JPH06295633A - 絶縁端子 - Google Patents
絶縁端子Info
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- JPH06295633A JPH06295633A JP10517993A JP10517993A JPH06295633A JP H06295633 A JPH06295633 A JP H06295633A JP 10517993 A JP10517993 A JP 10517993A JP 10517993 A JP10517993 A JP 10517993A JP H06295633 A JPH06295633 A JP H06295633A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内側電極と外側電極との間に長時間に渡り高
電圧を印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶
縁端子を提供すること。 【構成】 内側電極１１と外側電極１２との間に絶縁性
セラミックス１３を介した構造の絶縁端子において、上
記内側電極１１又は外側電極１２の内、高電圧を印加し
た際の低電位側となる電極１１と対向する上記絶縁性セ
ラミックス１３の壁面に、該低電位側電極１１と導通す
る無電解メッキにより０．２〜３．０μｍの膜厚で形成
されたニッケル又は銅被膜１４を存在させた絶縁端子と
した。
電圧を印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶
縁端子を提供すること。 【構成】 内側電極１１と外側電極１２との間に絶縁性
セラミックス１３を介した構造の絶縁端子において、上
記内側電極１１又は外側電極１２の内、高電圧を印加し
た際の低電位側となる電極１１と対向する上記絶縁性セ
ラミックス１３の壁面に、該低電位側電極１１と導通す
る無電解メッキにより０．２〜３．０μｍの膜厚で形成
されたニッケル又は銅被膜１４を存在させた絶縁端子と
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内側電極と外側電極と
の間に絶縁体を介した構造の絶縁端子に関し、特に上記
内側電極と外側電極との間に、長時間に渡り高電圧を印
加した状態でも破壊が起きにくい絶縁端子に関する。
の間に絶縁体を介した構造の絶縁端子に関し、特に上記
内側電極と外側電極との間に、長時間に渡り高電圧を印
加した状態でも破壊が起きにくい絶縁端子に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】最近における、高電圧送電
に伴う送電電圧の上昇、或いは高エネルギー粒子加速器
の開発による超高電圧機器の出現は、電気絶縁分門にお
いてもいきおい高電界絶縁の要望を高め、絶縁端子の構
造があらためて注目されている。
に伴う送電電圧の上昇、或いは高エネルギー粒子加速器
の開発による超高電圧機器の出現は、電気絶縁分門にお
いてもいきおい高電界絶縁の要望を高め、絶縁端子の構
造があらためて注目されている。
【０００３】ここで、絶縁端子は、例えば図４に示した
ように内側電極１０１と、外側電極１０２との間に絶縁
体１０３を介在させた構造のもので、該絶縁体１０３
と、上記内側電極１０１及び上記外側電極１０２とは、
絶縁体１０３の壁面にモリブデン或いはタングステン等
の金属層１０５を形成した後、銀ろう１０４で金属フラ
ンジ１０６を介して接合されている。
ように内側電極１０１と、外側電極１０２との間に絶縁
体１０３を介在させた構造のもので、該絶縁体１０３
と、上記内側電極１０１及び上記外側電極１０２とは、
絶縁体１０３の壁面にモリブデン或いはタングステン等
の金属層１０５を形成した後、銀ろう１０４で金属フラ
ンジ１０６を介して接合されている。
【０００４】上記絶縁体１０３としては、従来より多用
されている陶磁器の他、純度が９０％以上のアルミナセ
ラミックスが用いられ、これら絶縁体は、上記外側電極
１０１と内側電極１０２との間に、必要な高電圧を印加
した際にもその内部破壊（絶縁破壊）が起こらないよう
な肉厚Ｈに設定されている。
されている陶磁器の他、純度が９０％以上のアルミナセ
