JP5200282B2

JP5200282B2 - Insulating spacer

Info

Publication number: JP5200282B2
Application number: JP2008258553A
Authority: JP
Inventors: 信宮下; 忠郎皆川; 潔井波
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: JP2010093873A

Description

本発明は、絶縁スペーサに関するものであり、より特定的には、金属電極と、その表面上（外周部）に存在する固体絶縁体との密着性を向上させた絶縁スペーサに関する。 The present invention relates to an insulating spacer, and more particularly to an insulating spacer that improves the adhesion between a metal electrode and a solid insulator existing on the surface (outer peripheral portion) thereof.

系統を切り替える装置として用いられるガス絶縁開閉装置のタンクの内部には、電力の経路となる高圧導体（母線）を支持し、かつ、高圧導体と周囲とを電気的に絶縁させる役割を有する絶縁スペーサと呼ばれる部材が設置されている。 An insulating spacer that supports a high-voltage conductor (bus) serving as a power path and electrically insulates the high-voltage conductor from the surroundings inside a tank of a gas-insulated switchgear used as a system switching device. A member called is installed.

近年、ガス絶縁開閉装置などの電力機器のコンパクト化の要求が高まってきている。絶縁スペーサのコンパクト化にともない、高圧導体を機械的に支持しうる強度を保ち、絶縁スペーサの絶縁体としての機能を向上することが重要である。このためには、たとえば絶縁スペーサを構成する金属電極と、金属電極を内部に埋め込むように一体注型された固体絶縁体とを接続させる接続層とが剥離を起こさないよう、強固に密着させる必要がある。絶縁スペーサがもつ、高圧導体を支持する機械的強度と、高圧導体とタンクとの間の電気的な絶縁を保つという機能は、絶縁スペーサを構成する、埋め込まれた金属電極と固体絶縁体との密着性に大きく依存する。 In recent years, there has been an increasing demand for compact power equipment such as gas-insulated switchgear. With the downsizing of the insulating spacer, it is important to maintain the strength capable of mechanically supporting the high-voltage conductor and improve the function of the insulating spacer as an insulator. For this purpose, for example, the metal electrode constituting the insulating spacer and the connection layer for connecting the solid insulator integrally cast so as to be embedded in the metal electrode need to be firmly adhered so as not to be peeled off. There is. The mechanical strength of the insulating spacer that supports the high-voltage conductor and the function of maintaining electrical insulation between the high-voltage conductor and the tank are the same as the embedded metal electrode and solid insulator that constitute the insulating spacer. Depends greatly on adhesion.

たとえば絶縁スペーサを形成するために注型を行なう際に、金属電極と固体絶縁体との熱膨張係数が異なるため、金属電極と、一体注型される固体絶縁体との間に、熱膨張係数の差に起因する応力が発生する。この応力が原因で、金属電極と固体絶縁体とが密着されている界面近傍にて剥離が生じる可能性がある。絶縁スペーサを構成する一部に剥離が存在すると、絶縁スペーサに電圧を印加させた際に剥離が発生した部分を起点とした部分放電が発生し、時間の経過とともに放電が進展して最終的に絶縁破壊を起こす可能性がある。 For example, when casting to form an insulating spacer, the coefficient of thermal expansion differs between the metal electrode and the solid insulator that is integrally cast because the metal electrode and the solid insulator have different coefficients of thermal expansion. Stress due to the difference occurs. Due to this stress, peeling may occur near the interface where the metal electrode and the solid insulator are in close contact. If peeling occurs in a part of the insulating spacer, a partial discharge is generated starting from the part where the peeling occurs when a voltage is applied to the insulating spacer. There is a possibility of causing dielectric breakdown.

このため従来より、たとえば特開平８−３２２１１９号公報（以下、「特許文献１」）に開示されているように、絶縁スペーサを構成する導電性材料からなるシールド電極と、固体絶縁体としての絶縁部材とを、可とう性の導電材料を介して接続させることにより、シールド電極と絶縁部材との密着性を向上させる方法が用いられている。
特開平８−３２２１１９号公報 For this reason, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-322119 (hereinafter, “Patent Document 1”), a shield electrode made of a conductive material constituting an insulating spacer and an insulation as a solid insulator. A method of improving the adhesion between the shield electrode and the insulating member by connecting the member through a flexible conductive material is used.
JP-A-8-322119

特許文献１に開示される従来の絶縁スペーサの形成方法においては、シールド電極と絶縁部材との間に可とう性があり、シールド電極と絶縁部材との熱膨張係数の差の影響を緩和するための導電材料を挟んでいる。このことにより、熱膨張係数の差に起因する応力による剥離を抑制している。しかし、この可とう性の導電材料の密着強度については記載されておらず、仮に可とう性の導電材料の密着強度が弱い場合、シールド電極と絶縁部材との剥離を抑制できないという問題点があった。具体的には、仮にこの導電材料に体積収縮力を超える過剰な応力が加わると導電材料と絶縁部材、すなわちシールド電極と絶縁部材との間で剥離が発生する可能性がある。すると、たとえば剥離している箇所を起点とする部分放電により、絶縁スペーサの絶縁性能が著しく低下することがある。なお、ここでいう（あるいは定義する）体積収縮力とは、たとえば可とう性を有する導電材料に外部から加える応力のうち、当該可とう性導電材料が伸縮するのみでたとえば剥離や破損を起こさない限界の応力のことである。 In the conventional method for forming an insulating spacer disclosed in Patent Document 1, there is flexibility between the shield electrode and the insulating member, so as to alleviate the influence of the difference in thermal expansion coefficient between the shield electrode and the insulating member. The conductive material is sandwiched. This suppresses peeling due to stress due to the difference in thermal expansion coefficient. However, the adhesion strength of the flexible conductive material is not described, and if the adhesion strength of the flexible conductive material is weak, there is a problem that peeling between the shield electrode and the insulating member cannot be suppressed. It was. Specifically, if an excessive stress exceeding the volume shrinkage force is applied to the conductive material, peeling may occur between the conductive material and the insulating member, that is, the shield electrode and the insulating member. Then, for example, the insulating performance of the insulating spacer may be remarkably deteriorated due to partial discharge starting from the peeled portion. Note that the volume contraction force referred to (or defined here) means, for example, that the flexible conductive material expands and contracts out of the stress applied to the flexible conductive material from the outside, and does not cause peeling or damage, for example. It is the limit stress.

また、内部に埋め込む金属電極の加工を行なう際に、加工不良により、形成した金属電極の表面にバリなどの突起物が発生することがある。金属電極の表面に突起物を発生させた状態で一体注型を行ない、形成された絶縁スペーサに電圧を印加すると、突起物の先端部を起点とした部分放電が発生し、最終的に絶縁破壊を起こす可能性がある。 Further, when processing the metal electrode embedded in the interior, protrusions such as burrs may occur on the surface of the formed metal electrode due to processing defects. When casting is performed with protrusions on the surface of the metal electrode, and voltage is applied to the formed insulating spacer, partial discharge occurs starting from the tip of the protrusion, and finally dielectric breakdown occurs. May cause.

特許文献１に開示される、金属電極の表面上に可とう性の導電材料を塗布、またはコーティングにより供給する方法を用いると、特に可とう性の導電材料の膜厚が薄い場合には金属電極の表面上の突起の長さが可とう性の導電材料の膜より突出してしまうため、導電材料の塗布後にも突起形状が残る。その結果、通常の、導電材料がコーティングされていない金属電極である裸電極と同様に突起物を起点として部分放電を起こし、最終的に絶縁破壊を起こす可能性がある。 When a method of applying a flexible conductive material on the surface of a metal electrode or supplying it by coating as disclosed in Patent Document 1 is used, the metal electrode particularly when the thickness of the flexible conductive material is thin Since the length of the protrusion on the surface of the film protrudes from the flexible conductive material film, the protrusion shape remains even after the conductive material is applied. As a result, there is a possibility that a partial discharge is caused from a protrusion as in the case of a normal bare electrode that is a metal electrode that is not coated with a conductive material, and finally dielectric breakdown may occur.

