特表 2025-506295 消弧室の表面処理方法及び消弧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-03-07

(54)【発明の名称】消弧室の表面処理方法及び消弧装置

(51)【国際特許分類】

   H01H 9/30 20060101AFI20250228BHJP

【ＦＩ】

H01H9/30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024551550

(86)(22)【出願日】2022-11-17

(85)【翻訳文提出日】2024-08-26

(86)【国際出願番号】 CN2022132666

(87)【国際公開番号】W WO2024021374

(87)【国際公開日】2024-02-01

(31)【優先権主張番号】202210886390.1

(32)【優先日】2022-07-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524319176

【氏名又は名称】雲南電網有限責任公司臨滄供電局

(71)【出願人】

【識別番号】524319187

【氏名又は名称】雲南電力試験研究院（集団）有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】楊 修正

(72)【発明者】

【氏名】楊 文呈

(72)【発明者】

【氏名】黄 継盛

(72)【発明者】

【氏名】梁 仕斌

(72)【発明者】

【氏名】李 学妨

【テーマコード（参考）】

5G027

【Ｆターム（参考）】

5G027AA03

5G027AA08

5G027BC20

(57)【要約】

本願は、消弧室の表面処理方法及び消弧装置を提供し、当該方法は、消弧室の外側に消弧室の内蔵シールドケースに等電位的に接続される環状シールドメッシュを１つ嵌設し、それを洗浄し加熱した後、表面にシリコーンゴムを被覆し、ゴム被覆消弧室を得って、続いて前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得って、前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却する。本願は、一方では、環状シールドメッシュを介して環状シールドメッシュの内側のシリコーンゴム表面の電界強度をエポキシ樹脂材料内に導き、シールドによって消弧室の絶縁強度を向上させ、他方では、消弧室の表面のシリコーンゴムに対してプラズマ活性化処理を行い、続いてエポキシ注型を行い、３５ｋＶの固体絶縁消弧室の沿面放電の問題をさらに解決する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

消弧室の外側に消弧室の内蔵シールドケースに等電位的に接続される環状シールドメッシュを１つ嵌設するステップと、
環状シールドメッシュが導入された消弧室を洗浄し加熱した後、表面にシリコーンゴムを被覆し、ゴム被覆消弧室を得るステップと、
前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップと、
前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却するステップと、を含む、ことを特徴とする消弧室の表面処理方法。

【請求項2】

前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップは、
前記ゴム被覆消弧室を７０℃～８０℃の乾燥箱内に１～５時間静置するステップと、
前記被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して研磨処理を行うステップと、
前記ゴム被覆消弧室の表面をアルコールで洗浄した後、前記ゴム被覆消弧室を１００℃～１５０℃の乾燥箱内に２時間静置するステップと、
以上のステップで処理されたゴム被覆消弧室を回転テーブルに置いて軸方向に沿って回転させ、プラズマ放射器によりプラズマ処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップと、を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項3】

前記回転テーブルの回転速度は、５０ｒｐｍである、ことを特徴とする請求項２に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項4】

前記プラズマ放射器のプラズマ噴出口の消弧室の軸方向に沿った移動速度は、１００ｍｍ／ｍｉｎであり、前記プラズマ放射器は、消弧室の軸方向に沿って２回往復移動してスプレーコーティングを完了する、ことを特徴とする請求項２に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項5】

前記プラズマ放射器の噴出口での気流速度は、１０ｍ／ｓである、ことを特徴とする請求項４に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項6】

前記環状シールドメッシュの材料は導電又は半導電材料であり、前記環状シールドメッシュは、１つ又は複数の金属ポストを介して消弧室の内蔵シールドケースに固定的に接続され、前記環状シールドメッシュの中心軸は、消弧室の中心軸と同じ方向である、ことを特徴とする請求項１に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項7】

前記環状シールドメッシュから前記ゴム被覆消弧室のシリコーンゴムの表面までの距離は、５ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項8】

前記固化の温度は、１２０℃であり、固化の時間は、２４ｈである、ことを特徴とする請求項１に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項9】

前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である、ことを特徴とする請求項１に記載の消弧室の表面処理方法。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の消弧室の表面処理方法を用いて製造された消弧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２２年７月２６日に中国知識財産局に出願され、出願番号が２０２２１０８８６３９０．１であり、発明の名称が「消弧室の表面処理方法及び消弧装置」である中国特許出願の優先権を主張し、そのすべての内容が参照により本願に組み込まれる。

