JP2000505592A - ポリマ製ウェザーシェッド付きサージ避雷器および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高弾性のサージ避雷器ハウジング(20)は、筒状コア(30)および放射状シェッド(36)を有するスリーブを含む。該スリーブは鋳造により第１形状とされると共に、コア(30)が径方向にストレッチされたときに、シェッド(36)が下方に延在する形状となる。第２形状においてシェッド(36)は、略々截頭円錐形状を有する上面を含む。ハウジング(20)は従来の鋳造技術を用いて作成しても良いが、必要とされる材料は、ハウジング(20)が第２形状へと直接的に鋳造された場合よりも相当に少ない。

Description

【発明の詳細な説明】 明細書 ポリマ製ウェザーシェッド付きサージ避雷器および方法 発明の背景 本発明は配電装置に関し、特にサージ避雷器(surge arrester)に関し、更に詳 細には、ポリマ製ウェザーシェッドを採用したサージ避雷器に関する。 通常の作動条件下において送電分配装置は比較的に狭い範囲の電圧に晒される 。しかし、稲妻の衝撃、スイッチングによるサージ電圧またはその他のシステム 変動に依り、電気網の各部分は瞬間的なもしくは過渡的な電圧レベルを受けるが 、これは通常の作動条件において当該装置が受けるレベルを大きく越えるもので ある。保護しないままであったとすれば、変圧器、切り換え装置、コンピュータ 装置、および電気機械などの重要で高価な装置は、斯かる過電圧およびその結果 として生ずるサージ電流により損傷を受けまたは破壊されることもある。従って 、斯かる装置をサージ避雷器を用いて過電圧から保護するのが通常の手法である 。 サージ避雷器は、比較的に高価な電気装置に一般的には並列に接続されること により、過電圧により誘起されたサージ電流を当該装置の回りに安全に分路させ 又は方向変換させ、これにより、装置およびその内部回路を損傷から保護する、 という保護デバイスである。作動せしめられたとき、サージ避雷器は地面への電 流路を形成するが、この電流路は、該サージ避雷器が保護しつつある装置のイン ピーダンスよりも極めて小さなインピーダンスを有するものである。この様にし て、他の場合には装置を介して導通されるサージ電流が避雷器を介して地面に向 けて方向変換される。 従来のサージ避雷器は通常、電気絶縁材料から形成された長寸の外側ハウジン グと、該ハウジングの各端部に配置されることによりライン電位導体と地面との 間に避雷器を接続する一対の電気端子と、これらの端子間の直列路を形成するハ ウジング内電気構成要素と、を含んでいる。これらの構成要素は通常、電圧依存 性非線形抵抗素子の積層物を含んでいる。これらの非線形素子または“バリスタ ”は、通常の安定した電圧では比較的に大きな抵抗を有すると共に、避雷器が過 渡的な過電圧に晒されたときに抵抗が相当に小さくなる、という特徴を有してい る。避雷器のタイプに依っては、絶縁ハウジング内に収納されると共にバリスタ と電気的に直列とされた１個以上の電極、ヒートシンクまたはスパークギャップ アセンブリを含むこともある。 風雨および他の条件によるハウジングの汚れは時間が経つと電流の経路を形成す る程度まで蓄積され得る。斯かる蓄積は、励起された即ちライン電位にある構成 要素と地面との間の距離を事実上、減少する。この様にして、避雷器ハウジング の表面抵抗は閃絡(flashover)が生ずる点まで減少し、短絡が生ずる。従って、 従来ではウェザーシェッドは避雷器ハウジング上に含まれ、ハウジング表面を延 長もしくは長寸化すると共に、励起された避雷器端子と地面との間の実効距離を 増大する。これに加え、ウェザーシェッドはこれまでは、避雷器の抵抗能力を増 大すべく、又は、塵埃および周囲汚染がハウジングの外面上に蓄積する度合いを 最小化すべく、設計されていた。斯かる設計態様は、隣接する各シェッドの半径 を変化させ、汚れの効果に抗すべく特に設計された材料を使用し、且つ、ハウジ ング上のシェッドの個数およびサイズを変更するものであった。 一方、かつては磁器製のサージ避雷器ハウジングが業界標準であった。残念な がら、斯かる避雷器ハウジングは脆いものであると共 に、いたずらされることも多かった。更に、磁器製のハウジングは重量があり、 避雷器を取付ける為には相当の支持手段が必要であった。更に、磁器に収納され た避雷器が故障した場合、ハウジングが破裂して磁器の破片を全方向に高速で飛 散させることも少なくなかった。斯かる故障が人を危険に陥れると共に装置を損 傷する可能性があることは明らかであった。 現在では、少なくとも配電クラスのサージ避雷器においてはポリマ製ハウジン グが標準的特徴となっている。先行技術の磁器製ハウジングと比較した場合、ポ リマ製ハウジングは製造費用がそれほど掛からず、破断せず、且つ、輸送、取付 けおよび使用の間に損傷を受けることが殆ど無い。しかも、ポリマ製ハウジング は相当に軽量であることから、取付けも容易に低費用で行い得る。 ポリマ製避雷器ハウジングは通常、シリコンラバーもしくは他の高弾性材料(e lastomeric material)により鋳造成形される。また、ハウジングは中央コアと、 該中央コアと一体的に鋳造成形された放射状シェッドもしくは円形サポートを含 んでいる。中央コアは内部ボアまたはチャンバを含むが、その直径は、バリスタ およびその内部に収納されるべき他の避雷器構成要素の直径と実質的に同一であ る。而して、シェッドの特定の形状または配向が所望される場合は、ハウジング 用の鋳型は所望の形状を提供すべく製造される。 現在の鋳造技術は、ポリマ製避雷器ハウジング上のシェッドの形状および配置 構成を実際には制限するものである。更に、鋳造工程における種々の制限により 、一定のウェザーシェッド配向を有するハウジングの製造は費用が掛かると共に 困難なものである。