【発明の詳細な説明】
バリスタブロック
技術分野
サージ避雷器は、雷撃、または、開閉装置における接続および切断によって引
き起こされる高い過電圧に対して、開閉装置およびその機器を保護する目的で使
用される。本発明は、サージ避雷器に含まれ、その能動部分を構成するバリスタ
ブロックに関する。サージ避雷器は通常、好ましくは酸化金属製の１群の複数筒
状バリスタブロックであって、バリスタブロックの軸方向に、２本の電極の間で
次々に配列され、ゴムまたは他の重合体材料製の細長い電気絶縁外部ケーシング
によって取り囲まれているバリスタブロックを備える。
背景技術
上記の種類のサージ避雷器は、複数の特許文献、とりわけ欧州特許ＥＰ−Ａ−
０２３０１０３で、以前から知られている。これらの既知の設計の１欠点は、バ
リスタブロックに関して故障が発生した時などに、アークがサージ避雷器の内部
に形成されて、内気圧の増大が伴う場合に、サージ避雷器の部品が、環境に危害
を及ぼす形で爆発状に拡散し得ることである。前記問題を解決する目的で様々な
試みが行われている。
欧州特許ＥＰ−Ａ−０３３５４８０では、圧力解放用の開口部を有する交差巻
き付けケージが、前記１群のバリスタブロックの周りに配列されていた。この解
決法では、製造が複雑かつ高価になる。
欧州特許ＥＰ−Ａ−０６８３４９６では、バリスタブロックは、スタック状態
にある様々なバリスタブロック間で必要な接触圧を達成する目的で、絶縁材料製
の圧縮ループによって、半径方向に取り囲まれている。バリスタ群およびループ
は、次に、断面がほぼ４角形で、帯体とバリスタブロックとの間に絶縁重合体材
料の厚い層を含む絶縁材料製の筒状破裂防止帯体により、各バリスタブロックの
真中部分上で径方向に取り囲まれている。これは、サージ避雷器内で短絡が発生
した場合の圧力を解放する目的で、帯体間に、軸方向に、開口部があるというこ
とを意味する。
発明の概要
本発明は、機械的に崩壊することなく前記１群のバリスタの電気的／熱的絶縁
破壊に耐えることが可能であることにより、従来の技術設計に比べ、短絡時動作
が改善された、上記の類のバリスタブロックおよびサージ避雷器を提供すること
を目的とする。バリスタブロックおよびこれらのバリスタブロックを備えるサー
ジ避雷器は、単純な構成を有することになり、コスト効果よく製造が可能になる
。本発明によれば、これは、請求の範囲第１項の特徴記述部分に記載されている
特徴を有する設計によって達成される。
上記目的を達成する目的で、本発明は２つの主要設計を含む。
本発明の第１の主要設計は、円筒形外囲表面の周りのバリスタブロックが、炭
化ケイ素または炭化ホウ素などでできたセラミックマトリックスを有する、複合
材料製の電気絶縁リングによって取り囲まれているということである。前記リン
グは、装置製造時に一緒にバリスタブロックに固定され、バリスタブロックの構
成部分を構成し、それと同じ軸方向の長さを有することが意図されている。
代替実施形態では、絶縁リングを与えられたバリスタブロックの短絡特性をさ
らに改善する目的で、リングは、有機繊維材料で巻かれていてもよい。前記の繊
維材料は、ケブラーまたはトワロンなどのいわゆるアラミド繊維であってもよい
。
本発明の第２の主要設計は、円筒形外囲表面の周囲のバリスタブロックが、有
機繊維製破裂防止帯体で取り囲まれているということである。前記の繊維材料は
、ケブラーまたはトワロンなどのいわゆるアラミド繊維であってもよい。破裂防
止帯体は、まっすぐな円形管として形成される。前記帯体の軸方向の長さは、バ
リスタブロックの軸方向の長さよりもいくぶん短い。帯体は、複数の共軸バリス
タブロックのための、次々に配列された帯体間の開口部が、隣接しあったバリス
タブロック間の連結点のま正面に位置することになるというふうに軸方向に配置
される。このことは、アーク発生の危険が最大になるような時点で、より速い圧
力解放を生じさせ、その結果としてリングにかかる応力を低減させる結果を生む
。本発明の範囲は、帯体が、複数の異なる方法でバリスタブロックの周りに給与
されることを可能にする。
好ましい実施形態では、管状帯体は直接バリスタブロックに巻き付けられる。
代替実施形態では、帯体は、製造中に、管状になるというふうに筒状フレーム
の周りに巻き付けられる。前記の管は、接線方向に巻き付けた繊維で構成される
。帯体の内径は、バリスタブロックの外径よりも数ミリメートル大きい直径にな
っていることが望ましい。
さらに別の実施形態では、帯体は、ミシン糸用リールであって、より正確にい
うと、ボビンを与えられたカラーを有するリールの形をしたプラスチックリング
上に巻き付けられる。前記実施形態ではまた、プラスチックリングの内径は、バ
リスタブロックの外径よりも数ミリメートル大きい直径になっている。
図面の簡単な説明
図１は、本発明の第１の主要設計に基づく、本発明に基づいて設計されたバリ
スタブロックの好ましい実施形態の半断面側面図である。
図２は、本発明の第１の主要設計に基づく、本発明に基づいて設計されたバリ