ラミックスが用いられ、これら絶縁体は、上記外側電極
１０１と内側電極１０２との間に、必要な高電圧を印加
した際にもその内部破壊（絶縁破壊）が起こらないよう
な肉厚Ｈに設定されている。
【０００５】しかしながら、上記絶縁破壊現象は、絶縁
体のもつ本質的な特性（所定肉厚における耐電圧値）の
他に、電極構成とか印加電圧波形などによって様々に変
化し、特に高電圧を印加した際には、例えば電極周辺の
高電界部分で起こる周辺媒質中の部分放電が、絶縁体を
劣化させ、また電界分布をひずませて見かけ上の絶縁破
壊電圧を低下させ、印加電圧に対して十分な肉厚Ｈに設
定した絶縁体においても、先ずこのような二次的原因に
よる局部破壊が開始し、これが時間とともに進展して図
４に示したように絶縁体１０３を大きく破壊することが
あった。
体のもつ本質的な特性（所定肉厚における耐電圧値）の
他に、電極構成とか印加電圧波形などによって様々に変
化し、特に高電圧を印加した際には、例えば電極周辺の
高電界部分で起こる周辺媒質中の部分放電が、絶縁体を
劣化させ、また電界分布をひずませて見かけ上の絶縁破
壊電圧を低下させ、印加電圧に対して十分な肉厚Ｈに設
定した絶縁体においても、先ずこのような二次的原因に
よる局部破壊が開始し、これが時間とともに進展して図
４に示したように絶縁体１０３を大きく破壊することが
あった。
【０００６】本発明は、上述した二次的原因による絶縁
体の破壊を防止すべく成されたものであって、その目的
は、内側電極と外側電極との間に長時間に渡り高電圧を
印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶縁端子
の構造を提供することにある。
体の破壊を防止すべく成されたものであって、その目的
は、内側電極と外側電極との間に長時間に渡り高電圧を
印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶縁端子
の構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意研究を進めた結果、例えば電極周辺の
高電界部分で起こる周辺媒質中の部分放電等の二次的原
因による絶縁破壊を防止するためには、高電圧を印加し
た際の低電位側となる電極側、すなわち自由電子が飛び
出し得る側の電極と対向する正電荷を帯びた絶縁体壁面
を、負電荷によって均一に中和することができれば低電
位側電極と絶縁体壁面との間の放電が防止でき、長時間
に渡り高電圧を印加した状態でも絶縁体の破壊が起きに
くい構造の絶縁端子を提供できるとの知見に立ち、本発
明を完成した。
を達成すべく鋭意研究を進めた結果、例えば電極周辺の
高電界部分で起こる周辺媒質中の部分放電等の二次的原
因による絶縁破壊を防止するためには、高電圧を印加し
た際の低電位側となる電極側、すなわち自由電子が飛び
出し得る側の電極と対向する正電荷を帯びた絶縁体壁面
を、負電荷によって均一に中和することができれば低電
位側電極と絶縁体壁面との間の放電が防止でき、長時間
に渡り高電圧を印加した状態でも絶縁体の破壊が起きに
くい構造の絶縁端子を提供できるとの知見に立ち、本発
明を完成した。
【０００８】すなわち、本発明は、内側電極と外側電極
との間に絶縁体を介した構造の絶縁端子において、上記
内側電極又は外側電極の内、高電圧を印加した際の低電
位側となる電極と対向する上記絶縁体壁面に、該低電位
側電極と導通する導電性被膜を形成した絶縁端子を要旨
とする。
との間に絶縁体を介した構造の絶縁端子において、上記
内側電極又は外側電極の内、高電圧を印加した際の低電
位側となる電極と対向する上記絶縁体壁面に、該低電位
側電極と導通する導電性被膜を形成した絶縁端子を要旨
とする。
【０００９】上記した本発明にかかる絶縁端子によれ
ば、図１に示したように内側電極１と外側電極２との間
に高電圧を印加したことによる内側電極１側の絶縁体３
の分極による正電荷を、該内側電極１と導通する導電性
被膜４中の負電荷により均一に中和する構造となるた
め、内側電極１と絶縁体３壁面との間の電位差がなくな
り、部分放電等の二次的原因による絶縁破壊をある程度
防止することができ、絶縁体のもつ本質的な特性（所定
肉厚における耐電圧値）のみを考慮して設定した肉厚の
