特開 2024-126422 真空バルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126422

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】真空バルブ

(51)【国際特許分類】

   H01H 33/662 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01H33/662 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034788

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竪山 智博

(72)【発明者】

【氏名】平井 宏光

(72)【発明者】

【氏名】小宮 玄

(72)【発明者】

【氏名】浅利 直紀

(72)【発明者】

【氏名】濱田 滉太

(72)【発明者】

【氏名】菊池 諒

(72)【発明者】

【氏名】近藤 淳一

【テーマコード（参考）】

5G026

【Ｆターム（参考）】

5G026RA02

5G026RA03

5G026RB03

(57)【要約】

【課題】絶縁樹脂を付加した際に空隙が発生した場合、電圧印加時に空隙内部の電界が上昇するのを抑制することで、当該空隙内部における部分放電の発生を防止する。
【解決手段】電極Ｅ１,Ｅ２を離接可能に収容するように、金属部材（２,３,５,６,７）と絶縁部材（１ａ,１ｂ）を組み合わせて構成された真空容器１と、真空容器を覆うように付加して成型された絶縁樹脂１２と、絶縁樹脂に添加され、電気泳動性を有すると共に、電界の上昇を抑制する機能を有する電界緩和手段と、絶縁樹脂を付加した際に絶縁樹脂と金属部材及び絶縁部材との間の界面のうち応力の集中し易い部分に沿って空隙Ａｇ１,Ａｇ２が発生した場合、電界緩和手段を空隙に向けて移動させて近接させる移動近接手段とを具備し、電界緩和手段を空隙に近接させた状態において、電圧印加時に空隙内部の電界が上昇するのを抑制することで、空隙内部における部分放電の発生を防止する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対の電極を離接可能に収容するように、金属部材と絶縁部材とを組み合わせて構成された真空容器と、
前記真空容器を覆うように付加して成型された絶縁樹脂と、
前記絶縁樹脂に添加され、電気泳動性を有すると共に、電界の上昇を抑制する機能を有する電界緩和手段と、
前記真空容器を覆うように前記絶縁樹脂を付加した状態において、前記絶縁樹脂と前記金属部材との間の界面、及び、前記絶縁樹脂と前記絶縁部材との間の界面の一方又は双方の前記界面のうち応力の集中し易い部分に沿って、前記絶縁樹脂の存在しない空隙が発生した場合、前記電界緩和手段を前記空隙に向けて移動させて近接させる移動近接手段と、を具備し、
前記電界緩和手段を前記空隙に近接させた状態において、電圧印加時に前記空隙内部の電界が上昇するのを抑制することで、前記空隙内部における部分放電の発生を防止する真空バルブ。

【請求項2】

前記電界緩和手段は、前記空隙の表面全体のうち少なくとも三重点に近接させて配置され、
前記三重点は、前記絶縁樹脂と前記金属部材と前記空隙とが互いに隙間無く接触する部位、並びに、前記絶縁樹脂と前記絶縁部材と前記空隙とが互いに隙間無く接触する部位を指している請求項１に記載の真空バルブ。

【請求項3】

前記絶縁樹脂と前記金属部材と前記空隙とが互いに隙間無く接触する前記三重点に近接させて配置された前記電界緩和手段は、前記金属部材に隙間無く接触し、
前記絶縁樹脂と前記絶縁部材と前記空隙とが互いに隙間無く接触する前記三重点に近接させて配置された前記電界緩和手段は、前記絶縁部材に隙間無く接触する請求項２に記載の真空バルブ。

【請求項4】

前記電界緩和手段は、複数の電界緩和フィラーを備えて構成され、
複数の前記電界緩和フィラーの一部を、前記空隙の表面全体のうち少なくとも前記三重点に近接させて配置させる際に、
複数の前記電界緩和フィラーは、前記空隙に近接した領域では凝集し、それ以外の領域では分散している請求項２又は３に記載の真空バルブ。

【請求項5】

前記絶縁樹脂には、応力の集中し易い部分に発生する前記空隙の周囲に沿って、予め、複数の前記電界緩和フィラーが添加されている請求項４に記載の真空バルブ。

【請求項6】

前記電界緩和フィラーには、前記絶縁樹脂に導電性を付与する導電性フィラーと、前記絶縁樹脂に誘電性を付与する低誘電率フィラーとが含まれ、
前記絶縁樹脂には、前記導電性フィラー及び前記低誘電率フィラーの一方又は双方が添加される請求項４に記載の真空バルブ。

