(57)【要約】【課題】  周囲の温度や湿度の影響を受けることなく、アミド樹脂のスポレーションによる消弧性能を安定して発揮することができる、消弧絶縁材料および消弧装置を提供する。【解決手段】  絶縁ノズル４０を構成する消弧絶縁材料は、アミド樹脂としてのナイロン６と、スポレーション促進材としてのフタル酸エステルとを含んでおり、フタル酸エステルは、その沸点が１００°Ｃよりも高いから水よりも自然蒸発しにくく、極性をもつ官能基を有するからナイロン６に混練することができる。【選択図】  図２
2015060757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミド樹脂と、スポレーション促進材とを含んでいる消弧絶縁材料であって、
前記スポレーション促進材は、沸点あるいは熱分解点が１００°Ｃよりも高く、かつ極性をもつ官能基を有することを特徴とする消弧絶縁材料。
【請求項２】
前記スポレーション促進材が、フタル酸エステルであることを特徴とする請求項１記載の消弧絶縁材料。
【請求項３】
前記フタル酸エステルが、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニルからなる群から選ばれる一つまたは複数であることを特徴とする請求項２記載の消弧絶縁材料。
【請求項４】
前記フタル酸エステルが、フタル酸ジブチルであることを特徴とする請求項３に記載の消弧絶縁材料。
【請求項５】
前記アミド樹脂と前記スポレーション促進材とが混練されてなるものであり、
前記スポレーション促進材の含有量が、前記消弧絶縁材料の３重量％以上３０重量％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の消弧絶縁材料。
【請求項６】
２つの端子間に生じるアークプラズマを消弧する消弧装置であって、
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の消弧絶縁材料が、前記アークプラズマを消弧可能な位置に設けられていることを特徴とする消弧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端子間のアーク放電（アークプラズマ）を消滅させるための消弧絶縁材料、および事故などの緊急時に発生する大電流の遮断に用いられる、遮断器やがいし連のアークホーン等の消弧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質の電力を高い信頼性で供給することは、高度社会における重要な基盤である。事故など緊急時において発生する大電流を遮断する技術は、電力伝送の中枢基盤技術であることから、電力供給の信頼向上のために重要である。
近年、電力損失を低減可能な直流給電が注目されている。一定電圧が印加され続ける直流給電では、アーク放電が生じた際、短絡電流が自発的に電流零点を持たない。このため、直流給電には、周期的に電位が０Ｖとなる交流給電と比較して、アーク放電が切れにくいという問題がある。したがって、事故時に発生する大電流遮断技術は、次世代電力給電システムを構築するための鍵であり、その重要性がますます大きくなっている。
【０００３】
特許文献１には、基端部側に電極先端部が挿入固定される絶縁性筒体を備えた続流遮断装置において、含水処理を施したアミド樹脂により絶縁体筒部を構成することが記載されている。また、同文献には、吸水率が遮断性能に及ぼす影響が大きいことから、吸水率の調整によって、遮断性能の向上を図ることができると記載されている。
【０００４】
特許文献２には、２つの端子間に生じるアークプラズマを消弧するために、アークプラズマによってスポレーション粒子を発生するポリマー材料を、端子間の近傍かつアークプラズマにスポレーション粒子が混入する位置に配置した消弧装置が記載されている。ここで、「スポレーション」とは、アーク放電による溶発（溶けて蒸発すること、アブレーション）とは異なり、アーク放電によって破砕（スポレーション）されたマイクロサイズの微粒子（スポレーション粒子）が噴出し飛翔する現象をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５４０７０号公報
【特許文献２】特開２０１２−５９５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の続流遮断装置は、遮断性能を担保するために、アミド樹脂の吸水率を制御する必要がある。アミド樹脂は、煮沸含水処理によって吸水するが、その後の環境の影響を受けて吸水率が減少する。すなわち、含水処理によってアミド樹脂に吸水された水は、乾燥した雰囲気において、自然に蒸発してしまう。