同様に、現在においてハウジングの内面と内部構成要素との 間を良好に接着せしめる方法は高価なものであると共に相当の量の廃材を発生さ せてしまう。 従って、ポリマ製避雷器ハウジングの分野においては、周囲の汚染の蓄積に抗 すると同時に、従来の鋳造技術を使用することにより比較的容易に製造され得る 高品質のウェザーシェッド設計態様に対する要望が依然として存在する。更に、 ハウジングの内面と内部の電気構成要素との間の接着を優れたものとするハウジ ングが提供されれば望ましい。避雷器ハウジングに使用されるものとして知られ たシリコンラバーおよび他の高弾性材料の現在のコストを考えると、同様のハウ ジングに対して現在使用されているよりも少量の材料でウェザーシェッドが製造 されれば更に望ましい。 発明の要約 本発明は、中央孔を有する筒状コアと、該コアから径方向に延在する複数の軸 方向離間シェッドとを備えた変形可能なシェッド付きスリーブを含む、サージ避 雷器用の高弾性ハウジングを提供する。上記スリーブは上記コアが未ストレッチ のときの第１形状と、上記コアがストレッチされたときの第２形状とを有してい る。上記コアが径方向にストレッチされたとき上記シェッドは新たな形状となり 、この形状においては、上面は略々截頭円錐形状であり且つ各シェッドの端部は それらの初期形状から軸心方向に移動する；しかし乍ら、各シェッドの端部は第 １形状および第２形状の両者において同一の所定径方向位置に留まる。スリーブ がストレッチ形状に在るとき、各シェッドはコアから約10°乃至60°、更に好適 には10°乃至45°、の範囲内の角度にて下方に延在する。 高弾性ハウジングは好適には、シリコンラバーから形成される共に、第１の即 ち未ストレッチ形状に鋳造成形される。この形状において、各シェッドの上面は R₁の曲率半径を有するショルダにおいてコア部分に結合し、且つ、各シェッドの 下面はR₂の曲率半径を有す る下部ショルダにおいてコア部分に結合し、R₁はR₂より大きい。これに加え、第 １形状において各シェッドの上面は、２個の截頭円錐形状表面セグメントが結合 する第１遷移点を含んでいる。同様に、第１形状において各シェッドの下面は、 一対の截頭円錐形状表面セグメントが交差する第２遷移点を含む。上面上の截頭 円錐形状表面セグメントは下方に傾斜する一方、下面上の截頭円錐形状表面セグ メントは上方に傾斜する。各シェッドは、第２遷移点が第１遷移点よりもハウジ ングの軸心に近接する如き形状とされている。更に、好適には、頂部側の下向き 角度は好適には底部側の上向き角度よりも大きい。 本発明によれば、高弾性避雷器ハウジングを、適切に形成されて下方に延在す るシェッドと共に作成可能であるが、ハウジングの軸心に実質的に直交するシェ ッドと共に該ハウジングを鋳造成形することを許容する。これにより相当の製造 上の利点が与えられる、と言うのも、ハウジング軸心に対して実質的に直交して 延在するシェッドを有する高弾性ハウジングを鋳造することは極めて容易だから である。更に、本発明によれば、高弾性ハウジングは下方に延在するシェッドの 特に好適な形状を得るべくストレッチもしくは変形され得るが、この場合、ハウ ジングが従来の技術を用いて最終所望形状に鋳造成形された場合よりも、相当に 少ない体積の高弾性材料を用いてハウジングが製造される。当業者であれば、本 発明のこれらのおよび他の種々の特徴および利点は、添付図面を参照して行われ る以下の詳細な説明から容易に理解し得よう。 図面の簡単な説明 本発明の好適実施例の詳細な説明を行う為に添付図面を参照する。 図１は、本発明のサージ避雷器および避雷器ハウジングを示す部分的に破断さ れた部分的断面図である。 図２は、図１に示された避雷器ハウジングの断面図である。 図３は、図２に示されたハウジングの鋳造したままの未ストレッチ形状におけ る断面図である。 図４は、図３に示された鋳造したままの非ストレッチハウジングの一部の拡大 図である。 図５は、図１に示された避雷器構成要素に適合してそれらを収容すべくストレ ッチされる前後のウェザーシェッドの一部の断面図である。 好適実施例の説明 以下の構成要素は、本発明が使用され得る状況を例示的に示すものであるが、 本発明を余すところ無く示すことを意図するものではない。最初に図１を参照す ると、、本発明のサージ避雷器10および避雷器ハウジング20が示されている。避 雷器10は、ハンガ12、頂部および底部端子スタッド14、16、アースリード分離器 18および高弾性ハウジング(elastomeric housing)20を備えて成る。避雷器10は 避雷器ハンガ12により支持される一方、該避雷器ハンガ12は（不図示の）電柱ま たは他の支持部材に取付けられる。ハウジング20は、構成要素保持絶縁手段28に より端部同士を突き合せて積層配置されて保持された避雷器構成要素の配列22を 囲繞している。保持手段28は例えば、米国特許第4,930,039号に示された絶縁ラ イナ、または、米国特許第5,138,517号、米国特許第4,656,555号もしくは米国特 許第5,043,838号に開示された如きフィラメント巻回物から成っても良い。但し 、構成要素保持絶縁手段28はガラス繊維により強化された硬化樹脂被覆の形態と されると共に、配列22における電気構 成要素の熱膨張率よりも大きな熱膨張率を有することにより、一旦硬化されて冷 却されたなら構成要素に軸心方向の負荷を与えるのが好適である。斯かる実施例 は、1996年３月１日に出願されると共に“自己圧縮性サージ避雷器モジュールお よびその作成方法(Self-Compressive Surge Arrester Module and Method Makin g Same)”と称された本出願人による係属中の米国特許出願第60/012,667号に記 載されているが、その全体開示内容は言及したことにより援用する。 