真空閥及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的真空閥具有：由氧化鋁陶瓷制成的筒狀的真空絕緣容器(1)、密封真空絕緣容器(1)的兩端開口部的密封金屬零件(2、3)、收納在真空絕緣容器(1)中的接觸分離自由的一對接點(5、6)。真空絕緣容器(1)具有：氧化鋁基材層(1c)、通過再加熱而設(shè)置在基材層(1c)的內(nèi)外周表面的促進氧結(jié)合的氧化促進層(1a、1b)。通過氧化促進層(1a、1b)，氧結(jié)合缺少的氧缺少部被修復(fù)，抑制真空絕緣容器(1)的帶電。
【專利說明】
真空閥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及可提高真空絕緣容器的沿面絕緣特性的真空閥及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在接觸分離自由的一對接點的真空閥的真空絕緣容器中，使用絕緣特性優(yōu)良的氧化鋁陶瓷(例如，參照專利文獻I)。
[0003]另一方面，最近的真空閥存在高電壓化的傾向，利用電極的電場緩和以及導(dǎo)致破壞電場的面積效應(yīng)等，謀求真空中的耐電壓提高策略。
[0004]對于這樣的耐電壓提高策略來說，雖然謀求改善真空間隙間的特性，但真空絕緣容器的沿面絕緣方面的特性改善有限。
[0005]S卩，真空中的沿面絕緣破壞與真空間隙間的絕緣破壞的現(xiàn)象多少存在不同，從電極釋放出的電場電子一旦沿面帶電，達到臨界電場時，釋放二次電子，導(dǎo)致絕緣破壞。
[0006]為了抑制帶電，可向降低電阻率等的真空絕緣容器中添加其他成分，但在不改變基本成分的情況下抑制帶電受到限制。
[0007]予以說明，帶電時，伴隨發(fā)光，該發(fā)光作為局部放電被檢出。
[0008]因此，期待在不改變氧化鋁陶瓷的成分的情況下提高沿面絕緣特性的方法。
[0009]在此，由于在用環(huán)氧樹脂來成型外周的真空閥中，外部絕緣被加強(例如，參照專利文獻2)，因此期望至少在成為內(nèi)部絕緣的真空中的沿面絕緣特性的提高。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011]專利文獻
[0012]專利文獻1:特開2010-015919號公報
[0013]專利文獻2:特開2009-193734號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題
[0015]本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種抑制真空絕緣容器的沿面的絕緣破壞前所引起的帶電現(xiàn)象，可謀求沿面絕緣特性的提高的真空閥及其制造方法。
[0016]解決課題的手段
[0017]為了解決上述課題，實施方式的真空閥具備:
[0018]筒狀的真空絕緣容器，其具有氧化鋁(酸化7少^于)的基材層和設(shè)置在上述基材層的內(nèi)外周的表面的促進氧結(jié)合的氧化促進層，
[0019]分別密封上述真空絕緣容器的兩端的開口部的密封金屬零件，和
[0020]收納在上述真空絕緣容器中的接觸分離自由的一對接點。
【附圖說明】
[0021]圖1是示出本發(fā)明實施例1的真空閥的構(gòu)成的截面圖。
[0022]圖2是說明本發(fā)明實施例1的真空閥的制造方法的流程圖。
[0023]圖3是示出本發(fā)明實施例1的帶電產(chǎn)生的發(fā)光強度與局部放電特性的關(guān)系的特性圖。
[0024]圖4是示出本發(fā)明實施例1的真空絕緣容器的熱處理溫度與局部放電特性的關(guān)系的特性圖。
[0025]圖5是示出本發(fā)明實施例2的真空閥的構(gòu)成的重要部位截面圖。
【具體實施方式】
[0026]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施例。
[0027]實施例
[0028]實施例1
[0029]首先，參照圖1?圖4說明本發(fā)明實施例1的真空閥。圖1是示出本發(fā)明實施例1的真空閥的構(gòu)成的截面圖，圖2是說明本發(fā)明實施例1的真空閥的制造方法的流程圖，圖3是示出本發(fā)明實施例1的帶電產(chǎn)生的發(fā)光強度與局部放電特性的關(guān)系的特性圖，圖4是示出本發(fā)明實施例1的真空絕緣容器的熱處理溫度與局部放電特性的關(guān)系的特性圖。