本発明は、上述した各問題に鑑みなされたものであり、その目的は、金属電極と、その表面上（外周部）に存在する固体絶縁体との密着性を向上させることにより、金属電極と固体絶縁体との界面近傍における剥離を抑制させた絶縁スペーサを提供することである。 This invention is made | formed in view of each problem mentioned above, The objective is metal electrode by improving the adhesiveness of a metal insulator and the solid insulator which exists on the surface (outer peripheral part), and An object of the present invention is to provide an insulating spacer that suppresses peeling in the vicinity of an interface with a solid insulator.

本発明の絶縁スペーサは、金属電極と、金属電極の表面上に配置された導電性材料層と、導電性材料層の表面上に配置された接着材料層を介して上記金属電極と接続された固体絶縁体とを備える。導電性材料層はウレタンゴムまたはＥＰＴゴムにカーボンを添加させた材料からなり、接着材料層はペーストにカーボンを添加させている。
本発明の絶縁スペーサは、金属電極と、金属電極の表面上に配置された導電性材料層と、導電性材料層の表面上に配置された接着材料層を介して上記金属電極と接続された固体絶縁体とを備える。導電性材料層はウレタンゴムまたはＥＰＴゴムにカーボンを添加させた材料からなり、接着材料層はペーストにカーボン以外の導電材料を添加させている。
本発明の絶縁スペーサは、金属電極と、金属電極の表面上に配置された導電性材料層と、導電性材料層の表面上に配置された接着材料層を介して上記金属電極と接続された固体絶縁体とを備える。上記導電性材料層は、複数の導電層からなり、上記複数の導電層は互いに異なる材料により構成され、上記複数の導電層の比誘電率は固体絶縁体の比誘電率より大きく、上記複数の導電層は、金属電極側から固体絶縁体側へ向かうにつれて比誘電率が段階的に小さくなるように積層されている。
本発明の絶縁スペーサは、金属電極と、金属電極の表面上に配置された導電性材料層と、導電性材料層の表面上に配置された接着材料層を介して上記金属電極と接続された固体絶縁体とを備える。上記導電性材料層は、複数の導電層からなり、上記複数の導電層は互いに異なる材料により構成され、上記複数の導電層の電気抵抗率は金属電極の電気抵抗率より大きく、固体絶縁体の電気抵抗率より小さく、上記複数の導電層は、金属電極側から固体絶縁体側へ向かうにつれて電気抵抗率が段階的に大きくなるように積層されている。 The insulating spacer of the present invention is connected to the metal electrode through a metal electrode, a conductive material layer disposed on the surface of the metal electrode, and an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer. A solid insulator . The conductive material layer is made of a material obtained by adding carbon to urethane rubber or EPT rubber, and the adhesive material layer is made to add carbon to the paste.
The insulating spacer of the present invention is connected to the metal electrode through a metal electrode, a conductive material layer disposed on the surface of the metal electrode, and an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer. A solid insulator. The conductive material layer is made of a material obtained by adding carbon to urethane rubber or EPT rubber, and the adhesive material layer is made to add a conductive material other than carbon to the paste.
The insulating spacer of the present invention is connected to the metal electrode through a metal electrode, a conductive material layer disposed on the surface of the metal electrode, and an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer. A solid insulator. The conductive material layer is composed of a plurality of conductive layers, and the plurality of conductive layers are made of different materials, and a relative dielectric constant of the plurality of conductive layers is larger than a relative dielectric constant of a solid insulator, The conductive layer is laminated so that the relative dielectric constant gradually decreases from the metal electrode side toward the solid insulator side.
The insulating spacer of the present invention is connected to the metal electrode through a metal electrode, a conductive material layer disposed on the surface of the metal electrode, and an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer. A solid insulator. The conductive material layer is composed of a plurality of conductive layers, and the plurality of conductive layers are made of different materials, and the electrical resistivity of the plurality of conductive layers is greater than the electrical resistivity of the metal electrode, The plurality of conductive layers are stacked so that the electrical resistivity increases stepwise from the metal electrode side toward the solid insulator side.

本発明の絶縁スペーサは、金属電極と、その表面上（外周部）に存在する固体絶縁体との密着性が向上されており、金属電極と固体絶縁体との界面近傍における剥離を抑制させている。 The insulating spacer of the present invention has improved adhesion between the metal electrode and the solid insulator existing on the surface (outer peripheral portion), and suppresses peeling in the vicinity of the interface between the metal electrode and the solid insulator. Yes.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態が説明される。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす部位には同一の参照符号が付されており、その説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless particularly necessary.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における絶縁スペーサの構成を示す概略図である。図２は、図１中の線分ＩＩ−ＩＩにおける、絶縁スペーサの断面模式図である。図３は、図１の絶縁スペーサの図２による断面模式図を含む、ガス絶縁開閉装置の内部の断面模式図である。さらに図４は、本発明の実施の形態１における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an insulating spacer in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the insulating spacer taken along line II-II in FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the interior of the gas-insulated switchgear including the cross-sectional schematic diagram of FIG. 2 of the insulating spacer of FIG. Further, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a region “IV” surrounded by a round dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer in the first embodiment of the present invention.

図１に示すように、本発明の実施の形態１における絶縁スペーサ６は、中央部分にたとえば底面が円形で、ある一定の厚み（対向する１対の円形を有する表面の距離）を持つ円柱形の金属電極２を備えている。金属電極２の表面上、すなわち図１および図２に示すように円柱形の金属電極２の長軸方向の表面上（外周部）に配置された導電性材料層３を備えている。また、導電性材料層３の表面上、すなわちたとえば円筒形に配置された導電性材料層３の長軸方向の表面の外周部に配置された接着材料層４を介して金属電極２および導電性材料層３と接続された固体絶縁体１とを備えている。本発明の実施の形態１における絶縁スペーサ６を構成する金属電極２は、導電性材料層３および接着材料層４を介して、固体絶縁体１と接続（接着）されている。なお、図１に示すように、導電性材料層３は、金属電極２の表面上（外周部）の全面に配置されていてもよいし、同様に接着材料層４は、導電性材料層３の表面上（外周部）の全面に配置されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the insulating spacer 6 according to the first embodiment of the present invention has a cylindrical shape with a circular bottom at the center and a certain thickness (distance between surfaces having a pair of opposing circles). The metal electrode 2 is provided. A conductive material layer 3 is provided on the surface of the metal electrode 2, that is, on the surface of the cylindrical metal electrode 2 in the long axis direction (outer peripheral portion) as shown in FIGS. 1 and 2. Further, the metal electrode 2 and the conductive material are disposed on the surface of the conductive material layer 3, that is, through the adhesive material layer 4 disposed on the outer peripheral portion of the surface in the long axis direction of the conductive material layer 3 disposed in a cylindrical shape, for example. A solid insulator 1 connected to the material layer 3 is provided. Metal electrode 2 constituting insulating spacer 6 in Embodiment 1 of the present invention is connected (adhered) to solid insulator 1 through conductive material layer 3 and adhesive material layer 4. As shown in FIG. 1, the conductive material layer 3 may be disposed on the entire surface (outer peripheral portion) of the metal electrode 2, and the adhesive material layer 4 is similarly formed of the conductive material layer 3. It may be arranged on the entire surface (outer periphery) of the surface.

