(57)【要約】【課題】アークによる劣化を防止し、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有する耐アーク性絶縁物および遮断器を提供する。【解決手段】実施形態の耐アーク性絶縁物１０は、電極と電極の間に発生するアークの近傍に配置される。この耐アーク性絶縁物１０は、フッ素系樹脂２０に、酸化マグネシウム粒子３０を含有して構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と電極の間に発生するアークの近傍に配置される耐アーク性絶縁物であって、
フッ素系樹脂に、酸化マグネシウムの粒子を含有させてなることを特徴とする耐アーク性絶縁物。
【請求項２】
前記酸化マグネシウムの粒子が、前記フッ素系樹脂の１００質量部当たり０．１〜１０質量部含有されていることを特徴とする請求項１記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項３】
前記酸化マグネシウムの粒子が、立方晶からなる単結晶体で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項４】
前記酸化マグネシウムの粒子が、球状粒子で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項５】
前記酸化マグネシウムの粒子の形状を球状として換算したときの、前記酸化マグネシウムの粒子の平均粒径が２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項６】
前記フッ素系樹脂に、前記酸化マグネシウムとは異なる無機材料からなる粒子をさらに含有させてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項７】
前記酸化マグネシウムとは異なる無機材料からなる粒子が、前記フッ素系樹脂の１００質量部当たり０．１〜１０質量部含有されていることを特徴とする請求項６記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項８】
前記酸化マグネシウムとは異なる無機材料からなる粒子が、酸化チタン、酸化亜鉛および窒化ホウ素のうちの少なくとも１種で構成されていることを特徴とする請求項６または７記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項９】
前記フッ素系樹脂が、ポリ四フッ化エチレン樹脂または四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重体であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の耐アーク性絶縁物。
【請求項１０】
固定電極と、その固定電極に接離する可動電極と、それらの電極間に設けられた絶縁物からなるノズルとを備え、電流遮断時に、前記固定電極と前記可動電極との間に発生するアークに、前記ノズルからガスを吹き付けて消孤する遮断器であって、
前記絶縁物が、請求項１乃至９のいずれか１項記載の耐アーク性絶縁物であることを特徴とする遮断器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、耐アーク性に優れた耐アーク性絶縁物、およびこの耐アーク性絶縁物を使用した遮断器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大容量電流を遮断または投入する装置として、パッファ形ガス遮断器が知られている。パッファ形ガス遮断器では、容器内に充填した消弧性ガスをパッファシリンダおよびパッファピストンからなるピストン機構で圧縮し、圧縮されたこの消弧ガスをノズルから噴射し、電流遮断時に接触子間に発生したアークを消弧する。
【０００３】
このようなパッファ形ガス遮断器では、消弧性ガスとしてＳＦ６ガスを使用し、ノズルの材質として絶縁性のフッ素樹脂を使用している。しかしながら、フッ素樹脂からなる絶縁物がアークに曝されると、アークから放射されたエネルギがフッ素樹脂の内部に吸収され、ノズル内部においてボイドや炭化現象を生じることがある。これにより、ノズルの絶縁性能が低下したり、ノズル材料が損耗し、ガス流れの状態が当初とは異なる状態となり、遮断性能が低下する。
【０００４】
