の箇所と比べ少なくとも一回以上厚くなるように有機繊維織布２を巻きつけることで骨材５を形成する。なお、上記特定箇所は、絶縁ロッド１００に開けられることが予定される孔１０１のその予定位置１０２の周辺である。この骨材５にマトリックス樹脂である熱硬化性樹脂を実施の形態１と同様に含浸させ、熱硬化させる。熱硬化した実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材１を芯金４から取り外すことで、一連のプロセスは終了する。
【００５２】
図１４は、上記本発明の実施の形態６の織布ガラス繊維強化複合材１を用いて形成された絶縁ロッド１００である。絶縁ロッド１００の内側と外側には共に、有機繊維強化プラスチックの保護層１２ａが形成され、特に、外側の両端部（特定部分）の厚さが厚くなった保護層１２ｂが形成されている。保護層１２ｂが形成された特定部分には、図示しない他の部品と接続するために電動ドリル等を用いて空けられる孔１０１、または孔１０１を空ける予定位置１０２が記されている。
【００５３】
厚みの厚い保護層１２ｂの形成された特定部分の機械強度は、他の薄い保護層１２ａの部分に比べて、強靭な機械強度を有する。また、高価格のパラアラミド繊維やポリアリレ−ト繊維を用いた厚い保護層１２ｂを絶縁ロッド１００全体に用いていないため、絶縁ロッド全体に厚い保護層１２ｂを設けたものより、製造コストを削減できるという効果を有している。なお、厚い保護層１２ｂを設ける特定部分は、製造者が設計するものであるので、特に定まった部分である必要性はない。要するに、織布ガラス繊維強化複合材１を用いて製造される部品は、その一部分に厚い保護層１２ｂが形成されているものである。言い換えると、ガラス繊維強化プラスチックの表面に設けられる保護層１２の厚さが、設けられる部位によって異なっているというものである。従って、そのような厚さの異なる保護層が形成された本発明の実施の形態６のガス絶縁装置は、保護層を備えない既存の部品に比べ、フッ化水素ガス耐性を有した部品となることは明らかである。
【符号の説明】
【００５４】
１  織布ガラス繊維強化複合材            ２  パラアラミド織布（有機繊維織布）
３  ガラス織布                          ９  マトリックス樹脂            
１１  ガラス繊維強化プラスチック        １２  保護層（有機繊維強化プラスチック）
１３  固定層                            １４  マトリックス樹脂層
【図１】
2010116581.tif 000003
【図２】
2010116581.tif 000004
【図３】
2010116581.tif 000005
【図４】
2010116581.tif 000006
【図５】
2010116581.tif 000007
【図６】
2010116581.tif 000008
【図７】
2010116581.tif 000009
【図８】
2010116581.tif 000010
【図９】
2010116581.tif 000011
【図１０】
2010116581.tif 000012
【図１１】
2010116581.tif 000013
【図１２】
2010116581.tif 000014
【図１３】
2010116581.tif 000015
【図１４】
2010116581.tif 000016
【国際調査報告】
2010116581.tif 000017
2010116581.tif 000018
2010116581.tif 000019
2010116581.tif 000020