スタブロックの代替実施形態の半断面側面図である。
図３は、本発明の第２の主要設計に基づく、本発明に基づいて設計されたバリ
スタブロックの好ましい実施形態の半断面側面図である。
図４は、本発明の第２の主要設計に基づく、本発明に基づいて設計されたバリ
スタブロックの代替実施形態の半断面側面図である。
図５は、本発明の第２の主要設計に基づく、本発明に基づいて、設計されたバ
リスタブロックの追加の代替実施形態の半断面側面図である。
好ましい実施例の説明
図１および２は、本発明の第１の主要設計に基づく実施形態を示す。
図１は、上記内容に基づきセラミックマトリックスを含む複合材料製で電気絶
縁性を有し、バリスタブロックと同じ軸方向の長さを持ち、一体化されたリング
２を有する、円筒形バリスタブロック１を示す。
図２は、一体化されたリング２を有する図１のものと同じバリスタブロック１
を示す。本発明のこの実施形態において、リングには、上記内容に基づいて、有
機繊維製外部環状層３が、リングの周囲を巻いて提供される。
本記述の導入部分で述べられているとおり、バリスタ群は、電気絶縁性を有す
る、ゴム製または別の重合体材料製の細長いケーシングに取り囲まれている。ケ
ーシングは、異なる重合体材料製の内層および外層を含むことが好ましい。バリ
スタブロックおよび絶縁リングを取り囲む内層は、いわゆるＲＴＶまたはＬＳＲ
重合体材料などのキャスタブル重合体材料を含む。とりわけサージ避雷器のシー
ルドを形成する外層は、ＨＴＶまたはＥＰＤＭ重合体材料などのダイカストの重
合体材料からなる。
図３、４、および５は、本発明の第２の主要設計３の実施形態を示す。
図３は、有機繊維製の筒状破裂防止帯体４を、外囲表面に直接巻き付けた、円
筒形バリスタブロック１を示す。
図４は同じバリスタブロックを示す。本発明のこの実施形態において、まっす
ぐな筒状の破裂防止帯体５は、内径をバリスタブロックの外径よりも数ミリメー
トル大きくした直径で、別途巻き付けられてしまっている。これは、バリスタブ
ロックと帯体との間の同心環状空間６の生成に導く。帯体は、以下に記述する内
容に基づく異なる方法で、バリスタブロックに同心で固定される。
図５もまた、同じバリスタブロック１を示す。本実施形態において、筒状破裂
防止帯体７は、カラーが与えられたボビン８の形でプラスチックリング上に巻き
付けられている。プラスチックリングの内径は、バリスタブロックの外径よりも
数ミリメートル大きな直径を有する。このようにして、同心環状空間９は、バリ
スタブロックとボビンとの間に形成される。帯体を有するボビンは、以下に記述
する内容に基づく異なる方法で、バリスタブロックに同心で固定される。
「技術分野」の中で記述されたとおり、サージ避雷器は、互いの頂上に積まれ
、上下端の電極間に締め付けられた、複数のバリスタブロックを備える。バリス
タ群の軸方向の圧縮は、下端電極に締め付けられる絶縁圧縮ループの助けによっ
て、適当に達成してもよい。圧縮ループは、圧縮中、１つには、バリスタブロッ
クが同一の軸線を有し、またもう１つには、図４および５に基づく帯体が、バリ
スタブロックと帯体の外径、およびボビンの内径におけるそれぞれの相違によっ
て決定される距離を放射状に設けて、バリスタブロックに、同心固定されるであ
ろうというふうに設計されている。上記のとおり、帯体は、複数の共軸バリスタ
ブロックのための帯体間に開口部が次々と配置され、隣接しあったバリスタブロ
ック
間の連結点の真正面に位置することになるというふうに、バリスタブロックの周
りに軸方向に配置されることになる。図４および５に基づく帯体の実施形態につ
いて前記内容を確実にする目的で、ＨＥ−Ａビームまたは類似の部材の場合と同
じ断面を有するいくつかのスペーサ１０が、帯体間、および向かい合ったカラー
間のそれぞれに配置されている。
本記述の導入部分で述べたとおり、バリスタ群は、ゴム製または別の重合体材
料製の細長い電気絶縁ケーシングに取り囲まれている。ケーシングは、異なる重
合体材料製の内層および外層を備えることが好ましい。バリスタブロックおよび
帯体を取り囲む内層は、いわゆるＲＴＶまたはＬＳＲ重合体材料などのキャスタ
ブル重合体材料からなる。とりわけサージ避雷器のシールドを形成する外層は、
いわゆるＨＴＶまたはＥＰＤＭ重合体材料などのダイカストの重合体材料からな
る。
図４および５に基づいて、バリスタブロックと帯体との間、およびバリスタブ
ロックとボビンとの間のそれぞれに形成される同心空間６および７の意図は、内
層のキャスタブル重合体材料によってその空間を満たすことができるようにする
ことである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Varistor block
Technical field
Surge arresters are triggered by lightning or by connecting and disconnecting switchgear.