これらを防止するため、樹脂材料に無機材料や有機材料からなる充填剤を充填した材料を使用して、パッファ形ガス遮断器のノズルを構成するなどの様々な改良がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７４００５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４４９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したようにノズルの改良のために、様々な充填剤が検討されているが、従来の無機充填剤を含有したノズル材料は、無機充填剤の含有量に比例して機械的強度が低下し、遮断時の損耗量も無機充填剤の含有量に比例して増大するなどの問題を有している。また、無機充填剤の含有量の増加に伴って、ノズル材料の絶縁破壊電圧が低下するため、遮断器の小型化しようとする際、ノズルの使用電界を高くできないなどの問題を有している。
【０００７】
例えば、窒化ホウ素などの絶縁抵抗が高い充填剤を含有したフッ素系樹脂では、フッ素系樹脂自体が大きな絶縁抵抗を有することから、充填剤を充填したフッ素系樹脂の絶縁抵抗が高くなり、帯電によりノズルの絶縁破壊電圧が低下する。ここで、フッ素系樹脂の帯電防止法として、導電性の充填剤であるカーボン粉、二硫化モリブデン、金属粉などを含有させて絶縁抵抗を低減する方法が考えられる。しかしながら、この方法によって安定して実現できる絶縁抵抗値は、ノズル材として要求される値よりも低く、絶縁破壊電圧が低下する。
【０００８】
上記したように、従来の遮断器のノズル材料では、絶縁性能の低下を防止しつつ、遮断時の損耗量を低減することは困難であった。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、アークによる劣化を防止し、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有する耐アーク性絶縁物および遮断器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の耐アーク性絶縁物は、電極と電極の間に発生するアークの近傍に配置される。この耐アーク性絶縁物は、フッ素系樹脂に、酸化マグネシウムの粒子を含有して構成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物の断面を模式的に示した図である。
【図２】酸化マグネシウム粒子のフッ素系樹脂に対する含有率と体積抵抗率の関係を示す図である。
【図３】第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物から形成されたノズルを備えるパッファ形ガス遮断器の断面を模式的に示した図である。
【図４】第２の実施の形態の耐アーク性絶縁物の断面を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０の断面を模式的に示した図である。第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０は、図１に示すように、フッ素系樹脂２０に、酸化マグネシウムからなる粒子（以下、酸化マグネシウム粒子３０という）を含有して構成されている。この酸化マグネシウム粒子３０は、フッ素系樹脂２０中に均等に分散されていることが好ましい。
【００１４】
フッ素系樹脂２０としては、例えば、ポリ四フッ化エチレン樹脂または四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重体を用いることが好ましい。ポリ四フッ化エチレン樹脂の融点は約３２７℃であり、また、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重体の融点は約３０２〜３１０℃であり、これらはフッ素系樹脂の中でも高い耐熱性を有しているからである。
【００１５】
また、ポリ四フッ化エチレン樹脂は溶融時の粘度が高いため、高温で溶融しても元の形状を維持することができるという特徴がある。このような特性を生かすことにより、耐アーク性絶縁物１０を、アークに対して適切な距離を確保して配置することで、アークによって加熱されたとしても、熱による変形を防止することができる。
【００１６】
さらに、ポリ四フッ化エチレン樹脂および四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重体は、加熱分解時に、高分子を構成する単位構造分子となってガス化するため、炭化物が残らず、導電性物質の生成による絶縁性能の低下が起き難いという利点がある。さらに、分解してガス化する際に多量のエネルギを消費することによって冷却効果が発揮され、ポリ四フッ化エチレン樹脂自体および四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重体自体を保護する効果も得られる。
