CN106471689A - 气体绝缘电气设备以及气体绝缘电气设备的制造方法 - Google Patents

Abstract

具备：容器，填充绝缘气体；高压导体(3)，配置在容器的内部，被施加规定的电压；以及绝缘支承部件，针对容器绝缘支承高压导体(3)。高压导体(3)被第1电介质膜(6)覆盖，第1电介质膜(6)包括：第1主面(6A)，在容器的内部露出；以及第2主面(6B)，位于与第1主面(6A)相反的一侧，与高压导体(3)相接，在第1电介质膜(6)中形成有从第1主面(6A)达至第2主面(6B)的贯通孔(6H)。在贯通孔(6H)的内周面，以至少使贯通孔(6H)的孔径小于气体绝缘电气设备的使用状态下的电子雪崩的直径的方式形成有第1包覆膜(7)。

Description

气体绝缘电气设备以及气体绝缘电气设备的制造方法

技术领域

本发明涉及气体绝缘电气设备以及气体绝缘电气设备的制造方法，特别涉及在被施加高压的导体的表面形成有用于抑制放电的电介质膜的气体绝缘电气设备以及气体绝缘电气设备的制造方法。

背景技术

气体绝缘开闭装置是具有收纳断路器、切断器等的多个容器，并将连结这些容器彼此的构造物连接于送电线的结构。在上述容器内，通常配置有供给高的电力的导体部件。为了抑制在容器内被供给上述高的电力的导体部件未意图地与其它区域(特别是容器)导电，在容器内填充有绝缘性气体(绝缘介质)、或者用作为绝缘性的部件的绝缘支承部件(绝缘隔件)在容器内支承导体部件。通过这样的构造，气体绝缘开闭装置的该导体部件免受外界的影响，所以气体绝缘开闭装置的可靠性、安全性变高、并且向环境的负荷降低。

作为一般在气体绝缘电气设备中使用的上述绝缘性气体，可以举出六氟化硫气体(SF₆气体)、干燥空气、氮气、二氧化碳、氟化碳(CF₄)、碘甲烷(CHI₃)、氟乙烷(C₂F₆)、氟丙烷(C₃F₈)等或者组合这些气体的混合气体等。特别是六氟化硫气体具有空气的约3倍的绝缘强度，所以通过在气体绝缘电气设备中作为绝缘性气体使用六氟化硫气体，能够在维持绝缘性能、切断性能的同时，缩短高压部与接地电极之间的距离，能够使气体绝缘电气设备小型化。

另外，在气体绝缘电气设备中，为了提高绝缘性能、切断性能，通常将如上所述的绝缘性气体加压至大气压以上而使用。因此，为了使气体密闭且均等地保持绝缘距离，采用与作为上述密闭容器的圆筒形状的罐处于同轴上的同样地做成圆筒形状的高压导体。

在气体绝缘电气设备中，当作为高压导体等高电场部的电极的面积变大时，损坏电场下降的电极面积效果变得显著。该现象在如气体绝缘电气设备那样成为某一定以上的高电场的电场部存在于整个几千mm²～几十万mm²以上的电极面积的情况下表现得特别显著。为了消除电极面积效果的影响而提高耐压，针对电极形成具有电绝缘性的覆膜(绝缘覆膜)是普遍的。

在电极表面，一般形成有μm等级的凹凸，但通过在该电极表面上形成绝缘覆膜，能够抑制从凸部的顶部发生的电场放出电子，且能够缓和向凸部的顶部的电场集中。其结果，能够抑制在电极附近发生放电，气体绝缘电气设备的耐压提高。

在日本特开昭62－141909号公报(专利文献1)中，记载了如下内容：利用高压导体一般是铝制这一情况，将通过对高压导体进行阳极氧化处理而形成的电介质膜(防蚀铝膜)用作绝缘覆膜。

专利文献1：日本特开昭62－141909号公报

发明内容

但是，在通过阳极氧化处理形成的电介质膜中形成有贯通孔。因此，在以往的气体绝缘电气设备中，在贯通孔的内部无法抑制电子从电极(高压导体)放出，难以充分地抑制放电。因此，难以得到绝缘可靠性高的气体绝缘电气设备。

本发明是为了解决如上所述的课题而完成的。本发明的主要的目的在于提供绝缘可靠性高的气体绝缘电气设备。

本发明涉及的气体绝缘电气设备具备：容器，填充绝缘气体；高压导体，配置在所述容器的内部，被施加规定的电压；以及绝缘支承部件，针对所述容器绝缘支承所述高压导体。所述高压导体被第1电介质膜覆盖，所述第1电介质膜包括：第1主面，在所述容器的内部露出；以及第2主面，位于与所述第1主面相反的一侧，与所述高压导体相接，在所述第1电介质膜中，形成有从所述第1主面达至所述第2主面的贯通孔。在所述贯通孔的内周面，以至少使所述贯通孔的孔径小于所述气体绝缘电气设备的使用状态下的电子雪崩的直径的方式形成有第1包覆膜。