このように、アミド樹脂に含まれる水の割合（吸水率）は、周囲の温度および湿度の影響によって変動する。湿度が高い場合、アミド樹脂に吸水された水の蒸発が抑えられるから、吸水率は高くなるが、湿度が低い場合、水の蒸発が促進されて吸水率が低くなる。
すなわち同文献に記載の続流遮断装置には、温度や湿度の影響を受けてアミド樹脂から水が蒸発することによって、遮断性能が低下するという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２には、消弧装置においてスポレーション粒子を発生するアミド樹脂を用いることが記載されている。しかし、同文献には、アミド樹脂のスポレーションを促進する手段が記載されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、周囲の温度や湿度の影響を受けることなく、アミド樹脂のスポレーションによる消弧性能を安定して発揮することができる、消弧絶縁材料および消弧装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の消弧絶縁材料は、アミド樹脂と、スポレーション促進材とを含んでいる消弧絶縁材料であって、前記スポレーション促進材は、沸点あるいは熱分解点が１００°Ｃよりも高く、かつ極性をもつ官能基を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の消弧装置は、消弧装置２つの端子間に生じるアークプラズマを消弧する消弧装置であって、本発明の消弧絶縁材料が、前記アークプラズマを消弧可能な位置に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の消弧絶縁材料は、沸点あるいは熱分解点が１００°Ｃよりも高く、かつ極性をもつ官能基を有するスポレーション促進材を含んでいるため、周囲の温度や湿度の影響による蒸発を水よりも抑制することができる。このため、アミド樹脂のスポレーションによる消弧性能を安定して発揮することができる。
本発明の消弧装置は、本発明の消弧絶縁材料から発生したスポレーション粒子がアークプラズマに突入して物理的にアークプラズマを分断すること、および広い範囲でスポレーション粒子が溶発することにより、高い消弧効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】アミド樹脂の吸水によりスポレーションが促進される機構を示す模式図であり、（ａ）スポレーションが生じる直前の状態、（ｂ）スポレーションが生じた状態
【図２】第２の実施形態に係る消弧装置の概略構成を示す断面図
【図３】実施例において用いた誘導熱プラズマ装置の構成を示す模式図
【図４】スポレーション粒子計測における探索範囲を模式的に表す模式図
【図５】スポレーション発現の様子を示す図面代用写真であり、（ａ）ＤＯＰを２０重量％混練したＰＡ６（実施例３）、（ｂ）ＤＯＰを５重量％混練したＰＡ６（実施例４）、（ｃ）ＰＡ６（比較例１）
【図６】試料に対するアークプラズマの照射を開始してから約２５秒間の間に撮影された全スナップから等間隔に５０枚抽出したものを合成した図面代用写真であり、（ａ）ＤＯＰを２０重量％混練したＰＡ６（実施例３）、（ｂ）ＤＯＰを５重量％混練したＰＡ６（実施例４）、（ｃ）ＰＡ６（比較例１）
【図７】実施例１〜３の消弧絶縁材料をデシケータ内に保管した場合における質量変化を示すグラフ
【図８】比較例２の吸水ＰＡ６をデシケータ内に保管した場合における質量変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜スポレーション粒子の促進機構＞
特許文献１（特開２００６−５４０７０号公報）には、絶縁体筒部のアミド樹脂に含水処理を施すことにより、遮断性能が向上することが記載されている。本発明の発明者らは、この遮断性能の向上が、アミド系樹脂からのスポレーション粒子の発生促進に起因するものであることを見出した。
【００１４】
スポレーション粒子は、アークプラズマの中に投入されると、物理的にアークプラズマを分断することに加えて、そこで溶発することによって熱を奪い、アークプラズマを消滅させる効果を向上させる。このため、スポレーション粒子の発生を促進することにより、アークプラズマの遮断性能が向上する。
吸水量を多くするとアミド樹脂からのスポレーション粒子の発生頻度が高くなる理由を、以下、説明する。