金属電極２は、たとえばアルミニウムから形成されており、図３に示すように、絶縁スペーサ６を、たとえばガス絶縁開閉装置のタンク１０の内部に備わる、電力の経路としての高圧導体５と接続するための電極である。ここで、金属電極２と高圧導体５とは、たとえば図示しないボルトにより固定されている。絶縁スペーサ６の固体絶縁体１は、たとえばエポキシ樹脂から形成され、たとえば金属製のタンク１０に対して絶縁を保ちながら固定し、高圧導体５をタンク１０に対して支持する役割を有する。 The metal electrode 2 is made of aluminum, for example, and, as shown in FIG. 3, the insulating spacer 6 is connected to a high-voltage conductor 5 as a power path provided in a tank 10 of a gas-insulated switchgear, for example. Electrode. Here, the metal electrode 2 and the high voltage conductor 5 are fixed by, for example, a bolt (not shown). The solid insulator 1 of the insulating spacer 6 is formed of, for example, an epoxy resin, and has a role of supporting the high-voltage conductor 5 with respect to the tank 10 while being fixed to the metal tank 10 while maintaining insulation.

固体絶縁体１については、図１の断面図である図２、および図３中において、タンク１０の内周表面に対して、たとえば４５°など斜め方向を向いた構成となっている。この場合、固体絶縁体１は、円すい状の形状を有している。このように固体絶縁体１をタンク１０に対して斜め方向を向かせることにより、金属電極２からタンク１０までの、固体絶縁体１を介する距離（固体絶縁体１の表面に沿った距離）が見かけ上大きくなる。このような構成にすることにより、固体絶縁体１の表面の導電性材料層３（接着材料層４）からタンク１０までの沿面長を見かけ上大きくすることができる。したがって、固体絶縁体１の絶縁性能を向上することができる。 The solid insulator 1 is configured to face an oblique direction such as 45 ° with respect to the inner peripheral surface of the tank 10 in FIGS. 2 and 3 which are cross-sectional views of FIG. In this case, the solid insulator 1 has a conical shape. In this way, by directing the solid insulator 1 in an oblique direction with respect to the tank 10, the distance from the metal electrode 2 to the tank 10 via the solid insulator 1 (distance along the surface of the solid insulator 1) is increased. Apparently bigger. By adopting such a configuration, the creepage length from the conductive material layer 3 (adhesive material layer 4) to the tank 10 on the surface of the solid insulator 1 can be apparently increased. Therefore, the insulation performance of the solid insulator 1 can be improved.

図１および図２に示す絶縁スペーサ６は、図３に示すように、ガス絶縁開閉装置のタンク１０の内部に接続される。具体的には、複数本の高圧導体５が、高圧導体５の長手方向（図３における左右方向）に一定間隔ごとに設置された絶縁スペーサ６の金属電極２を介して接続されている。このように高圧導体５と絶縁スペーサ６とが接続されることにより、絶縁スペーサ６は高圧導体５を機械的に支持し、かつ高圧導体５と周囲とを電気的に絶縁する役割を果たす。 The insulating spacer 6 shown in FIG. 1 and FIG. 2 is connected to the inside of the tank 10 of the gas insulated switchgear as shown in FIG. Specifically, a plurality of high-voltage conductors 5 are connected via metal electrodes 2 of insulating spacers 6 that are installed at regular intervals in the longitudinal direction of the high-voltage conductor 5 (left-right direction in FIG. 3). By connecting the high voltage conductor 5 and the insulating spacer 6 in this way, the insulating spacer 6 mechanically supports the high voltage conductor 5 and plays a role of electrically insulating the high voltage conductor 5 from the surroundings.

上述したように、絶縁スペーサ６を構成する金属電極２は、高圧導体５に接続されている。このため、金属電極２には高圧導体５と同様に高い電圧が加えられる。したがって、絶縁スペーサ６においては、金属電極２と固体絶縁体１との間で非常に高い電界が印加される。また、金属電極２と高圧導体５には数千アンペアの電流が流れるため、金属電極２の温度が上昇することがある。すると、金属電極２と固体絶縁体１との熱膨張係数の差に起因する応力が発生することがある。この応力が原因となって、金属電極２と固体絶縁体１との間に剥離などの欠陥が発生することがある。 As described above, the metal electrode 2 constituting the insulating spacer 6 is connected to the high voltage conductor 5. Therefore, a high voltage is applied to the metal electrode 2 similarly to the high voltage conductor 5. Therefore, a very high electric field is applied between the metal electrode 2 and the solid insulator 1 in the insulating spacer 6. Moreover, since a current of several thousand amperes flows through the metal electrode 2 and the high-voltage conductor 5, the temperature of the metal electrode 2 may rise. Then, stress resulting from the difference in thermal expansion coefficient between the metal electrode 2 and the solid insulator 1 may occur. Due to this stress, defects such as peeling may occur between the metal electrode 2 and the solid insulator 1.

この部位にたとえば金属電極２と固体絶縁体１とが密着せず剥離しているなどの欠陥が存在すると、たとえば剥離している箇所を起点とする部分放電により、絶縁スペーサ６の絶縁性能が著しく低下することが知られている。そのため、この欠陥の発生を抑制するために、金属電極２の表面上（外周部）を導電性材料層３にて覆っている。この導電性材料層３は、可とう性を有する、たとえばウレタンゴムやＥＰＴゴムなどを用い、たとえばここへカーボンを添加させて導電性を持たせたものである。このような可とう性を有する導電性材料層３が、金属電極２の表面上（外周部）に備えられていることにより、金属電極２と固体絶縁体１との熱膨張係数の差に起因する応力を吸収により緩和させ、たとえば剥離などの欠陥の発生を抑制させることができる。また、たとえばカーボンを添加させて導電性を持たせることにより、導電性の材料が、金属電極２と導電性材料層３との間の電位差を小さくするため、電界緩和効果を発揮する。したがって、金属電極２と導電性材料層３との間で発生した剥離における部分放電を抑制させることができる。 If there is a defect such as the metal electrode 2 and the solid insulator 1 being peeled off without being in close contact with this part, the insulation performance of the insulating spacer 6 is remarkably caused by, for example, partial discharge starting from the peeled part. It is known to decline. Therefore, in order to suppress the occurrence of this defect, the conductive material layer 3 covers the surface (outer periphery) of the metal electrode 2. This conductive material layer 3 has flexibility, for example, urethane rubber or EPT rubber, and is made conductive by adding carbon thereto, for example. The conductive material layer 3 having such flexibility is provided on the surface (outer peripheral portion) of the metal electrode 2, thereby causing a difference in thermal expansion coefficient between the metal electrode 2 and the solid insulator 1. It is possible to relieve stress to be absorbed by absorption, and to suppress generation of defects such as peeling. Further, for example, by adding carbon to impart conductivity, the conductive material reduces the potential difference between the metal electrode 2 and the conductive material layer 3, and thus exhibits an electric field relaxation effect. Therefore, it is possible to suppress partial discharge in peeling that occurs between the metal electrode 2 and the conductive material layer 3.

また、導電性材料層３を形成するウレタンゴムやＥＰＴゴムが、金属電極２の表面上（外周部）に備えられたときの、金属電極２と固体絶縁体１との密着強度を向上させるために、図１に示すように、導電性材料層３の表面上（外周部）には、接着材料層４が配置されている。この接着材料層４が、金属電極２、導電性材料層３および固体絶縁体１の互いの密着強度を強化させている。導電性材料層３が、上述したように可とう性により熱膨張係数の差に起因する応力を緩和させるが、仮にこの導電性材料層３に体積収縮力を超える過剰な応力が加わっても、接着材料層４の接着力により、図１および図４の導電性材料層３と固体絶縁体１との間で剥離の発生を抑制することができる。そのため、たとえ剥離が発生したとしても、金属電極２と導電性材料層３との間の領域に留まる。このため、部分放電を抑制することができ、絶縁スペーサ６の絶縁性能を確保することができる。 Further, in order to improve the adhesion strength between the metal electrode 2 and the solid insulator 1 when the urethane rubber or EPT rubber forming the conductive material layer 3 is provided on the surface (outer peripheral portion) of the metal electrode 2. In addition, as shown in FIG. 1, an adhesive material layer 4 is disposed on the surface (outer peripheral portion) of the conductive material layer 3. This adhesive material layer 4 reinforces the adhesion strength between the metal electrode 2, the conductive material layer 3 and the solid insulator 1. As described above, the conductive material layer 3 relaxes the stress caused by the difference in thermal expansion coefficient due to flexibility, but even if an excessive stress exceeding the volume shrinkage force is applied to the conductive material layer 3, The adhesive force of the adhesive material layer 4 can suppress the occurrence of peeling between the conductive material layer 3 and the solid insulator 1 shown in FIGS. Therefore, even if peeling occurs, it remains in the region between the metal electrode 2 and the conductive material layer 3. For this reason, partial discharge can be suppressed and the insulating performance of the insulating spacer 6 can be ensured.