【請求項7】

前記低誘電率フィラーの誘電率をε１、前記絶縁樹脂の誘電率をε２とすると、
ε１＜ε２なる関係を満足するように、前記低誘電率フィラーの誘電率が設定されている請求項６に記載の真空バルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は、真空バルブに関する。

【背景技術】

【0002】

ビルや大型施設に設けられる受配電用の開閉装置として、例えば、遮断器や断路器などの開閉器を具備したスイッチギヤが知られている。スイッチギヤには、開閉器の構成要素として真空バルブが適用されている。真空バルブは、その内部が真空容器（絶縁容器とも言う）によって一定の絶縁状態に維持されている。この真空容器の内部には、一対の電極が離接可能に収容されている。この場合、一対の電極を離接操作することで、事故電流の遮断や負荷電流の開閉が行われ、スイッチギヤから電力が安定して供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９８２７８号公報

【特許文献2】特開２０２１－１７４５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記した真空バルブとしては、真空容器を覆うように絶縁樹脂を付加して成型したもの（例えば、モールド真空バルブ）がある。モールド真空バルブにおいて、真空容器は、一対の電極を囲むように配置されたアークシールドの両端に絶縁碍管を接続させた複合円筒形状を成していると共に、この複合円筒形状の真空容器の両端側に、絶縁碍管に接触すること無く当該絶縁碍管を一部囲むように延出した外部シールドを備えて構成されている。

【0005】

なお、アークシールドは、例えば、銅やステンレス鋼などを主成分とする金属（導電）材料で構成された金属部材である。絶縁碍管は、例えば、アルミナセラミックなどの絶縁材料で構成された絶縁部材である。外部シールドは、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属（導電）材料で構成された金属部材である。

【0006】

ここで、真空容器を覆うように絶縁樹脂を付加した状態において、当該絶縁樹脂と上記した金属部材（即ち、アークシールド、外部シールド）及び絶縁部材（即ち、絶縁碍管）とは、互いに隙間無く密接していることが好ましい。

【0007】

しかしながら、上記した三者（即ち、絶縁樹脂、金属部材、絶縁部材）は、互いに異なる線膨張係数（熱膨張係数とも言う）を有している。このため、例えば、温度変化によって、これら三者の長さや体積が増減変化した場合を想定すると、互いに異なる線膨張係数（熱膨張係数）に応じて、三者それぞれの長さや体積が増減変化する割合も互いに異なったものとなる。

【0008】

そうすると、互いに異なる増減変化の割合の程度によっては、局部的に内部応力が発生することがあり、その発生した内部応力の大きさの程度によっては、絶縁樹脂と金属部材及び絶縁部材との間に局部的な剥離が生じる場合がある。特に、熱硬化性樹脂が適用された絶縁樹脂では、熱硬化に伴うヒケが生じる場合もある。

【0009】

いずれにおいても、絶縁樹脂と金属部材との間の界面、及び／又は、絶縁樹脂と絶縁部材との間の界面に沿って、絶縁樹脂の存在しない空隙（空気溜り、隙間とも言う）が発生する場合がある。

【0010】

このとき、空隙が発生した状態で、モールド真空バルブを運転（即ち、電圧印加）すると、空隙内部の電界が上昇して、当該空隙内部に高い電界（即ち、電界強度が高くなった状態）が発生する。そして、電界の高さが空気の部分放電発生電界を超えたとき、空隙内部で部分放電が発生し、この部分放電により、例えば、絶縁樹脂の分解劣化が進展したような場合には、地絡事故に繋がることは否めない。

【0011】

そこで、本発明の目的は、絶縁樹脂を付加した際に空隙が発生した場合、電圧印加時に空隙内部の電界が上昇するのを抑制することで、当該空隙内部における部分放電の発生を防止するモールド真空バルブを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