【００１５】
ナイロン６６（以下、適宜、ＰＡ６６という）等のアミド樹脂は、下記の化学式に示すとおりアミド結合を有する。
【化１】
2015060757.tif 000003
【００１６】
このため、アミド樹脂は、アミド結合の部分に水素結合した水を保持することができる。したがって、アミド樹脂は、他のポリマー材に比較して吸水率が高い。
【化２】
2015060757.tif 000004
【００１７】
図１は、アミド樹脂の吸水によりスポレーションが促進される機構を示す模式図であり、（ａ）はスポレーションが生じる直前の状態を示しており、（ｂ）はスポレーションが生じた状態を示している。
水の沸点（１００℃）は、ＰＡ６６の融点（２６３℃）および熱分解点（３９６℃）よりも低い。このため、図１（ａ）に示すように、吸水した状態のアミド樹脂にアークプラズマが接触すると、アミド樹脂に吸水されている水が急激に加熱されて一気に膨張する。この急激な水の膨張により、図１（ｂ）に示すように、アミド樹脂の一部が機械的に破砕される。したがって、ＰＡ６６等のアミド樹脂は、水によってスポレーションが促進される。
【００１８】
しかし、アミド樹脂の吸水率は、周囲の温度や湿度によって変動する。すなわち、湿度が高いと吸水率が高くなるが、湿度が低いと吸水率が低くなる。このため、吸水率を制御しない限り、アミド樹脂のスポレーションによる消弧性能を制御することができない。したがって、周囲の環境によっては、消弧絶縁材料としてのアミド樹脂を用いた製品の性能が担保されない可能性がある。
【００１９】
そこで、発明者らは、「水」の代わりに、沸点あるいは熱分解点が１００℃よりも高く、かつ極性をもつ官能基を有する「液体」をアミド樹脂に添加することを想起した。水の代わりにこのような性質を備えた液体を用いれば、スポレーション粒子が飛翔する頻度を制御できるものと考えた。すなわち、消弧装置の置かれる環境において想定される１００℃〜２００℃程度の温度ではほとんど蒸発しないが、アークプラズマの高温にさらされると急激に蒸発する「液体」をスポレーション促進材として用いることにより、スポレーションによる消弧性能を維持できるものと考えた。そこで、通常想定される環境において、アミド樹脂に含まれている液体の含有量を制御する手段として、上述した「液体」を混ぜ込む構成に想到した。この構成により、周囲の温度や湿度に影響されることなく、スポレーション粒子の発生頻度を高いまま維持し、アークプラズマの遮断性能を維持することができる。
【００２０】
〔第１の実施形態〕
本発明を消弧絶縁材料として実施する形態について、以下に説明する。
本実施形態の消弧絶縁材料は、アミド樹脂と、スポレーション促進材とを含んでいる消弧絶縁材料であって、スポレーション促進材は、沸点あるいは熱分解点が１００°Ｃよりも高く、かつ極性をもつ官能基を有するものである。
消弧絶縁材料とは、例えば、後述する消弧装置等において、端子間のアーク放電（アークプラズマ）を消滅させるために用いられるものをいう。
消弧絶縁材料に含まれるアミド樹脂とは、主鎖がアミド結合（−ＣＯＮＨ−）の繰り返しよりなるものをいう。アミド樹脂としては、脂肪族骨格を含むナイロン、芳香族骨格を含むアラミドが挙げられる。また、アミド樹脂には、共重合体が含まれる。
【００２１】
ナイロンとしては、例えば、ナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６Ｔ、ナイロンＭＸＤ、ナイロン６とナイロン６６の共重合体ナイロンなどが挙げられる。
【００２２】
スポレーション促進材とは、アミド樹脂に添加することにより、アークプラズマに接したときに生じるマイクロサイズの微粒子（スポレーション粒子）の噴出を促進するものをいう。なお、スポレーション促進の評価には、特許文献２（特開２０１２−５９５３９号公報）に記載のスポレーション評価システムおよび画像処理プログラムを用いることができる。
【００２３】
スポレーション促進材としては、極性をもつ官能基を有する材料を用いる。極性をもつ官能基を有する材料を用いることで、アミド樹脂のアミド結合と官能基とが水素結合するため、スポレーション促進材をアミド樹脂中に均一に分散させた状態を維持することができる。したがって、本発明において、「極性をもつ官能基」とは、アミド樹脂のアミド結合と水素結合することができるものをいい、例えば、エステル基、ヒドロキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、アミド基、アミノ基などが挙げられる。このような極性をもつ官能基を有する材料としては、フタル酸エステル、トリメット酸エステル等が挙げられる。