配列22は、電極25、金属酸化物製バリスタ(MOV)26およびその各端の端子24を 含んでいる。上下の導通スタッド14、16は、各端子24の端部の（不図示の）螺条 付き中央孔に螺着係合されることにより、（不図示の）ライン電位およびアース 接続導体を避雷器10に接続する手段を提供している。習用のアースリード分離器 または絶縁体18は端子スタッド16の回りに配設されることにより、避雷器が故障 した場合に破裂してアース接続線を分離する手段を提供している。MOV 26はハウ ジング20内において、隣接MOV 26の対向表面間に配設された電極25と端部同士を 突き合せた関係で積層されている。而して、MOV 26は、従来から利用されている 任意の金属酸化物バリスタの形態とされ得る。図１では示されていないが配列22 は他の種々の電気構成要素を含み得るものであるが、それは、それ自体が電圧依 存抵抗を有する炭化ケイ素リングなどのセラミック材料を含み得るヒートシンク 、スペーサ要素、スパークギャップアセンブリなどである。 ハウジング20は図２に最も良く示されている。図示された如く、ハウジング20 は配電クラスのサージ避雷器に採用されたときに特定の効用を発揮する。本発明 の原理は他の物理的寸法および定格を有するサージ避雷器にも使用され得るが、 本明細書中において本発明 は図１に示された10KAのヘビーデューテイ10KV(8.4KV MCOV)配電クラスの避雷器 に関して記述されることは理解される。 図２を参照すると、ハウジング20は、中央筒状コア30と、軸心方向に離間され てコア30に取付けられると共に下方に延伸するシェッド36を有するスリーブを備 えて成る。従って、ハウジング20はシェッド付きスリーブとして記述され得る。 コア30は、中央孔31、内部円筒面32および外部円筒面34を含んでいる。コア30と 一体的に鋳造されるシェッド36は外面34から延伸すると共に、上面38、下面40お よび外縁42を含んでいる。上下の面38、40は略々截頭円錐形状であるが、以下に おいて図５に関して更に詳述する如く面38、40は各々、特定の凹形状セグメント 61、63および他の凸形状セグメント62を含んでいる。また、シェッド36はコア30 から外径方向に延伸すると共に、好適には約10°乃至60°で、更に好適には20° 乃至45°で、ハウジング20の中央軸心に直交する平面から好適に傾斜されている 。尚、この傾斜角度は、大きなシェッド頂面55の角度を表している。 傾斜されたシェッド形状は幾つかの利点を有している。傾斜角度により、シェ ッドの部分は汚れおよび濡れから確実に保護され、高い表面抵抗を維持する。残 りの表面は塩および塵埃により汚染されることから濡らされたときに表面抵抗は 相当に小さくなるが、上記傾斜は汚染の多くを洗浄する役割を果たす。 依然として図２を参照すると、その使用形状において、コア30の内径D₁は内部 円筒面32の対向側から測定されると共に、図２に示される様に全体外径D₂は両シ ェッド端部42から測定される。この実施例においては、D₁は約1.7インチに等し く、且つ、D₂は約3.6インチに等しい。ハウジング20は、以下に更に詳述する様 にストレッチし得るべく、高弾性材料(elastomeric material)から鋳造成形され る。好適には、ハウジング20はシリコンラバーの如きポリマ材料から作成される 。必要なストレッチおよび変形を可能とすべく、ハウジング20はシリコンラバー から作成せねばならない。他の高弾性化合物も使用され得るが、UV放射線に対す る本来的な耐性の故にシリコーンが好適である。UV劣化に抗すべく他の化合物を 調製することは可能であるが、依然として、表面に損傷部位ができると表面の傷 から列断が広がる危険性がある。シリコーンを使用することの利点は、水分を弾 くシリコーンの能力を備えてハウジングを形成し得ることである。汚れの多い水 分が表面上に数珠（じゅず）状に繋がった場合は、水分が表面を濡らす膜として 存在した場合よりも、表面抵抗は極めて高いものである。他の材料も新しい内は 疎水性を有するが、経時的にこの特性は失われる。ハウジング20に対して適切な 材料は、Dow Corning STI、General Electric Silicones、Wacker Silicones、D uPont、および、Uniroyalから販売されると共に、ストレッチ伸びレベル(stretc hed elongation level)よりも高いASTMD412に関する破断伸び(elongation at br eak)を有し且つ公知の業界標準における作動環境に対して良好な物理的性能およ び電気的性能を発揮する材料である。好適なポリマ系は、アルミニウム三水和物 (“ATH”）により表面処理された粒状シリカ(fumed sillca)およびシリカ粉末な どの選択的な拡張フィラを含む、高度に充填されたシリコーン系である。この系 は好適には、破断時の300％より大きな伸び、50より小さな硬度(durometer)（シ ョアＡ）、および、試料が当該用途におけるレベルである約125％の伸びで試験 されたときに6kVにおいて180分の湿式アーク痕跡(Wet Arc Track)性能を有する 。付加的な所望基準は、湿式アーク痕跡試験後の損傷モード(failure mode)に対 し、痕跡を残さない性質を有することであり、即ち、材料腐食に依っても損傷部 位(failure site)において列断の 広がりが無いことである。もしこれらの条件が満足されるのであれば、局所的な 材料損傷が生じた後においてもハウジングは電圧に耐え続けて製品寿命を全うす ることになる。 図３を参照すると、ハウジング20は鋳造成形されたままの形状で示されている が、これは、配列22のMOV26および他の避雷器構成要素を収容すべき使用形状へ とストレッチかつ変形する前のものである。