真空阀及其制造方法
【专利摘要】本发明的真空阀具有：由氧化铝陶瓷制成的筒状的真空绝缘容器(1)、密封真空绝缘容器(1)的两端开口部的密封金属零件(2、3)、收纳在真空绝缘容器(1)中的接触分离自由的一对接点(5、6)。真空绝缘容器(1)具有：氧化铝基材层(1c)、通过再加热而设置在基材层(1c)的内外周表面的促进氧结合的氧化促进层(1a、1b)。通过氧化促进层(1a、1b)，氧结合缺少的氧缺少部被修复，抑制真空绝缘容器(1)的带电。
【专利说明】
真空阀及其制造方法
技术领域
[0001]本发明的实施方式涉及可提高真空绝缘容器的沿面绝缘特性的真空阀及其制造方法。
【背景技术】
[0002]以往，在接触分离自由的一对接点的真空阀的真空绝缘容器中，使用绝缘特性优良的氧化铝陶瓷(例如，参照专利文献I)。
[0003]另一方面，最近的真空阀存在高电压化的倾向，利用电极的电场缓和以及导致破坏电场的面积效应等，谋求真空中的耐电压提高策略。
[0004]对于这样的耐电压提高策略来说，虽然谋求改善真空间隙间的特性，但真空绝缘容器的沿面绝缘方面的特性改善有限。
[0005]S卩，真空中的沿面绝缘破坏与真空间隙间的绝缘破坏的现象多少存在不同，从电极释放出的电场电子一旦沿面带电，达到临界电场时，释放二次电子，导致绝缘破坏。
[0006]为了抑制带电，可向降低电阻率等的真空绝缘容器中添加其他成分，但在不改变基本成分的情况下抑制带电受到限制。
[0007]予以说明，带电时，伴随发光，该发光作为局部放电被检出。
[0008]因此，期待在不改变氧化铝陶瓷的成分的情况下提高沿面绝缘特性的方法。
[0009]在此，由于在用环氧树脂来成型外周的真空阀中，外部绝缘被加强(例如，参照专利文献2)，因此期望至少在成为内部绝缘的真空中的沿面绝缘特性的提高。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:特开2010-015919号公报
[0013]专利文献2:特开2009-193734号公报
【发明内容】
[0014]发明要解决的课题
[0015]本发明要解决的课题在于，提供一种抑制真空绝缘容器的沿面的绝缘破坏前所引起的带电现象，可谋求沿面绝缘特性的提高的真空阀及其制造方法。
[0016]解决课题的手段
[0017]为了解决上述课题，实施方式的真空阀具备:
[0018]筒状的真空绝缘容器，其具有氧化铝(酸化7少^于)的基材层和设置在上述基材层的内外周的表面的促进氧结合的氧化促进层，
[0019]分别密封上述真空绝缘容器的两端的开口部的密封金属零件，和
[0020]收纳在上述真空绝缘容器中的接触分离自由的一对接点。
【附图说明】
[0021]图1是示出本发明实施例1的真空阀的构成的截面图。
[0022]图2是说明本发明实施例1的真空阀的制造方法的流程图。
[0023]图3是示出本发明实施例1的带电产生的发光强度与局部放电特性的关系的特性图。
[0024]图4是示出本发明实施例1的真空绝缘容器的热处理温度与局部放电特性的关系的特性图。
[0025]图5是示出本发明实施例2的真空阀的构成的重要部位截面图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照【附图说明】本发明的实施例。
[0027]实施例
[0028]实施例1
[0029]首先，参照图1?图4说明本发明实施例1的真空阀。图1是示出本发明实施例1的真空阀的构成的截面图，图2是说明本发明实施例1的真空阀的制造方法的流程图，图3是示出本发明实施例1的带电产生的发光强度与局部放电特性的关系的特性图，图4是示出本发明实施例1的真空绝缘容器的热处理温度与局部放电特性的关系的特性图。
[0030]如图1所示，在真空阀中，使用由氧化铝陶瓷制成的筒状的真空绝缘容器I。