Used to protect switchgear and its equipment against high overvoltages
Used. The present invention relates to a varistor included in a surge arrester and constituting an active part thereof.
About the block. Surge arresters are usually a group of multiple tubes, preferably made of metal oxide.
Varistor block, between two electrodes in the axial direction of the varistor block.
Elongated electrically insulated outer casing made of rubber or other polymeric material, arranged one after the other
A varistor block surrounded by a varistor block.
Background art
Surge arresters of the above kind are described in several patent documents, in particular in European patent EP-A-
0230103, previously known. One drawback of these known designs is that
When a failure occurs with the Lister block, the arc will
When the internal pressure increases, the components of the surge arrester may harm the environment.
Can explode in the form of an explosion. Various solutions to solve the above problems
Attempts are being made.
In EP-A-0335480, a cross winding having an opening for pressure relief is disclosed.
A bracing cage was arranged around the group of varistor blocks. This solution
The solution would be complicated and expensive to manufacture.
In EP-A-06683496, the varistor blocks are in a stacked state.
In order to achieve the required contact pressure between the various varistor blocks in
Are radially surrounded by a compression loop. Varistors and loops
Next, the insulating polymer material is approximately square in cross section, and between the strip and the varistor block.
Each varistor block is provided with a tubular rupture prevention band made of insulating material containing a thick layer of material.
It is radially surrounded on the middle part. This causes a short circuit in the surge arrester
That there is an opening between the strips in the axial direction to release the pressure
Means
Summary of the Invention
The present invention provides an electrical / thermal isolation of said group of varistors without mechanical collapse.
Being able to withstand destruction, the operation at the time of short circuit compared with the conventional technology design
Providing varistor blocks and surge arresters of the kind described above with improved
With the goal. Varistor blocks and servers equipped with these varistor blocks
The lightning arrester will have a simple configuration and will be cost-effective to manufacture
. According to the invention, this is described in the characterizing part of claim 1.
Achieved by a characteristic design.
To this end, the present invention includes two primary designs.
The first primary design of the present invention is that the varistor block around the cylindrical surrounding surface is
Composite with ceramic matrix made of silicon carbide or boron carbide etc.
It is surrounded by an electrically insulating ring made of a material. The phosphorus
The varistor block is fixed together with the varistor block when the device is manufactured.
It is intended to constitute a component and have the same axial length.
In an alternative embodiment, the short-circuit properties of a varistor block provided with an insulating ring are reduced.
For further improvement, the ring may be wound with an organic fiber material. The fiber
The fiber material may be a so-called aramid fiber such as Kevlar or Twaron
.
A second principal design of the invention is that the varistor block around the cylindrical surrounding surface has
It is surrounded by a rupture prevention band made of machine fiber. The fiber material is
, A so-called aramid fiber such as Kevlar or Twaron. Burst protection
The stop is formed as a straight circular tube. The axial length of the band is
Somewhat shorter than the axial length of the Lister block. The band consists of multiple coaxial varis
Openings between successive strips for tab locks
Axial arrangement so that it will be located in front of the connection point between tab locks
Is done. This means that at the point where the danger of arcing is at
Force release, resulting in reduced stress on the ring
. The scope of the invention is that the band is fed around the varistor block in several different ways
To be done.
In a preferred embodiment, the tubular band is wound directly on the varistor block.
In an alternative embodiment, the band is tubular during manufacture, such that it becomes tubular.
Wrapped around. The tube is composed of tangentially wound fibers
. The inner diameter of the strip should be several millimeters larger than the outer diameter of the varistor block.
Is desirable.
In yet another embodiment, the band is a reel for a sewing thread and is more precise.
Plastic ring in the shape of a reel with a collar given a bobbin
Wound on top. Also in the above embodiment, the inner diameter of the plastic ring is
The diameter is several millimeters larger than the outer diameter of the Lister block.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows a burr designed according to the present invention based on the first main design of the present invention.