この未ストレッチ形状において、各 シェッド36は軸心方向に約1.375インチずつ離間されると共に、コア30は内径D₁ ’および外径D₂’を有している。未ストレッチ形状においてD₁’は約1.2インチ であり、または、D₁の60%乃至90%である。但し重要な点として、未ストレッチの ハウジング20の外径D₂’はストレッチされたときのハウジング20の全体外径D₂と 実質的に同一である。内径D₁’がD₁へと増大された図２のハウジング20の所望形 態を達成する為には、ハウジング20および特にシェッド36が特定の傾斜および曲 率半径およびテーパ角度を有すべく鋳造成形されることが重要である。より詳細 には、図４を参照すると、シェッド36の上面38はコア30の外面34に対し、上側弧 状面46にて結合している。ここで、本明細書中では以下において“上側(upper) ”および“下側(lower)”という語句を使用するが、これは、図中に示された相 対的な位置および向きを指すものである。而して、上側弧状面46は、図示実施例 では0.375インチに略々等しい曲率半径R₁を有している。同様に、シェッド36の 下面40は、R₂に等しい曲率半径を有する下側弧状面48にてコアの外面34と交差し ている。この実施例においては、R₂は実質的に0.093インチに等しい。詳細な半 径に関するものではないが、図１に示されたウェザーシェッド36の傾斜および形 状を図２へ所望に変化させる為には、R₁はR₂よりも大きくなければならず、好適 にはRの少なくとも２倍の大きさとされる。これに加え、上側の下向き角度は 好適には底部側の上向き角度より大きくまたは該上向き角度と等しければ好適で ある。 依然として図４を参照すると、上下の面38、40は各々一対の截頭円錐セグメン トを含み、該セグメントは、ハウジング20の長手軸心に実質的に直交する平面か ら測定した場合に変化する傾斜角度を有している。これらの截頭円錐セグメント は遷移点51乃至54に関して最も良く記述される。鋳造成形されたときにシェッド 36は、第１および第２の上部截頭円錐セグメント55、56を備えた上面、および、 第１および第２の下部截頭円錐セグメント57、58を備えた下面39を含んでいる。 第１上部截頭円錐表面セグメント55は遷移点51と遷移点52との間に延在し、水平 からα₁に等しい傾斜で下方に傾斜している。第２上部截頭円錐表面セグメント5 6は遷移点52から外縁42近傍のショルダ59へと延在すると共に、水平からα₂に等 しい傾斜で下方に傾斜している。第１下部截頭円錐表面セグメント57は遷移点53 と遷移点54との間に延在すると共に、水平に対してα₃に等しい角度で上方に傾 斜している。第２下部截頭円錐表面セグメント58は遷移点54と外縁42との間に延 在すると共に、水平からα₄に等しい角度で上方に傾斜している。α₁乃至α₄は ハウジング20のサイズおよびシェッド36の所望の詳細な作動配向に依り変化する ものであるが、図１に示された実施例に関しては、例えばα₁乃至α₄は以下の値 を有している。 α₁乃至α₄の詳細な値に関するものでは無いが、本発明によれば、ハウジング 20の軸心21から遷移点51までの径方向距離は遷移点53までのものより大きくせね ばならず、且つ、遷移点52までの径方向距離は遷移点54までのものよりも大きく なければならない。本明細書中に記述された特定実施例においては、遷移点52は 1.467インチに実質的に等しい径方向距離に位置せしめられると共に、遷移点54 は1.342インチに実質的に等しい径方向距離に位置せしめられている。同様に、 本実施例においては、遷移点51は0.37インチに実質的に等しい径方向距離に位置 せしめられると共に、遷移点53は0.09インチに実質的に等しい径方向距離に位置 せしめられている。 （不図示の）場合に依っては、下面40に対する単一の截頭円錐部分のみを使用 するのが望ましいこともある。この表面は、上面38の２個の遷移点51、52間の単 一の遷移点から延在するものである。 図３および図４に示された未ストレッチ形状において、ハウジングコア30は実 質的に0.109インチの壁厚を有すると共に、外縁42はコア30の外面34から約1.090 インチであり、従って、D₂’は約3.614インチである。D₁’は実質的に1.216イン チに等しい。 避雷器10の組立て際し、MOV 26および端子24は保持手段28により固定されてサ ブアセンブリとされる。このサブアセンブリをハウジング20内に取付ける為に、 端子24の頂部には（不図示の）鈍角円錐形状ノーズコーンが載置される。このノ ーズコーンは、端子24と実 質的に同一直径の基部と、該基部から離間されると共に配列22から拡開延伸する 円錐状もしくはテーパ付けされた端部と、を含むものである。ノーズコーンのテ ーパ端部は、D₁’より小さな直径の末端部を有している。（図３に示された）未 ストレッチハウジング20の一端は、ノーズコーンのテーパ端部回りに配設され、 次にハウジング20は配列22上に引張り装着される。ハウジング20が配列22に引張 り装着されるにつれ、それはストレッチされて配列22を収容し、図２に示された 形状となる。配列22を収容すべくストレッチされたとき、ハウジング20はそれが 配列22を収容すべく径方向にストレッチする以前の自身丈と比較して約8%だけ収 縮する。ハウジング20が避雷器構成要素の回りで一旦ストレッチされたなら、ハ ウジング20の組立プロセスの残りの段階は次の順序で行われる。 避雷器モジュールは、低粘度の中性硬化シリコーン(neutral cure silicone)R TVにより下塗りされている。下塗剤(primer)の硬化は、100℃乃至200℃の温度で 促進される。