JPH07150015A - 絶縁スペーサ - Google Patents

絶縁スペーサ

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JPH07150015A
JPH07150015A JP28021893A JP28021893A JPH07150015A JP H07150015 A JPH07150015 A JP H07150015A JP 28021893 A JP28021893 A JP 28021893A JP 28021893 A JP28021893 A JP 28021893A JP H07150015 A JPH07150015 A JP H07150015A
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JP
Japan
Prior art keywords
epoxy resin
filler
powder
silica powder
average particle
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Pending
Application number
JP28021893A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichirou Ichikawa
以知郎 市川
Yasuhisa Kanezashi
康寿 金指
Masayuki Asahina
政行 朝比奈
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TATSUMORI KK
Kyocera Chemical Corp
Original Assignee
TATSUMORI KK
Toshiba Chemical Corp
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Publication date
Application filed by TATSUMORI KK, Toshiba Chemical Corp filed Critical TATSUMORI KK
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、充填剤等
を含むエポキシ樹脂組成物であって、充填剤として酸素
気流中に爆燃させて得られるアルミナ球状粉末とシリカ
粉末とを配合した耐SF6 用エポキシ樹脂組成物(1) を
注形してなることを特徴とする絶縁スペーサである。 【効果】 本発明の絶縁スペーサは、誘電率が低く、耐
SF6 分解ガス性、機械的強度に優れたもので、信頼性
の高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電率が低く、耐SF
6 分解ガス性、機械的強度に優れ、ガス絶縁開閉装置等
に使用される絶縁スペーサに関する。
【0002】
【従来の技術】SF6 ガスは、熱的にも化学的にも安定
で、高い絶縁耐力と優れた消弧性を持つことからガス絶
縁開閉装置等の電気機器の絶縁媒体として使用されてい
る。この電気機器に用いる絶縁物は、機器内の放電によ
って絶縁ガスが分解してもその分解生成物による浸蝕や
変質を受けず、長い年月にわたって安定した特性を維持
することが必要であり、この絶縁物としてエポキシ樹脂
組成物等の注形品が使用されている。電気絶縁用に使用
されているエポキシ樹脂組成物には、普通、充填剤とし
てシリカ粉末を多量に配合することが多い。シリカ粉末
を配合することによって、安価で高強度の注形品を得る
ことができるが、SF6 ガスに侵される可能性があるた
め、ガス絶縁開閉装置用には通常アルミナ粉末を使用し
ている。
【0003】しかし、アルミナ粉末には、高価である、
また比重が高く、誘電率も高く、エポキシ樹脂との接着
性が悪い等の欠点がある。特に誘電率が 9.3と高いこと
は、複合絶縁物の比誘電率を増大させ、解放電極系の耐
部分放電性が低下したり、剥離内部分放電発生電圧やモ
ールド沿面フラッシオーバー電圧が低下する等の電気的
特性上の不都合が生じ易い。このため、誘電率が低く、
耐SF6 分解ガス性をもつ充填剤を、アルミナに一部加
えることにより合成誘電率を低く抑える試みがなされて
いる。例えば、特開昭50-17098号、特開昭 52-135400
号、特開昭58-18217号の各公報では弗化マグネシウム
を、また、特開昭 57-203511号、特開平3-200858号の各
公報では弗化アルミニウムを、特開昭 57-203509号、特
開昭 57-203510号の各公報では弗化カルシウムを、それ
ぞれアルミナに一部混合することを提案している。しか
しこれらの充填剤を配合することによって、無機充填剤
を配合する本来の目的である耐クラック性や機械的特性
を損なう場合が多く、自ずから配合量の限界が生じてし
まう。また、これらの充填剤が安定的に供給される保証
がないため実用に至っていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、誘電率が低く、耐SF6 分解ガ
ス性、機械的強度に優れた絶縁スペーサを提供しようと
するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、充填剤として
アルミナ球状粉末とシリカ粉末とを配合した組成物を用
いることによって、上記目的が達成できることを見いだ
し、本発明を完成したものである。
【0006】即ち、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、
充填剤等を含むエポキシ樹脂組成物であって、充填剤と
して酸素気流中に爆燃させて得られるアルミナ球状粉末
とシリカ粉末とを配合した耐SF6 用エポキシ樹脂組成
物を注形してなることを特徴とする絶縁スペーサであ
