[发明专利]电绝缘材料以及使用它的高电压设备

说明书

技术领域

本发明涉及电绝缘材料和将其应用于需要电绝缘的位置的高电压设备。

背景技术

应用于以变压器或断路器为代表的电力配送设备、或者马达或逆变器等高电压设备的绝缘方式以往以利用绝缘气体的气体绝缘或真空绝缘、或者将绝缘油封入的油绝缘为主流。然而，由于近年来的设备小型化、轻量化的潮流，采用了绝缘强度优异的固体绝缘材料的固体绝缘方式的应用得以发展。

固体绝缘方式中，从具有良好的绝缘性、耐热性、机械特性及化学稳定性出发，多使用环氧树脂等热固化性树脂。然而，一般地，热固化性树脂和金属比较，热膨胀率大，因此，在和不同种材料的接触面中由于热膨胀的差，热应力将变得极高。

其结果，具有在树脂中产生裂纹、使强度或绝缘性显著降低的情况。对于该问题，为使树脂的热膨胀率降低，另外也从低成本化或机械强度改善的观点出发，将二氧化硅和氧化铝等热膨胀率极小的无机粒子大量地添加于树脂中。

另一方面，无机粒子的过多添加使得树脂粘度大幅度增加，其结果使得加工性降低。另外具有使树脂固化物中产生气泡(孔洞)的情形。对于固化物中的孔洞，具有电场集中导致的绝缘性降低或者使机械强度降低的可能。因此，无机粒子的高填充化技术、树脂的低粘度化技术或者对于树脂自身赋予耐裂纹性来抑制树脂裂纹的高强度化技术的研究在积极地开展。

作为使固体绝缘树脂的耐裂纹性改善的方法之一，在树脂中加入可挠性添加剂的方法从很早就已知。专利文献1公开了通过将超微粒子热塑性树脂、环氧树脂、固化剂、无机填充剂和固化促进剂混合，提供粘合性、韧性优异的树脂的方法。另外，专利文献2公开了通过将粒径不同的μm尺寸的无机粒子以及核壳结构构成的橡胶粒子添加于包含环氧树脂和固化剂的热固化性树脂、提供机械特性优异的电绝缘材料的方法。

然而，上述专利文献1对于超微粒子热塑性树脂的制备方法没有提及。为了得到热塑性树脂形成的超微粒子，一般预先将热塑性树脂交联而成形为有限的大小，但是，例如在利用化学交联的情形下，使用硫化剂作为交联剂，因而容易混入硫元素等杂质。具有这样的杂质的绝缘材料与导体部邻接配置时，具有促使因吸湿等而发生的迁移的进行、使绝缘性能显著降低的情形。

另外，专利文献2中，作为弹性体粒子选择核壳类型的橡胶粒子。为使树脂中的弹性体粒子的分散性改善，核壳类型由在粒子内部具有弹性体粒子的核层和还在其外侧设置有与树脂的相容性好的壳层的结构构成。由此，树脂中的弹性体粒子的分散性改善，能够稳定地改善树脂耐裂纹性。然而使用核壳类型的弹性体粒子的情形下，我们的实验中，确认了不多量添加时难以取得效果。其结果，虽然改善了树脂的可挠性，但使其他的树脂特性降低，特别是，介电常数增加、tanδ增加或者耐热性和断裂强度等机械特性降低成为问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2006-22188号公报

专利文献2：特开2002-15621号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供不损害固体绝缘方式中的绝缘树脂的各特性、耐裂纹性优异的电绝缘材料和使用它的高电压设备。

用于解决课题的手段

即，本发明的电绝缘材料包含环氧树脂、固化剂、作为添加材料的弹性体粒子和无机粒子，其特征在于所述弹性体粒子的至少一部分经放射线交联。

发明效果

根据本发明，可得到不损害电绝缘材料的各特性(耐热性、绝缘性)、耐裂纹性优异的电绝缘材料以及应用它的高电压设备。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的电绝缘材料的剖面图。

图2是用于说明本发明的另外的实施方式的剖面图。

附图标记说明

1电绝缘材料

2无机粒子

3弹性体粒子

4一次绕线

5二次绕线

6铁心

7层间绝缘

具体实施方式