ハウジングが嵌装される前に、該ハウジングを避雷器モジュールに 接着するための中性硬化RTVの潤滑膜が塗付される。必要ではないが、RTVは促進 温度にて硬化され得る。残りの組立て段階は、サージ避雷器の分野において公知 のものと同様である。 次に図５を参照すると、シェッド36が鋳造成形されたままの未ストレッチ形状 66、および、ストレッチ後の形状68が断面で示されている。前述の如く、コア30 の内外の面32、34が外径方向に相当の距離だけ移動されたとしても、各シェッド 36の各端部42はハウジング軸心21に関して夫々同一の径方向位置に在る。ストレ ッチ形状68において、上面38は、相互連結された湾曲表面61乃至63を備え、湾曲 表面61および63は略々凹形である一方、湾曲表面61および63の中間である湾曲表 面62は略々凸形状である。ストレッチ形状は、各シェ ッドの未ストレッチの上側部分および下側部分の相対体積の関数である。 本発明のシェッド付き高弾性ハウジングは、優れた性能を提供すると共にこれ までの多くの公知のハウジングよりも製造コストが低い。コスト節約が実現され るが、これは、本発明の直交シェッドは製造プロセスの間に極めて容易に鋳型か ら脱離されるからである。鋳型からの脱離が容易であることから、本発明のハウ ジング上のシェッドは相当に薄寸とされ得ることになり、必要な使用材料が少な くなる。また、ハウジング自体およびその性能の両者の質も高められる。ハウジ ングの品質が改善されるが、これは、鋳造形状が単純なので鋳造された部品の欠 陥割合が低くなるからである。 高弾性ハウジングが上記配列の凹凸に合致し得ることから性能が改善されるが 、これは、それがシランによる表面処理および／またはシリコーンRTV材料と共 に使用された場合に顕著である。シランによる表面処理および／またはシリコー ンRTV材料は、本発明のハウジングを上記配列に接着し、両者間への水分の侵入 を防止する役割を果たすと共に、避雷器モジュールの挿入の間における潤滑剤お よび空隙充填化合物として機能する。本発明の方法は配列上にハウジングを鋳造 するという従来の鋳造方法と比較して優位性を有している、と言うのも、従来の 鋳造プロセスは鋳造の間に加えられる大きな力に依り配列が移動するのを防止す べく低粘度の望ましくないシリコーン化合物を必要とするからである。他の適切 な接着剤としては、シランプライマ、シリコーングリース、シランスプレーおよ び類似の物質が挙けられるが、接着界面を提供する物質を使用すれば好適である 。 作動条件下で機能する能力は、ハウジングと配列との間の界面の品質により影 響を受ける。性能に対する好適な測定は、イタリア国 定実用(ENEL)手順DY1009(Italian National utility(ENEL)procedure DY 1009) またはIEC手順(procedure)IEC 1109(1992年）などの、ポリマ製絶縁体および避 雷器に関して通常的に適用されるマルチストレス(Multistress)技術を用いて行 い得る。ENEL手順に関する適切な性能は、ストレッチの度合いに依り界面に加え られる圧力のみにより達成されて来たが、これは、界面には実質的に空気が存在 せず、または、空気ポケットが十分に大きくて制御可能に位置せしめられること により、不適切な高度局在化誘電応力の生成が回避されることを前提条件とする ものである。また、ハウジングの可撓性の度合いは、選択された材料、および、 予期される電圧レベルに依存する。更に、上記米国特許第5,043,838号に記述さ れたものと同様の空気充填開放織ガラス繊維保持器(air-filled open-weave fib erglass cage)を有する避雷器製品に関しては適切な性能が立証された。同様に 、上記米国特許第4,656,555号および係属共願中に記述された如く構成された避 雷器上に、実質的に空気を排除したシリコーングリースを用いた避雷器製品に関 しても良好な性能が立証された。而して、最高の性能は、実質的に接着された界 面と、本出願人の係属共願中に記述された避雷器モジュール構造とを用いて達成 された。この点、ハウジングと配列との間の界面に中性硬化RTVシリコーン化合 物を用いることにより、適切な接着が達成された。上述の如く、この材料は、配 列上をハウジングが移動する間にハウジングを潤滑するものでもある。また、シ ラン系下塗剤、または、高電圧用セラミック絶縁体を被覆する為に一般的に用い られるのと同様の噴射による硬化RTV被覆、のいずれかにより樹脂被覆モジュー ルが下塗りされたときに更なる改善が見られた。 本発明の好適実施例を図示且つ記述して来たが、当業者であれば、本発明の精 神および教示から逸脱すること無しに改変を行い得よ う。本明細書中に記述された実施例は例示的なものであり限定的なものでは無い 。本明細書中に開示された発明および装置の幾多の異形および改変が可能である が、それは本発明の範囲内である。従って、権利保護の範囲は、上述した記述内 容により限定されるものでは無く、当該請求の範囲の主題の全ての均等物をその 範囲内に含む請求の範囲によってのみ限定されるものである。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年９月１７日（１９９８．９．１７） 【補正内容】 (1)明細書の第２頁、第１３〜１４行、「風雨および他の条件によるハウジン グの汚れは時間が経つと電流の経路を形成する程度まで蓄積され得る。」を、『 避雷器の適切な動作を確保するために、バリスタ及び他の内部構成要素は湿気や 環境汚染物から絶縁されねばならない。避雷器ハウジングは周囲の環境から構成 要素を封止するために設けられる。さらに、殆どのサージ避雷器ハウジングはハ ウジングの長手方向にそって間隔を持った「スカート」又は「ウェザーシェッド 」を有する。