(57)【要約】【課題】シールド電極を埋め込んだ絶縁物において、注型樹脂とシールド電極との接着性を向上させ、信頼性の高い絶縁物を提供する。また、長期信頼性のある高電圧機器を提供する。【解決手段】樹脂により注型され、高電圧導体１の周囲を取り囲むシールド電極５、６を埋め込んだ絶縁物４において、シールド電極５、６に、一個以上の、溝、スリット、または孔を設けた構成とする。また、そのサイズは、溝の場合、溝の深さと溝の幅との比が０．４以上、スリットの場合、スリット幅が１２ｍｍ以下とする。孔が閉塞孔の場合は、閉塞孔の深さと閉塞孔の径との比が０．４以上であり、孔が貫通孔の場合は、貫通孔の径が１２ｍｍ以下とする。【選択図】図１
2006115691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、上記樹脂と上記シールド電極との間の電極表面に、ボイドを取り込む一個以上の溝を有し、上記溝の深さと上記溝の幅との比（溝の深さ／溝の幅）が０．４以上であることを特徴とするシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項２】
高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、ボイドを上記シールド電極の外側に逃がす一個以上のスリットを有し、上記スリット幅が１２ｍｍ以下であることを特徴とするシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項３】
高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、上記樹脂と上記シールド電極との間の電極表面に、ボイドを取り込む、あるいはボイドを上記シールド電極の外側に逃がす一個以上の孔を有し、上記孔が閉塞孔の場合は、上記閉塞孔の深さと上記閉塞孔の径との比が０．４以上であり、上記孔が貫通孔の場合は、上記貫通孔の径が１２ｍｍ以下であることを特徴とするシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項４】
シールド電極は円筒形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項５】
シールド電極は円筒形状であり、円周方向に長いスリットを有することを特徴とする請求項２記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項６】
溝の深さと溝の幅との比（溝の深さ／溝の幅）、または閉塞孔の深さと閉塞孔の径との比が０．４〜２であることを特徴とする請求項１または３記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項７】
スリット幅、または貫通孔の径が４〜１２ｍｍであることを特徴とする請求項２または３記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項８】
シールド電極は周方向に亘って一体成形されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項９】
シールド電極表面の表面粗度が２０μｍ以上となるようにしたことを特徴とする請求項３記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項１０】
シールド電極は、軸方向の全てにわたって切断されている切断個所を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項１１】
シールド電極を１０5Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有する導電性プラスチックで構成したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項１２】
シールド電極を絶縁性プラスチックで構成し、上記絶縁性プラスチックの表面を１０5Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有する導電性材料で被覆したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項１３】
シールド電極の表面を接着性を有するプライマ材料で被覆したことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のシールド電極を埋め込んだ絶縁物を高電圧導体の周囲に配設し、上記高電圧導体を絶縁支持することを特徴とする高電圧機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁ガスに充填された管路気中に配置される送電線路やガス開閉装置などの管路内に配置される導体を管路内に支持する絶縁スペーサ、あるいは上記送電線路や導体を受電側または配電側に接続する部分において用いられるブッシングなどの絶縁物に関するものであり、特に上記絶縁物に埋め込まれる電界緩和用シールド電極の構成に関するものである。