実施形態によれば、一対の電極を離接可能に収容するように、金属部材と絶縁部材とを組み合わせて構成された真空容器と、真空容器を覆うように付加して成型された絶縁樹脂と、絶縁樹脂に添加され、電気泳動性を有すると共に、電界の上昇を抑制する機能を有する電界緩和手段と、真空容器を覆うように絶縁樹脂を付加した状態において、絶縁樹脂と金属部材との間の界面、及び、絶縁樹脂と絶縁部材との間の界面の一方又は双方の界面のうち応力の集中し易い部分に沿って、絶縁樹脂の存在しない空隙が発生した場合、電界緩和手段を空隙に向けて移動させて近接させる移動近接手段とを具備し、電界緩和手段を空隙に近接させた状態において、電圧印加時に空隙内部の電界が上昇するのを抑制することで、空隙内部における部分放電の発生を防止する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】一実施形態に係るモールド真空バルブの断面図。

【図2】応力が集中し易い部分に空隙が発生した状態を示す部分断面図。

【図3】空隙の表面全体に沿って電界緩和フィラーを近接させた状態を示す断面図。

【図4】空隙の三重点に電界緩和フィラーを近接させた状態を示す断面図。

【図5】絶縁樹脂に電界緩和フィラーが添加されている状態を示す断面図。

【図6】電界緩和フィラーの有無に応じて空隙に発生する電界強度の高低比較図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

「一実施形態」
図１は、本実施形態に係る真空バルブＰの基本構造を示す図である。真空バルブＰは、固定電極Ｅ１と、可動電極Ｅ２と、真空容器１（絶縁容器とも言う）と、固定側封着金具２と、可動側封着金具３と、気密維持機構４と、アークシールド５と、固定側外部シールド６と、可動側外部シールド７とを具備している。図１の例において、固定電極Ｅ１、可動電極Ｅ２、気密維持機構４は、真空容器１に収容されている。

【0015】

図１に示すように、真空容器１は、真空バルブＰの中心を規定する仮想軸線Ｐｘを中心とした中空円筒形状を成している。真空容器１は、仮想軸線Ｐｘ方向（換言すると、後述する電極Ｅ１,Ｅ２の離接方向とも言う）で見て、その両端が開口されている。双方の開口（固定側開口Ｋ１、可動側開口Ｋ２）は、固定側封着金具２、及び、可動側封着金具３によって覆われている。即ち、固定側開口Ｋ１は、固定側封着部材２によって閉塞され、可動側開口Ｋ２は、可動側封着金具３によって閉塞されている。

【0016】

真空容器１は、仮想軸線Ｐｘ方向（電極Ｅ１,Ｅ２の離接方向）において、アークシールド５の両端（一端Ｔ１、他端Ｔ２）に絶縁碍管（固定側絶縁碍管１ａ、可動側絶縁碍管１ｂ）を接続させて構成されている。即ち、アークシールド５の一端Ｔ１に固定側絶縁碍管１ａが接続され、アークシールド５の他端Ｔ２に可動側絶縁碍管１ｂが接続されている。

【0017】

絶縁碍管１ａ,１ｂは、互いに同一の厚さに構成されている。アークシールド５は、絶縁碍管１ａ,１ｂよりも薄肉に構成されている。これら絶縁碍管１ａ,１ｂ及びアークシールド５は、仮想軸線Ｐｘを中心とした中空円筒形状を成し、それぞれの径寸法（半径、直径）は、互いに略同一に設定されている。これにより、双方の絶縁碍管１ａ,１ｂと、これら絶縁碍管１ａ,１ｂの相互間に介在させたアークシールド５とは、仮想軸線Ｐｘに沿って延在しつつ互いに真っ直ぐに並んで配置されている。

【0018】

この状態において、アークシールド５は、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を囲むように、具体的には、その内部（内側）に、後述する固定電極Ｅ１の固定接点８、並びに、可動電極Ｅ２の可動接点１０を収容するように配置されている。

【0019】

この場合、固定側封着金具２及び可動側封着金具３は、例えば、ステンレス鋼を主成分とする金属（導電）材料で構成された金属部材である。絶縁碍管１ａ,１ｂは、例えば、アルミナセラミックなどの絶縁材料で構成された絶縁部材である。アークシールド５は、例えば、銅やステンレス鋼などを主成分とする金属（導電）材料で構成された金属部材である。