【００２４】
フタル酸エステルとしては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジアリル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジノルマルヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジノルマルオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ブチルベンジル等が挙げられる。これらは、単独または２種以上を混合して用いることができる。
【００２５】
本発明の消弧絶縁材料は、アミド樹脂にスポレーション促進材が含まれていれば良いが、両者が混練された状態のものであることが好ましい。両者を混練する場合、消弧絶縁材料全体に対するスポレーション促進材の含有量は、スポレーション促進効果を奏するための必要量により下限が、安定的に混練可能な最大量により上限が、それぞれ決まる。含有量の下限は３重量％以上、好ましくは５重量％以上であり、また含有量の上限は３０重量％以下より好ましくは２５重量％以下である。
【００２６】
本発明の消弧絶縁材料には、要求される性質に応じて公知の添加物を配合することができる。公知の添加物としては、例えば、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、紫外線散乱剤、可塑剤、着色剤、充填剤などが挙げられる。
【００２７】
〔第２の実施形態〕
本発明は、消弧絶縁材料が、前記アークプラズマを消弧可能な位置に設けられている消弧装置として実施することもできる。以下では、本発明を消弧装置として実施する形態について説明する。
【００２８】
図２は、本実施形態に係る消弧装置の概略構成を示す断面図である。同図に示すように、遮断装置１は、固定接触子１０と可動接触子２０とを備えている。電流の流れを断つために、固定接触子１０から可動接触子２０を引き外して電極を開放する際、固定接触子１０の備える第１アーク接触子（端子）１１と、可動接触子２０の備える第２アーク接触子（端子）２１との引き外しによりアークプラズマ３０が発生する。遮断装置１には、このアークプラズマ３０を素早く消滅させること（消弧）が求められる。
【００２９】
可動接触子２０には、第２アーク接触子２１を取り囲むように、円筒形状の絶縁ノズル４０が設けられている。絶縁ノズル４０は、上述した第１の実施形態の消弧絶縁材料により構成されている。このため、引き外しにより発生したアークプラズマ３０の熱によって、絶縁ノズル４０の消弧絶縁材料からスポレーション粒子４１が噴出する。そして、噴出したスポレーション粒子４１がアークプラズマ３０に混入することにより、素早い消弧を実現することができる。
【００３０】
上記構成により素早い消弧を実現出来る理由として、以下の２つが考えられる。まず、塊であるスポレーション粒子４１は、アブレーションによって生じるガスよりも、質量およびその体積が大きいから、アークプラズマ３０を貫通する効果が高く、物理的にアークプラズマ３０を分断する効果があることが挙げられる。さらに、スポレーション粒子４１が、アークプラズマ３０の内部まで突入した後にアブレーションすることによって、より広範囲にアークプラズマを冷却することができる。なぜなら、スポレーション粒子４１として噴出することにより、アブレーションによるガスが到達することができない領域にまでスポレーション粒子４１が突入できるからである。このため、アブレーションのみによっては冷却できないアークプラズマ３０の領域を冷却することが可能となる。
【００３１】
上述したとおり、消弧絶縁材料は、第１アーク接触子１１と第２アーク接触子２１との間（端子間）の近傍であって、スポレーション粒子４１がアークプラズマ３０に混入する位置に配置されていれば良い。このため、絶縁ノズル４０の全体が消弧絶縁材料によって形成されている必要はなく、上記の作用を奏することが可能となるように、絶縁ノズル４０の内周面の一部領域が消弧絶縁材料によって形成されていればよい。ただし、耐久性を考慮すれば、消弧絶縁材料を十分な厚みとすることが好ましく、絶縁ノズル４０の全体が消弧絶縁材料により形成されていることが好ましい。
【実施例】
【００３２】
〔スポレーション粒子の飛翔数の測定〕
〔誘導熱プラズマ装置〕
熱プラズマ源として誘導熱プラズマ(Inductively