さらに、上記絶縁物を用いた高電圧機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送電線路や導体が配置された管路内には通電や遮断や断路機能を果たすために外部との短絡を防ぐ役割として絶縁ガスが充填されており、管路毎にガス区分がなされている。絶縁物は管路気中に配置される送電線路や導体を絶縁支持すると同じに、各区分毎の接続部品としても用いられている。そのため短絡時の異常温度上昇に伴うガス圧力の上昇や、常時においてもガス区分用隔壁としてガス圧力に耐える必要があり、また季節や使用環境の違いによる温度差の変化（ヒートサイクル）に対しても長期にわたって耐える必要がある。さらにＳＦ６などの地球温暖化ガスを用いる場合は特に密封性の確保が必須である。
従来の絶縁物は熱硬化性樹脂等からなる注型樹脂にアルミニウムなどの金属からなるシールド電極を埋め込んで作製されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の絶縁物はこのような構成であるため、上記のような使用目的、使用環境に対して、シールド電極と注型樹脂との線膨張率の差によりシールド電極と注型樹脂との間に剥離が生じ、その部分で部分放電が生じて電気的特性が低下するという問題があった。また、絶縁物製造時において、硬化反応時の収縮からなるストレスによりシールド電極と注型樹脂の界面に応力が発生し、クラックや剥離などの致命的故障が起こっていた。このような問題を解消するものとして、例えば特公昭６３−３３３６８号公報には、多孔性金属燒結体からなるシールド電極に注型樹脂を十分に含浸させ、注型樹脂とシールド電極とを一体に硬化形成するものが示されている。また特開昭５７−２０６２１４号公報には、導電性プラスチック製シールド電極を分割成形し、分割成形品を接合組み立てして一体成形するものが示されている。しかしながら、上記のような使用目的、使用環境に対して、シールド電極と注型樹脂との界面における剥離の問題は十分に解消できなかった。
【０００４】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、注型樹脂とシールド電極との接着性を向上させ、注型樹脂とシールド電極とが剥離することを低減して信頼性の高い絶縁物を提供することを目的とする。
また、長期信頼性のある高電圧機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のシールド電極を埋め込んだ絶縁物は、高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、上記樹脂と上記シールド電極との間の電極表面に、ボイドを取り込む一個以上の溝を有し、上記溝の深さと上記溝の幅との比（溝の深さ／溝の幅）が０．４以上であるものである。
【０００６】
また、本発明のシールド電極を埋め込んだ絶縁物は、高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、ボイドを上記シールド電極の外側に逃がす一個以上のスリットを有し、上記スリット幅が１２ｍｍ以下であるものである。
【０００７】
また、本発明のシールド電極を埋め込んだ絶縁物は、高電圧導体の周囲を取り囲むシールド電極を埋め込み、樹脂により注型された絶縁物において、上記シールド電極は、上記樹脂と上記シールド電極との間の電極表面に、ボイドを取り込む、あるいはボイドを上記シールド電極の外側に逃がす一個以上の孔を有し、上記孔が閉塞孔の場合は、上記閉塞孔の深さと上記閉塞孔の径との比が０．４以上であり、上記孔が貫通孔の場合は、上記貫通孔の径が１２ｍｍ以下であるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、シールド電極が溝やスリットや孔を持つので、注型樹脂とシールド電極との接着性が向上し、注型樹脂とシールド電極とが剥離し難く、信頼性の高い絶縁物が提供できる。
【０００９】
また、溝または閉塞孔を有するものにおいて、溝の深さと溝の幅との比（溝の深さ／溝の幅）、または閉塞孔の深さと閉塞孔の径との比が０．４以上であるので、ボイドを上記溝または上記閉塞孔で取り込むことができるため、中心導体とシールド電極間で部分放電が発生し難くなり電気的な信頼性が向上する。
【００１０】
また、スリットまたは貫通孔を有するものにおいて、スリット幅、または貫通孔の径が１２ｍｍ以下であるので、ボイドをシールド電極の外側に逃がすことができ、中心導体とシールド電極間で部分放電が発生し難くなり電気的な信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１を図を用いて説明する。
図１（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１による絶縁スペーサを示す縦断面図及び横断面図である。なお、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。図において、１ａ、１ｂ（総称するときは１）は接地容器、２は絶縁ガス、３は中心導体、４１は絶縁スペーサ、５は低圧側電界緩和シールド電極、６は高圧側電界緩和シールド電極である。