【0020】

また、固定電極Ｅ１及び可動電極Ｅ２は、仮想軸線Ｐｘを中心に同心状に構成されていると共に、仮想軸線Ｐｘに沿って整列して延在されている。固定電極Ｅ１は、固定接点８と、固定通電軸９とを備えている。可動電極Ｅ２は、可動接点１０と、可動通電軸１１とを備えている。固定通電軸９及び可動通電軸１１は、互いに同一の直径を有する円柱形状を成し、導電率の高い材料（例えば、銅（Ｃｕ）、銅合金、銀（Ａｇ））で構成されている。

【0021】

固定接点８及び可動接点１０は、互いに同一の大きさの輪郭形状を有し、対向して配置されている。固定接点８は、固定通電軸９の一端に接続され、固定通電軸９の他端は、固定側封着金具２を介して、仮想軸線Ｐｘに沿って移動不能に真空バルブＰに固定されている。可動接点１０は、可動通電軸１１の一端に接続され、可動通電軸１１の他端は、可動側封着金具３を介して、図示しない操作機構に連結されている。

【0022】

このような配置構成において、図１に示すように、操作機構によって可動通電軸１１を仮想軸線Ｐｘに沿って移動させる。これにより、可動接点１０を固定接点８に対して離接させることができる。この結果、真空バルブＰを開閉操作（即ち、一対の電極Ｅ１,Ｅ２を離接操作）することができる。

【0023】

また、可動通電軸１１と可動側封着金具３との間には、気密維持機構４が配置されている。気密維持機構４は、伸縮性を有するベローズで構成され、ベローズ（気密維持機構）４は、例えば、ステンレスなどの薄い金属で構成されている。ベローズ４は、仮想軸線Ｐｘ方向に伸縮可能な蛇腹状を成し、可動通電軸１１の外側を隙間無く覆っている。

【0024】

ベローズ４は、その一端が可動側封着金具３に隙間無く接合され、その他端が可動通電軸１１に隙間無く接合されている。これにより、真空容器１の内部は、常に気密状態（即ち、真空状態）に維持される。この結果、真空バルブＰの開閉操作に際し、可動通電軸１１を仮想軸線Ｐｘに沿って移動させている間も、真空容器１の内部に大気（空気）が浸入することはない。

【0025】

加えて、上記したような基本構造を有する真空バルブＰは、絶縁樹脂１２によって、円筒形状の輪郭に成型され、これにより、モールド真空バルブＰとして構築されている。この場合、絶縁樹脂１２は、真空容器１の外側（即ち、アークシールド５の外周面５ｓ、絶縁碍管１ａ,１ｂの外周面１ｓ）を隙間無く覆うように付加されて成型されている。絶縁樹脂１２は、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂で構成されている。

【0026】

絶縁樹脂１２により円筒形状の輪郭に成型された真空バルブＰは、絶縁樹脂１２の外側を覆うように設けられた導電性の接地層１３を具備している。接地層１３は、円筒形状の絶縁樹脂１２の外周に沿って、例えば、導電性塗料を塗布して成形され、アースが施されている。

【0027】

更に、真空バルブＰには、通電時ないし開極時において、上記した封着金具２,３への電界集中を緩和する外部シールド（固定側外部シールド６、可動側外部シールド７）が設けられている。この場合、固定側外部シールド６及び可動側外部シールド７は、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼などの金属（導電）材料で構成された金属部材である。

【0028】

固定側外部シールド６は、固定側封着金具２を覆いつつ、真空容器１（即ち、固定側絶縁碍管１ａ）の外側を一部囲むように仮想軸線Ｐｘ方向に中空円筒形状を成して延出している。可動側外部シールド７は、可動側封着金具３を覆いつつ、真空容器１（即ち、可動側絶縁碍管１ｂ）の外側を一部囲むように仮想軸線Ｐｘ方向に中空円筒形状を成して延出している。

【0029】

ところで、このようなモールド真空バルブＰ（真空容器１）において、上記した絶縁樹脂１２、金属部材（即ち、封着金具２,３、アークシールド５、外部シールド６,７）、絶縁部材（即ち、絶縁碍管１ａ,１ｂ）は、互いに異なる線膨張係数（熱膨張係数とも言う）を有している。そうすると、例えば、温度変化によって、これら三者の長さや体積が増減変化する割合は互いに異なったものとなる。