Coupled Thermal Plasma ;ICTP)を用いて熱プラズマ照射実験を行った。
ＩＣＴＰは、無電極放電による照射が可能であるため不純物の混入がなく、また定常状態を維持できるため再現性の高い実験が可能である。さらに、任意のガス種を選択し、その流量を設定することが可能である。
図３は誘導熱プラズマ装置の構成を示す模式図である。プラズマトーチは二重構造の石英管と、８ターンコイルからなる。熱プラズマからの高熱流に耐えるため、石英管の二重構造の内部には冷水を循環させている。コイルに高周波大電流を流すことで石英管内部に熱プラズマを点弧・維持する。熱プラズマはガス流によって下方に伸び、反応容器に流入する。反応容器にはサンプルホルダーが設置されており、ここに試料が固定されている。熱プラズマは試料に対して垂直に照射される。反応容器側面には観測窓が設けられており、そこから放射温度測定および高速ビデオカメラ（ハイスピードカメラ）による撮影を行った。
【００３３】
〔被照射材料〕
熱プラズマ照射実験用の試料は、アミド樹脂にスポレーション促進材を混練して形成したバルク材（ポリマーバルク）の板材から、直径１５ｍｍの円柱形状に切り出した円柱形状試料を用いた。切り出した円柱形状試料は、デシケータ内で乾燥剤と共に約２０日間乾燥させた後に用いた。これにより、円柱形状試料に吸着している水分量をできるだけ取り除いた。この工程は、水が円柱形状試料のスポレーションに与える影響を可能な限り少なくするために行った。
【００３４】
アミド樹脂へのスポレーション促進材の混練は、アミド樹脂のペレットに所定量のスポレーション促進材を加え、スポレーション促進材が十分に分散する条件で行った。そして、混練したものをホットプレスしてポリマーバルク（試料）とした。なお、混練には、バッチ式混練機、連続式混練機、２軸押出機など従来公知の混練装置を用いることができる。
【００３５】
〔測定条件〕
熱プラズマの生成には、導入ガスとしてＡｒガスを用いた。Ａｒガスの流量および熱プラズマへの入力電力の条件は、Ａｒ３０ｓｌｐｍ(standard
liter per min)、入力電力８．５ｋＷとした。照射の様子を高速カラービデオカメラ（キーエンス製ハイスピードカメラ、ＶＷ−６０００）にて撮影した。フレームレートは１０００ｆｐｓ(frames
per second)とした。
【００３６】
〔スポレーション評価〕
スポレーション評価は、特許文献２（特開２０１２−５９５３９号公報）に記載のスポレーション評価システムおよび画像処理プログラムを用いて行った。ただし、粒子数計算プログラムの設定を以下のように見直した。この見直しの結果、誤検知による粒子数の加算を防ぐことができた。
【００３７】
粒子数を計算するプログラムは、テキストイメージ（ＩｍａｇｅＪによってjpg形式からtxt形式に変換したもの）中に存在する高輝度領域を検出するものである。検出では、高輝度領域の外周が１５ドット以上であると、これをスポレーション粒子と認識してスポレーション粒子数に１を加算する。上記の作業を、既定枚数の画像に対してシーケンス的に、すなわち連続する画像に対して順番に行った。ここでは、粒子数加算が重複しないよう工夫をおこない、１度数えた粒子を再度重複して加算していない。すなわち、粒子数をカウントした各時刻での粒子数から一つ前の時刻の画像で見られた粒子数を差し引きする特許文献２に記載の方法を用いて、各時刻で新たに放出される粒子数を算出した。この方法によれば、同一粒子をダブルカウントすることがないため、同一粒子を重複して加算することが生じない。
【００３８】
図４は、スポレーション粒子計測における、探索範囲の違いを模式的に表した模式図である。
本実施例においては、（１）探索範囲を狭めること、（２）溶発蒸気発光部分から十分に距離をとることとした（試料表面から５ｍｍ以上の範囲を探索範囲として設定した）。スポレーション粒子は、プラズマアーク内部に飛び込むだけの飛翔高さが必要である。このため、探索範囲として設定する範囲を、試料からある程度の高さ以上の範囲とした方が、同図に破線で示す範囲とするより、量的にも質的にも適切な評価をすることができると考えられる。
【００３９】
撮影画像の目視による粒子計測の結果とプログラムによるスポレーション粒子計測の結果とが一致することを確認した。なお、探索範囲は、スポレーション粒子の数または飛翔する高さの何れを重視するかによって、適宜設定することができる。
【００４０】
〔実施例１〕