以上より、図１、図２、および図４に示すように、金属電極２と固体絶縁体１とは、導電性材料層３および接着材料層４で接続されている。接着材料層４は、非常に高い電界が印加される金属電極２と固体絶縁体１との間の領域に配置される。このため、電界を緩和させるために、接着材料層４には導電性を有する材料を添加させることが好ましい。このようにすれば、たとえば接着材料層４を配置する際に接着材料層４の内部に混入する欠陥や巻き込みボイドなどが発生しても、導電性の材料が、金属電極２と接着材料層４との間の電位差を小さくするため、電界緩和効果を発揮する。したがって、発生した欠陥（ボイド）の内部における部分放電を抑制させることができる。 As described above, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the metal electrode 2 and the solid insulator 1 are connected by the conductive material layer 3 and the adhesive material layer 4. The adhesive material layer 4 is disposed in a region between the metal electrode 2 and the solid insulator 1 to which a very high electric field is applied. For this reason, it is preferable to add a conductive material to the adhesive material layer 4 in order to reduce the electric field. In this way, even if, for example, a defect mixed in the adhesive material layer 4 or a void is generated when the adhesive material layer 4 is disposed, the conductive material is the metal electrode 2 and the adhesive material layer 4. In order to reduce the potential difference between the two, an electric field relaxation effect is exhibited. Therefore, the partial discharge inside the generated defect (void) can be suppressed.

ここで、接着材料層４の内部には、導電性材料層３中に添加されている導電材料と同一である第１の導電材料、たとえばカーボンを添加させることにより、電界緩和効果をもたらす構成としてもよい。また、導電性材料層３中に添加されている導電材料と異なる第２の導電材料、たとえば銀、銅などの金属微粒子を添加させることにより、同様の効果をもたらす構成としてもよい。 Here, in the adhesive material layer 4, the first conductive material that is the same as the conductive material added in the conductive material layer 3, for example, carbon is added, thereby providing an electric field relaxation effect. Also good. Moreover, it is good also as a structure which brings about the same effect by adding 2nd electroconductive materials different from the electroconductive material added in the electroconductive material layer 3, for example, metal fine particles, such as silver and copper.

後述するように、注型により絶縁スペーサ６全体を形成し、その際の硬化により接着材料層４が形成される。すなわち当初の接着材料層４を形成する材料はたとえばペースト状である。したがって、接着材料層４の（添加する導電材料を除く）本体の材料としては、このペーストを直接供給する固体絶縁体１および導電性材料層３との密着性の良好な材料を用いることが好ましい。また、接着材料層４のペーストを配置（塗布）する際に、ペーストの内部におけるボイドや欠陥の発生を抑制するために、接着材料層４のペーストの粘度が低い材料を用いることが好ましい。 As will be described later, the entire insulating spacer 6 is formed by casting, and the adhesive material layer 4 is formed by curing at that time. That is, the material that initially forms the adhesive material layer 4 is, for example, a paste. Therefore, as the material of the main body of the adhesive material layer 4 (excluding the conductive material to be added), it is preferable to use a material having good adhesion to the solid insulator 1 and the conductive material layer 3 that directly supply this paste. . Further, when placing (applying) the paste of the adhesive material layer 4, it is preferable to use a material having a low viscosity of the paste of the adhesive material layer 4 in order to suppress generation of voids and defects inside the paste.

ここで絶縁スペーサ６の形成方法について説明する。まず、図１および図２に示すように、金属電極２の表面上（外周部）を覆うように、導電性材料層３として、たとえば粘土状のウレタンゴムやＥＰＴゴムにカーボンを添加させて導電性を持たせたものを供給（塗布）する。この供給した導電性材料層３は、たとえば成形用の金型を用いて所望の形状となるよう成形する。この状態で、金属電極２に導電性材料層３を供給したものを加熱成形する。次に、図１に示すように、導電性材料層３の表面上（外周部）に、上述した接着材料層４のペーストを供給する。ここでも同様に、たとえば成形用の金型を用いて所望の形状となるよう成形する。さらに、たとえば所望の形状となるよう形成できる成形用の金型を用いて、接着材料層４のペーストの表面上（外周部）に固体絶縁体１を配置させるために、たとえば液体状もしくはゲル状のエポキシ樹脂を供給し、図１または図４に示す状態となるように準備する。この状態でたとえば加熱により材料を硬化させると、図１、図３、または図４に示す状態を有する絶縁スペーサ６が形成される。以上に述べた一体注型により、固体絶縁体１、導電性材料層３および接着材料層４を、金属電極２に接続、固着させることができる。 Here, a method of forming the insulating spacer 6 will be described. First, as shown in FIGS. 1 and 2, as a conductive material layer 3, carbon is added to, for example, clay-like urethane rubber or EPT rubber so as to cover the surface (outer peripheral portion) of the metal electrode 2 to conduct electricity. Supply (apply) the product with the characteristics. The supplied conductive material layer 3 is formed to have a desired shape using a molding die, for example. In this state, the metal electrode 2 supplied with the conductive material layer 3 is heat-molded. Next, as shown in FIG. 1, the paste of the adhesive material layer 4 described above is supplied onto the surface (outer peripheral portion) of the conductive material layer 3. Here, similarly, for example, a molding die is used to form a desired shape. Further, for example, in order to dispose the solid insulator 1 on the surface (outer peripheral portion) of the paste of the adhesive material layer 4 using a molding die that can be formed to have a desired shape, for example, a liquid or a gel The epoxy resin is supplied and prepared so as to be in the state shown in FIG. In this state, for example, when the material is cured by heating, the insulating spacer 6 having the state shown in FIG. 1, FIG. 3, or FIG. 4 is formed. By the integral casting described above, the solid insulator 1, the conductive material layer 3, and the adhesive material layer 4 can be connected and fixed to the metal electrode 2.

以上の手順により、絶縁スペーサ６が形成される。したがって、形成時に材料を硬化させるときにもたとえば固体絶縁体１を形成するエポキシ樹脂が硬化収縮したり、過剰な応力が加わることがある。このため、たとえば仮にこの導電性材料層３が硬化するときに体積収縮力を超える過剰な応力が加わっても、接着材料層４の接着力により、図１および図４の導電性材料層３と固体絶縁体１との間で剥離の発生を抑制することができる。そのため、たとえば剥離している箇所を起点とする部分放電を抑制し、絶縁スペーサ６の絶縁性能を確保することができる。 The insulating spacer 6 is formed by the above procedure. Accordingly, when the material is cured at the time of formation, for example, the epoxy resin forming the solid insulator 1 may be cured and contracted or excessive stress may be applied. Therefore, for example, even if an excessive stress exceeding the volume shrinkage force is applied when the conductive material layer 3 is cured, the conductive material layer 3 of FIGS. Generation | occurrence | production of peeling between the solid insulators 1 can be suppressed. Therefore, for example, it is possible to suppress the partial discharge starting from the peeled portion and to secure the insulating performance of the insulating spacer 6.