【００１７】
酸化マグネシウム粒子３０は、フッ素系樹脂２０の焼成温度である３００℃前後の温度で変化や変色しない耐熱性を有し、耐薬品性に優れた無機物である。酸化マグネシウム粒子３０は、例えば、球状や立方体状などの形状に形成されている。例えば、立方体状の場合には、立方晶からなる単結晶体で形成されたものを使用することができる。
【００１８】
酸化マグネシウム粒子３０に有機物などの不純物を含む場合には、フッ素系樹脂２０と混合、成形して加熱炉で焼成する際、炭化物が生成するなどして変色や、ガスの発生により内部圧力が上昇してクラックが発生することがある。そのため、酸化マグネシウム粒子３０は、高純度の酸化マグネシウムから構成されることが好ましい。例えば、上記した単結晶体で形成された酸化マグネシウム粒子３０では、純度を９９．９％以上とすることができる。
【００１９】
形状を球状として換算したときの、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径は、２００ｎｍ以下であることが好ましい。ここで、図２は、酸化マグネシウム粒子３０のフッ素系樹脂２０に対する含有率と体積抵抗率の関係を示す図である。なお、図２における含有率は、フッ素系樹脂の１００質量部当たりに含有される酸化マグネシウム粒子３０の質量部を示している。
【００２０】
同じ含有率においては、酸化マグネシウム粒子３０の粒径が小さいほど、表面積が大きくなるため、図２に示すように、粒径が小さいほど、少ない含有量で体積抵抗率を下げることができる。一方、粒径が大きい粒子は、含有量を増やす必要があるため、機械的強度の低下と遮断後の損耗量の増大を引き起こす。このようなことから、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径は、２００ｎｍ以下が好ましいとした。
【００２１】
なお、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径は、２００ｎｍ以下の範囲で小さいほど好ましいが、製造上の観点から、１０ｎｍ程度が限界となる。
【００２２】
ここで、平均粒径は、ＢＥＴ法によって測定された粒子の比表面積に基づいて算出される。具体的には、ＢＥＴ法では、粒子の比表面積が計測され、この比表面積と粒子の比重とから体積と表面積の比を求め、平均粒径を算出する。なお、この方法で算出された平均粒径は、粒子を球状として換算している。そのため、上記した、例えば、酸化マグネシウム粒子３０の形状が立方体状の場合には、粒子を球状として換算された値となる。
【００２３】
酸化マグネシウム粒子３０は、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．１〜１０質量部含有されている。図２に示すように、酸化マグネシウム粒子３０の含有率を増加させると体積抵抗率は低下するが、酸化マグネシウム粒子３０の含有量に比例して機械的強度も低下し、遮断後の損耗量が増大する。そのため、酸化マグネシウム粒子３０の含有率を上記した範囲とした。
【００２４】
ここで、酸化マグネシウム粒子３０は、上記した０．１〜１０質量部の範囲で含有されていればよいが、例えば、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径が１２５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲では、酸化マグネシウム粒子３０の上記した含有率を２．７５〜１０質量部とすることが好ましい。また、例えば、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径が５０ｎｍ以上１２５ｎｍ未満の範囲では、酸化マグネシウム粒子３０の上記した含有率を１．２〜２．７５質量部とすることが好ましい。また、例えば、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径が１０ｎｍ以上５０ｎｍ未満の範囲では、酸化マグネシウム粒子３０の上記した含有率を０．２５〜１．２質量部とすることが好ましい。
【００２５】
各平均粒径の範囲において上記した酸化マグネシウム粒子３０の含有率とすることで、機械的強度の低下および遮断後の損耗量の増大を抑制することができる。
【００２６】
ここで、耐アーク性絶縁物１０の作用効果について説明する。
【００２７】