[0030]如圖1所示，在真空閥中，使用由氧化鋁陶瓷制成的筒狀的真空絕緣容器I。
[0031]真空絕緣容器I的兩端的開口部通過固定側(cè)密封金屬零件2和可動側(cè)密封金屬零件3密封。即，固定側(cè)密封金屬零件2和可動側(cè)密封金屬零件3分別密封真空絕緣容器I的兩端的開口部。在固定側(cè)密封金屬零件2中貫通地固定有固定側(cè)通電軸4，在真空絕緣容器I內(nèi)的端部，固定有固定側(cè)接點5。
[0032]接觸分離自由的可動側(cè)接點6與固定側(cè)接點5對置，固定在移動自由地貫通可動側(cè)密封金屬零件3的開口部的可動側(cè)通電軸7的端部。
[0033]在可動側(cè)通電軸7的中間部，伸縮自由的波紋管8的一端被密封，另一端被可動側(cè)密封金屬零件3的開口部密封。
[0034]在固定側(cè)、可動側(cè)接點5、6的周圍，設(shè)置有筒狀的電弧罩9，固定在真空絕緣容器I的內(nèi)面。
[0035]在此，真空絕緣容器I由以下層構(gòu)成:設(shè)置于內(nèi)周面的促進氧化鋁的氧結(jié)合的第I氧化促進層la、設(shè)置于外周面的與第I氧化促進層Ia同樣的第2氧化促進層lb、以及設(shè)置于他們的厚度方向的中間的氧化鋁基材層I c ο通過它們，構(gòu)成真空閥。
[0036]接著，說明成型(molded)的真空閥的構(gòu)成。在真空絕緣容器I的周圍，設(shè)置將環(huán)氧樹脂這樣的絕緣材料成型(mo I d)的絕緣層1。
[0037]在絕緣層10內(nèi)，在固定側(cè)、可動側(cè)密封金屬零件2、3的周圍，分別嵌入有固定側(cè)、可動側(cè)電場緩和罩11、12。
[0038]在絕緣層10的軸方向的兩端，設(shè)置有錐形的固定側(cè)、可動側(cè)界面連接部13、14，進行與其他電氣機器的連接。
[0039]在絕緣層10的外周，除了固定側(cè)、可動側(cè)界面連接部13、14以外的部分，設(shè)置有涂布了導(dǎo)電性涂料的接地層15。
[0040]接著，參照圖2說明真空閥的制造方法。
[0041]如圖2所示，首先，將成型為規(guī)定形狀(筒狀)的物質(zhì)(stl)與以往方法同樣地輸送到加熱爐中，在作為第I溫度范圍的1000?1400 °C的溫度下進行試燒、煅燒(s12)。
[0042]根據(jù)需要實施上釉處理，制造真空絕緣容器I (st3)0
[0043]在該狀態(tài)下，進行以往作為下一工序的接點5、6等的裝配。
[0044]對于真空絕緣容器I來說，雖說全體變成氧化鋁的基材層lc，但有時會局部地出現(xiàn)氧結(jié)合缺少的氧缺少部。
[0045]因此，再次輸送到加熱爐中，在后述的溫度下進行I?2小時的再加熱，再煅燒(st4) ο
[0046]在加熱爐中流通大氣，但也可以從外部送入加熱空氣，來進行氧的供給(st5)。
[0047]另外，再加熱可以多次重復(fù)進行(st6)。
[0048]通過這樣的加熱，進行氧結(jié)合，至少在內(nèi)外周的表面，形成抑制氧缺少部的第1、第2氧化促進層la、lb。
[0049]予以說明，也可以通過長時間的再加熱而使真空絕緣容器I全體成為氧化促進層。使用這樣的真空絕緣容器I，進行作為下一工序的接點5、6等的裝配(st7)，制造真空閥(st8) ο
[0050]S卩，自形成了第1、第2氧化促進層la、lb的規(guī)定形狀(筒狀)的氧化鋁的真空絕緣容器I的開口部，在容器內(nèi)部的空間，配設(shè)接觸分離自由的一對接點5、6，然后，將開口部用固定側(cè)密封金屬零件2和可動側(cè)密封金屬零件3等密封金屬零件密封，由此制造真空閥。
[0051]接著，參照圖3、圖4說明改變溫度而進行再加熱的真空絕緣容器I的發(fā)光強度特性和局部放電特性。
[0052]這些測定使用將真空閥模型化的氧化鋁陶瓷板，設(shè)定使得電場分布等相似，并在真空中進行。
[0053]另外，發(fā)光強度是以在陰極射線致發(fā)光的分光測定中最容易檢出的雜質(zhì)Cr為基礎(chǔ)歸納數(shù)據(jù)。將不進行再加熱的以往制品視為“無處理”。
[0054]如圖3、圖4所示，在溫度800°C.I小時的條件再加熱時，與無處理相比，發(fā)光強度下降，局部放電特性提高。使再加熱的溫度提高至st2的煅燒時的第I溫度范圍的高溫側(cè)的第2溫度，例如1250°C、1400°C這樣的溫度時，發(fā)光強度進一步降低，局部放電特性也進一步提尚O
[0055]認為這是因為，在以往制品中因氧缺少部引發(fā)帶電而發(fā)光，但通過再加熱，氧缺少部被修復(fù)，不易引發(fā)帶電的緣故。