【0030】

これにより、絶縁樹脂１２と金属部材（２,３,５,６,７）及び絶縁部材（１ａ,１ｂ）との間に局部的な剥離が生じたり、絶縁樹脂１２自体の熱硬化に伴うヒケが生じたりする虞があり、そうなると、絶縁樹脂１２と金属部材（２,３,５,６,７）との間の界面、及び／又は、絶縁樹脂１２と絶縁部材（１ａ,１ｂ）との間の界面に沿って、絶縁樹脂１２の存在しない空隙Ａｇ１,Ａｇ２（空気溜り、隙間とも言う）が発生し、その結果、当該空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部の電界が高くなり、部分放電が発生する場合がある。

【0031】

そこで、モールド真空バルブＰには、空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部における部分放電の発生を防止すべく、真空バルブＰの運転時（即ち、電圧印加時）に空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部の電界が上昇するのを抑制するための構成（図３～図５参照）が施されている。図１には一例として、絶縁樹脂１２と固定側絶縁碍管１ａとの間の界面に沿って発生した空隙Ａｇ１と、絶縁樹脂１２と固定側外部シールド６との間の界面に沿って発生した空隙Ａｇ２が示されている。

【0032】

図２は、図１に示された空隙Ａｇ１,Ａｇ２周りの構成拡大図である。図２には、真空容器１を覆うように絶縁樹脂１２を付加した状態が示されている。この状態において、空隙Ａｇ１は、絶縁樹脂１２と固定側絶縁碍管１ａとの間の界面のうち応力の集中し易い部分に沿って発生している。空隙Ａｇ２は、絶縁樹脂１２と固定側外部シールド６との間の界面のうち応力の集中し易い部分に沿って発生している。

【0033】

応力の集中し易い部分としては、固定側絶縁碍管１ａ及び固定側外部シールド６のそれぞれの端部（縁部）を想定することができる。これ以外の他の金属部材（即ち、封着金具２,３、アークシールド５、可動側外部シールド７）や絶縁部材（即ち、可動側絶縁碍管１ｂ）の端部（縁部）も、応力の集中し易い部分として想定することができる。

【0034】

図２には一例として、円弧形状の断面輪郭を有する空隙Ａｇ１,Ａｇ２が示されているが、これ以外にも、例えば、矩形状や三角形状などの断面輪郭を有する空隙Ａｇ１,Ａｇ２も想定される。また、特に図示しないが、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の平面輪郭として、例えば、円形状、楕円形状、三角形状、矩形状などの輪郭形状を想定することができる。

【0035】

更に、空隙Ａｇ１,Ａｇ２は、中空円筒形状を成す固定側絶縁碍管１ａ並びに固定側外部シールド６の界面に沿って発生している。この場合、空隙Ａｇ１,Ａｇ２は、その大多数が互いに間隔を存して点在している状態が一般的であると想定されるが、使用環境や使用状態によっては、周方向に連続する場合も想定される。

【0036】

なお、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の大きさについては、例えば、真空容器１を覆うように絶縁樹脂１２を付加する際の当該樹脂の流動状態、当該樹脂が固化するまでの移行状態、モールド真空バルブＰに作用する温度状態、上記した三者（即ち、絶縁樹脂、金属部材、絶縁部材）の線膨張係数（熱膨張係数）の状態、そして、線膨張係数（熱膨張係数）に応じて三者それぞれの長さや体積が増減変化する割合状態などに応じて増減変化するものと想定されるため、ここでは特に限定しない。

【0037】

ここで、真空バルブＰは、その運転時（即ち、電圧印加時）に、上記した空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部の電界が上昇するのを抑制するための構成として、電界緩和手段と、移動近接手段とを有している。なお、電界緩和手段は図３～図４を参照して、移動近接手段は図５を参照して、それぞれ後述する。

【0038】

図３～図５に示すように、電界緩和手段は、絶縁樹脂１２に添加され、電気泳動性を有すると共に、電界の上昇を抑制する機能を有している。移動近接手段は、電界緩和手段を空隙Ａｇ１,Ａｇ２に向けて移動させて近接させる機能を有している。そして、電界緩和手段を空隙Ａｇ１,Ａｇ２に近接させた状態において、電圧印加時に空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部の電界が上昇するのを抑制することで、空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部における部分放電の発生を防止することができる。