図１に示すように、アーク４０から発生した光４１が入射した際、酸化マグネシウム粒子３０は、アーク４０からの光４１のうち、主に内部劣化に関与する波長領域（例えば、３６０ｎｍ未満）の光を反射する。これにより、フッ素系樹脂２０の内部での炭化物の形成を抑制し、内部に発生したガスによってフッ素系樹脂２０が吹き飛ばされるという現象を防ぎ、絶縁性能の低下を抑えることができる。
また、酸化マグネシウム粒子３０は、耐アーク性絶縁物１０の帯電を抑制する機能を有する。例えば、帯電を抑制するために、カーボンのような導電性物質を充填剤として含有した場合には、含有量が少量であっても、フッ素系樹脂の絶縁抵抗が大きく低下する。そのため、近接されたアークが導電性物質を含有したフッ素系樹脂の表面を流れやすくなり、耐アーク性が低下する。
【００２８】
これに対して、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０では、酸化マグネシウム粒子３０を含有することで、フッ素系樹脂２０が本来有する体積低効率（１×１０１８Ω・ｃｍ）を２〜４桁程度低減することができる。そのため、耐アーク性絶縁物１０の帯電が原因となる絶縁破壊電圧の低下を防止することができる。
【００２９】
次に、耐アーク性絶縁物１０の製造方法について説明する。
【００３０】
酸化マグネシウム粒子３０をフッ素系樹脂２０と混合する前に、酸化マグネシウム粒子３０を、例えば温度が４００℃以上の乾燥機内で１０時間以上加熱し、水分および有機不純物の除去を行う。そして、加熱後の冷却の際、水分が付着するのを防止するため、デシケータ内で室温まで冷却することが好ましい。
【００３１】
続いて、前述したフッ素系樹脂２０の粉末に、加熱処理された酸化マグネシウム粒子３０を、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．１〜１０質量部添加し、均一に混合する。
【００３２】
続いて、均一に混合された混合物を所定の型に充填して圧縮形成し、圧縮形成体を作製する。ここで、例えば、耐アーク性絶縁物１０を使用して遮断器のノズルを作製する場合には、遮断器のノズルを作製できるサイズの、例えば、円柱状の圧縮形成体を作製する。
【００３３】
続いて、圧縮形成体を炉に設置し、温度を３６０〜３８０℃程度まで徐々に上昇させ、フッ素系樹脂２０の粉末を溶融して焼成する。その後、自然冷却により室温まで冷却し、成形品である耐アーク性絶縁物１０が得られる。
【００３４】
ここで、遮断器のノズルを作製する場合には、円柱状の成形品をノズルの形状に機械加工することで、遮断器のノズルが得られる。上記したように製造されたノズルは、一般に広く使用されている、例えば、パッファ形ガス遮断器のノズルとして使用することができる。
【００３５】
図３は、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０から形成されたノズルを備えるパッファ形ガス遮断器５０の断面を模式的に示した図である。図３に示すように、パッファ形ガス遮断器５０は、ＳＦ６ガスなどの消弧性ガスを充填した容器（図示しない）を備え、その容器内には、固定接触子６０、可動接触子６１が接離可能に対向して配置されている。
【００３６】
可動接触子６１が支持された側には、パッファシリンダ６２およびパッファピストン６３が設けられ、これらによってパッファ室６４が形成されている。パッファシリンダ６２の先端部の外周部には、可動接触子６１を包囲し、かつ可動接触子６１より固定接触子６０側に延設された、筒状のノズル６５が配置されている。このノズル６５は、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０から形成されている。ノズル６５の内部は、パッファシリンダ６２の先端部に設けられた開口部６６を介して、パッファ室６４と連通している。
【００３７】
そして、可動接触子６１を移動して、固定接触子６０との電気的な接続を遮断する際、パッファ室６４の消弧性ガスをパッファシリンダ６２およびパッファピストン６３からなるピストン機構で圧縮し、ノズル６５から噴射し、電流遮断時に電極間に発生したアーク６７を消弧する。
【００３８】
このように、ノズル６５を第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０で構成することで、アークが発生した場合においても、上記した耐アーク性絶縁物１０の作用効果を得ることができる。
【００３９】