絶縁体を介した絶縁端子にあっても、長時間に渡り高電
圧に耐え得る絶縁端子となる。なお、図中５は、上記内
側電極１及び外側電極２を絶縁体３に接合する銀ろうで
ある。
ば、図１に示したように内側電極１と外側電極２との間
に高電圧を印加したことによる内側電極１側の絶縁体３
の分極による正電荷を、該内側電極１と導通する導電性
被膜４中の負電荷により均一に中和する構造となるた
め、内側電極１と絶縁体３壁面との間の電位差がなくな
り、部分放電等の二次的原因による絶縁破壊をある程度
防止することができ、絶縁体のもつ本質的な特性（所定
肉厚における耐電圧値）のみを考慮して設定した肉厚の
絶縁体を介した絶縁端子にあっても、長時間に渡り高電
圧に耐え得る絶縁端子となる。なお、図中５は、上記内
側電極１及び外側電極２を絶縁体３に接合する銀ろうで
ある。
【００１０】ここで、上記低電位側となる電極と対向す
る絶縁体壁面に形成する導電性被膜としては、無電解メ
ッキにより形成されたニッケル又は銅被膜であることが
望ましい。これは、メッキ方法としては通常電解メッキ
が多用されるが、電解メッキは下地に導電層を必要とす
ること、また電界の疎密により形成されるメッキ厚みに
バラツキが生じること等があり、本発明においては実用
的ではない。また、用途的には、本発明にかかる絶縁端
子を腐食性雰囲気で使用する場合には上記ニッケル被膜
を、非磁性状態で使わなければならない用途では上記銅
被膜を選定すると良い。
る絶縁体壁面に形成する導電性被膜としては、無電解メ
ッキにより形成されたニッケル又は銅被膜であることが
望ましい。これは、メッキ方法としては通常電解メッキ
が多用されるが、電解メッキは下地に導電層を必要とす
ること、また電界の疎密により形成されるメッキ厚みに
バラツキが生じること等があり、本発明においては実用
的ではない。また、用途的には、本発明にかかる絶縁端
子を腐食性雰囲気で使用する場合には上記ニッケル被膜
を、非磁性状態で使わなければならない用途では上記銅
被膜を選定すると良い。
【００１１】また、上記無電解メッキにより形成するニ
ッケル又は銅被膜の厚みは、いずれの場合も０．２〜
３．０μｍの範囲に管理することが望まれる。これは、
導電性被膜の厚みが０．２μｍより薄いと、後工程であ
る電極と絶縁体との銀ろう付け（約８００°Ｃで行われ
る）で該被膜が揮発してしまい、導電性被膜としての用
を成さなくなるためであり、また、３μｍを越える厚み
を付けると、該被膜と絶縁体との熱膨張係数の違い（ニ
ッケル：１４×１０-6／ °Ｃ、銅：１８×１０-6／
°Ｃ、アルミナ：８×１０-6／ °Ｃ、窒化珪素及びサ
イアロン：４×１０-6／ °Ｃ、ベリリア：８×１０-6
／ °Ｃ、ジルコニア：９×１０-6／ °Ｃ、アルミナ
を含有したガラスセラミックス：６×１０-6／ °Ｃ）
から、後工程である銀ろう付けで被膜が剥離してしま
い、やはり導電性被膜としての用を成さなくなるためで
ある。
ッケル又は銅被膜の厚みは、いずれの場合も０．２〜
３．０μｍの範囲に管理することが望まれる。これは、
導電性被膜の厚みが０．２μｍより薄いと、後工程であ
る電極と絶縁体との銀ろう付け（約８００°Ｃで行われ
る）で該被膜が揮発してしまい、導電性被膜としての用
を成さなくなるためであり、また、３μｍを越える厚み
を付けると、該被膜と絶縁体との熱膨張係数の違い（ニ
ッケル：１４×１０-6／ °Ｃ、銅：１８×１０-6／
°Ｃ、アルミナ：８×１０-6／ °Ｃ、窒化珪素及びサ
イアロン：４×１０-6／ °Ｃ、ベリリア：８×１０-6
／ °Ｃ、ジルコニア：９×１０-6／ °Ｃ、アルミナ
を含有したガラスセラミックス：６×１０-6／ °Ｃ）
から、後工程である銀ろう付けで被膜が剥離してしま
い、やはり導電性被膜としての用を成さなくなるためで
ある。
【００１２】さらに、上記内側電極と外側電極との間に
介在させる絶縁体としては、上記無電解メッキによるニ
ッケル又は銅被膜が形成できるアルミナ、窒化珪素、サ
イアロン、ベリリア、ジルコニア、或いはアルミナを含
有したガラスセラミックス等が好ましいが、これらの他
であっても、絶縁性を有し、ニッケル又は銅の無電解メ
ッキを施すことができるものであれば制限を受けない。