根据本发明，能够提供绝缘可靠性高的气体绝缘电气设备。

附图说明

图1是用于说明实施方式1的气体绝缘电气设备的图。

图2是用于说明实施方式1的气体绝缘电气设备中的第1电介质膜和第1包覆膜的图。

图3是用于说明实施方式1的气体绝缘电气设备中的第2电介质膜和第2包覆膜的图。

图4是示出实施方式1的气体绝缘电气设备的绝缘损坏电压和以往的气体绝缘电气设备的绝缘损坏电压的图表。

图5是用于说明实施方式1的气体绝缘电气设备的制造方法的流程图。

图6是用于说明实施方式2的气体绝缘电气设备中的第1电介质膜和第1包覆膜的图。

图7是用于说明以往的气体绝缘电气设备中的作为绝缘覆膜的防蚀铝膜的图。

图8是用于说明实施方式2的气体绝缘电气设备第2电介质膜和第2包覆膜的图。

图9是示出气体绝缘电气设备的相对贯通孔的孔径的耐压性能的图表。

图10是用于说明实施方式3的气体绝缘电气设备的图。

图11是用于说明实施方式3的气体绝缘电气设备的图。

图12是用于说明实施方式1～3的气体绝缘电气设备的变形例的图。

符号说明

1：气体绝缘电气设备；2：容器；3：高压导体；3A、5A、14A、15A：表面；4：绝缘支承部件；5：电场缓和屏蔽件；6：第1电介质膜；6A：第1主面；6B：第2主面；6H：第1贯通孔；6C：内周面；7：第1包覆膜；8：第2电介质膜；8A：第3主面；8B：第4主面；8H：第2贯通孔；8C：内周面；9：第2包覆膜；10：断路器；11：固定侧电极；12：可动侧电极；13：可动式导体；14：第2电场缓和屏蔽件；15：第3电场缓和屏蔽件；16：第3电介质膜；16A：第5主面；16B：第6主面；16H：第3贯通孔；16C：内周面；17：爪状接触部；18：第3包覆膜。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，在以下的实施方式的说明中，对图中的同一或者相当部分附加同一符号，不重复其说明。

(实施方式1)

参照图1以及图2，说明实施方式1的气体绝缘电气设备1。实施方式1的气体绝缘电气设备1具备填充绝缘性气体G的容器2、配置在容器2的内部并被施加规定的电压的高压导体3以及针对容器2绝缘支承高压导体3的绝缘支承部件4。

图1所示的气体绝缘电气设备1以被夹持在例如图1中的位于左侧的切断器与图1中的位于右侧的断路器之间的方式连接。

构成容器2的材料是具有导电性的任意的金属即可。容器2具有圆筒状的外形，被接地而固定为接地电位。容器2在轴向的两端具有接缝部。容器2的切断器侧的接缝部在相互之间夹持绝缘支承部件4，与切断器的金属容器的接缝部连接。容器2的断路器侧的接缝部在相互之间夹持其它绝缘支承部件4，与断路器的金属容器的接缝部连接。

高压导体3与配置在气体绝缘电气设备1的内部的切断器(未图示)、断路器(未图示)等结构设备电连接。构成高压导体3的材料能够采用具有导电性的任意的材料，是例如铝(Al)、铝合金。

高压导体3与容器2同轴配置。具体而言，高压导体3以在容器2的中心轴上延伸的方式设置成大致圆柱状。高压导体3通过绝缘支承部件4定位。

在高压导体3的轴向的两端形成有被绝缘支承部件4支承的连结部。高压导体3的连结部以及位于其附近的部分被电场缓和屏蔽件5包围。高压导体3的切断器侧的连结部与设置于切断器的高压导体3的连结部连结。高压导体3的断路器侧的连结部与设置于断路器的高压导体3的连结部连结。在位于高压导体3的切断器侧的连结部与高压导体3的断路器侧的连结部之间的高压导体3的表面3A(参照图2)上形成有第1电介质膜6。此时，电场缓和屏蔽件5形成为与形成在表面3A上的第1电介质膜6隔开规定的间隔而对置。

绝缘支承部件4在高压导体3的延伸方向的一方侧具有凸面并在另一方侧具有凹面。另外，绝缘支承部件4在径向的端部处具有平坦部。而且，绝缘支承部件4在中心部具有开口。

绝缘支承部件4的平坦部夹持在容器2的接缝部与切断器的金属容器的接缝部或者断路器的金属容器的接缝部之间。由此，绝缘支承部件4相对容器2固定。构成绝缘支承部件4的材料采用任意的绝缘材料即可。

绝缘支承部件4的开口与高压导体3的连结部嵌合。由此，绝缘支承部件4支承高压导体3。绝缘支承部件4的开口被高压导体3密闭。在由容器2、绝缘支承部件4以及高压导体3包围的空间内，封入绝缘性气体G。

绝缘性气体G采用任意的绝缘性气体即可，是从例如六氟化硫气体(SF₆气体)、干燥空气、氮气、二氧化碳、氟化碳(CF₄)、碘甲烷(CHI₃)、氟乙烷(C₂F₆)、氟丙烷(C₃F₈)等或者组合这些气体的混合气体选择的一个。