一度屋外に設置された避雷器は、風雨及び他の条件によりハウジン グ表面に堆積された汚染物又は環境汚染に晒される。これらの汚染物は、時間が 経つと電流の経路を形成する程度まで蓄積される。』 (2)請求の範囲を別紙のとおり補正する。 (3)図２を別紙のとおり補正する。 請求の範囲 １．（補正後）中央軸心を有すると共に、中央孔を備えた筒状コアと、該コア から延在する複数の軸心方向離間シェッドとを備えた変形可能なシェッド付きス リーブから成り、 該スリーブは、上記コアが未ストレッチの第１形状と、上記コアがストレッチ されたときの第２形状とを有し、且つ、 上記シェッドは、上記スリーブが上記第１形状に在るときに上記軸心に対して 第１角度で上記コアから延在し、且つ、上記スリーブが上記第２形状に在るとき に上記軸心から第２角度で延在し、 上記シェッドは、上記スリーブが上記第１形状に在るときに上記コアに対して 実質的に直交して延在し、上記コアが外径方向にストレッチされたときに上記ス リーブは上記第２形状をとり、かつ 上記スリーブが前記第１形状に在るときに、上記シェッドは、R₁の曲率半径を 有する第１ショルダにおいて上記コアに結合する上面と、R₂の曲率半径を有する 第２ショルダで上記コアに結合する下面とを有し、且つ、上記R₁はR₂より大きい 、 電気装置用の高弾性ハウジング。 ２．前記スリーブが前記第２形状に在るときに、前記シェッドは、前記軸心に 直交する平面から測定したときに約10°乃至45°の範囲の角度にて前記コアから 下方に延在する、請求項１記載の高弾性ハウジング。 ３．（補正後）前記スリーブが前記第１形状に在るときに、R₁はR₂の少なくと も２倍の大きさである、請求項２記載の高弾性ハウジング。 ４．（補正後）前記スリーブは前記第１形状および第２形状において実質的に 同一の全体直径を有している、請求項２記載の高弾性ハウジング。 ５．（補正後）前記第１形状において前記中央孔はD₁に等しい直径を有し、且 つ、前記第２形状において上記孔は、D₁より大きなD₂に等しい直径を有する、請 求項４記載の高弾性ハウジング。 ６．（補正後）前記シェッドは、前記軸心に対して所定半径方向位置に配設さ れた第１端と、上記コア部分に取付けられた第２端とを含み、且つ、前記スリー ブが前記第２形状に在るときに、上記シェッドは、略々截頭円錐形状の上面と、 上記第１端と第２端との間で該上面上の凸状部とを含む、請求項２記載の高弾性 ハウジング。 ７．（補正後）前記スリーブが前記第１形状に在るときに前記シェッドは所定 の半径方向および軸心方向位置に配設された端部を含み、且つ、上記シェッドが 前記第２形状に変形されたときに上記シェッドの端部は上記第１の所定位置から 軸心方向に離間されるが、しかし上記第１所定半径方向位置に留まる、請求項１ 記載の高弾性ハウジング。 ８．（補正後）中央軸心および中央孔を備えた筒状コアと、該コア部分から放 射状に広がる複数のシェッドと、を有する高弾性スリーブから成り、 上記シェッドは、上記軸心から所定半径方向距離に配置された端部を有し、 上記シェッドは、曲率半径R₁を有する上部ショルダ内で上記コア部分に結合さ れた第１截頭円錐形状表面セグメントと、第１遷移点T₁にて上記第１截頭円錐形 状表面セグメントに結合された第２截頭円錐形状表面セグメントとを備えた上面 を備え、且つ、 上記シェッドは、R₁より小さな曲率半径R₂を有する下部ショルダ内で上記コア 部分に結合された第３截頭円錐形状表面セグメントと、半径方向において第１遷 移点T₁よりも上記軸心に近い第２遷移点T₂にて上記第３截頭円錐形状表面セグメ ントに結合された第４截頭円錐形状表面セグメントとを備えた下面を備えている 、 電気装置用のハウジング。 ９．（補正後）前記第１截頭円錐形状表面セグメントは、前記上部ショルダか ら前記第１遷移点T₁に向けて角度α₁にて下方に傾斜し、且つ、前記第２截頭円 錐形状表面セグメントは、上記第１遷移点T₁から前記シェッドの前記端部に向け て、α₁より小さな角度α₂にて下方に傾斜する、請求項８に記載のハウジング。 １０．（補正後）前記第３截頭円錐形状表面セグメントは、前記下部ショルダ から前記第２遷移点T₂。に向けて角度α₃にて上方に傾斜し、且つ、前記第４截 頭円錐形状表面セグメントは、上記第２遷移点T₂から前記シェッドの前記端部ま で α₃より小さな角度α₄にて上方に傾斜する、請求項９に記載のハウジング。 １１．（補正後）α₁はα₂の少なくとも２倍の大きさである、請求項１０記載 のハウジング。 １２．（補正後）α₁はα₂の少なくとも４倍の大きさである、請求項１０記載 のハウジング。 １３．（補正後）α₃は実質的にα₄に等しい、請求項１０記載のハウジング。 １４．（補正後）α₂はα₄の少なくとも２倍の大きさである、請求項１２記載 のハウジング。 １５．（補正後）前記第１截頭円錐形状表面セグメントは第３遷移点にて前記 上部ショルダと交差すると共に、前記第３截頭円錐形状表面セグメントは第４遷 移点において前記下部ショルダと交差し、且つ、半径方向において上記第４遷移 点は上記第３遷移点よりも前記軸心に近接している、請求項１０記載のハウジン グ。 １６．（補正後）R₁はR₂の少なくとも２倍の大きさである、請求項１０記載の ハウジング。 １７．（補正後）前記スリーブは、前記コアが未ストレッチの第１形状から上 記コアが外径方向にストレッチされた第２形状へと変形可能であり、上記スリー ブが上記第２形状に在るときに、前記シェッドの前記端部は第１形状と比較して 下方に在る、請求項８記載のハウジング。 １８．（補正後）前記スリーブが前記第２形状に在るときに、前記シェッドの 前記端部は前記軸心から前記所定半径方向距離に留まる、請求項１７記載のハウ ジング。 １９．