る。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明に用いるエポキシ樹脂としては、少
なくとも 1分子中に 2個以上のエポキシ基を有するもの
であれば、特に制限はなく、例えば、ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポ
キシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシ
ジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポ
キシ樹脂、ヒダントインタイプやトリグリシジルイソシ
アネートタイプの複素環式エポキシ樹脂、臭素化エポキ
シ樹脂等が使用でき、これらは単独又は 2種以上混合し
て使用することができる。
【0009】本発明に用いるエポキシ樹脂の硬化剤とし
ては、酸無水物系のものが望ましく、例えば、無水フタ
ル酸、無水テトロヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフ
タル酸、無水ナジック酸、無水メチルナジック酸、無水
マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット
酸、無水クロレンディック酸、ベンゾフェノン無水テト
ラカルボン酸等が使用でき、これらは単独又は 2種以上
混合して使用することができる。硬化剤の配合量は化学
量論的に使用することが望ましいが、当量からずらして
樹脂特性を変化させることもできる。また、必要に応じ
て硬化促進剤を使用することもできる。硬化促進剤とし
ては、第三級アミン系、第四級アンモニウム塩系、イミ
ダゾール系、DBU系等を使用することができる。
【0010】本発明に用いるアルミナ球状粉末として
は、アルミニウム粉末を酸素気流中で爆燃する方法によ
り得られる真球状のアルミナ微粉末である。その製造方
法は特開昭 60-255602号公報に記載されているようにV
MC(Vaporrized Metal Combustion )法により製造す
ることができる。アルミナ球状粉末の平均粒径は 0.1〜
10μm 、より好ましくは 0.3〜5 μm とすることが望ま
しい。平均粒径が 0.1μm 未満では樹脂の流動特性が悪
くなり、ボイドレスの注形物を得ることができない。ま
た、10μm を超えると樹脂組成物中で沈降し、注形物の
均一性が失われることがあり好ましくない。また、アル
ミナ球状粉末の表面積は、 5〜30 m2 /g、より好まし
くは 7〜20 m2 /g であることが望ましい。表面積が5
m2 /g 未満では、注形物の耐SF6 ガス性に効果なく
より多量に添加しなければならず、また平均粒径が大き
くなり沈降する欠点もあり好ましくない。表面積が30 m
2 /g を超えると細かくなり過ぎ樹脂の粘度が上がり、
作業性が低下し好ましくない。アルミナ球状粉末の配合
割合は、エポキシ樹脂組成物中に充填する全充填剤の表
面積に占めるアルミナ球状粉末の割合が50%以上、より
好ましくは60〜80%であることが望ましい。
【0011】本発明に用いるシリカ粉末としては、通常
注形などに使用されているものであれば特に制限なく使
用することができる。例えば、硅石を溶融した溶融シリ
カ、天然に産出する結晶性シリカ等が使用できる。この
シリカ粉末にはボールミルや振動ミルを用いて乾式で粉
砕したもの湿式で粉砕したものがあるが、いずれも使用
可能である。シリカ粉末の形状としては、粉砕タイプ、
球状タイプ等があるがそのいずれでもよく、またこれら
を混合して使用することもできる。シリカ粉末の平均粒
径は、作業性、沈降性等から 1〜25μm 、より好ましく
は 5〜15μm であることが望ましい。1 μm 未満や25μ
m を超えると作業性、沈降性等に劣り好ましくない。
【0012】充填剤として配合する上述のアルミナ球状
粉末およびシリカ粉末は、未処理で使用することもでき
るが、予めシラン系、アルミニウム系、チタン系等のカ
ップリング剤で処理することが好ましい。この場合、充
填剤 100重量部に対して、 0.2〜3 重量部を加えて処理
することが好ましい。 0.2重量部未満では樹脂と充填剤
の濡れ性に効果なく、また3 重量部を超えて加えても効
果なく、コスト高となり好ましくない。
【0013】アルミナ球状粉末及びシリカ粉末の充填剤
の配合割合は、特に制限はないがエポキシ樹脂 100重量
部に対して 100〜500 重量部配合することが望ましい。
その割合が 100重量部未満では、樹脂の線膨張係数が大
きくなり、得られる注形物の寸法精度及び耐クラック性
に劣り、また、500 重量部を超えると樹脂の粘度が高く
なり、作業性が低下し好ましくない。
【0014】本発明に用いる耐SF6 用エポキシ樹脂組
成物は、エポキシ樹脂、硬化剤、アルミナ球状粉末およ
びシリカ粉末を含むが、本発明の目的に反しない範囲に
おいて、また必要に応じて難燃剤、着色剤、減粘剤等そ
の他の添加剤を添加配合することができる。
【0015】本発明に用いる耐SF6 用エポキシ樹脂組
成物は、100 ℃以上の減圧下で、エポキシ樹脂、アルミ
ナ球状粉末およびシリカ粉末その他の添加物を配合して
十分混合し、次いで硬化剤、硬化促進剤を混合して製造
することができる。こうして製造した耐SF6 用エポキ
シ樹脂組成物を真空注形し 100〜150 ℃でクラックが生
じない程度に一次硬化を行い、次いで離型後 120〜150
℃で二次硬化を行って絶縁スペーサを製造することがで
きる。
【0016】
【作用】本発明の絶縁スペーサは、充填剤としてアルミ
ナ球状粉末およびシリカ粉末を用いた耐SF6 用エポキ
シ樹脂組成物を注形したことによって、誘電率が低く、
耐SF6 分解ガスに対して安定で、機械的強度の優れた
ものとすることができたものである。
【0017】
【実施例】次に、本発明を実施例によって説明するが、