构成电场缓和屏蔽件5的材料是具有导电性的任意的材料即可，是例如Al、铝合金。在电场缓和屏蔽件5中，在位于与高压导体3对置的面的相反侧的面形成有第2电介质膜8。

接下来，说明第1电介质膜6、形成在第1电介质膜6上的第1包覆膜7(参照图2)、第2电介质膜8以及形成在第2电介质膜8上的第2包覆膜9(参照图3)。

第1电介质膜6如上所述形成为覆盖高压导体3的表面3A。构成第1电介质膜6的材料采用具有电绝缘性的任意的材料即可，是例如氧化铝。具体而言，第1电介质膜6是例如通过对由铝构成的高压导体3实施阳极氧化处理而形成的防蚀铝。

第1电介质膜6包括在容器2的内部露出的第1主面6A和位于与第1主面6A相反的一侧并与高压导体3相接的第2主面6B。在第1电介质膜6中形成有从第1主面6A达至第2主面6B的多个第1贯通孔6H。多个第1贯通孔6H中的邻接的第1贯通孔6H相互隔开规定的间隔而形成。

第1贯通孔6H的内周面6C形成为隔着第1贯通孔6H的内部空间相互对置，但关于此时的内周面6C之间的最大距离H1(参照图2)，在第1电介质膜6由防蚀铝构成的情况下，是10nm以上且几百nm以下左右。第1贯通孔6H形成为例如第1主面6A上的平面形状是六边形形状，且内周面6C相对第1主面6A以及第2主面6B在垂直方向上延伸。

在第1贯通孔6H的内周面6C以及在第1贯通孔6H的内部露出的高压导体3的表面3A上，形成有第1包覆膜7。第1包覆膜7也可以形成为覆盖第1主面6A以及第1贯通孔6H的内周面6C。构成第1包覆膜7的材料采用具有电绝缘性的任意的材料即可，是例如氧化铝的水合物。具体而言，第1包覆膜7是通过针对由防蚀铝构成的第1电介质膜6实施任意的封孔处理而形成的氧化铝的水合物。第1包覆膜7的膜厚比例如第1电介质膜6的膜厚薄。

同样地，电场缓和屏蔽件5的位于和与高压导体3对置的面相反的一侧的面被第2电介质膜8覆盖。第2电介质膜8具有与第1电介质膜6同样的结构。即，构成第2电介质膜8的材料采用具有电绝缘性的任意的材料即可，是例如氧化铝。具体而言，第2电介质膜8是例如通过对由铝构成的电场缓和屏蔽件5实施阳极氧化处理而形成的防蚀铝。

第2电介质膜8包括在容器2的内部露出的第3主面8A和位于与第3主面8A相反的一侧并与电场缓和屏蔽件5相接的第4主面8B。在第2电介质膜8中形成有从第3主面8A达至第4主面8B的第2贯通孔8H。

参照图3，第2贯通孔8H的内周面8C形成为隔着第2贯通孔8H的内部空间而相互对置，但关于此时的内周面8C之间的最大距离H3(参照图3)，在第2电介质膜8由防蚀铝构成的情况下是几十nm以上且几百nm以下左右。第2贯通孔8H形成为例如第3主面8A上的平面形状是六边形形状，内周面8C相对第3主面8A以及第4主面8B在垂直方向上延伸。

在第2贯通孔8H的内周面8C以及在第2贯通孔8H的内部露出的电场缓和屏蔽件5的表面5A上，形成有第2包覆膜9。第2包覆膜9也可以形成为覆盖第3主面8A以及第2贯通孔8H的内周面8C。构成第2包覆膜9的材料采用具有电绝缘性的任意的材料即可，是例如氧化铝的水合物。具体而言，第2包覆膜9是通过针对由防蚀铝构成的第2电介质膜8实施任意的封孔处理而形成的氧化铝的水合物。第2包覆膜9的膜厚比例如第2电介质膜8的膜厚薄。

接下来，参照图5，说明实施方式1的气体绝缘电气设备1的制造方法。

在实施方式1的气体绝缘电气设备1的制造方法中，首先准备高压导体3等(工序(S10))。具体而言，准备填充绝缘气体的容器2、配置在容器2的内部并被施加规定的电压的高压导体3、针对容器2绝缘支承高压导体3的绝缘支承部件4以及电场缓和屏蔽件5。

接下来，用第1电介质膜6覆盖高压导体3(工序(S20))。用第1电介质膜6覆盖高压导体3的方法能够采用任意的方法，例如通过针对由Al构成的高压导体3实施阳极氧化处理，形成由防蚀铝构成的第1电介质膜6。阳极氧化处理能够通过将高压导体3浸渍于硫酸水溶液、磷酸水溶液或者铬酸水溶液、草酸水溶液等电解液来作为阳极、将在该电解液中浸渍的其它电极作为阴极并对它们通电而进行。由此，高压导体3的表面通过在电解液中产生的氧被氧化而形成防蚀铝。另外，由防蚀铝构成的第1电介质膜6形成在与高压导体3的最初的表面相比位于高压导体3的内侧的区域，并且还形成在与该最初的表面相比位于高压导体3的外侧的区域。即，形成第1电介质膜6之后的高压导体3的表面3A与高压导体3的最初的表面(形成第1电介质膜6之前的表面)相比形成在高压导体3的内侧。