接地容器１内に所定の中心導体３を配置し、この中心導体３と接地容器１を絶縁し、かつ接地容器１ａと接地容器１ｂとを接続すると共に、中心導体３を支持するために絶縁スペーサ４１を用いる。さらに、接地容器１内には絶縁ガス２としてＳＦ６ガスや窒素、乾燥空気、あるいはその混合ガスが充填されている。
【００１２】
また、中心導体３を受電または配電側に接続する部分においては絶縁物としてブッシング等が用いられている。図２（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１によるブッシングを示す縦断面図及び横断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。図において、４２はブッシングである。
【００１３】
絶縁スペーサ４１及びブッシング４２等の絶縁物４としては、一般に注型樹脂としてエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられている。また、絶縁物４は内部に低圧側電界緩和シールド電極５あるいは高圧側電界緩和シールド電極６を埋め込んで構成されており、高圧側電界緩和シールド電極６は高圧の中心導体３と絶縁ガス２および絶縁スペーサ４１とのトリプルジャンクション部での電界集中を緩和する目的で、中心導体接続部の周囲を取り囲んで埋め込まれている。低圧側電界緩和シールド電極５は接地容器１のフランジ部でのトリプルジャンクション部の電界集中を緩和する目的で、フランジ近傍にフランジと接地されながら埋め込まれている。これらのシールド電極５、６の形成材料は、銅、錫、亜鉛、アルミニウム、鉄、マグネシウム、一般に用いられている合金など金属であれば何を用いてもよく、特に限定されない。本実施の形態１における電界緩和シールド電極５、６は、少なくとも一個以上の溝が施されているものである。
【００１４】
図３（ａ）（ｂ）及び図４（ａ）（ｂ）は各々本実施の形態１によるブッシングにおけるシールド電極を示す斜視図と断面図であり、溝加工した例を示す。例えば図３のようにシールドの内面に溝を持たせたり、あるいは外面に溝を持たせたり、さらには図４のように内面と外面に溝を持たせることもできる。
【００１５】
溝の機能としては、図５に示すように、樹脂の注型時に巻き込むボイドを溝の部分でトラップし、ボイドをシールド電極が取り囲むように機能する。これにより中心導体とシールド電極間で部分放電が発生し難くなり電気的な信頼性が向上する。また、溝加工することによりシールド電極と注型樹脂との接触面積が増加し接着性が向上するため、注型樹脂とシールド電極との剥離が低減され、信頼性の高い絶縁物が低コストで得られるという利点がある。
【００１６】
次に本実施の形態１に係わる溝のサイズについて説明する。
図６は本実施の形態１によるブッシングの構成、及び形状を模式的に示す説明図である。シールド電極５として、アルミニウム製で電極部の厚さが５ｍｍのものを用意し、このシールド電極５の表面に、溝の深さと溝の幅の比（アスペクト比：溝の深さ／溝の幅）を０（溝無し）から２まで変えて複数個試作し、これらをブッシングに注型したサンプルに関して部分放電試験を実施した。評価試験としては３０ｋＶ電圧を印加して部分放電発生を調べた。試験結果を図７に示す。
図７の結果から、アスペクト比が０．４より小さいと部分放電が発生しており、アスペクト比が０．４以上、好ましくは０．５以上が適していることを見出した。また溝加工処理のないシールド電極（アスペクト比：０）は部分放電が発生した。
【００１７】
なお、上記実施の形態１において、溝の方向は図６中のＡからＢにかけて平行に溝加工したシールド電極を示したが、溝方向はいずれの方向でもよく、Ａ−Ｂに対して垂直であっても、両者が混ったものでもよい。また溝は特に直線的でなくともよく、螺旋形であっても溝同士が互いに交差していても良い。
【００１８】
また、上記実施の形態１ではシールド電極に溝を施し、シールド電極が円周方向に連続的につながっているものを示したが、図８に示すように、軸方向の全てにわたって切断されている切断個所を有するものであってもよく、また複数個所が軸方向の全てにわたって切断された分割シールド電極としてもよい。これらのシールド電極は一部が絶縁物（注型樹脂）のフランジなどを通して外周部に配置され、外部より接地可能な設置電極を有した形で用いられる。
このようにすれば、絶縁物を製造する際に生じる注型樹脂の硬化収縮にシールド電極が追随できるため、注型樹脂とシールド電極とが剥離し難く、信頼性の高い絶縁物が提供できる。
【００１９】
実施の形態２．
上記実施の形態１ではシールド電極に溝加工を施すものを示したが、少なくとも一個以上のスリットを有する構成としてもよい。
図９（ａ）〜（ｅ）は本実施の形態２によるブッシングにおけるシールド電極を示す斜視図であり、（ａ）に示すように、同一方向にスリットを持たせたり、（ｂ）に示すように交互にスリットを持たせたり、中抜き（ｃ）（ｄ）（ｅ）、あるいはランダムにスリットを持たせることもできる。またスリット構造は特に直線的でなくともよく、螺旋形であっても途中のスリットの幅や長さなどのサイズが変化していても良い。
【００２０】