本発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。
【0018】実施例1〜3 表1に示した配合組成に従い耐SF6 用エポキシ樹脂組
成物を製造した。すなわち120 ℃の減圧下の条件で、エ
ポキシ樹脂およびアルミナ球状粉末とシリカ粉末の充填
剤を加えて十分混合した後、硬化剤を加えて混合して耐
SF6 用エポキシ樹脂組成物を製造した。この組成物を
120 ℃に予熱した型に注形し 0.5Torrで20分間脱泡し
て、型内で120 ℃で15時間一次硬化を行った。離型後、
130 ℃で15時間二次硬化を行って絶縁スペーサを製造し
た。これは電極2および固定用ブッシュ3を有し、耐S
6 用エポキシ樹脂組成物1で注形されたもので、その
断面図を図1に示した。
【0019】比較例1〜2 表1に示した配合組成に従い実施例と同様にして、耐S
6 用エポキシ樹脂組成物を製造した。また、実施例と
同様にして絶縁スペーサを製造した。
【0020】実施例1〜3および比較例1〜2で得た絶
縁スペーサについて、耐SF6 分解ガス性、誘電率、引
張り強さ、曲げ強さを試験したのでその結果を、表1お
よび図2に示した。本発明は機械的強度に優れ、また誘
電率もシリカ粉末と同等であり本発明の顕著な効果を確
認することができた。
【0021】
【表1】 * 1:チバガイギー社製、商品名。 * 2:チバガイギー社製、商品名。 * 3:VMC法で製造した球状粒子で、平均粒径 0.5μ
m 、表面積16 m2 /g 、N−β(アミノエチル)γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランで処理したもの。 *4 :VMC法で製造した球状粒子で、平均粒径 2μm
、表面積10 m2 /g 、N−β(アミノエチル)γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシランで処理したもの。 *5 :バイヤー法で製造した、平均粒径10μm 、表面積
3.4 m2 /g で未処理のもの。 *6 :湿式粉砕した溶融シリカで、平均粒径13μm 、表
面積 3.2 m2 /g 、γ−グリシドキシトリメトキシシラ
ンで処理したもの *7 :乾式粉砕した結晶性シリカで、平均粒径20μm 、
表面積 2.9 m2 /g で未処理のもの *8 :JIS−K−6911で測定した。 *9 :46重量%のHF溶液50g を入れたポリプロピレン
製容器を、内容積64 lのアクリル製デシケーターに入れ
た。そのデシケーターに試験片を入れて密封したまま、
超絶縁計で表面抵抗の時間的変化を測定し比較評価し
た。その結果を図2に示したが、本発明に係る実施例1
〜3は、その表面抵抗が10時間経過後も急激に低下する
ことがなく、40時間経過後もほぼ横這い状態で、表面抵
抗も1013以上を保持している。○印…1013以上、×印…
1013以下。
【0022】
【発明の効果】以上の説明、及び表1および図2の結果
から明らかなように、本発明の絶縁スペーサは、誘電率
が低く、耐SF6 分解ガス性、機械的強度に優れたもの
で、信頼性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1には、本発明の絶縁スペーサの半部破断正
面図を示した。
【図2】図2には、耐SF6 分解ガス性を比較評価する
表面抵抗値−暴露時間特性図を示した。
【符号の説明】
1 耐SF6 用エポキシ樹脂組成物 2 電極 3 固定用ブッシュ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝比奈 政行 東京都港区芝公園2丁目9番5号 株式会 社龍森内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ樹脂、硬化剤、充填剤等を含む
    エポキシ樹脂組成物であって、充填剤として酸素気流中
    に爆燃させて得られるアルミナ球状粉末とシリカ粉末と
    を配合した耐SF6 用エポキシ樹脂組成物を注形してな
    ることを特徴とする絶縁スペーサ。
JP28021893A 1993-10-13 1993-10-13 絶縁スペーサ Pending JPH07150015A (ja)

Priority Applications (1)

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JP28021893A JPH07150015A (ja) 1993-10-13 1993-10-13 絶縁スペーサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008023692A1 (fr) * 2006-08-23 2008-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Formule de résine pour moulage, matériau isolant l'utilisant et structure isolante

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JPS5365397A (en) * 1976-11-23 1978-06-10 Westinghouse Electric Corp Cured insulating cast compound in contact with surface of metal in sulfur hexafluoride gas
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JPH04139256A (ja) * 1990-10-01 1992-05-13 Shin Etsu Chem Co Ltd エポキシ樹脂組成物及び硬化物

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