なお、接着材料層４は、導電性材料層３および固体絶縁体１との密着性をさらに良好にするため、導電性材料層３および固体絶縁体１の表面のうち、接着材料層４と密着する領域の面積が大きいことがさらに好ましい。したがって、導電性材料層３および固体絶縁体１の表面のうち、接着材料層４と密着する領域の面粗度が大きいことがさらに好ましい。具体的には、上述した面粗度は３μｍ以上１０μｍ以下であることがさらに好ましい。このため、たとえば金属電極２に導電性材料層３を供給したものを加熱成形した後、導電性材料層３の表面（接着材料層４を供給する表面）の面粗度を大きくする加工を施してもよい。 The adhesive material layer 4 is in close contact with the adhesive material layer 4 among the surfaces of the conductive material layer 3 and the solid insulator 1 in order to further improve the adhesion between the conductive material layer 3 and the solid insulator 1. More preferably, the area of the region to be processed is large. Therefore, it is more preferable that the surface roughness of the region that is in close contact with the adhesive material layer 4 in the surfaces of the conductive material layer 3 and the solid insulator 1 is large. Specifically, the surface roughness described above is more preferably 3 μm or more and 10 μm or less. For this reason, for example, after the metal electrode 2 supplied with the conductive material layer 3 is thermoformed, the surface roughness of the surface of the conductive material layer 3 (the surface on which the adhesive material layer 4 is supplied) is increased. May be.

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。図５に示すように、本発明の実施の形態１における導電性材料層３が複数の導電層からなり、複数の導電層は互いに異なる材料により構成されていてもよい。 (Embodiment 2)
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a region “IV” surrounded by a round dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the conductive material layer 3 in Embodiment 1 of the present invention may be composed of a plurality of conductive layers, and the plurality of conductive layers may be made of different materials.

図５に示す、本発明の実施の形態１における導電性材料層としての導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、比誘電率が異なるコーティング材料が複数の層として多層コーティングされたものである。ここで、複数の導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄそれぞれの比誘電率は金属電極２の比誘電率より小さく、固体絶縁体１の比誘電率より大きいことが好ましい。なお、ここでは金属電極２を比誘電率の非常に高い誘電体と仮定している。また、導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは、金属電極２側から固体絶縁体１側へ向かうにつれて比誘電率が段階的に小さくなるように積層されていることが好ましい。以上より、比誘電率が段階的に、金属電極２＞導電層８ａ＞導電層８ｂ＞導電層８ｃ＞導電層８ｄ＞固体絶縁体１となることが好ましい。なお、金属電極２＞導電層８ａ＞導電層８ｂ＞導電層８ｃ＞導電層８ｄ＞接着材料層４＞固体絶縁体１となることがさらに好ましい。 The conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d as the conductive material layers in Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 5 are obtained by coating a plurality of coating materials having different relative dielectric constants as a plurality of layers. Here, the relative dielectric constant of each of the plurality of conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d is preferably smaller than the relative dielectric constant of the metal electrode 2 and larger than the relative dielectric constant of the solid insulator 1. Here, it is assumed that the metal electrode 2 is a dielectric having a very high relative dielectric constant. The conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d are preferably laminated so that the relative dielectric constant gradually decreases from the metal electrode 2 side toward the solid insulator 1 side. From the above, it is preferable that the relative dielectric constant is stepwise: metal electrode 2> conductive layer 8a> conductive layer 8b> conductive layer 8c> conductive layer 8d> solid insulator 1. It is more preferable that metal electrode 2> conductive layer 8a> conductive layer 8b> conductive layer 8c> conductive layer 8d> adhesive material layer 4> solid insulator 1 are satisfied.

図６は、本発明の実施の形態２における絶縁スペーサの、金属電極２の表面上に突起状の欠陥が存在する場合における導電層の積層状態を示す断面図である。金属電極２の加工不良あるいは異物の混入などにより、金属電極２の表面上に図６に示す、鋭利な先端を持つ突起状欠陥７が存在すると、その突起状欠陥７を起点として、金属電極２と固体絶縁体１との間に電界集中が発生する。突起状欠陥７の先端部の電界は、仮に突起が存在しない場合の１０倍以上となることがある。このため、突起状欠陥７により容易に部分放電が発生する。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a laminated state of the conductive layer in the case where there is a projecting defect on the surface of the metal electrode 2 of the insulating spacer according to the second embodiment of the present invention. If a protruding defect 7 having a sharp tip as shown in FIG. 6 is present on the surface of the metal electrode 2 due to a processing defect of the metal electrode 2 or contamination of foreign matter, the metal electrode 2 starts from the protruding defect 7. Electric field concentration occurs between the solid insulator 1 and the solid insulator 1. The electric field at the tip of the protrusion-like defect 7 may be ten times or more when no protrusion is present. For this reason, partial discharge is easily generated by the protruding defects 7.

そこで、図５に示すように金属電極２側から固体絶縁体１側に向かうにつれて比誘電率を段階的に小さくする。この場合において、図６に示すように金属電極２の表面上に突起状欠陥７が存在したとする。すると、図６に示す突起状欠陥７を有する絶縁スペーサ６に、ＡＣ電圧や雷インパルス、開閉サージなどの高電圧が印加されたとしても、突起状欠陥７の先端部の電界が容量分圧により緩和され、部分放電を抑制できる。この結果、絶縁スペーサ６の絶縁性能の低下を抑制することができる。 Therefore, as shown in FIG. 5, the relative dielectric constant is gradually reduced from the metal electrode 2 side toward the solid insulator 1 side. In this case, it is assumed that the protruding defect 7 exists on the surface of the metal electrode 2 as shown in FIG. Then, even if a high voltage such as an AC voltage, a lightning impulse, or a switching surge is applied to the insulating spacer 6 having the protruding defect 7 shown in FIG. 6, the electric field at the tip of the protruding defect 7 is caused by the capacitive partial pressure. It is alleviated and partial discharge can be suppressed. As a result, a decrease in the insulating performance of the insulating spacer 6 can be suppressed.

上述したように、金属電極２の加工不良あるいは異物の混入などにより、金属電極２の表面上にたとえば図６に示す、鋭利な先端を持つ突起状欠陥７が存在すると仮定する。すると、通常の、導電層がコーティングされていない金属電極２である裸電極を埋め込んで上述した一体注型により形成された絶縁スペーサ６は、たとえば金属電極２に高電圧が印加されると、突起状欠陥７の鋭利な先端から部分放電が発生する。しかし、突起状欠陥７が存在する金属電極２の表面上に導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが多層コーティングされたものを埋め込んで形成された絶縁スペーサ６は、たとえば金属電極２に高電圧が印加された場合、突起状欠陥７の先端における電界が低下する。 As described above, it is assumed that there is a projecting defect 7 having a sharp tip, for example, as shown in FIG. Then, the insulating spacer 6 formed by the above-described integral casting by embedding a bare electrode that is a metal electrode 2 that is not normally coated with a conductive layer is formed into a protrusion when a high voltage is applied to the metal electrode 2, for example. Partial discharge occurs from the sharp tip of the defect 7. However, the insulating spacer 6 formed by embedding a multilayer coating of conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d on the surface of the metal electrode 2 where the protruding defects 7 are present has a high voltage applied to the metal electrode 2, for example. When applied, the electric field at the tip of the protruding defect 7 decreases.

図７は、金属電極に存在する突起状欠陥の先端からの距離と、電界強度との関係を示すグラフである。図７において、横軸はたとえば図６に示す突起状欠陥７の先端からの距離を示す。ここで距離とは、突起状欠陥７の先端から、金属電極２の表面にほぼ直交する方向に引いた第１の直線上における、突起状欠陥７の先端からの距離のことである。また、縦軸は第１の直線上において、突起状欠陥７の先端からの距離に対する電界強度を示したものである。このように突起状欠陥７の先端からの距離に対する電界強度を、突起状欠陥７が裸電極の表面上に存在する絶縁スペーサ６と、突起状欠陥７がたとえば図５に示す多層コーティングされた金属電極２の表面上に存在する絶縁スペーサ６についてプロットすると、図７のようになる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance from the tip of the protruding defect present in the metal electrode and the electric field strength. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the distance from the tip of the protruding defect 7 shown in FIG. Here, the distance is a distance from the tip of the protruding defect 7 on the first straight line drawn from the tip of the protruding defect 7 in a direction substantially perpendicular to the surface of the metal electrode 2. The vertical axis indicates the electric field strength with respect to the distance from the tip of the protruding defect 7 on the first straight line. In this way, the electric field strength with respect to the distance from the tip of the protruding defect 7 is determined based on the insulating spacer 6 where the protruding defect 7 exists on the surface of the bare electrode, and the protruding defect 7 is formed of, for example, a multilayer coated metal shown in FIG. A plot of the insulating spacer 6 present on the surface of the electrode 2 is as shown in FIG.