上記したように、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０によれば、酸化マグネシウム粒子３０を備えることで、アークによる劣化を防止し、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有することができる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態の耐アーク性絶縁物１１の断面を模式的に示した図である。なお、第１の実施の形態の耐アーク性絶縁物１０の構成と同一の構成部分には、同一の符号を付して重複する説明を省略または簡略する。
【００４１】
第２の実施の形態の耐アーク性絶縁物１１は、図４に示すように、フッ素系樹脂２０に、酸化マグネシウム粒子３０および酸化マグネシウム粒子３０とは異なる無機材料からなる粒子（以下、第２の粒子７０という）を含有して構成されている。酸化マグネシウム粒子３０および第２の粒子７０は、フッ素系樹脂２０中に均等に分散されていることが好ましい。
【００４２】
第２の粒子７０は、無機紫外線吸収材からなる粒子、または無機紫外線反射材からなる粒子で構成される。これらの無機紫外線吸収材および無機紫外線反射材からなる粒子は、フッ素系樹脂２０の焼成温度である３００℃前後の温度で変化や変色しない耐熱性を有し、耐薬品性に優れた無機物である。
【００４３】
無機紫外線吸収材からなる粒子は、内部炭化に関与する波長領域（例えば、３６０ｎｍ  未満）の光の吸収に優れた無機材料からなる粒子である。無機紫外線吸収材からなる粒子としては、紫外光を吸収し、可視領域の光をできる限り吸収しないものが好ましい。無機紫外線吸収材は、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛などで構成される。
【００４４】
なお、酸化チタンには、その結晶状態の違いにより、ルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型があるが、フッ素系樹脂２０に与えるダメージを抑えるため、活性度が低く、光触媒作用の小さなルチル型を選択することが好ましい。
【００４５】
無機紫外線反射材からなる粒子は、内部炭化に関与する波長領域の光の反射に優れた無機材料からなる粒子である。無機紫外線反射材は、例えば、窒化ホウ素などで構成される。ここで、酸化マグネシウム粒子３０も、この紫外線反射機能を備え、窒化ホウ素は、酸化マグネシウムと同じ効果を発揮するものである。
【００４６】
第２の粒子７０は、フッ素系樹脂２０に、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．１〜１０質量部含有されることが好ましい。第２の粒子７０の含有量をこの範囲とすることで、内部劣化に関与する波長領域の光を十分に吸収または反射してフッ素系樹脂２０の内部炭化を抑制し、フッ素系樹脂２０の損耗量を低減することができる。また、この範囲において、安定した配合物の得やすさや、充填率誤差の影響の少なさ、製造のしやすさという観点から、第２の粒子７０の含有量を、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．２〜０．６質量部とすることがさらに好ましい。
【００４７】
第２の粒子７０は、上記した、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛および窒化ホウ素のうちの少なくとも１種で構成される。すなわち、これらの材料を単体で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
【００４８】
ここで、耐アーク性絶縁物１１の作用効果について説明する。
【００４９】
まず、第２の粒子７０として、無機紫外線吸収材からなる粒子を備える場合について説明する。
【００５０】
図４に示すように、アーク４０から発生した光４１が入射した際、酸化マグネシウム粒子３０は、アーク４０からの光４１のうち、主に内部劣化に関与する波長領域（例えば、３６０ｎｍ未満）の光を反射する。一方、第２の粒子７０は、アーク４０からの光４１のうち、主に内部劣化に関与する波長領域の光を吸収する。そのため、酸化マグネシウム粒子３０で反射しきれなかった内部劣化に関与する波長領域の光は、第２の粒子７０によって吸収される。
【００５１】
これにより、フッ素系樹脂２０の内部での炭化物の形成を抑制し、内部に発生したガスによってフッ素系樹脂２０が吹き飛ばされるという現象を防ぎ、絶縁性能の低下を抑えることができる。
【００５２】