同样地，用第2电介质膜8覆盖电场缓和屏蔽件5。用第2电介质膜8覆盖电场缓和屏蔽件5的方法能够采用任意的方法，能够与用第1电介质膜6覆盖高压导体3的方法同样地进行，能够采用例如上述阳极氧化处理。此时，通过实施在电场缓和屏蔽件5处不对与高压导体3对置的面供给氧那样的任意的处理，能够仅在位于和与高压导体3对置的面相反的一侧的面形成第2电介质膜8。

这样，能够用第1电介质膜6覆盖高压导体3，另外，能够用第2电介质膜8覆盖电场缓和屏蔽件5。此时，在第1电介质膜6中，隔开规定的间隔地形成有多个第1贯通孔6H。另外，在第2电介质膜8中，隔开规定的间隔地形成有多个第2贯通孔8H。

接下来，在形成于第1电介质膜6的第1贯通孔6H内形成第1包覆膜7(工序(S30))。具体而言，通过针对第1电介质膜6实施封孔处理，在形成于第1电介质膜6的第1贯通孔6H的内周面6C以及在第1贯通孔6H的内部露出的高压导体3的表面3A上形成第1包覆膜7。第1包覆膜7的形成方法能够采用任意的封孔处理方法，例如能够通过针对配置在压力容器内的高压导体3以及第1电介质膜6，将加压至规定的压力的蒸气供给规定的时间，从而在第1贯通孔6H的内部以及第1电介质膜6的第1主面6A上被供给加压蒸气，能够在第1贯通孔6H的内周面6C、在第1贯通孔6H内露出的高压导体3的表面3A以及第1主面6A上，形成由氧化铝水合物构成的第1包覆膜7。此时供给的蒸气的压力是例如2个大气压以上且5个大气压以下左右。

另外，形成第1包覆膜7的方法不限于利用加压蒸气的封孔处理，例如也可以通过使高压导体3以及第1电介质膜6在沸水中浸渍规定的时间而形成第1包覆膜7。或者，也可以通过在硫酸镍水溶液、醋酸镍水溶液或者氟化镍水溶液中使例如高压导体3以及第1电介质膜6浸渍规定的时间而形成第1包覆膜7。在形成第1包覆膜7时使用的溶液也可以是例如与从包括锌、锰、钴、铬、钙、镁、钡、锂、铈以及锆的群选择的至少1个形成醋酸盐的水溶液。另外，除了醋酸盐以外，在形成第1包覆膜7时使用的溶液还可以是例如形成3价铬酸盐、铈盐、钇盐、锂盐等的水溶液。

同样地，在形成于第2电介质膜8的第2贯通孔8H内形成第2包覆膜9。具体而言，通过针对电场缓和屏蔽件5以及第2电介质膜8实施如上所述的封孔处理，能够如图3所示在形成于第2电介质膜8的第2贯通孔8H的内周面8C以及在第2贯通孔8H的内部露出的电场缓和屏蔽件5的表面5A上形成第2包覆膜9。

接下来，说明实施方式1的气体绝缘电气设备1的作用效果。在实施方式1的气体绝缘电气设备1中，以覆盖高压导体3的方式形成的第1电介质膜6的第1贯通孔6H被第1包覆膜7封孔。从不同的观点来说，在实施方式1的气体绝缘电气设备1中，高压导体3的表面3A被第1电介质膜6或者第1包覆膜7覆盖。因此，当在气体绝缘电气设备1的使用状态下对高压导体3施加高压时，也能够通过第1电介质膜6或者第1包覆膜7在表面3A整体防止电子从高压导体3的表面3A放出。由此，从高压导体3放出的电子不会被通过流过高压导体3的电流而在其周围形成的电场加速而发生电子雪崩。因此，这样的气体绝缘电气设备1的放电被充分地抑制，绝缘可靠性高。

即，在实施方式1的气体绝缘电气设备1中，即使在高压导体3的表面3A上形成有具有第1贯通孔6H的第1电介质膜6的情况、表面3A从第1贯通孔6H的内部露出的情况下，由于第1贯通孔6H被第1包覆膜7覆盖，所以高压导体3的表面3A仍不会在容器2的内部露出而与绝缘性气体G接触。由此，能够抑制由于电子从高压导体3的表面3A放出而导致发生放电。

图4示出实施方式1的气体绝缘电气设备1以及以往的气体绝缘电气设备的绝缘损坏电压、即通过对高压导体施加电压而气体绝缘电气设备发生绝缘损坏时的电压的大小关系。在图4中，试样1是实施方式1的气体绝缘电气设备1，试样2作为以往的气体绝缘电气设备而具备被防蚀铝包覆的高压导体，试样3作为以往的气体绝缘电气设备具备未被防蚀铝包覆的高压导体。图4的纵轴表示将试样3的损坏电压设为1时的损坏电压的比例。如图4所示，关于试样1的损坏电压，确认了能够增高至试样3的损坏电压的1.4倍。关于试样2的损坏电压，确认了由于高压导体被防蚀铝包覆，从而高至试样3的损坏电压的1.15倍左右，但损坏电压比试样1低。即，确认了实施方式1的气体绝缘电气设备1的绝缘损坏电压比以往的气体绝缘电气设备高，耐压性能格外提高。