スリットの機能としては、図１０に示すように、樹脂の注型時に巻き込むボイドをスリットで逃がすことができ、これにより中心導体とシールド電極間で部分放電が発生し難くなり電気的な信頼性が向上する。また、スリット加工することによりシールド電極と注型樹脂との接触面積が増加し接着性が向上するため、注型樹脂とシールド電極との剥離が低減され、信頼性の高い絶縁物が低コストで得られるという利点がある。
【００２１】
次に本実施の形態２に係わるスリット幅のサイズについて説明する。
シールド電極として、アルミニウム製で電極部の厚さが５ｍｍ、形状が図６に示すものを用意し、このシールド電極にスリット幅を０〜２０ｍｍまで変えて複数個試作し、これらを図２示すようなブッシングに注型したサンプルに関して部分放電試験を実施した。試験結果を図１１に示す。
図１１の結果から、スリット幅が１０ｍｍより大きいとブッシング取り付けフランジ端部から部分放電が開始しており、スリット幅は１２ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下が適していることを見出した。ブッシング取り付けフランジ端部での部分放電を発生させないためには、フランジ端部と対向するフランジ表面の電位を２００Ｖ以下にしなければならない。これは、図２に示すブッシングフランジ部を大気中で使用する場合、上記フランジ表面の電位を、最低火花開始電圧である２３５Ｖ以下にしておけば、この部分での部分放電の発生は生じない。図１１に併記したカーブは図２に示す形状において計算されたブッシング表面電位とシールドのスリット幅の関係であり、スリット幅が１２ｍｍより大きいとスリットからの電位の漏れが大きくなり、それによって表面電位が増大し、表面電位が２００Ｖを越えるとフランジ端部で部分放電が発生することが分かる。またスリット加工を施していないシールド電極（スリット幅：０）は部分放電が発生した。
【００２２】
なお、上記実施の形態１に示した溝加工を施したシールド電極と本実施の形態２に示すスリット加工を施したシールド電極との併用は何ら支障なく、またひとつのシールド電極の中に溝とスリットを持たせたシールド電極を用いても問題ない。これらのシールド電極は一部が絶縁物（注型樹脂）のフランジなどを通して外周部に配置され、外部より接地可能な設置電極を有した形で用いられる。
【００２３】
また、上記実施の形態２ではシールド電極にスリットを施し、シールド電極が円周方向に連続的につながっているものを示したが、実施の形態１と同様、図８に示すような切断個所を有するものであってもよく、また複数個所が軸方向の全てにわたって切断された分割シールド電極としてもよい。これらのシールド電極は一部が絶縁物（注型樹脂）のフランジなどを通して外周部に配置され、外部より接地可能な設置電極を有した形で用いられる。
【００２４】
なお、説明するまでもないが、スリット端部、特にシールド電極の内面の端部は電界が高くなるので、端部のＲ加工をすることは当然であり、Ｒは０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００２５】
実施の形態３．
本実施の形態はシールド電極に少なくとも一個以上の孔（貫通または閉塞）を有するものである。
シールド電極に孔（貫通または閉塞）を持たせる場合の一例としては、たとえばシールド全面に孔を持たせたり、あるいは部分的に、あるいはランダムに持たせることもできる。また各孔のサイズが変化していても良い。
【００２６】
孔の機能としては、注型樹脂による絶縁物の注型時に巻き込むボイドを孔（閉塞）でトラップ、あるいは孔（貫通）で逃がすことができ、これにより中心導体とシールド電極間で部分放電が発生し難くなり電気的な信頼性が向上する。また、孔を設けることによりシールド電極と注型樹脂との接触面積が増加し接着性が向上するため、注型樹脂とシールド電極との剥離が低減され、信頼性の高い絶縁物が低コストで得られるという利点がある。
【００２７】
次に本実施の形態３に係わる孔について説明する。
孔（閉塞）の作製に関しては、例えば、硬質粉の打ち付け、たとえばアルミナや鉄粉をショットすることによるブラストなどの機械的加工、エッチング、クロム酸などを用いる化学的処理などで形成させることができる。このような方法によりシールド電極表面に孔（閉塞）を作製した。この際、処理方法を制御することにより、孔（閉塞）によりできるシールド電極表面の表面粗さを１０〜１００μｍまで変えて複数個試作し、各シールド電極と注型樹脂との接着強度を測定した。測定結果を図１２に示す。
図１２の結果から、孔（閉塞）によりシールド電極表面にできる表面粗さは２０μｍ以上好ましくは３０μｍ以上であれば接着強度が大幅に向上することを見出した。また、接着強度が高いほど剥離しにくく、その結果、部分放電も抑制できることが判明した。
【００２８】
なお、孔（閉塞）の作製方法は上記方法に限らない。
また、孔は閉塞孔に限らず、貫通孔であってもよく、同様の結果が得られた。
【００２９】
部分放電と孔のサイズとの関連は、孔（閉塞）の場合は実施の形態１と同様に、孔（閉塞）の深さと孔（閉塞）の径との比が０．４以上が適しており、孔（貫通）の場合は実施の形態２と同様に、孔（貫通）の径が１２ｍｍ以下が望ましい。