【0039】

電界緩和手段は、複数の電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２（図３～図５参照）を備えて構成されている。これら複数の電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２は、その一部を空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体のうち少なくとも後述する三重点Ｐ１,Ｐ２に近接させて配置させる。

【0040】

三重点Ｐ１,Ｐ２は、絶縁樹脂１２と金属部材（２,３,５,６,７）と空隙Ａｇ１,Ａｇ２とが互いに隙間無く接触する部位、並びに、絶縁樹脂１２と絶縁部材（１ａ,１ｂ）と空隙Ａｇ１,Ａｇ２とが互いに隙間無く接触する部位を指している。

【0041】

図２には一例として、絶縁樹脂１２と固定側絶縁碍管１ａと空隙Ａｇ１とが互いに隙間無く接触する三重点Ｐ１、並びに、絶縁樹脂１２と固定側外部シールド６と空隙Ａｇ２とが互いに隙間無く接触する三重点Ｐ２が示されている。

【0042】

図３及び図４は、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２の配置構成図である。図３には、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体に亘って電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置させた状態が示されている。図４には、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の三重点Ｐ１,Ｐ２に電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置させた状態が示されている。図３及び図４では一例として、空隙Ａｇ１に近接配置させた電界緩和フィラーが符号Ｆ１で示され、一方、空隙Ａｇ２に近接配置させた電界緩和フィラーが符号Ｆ２で示されている。

【0043】

この場合、三重点Ｐ１に近接配置された電界緩和フィラーＦ１は、固定側絶縁碍管１ａに隙間無く接触させることが好ましい。一方、三重点Ｐ２に近接配置された電界緩和フィラーＦ２は、固定側外部シールド６に隙間無く接触させることが好ましい。なお、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２は、必ずしも三重点Ｐ１,Ｐ２に隙間無く接触させる必要は無く、当該三重点Ｐ１,Ｐ２付近（即ち、三重点Ｐ１,Ｐ２に対して非接触な位置）に近接させるだけでもよい。

【0044】

図５は、移動近接手段の概念図である。図５に示された移動近接手段では、予め電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２が添加された絶縁樹脂１２を真空容器１の外側に付加し、所定の形状に成型した後、空隙Ａｇ１,Ａｇ２が発生している界面に隣接した金属部材並びに帯電させた絶縁部材に直流電圧を印加する。図５では一例として、固定側外部シールド６並びに帯電させた固定側絶縁碍管１ａに、それぞれ直流電圧を印加する。

【0045】

このとき、予め絶縁樹脂１２に添加された電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２は、当該絶縁樹脂１２中において、空隙Ａｇ１,Ａｇ２に近接した領域では凝集し、それ以外の領域では分散していることが好ましい。

【0046】

ここで、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２には、それぞれ、絶縁樹脂１２に導電性（即ち、電気を通り易くする特性）を付与する導電性フィラーと、絶縁樹脂１２に誘電性（即ち、電気を通り難くする特性）を付与する低誘電率フィラーとが含まれる。この場合、絶縁樹脂１２には、導電性フィラー及び低誘電率フィラーの一方又は双方が添加される。

【0047】

この場合、絶縁樹脂１２に導電性フィラー及び低誘電率フィラーの双方を添加しておくことが好ましい。導電性フィラーは、これが絶縁部材（即ち、絶縁碍管１ａ）に隣接した空隙Ａｇ１に近接配置された場合、金属異物として作用するといった課題を生じるが、絶縁樹脂１２に導電性フィラー及び低誘電率フィラーの双方を添加しておくことで、当該空隙Ａｇ１に対して、導電性フィラーと低誘電率フィラーの双方を近接配置させることができ、上記課題を解消させることができる。

【0048】

一方、低誘電率フィラーは、これを帯電させておくことが好ましい。低誘電率フィラーは、電気を通り難くする特性を発揮するが、予め帯電させておくことで、電気泳動性を有する電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２とすることができる。