アミド樹脂としてナイロン６（以下、適宜、ＰＡ６という）、スポレーション促進材としてフタル酸ジブチル（以下、適宜、ＤＢＰという）を用いて被照射材料の円柱形状試料を作製した。被照射材料中のＤＢＰ含有量は２０重量％とした。
そして、上記の誘導熱プラズマ装置を用いて、上記の実験条件の下、照射開始から１秒間に発生したスポレーション粒子飛翔数（粒子飛翔数）、試料の上側表面から飛翔が観測されたスポレーション粒子までの距離（飛翔高さ）によりスポレーションを評価した。また、２０秒間のプラズマ照射による試料の減少量（損耗量）についても測定した。
【００４１】
〔実施例２〕
スポレーション促進材として、フタル酸ジブチルの代わりに、フタル酸ジイソノニル（以下、適宜、ＤＩＰという）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、被照射材料の円柱形試料を作製し、スポレーションを評価した。
【００４２】
〔実施例３〕
スポレーション促進材として、フタル酸ジブチルの代わりに、フタル酸ジオクチル（以下、適宜、ＤＯＰという）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、被照射材料の円柱形状試料を作製し、スポレーションを評価した。
【００４３】
〔参考例１〕
水は、時間の経過とともに自然に蒸発するという問題があるものの、アミド樹脂のスポレーションを促進する。そこで、被照射材料としてナイロン６６（以下、適宜、ＰＡ６６という）を用いて、所定の形状とした後、水に浸漬させて吸水率３重量％とした。この円柱形状試料について、実施例１と同様にして、粒子飛翔数を測定した。
【００４４】
表１に実施例１〜３および参考例１の測定結果を示す。表１に示したように、スポレーション促進材としてフタル酸エステルを混合した消弧絶縁材料はいずれも、スポレーション粒子の飛翔が認められた。スポレーション粒子の飛翔数が最も多く、かつ最も高く飛翔したのは、ＰＡ６にフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）を混練した消弧絶縁材料（実施例１）であった。
【００４５】
【表１】
2015060757.tif 000005
【００４６】
フタル酸エステルの沸点は、ＤＢＰが３４０℃、ＤＩＰが４０３℃、ＤＯＰが３８４℃である。最も融点の低いＤＢＰが、最も高いスポレーション促進効果を示したことから、フタル酸エステルの沸点の違いがスポレーション促進効果に影響したものと考える。
ＤＢＰを２０重量％配合した実施例１の消弧絶縁材料では、比較例１の吸水率３％としたＰＡ６６と同程度の粒子飛翔数が認められた。
【００４７】
〔実施例４〕
スポレーション促進材であるフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）の配合量を５重量％としたこと以外は、実施例３と同様にして、被照射材料の円柱形状試料を作製し、スポレーションを評価した。
【００４８】
〔比較例１〕
スポレーション促進材を配合せずに、アミド樹脂としてナイロン６（ＰＡ６）を用いて被照射材料の試料を作製した。
【００４９】
図５は、スポレーション発現の様子を示す図面代用写真であり、（ａ）がＤＯＰを２０重量％混練したＰＡ６（実施例３）、（ｂ）がＤＯＰを５重量％混練したＰＡ６（実施例４）、（ｃ）がＰＡ６（比較例１）である。
図５（ａ）に示すように、ＤＯＰを２０重量％混練したＰＡ６の試料からは、断続的にスポレーション粒子の飛翔が発生していることが確認された。また、図５（ｂ）に示すように、ＤＯＰの配合量を５重量％としたＰＡ６からも、スポレーション粒子が発生していることが確認された。対して、図５（ｃ）に示すように、スポレーション促進材を配合せずに加熱成形のみ行ったＰＡ６の試料からはスポレーション粒子が発生していることは確認されなかった。
図５に示した結果から、消弧絶縁材料中のＤＯＰを５重量％以上配合することにより、ＰＡ６のスポレーション現象が促進されることが分かった。
【００５０】
図６は、試料に対するアークプラズマの照射を開始してから約２５秒間に撮影された全スナップから等間隔に５０枚抽出したものを合成した図面代用写真であり、（ａ）がＤＯＰを２０重量％混練したＰＡ６（実施例３）、（ｂ）がＤＯＰを５重量％混練したＰＡ６（実施例４）、（ｃ）がＰＡ６（比較例１）である。スナップを５０枚合成した理由は、ある程度の頻度で粒子が飛んでいるかどうかを判断するためである。
【００５１】