另外，有时还在阳极氧化的处理的阶段中在贯通孔形成被称为阻挡层的薄的膜，但是是几水平的膜，无法完全抑制金属电子从高压导体3放出，所以与完全贯通的情况同样地，通过封孔处理，发挥耐压效果作用。

(实施方式2)

实施方式2的气体绝缘电气设备1具备与实施方式1的气体绝缘电气设备1基本上同样的结构，但不同的点在于在第1贯通孔6H的内周面6C，以使第1贯通孔6H的孔径H2小于气体绝缘电气设备1的使用状态下的电子雪崩的直径W的方式，形成有第1包覆膜7。即，不同的点在于在第1电介质膜6的第1贯通孔6H的内部，未形成为第1包覆膜7覆盖高压导体3的表面3A。另外，在本申请说明书等中，贯通孔的孔径是指，在与贯通孔的孔轴方向垂直的方向上，与贯通孔的外部的空间连接的贯通孔的内部空间的最大宽度。因此，当在内周面6C形成有第1包覆膜7的情况下，贯通孔的孔径是指，第1包覆膜7隔着该内部空间而对置的距离，在未形成第1包覆膜7的以往的气体绝缘电气设备中，贯通孔的孔径是指，内周面隔着该空间而对置的距离。

参照图6以及图7，在第1贯通孔6H的内部第1包覆膜7以及高压导体3面对的内部空间与在容器2内部填充有绝缘性气体G的空间连接。在本说明书中，将形成在内周面6C上的第1包覆膜7隔着该内部空间而对置的间隔H2(参照图6)称为第1贯通孔6H的孔径，作为表示沿着高压导体3的表面3A(或者第1主面6A)的方向上的该内部空间的宽度的指标。

第1包覆膜7形成为在第1贯通孔6H的内周面6C，至少第1贯通孔6H的孔径H2成为气体绝缘电气设备1的使用状态下的电子雪崩的直径W(参照图7)以下。即，第1贯通孔6H的内部空间的宽度形成为是在气体绝缘电气设备1的使用状态下有可能发生的电子雪崩的直径W以下。另外，关于第1贯通孔6H的孔径H2与电子雪崩的直径W的关系的详细内容后述。

参照图8，在第2贯通孔8H的内部第2包覆膜9面对的内部空间与在容器2内部填充有绝缘性气体G的空间连接。在本说明书中，将形成在内周面8C上的第2包覆膜9隔着该内部空间而对置的间隔H4(参照图8)称为第2贯通孔8H的孔径，作为表示沿着电场缓和屏蔽件5的表面的方向上的该内部空间的宽度的指标。

第2包覆膜9形成为在第2贯通孔8H的内周面8C，至少第2贯通孔8H的孔径H4成为气体绝缘电气设备1的使用状态下的电子雪崩的直径W(参照图7)以下。即，形成为第2贯通孔8H的内部空间的宽度成为在气体绝缘电气设备1的使用状态下有发生危险的电子雪崩的直径W以下。另外，关于第2贯通孔8H的孔径H4与电子雪崩的直径W的关系的详细内容后述。

此时，如上所述，第1包覆膜7以至少使第1贯通孔6H的孔径H2成为电子雪崩的直径W以下的方式，在第1贯通孔6H的内周面6C形成。另外，如上所述，第2包覆膜9以至少使第2贯通孔8H的孔径H4成为电子雪崩的直径W以下的方式，在第2贯通孔8H的内周面8C形成。第1电介质膜6的膜厚形成为与高压导体3的表面3A相比，第1电介质膜6的第1主面6A位于高压导体3的外侧，且只要能够防止电子从表面3A向容器2内放出，则做成任意的膜厚即可。

接下来，说明实施方式2的气体绝缘电气设备的制造方法。实施方式2的气体绝缘电气设备的制造方法具备与实施方式1的气体绝缘电气设备的制造方法基本上同样的结构，但能够使形成第1包覆膜7、第2包覆膜9时的条件、例如供给针对高压导体3、电场缓和屏蔽件5的加压蒸气的时间缩短化。或者，能够使高压导体3、电场缓和屏蔽件5向沸水的浸渍时间缩短化。即使这样，仍能够得到能够充分地抑制放电的实施方式2的气体绝缘电气设备1。

接下来，说明实施方式2的气体绝缘电气设备1中的第1贯通孔6H的孔径H2与电子雪崩的直径W的关系、以及第2贯通孔8H的孔径H4与电子雪崩的直径W的关系。此处，电子雪崩的直径W是电子雪崩达到流光(streamer transition condition)转移条件(电子数成为某一定数量、例如10⁸个以上的条件)时的电子雪崩的直径，能够通过下述式计算。

[式1]