また、酸化マグネシウム粒子３０は、耐アーク性絶縁物１１の帯電を抑制する機能を有する。そのため前述したように、フッ素系樹脂２０が本来有する体積低効率（１×１０１８Ω・ｃｍ）を２〜４桁程度低減することができる。そのため、耐アーク性絶縁物１１の帯電が原因となる絶縁破壊電圧の低下を防止することができる。
【００５３】
次に、第２の粒子７０として、無機紫外線反射材からなる粒子を備える場合について説明する。
【００５４】
図４に示すように、アーク４０から発生した光４１が入射した際、酸化マグネシウム粒子３０および第２の粒子７０は、アーク４０からの光４１のうち、主に内部劣化に関与する波長領域の光を反射する。これにより、フッ素系樹脂２０の内部での炭化物の形成を抑制し、内部に発生したガスによってフッ素系樹脂２０が吹き飛ばされるという現象を防ぎ、絶縁性能の低下を抑えることができる。
【００５５】
なお、酸化マグネシウム粒子３０における他の作用効果として、上記した場合と同様に、耐アーク性絶縁物１１の帯電を抑制する効果を有する。
【００５６】
次に、耐アーク性絶縁物１１の製造方法について説明する。
【００５７】
まず、第１の実施の形態と同様に、酸化マグネシウムの粒子を加熱処理する。
【００５８】
続いて、フッ素系樹脂２０の粉末に、酸化マグネシウム粒子３０を、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．１〜１０質量部、第２の粒子７０を、フッ素系樹脂２０の１００質量部当たり０．１〜１０質量部添加し、均一に混合する。
【００５９】
均一に混合された混合物を所定の型に充填して圧縮形成し、圧縮形成体を作製する。ここで、例えば、耐アーク性絶縁物１１を使用して遮断器のノズルを作製する場合には、遮断器のノズルを作製できるサイズの、例えば、円柱状の圧縮形成体を作製する。
【００６０】
続いて、圧縮形成体を炉に設置し、温度を３７０℃程度まで徐々に上昇させ、フッ素系樹脂２０の粉末を溶融して焼成する。その後、自然冷却により室温まで冷却し、成形品である耐アーク性絶縁物１１が得られる。
【００６１】
ここで、遮断器のノズルを作製する場合には、円柱状の成形品をノズルの形状に機械加工することで、遮断器のノズルが得られる。なお、製造されたノズルの用途は、第１の実施の形態におけるものと同じである。
【００６２】
上記したように、第２の実施の形態の耐アーク性絶縁物１１によれば、酸化マグネシウム粒子３０および第２の粒子７０を備えることで、アークによる劣化を防止し、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有することができる。
【００６３】
次に、本実施の形態の耐アーク性絶縁物が、優れた耐アーク性などの特性を有することについて説明する。
【００６４】
ここでは、試料１〜試料１４について、体積抵抗率、耐アーク性および重量損耗量を評価した。表１および表２には、試料の仕様および試験結果を示している。
【００６５】
ここで、試料１〜試料９および試料１２〜試料１４は、本実施の形態に係るものであり、試料１０〜試料１１は、本実施の形態の範囲でない、比較例である。
【００６６】
【表１】
2013214451.tif 000003
【００６７】
【表２】
2013214451.tif 000004
【００６８】
試料１〜試料１４を以下に示すように作製した。
【００６９】
（試料１〜試料９）
平均粒径が２５μｍのポリ四フッ化エチレン樹脂の粉末に、酸化マグネシウム粒子３０を添加し、均一に混合した。続いて、均一に混合された混合物を、所定の型に充填して、温度２５℃（室温）、圧力５０ＭＰａで圧縮形成し、圧縮形成体を作製した。
【００７０】
続いて、圧縮形成体を炉に設置し、温度を３７０℃程度まで徐々に上昇させ、フッ素系樹脂２０の粉末を溶融して焼成した。その後、自然冷却により室温まで冷却し、機械加工により、直径が１００ｍｍ、厚さが３ｍｍの耐アーク性および体積抵抗率の評価用の試料１〜試料９を作製した。
【００７１】
また、焼結して冷却したものを機械加工して、ガス遮断器用ノズルとし、重量損耗量の評価用の試料１を作製した。
【００７２】
なお、試料１〜試料９における、酸化マグネシウム粒子３０の平均粒径および含有率は、表１に示されている。また、ここで示された含有率は、フッ素系樹脂の１００質量部当たりに含有される酸化マグネシウム粒子３０の質量部を示している。
【００７３】
（試料１０）
平均粒径が２５μｍのポリ四フッ化エチレン樹脂の粉末を、所定の型に充填して、温度２５℃（室温）、圧力５０ＭＰａで圧縮形成し、圧縮形成体を作製した。
【００７４】