【0002】

本願は、電力システムの技術分野に関し、特に消弧室の表面処理方法及び消弧装置に関する。

【背景技術】

【0003】

固体キャビネットは、正式に固体絶縁リングメインユニットと呼ばれ、固体絶縁材料を主絶縁媒体として採用したリングメインユニットであり、真空消弧室及びその導電接続、断路器、接地開閉器、主母線、分岐母線などの主導電回路を単独にし、又は組み合わせた後、固体絶縁媒体で被覆して一定の機能を有し、再び組み合わせ又は拡張可能で、全絶縁、完全密封性能を備える１つ又は複数のモジュールにパッケージし、さらに人が触れるかもしれないモジュール表面を導電又は半導電のシールド層でコーティングし、確実かつ直接に接地させることができる。

【0004】

関連部門がリングメインユニット性能に対してますます高く要求することにつれて、高信頼性の固体キャビネットは、その自体の技術的優位性により、ますます広く注目を集める。現在、１２ｋＶの固体キャビネットの絶縁の技術は既に成熟しているが、３５ｋＶの固体キャビネットは大きな進展がなく、その主な原因は、３５ｋＶの固体絶縁リングメインユニットが商用周波耐電圧９５ｋＶ／１ｍｉｎ及び雷インパルス±１８５ｋＶの両方で異なる程度で破損したことにある。解体することにより、その破損箇所は主に消弧室の周辺に集中し、消弧室の絶縁を試験する時に消弧室の表面に回復不能な絶縁破損が生じたことが分かる。

【0005】

従来技術の消弧室には、通常、シールドシステムが配置され、シールドシステムは、電界分布を均一し、消弧後の隙間の絶縁強度の回復速度を加速し、消弧室の開閉能力を向上させ、ハウジング内面の絶縁を保護するように、消弧室内部にある半円弧状の曲面となるシールドケースを含む。しかしながら、３５ｋＶの固体キャビネットにおける消弧室には、沿面放電がひどく、絶縁破損を引き起こすという問題が依然として存在し、早速に解決する必要がある。

【発明の概要】

【0006】

本願は、従来の３５ｋＶの固体キャビネットにおける消弧室の沿面放電がひどいという問題を解決するために、消弧室の表面処理方法及び消弧装置を提供する。

【0007】

本願の第１の態様に係る消弧室の表面処理方法は、
消弧室の外側に消弧室の内蔵シールドケースに等電位的に接続される環状シールドメッシュを１つ嵌設するステップと、
環状シールドメッシュが導入された消弧室を洗浄し加熱した後、表面にシリコーンゴムを被覆し、ゴム被覆消弧室を得るステップと、
前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップと、
前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却するステップと、を含む。

【0008】

選択可能には、前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップは、
前記ゴム被覆消弧室を７０℃～８０℃の乾燥箱内に１～５時間静置するステップと、
前記被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して研磨処理を行うステップと、
前記ゴム被覆消弧室の表面をアルコールで洗浄した後、前記ゴム被覆消弧室を１００℃～１５０℃の乾燥箱内に２時間静置するステップと、
以上のステップで処理されたゴム被覆消弧室を回転テーブルに置いて軸方向に沿って回転させ、プラズマ放射器によりプラズマ処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得るステップと、を含む。

【0009】

選択可能には、前記回転テーブルの回転速度は、５０ｒｐｍである。

【0010】

選択可能には、前記プラズマ放射器のプラズマ噴出口の消弧室の軸方向に沿った移動速度は、１００ｍｍ／ｍｉｎであり、前記プラズマ放射器は、消弧室の軸方向に沿って２回往復移動してスプレーコーティングを完了する。

【0011】

選択可能には、前記プラズマ放射器の噴出口での気流速度は、１０ｍ／ｓである。

【0012】

選択可能には、前記環状シールドメッシュの材料は導電又は半導電材料であり、前記環状シールドメッシュは、１つ又は複数の金属ポストを介して消弧室の内蔵シールドケースに固定的に接続され、前記環状シールドメッシュの中心軸は、消弧室の中心軸と同じ方向である。