扩散系数De是电子的扩散系数，电子速度Ve是电子的漂移速度，进展距离X是达到流光转移条件时的电子雪崩的距离。电子雪崩在形成电子雪崩之后电场作用的期间发展至达到流光转移条件，所以进展距离X成为发展至达到流光转移条件的电子雪崩的距离。进展距离X根据形成电子雪崩的环境而不同，例如在大气中是10μm左右，但在CO₂环境下比大气中的进展距离短，在被加压的SF₆气体环境中进一步变短而是100nm以下。即，被加压的SF₆气体环境中的进展距离成为与形成于防蚀铝的贯通孔的孔径(在该情况下是内周面间的距离。几十nm以上且几百nm以下左右)同等的程度以下。在该情况下，电子雪崩无需与贯通孔的侧壁相接就能够发展至达到流光转移条件。即，电子雪崩能够在贯通孔内发展至电子数达到某一定数量、例如10⁸个。由此，电子雪崩转移为流光而引起绝缘损坏，所以难以在贯通孔内抑制电子雪崩所引起的放电。

相对于此，在实施方式2的气体绝缘电气设备1中，即使在第1贯通孔6H的内周面6C之间的最大距离H1、第2贯通孔8H的内周面8C之间的最大距离H3比容器2的内部的绝缘性气体G环境中的电子雪崩的直径长的情况下，也能够防止电子雪崩发展至转移为流光，能够充分地防止放电。具体而言，在实施方式2中，第1包覆膜7以使第1贯通孔6H的孔径H2小于电子雪崩的直径W的方式形成在内周面6C。另外，第2包覆膜9以使第2贯通孔8H的孔径H3小于电子雪崩的直径W的方式形成在内周面8C。由此，虽然电子可能从在第1贯通孔6H的内部露出的高压导体3、在第2贯通孔8H的内部露出的电场缓和屏蔽件5朝向填充有绝缘性气体G的容器2的内部的空间放出，但即使该电子被由高压导体3、电场缓和屏蔽件5形成的电场加速而引起电子雪崩，也能够通过第1包覆膜7、第2包覆膜9阻止电子雪崩发展至达到流光转移条件。

图9示出气体绝缘电气设备1的耐压性能。纵轴表示耐压性能，横轴表示第1贯通孔6H的孔径H2。在第1贯通孔6H的孔径H2小于电子雪崩的直径W的情况下，电子雪崩的发展被形成在第1贯通孔6H内的第1包覆膜7抑制，所以不依赖于第1贯通孔6H的内周面6C之间的最大距离H1而具有高的耐压性能。相对于此，在未形成第1包覆膜7的情况或者第1贯通孔6H的孔径H2是电子雪崩的直径W以上的情况下，电子雪崩不被内周面6C、第1包覆膜7阻止，而反复与中性分子的碰撞电离而发展，转移为流光。

即，在实施方式2的气体绝缘电气设备1中，在第1贯通孔6H、第2贯通孔8H的内部可能产生的电子雪崩在达到流光转移条件之前与第1包覆膜7、第2包覆膜9相接，发展被阻碍。其结果，抑制电子雪崩转移为流光。这样，在实施方式2的气体绝缘电气设备1中，即使发生电子雪崩，仍充分地抑制其所引起的放电发生，与以往的气体绝缘电气设备相比，耐压性能格外提高。

另外，在上述实施方式1中，在第1贯通孔6H被第1包覆膜7封孔的情况、即至少在表面3A上形成有第1包覆膜7的情况下，形成在内周面6C上的第1包覆膜7隔着该内部空间而对置的间隔H2(参照图6)也可以大于电子雪崩的直径W(参照图7)。同样地，在第2贯通孔8H被第2包覆膜9封孔的情况、即至少在表面5A上形成有第2包覆膜9的情况下，形成在内周面8C上的第2包覆膜9隔着该内部空间而对置的间隔H4(参照图8)也可以大于电子雪崩的直径W(参照图7)。

(实施方式3)

接下来，参照图10以及图11，说明实施方式3的气体绝缘电气设备1。实施方式3的气体绝缘电气设备1具备与实施方式1的气体绝缘电气设备1基本上同样的结构，但不同的点在于还具备断路器10，在断路器10中的第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15中，在容器2的内部露出的表面上，形成有第3电介质膜16。

断路器10包括：固定侧电极11；可动侧电极12，与固定侧电极11相离；以及可动式导体13，与可动侧电极12连接，设置成相对固定侧电极11能够相离和相接。固定侧电极11、可动侧电极12以及可动式导体13都具有任意的结构即可，也可以具有与以往的气体绝缘电气设备同样的结构。另外，实施方式1的气体绝缘电气设备1中的多个高压导体3中的1个导体部分连接于固定侧电极11，另1个导体部分连接于可动侧电极12。

在固定侧电极11设置有爪状接触部17。爪状接触部17设置成能够针对可动式导体13的外周面以规定的力按压。固定侧电极11与可动式导体13的电连接通过使爪状接触部17以夹着可动式导体13的方式与可动式导体13的外周面接触而进行。

在断路器10中，在固定侧电极11以及可动侧电极12的周围，为了减小电位梯度而分别形成有第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15。在使可动式导体13与固定侧电极11连接时的连接部，以包围在容器2的内部露出的部分的方式设置有第2电场缓和屏蔽件14。即，第2电场缓和屏蔽件14形成为包围爪状接触部17。

同样地，在可动式导体13与可动侧电极12的连接部，以包围在容器2的内部露出的部分的方式设置有第3电场缓和屏蔽件15。第2电场缓和屏蔽件14与固定侧电极11电连接。第3电场缓和屏蔽件15与可动侧电极12电连接。构成第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15的材料能够采用具有导电性的任意的材料，是例如Al、铝合金。

