JP2004535683A - 電力伝送系統に用いるためのサージ電圧保護装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つのバリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）を有する放電電流路を備えたサージ電圧保護装置（１）において、内部故障が出現し、それに関連してアークが発生した際、バリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）の破裂を防止するために、少なくとも１つのバリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）の外被領域内に、バリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）の臨界温度を超えたときフラッシュオーバを起こさせる材料からなるコーティング（９，９ａ，９ｂ，９ｃ）が設けられている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのバリスタブロックを有する放電電流路を備え、バリスタブロックが２つの接触領域および１つの外被領域を有している、電力伝送系統に用いるためのサージ電圧保護装置に関する。
【０００２】
この種の公知のサージ電圧保護装置においては、サージ電圧保護装置の放電電流路を形成する複数のバリスタブロックが直列に積重ね配置され、２つの端面マウント間に挟み込まれている。このようなサージ電圧保護装置は種々の電圧レベルの電力伝送系統で用いられる。バリスタブロックを外被側で取囲む両端面マウント間には、絶縁材ハウジングが配置される。バリスタブロックには非導電性の繊維が巻き付けられる。
【０００３】
このバリスタブロックが内部故障を起こすとアークを発生することがある。アークの発生によって生成される高温ガスをサージ電圧保護装置の内部から排出させるために、非導電性の繊維間に開口が設けられる。さらに非導電性の繊維はバリスタブロックを機械的に一緒にして保持し、それにより故障発生時にバリスタブロックの破裂によって生ずる破裂片が一緒に保持されるようにしている（欧州特許出願公開第０３３５４８０号明細書）。
【０００４】
本発明の課題は、冒頭に述べた型のサージ電圧保護装置を、故障発生時にバリスタブロックの破裂の危険を回避できるように構成することである。
【０００５】
この課題は、少なくとも１つのバリスタブロックの外被領域の少なくとも一部領域内に、バリスタブロックの臨界温度を超えたときフラッシュオーバを起こさせるコーティングが設けられることによって達成される。
【０００６】
本発明に従って設けられるコーティングによって、故障発生時に外被領域内でのアークの早期発生によってバリスタブロック内部の絶縁破壊が阻止される。従って、バリスタブロックの破裂片飛散の危険性が大幅に減少する。
【０００７】
コーティングの材料として、好ましくはＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；負の温度係数）サーミスタ材料が用いられる。このＮＴサーミスタ材料はバリスタブロックの臨界温度ではその電気抵抗を、サージ電圧保護装置の区間の耐フラッシュオーバ性を下回りそれゆえフラッシュオーバが起こされる程減少させる。このようなＮＴＣサーミスタ材料はバリスタブロックを製造する際に通常行われているのと同じ製造方法、すなわち焼結処理および上薬かけ処理によって作ることができる。このようなコーティングの被着は、バリスタブロックを製造するために通常行なわれている製造ステップに容易に組み込むことができる。
【０００８】
本発明の実施態様において、代替的に、コーティングの形成のために花火物質が用いられる。
【０００９】
バリスタブロックの臨界温度による花火物質の発火の際、イオン化されたガスにより導電性通路が生成される。この導電性通路がバリスタブロックの外被領域に沿うフラッシュオーバを起こさせる。導電性通路は直ちにバリスタブロックの外部にアークを起こさせる。コーティングの形成のために花火物質を用いることは特に確実な形状変形を可能にする。コーティング材料に関しては市販のニトロセルローズを基材とする花火物質を用いることができる。
【００１０】
ニトロセルローズを基材とする花火物質はバリスタブロックの外被領域に容易に設けることができる。例えばコーティングの被着のためにニトロセルローズをアセトンに溶解させたペースト状溶液を用いることができる。溶媒は被着後に蒸発し、ニトロセルローズが外被面上に十分永続的に固定される。ニトロセルローズの発火温度はバリスタブロックの臨界温度にほぼ一致し、バリスタブロックが過負荷になる前に所望の外部フラッシュオーバが現れる。しかもニトロセルローズは安価に入手することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様によれば、コーティングは、それぞれに選定された材料とは無関係に、少なくともバリスタブロックの外周面に沿って軸線方向に延びる。その場合、コーティングはバリスタブロックの外周面上に設けるか、外周面に形成された溝内に設けることができる。コーティングを設ける溝を外被領域内に形成すると、外見上の輪郭を変えることなしにコーティングをバリスタブロックに付設することができる。
【００１２】
外周面に沿って軸線方向に延びるコーティングは、積重ね配置された複数のバリスタブロックにおいて個々のバリスタブロックを捕らえ、バリスタブロックに故障が存在するかどうかとは無関係に、保護手段が迅速に有効になることを保証することができる。
【００１３】
コーティングは環状に形成することができる。
【００１４】
バリスタブロックの周りにコーティングが環状に設けられると、極めて短い応答時間を保証することができる。環状のコーティングは、場合によっては外周面に沿って軸線方向に延びるコーティングと組み合わせて用いることもできる。コーティングを環状に設けることは当然のことながらコーティング材料を多量に使用することになる。極端な場合、バリスタブロックの外被面全体にコーティングを設けることができる。
【００１５】
図面には本発明の３つの実施例が示されている。