図７より、突起状欠陥７の先端において電界強度は最大となっており、先端からの距離が大きくなるにつれて、電界強度が小さくなっている。このことから、突起状欠陥７の先端を起点とした電界集中が発生していることがわかる。ただし、金属電極２の表面上に多層コーティングを施すことにより比誘電率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６の方が、裸電極の絶縁スペーサ６よりも、突起状欠陥７の先端における電界強度は小さくなっている。したがって、多層コーティングにより比誘電率を段階的に変化させた金属電極２を用いた方が、電界集中を抑制することができる。このため、多層コーティングにより比誘電率を段階的に変化させた金属電極２を用いた方が、部分放電を抑制することができる。 From FIG. 7, the electric field strength is maximum at the tip of the protrusion defect 7, and the electric field strength decreases as the distance from the tip increases. From this, it can be seen that electric field concentration occurs starting from the tip of the protruding defect 7. However, the electric field strength at the tip of the protruding defect 7 is higher in the insulating spacer 6 in which the relative dielectric constant is changed stepwise by applying a multilayer coating on the surface of the metal electrode 2 than in the insulating spacer 6 of the bare electrode. Is getting smaller. Therefore, the electric field concentration can be suppressed by using the metal electrode 2 whose relative dielectric constant is changed stepwise by the multilayer coating. For this reason, partial discharge can be suppressed by using the metal electrode 2 whose relative dielectric constant is changed stepwise by multilayer coating.

また、図７において、金属電極２の表面上に多層コーティングを施すことにより比誘電率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６の方が、裸電極の絶縁スペーサ６よりも、突起状欠陥７の先端から離れた場所においては電界強度が小さくなっている。なお、突起状欠陥７の先端からの距離がさらに大きくなった場所については、いずれの場合も電界強度はほぼ同じになっているが、これは突起状欠陥７の先端部の高い電界強度の影響が、先端部のごく近傍の領域だけであることを示している。すなわち、突起状欠陥７の先端部からある程度の距離だけ離れれば、突起状欠陥７による電界集中の影響が十分小さくなり、突起状欠陥７のない場合の電界値に近づく。 In FIG. 7, the insulating spacer 6 whose dielectric constant is changed stepwise by applying a multilayer coating on the surface of the metal electrode 2 is more prone to the protrusion defect 7 than the insulating spacer 6 of the bare electrode. The electric field strength is small at a location away from the tip. It should be noted that the electric field strength is almost the same in each case where the distance from the tip of the protruding defect 7 is further increased, but this is due to the high electric field strength at the tip of the protruding defect 7. Indicates that the region is only in the very vicinity of the tip. That is, if the protrusions 7 are separated by a certain distance from the tip, the influence of the electric field concentration due to the protrusions 7 becomes sufficiently small, and approaches the electric field value when there is no protrusions 7.

さらに、図７より、金属電極２の表面上に多層コーティングを施すことにより比誘電率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６の方が、裸電極の絶縁スペーサ６よりも、電界強度のグラフが示す傾きが小さくなっている。すなわち、距離に対する電界強度の変化率（電界勾配）が小さくなっている。距離に対する電界勾配は、金属電極２側から固体絶縁体１側へ向かうときの比誘電率の変化率に比例する。 Further, as shown in FIG. 7, the electric field strength graph of the insulating spacer 6 in which the dielectric constant is changed stepwise by applying a multilayer coating on the surface of the metal electrode 2 is higher than that of the insulating spacer 6 of the bare electrode. The inclination shown is small. That is, the change rate (electric field gradient) of the electric field intensity with respect to the distance is small. The electric field gradient with respect to the distance is proportional to the rate of change of the dielectric constant when moving from the metal electrode 2 side to the solid insulator 1 side.

構成を形成するための、導電性材料層としての導電層は、図５および図６においては導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの４層の多層コーティングとしている。しかし、導電層の層数は必ずしも４層である必要はなく、２層以上５層以下であることが好ましい。金属電極２から固体絶縁体１（接着材料層４）に向かうにつれて段階的に比誘電率が変化するようにするため、導電層の層数は２層以上で多いほど好ましい。しかし、生産効率や経済性も勘案の上、２層以上５層以下であることがさらに好ましい。 The conductive layer as the conductive material layer for forming the structure is a multilayer coating of four layers of conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d in FIGS. However, the number of conductive layers is not necessarily four, and is preferably 2 or more and 5 or less. In order to change the relative dielectric constant stepwise from the metal electrode 2 toward the solid insulator 1 (adhesive material layer 4), the number of conductive layers is preferably as large as two or more. However, in consideration of production efficiency and economy, it is more preferable that the number of layers is 2 or more and 5 or less.

以上のように多層コーティングにより比誘電率を段階的に変化させた複数の導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄからなる導電性材料層３と、接着材料層４とを備えた金属電極２を備える絶縁スペーサ６を用いることにより、上述したように部分放電を抑制することができる。さらに、複数の導電層と金属電極２の表面との間の領域に剥離やボイドが発生したとしても、部分放電が発生する電圧の下限値を高くすることができる。その結果、絶縁スペーサ６の絶縁性能の低下を抑制することができる。 As described above, the metal electrode 2 including the conductive material layer 3 composed of the plurality of conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d whose relative dielectric constant is changed stepwise by the multilayer coating and the adhesive material layer 4 is provided. By using the insulating spacer 6, partial discharge can be suppressed as described above. Furthermore, even if peeling or voids occur in a region between the plurality of conductive layers and the surface of the metal electrode 2, the lower limit value of the voltage at which partial discharge occurs can be increased. As a result, a decrease in the insulating performance of the insulating spacer 6 can be suppressed.

以上においては突起状欠陥７が存在している金属電極２の表面上に多層コーティングを施した場合の効果について主に説明している。しかし、突起状欠陥７が存在しない金属電極２の表面上に同様の多層コーティングを施した場合においても同様に、金属電極２の表面上に多層コーティングを施すことにより比誘電率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６の方が、裸電極の絶縁スペーサ６よりも、部分放電の発生を抑制させることができる。 In the above, the effect at the time of providing a multilayer coating on the surface of the metal electrode 2 in which the protruding defect 7 exists is mainly described. However, even when the same multi-layer coating is applied on the surface of the metal electrode 2 where the protruding defects 7 are not present, the relative permittivity is changed stepwise by applying the multi-layer coating on the surface of the metal electrode 2. The generated insulating spacer 6 can suppress the occurrence of partial discharge more than the bare electrode insulating spacer 6.

本発明の実施の形態２は、本発明の実施の形態１の構成や条件、工程、手法、効果にさらに、上述した構成や効果などが加わったものである。すなわち、本発明の実施の形態２において、上述しなかった構成や条件、工程、手法、効果などは、全て本発明の実施の形態１に準ずる。 In the second embodiment of the present invention, the above-described configuration and effects are added to the configuration, conditions, processes, techniques, and effects of the first embodiment of the present invention. That is, in the second embodiment of the present invention, the configurations, conditions, steps, methods, effects, and the like not described above are all the same as those of the first embodiment of the present invention.