【0049】

加えて、低誘電率フィラーの誘電率ε１を、絶縁樹脂の誘電率ε２よりも小さくなるように（即ち、ε１＜ε２なる関係を満足するように）設定することが好ましい。低誘電率フィラーの誘電率ε１が絶縁樹脂の誘電率ε２よりも大きい場合、金属部材（即ち、固定側外部シールド６）に隣接した空隙Ａｇ２の電界強度を高めてしまうといった課題を生じるが、ε１＜ε２なる関係を満足させることで、上記課題を解消させることができる。

【0050】

これによれば、固定側外部シールド６並びに帯電させた固定側絶縁碍管１ａに、それぞれ直流電圧を印加すると、導電性フィラーと帯電させた低誘電率フィラーの双方を、いわゆるゲルタイム（即ち、絶縁樹脂１２がその流動性を失って粘性が急激に増加するまでの時間）よりも短い時間で、効率よく、直近の空隙Ａｇ１,Ａｇ２に向けて移動させて近接させることができる。

【0051】

図６は、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２の有無と、空隙Ａｇ１,Ａｇ２に発生する最大電界強度との関係を示す比較図である。これによれば、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２が無い場合に比べて、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体（或いは、少なくとも三重点Ｐ１,Ｐ２付近）を覆うように、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置させた場合は、当該空隙Ａｇ１,Ａｇ２に発生する最大電界強度が格段に小さくなることが分かる。

【0052】

以上、本実施形態によれば、真空容器１を覆うように絶縁樹脂１２を付加した際に空隙Ａｇ１,Ａｇ２が発生した場合、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体（或いは、少なくとも三重点Ｐ１,Ｐ２付近）を覆うように、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置させる。これにより、真空バルブＰの運転時（即ち、電圧印加時）に、空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部の電界が上昇するのを抑制（換言すると、空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部に発生する電気的ストレスを緩和）することができる。この結果、当該空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部における部分放電の発生を防止することができる。

【0053】

この場合、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体を覆うように、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置することで、当該空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部に発生する電界強度を大幅に低減することができる。ここで、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の三重点Ｐ１,Ｐ２付近の電界強度は空隙Ａｇ１,Ａｇ２の中で最も高いので、当該三重点Ｐ１,Ｐ２付近を覆うように、電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を近接配置した場合も、空隙Ａｇ１,Ａｇ２の表面全体を覆った場合と同様の電界緩和効果を達成することができる。

【0054】

更に、本実施形態によれば、予め絶縁樹脂１２に電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を添加させておくことで、新たな製造プロセスを構築すること無く、かつ、通常行われる製造プロセスをそのまま利用して、当該電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２を空隙Ａｇ１,Ａｇ２に近接配置させることができる。この結果、製造コストの上昇を伴うこと無く、空隙Ａｇ１,Ａｇ２内部における部分放電の発生を防止することができる。

【0055】

「変形例」
本変形例において、絶縁樹脂１２には、応力の集中し易い部分に発生する空隙Ａｇ１,Ａｇ２の周囲に沿って、予め、複数の電界緩和フィラーＦ１,Ｆ２が添加されている。これにより、いわゆるゲルタイム（即ち、絶縁樹脂１２がその流動性を失って粘性が急激に増加するまでの時間）よりも短い時間で、効率よく、直近の空隙Ａｇ１,Ａｇ２に向けて移動させて近接させることができる。なお、その他の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

【0056】

以上、本発明の一実施形態及び変形例を説明したが、これらの実施形態及び変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及び変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0057】

Ｐ…真空バルブ、Ｐｘ…仮想軸線、Ｅ１…固定電極、Ｅ２…可動電極、１…真空容器、１ａ…固定側絶縁碍管、１ｂ…可動側絶縁碍管、Ｋ１…固定側開口、Ｋ２…可動側開口、２…固定側封着金具、３…可動側封着金具、４…気密維持機構、５…アークシールド、６…固定側外部シールド、７…可動側外部シールド、８…固定接点、９…固定通電軸、１０…可動接点、１１…可動通電軸、１２…絶縁樹脂、１３…接地層、Ａｇ１,Ａｇ２…空隙、Ｐ１,Ｐ２…三重点、Ｆ１,Ｆ２…電界緩和フィラー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】