【００３０】
また、本実施の形態３に示す孔（貫通または閉塞）を設けたシールド電極と、上記実施の形態１に示す溝加工を施したシールド電極や上記実施の形態２に示すスリット加工を施したシールド電極との併用は何ら支障なく、またひとつのシールド電極の中に溝、スリット、及び孔（貫通または閉塞）を持たせたシールド電極を用いても問題ない。
【００３１】
また、シールド電極は円周方向に連続的につながっているものに限らず、実施の形態１、２と同様、図８に示すような切断個所を有するものであってもよく、また複数個所が軸方向の全てにわたって切断された分割シールド電極としてもよい。これらのシールド電極は一部が絶縁物（注型樹脂）のフランジなどを通して外周部に配置され、外部より接地可能な設置電極を有した形で用いられる。
【００３２】
実施の形態４．
上記各実施の形態ではシールド電極の材質として、銅、錫、亜鉛、アルミニウム、鉄、マグネシウム、一般に用いられている合金など金属を用いたが、プラスチックあるいはゴムを用いることもできる。
【００３３】
シールド電極を導電性のプラスチックを用いて作製する場合において、その導電性に関しては、図２に示すブッシングに注型したサンプルに関して、雷インパルス試験を実施した結果、図１３に示すように体積抵抗率１０5Ωｃｍ以下、好ましくは１０4Ωｃｍ以下であればブッシング沿面でのフラシオーバ（Ｆ／Ｏ）電圧が低下しないことが分かった。これは、図２に示すブッシングにおいて、雷インパルス電圧を印加した場合に、フランジ端部の部分放電がトリガとなってＦ／Ｏ電圧が低下することが分かった。従って、フランジ端部と対向するフランジ表面の電位を２００Ｖ以下にしなければならない。これは、図２に示すブッシングフランジ部を大気中で使用する場合、最低火花開始電圧である２３５Ｖ以下にしておけば、この部分での部分放電の発生は生じないからである。図１３に併記したカーブは、図２に示す形状において計算されたブッシング表面電位と樹脂シールド電極の体積抵抗率の関係であり、表面電位が２００Ｖを越えると雷インパルス電圧でＦ／Ｏすることが分かる。
【００３４】
導電性を発現するプラスチック材料としてはカーボン、金属粉、金属酸化物など導電性発現材料であればよく、その表面の処理方法に特に限定はない。
また、導電性発現材料の形状に関しても破砕、球状、針状など特に限定されるものではない。
また、導電性プラスチックは、上記のように体積抵抗率が１０5Ωｃｍ以下であれば良く、導電性発現材料のほかに通常の無機充填剤などが混合されて用いられても何ら問題ない。
さらに、上記導電性プラスチックのマトリクス樹脂として用いられる樹脂がポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレンテレフラレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロンなどの熱可塑性樹脂であっても、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ＢＭＣ（Ｂａｌｋ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）といった不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂であっても特にその材質には限定はない。
これらの樹脂において上記体積抵抗率以外の特性としては、熱膨張率が絶縁物（注型樹脂）に近いほど界面での発生応力が小さくできるため好ましい。また耐熱性に関してはガラス転移温度が８０℃以上、好ましくは１００℃以上あればよい。
【００３５】
上記シールド電極を絶縁性のプラスチックを用いて作製する場合は、その表面に抵抗率１０5Ωｃｍ以下、好ましくは１０4Ωｃｍ以下の材料で被覆して用いられる。この被覆材料に関しては特に限定はなく体積低効率が１０5Ωｃｍ以下であれば前述の導電性プラスチックや、シリコーン系、ブタジエン系、ウレタン系などの導電性ゴムや導電性塗料を用いてもよく、またこれらに限るものではなく体積低効率が１０5Ωｃｍ以下の材料であれば用いることができる。
【００３６】
シールド電極を形成する絶縁性のプラスチックとしては、熱硬化性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良くその材質には特に限定はない。これらの樹脂において必要とされる特性としては、熱膨張率が絶縁物（注型樹脂）に近いほど界面での発生応力が小さくできるため好ましい。また耐熱性に関してはガラス転移温度が８０℃以上、好ましくは１００℃以上あればよい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態によれば、シールド電極を１０5Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有する導電性プラスチックで構成したので、熱膨張率が注型樹脂に近いものが選定でき、剥離し難い、信頼性の高い絶縁物が提供できる。