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。図８に示すように、本発明の実施の形態３における導電性材料層も、先述した本発明の実施の形態２における導電性材料層と同様に、複数の導電層からなり、複数の導電層は互いに異なる材料により構成されている。 (Embodiment 3)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a region “IV” surrounded by a dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the conductive material layer according to the third embodiment of the present invention is also composed of a plurality of conductive layers in the same manner as the conductive material layer according to the second embodiment of the present invention described above. Are made of different materials.

図８に示す、本発明の実施の形態１における導電性材料層としての導電層９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、電気抵抗率が異なるコーティング材料が複数の層として多層コーティングされたものである。ここで、複数の導電層９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄそれぞれの電気抵抗率は金属電極２の電気抵抗率より大きく、固体絶縁体１の電気抵抗率より小さいことが好ましい。また、導電層９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄは、金属電極２側から固体絶縁体１側へ向かうにつれて電気抵抗率が段階的に大きくなるように積層されていることが好ましい。以上より、電気抵抗率が段階的に、金属電極２＜導電層９ａ＜導電層９ｂ＜導電層９ｃ＜導電層９ｄ＜固体絶縁体１となることが好ましい。なお、金属電極２＜導電層９ａ＜導電層９ｂ＜導電層９ｃ＜導電層９ｄ＜接着材料層４＜固体絶縁体１となることがさらに好ましい。なお、導電層９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの電気抵抗率は、１０^９Ωｃｍ以上１０^１４Ωｃｍ以下であることがさらに好ましい。電気抵抗率を上述した範囲内となるよう設定すれば、電気抵抗率の変化により段階的に耐電圧値を変化させることができる。 The conductive layers 9a, 9b, 9c, and 9d as the conductive material layers in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 8 are obtained by coating a plurality of coating materials having different electrical resistivity as a plurality of layers. Here, the electrical resistivity of each of the plurality of conductive layers 9a, 9b, 9c, 9d is preferably larger than the electrical resistivity of the metal electrode 2 and smaller than the electrical resistivity of the solid insulator 1. In addition, the conductive layers 9a, 9b, 9c, and 9d are preferably stacked so that the electrical resistivity increases stepwise from the metal electrode 2 side toward the solid insulator 1 side. From the above, it is preferable that the electrical resistivity is stepwise such that the metal electrode 2 <the conductive layer 9a <the conductive layer 9b <the conductive layer 9c <the conductive layer 9d <the solid insulator 1. More preferably, metal electrode 2 <conductive layer 9a <conductive layer 9b <conductive layer 9c <conductive layer 9d <adhesive material layer 4 <solid insulator 1 is satisfied. The electrical resistivity of the conductive layers 9a, 9b, 9c and 9d is more preferably 10 ⁹ Ωcm or more and 10 ¹⁴ Ωcm or less. If the electrical resistivity is set to be within the above-described range, the withstand voltage value can be changed stepwise by the change in electrical resistivity.

図９は、本発明の実施の形態３における絶縁スペーサの、金属電極２の表面上に突起状の欠陥が存在する場合における導電層の積層状態を示す断面図である。たとえば図９に示す突起状欠陥７を有する金属電極２の表面上に、図６に示す導電層８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの代わりに、図９に示す導電層９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを多層コーティングさせた場合も、先述した本発明の実施の形態２における多層コーティングと全く同様の効果を奏する。すなわち、図８に示すように金属電極２側から固体絶縁体１側に向かうにつれて電気抵抗率を段階的に大きくする。この場合において、図９に示すように金属電極２の表面上に突起状欠陥７が存在したとする。すると、図９に示す突起状欠陥７を有する絶縁スペーサ６に高電圧が印加されたとしても、突起状欠陥７の先端部の電界が抵抗分圧により緩和され、部分放電を抑制できる。この結果、絶縁スペーサ６の絶縁性能の低下を抑制することができる。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of lamination of the conductive layers in the case where there are protrusion-like defects on the surface of the metal electrode 2 of the insulating spacer according to Embodiment 3 of the present invention. For example, instead of the conductive layers 8a, 8b, 8c, and 8d shown in FIG. 6, conductive layers 9a, 9b, 9c, and 9d shown in FIG. 9 are formed on the surface of the metal electrode 2 having the protruding defects 7 shown in FIG. Even when multilayer coating is performed, the same effects as those of the multilayer coating according to the second embodiment of the present invention described above can be obtained. That is, as shown in FIG. 8, the electrical resistivity is increased stepwise from the metal electrode 2 side toward the solid insulator 1 side. In this case, it is assumed that the protruding defect 7 exists on the surface of the metal electrode 2 as shown in FIG. Then, even if a high voltage is applied to the insulating spacer 6 having the protruding defect 7 shown in FIG. 9, the electric field at the tip of the protruding defect 7 is relaxed by the resistance partial pressure, and partial discharge can be suppressed. As a result, a decrease in the insulating performance of the insulating spacer 6 can be suppressed.

また、金属電極２の表面上に多層コーティングを施すことにより電気抵抗率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６についても、先述した比誘電率を段階的に変化させた絶縁スペーサ６と同様に、図７に示すように、裸電極の絶縁スペーサ６に比べて、突起状欠陥７の先端における電界強度、突起状欠陥７の先端から離れた場所における電界強度は小さくなる。したがって、電気抵抗率を段階的に小さくした絶縁スペーサ６を用いると、電界集中を抑制することができる。 Further, the insulating spacer 6 whose electrical resistivity is changed stepwise by applying a multilayer coating on the surface of the metal electrode 2 is similar to the insulating spacer 6 whose step is changed the relative dielectric constant stepwise, as described above. As shown in FIG. 7, the electric field strength at the tip of the protruding defect 7 and the electric field strength at a location away from the tip of the protruding defect 7 are smaller than those of the bare electrode insulating spacer 6. Therefore, when the insulating spacer 6 whose electric resistivity is gradually reduced is used, electric field concentration can be suppressed.

本発明の実施の形態３において、上述しなかった構成や条件、工程、手法、効果などは、全て本発明の実施の形態２に準ずる。 In Embodiment 3 of the present invention, configurations, conditions, processes, techniques, effects, and the like not described above are all in accordance with Embodiment 2 of the present invention.

（実施の形態４）
以上に述べた本発明の実施の形態１〜３における絶縁スペーサに用いる導電性材料層３は、たとえば実施の形態１のように単層であっても、たとえば実施の形態２または３のように多層コーティングにより形成されたものであっても、その厚みは１００μｍ以上５００μｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、たとえば実施の形態２または３のように多層コーティングされている場合には、多層コーティングされている複数の導電層の厚みの合計が１００μｍ以上５００μｍ以下であることがさらに好ましい。このような構成にすることにより、さらに電界集中を抑制することができる。 (Embodiment 4)
The conductive material layer 3 used for the insulating spacer in the first to third embodiments of the present invention described above may be a single layer as in the first embodiment, for example, as in the second or third embodiment. Even if it is formed by multilayer coating, the thickness is more preferably 100 μm or more and 500 μm or less. Here, for example, in the case of multilayer coating as in Embodiment 2 or 3, it is more preferable that the total thickness of the plurality of conductive layers coated in multilayer is 100 μm or more and 500 μm or less. By adopting such a configuration, electric field concentration can be further suppressed.

高さが１００μｍ以上ある突起状欠陥７（図６、８参照）が存在する金属電極２は、これを絶縁スペーサ６を形成するために使用した場合、絶縁スペーサ６の絶縁性能の低下を招く部分放電などの原因となる可能性がある。なお、ここで高さとは、金属電極２の表面にほぼ直交する方向における２点間の距離を表わす高さであり、導電性材料層３の厚みと同一方向を意味する。 The metal electrode 2 on which the protruding defect 7 (see FIGS. 6 and 8) having a height of 100 μm or more is present is a portion that causes a decrease in the insulating performance of the insulating spacer 6 when used for forming the insulating spacer 6. It may cause discharge. Here, the height is a height representing a distance between two points in a direction substantially perpendicular to the surface of the metal electrode 2 and means the same direction as the thickness of the conductive material layer 3.