在第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15中，在容器2的内部露出的表面上，形成有第3电介质膜16。第3电介质膜16包括在容器2的内部露出的第5主面16A和位于与第5主面16A相反的一侧并与第2电场缓和屏蔽件14或者第3电场缓和屏蔽件15相接的第6主面16B。构成第3电介质膜16的材料能够采用具有电绝缘性并且具有耐热性的任意的材料，是例如氧化铝。具体而言，第3电介质膜16是例如通过对由铝构成的第2电场缓和屏蔽件14或者第3电场缓和屏蔽件15实施阳极氧化处理而形成的防蚀铝。

在第3电介质膜16中形成有从第5主面16A达至第6主面16B的第3贯通孔16H，在第3贯通孔16H的内周面16C，以至少使第3贯通孔16H的孔径H5小于气体绝缘电气设备1的使用状态下的电子雪崩的直径W的方式，形成有第3包覆膜18。即，第3包覆膜18与实施方式1中的第1包覆膜7、第2包覆膜9同样地，也可以通过第3包覆膜18对第3贯通孔16H进行封孔。另外，第3包覆膜18与实施方式2中的第1包覆膜7、第2包覆膜9同样地，也可以形成为形成在第3贯通孔16H的内周面16C上的第3包覆膜18相互对置的间隔小于电子雪崩的直径W。

构成第3包覆膜18的材料采用具有电绝缘性且具有耐热性的任意的材料即可，是例如氧化铝的水合物。具体而言，第3包覆膜18是通过针对由防蚀铝构成的第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15实施任意的封孔处理而形成的氧化铝的水合物。第3包覆膜18的膜厚比例如第3电介质膜16的膜厚薄。

在断路器10的切断动作时，在固定侧电极11与可动式导体13之间产生高温的电弧。该电弧有时达至第2电场缓和屏蔽件14、第3电场缓和屏蔽件15的表面。在该情况下，有时在第2电场缓和屏蔽件14、第3电场缓和屏蔽件15的表面形成微小的突起，断路器10的耐压下降。

相对于此，在实施方式3的气体绝缘电气设备1中，在第2电场缓和屏蔽件14、第3电场缓和屏蔽件15的表面上，形成有具有电绝缘性且具有耐热性的第3电介质膜16以及第3包覆膜18中的至少任意个。因此，第2电场缓和屏蔽件14、第3电场缓和屏蔽件15的表面不会由于电弧而受到损伤，所以与以往的断路器相比，能够提高耐压性能，并且能够得到绝缘可靠性高的断路器。

另外，在实施方式3的气体绝缘电气设备1中，第3包覆膜18也可以具备与实施方式2的气体绝缘电气设备1中的第1包覆膜7同样的结构。即使这样，也能够起到与实施方式3的气体绝缘电气设备1同样的效果。

参照图12，关于实施方式1～实施方式3的高压导体3，其表面3A也可以具有凹凸。在该情况下，以使表面3A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第1电介质膜6的第1主面6A相比位于高压导体3的内侧的方式，形成有第1电介质膜6。即，表面3A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第1主面6A相比未向高压导体3的外侧突出。此时，在例如实施方式1的气体绝缘电气设备1中，即使在假设该凸部位于第1贯通孔6H的内部的情况下，由于在与该位置相比位于高压导体3的外侧的内周面6C上，以使第1贯通孔6H的孔径H2小于电子雪崩的直径W的方式形成有第1包覆膜7，所以仍能够具有高的绝缘可靠性。另外，在实施方式2的气体绝缘电气设备1中，即使在假设该凸部位于第1贯通孔6H的内部的情况下，由于第1贯通孔6H被第1包覆膜7封孔，所以该凸部仍被第1包覆膜7包覆，能够具有高的绝缘可靠性。

同样地，也可以是电场缓和屏蔽件5、第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15的表面分别具有凹凸。在该情况下，以使电场缓和屏蔽件5的表面5A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第2电介质膜8的第3主面8A相比位于电场缓和屏蔽件5侧的方式，形成有第2电介质膜8。即，表面5A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第3主面8A相比未向电场缓和屏蔽件5的外侧突出。另外，以使第2电场缓和屏蔽件14或者第3电场缓和屏蔽件15的表面14A、15A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第3电介质膜16的第5主面16A相比位于第2电场缓和屏蔽件14或者第3电场缓和屏蔽件15侧的方式，形成有第3电介质膜16。即，表面14A、15A的凹凸部的凸部的顶部的位置与第5主面16A相比未向第2电场缓和屏蔽件14或者第3电场缓和屏蔽件15的外侧突出。由此，在实施方式1～实施方式3的气体绝缘电气设备1中，即使在高压导体3、电场缓和屏蔽件5、第2电场缓和屏蔽件14以及第3电场缓和屏蔽件15的表面粗糙度大的情况下，由于该表面被第1电介质膜6、第2电介质膜8、第3电介质膜16、第1包覆膜7、第2包覆膜9、第3包覆膜18中的至少任意个包覆，所以能够具有高的绝缘可靠性。