また、シールド電極を絶縁性プラスチックで構成し、上記絶縁性プラスチックの表面を１０5Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有する導電性材料で被覆したので、熱膨張率が注型樹脂に近いものが選定でき、剥離し難い、信頼性の高い絶縁物が提供できる。
【００３８】
実施の形態５．
上記各実施の形態で示されたシールド電極を使用する際に、絶縁物（注型樹脂）とシールド電極との界面での接着性を向上させる目的で、シールド電極の表面に接着性を有するプライマ材料で被覆したり、カップリング剤で被覆するとよい。
【００３９】
接着性を有するプライマ材料としては、エポキシ樹脂などが挙げられ、そのエポキシ樹脂としてはエピコート８２８（ジャパンエポキシ社製）などの液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エピコート８０７（ジャパンエポキシ社製）などの液状ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エピコート１００１（ジャパンエポキシ社製）などの固形ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ＥＯＣＮ−１０２Ｓ（日本化薬社製）などのオルトークレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エピコート１５２（ジャパンエポキシ社製）などのフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ＣＹ１７９（バンティコ社製）などの脂環式エポキシ樹脂、ＥＬＭ１００（住友化学工業製）などのグリシジルーアミノフェノール系エポキシ樹脂、ＥＰＰＮ５０１（日本化薬社製）などの特殊多官能エポキシ樹脂が挙げられるが、これに限ったものではない。
また、これらは単独で用いても２種類以上を併用して用いても良い。
【００４０】
さらに、この硬化剤としてはメチル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、無水ハイミック酸などの脂環式酸無水物、ドデセニル無水コハク酸などの脂肪族酸無水物、無水フタル酸、無水トリメリット酸などの芳香族酸無水物、ジシアンジアミド、アジピン酸ジヒドラジドなどの有機ジヒドラジド、トリス（ジメチルアミノメリツ）フェノール、ジメチルベンジルアミン、１、８−ジアザビシクロ（５、４、０）ウンデカン、およびその誘導体、２−メチルイミダゾール、２−エチルー４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類があげられるが、これに限ったものではない。
また、これらは単独で用いても２種類以上を併用して用いても良い。
また、粘度調整材料としてアセトン、トルエンなどの有機溶媒を適宜用いることはなんら問題ない。
【００４１】
カップリング剤としてはγ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤やアルミニウム系カップリング剤、チタネート系カップリング剤を用いることができる。
これらは単独で用いても２種類以上を併用して用いても良い。
また、上記プライマとの併用も問題なく、さらに粘度調整材料としてアセトン、トルエンなどの有機溶媒を適宜用いることはなんら問題ない。
【００４２】
実施の形態６．
図１４は本実施の形態６による高電圧機器を示す構成図であり、上記各実施の形態に示すシールド電極を埋め込んだブッシングを用いてガス絶縁開閉装置を構成した例である。図１４において、１１は母線、１２、１５は断路器、１３はガス区分スペーサ、１４はエポキシブッシング、１６は真空遮断器である。上記構成のガス絶縁開閉装置において、エポキシブッシング１４に対して、上記各実施の形態のブッシングを適用すれば、信頼性の高いガス絶縁開閉装置を提供することが可能となる。
【実施例】
【００４３】
実施例１〜３．
シールド電極として、溝幅０．５ｍｍ、深さ０．７５ｍｍの複数の溝（アスペクト比：１．５）を６ｍｍ間隔で図６中のＡからＢにかけて互いに平行に加工したもの（実施例１）、Ａ−Ｂに対して垂直に加工したもの（実施例２）、実施例１と実施例２の両者を加工したもの（実施例３）を用いて試験をした。比較として溝のないアルミニウム電極（比較例１）に関しても試験を実施した。評価試験としては３０ｋＶ電圧を印加して部分放電発生を調べた。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例、比較例のサンプル数は５個とした。結果を表１に示す。その結果、実施例１〜３のいずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラック発生は無く、また部分放電特性も良好であった。比較例１はＨ／Ｃ試験前から部分放電が発生し、さらにＨ／Ｃ試験後にクラックが発生したため部分放電試験は実施しなかった。
【００４４】
【表１】
2006115691.tif 000003
【００４５】
実施例４〜６．