【0013】

選択可能には、前記環状シールドメッシュから前記ゴム被覆消弧室のシリコーンゴムの表面までの距離は、５ｍｍ以上である。

【0014】

選択可能には、前記固化の温度は、１２０℃であり、固化の時間は、２４ｈである。

【0015】

選択可能には、前記エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂である。

【0016】

本願の第２の態様は、本願の第１の態様に係消弧室の表面処理方法により製造された消弧装置を提供する。

【0017】

以上の技術案から分かるように、本願は、消弧室の外側に消弧室の内蔵シールドケースに等電位的に接続される環状シールドメッシュを１つ嵌設し、それを洗浄し加熱した後、表面にシリコーンゴムを被覆し、ゴム被覆消弧室を得って、続いて前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得って、前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却する。本願は、一方では、環状シールドメッシュを介して環状シールドメッシュの内側のシリコーンゴム表面の電界強度をエポキシ樹脂材料内に導き、シールドによって消弧室の絶縁強度を向上させる。本願は、他方では、消弧室の表面のシリコーンゴムに対してプラズマ活性化処理を行い、続いてエポキシ注型を行い、３５ｋＶの固体絶縁消弧室の沿面放電の問題をさらに解決する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本願の実施例に係る消弧室の表面処理方法のフローチャートである。

【図2】本願の実施例に係る環状シールドメッシュの構造の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施例における図面を参照して、本発明の実施例における技術案を明確で完全に説明し、明らかに、説明された実施例は、すべての実施例ではなく、本発明の実施例の一部にすぎない。本発明における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない前提で得た全ての他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。

【0020】

図１を参照し、本願の実施例の第１の態様に係る消弧室の表面処理方法は、ステップＳ１からステップＳ４を含む。

【0021】

Ｓ１において、消弧室１０の外側に環状シールドメッシュ２０を１つ嵌設する。

【0022】

図１を参照し、本願の実施例は、まず消弧室１０の外側に環状シールドメッシュ２０を１つ嵌設し、当該環状シールドメッシュ２０は、導電又は半導電材料を採用し、当該環状シールドメッシュ２０の中心軸は、消弧室１０の中心軸と同じ方向である。前記環状シールドメッシュ２０は、消弧室１０の内蔵シールドケース１１に等電位的に接続される。

【0023】

選択可能には、本願の実施例は、溶接により１つ又は複数の金属ポスト２１を介して環状シールドメッシュ２０を消弧室の内蔵シールドケース１１に固定的に接続し、溶接が完了した後、マルチメータを用いて環状シールドメッシュ２０と消弧室１０の内蔵シールドケース１１との等電位的な接続を確認する。

【0024】

選択可能には、本願の実施例の環状シールドメッシュ２０の軸方向に沿った幅は、４３ｍｍであり、環状シールドメッシュ２０の一側辺から金属ポストまでの距離は、１５ｍｍである。

【0025】

Ｓ２において、上記ステップで得られたものを洗浄し加熱した後、表面にシリコーンゴム３０を被覆し、ゴム被覆消弧室を得る。

【0026】

環状シールドメッシュ２０が導入された消弧室を、無水アルコールで表面を洗浄して、加熱し、温度が８０℃±５℃に設定された乾燥箱内に２０ｍｉｎ静置する。静置後にゴム被覆工程を行い、ゴム被覆消弧室を得る。ゴム被覆消弧室の外側には、１層のシリコーンゴム３０が被覆される。

【0027】

本願の実施例の環状シールドメッシュ２０から前記ゴム被覆消弧室のシリコーンゴム３０の表面までの距離は、５ｍｍ以上である。図２を参照して、一部の好ましい実施例では、環状シールドメッシュ２０から前記ゴム被覆消弧室のシリコーンゴム３０の表面までの距離は、５ｍｍである。

【0028】

Ｓ３において、前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴム３０に対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得る。

【0029】

従来技術の消弧室の表面のシリコーンゴムに対する処理は、一般的に、その表面にカップリング剤を塗布することに限定され、カップリング剤塗布による製造方法は、３５ｋＶの固体絶縁部材の製造要件を満たすことができず、カップリング剤塗布を採用した固体絶縁部材は、消弧室表面の沿面放電がひどく、通常、絶縁効果が得られない。本願の実施例は、シリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化処理後にエポキシ樹脂注型を行って製造する。