[0031]真空绝缘容器I的两端的开口部通过固定侧密封金属零件2和可动侧密封金属零件3密封。即，固定侧密封金属零件2和可动侧密封金属零件3分别密封真空绝缘容器I的两端的开口部。在固定侧密封金属零件2中贯通地固定有固定侧通电轴4，在真空绝缘容器I内的端部，固定有固定侧接点5。
[0032]接触分离自由的可动侧接点6与固定侧接点5对置，固定在移动自由地贯通可动侧密封金属零件3的开口部的可动侧通电轴7的端部。
[0033]在可动侧通电轴7的中间部，伸缩自由的波纹管8的一端被密封，另一端被可动侧密封金属零件3的开口部密封。
[0034]在固定侧、可动侧接点5、6的周围，设置有筒状的电弧罩9，固定在真空绝缘容器I的内面。
[0035]在此，真空绝缘容器I由以下层构成:设置于内周面的促进氧化铝的氧结合的第I氧化促进层la、设置于外周面的与第I氧化促进层Ia同样的第2氧化促进层lb、以及设置于他们的厚度方向的中间的氧化铝基材层I c ο通过它们，构成真空阀。
[0036]接着，说明成型(molded)的真空阀的构成。在真空绝缘容器I的周围，设置将环氧树脂这样的绝缘材料成型(mo I d)的绝缘层1。
[0037]在绝缘层10内，在固定侧、可动侧密封金属零件2、3的周围，分别嵌入有固定侧、可动侧电场缓和罩11、12。
[0038]在绝缘层10的轴方向的两端，设置有锥形的固定侧、可动侧界面连接部13、14，进行与其他电气机器的连接。
[0039]在绝缘层10的外周，除了固定侧、可动侧界面连接部13、14以外的部分，设置有涂布了导电性涂料的接地层15。
[0040]接着，参照图2说明真空阀的制造方法。
[0041]如图2所示，首先，将成型为规定形状(筒状)的物质(stl)与以往方法同样地输送到加热炉中，在作为第I温度范围的1000?1400 °C的温度下进行试烧、煅烧(s12)。
[0042]根据需要实施上釉处理，制造真空绝缘容器I (st3)0
[0043]在该状态下，进行以往作为下一工序的接点5、6等的装配。
[0044]对于真空绝缘容器I来说，虽说全体变成氧化铝的基材层lc，但有时会局部地出现氧结合缺少的氧缺少部。
[0045]因此，再次输送到加热炉中，在后述的温度下进行I?2小时的再加热，再煅烧(st4) ο
[0046]在加热炉中流通大气，但也可以从外部送入加热空气，来进行氧的供给(st5)。
[0047]另外，再加热可以多次重复进行(st6)。
[0048]通过这样的加热，进行氧结合，至少在内外周的表面，形成抑制氧缺少部的第1、第2氧化促进层la、lb。
[0049]予以说明，也可以通过长时间的再加热而使真空绝缘容器I全体成为氧化促进层。使用这样的真空绝缘容器I，进行作为下一工序的接点5、6等的装配(st7)，制造真空阀(st8) ο
[0050]S卩，自形成了第1、第2氧化促进层la、lb的规定形状(筒状)的氧化铝的真空绝缘容器I的开口部，在容器内部的空间，配设接触分离自由的一对接点5、6，然后，将开口部用固定侧密封金属零件2和可动侧密封金属零件3等密封金属零件密封，由此制造真空阀。
[0051]接着，参照图3、图4说明改变温度而进行再加热的真空绝缘容器I的发光强度特性和局部放电特性。
[0052]这些测定使用将真空阀模型化的氧化铝陶瓷板，设定使得电场分布等相似，并在真空中进行。
[0053]另外，发光强度是以在阴极射线致发光的分光测定中最容易检出的杂质Cr为基础归纳数据。将不进行再加热的以往制品视为“无处理”。
[0054]如图3、图4所示，在温度800°C.I小时的条件再加热时，与无处理相比，发光强度下降，局部放电特性提高。使再加热的温度提高至st2的煅烧时的第I温度范围的高温侧的第2温度，例如1250°C、1400°C这样的温度时，发光强度进一步降低，局部放电特性也进一步提尚O
[0055]认为这是因为，在以往制品中因氧缺少部引发带电而发光，但通过再加热，氧缺少部被修复，不易引发带电的缘故。
[0056]对于再加热的温度1250°C以上而言，发光强度达到32%以下，局部放电特性急剧提尚，显不出大的效果。