介在させる絶縁体としては、上記無電解メッキによるニ
ッケル又は銅被膜が形成できるアルミナ、窒化珪素、サ
イアロン、ベリリア、ジルコニア、或いはアルミナを含
有したガラスセラミックス等が好ましいが、これらの他
であっても、絶縁性を有し、ニッケル又は銅の無電解メ
ッキを施すことができるものであれば制限を受けない。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と共にを挙
げ、本発明を詳細に説明する。
げ、本発明を詳細に説明する。
【００１４】図２或いは図３に示す形状の絶縁端子の内
側電極１１と外側電極１２との間に、内側電極１１を０
電位として外側電極１２に１００ＫＶの直流電圧を印加
し、絶縁体１３の絶縁破壊に至るまでの時間を各々計測
した。
側電極１１と外側電極１２との間に、内側電極１１を０
電位として外側電極１２に１００ＫＶの直流電圧を印加
し、絶縁体１３の絶縁破壊に至るまでの時間を各々計測
した。
【００１５】ここで、上記絶縁体１３としては、９９．
５％純度のアルミナセラミックス、窒化珪素、サイアロ
ン、ジルコニア（何れも（株）日本セラテック社製）、
及びアルミナを含有したガラスセラミックス（日本セメ
ント（株）社製）を選定し、同一形状の絶縁体とした。
５％純度のアルミナセラミックス、窒化珪素、サイアロ
ン、ジルコニア（何れも（株）日本セラテック社製）、
及びアルミナを含有したガラスセラミックス（日本セメ
ント（株）社製）を選定し、同一形状の絶縁体とした。
【００１６】また、上記絶縁体壁面に形成する導電性被
膜１４は、ニッケル被膜及び銅被膜いずれも、先ず絶縁
体壁面をパラジウム活性した後、所定の膜厚を無電解メ
ッキ法で堆積させた。
膜１４は、ニッケル被膜及び銅被膜いずれも、先ず絶縁
体壁面をパラジウム活性した後、所定の膜厚を無電解メ
ッキ法で堆積させた。
【００１７】さらに、上記絶縁体１３と、上記内側電極
１１及び上記外側電極１２とは、絶縁体１３の接合部分
にモリブデン或いはタングステン等の金属層１６を形成
した後、上記所定厚みの導電性被膜１４を形成し、銀ろ
う１５で金属フランジ１７を介して８００°Ｃでろう付
けした。
１１及び上記外側電極１２とは、絶縁体１３の接合部分
にモリブデン或いはタングステン等の金属層１６を形成
した後、上記所定厚みの導電性被膜１４を形成し、銀ろ
う１５で金属フランジ１７を介して８００°Ｃでろう付
けした。
【００１８】−実施例１〜１６− 図２に示したように１００ＫＶの電圧を印加した際の低
電位側となる内側電極１１と対向する絶縁体１３の壁面
に、表１の如く０．２〜３．０μｍの範囲内にある種々
の膜厚で導電性被膜１４であるニッケル或いは銅被膜を
形成した絶縁端子において、その絶縁体１３の絶縁破壊
に至るまでの時間を計測した。その結果を表１に示す。
電位側となる内側電極１１と対向する絶縁体１３の壁面
に、表１の如く０．２〜３．０μｍの範囲内にある種々
の膜厚で導電性被膜１４であるニッケル或いは銅被膜を
形成した絶縁端子において、その絶縁体１３の絶縁破壊
に至るまでの時間を計測した。その結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】−比較例１〜７− 導電性被膜１４を絶縁体１３の壁面に形成しない絶縁端
子（比較例１）、導電性被膜１４であるニッケル或いは
銅被膜を、上記実施例と同様に低電位側となる内側電極
１１と対向する絶縁体１３の壁面に、０．１μｍ或いは
４．０μｍの膜厚で形成した絶縁端子（比較例２〜
５）、及び導電性被膜１４であるニッケル或いは銅被膜
を、図３に示したように高電位側となる外側電極１２と
対向する絶縁体１３の壁面に、１．０μｍの膜厚で形成
した絶縁端子（比較例６，７）において、その各々の絶
縁体１３の絶縁破壊に至るまでの時間を計測した。その
結果を表２に示す。
子（比較例１）、導電性被膜１４であるニッケル或いは
銅被膜を、上記実施例と同様に低電位側となる内側電極
１１と対向する絶縁体１３の壁面に、０．１μｍ或いは
４．０μｍの膜厚で形成した絶縁端子（比較例２〜
５）、及び導電性被膜１４であるニッケル或いは銅被膜
を、図３に示したように高電位側となる外側電極１２と
対向する絶縁体１３の壁面に、１．０μｍの膜厚で形成