シールド電極として、スリット構造を持つアルミニウム電極で、図６の形状寸法のシールド電極を用い、さらにそのスリット構造としては、スリット幅５ｍｍのスリットを１６ｍｍ間隔で６本、図６中のＡからＢに向けて、図９（ａ）に示すように同一方向に設けたもの（実施例４）、図９（ｂ）に示すように交互方向に設けたもの（実施例５）、および実施例４のものとさらに図６中のＡからＢにかけて幅０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝加工を施したもの（実施例６）に関して試験をした。評価試験としては３０ｋＶの電圧を印加して部分放電試験をした。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例のサンプル数は５個とした。結果を表２に示す。その結果、いずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラックの発生が無く、また部分放電特性も良好であった。
【００４６】
【表２】
2006115691.tif 000004
【００４７】
実施例７〜１０．
シールド電極として、溝やスリットがないアルミニウム電極で、図６の形状寸法のシールド電極を用い、さらにブラスト処理（表面粗さ５０μｍ）をしたもの（実施例７）、重クロム酸カリウム処理（表面粗さ４０μｍ）をしたもの（実施例８）、前述の実施例４のスリットを設けたものに実施例７のブラスト処理をしたもの（実施例９）、および実施例６の溝とスリットを設けたものに実施例７のブラスト処理をしたもの（実施例１０）に関して試験をした。評価試験としては３０ｋＶの電圧を印加して部分放電特性を調べた。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例のサンプル数は５個とした。結果を表３に示す。表３には各実施例及び前記比較例１の接着強度も合わせて記す。その結果、実施例７〜１０のいずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラックの発生が無く、また部分放電特性も良好であった。比較例１は接着強度が実施例７〜１０に比べ低く、Ｈ／Ｃ試験前から部分放電が発生し、さらにＨ／Ｃ試験後にクラックが発生したため部分放電試験は実施しなかった。
【００４８】
【表３】
2006115691.tif 000005
【００４９】
実施例１１〜１９．
体積抵抗率１０4Ωｃｍの導電性プラスチック樹脂（ガラス転移温度１０２℃）を用いて実施例１、４、５、９、１０と同様の加工を施したシールド電極（実施例１１〜１５）を作製し試験した。また比較例として上記導電性樹脂により溝やスリットや孔といった加工のない樹脂シールド電極（比較例２）を試作し試験した。また絶縁性のプラスチック樹脂（体積低効率１０16Ωｃｍ、ガラス転移温度１０６℃）を用いて実施例１、４と同様の加工を施したシールド電極を作製し、この表面をＰＯＷＥＲＳＩＬ４０２（ＷＡＣＫＥＲ製、体積低効率５Ωｃｍ）でコーティングしたシ−ルド電極（実施例１６、１７）を作製し試験した。また比較例２のシールド電極表面に実施例７のブラスト処理を施し、さらにＰＯＷＥＲＳＩＬ４０２をコーティングしたシールド電極（実施例１８）、絶縁性の樹脂により溝やスリットや孔といった加工のない樹脂シールド電極表面に実施例７のブラスト処理をした後、ＰＯＷＥＲＳＩＬ４０２をコーティングしたシールド電極（実施例１９）を作製し試験した。評価試験としては３０ｋＶの電圧を印加して部分放電特性を調べた。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例のサンプル数は５個とした。結果を表４に示す。その結果、いずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラックの発生が無く、また部分放電特性も良好であった。比較例２はＨ／Ｃ試験前から部分放電が発生し、さらにＨ／Ｃ試験後にクラックが発生した。
【００５０】
【表４】
2006115691.tif 000006
【００５１】
実施例２０〜２６．
プライマとしてエピコート８２８とＨＮ２２００（日立化成製）と２−エチルー４−メチルイミダゾール（２Ｅ４ＭＺ）を１００：８０：１で混合した混合物（プライマ１）、エピコート１００１（Ｅ−１００１）と２Ｅ４ＭＺを１００：１で混合した混合物（プライマ２）、エピコート１５２と２Ｅ４ＭＺを１００：１で混合した混合物（プライマ３）、ＥＰＰＮ５０１と２Ｅ４ＭＺを１００：１で混合した混合物（プライマ４）、プライマ２とプライマ３を１：１で混合した混合物（プライマ４）、プライマ２とプライマ４を１：１で混合した混合物（プライマ５）をそれぞれアセトン溶液で調整した。
実施例１のシールド電極、実施例４のシールド電極、実施例７のシールド電極の表面に上記プライマ１を塗布したシールド電極（実施例２０、２１、２２）、実施例７のシールド電極の表面に上記プライマ２、３、４、５を塗布したシールド電極（実施例２３、２４、２５、２６）を作製し試験した。評価試験としては３０ｋＶの電圧を印加して部分放電特性を調べた。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例のサンプル数は５個とした。結果を表５に示す。その結果、いずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラックの発生が無く、また部分放電特性も良好であった。