[0056]對于再加熱的溫度1250°C以上而言，發(fā)光強度達到32%以下，局部放電特性急劇提尚，顯不出大的效果。
[0057]予以說明，不論是在再加熱中送入新鮮的加熱空氣，還是重復(fù)進行2?3次再加熱，都能進一步提尚局部放電特性。
[0058]具有這樣的氧化促進層la、lb的真空絕緣容器I可大幅提高沿面絕緣特性，可在單獨的真空閥、設(shè)置有絕緣層10的成型的真空閥中使用。
[0059]根據(jù)上述實施例1的真空閥，由于在制造真空絕緣容器I時進行再加熱，在表面設(shè)置修復(fù)氧缺少部的氧化促進層la、lb，因此不易引起帶電，可提高沿面絕緣特性。
[0060]接著，參照圖5說明本發(fā)明實施例2的真空閥。[0061 ] 實施例2
[0062]圖5是示出本發(fā)明實施例2的真空閥的構(gòu)成的重要部位放大截面圖。
[0063]予以說明，該實施例2與實施例1的區(qū)別在于氧化促進層的形狀。
[0064]圖5中，對于與實施例1相同的構(gòu)成部分，標記為同一符號，省略其詳細說明。
[0065]如圖5所示，在真空絕緣容器I中，以越朝筒狀開口部的方向絕緣厚度越厚的方式設(shè)置第1、第2氧化促進層la、lb。即，使得開口部側(cè)的氧化促進層la、lb的厚度比非開口部側(cè)(中央部側(cè))厚。
[0066]例如，在再加熱時，如果要使開口部直接遭受熱風(fēng)，可以如上所述那樣設(shè)置加大端部附近的厚度的第1、第2氧化促進層la、lb。
[0067]根據(jù)上述實施例2的真空閥，除了具有實施例1的效果以外，由于電場電子從固定偵叭可動側(cè))密封金屬零件2、(3)最多地釋放，通過加大開口部附近的氧化促進層la、lb的厚度，可更加不易引起帶電。
[0068]根據(jù)如上所述的實施方式，可以抑制真空絕緣容器的沿面的帶電現(xiàn)象，可以提高沿面絕緣特性。
[0069]以上說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅僅是作為例子示出，并不意欲限定本發(fā)明的范圍。這些新的實施方式可以以其他各種各樣的方式實施，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形也包括在本發(fā)明的范圍和主旨內(nèi)，并且也包括在權(quán)利要求記載的發(fā)明及其同等的范圍內(nèi)。
[0070]符號說明
[0071]1:真空絕緣容器、Ia:第I氧化促進層、Ib:第2氧化促進層、Ic:基材層、2:固定側(cè)密封金屬零件、3:可動側(cè)密封金屬零件、5:固定側(cè)接點、6:可動側(cè)接點、10:絕緣層、15:接地層。
【主權(quán)項】
1.真空閥，其具備: 具有氧化氧化鋁基材層和設(shè)置在上述基材層的內(nèi)外周表面的促進氧結(jié)合的氧化促進層的筒狀的真空絕緣容器， 分別密封上述真空絕緣容器的兩端的開口部的密封金屬零件，和 收納在上述真空絕緣容器中的接觸分離自由的一對接點。2.權(quán)利要求1所述的真空閥，其中，上述開口部側(cè)的上述氧化促進層的厚度比非開口部側(cè)厚。3.權(quán)利要求1或2所述的真空閥，其中，在上述真空絕緣容器的外周，具有將絕緣材料成型而成的絕緣層。4.真空閥的制造方法，其包括: 將成型為規(guī)定形狀的氧化氧化鋁在第I溫度范圍內(nèi)加熱而進行煅燒， 將煅燒后的上述氧化氧化鋁在第I溫度范圍的高溫側(cè)的第2溫度下進行再加熱，由此在上述氧化氧化鋁的表面形成促進氧結(jié)合的氧化促進層， 自形成上述氧化促進層的規(guī)定形狀的上述氧化氧化鋁的開口部，在內(nèi)部的空間，配設(shè)接觸分離自由的一對接點， 將在內(nèi)部空間配設(shè)有上述接點的上述氧化氧化鋁的開口部用密封金屬零件密封。5.權(quán)利要求4所述的真空閥的制造方法，其中，重復(fù)進行數(shù)次上述再加熱。6.權(quán)利要求4或5所述的真空閥的制造方法，其中，將上述再加熱時的第2溫度設(shè)定為1250°C 以上。
【文檔編號】H01H33/662GK105934808SQ201580005420
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年1月7日
【發(fā)明人】淺利直紀, 佐藤純, 佐藤純一, 塩入哲, 關(guān)森裕希
【申請人】株式會社東芝