FIG. 3 is a half cross-sectional side view of a preferred embodiment of a star block.
FIG. 2 shows a burr designed according to the present invention based on the first main design of the present invention.
FIG. 4 is a half cross-sectional side view of an alternative embodiment of a star block.
FIG. 3 shows a burr designed according to the present invention based on the second main design of the present invention.
FIG. 3 is a half cross-sectional side view of a preferred embodiment of a star block.
FIG. 4 shows a burr designed according to the present invention based on the second main design of the present invention.
FIG. 4 is a half cross-sectional side view of an alternative embodiment of a star block.
FIG. 5 shows a battery designed according to the present invention based on the second main design of the present invention.
FIG. 10 is a half-section side view of an additional alternative embodiment of a lister block.
Description of the preferred embodiment
1 and 2 show an embodiment based on a first main design of the invention.
FIG. 1 is a diagram showing the electrical insulation of a composite material containing a ceramic matrix based on the above description.
An integrated ring with lip and the same axial length as the varistor block
2 shows a cylindrical varistor block 1 having a 2;
FIG. 2 shows the same varistor block 1 as in FIG. 1 with an integrated ring 2
Is shown. In this embodiment of the invention, the ring has
An outer annular layer 3 of machine fiber is provided wrapped around the ring.
As mentioned in the introduction to this description, the varistors are electrically insulating.
Surrounded by an elongated casing made of rubber or another polymeric material. Ke
The sourcing preferably includes an inner layer and an outer layer made of different polymer materials. Bari
The inner layer surrounding the star block and the insulating ring is a so-called RTV or LSR
Includes castable polymer materials such as polymer materials. Especially the surge arrester sea
The outer layer forming the mold is a die-cast layer such as an HTV or EPDM polymer material.
It is made of a united material.
FIGS. 3, 4, and 5 show embodiments of the second main design 3 of the present invention.
FIG. 3 shows a circle in which a tubular rupture prevention band 4 made of an organic fiber is directly wound around the surrounding surface.
1 shows a cylindrical varistor block 1.
FIG. 4 shows the same varistor block. In this embodiment of the present invention,
The tube-shaped rupture prevention band 5 has an inner diameter several millimeters larger than the outer diameter of the varistor block.
The diameter has been increased, and it has been wound separately. This is a stub
This leads to the creation of a concentric annular space 6 between the lock and the band. The band is described below.
It is fixed concentrically to the varistor block in different ways based on volume.
FIG. 5 also shows the same varistor block 1. In the present embodiment, the cylindrical rupture
The prevention band 7 is wound on a plastic ring in the form of a colored bobbin 8.
It is attached. The inner diameter of the plastic ring is larger than the outer diameter of the varistor block.
It has a diameter several millimeters larger. Thus, the concentric annular space 9 is
It is formed between the star block and the bobbin. Bobbins with strips are described below
It is fixed concentrically to the varistor block in different ways based on what it does.
As described in the Technical Field, surge arresters are stacked on top of each other.
And a plurality of varistor blocks fastened between upper and lower electrodes. Barris
The axial compression of the clusters is assisted by an insulating compression loop that is clamped to the bottom electrode.
And may be achieved appropriately. During compression, the compression loops
4 have the same axis, and on the other hand, the band according to FIGS.
The difference between the outer diameter of the stabilizing block and the band and the inner diameter of the bobbin
Is fixed radially to the varistor block with a distance determined by
It is designed to be waxy. As mentioned above, the strip is composed of multiple coaxial varistors.
Openings are arranged one after another between the strips for blocks, and the adjacent varistor block
Check
Around the varistor block, as if it were located directly in front of the connection point between them.
Therefore, they are arranged in the axial direction. Embodiments of the band according to FIGS. 4 and 5
And the same as for HE-A beams or similar components to ensure
Spacers 10 having the same cross-section are provided between the strips and the opposite collars.
Are located between each.
As mentioned in the introduction to this description, the varistors may be made of rubber or another polymer material.
It is surrounded by a long, thin, electrically insulated casing. Casing has different weight
It is preferable to include an inner layer and an outer layer made of a united material. Varistor block and
The inner layer surrounding the band is a caster such as a so-called RTV or LSR polymer material.
Bull polymer material. In particular, the outer layer forming the shield of the surge arrester
Die-cast polymer materials such as so-called HTV or EPDM polymer materials.
You.
According to FIGS. 4 and 5, between the varistor block and the band and the varistab
The intention of the concentric spaces 6 and 7 formed respectively between the lock and the bobbin is
Allow the space to be filled by a layer of castable polymer material
That is.
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(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ
Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＮ，ＪＰ，Ｒ
Ｕ，ＵＳ────────────────────────────────────────────────── ───
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(81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE,
DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L
U, MC, NL, PT, SE), BR, CN, JP, R
U, US