（補正後）中央軸心を有すると共に、内径を有する中央孔を備えた筒状 コアと、上面および下面を有し且つ上記コアが未ストレッチのときに第１形状に おいて上記コアから放射状に広がる複数の軸心方向離間シェッドとを備え、かつ 前記スリーブが第１形状に在るときに上記シェッドは前記軸心に対して実質的に 直交している変形可能なシェッド付きスリーブから成り、 上記内径を増大すべく上記コアのストレッチを行うと上記シェッドが第２形状 へと変形する如く上記スリーブは形成されており、該第２形状において上記シェ ッドは下方に延伸する位置を取り且つ上記シェッドの上記上面は略々截頭円錐形 状であり、 上記スリーブが前記第１形状に在るときに、上記シェッドは、R₁の曲率半径を 有する第１ショルダにおいて上記コアに結合する上面と、R₂の曲率半径を有する 第２ショルダで上記コアに結合する下面とを有し、且つ、上記R₁はR₂より大きい 、 電気装置用の高弾性ハウジング。 ２０．（補正後）前記スリーブが前記第１形状に在るときに、前記上面および 下面の各々は少なくとも一個の截頭円錐形状部を含む、請求項１９記載の高弾性 ハウジング。 ２１．（補正後）前記スリーブが前記第１形状に在るときに、前記第１截頭円 錐形状部は前記軸心に直交する平面と約2.5°の角度で交差する、請求項２０記 載の高弾性ハウジング。 ２２．（補正後）前記上面および下面の各々は２個の同心的な截頭円錐形状部 分を含む、請求項２０記載の高弾性ハウジング。 ２３．（補正後）前記スリーブがその第１形状に在るとき、前記第２截頭円錐 形状部分は前記軸心と直交する平面と約2.5°より小さな角度で交差する、請求 項２５記載の高弾性ハウジング。 ２４．（補正後）R₁は少なくともR₂の２倍である、請求項２３記載の高弾性ハ ウジング。 ２５．（補正後）前記上面および下面の各々は第１截頭円錐形状部を含み、上 記上面側第１截頭円錐形状部は第１上面側遷移点にて前記第１ショルダと交差し 、上記下面側第１截頭円錐形状部は第１下面側遷移点にて前記第２ショルダと交 差し、上記第１上面側遷移点は上記第１下面側遷移点よりも前記軸心から大きな 径方向距離に在る、請求項２４記載の高弾性ハウジング。 ２６．（補正後）前記上面および下面の各々は第２截頭円錐形状部分を更に含 み、上記上面側第２截頭円錐形状部分は第２上面側遷移点にて前記上面側第１截 頭円錐形状部と交差し、上記下面側第２截頭円錐形状部分は第２下面側遷移点に て前記下面側第１截頭円錐形状部と交差し、上記第２上面側遷移点は、上記第２ 下面側遷移点よりも前記軸心から大きな径方向距離に在る、請求項２５記載の高 弾性ハウジング。 ２７．（補正後）前記シェッドの各々は上面および下面を有し、且つ、前記ス リーブが前記第２形状に在るとき、上記上面は、第１および第２の周方向凹状部 分と、それらの間の第１の周方向凸状部分と、を含む、請求項１９記載の高弾性 ハウジング。 ２８．（補正後）前記シェッドは、外縁を有すると共に該外縁に向けて厚みが 減少する径方向延在部材から成る、請求項１９記載の高弾性ハウジング。 ２９．（補正後）前記第１形状および第２形状の両者において、前記シェッド の前記外縁は、前記軸心に対して実質的に同一の径方向位置に留まる、請求項２ ８記載の高弾性ハウジング。 【図２】 【図３】【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．中央軸心を有すると共に、中央孔を備えた筒状コアと、該コアから延在す る複数の軸心方向離間シェッドとを備えた変形可能なシェッド付きスリーブから 成り、 該スリーブは、上記コアが未ストレッチの第１形状と、上記コアがストレッチ されたときの第２形状とを有し、且つ、 上記シェッドは、上記スリーブが上記第１形状に在るときに上記軸心に対して 第１角度で上記コアから延在し、且つ、上記スリーブが上記第２形状に在るとき に上記軸心から第２角度で延在する、 電気装置用の高弾性ハウジング。 ２．前記スリーブが前記第２形状に在るときに前記シェッドは、前記軸心に直 交する平面から測定したときに約10°乃至45°の範囲の角度にて前記コアから下 方に延在する、請求項１記載の高弾性ハウジング。 ３．前記スリーブが前記第１形状に在るときに前記シェッドは前記コアから実 質的に直交して延在し、且つ、上記コアが外径方向にストレッチされたときに上 記スリーブは前記第２形状を取る、請求項２記載のハウジング。 ４．前記スリーブが前記第１形状に在るときに、前記シェッドは、R₁の曲率半 径を有する第１ショルダにおいて前記コアに結合する上面と、R₂の曲率半径を有 する第２ショルダで上記コアに結合する下面とを有し、且つ、 上記R₁はR₂より大きい、請求項２記載のハウジング。 ５．前記スリーブが前記第１形状に在るときに、R₁はR₂の少なくとも２倍の大 きさである、請求項４記載のハウジング。 ６．前記スリーブは前記第１形状および第２形状において実質的 に同一の全体直径を有している、請求項２記載のハウジング。 ７．前記第１形状において前記中央孔はD₁に等しい直径を有し、且つ、 前記第２形状において上記孔は、D₁より大きなD₂に等しい直径を有する、請求 項６記載のハウジング。 ８．前記シェッドは、前記軸心に対して所定径方向位置に配設された第１端と 、上記コア部分に取付けられた第２端とを含み、且つ、 前記スリーブが前記第２形状に在るときに、上記シェッドは、略々截頭円錐形 状の上面と、上記第１端と第２端との間で該上面上の凸状部とを含む、請求項２ 記載のハウジング。 ９．前記スリーブが前記第１形状に在るときに前記シェッドは所定の径方向お よび軸心方向位置に配設された端部を含み、且つ、 上記シェッドが前記第２形状に在るときに上記シェッドの端部は上記第１の所 定位置から軸心方向に離間され乍らも上記第１所定径方向位置に留まる、請求項 １記載のハウジング。 １０．