【0030】

本願の実施例は、ゴム被覆工程を完了した後、活性化処理を行い、活性化処理のステップは、以下のステップＳ３０１からステップＳ３０４を含む。

【0031】

ステップＳ３０１において、前記ゴム被覆消弧室を７０℃～８０℃の乾燥箱内に１～５時間静置する。

【0032】

ステップＳ３０２において、前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴム３０に対して研磨処理を行う。選択可能には、サンドブラスト又はショットブラストを採用し、例えば、２０メッシュのスチールグリットを用いて１５分間ブラストする。

【0033】

ステップＳ３０３において、前記ゴム被覆消弧室の表面をアルコールで洗浄した後、前記ゴム被覆消弧室を１００℃～１５０℃の乾燥箱内に２時間静置する。選択可能には、前記ゴム被覆消弧室を１２０℃の乾燥箱内に２時間放置する。

【0034】

ステップＳ３０４において、以上のステップで処理されたゴム被覆消弧室を回転テーブル４０に置いて軸方向に沿って回転させ、さらにプラズマ放射器５０によりプラズマ処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得る。

【0035】

選択可能には、当該回転テーブル４０の回転速度は、５０ｒｐｍである。

【0036】

選択可能には、当該プラズマ放射器５０のプラズマ噴出口から消弧室のシリコーンゴム３０の表面までの距離は、１５ｍｍであり、プラズマ噴出口の消弧室の軸方向に沿った移動速度は、１００ｍｍ／ｍｉｎであり、前記プラズマ放射器５０は、消弧室の軸方向に沿って２回往復移動してスプレーコーティングを完了する。

【0037】

選択可能には、当該プラズマ放射器５０の噴出口での気流速度は、１０ｍ／ｓである。

【0038】

Ｓ４において、前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却する。

【0039】

ゴム被覆消弧室にプラズマスプレーコーティングを行った後、エポキシ樹脂注入工程を行い、本願の実施例は、ゴム被覆消弧室のシリコーンゴム３０が活性化された後の４時間以内にエポキシ樹脂の注入を完了し、ここで、エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を採用し、注入完了後、温度が１２０℃の乾燥箱内に２４ｈ固化し、その後自然冷却する。

【0040】

本願の実施例は、環状シールドメッシュを介して環状シールドメッシュの内側のシリコーンゴム表面の電界強度をエポキシ樹脂材料内に導き、シールドによって消弧室の絶縁強度を向上させる。消弧室の表面のシリコーンゴムに対してプラズマ活性化処理を行い、続いてエポキシ注型を行うことで、製品の合格率を向上させ、３５ｋＶの固体絶縁消弧室の沿面放電の問題をさらに解決し、高圧スイッチキャビネットのような絶縁機器の生産及び製造分野に広く活用されることができる。

【0041】

本願の実施例の第２の態様は、本願の実施例の第１の態様に係る消弧室の表面処理方法を用いて製造された消弧装置を提供する。本願の実施例は、消弧装置製品を５つ製造し、このバッチの製品の電気的特性が合格であり、設計要件を満たす。

【0042】

以上の技術案から分かるように、本願の実施例は、消弧室の外側に消弧室の内蔵シールドケースに等電位的に接続される環状シールドメッシュを１つ嵌設し、それを洗浄し、加熱した後、表面にシリコーンゴムを被覆し、ゴム被覆消弧室を得って、続いて前記ゴム被覆消弧室の表面のシリコーンゴムに対して活性化処理を行い、活性化されたゴム被覆消弧室を得って、前記活性化されたゴム被覆消弧室にエポキシ樹脂を注入し、固化し、その後自然冷却する。本願の実施例は、一方では、環状シールドメッシュを介して環状シールドメッシュの内側のシリコーンゴム表面の電界強度をエポキシ樹脂材料内に導き、シールドによって消弧室の絶縁強度を向上させる。本願の実施例は、他方では、消弧室の表面のシリコーンゴムに対してプラズマ活性化処理を行い、続いてエポキシ注型を行い、３５ｋＶの固体絶縁消弧室の沿面放電の問題をさらに解決する。

【図1】

【図2】

【国際調査報告】