した絶縁端子（比較例６，７）において、その各々の絶
縁体１３の絶縁破壊に至るまでの時間を計測した。その
結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表１及び表２から、本発明の規定範囲内で
作製した絶縁端子は、３００分以内に絶縁破壊を起こし
たものは無いのに対し、本発明の規定範囲外の条件で作
製された絶縁端子は、６０分以内でその全てが絶縁破壊
を起こしており、本発明の有効性が確認できる。
作製した絶縁端子は、３００分以内に絶縁破壊を起こし
たものは無いのに対し、本発明の規定範囲外の条件で作
製された絶縁端子は、６０分以内でその全てが絶縁破壊
を起こしており、本発明の有効性が確認できる。
【００２３】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかる絶縁端子
によれば、内側電極と外側電極との間に長時間に渡り高
電圧を印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶
縁端子となる。
によれば、内側電極と外側電極との間に長時間に渡り高
電圧を印加した状態でも、絶縁体の破壊が起きにくい絶
縁端子となる。
【図１】本発明にかかる絶縁端子の作用を説明するため
の概念図である。
の概念図である。
【図２】本発明にかかる絶縁端子の一実施例を示した断
面図である。
面図である。
【図３】比較例にかかる絶縁端子の構造を示した断面図
である。
である。
【図４】従来の絶縁端子の構造を示した断面図である。
１，１１ 内側電極 ２，１２ 外側電極 ３，１３ 絶縁体 ４，１４ 導電性被膜 ５，１５ 銀ろう
Claims (4)
- 【請求項１】 内側電極と外側電極との間に絶縁体を介
した構造の絶縁端子において、上記内側電極又は外側電
極の内、高電圧を印加した際の低電位側となる電極と対
向する上記絶縁体壁面に、該低電位側電極と導通する導
電性被膜を形成したことを特徴とする絶縁端子。 - 【請求項２】 上記導電性被膜が、無電解メッキにより
形成されたニッケル又は銅被膜であることを特徴とす
る、請求項１記載の絶縁端子。 - 【請求項３】 上記導電性被膜が、０．２〜３．０μｍ
の厚みであることを特徴とする、請求項１又は２記載の
絶縁端子。 - 【請求項４】 上記絶縁体が、アルミナ、窒化珪素、サ
イアロン、ベリリア、ジルコニア、或いはアルミナを含
有したガラスセラミックスであることを特徴とする、請
求項１〜３記載の絶縁端子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10517993A JPH06295633A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 絶縁端子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10517993A JPH06295633A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 絶縁端子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295633A true JPH06295633A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14400458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10517993A Pending JPH06295633A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 絶縁端子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06295633A (ja) |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP10517993A patent/JPH06295633A/ja active Pending
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