中央軸心および中央孔を備えた筒状コアと、該コア部分から放射状に広 がる複数のシェッドと、を有する高弾性スリーブから成り、 上記シェッドは、上記軸心から所定径方向距離に配置された端部を有し、 上記シェッドは、曲率半径R₁を有する上部ショルダ内で上記コア部分に結合さ れた第１截頭円錐形状表面セグメントと、第１遷移点T₁にて上記第１截頭円錐形 状表面セグメントに結合する第２截頭円錐形状表面セグメントとを備えた上面を 備え、且つ、 上記シェッドは、R₁より小さな曲率半径R₂を有する下部ショルダ内で上記コア 部分に結合された第３截頭円錐形状表面セグメントと 、径方向において第１遷移点T₁よりも上記軸心に近い第２遷移点T₂にて上記第３ 截頭円錐形状表面セグメントに結合する第４截頭円錐形状表面セグメントとを備 えた下面を備えている、 電気装置用のハウジング。 １１．前記第１截頭円錐形状表面セグメントは、前記上部ショルダから前記第 １遷移点T₁に向けて角度α₁にて下方に傾斜し、且つ、 前記第２截頭円錐形状表面セグメントは、上記第１遷移点T₁から前記シェッド の前記端部に向けて、α₁より小さな角度α₂にて下方に傾斜する、請求項１０記 載のハウジング。 １２．前記第３截頭円錐形状表面セグメントは、前記下部ショルダから前記第 ２遷移点T₂に向けて角度α₃にて上方に傾斜し、且つ、 前記第４截頭円錐形状表面セグメントは、上記第２遷移点T₂から前記シェッド の前記端部までα₃より小さな角度α₄にて上方に傾斜する、請求項１１記載のハ ウジング。 １３．α₁はα₂の少なくとも２倍の大きさである、請求項１２記載のハウジン グ。 １４．α₁はα₂の少なくとも４倍の大きさである、請求項１２記載のハウジン グ。 １５．α₃は実質的にα₄に等しい、請求項１２記載のハウジング。 １６．α₂はα₄の少なくとも２倍の大きさである、請求項１２記載のハウジン グ。 １７．前記第１截頭円錐形状表面セグメントは第３遷移点にて前記上部ショル ダと交差すると共に、前記第３截頭円錐形状表面セグメントは第４遷移点におい て前記下部ショルダと交差し、且つ、 径方向において上記第４遷移点は上記第３遷移点よりも前記軸心に近接してい る、請求項１２記載のハウジング。 １８．R₁はR₂の少なくとも２倍の大きさである、請求項１２記載のハウジング 。 １９．前記スリーブは前記コアが未ストレッチの第１形状から上記コアが外径 方向にストレッチされた第２形状へと変形可能であり、 上記スリーブが上記第２形状に在るときに、前記シェッドの前記端部は第１形 状と比較して下方に在る、請求項１０記載のハウジング。 ２０．前記スリーブが前記第２形状に在るときに、前記シェッドの前記端部は 前記軸心から前記所定径方向距離に留まる、請求項１９記載のハウジング。 ２１．中央軸心を有すると共に、内径を有する中央孔を備えた筒状コアと、上 面および下面を有し且つ第１形状において上記コアから放射状に広がる複数の軸 心方向離間シェッドと、を備えた変形可能なシェッド付きスリーブから成り、 上記内径を増大すべく上記コアのストレッチを行うと上記シェッドが第２形状 へと変形する如く上記スリーブは形成されており、該第２形状において上記シェ ッドは下方に延伸する位置を取り且つ上記シェッドの上記上面は略々截頭円錐形 状である、 電気装置用の高弾性ハウジング。 ２２．前記第１形状においてシェッドの各々は前記軸心に対して実質的に直交 している、請求項２１記載の高弾性ハウジング。 ２３．前記スリーブが前記第１形状に在るときに、前記上面および下面の各々 は少なくとも一個の截頭円錐形状部を含む、請求項２１記載の高弾性ハウジング 。 ２４．前記スリーブが前記第１形状に在るときに、前記第１截頭円錐形状部は 前記軸心に直交する平面と約2.5°の角度で交差する、請求項２３記載の高弾性 ハウジング。 ２５．前記上面および下面の各々は２個の同心的な截頭円錐形状部分を含む、 請求項２３記載の高弾性ハウジング。 ２６．前記スリーブがその第１形状に在るとき、前記第２截頭円錐形状部分は 前記軸心と直交する平面と約2.5°より小さな角度で交差する、請求項２５記載 の高弾性ハウジング。 ２７．前記スリーブが前記第１形状に在るとき、前記上面は曲率半径R₁を有す る第１ショルダにて前記コアと交差し、且つ、前記下面はR₂に等しい曲率半径を 有する下部ショルダにて上記コアと交差し、且つ、 R₁はR₂より大きい、請求項２１記載の高弾性ハウジング。 ２８．R₁は少なくともR₂の２倍である、請求項２７記載の高弾性ハウジング。 ２９．前記上面および下面の各々は第１截頭円錐形状部を含み、 上記上面側第１截頭円錐形状部は第１上面側遷移点にて前記第１ショルダと交 差し、 上記下面側第１截頭円錐形状部は第１下面側遷移点にて前記第２ショルダと交 差し、 上記第１上面側遷移点は上記第１下面側遷移点よりも前記軸心から大きな径方 向距離に在る、請求項２８記載の高弾性ハウジング。 ３０．前記上面および下面の各々は第２截頭円錐形状部分を更に含み、 上記上面側第２截頭円錐形状部分は第２上面側遷移点にて前記上面側第１截頭 円錐形状部と交差し、 上記下面側第２截頭円錐形状部分は第２下面側遷移点にて前記下 面側第１截頭円錐形状部と交差し、 上記第２上面側遷移点は、上記第２下面側遷移点よりも前記軸心から大きな径 方向距離に在る、請求項２９記載の高弾性ハウジング。 ３１．前記シェッドの各々は上面および下面を有し、且つ、 前記スリーブが前記第２形状に在るとき、上記上面は、第１および第２の周方 向凹状部分と、それらの間の第１の周方向凸状部分と、を含む、請求項２１記載 の高弾性ハウジング。 ３２．前記シェッドは、外縁を有すると共に該外縁に向けて厚みが減少する径 方向延在部材から成る、請求項２１記載の高弾性ハウジング。 ３３．前記第１形状および第２形状の両者において、前記シェッドの前記外縁 は前記軸心に対して実質的に同一の径方向位置に留まる、請求項３２記載の高弾 性ハウジング。