以後の作製工程は、上記した試料１〜試料９の場合と同じとし、耐アーク性、体積抵抗率および重量損耗量の評価用の試料１０を作製した。試料１０は、酸化マグネシウム粒子３０を含有していない。
【００７５】
（試料１１）
平均粒径が２５μｍのポリ四フッ化エチレン樹脂の粉末に、平均粒径が１００００ｎｍ（１０μｍ）の窒化ホウ素からなる粒子を、この樹脂の１００質量部当たり１０質量部添加し、均一に混合した。
【００７６】
以後の作製工程は、上記した試料１〜試料９の場合と同じとし、耐アーク性、体積抵抗率および重量損耗量の評価用の試料１１を作製した。
【００７７】
（試料１２〜試料１４）
平均粒径が２５μｍのポリ四フッ化エチレン樹脂の粉末に、酸化マグネシウム粒子３０、および第２の粒子７０を添加し、均一に混合した。
【００７８】
以後の作製工程は、上記した試料１〜試料９の場合と同じとし、耐アーク性、体積抵抗率および重量損耗量の評価用の試料１２〜試料１４を作製した。
【００７９】
なお、試料１２〜試料１４における、酸化マグネシウム粒子３０および第２の粒子７０の、材料、平均粒径および含有率は、表２に示されている。また、酸化チタンは、ルチル型を使用した。また、表２において、酸化マグネシウム粒子３０を第１の粒子として示している。
【００８０】
上記した方法で作製された試料１〜試料１４を用いて、耐アーク性、体積抵抗率および重量損耗量の評価を行った。
【００８１】
ここで、耐アーク性の評価（耐アーク性試験）は、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて行った。なお、耐アーク性とは、絶縁材料がアークによる劣化に耐える能力であり、導通や発火に至るまでの時間を測定した秒数である。体積抵抗率の評価(体積抵抗率の測定)は、日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ６９１１に準じて行った。
【００８２】
重量損耗量の評価は、作製された各試料のガス遮断器用ノズルを遮断器に取付け、同じ条件で遮断試験を実施し、ガス遮断器用ノズルの遮断試験前と遮断試験後の試料の重量を測定し、それぞれの差を求めることで評価を行った。なお、この評価においては、より正確に比較するため、遮断試験前後の重量差を遮断試験で注入したエネルギ量で除して求めた、単位エネルギ当りの重量変化を用いた。
【００８３】
重量損耗量は、試料１０における単位エネルギ当たりの重量損耗量を１００としたときの相対値で示されている。例えば、試料１０における単位エネルギ当たりの重量損耗量を超える場合には、相対値は１００を超え、試料１０における単位エネルギ当たりの重量損耗量を下回る場合には、相対値は１００を下回る。
【００８４】
表１に示すように、試料１〜試料９および試料１２〜試料１４においては、試料１０〜試料１１に比べて、体積抵抗率が大きく低下していることがわかった。
【００８５】
また、試料１〜試料１１を比較すると、酸化マグネシウム粒子３０を含有した試料１〜試料９においては、充填剤である粒子を含有していない試料１０と比べて、重量損耗量には大きな差はなく、同程度であった。一方、窒化ホウ素からなる粒子を含有した試料１１においては、重量損耗量が大きく、充填剤の含有量が同じ試料９に比べても、重量損耗量が大きいことがわかった。
【００８６】
また、酸化マグネシウム粒子３０（第１の粒子）および第２の粒子７０を含有した試料１２〜試料１４においては、試料１〜試料９と同様に、充填剤である粒子を含有していない試料１０と比べて、重量損耗量には大きな差はなく、同程度であった。
【００８７】
これらの結果から、試料１〜試料９および試料１２〜試料１４においては、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有することがわかった。
【００８８】
以上説明した実施形態によれば、アークによる劣化を防止し、損耗量の低下を抑制しつつ、優れた絶縁性能を有することが可能となる。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１０，１１…耐アーク性絶縁物、２０…フッ素系樹脂、３０…酸化マグネシウム粒子、４０…アーク、４１…光、５０…パッファ形ガス遮断器、６０…固定接触子、６１…可動接触子、６２…パッファシリンダ、６３…パッファピストン、６４…パッファ室、６５…ノズル、６６…開口部、６７…アーク、７０…第２の粒子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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