【００５２】
【表５】
2006115691.tif 000007
【００５３】
実施例２７〜３０．
カップリング剤としてチタネート系カップリング剤ＫＲ４４（味の素製）、アルミニウム系カップリング剤としてＡＬ−Ｍ（味の素製）、シランカップリング剤としてＫＢＭ４０３およびＫＢＭ６０３（信越シリコーン製）を用い、実施例４のシールド電極の表面に塗布したシ−ルド電極（実施例２７、２８、２９、３０）を作製し試験した。評価試験としては３０ｋＶの電圧を印加して部分放電特性を調べた。さらに−３０℃・３時間と９０℃・３時間を交互に１０サイクル実施するヒートサイクル（Ｈ／Ｃ）試験を実施し、その後の耐クラック性評価と３０ｋＶ印加の部分放電試験も実施した。なお各実施例のサンプル数は５個とした。結果を表６に示す。その結果、いずれのシールド電極においても良好な部分放電特性を示し、さらにＨ／Ｃ試験後もクラックの発生が無く、また部分放電特性も良好であった。
【００５４】
【表６】
2006115691.tif 000008
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１による絶縁スペーサを示す縦断面図及び横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるブッシングを示す縦断面図及び横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるブッシングにおけるシールド電極を示す斜視図及び断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１によるブッシングにおける他のシールド電極を示す斜視図及び断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係わる溝の機能を説明する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるブッシングの構成、及び形状を模式的に示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係わる溝のサイズと部分放電特性との関連を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施の形態１によるブッシングにおける他のシールド電極を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態２によるブッシングにおけるシールド電極を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係わるスリットの機能を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係わるスリットのサイズと部分放電特性との関連を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係わる孔によりシールド電極表面にできる表面粗さと接着強度との関係を説明する説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係わるシールド電極の体積抵抗率と耐圧特性との関係を説明する説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態６による高電圧機器を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，１ａ，１ｂ  接地容器、２  絶縁ガス、３  中心導体、４  絶縁物、４１  絶縁スペーサ、４２、ブッシング、５  低圧側電界緩和シールド電極、６  高圧側電界緩和シールド電極、１１  母線、１２，１５  断路器、１３  ガス区分スペーサ、１４  エポキシブッシング、１６  真空遮断器。
【図１】
2006115691.tif 000009
【図２】
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【図３】
2006115691.tif 000011
【図４】
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【図５】
2006115691.tif 000013
【図６】
2006115691.tif 000014
【図７】
2006115691.tif 000015
【図８】
2006115691.tif 000016
【図９】
2006115691.tif 000017
【図１０】
2006115691.tif 000018
【図１１】
2006115691.tif 000019
【図１２】
2006115691.tif 000020
【図１３】
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【図１４】
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