[0057]予以说明，不论是在再加热中送入新鲜的加热空气，还是重复进行2?3次再加热，都能进一步提尚局部放电特性。
[0058]具有这样的氧化促进层la、lb的真空绝缘容器I可大幅提高沿面绝缘特性，可在单独的真空阀、设置有绝缘层10的成型的真空阀中使用。
[0059]根据上述实施例1的真空阀，由于在制造真空绝缘容器I时进行再加热，在表面设置修复氧缺少部的氧化促进层la、lb，因此不易引起带电，可提高沿面绝缘特性。
[0060]接着，参照图5说明本发明实施例2的真空阀。[0061 ] 实施例2
[0062]图5是示出本发明实施例2的真空阀的构成的重要部位放大截面图。
[0063]予以说明，该实施例2与实施例1的区别在于氧化促进层的形状。
[0064]图5中，对于与实施例1相同的构成部分，标记为同一符号，省略其详细说明。
[0065]如图5所示，在真空绝缘容器I中，以越朝筒状开口部的方向绝缘厚度越厚的方式设置第1、第2氧化促进层la、lb。即，使得开口部侧的氧化促进层la、lb的厚度比非开口部侧(中央部侧)厚。
[0066]例如，在再加热时，如果要使开口部直接遭受热风，可以如上所述那样设置加大端部附近的厚度的第1、第2氧化促进层la、lb。
[0067]根据上述实施例2的真空阀，除了具有实施例1的效果以外，由于电场电子从固定侦叭可动侧)密封金属零件2、(3)最多地释放，通过加大开口部附近的氧化促进层la、lb的厚度，可更加不易引起带电。
[0068]根据如上所述的实施方式，可以抑制真空绝缘容器的沿面的带电现象，可以提高沿面绝缘特性。
[0069]以上说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅仅是作为例子示出，并不意欲限定本发明的范围。这些新的实施方式可以以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明主旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形也包括在本发明的范围和主旨内，并且也包括在权利要求记载的发明及其同等的范围内。
[0070]符号说明
[0071]1:真空绝缘容器、Ia:第I氧化促进层、Ib:第2氧化促进层、Ic:基材层、2:固定侧密封金属零件、3:可动侧密封金属零件、5:固定侧接点、6:可动侧接点、10:绝缘层、15:接地层。
【主权项】
1.真空阀，其具备: 具有氧化氧化铝基材层和设置在上述基材层的内外周表面的促进氧结合的氧化促进层的筒状的真空绝缘容器， 分别密封上述真空绝缘容器的两端的开口部的密封金属零件，和 收纳在上述真空绝缘容器中的接触分离自由的一对接点。2.权利要求1所述的真空阀，其中，上述开口部侧的上述氧化促进层的厚度比非开口部侧厚。3.权利要求1或2所述的真空阀，其中，在上述真空绝缘容器的外周，具有将绝缘材料成型而成的绝缘层。4.真空阀的制造方法，其包括: 将成型为规定形状的氧化氧化铝在第I温度范围内加热而进行煅烧， 将煅烧后的上述氧化氧化铝在第I温度范围的高温侧的第2温度下进行再加热，由此在上述氧化氧化铝的表面形成促进氧结合的氧化促进层， 自形成上述氧化促进层的规定形状的上述氧化氧化铝的开口部，在内部的空间，配设接触分离自由的一对接点， 将在内部空间配设有上述接点的上述氧化氧化铝的开口部用密封金属零件密封。5.权利要求4所述的真空阀的制造方法，其中，重复进行数次上述再加热。6.权利要求4或5所述的真空阀的制造方法，其中，将上述再加热时的第2温度设定为1250°C 以上。
【文档编号】H01H33/662GK105934808SQ201580005420
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年1月7日
【发明人】浅利直纪, 佐藤纯, 佐藤纯一, 塩入哲, 关森裕希
【申请人】株式会社东芝