本次公开的实施方式在所有点中是例示，应被认为不限于此。本发明的范围并非基于上述说明而是由权利要求书而示出，包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。

本发明特别适用于通过具有贯通孔的电介质膜包覆被施加高压的导体部分的气体绝缘电气设备。

Claims (10)

1.一种气体绝缘电气设备，具备：

容器，填充绝缘气体；

高压导体，配置在所述容器的内部，被施加规定的电压；以及

绝缘支承部件，针对所述容器绝缘支承所述高压导体，

所述高压导体被第1电介质膜覆盖，

所述第1电介质膜包括：第1主面，在所述容器的内部露出；以及第2主面，位于与所述第1主面相反的一侧，与所述高压导体相接，

在所述第1电介质膜中，形成有从所述第1主面达至所述第2主面的第1贯通孔，

在所述第1贯通孔的内周面，以至少使所述第1贯通孔的孔径小于所述气体绝缘电气设备的使用状态下的电子雪崩的直径的方式形成有第1包覆膜。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘电气设备，其特征在于，

所述第1贯通孔被所述第1包覆膜封孔。

3.根据权利要求1或者2所述的气体绝缘电气设备，其特征在于，

所述高压导体的表面包括凹凸部，

所述凹凸部的凸部的顶部的位置与所述第1电介质膜的所述第1主面相比位于内侧。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的气体绝缘电气设备，其特征在于，

还具备第1电场缓和屏蔽件，该第1电场缓和屏蔽件设置在所述高压导体的周围，能够缓和所述高压导体的周围的电场，

在所述第1电场缓和屏蔽件中，在位于远离所述高压导体的一侧并在所述容器的内部露出的表面形成有第2电介质膜，

所述第2电介质膜包括在所述容器的内部露出的第3主面以及位于与所述第3主面相反的一侧并与所述第1电场缓和屏蔽件相接的第4主面，

在所述第2电介质膜中形成有从所述第3主面达至所述第4主面的第2贯通孔，

在所述第2贯通孔的内周面，以至少使所述第2贯通孔的孔径小于电子雪崩的直径的方式形成有第2包覆膜。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的气体绝缘电气设备，其特征在于，

所述高压导体包括多个导电部分，

所述气体绝缘电气设备还具备与多个所述导电部分电连接的断路器，

所述断路器包括：固定侧电极；可动侧电极，与所述固定侧电极相离；以及可动式导体，与所述可动侧电极连接，设置成相对所述固定侧电极能够相离和相接，

所述气体绝缘电气设备包括：

第2电场缓和屏蔽件，在使所述可动式导体与所述固定侧电极连接时的连接部，以包围在所述容器的内部露出的部分的方式设置；以及

第3电场缓和屏蔽件，在所述可动式导体与所述可动侧电极的连接部，以包围在所述容器的内部露出的部分的方式设置，

在所述第2电场缓和屏蔽件以及所述第3电场缓和屏蔽件中，在所述容器的内部露出的表面上形成有第3电介质膜，

所述第3电介质膜包括：第5主面，在所述容器的内部露出；以及第6主面，位于与所述第5主面相反的一侧，与所述第2电场缓和屏蔽件或者所述第3电场缓和屏蔽件相接，

在所述第3电介质膜中形成有从所述第5主面达至所述第6主面的第3贯通孔，

在所述第3贯通孔的内周面，以至少使所述第3贯通孔的孔径小于电子雪崩的直径的方式形成有第3包覆膜。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的气体绝缘电气设备，其特征在于，

构成所述高压导体的材料包含铝，

构成所述第1电介质膜的材料包含防蚀铝，

构成所述第1包覆膜的材料包含氧化铝水合物。

7.一种气体绝缘电气设备的制造方法，具备：

准备填充绝缘气体的容器、配置在所述容器的内部并被施加规定的电压的高压导体以及针对所述容器绝缘支承所述高压导体的绝缘支承部件的工序；以及

用第1电介质膜覆盖所述高压导体的工序，

所述第1电介质膜包括：第1主面，在所述容器的内部露出；以及第2主面，位于与所述第1主面相反的一侧，与所述高压导体相接，

在所述第1电介质膜中形成有从所述第1主面达至所述第2主面的第1贯通孔，

所述气体绝缘电气设备的制造方法还具备以至少使所述第1贯通孔的孔径小于电子雪崩的直径的方式在所述第1贯通孔的内周面形成第1包覆膜的工序。

8.根据权利要求7所述的气体绝缘电气设备的制造方法，其特征在于，

在形成所述第1包覆膜的工序中，利用所述第1包覆膜包覆所述第1贯通孔。

9.根据权利要求7或者8所述的气体绝缘电气设备的制造方法，其特征在于，

在形成所述第1包覆膜的工序中，通过针对形成有所述第1电介质膜的所述高压导体在加压蒸气环境下进行水合处理，形成所述第1包覆膜。

10.根据权利要求7～9中的任意一项所述的气体绝缘电气设备的制造方法，其特征在于，

构成所述高压导体的材料包含铝，

构成所述第1电介质膜的材料包含防蚀铝，

构成所述第1包覆膜的材料包含氧化铝水合物。