図１は外周面に沿って軸線方向に延びるコーティングを有するサージ電圧保護装置の断面図、
図２は放電電流路の周りを環状に延びる複数のコーティングを有するサージ電圧保護装置の縦断面図、
図３は溝を形成した個々のバリスタブロックの斜視図を示す。
【００１６】
図１に断面図で示されているサージ電圧保護装置１は、第１の端面マウント２および第２の端面マウント３を備えている。両端面マウント２，３間に、３つのバリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃからなる放電電流路が配置されている。サージ電圧保護装置１の電気的接触および機械的取付けのために、第１の端面マウント２に第１の接続ボルト５が設けられ、第２の端面マウント３に第２の接続ボルト６が設けられている。３つのバリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃは機械的安定性を得るために絶縁支柱７によって固定されている。サージ電圧保護装置１を外部作用から保護するためにサージ電圧保護装置１は絶縁材ハウジング８を備えている。バリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃの外周面に沿って軸線方向に、バリスタブロッの温度がその臨界温度を超えたとき電気的なフラッシュオーバを起こさせる材料からなるコーティング９が設けられている。コーティング９は例えばＮＴＣサーミスタ材料や花火物質から構成することができる。コーティング９の作用は例えば花火技術によるコーティングとしてそのコーティングの形状変形で説明することができる。
【００１７】
サージ電圧保護装置１の内部故障の場合、例えばバリスタブロック４ａまたは４ｂまたは４ｃに欠陥があった場合、放電電流路を流れる故障電流に基づいてそのバリスタブロックが加熱される。当該バリスタブロックの温度がその約２００℃の臨界温度に達すると、コーティング９が発火し、イオン化されたガスが発生する。このイオン化されたガスは第１の端面マウント２と第２の端面マウント３との間に導電性通路を形成する。両端面マウント２，３間に存在する高い電位差に基づいて直ちにアークが発生する。このアークはバリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃの外面に沿って発生するので、バリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃの内部の絶縁破壊を回避することができる。発生アークによってサージ電圧保護装置１内に生成するガスの過圧は絶縁材ハウジング８の破裂によって放出することができる。
【００１８】
図２に示すサージ電圧保護装置１ａは図１に示したサージ電圧保護装置１と原理的に同一構成を持っている。ただ、バリスタブロック４ａ，４ｂ，４ｃに、これを環状に取囲むコーティング９ａ，９ｂ，９ｃが設けられている。花火物の被着は種々の形状で行うことができる。すでに述べたように、花火物質はペースト状の溶液として使用することができる。本実施例の場合、花火物質は各バリスタブロック上に帯状構造の形で巻き付けられている。
【００１９】
図３の実施例においては、個々のバリスタブロック４ｄはその外周面に沿って軸線方向に延びる溝１０を備えている。この溝１０は、バリスタブロック４ｄの温度がその臨界温度を超えたときフラッシュオーバを起こさせる材料を充填される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】外周面に沿って軸線方向に延びるコーティングを有するサージ電圧保護装置の縦断面図
【図２】放電電流路の周りを環状に延びる複数のコーティングを有するサージ電圧保護装置の縦断面図
【図３】溝を形成した個々のバリスタブロックの斜視図
【符号の説明】
【００２１】
１ サージ電圧保護装置
１ａ サージ電圧保護装置
２ 第１の端面マウント
３ 第２の端面マウント
４ａ バリスタブロック
４ｂ バリスタブロック
４ｃ バリスタブロック
４ｄ バリスタブロック
５ 第１の接続ボルト
６ 第２の接続ボルト
７ 絶縁支柱
８ 絶縁材ハウジング
９ コーティング
９ａ コーティング
９ｂ コーティング
９ｃ コーティング
１０ 溝

Claims (7)

1. 少なくとも１つのバリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）を有する放電電流路を備え、バリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）が２つの接触領域および１つの外被領域を有している、電力伝送系統に用いるためのサージ電圧保護装置（１，１ａ）において、
   少なくとも１つのバリスタブロック（４ａ，４ｂ，４ｃ）の外被領域の少なくとも一部領域内に、バリスタブロックの臨界温度を超えたときフラッシュオーバを起こさせるコーティング（９，９ａ，９ｂ，９ｃ）が設けられていることを特徴とする電力伝送系統に用いるためのサージ電圧保護装置。
2. コーティング（９，９ａ，９ｂ，９ｃ）がＮＴＣサーミスタ材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサージ電圧保護装置。
3. コーティング（９，９ａ，９ｂ，９ｃ）が花火物質から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のサージ電圧保護装置。
4. コーティング（９，９ａ，９ｂ，９ｃ）がニトロセルローズを基材とする物質から構成されていることを特徴とする請求項３に記載のサージ電圧保護装置。
5. コーティング（９）が少なくとも１つのバリスタブロックの外周面に沿って軸線方向に延びていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のサージ電圧保護装置。
6. コーティング（９ａ，９ｂ，９ｃ）が環状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載のサージ電圧保護装置。
7. コーティング（９）が溝内に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載のサージ電圧保護装置。