たとえば突起状欠陥７の高さが１００μｍである場合、その上に厚みが１００μｍ以上の導電性材料層３を形成すれば、導電性材料層３に添加させている導電材料が突起状欠陥７の周囲をマスクする効果により、突起状欠陥７による電界集中を抑制することができる。したがって、導電性材料層３の厚みは１００μｍ以上であり、厚いほど突起状欠陥７の周囲をマスクする効果が増大されるためさらに好ましい。しかし、たとえば突起状欠陥７の高さが５００μｍ以上であれば、金属電極２を加工した段階で目視により突起状欠陥７の存在が確認できるため、突起状欠陥７の修正が可能である。したがって、品質管理上は、高さが１００μｍ以上５００μｍ以下の突起状欠陥７に対して電界集中を抑制させるための構成を備えることが好ましい。目視で確認できない、高さが５００μｍ以下の突起状欠陥７に対して電界集中を抑制させるためには、５００μｍ以下の厚みを持つ導電性材料層３を用いればよい。 For example, when the height of the protruding defect 7 is 100 μm, if the conductive material layer 3 having a thickness of 100 μm or more is formed thereon, the conductive material added to the conductive material layer 3 becomes the protrusion-shaped defect 7. Due to the effect of masking the periphery, electric field concentration due to the protruding defects 7 can be suppressed. Therefore, the thickness of the conductive material layer 3 is 100 μm or more, and a thicker thickness is more preferable because the effect of masking the periphery of the protruding defect 7 is increased. However, for example, if the height of the protruding defect 7 is 500 μm or more, the presence of the protruding defect 7 can be confirmed by visual observation at the stage of processing the metal electrode 2, so that the protruding defect 7 can be corrected. Therefore, in terms of quality control, it is preferable to provide a configuration for suppressing electric field concentration with respect to the protruding defect 7 having a height of 100 μm or more and 500 μm or less. In order to suppress the concentration of the electric field with respect to the protruding defect 7 having a height of 500 μm or less that cannot be visually confirmed, the conductive material layer 3 having a thickness of 500 μm or less may be used.

したがって、実施の形態１〜３において、欠陥管理のレベルに合わせて１００μｍ以上５００μｍ以下の厚みの導電性材料層３を用いることにより、突起状欠陥７の、たとえば電界集中による部分放電の発生をさらに抑制することができる。すなわち、絶縁スペーサ６の絶縁機能の低下をさらに抑制することができる。 Therefore, in the first to third embodiments, by using the conductive material layer 3 having a thickness of 100 μm or more and 500 μm or less in accordance with the level of defect management, the occurrence of partial discharge of the protruding defect 7 due to, for example, electric field concentration is further increased. Can be suppressed. That is, the deterioration of the insulating function of the insulating spacer 6 can be further suppressed.

本発明の実施の形態４において、上述しなかった構成や条件、工程、手法、効果などは、全て本発明の実施の形態１〜３に準ずる。 In Embodiment 4 of the present invention, configurations, conditions, processes, techniques, effects, and the like that have not been described above all conform to Embodiments 1 to 3 of the present invention.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の絶縁スペーサは、金属電極と固体絶縁体との密着性を向上させ、電界集中を抑制させることにより、絶縁性能の低下を抑制させた絶縁スペーサとして特に優れている。 The insulating spacer of the present invention is particularly excellent as an insulating spacer that suppresses a decrease in insulating performance by improving adhesion between a metal electrode and a solid insulator and suppressing electric field concentration.

本発明の実施の形態における絶縁スペーサの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the insulating spacer in embodiment of this invention. 図１中の線分ＩＩ−ＩＩにおける、絶縁スペーサの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the insulating spacer in line segment II-II in FIG. 図１の絶縁スペーサの図２による断面模式図を含む、ガス絶縁開閉装置の内部の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram inside a gas insulated switchgear including the cross-sectional schematic diagram by FIG. 2 of the insulating spacer of FIG. 本発明の実施の形態１における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the area | region of "IV" enclosed with the round dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the area | region of "IV" enclosed with the round dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態２における絶縁スペーサの、金属電極２の表面上に突起状の欠陥が存在する場合における導電層の積層状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lamination | stacking state of a conductive layer in case the protrusion-like defect exists on the surface of the metal electrode 2 of the insulating spacer in Embodiment 2 of this invention. 金属電極に存在する突起状欠陥の先端からの距離と、電界強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the distance from the front-end | tip of the protruding defect which exists in a metal electrode, and electric field strength. 本発明の実施の形態３における絶縁スペーサの図３中に丸点線で囲んだ「ＩＶ」の領域の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the area | region of "IV" enclosed with the dotted line in FIG. 3 of the insulating spacer in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態３における絶縁スペーサの、金属電極２の表面上に突起状の欠陥が存在する場合における導電層の積層状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lamination | stacking state of a conductive layer in case the protrusion-like defect exists on the surface of the metal electrode 2 of the insulating spacer in Embodiment 3 of this invention.

Explanation of symbols

１固体絶縁体、２金属電極、３導電性材料層、４接着材料層、５高圧導体、６絶縁スペーサ、７突起状欠陥、８ａ導電層、８ｂ導電層、８ｃ導電層、８ｄ導電層、９ａ導電層、９ｂ導電層、９ｃ導電層、９ｄ導電層、１０タンク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid insulator, 2 Metal electrode, 3 Conductive material layer, 4 Adhesive material layer, 5 High voltage conductor, 6 Insulating spacer, 7 Protruding defect, 8a Conductive layer, 8b Conductive layer, 8c Conductive layer, 8d Conductive layer, 9a Conductive layer, 9b conductive layer, 9c conductive layer, 9d conductive layer, 10 tank.

Claims

A metal electrode;
A conductive material layer disposed on a surface of the metal electrode;
A solid insulator connected to the metal electrode via an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer ;
The conductive material layer is made of a material obtained by adding carbon to urethane rubber or EPT rubber,
The adhesive material layer is an insulating spacer in which carbon is added to a paste .

A metal electrode;
A conductive material layer disposed on a surface of the metal electrode;
A solid insulator connected to the metal electrode via an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer;
The conductive material layer is made of a material obtained by adding carbon to urethane rubber or EPT rubber,
The adhesive material layer is an insulating spacer in which a conductive material other than carbon is added to the paste.

A metal electrode;
A conductive material layer disposed on a surface of the metal electrode;
A solid insulator connected to the metal electrode via an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer;
The conductive material layer is composed of a plurality of conductive layers,
The plurality of conductive layers are made of different materials,
The dielectric constant of the plurality of conductive layers is greater than the dielectric constant of the solid insulator,
The insulating spacer, wherein the plurality of conductive layers are laminated so that a relative dielectric constant gradually decreases from the metal electrode side toward the solid insulator side.

A metal electrode;
A conductive material layer disposed on a surface of the metal electrode;
A solid insulator connected to the metal electrode via an adhesive material layer disposed on the surface of the conductive material layer;
The conductive material layer is composed of a plurality of conductive layers,
The plurality of conductive layers are made of different materials,
The electrical resistivity of the plurality of conductive layers is larger than the electrical resistivity of the metal electrode, and smaller than the electrical resistivity of the solid insulator,
The plurality of conductive layers are insulating spacers stacked such that the electrical resistivity increases stepwise from the metal electrode side toward the solid insulator side.

The insulating spacer according to claim 4, wherein the plurality of conductive layers have an electrical resistivity of 10 ⁹ Ωcm or more and 10 ¹⁴ Ωcm or less.

The said conductive material layer and the said adhesive material layer are any one of the Claims 1 thru | or 5 arrange | positioned between the surfaces where the surface of the axial direction of the said metal electrode and the edge part of the said solid insulator oppose . Insulating spacer described in 1.

The insulating spacer according to claim 1, wherein the conductive material has a thickness of 100 μm or more and 500 μm or less.