図６（ａ）に示すように、消弧絶縁材料中のＤＯＰ含有量が２０重量％となるように混練したＰＡ６から、スポレーション粒子が頻繁に飛翔していることは明らかである。対して、図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＤＯＰ含有量が５重量％となるように混練したＰＡ６、およびＤＯＰを配合していないＰＡ６からは、スポレーション粒子の頻繁な飛翔は認められなかった。図６（ａ）と（ｂ）との比較により、ＤＯＰ含有量を２０重量％とすることにより、５重量％の場合よりも、スポレーション粒子の発生する頻度が高くなることが分かった。
また、図６に示した結果から、フタル酸エステルの配合量により、スポレーション促進機能を調整できることが分かった。
【００５２】
〔乾燥デシケータ中保存による乾燥〕
アミド樹脂を水中で浸漬処理して吸水させることにより、スポレーション粒子の飛翔の頻度を向上させることができる。しかし、アミド樹脂の吸水率は、周囲の温度や湿度によって変動する。例えば、乾燥雰囲気中に放置されると、アミド樹脂から自然に水が蒸発するから、アミド樹脂の吸水率が低下する。これにより、スポレーション粒子の飛翔頻度が低下して、アミド樹脂の消弧性能が低下するという問題がある。
【００５３】
本発明の消弧絶縁材料は、水よりも沸点または熱分解点が高いスポレーション促進材をアミド樹脂に混練した構成としている。この構成により、アミド樹脂を水中に浸漬させて吸水させた場合に生じる自然乾燥をどの程度抑制できるかについて調べた。
【００５４】
ホットプレスした試料を、直径１５ｍｍ、高さ５ｍｍの円柱状に成形した円柱形状試料を、乾燥剤と共にデシケータ中で保管し、保管時間の経過に伴う質量変化を測定した。
〔スポレーション促進材含有試料〕
スポレーション促進材含有試料としては、スポレーション粒子の発生頻度の測定に用いた円柱形状試料（実施例１〜３）を用いた。
〔比較例２、吸水試料〕
水を含んだ吸水試料としては、ＰＡ６６の円柱形状試料を水中に浸漬させることにより、ＰＡ６の吸水率を約１２％としたものを用いた。
【００５５】
〔結果〕
図７は、実施例１〜３の消弧絶縁材料をデシケータ内に保管した場合における質量変化を示すグラフである。同図に示すように、実施例１〜３の消弧絶縁材料のうち、保管３００時間後における質量減少は、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）を含有する実施例３が最も大きかった。ただし、この最も質量減少が大きかった実施例３の減少量も試料全体に対する０．３２重量％に過ぎなかった。
【００５６】
図８は比較例２の吸水ＰＡ６をデシケータ内に保管した場合における質量変化を示すグラフである。同図に示すように、吸水試料は、デシケータ内での保管により急激に水分が蒸発することによる質量減少が生じた。保管３００時間後における質量減少が約５重量％にも達することが分かった。
【００５７】
図７と図８との比較により、実施例１〜３の消弧絶縁材料中に含有されているフタル酸エステルは、比較例２のＰＡ６６に含まれる水とは異なり、乾燥雰囲気中においてほとんど自然乾燥することがなかった。このように、実施例１〜３の消弧絶縁材料は、周囲の温度や湿度（特に、湿度）の影響を受けにくい性質を備えている。これは、フタル酸エステルがアミド樹脂中に均一に混練されていること、および、フタル酸エステルの沸点が水よりも高いことによるものと考える。また、アミド樹脂中にフタル酸エステルを配合可能な範囲は、アミド樹脂が吸水可能な範囲よりも大きい。したがって、スポレーション促進材としてフタル酸エステルを含んでいる消弧絶縁材料は、雰囲気の温度や湿度の影響を受けることなく、時間の経過によって消弧性能が低下することのない、安定性、信頼性の良好なものであることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、事故などの緊急時に発生する大電流を遮断する遮断装置に利用される。
【符号の説明】
【００５９】
１  遮断装置
１０  固定接触子
１１  第１アーク接触子（端子）
２０  可動接触子
２１  第２アーク接触子（端子）
３０  アークプラズマ
４０  絶縁ノズル
４１  スポレーション粒子
【図２】
2015060757.tif 000006
【図４】
2015060757.tif 000007
【図７】
2015060757.tif 000008
【図８】
2015060757.tif 000009
【図１】
2015060757.tif 000010
【図３】
2015060757.tif 000011
【図５】
2015060757.tif 000012
【図６】
2015060757.tif 000013