JP2005038869A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単にかつ低コストで製作することができ、優れた動作特性を有する、冒頭に述べた種類の避雷器を提供する。
【解決手段】避雷器は、避雷器ハウジングと、この避雷器ハウジングから外へ案内される２個の電力端子１６，１７と、避雷器ハウジング内に配置された少なくとも１個のディスク状のバリスタとを備え、このバリスタは端面側に設けられた２つの接触個所を有し、この接触個所はそれぞれ、両電力端子１６，１７の一つに導電的に接続されている。バリスタは金属被覆されていない作用部分１２と、電気的に接触しながら作用部分１２の端面に押し付けられる２個の弾性的な接触要素１１，１３を備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、避雷器ハウジングと、この避雷器ハウジングから外へ案内される２個の電力端子と、避雷器ハウジング内に配置された少なくとも１個のディスク状のバリスタとを備え、このバリスタが端面側に設けられた２つの接触個所を有し、この接触個所がそれぞれ、両電力端子の一つに導電的に接続されている、避雷器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の技術水準によるこの種の避雷器は、ドイツ連邦共和国特許第１９５４５５０５号公報によって知られている。この公報に記載されている低電圧用避雷器の場合には、バリスタが、帯状ヒューズと共晶溶融合金を有するサーマルカットオフ部とからなる熱切断装置に伝熱的に連結されている。この共晶溶融合金はは、バリスタが許容されないほど加熱されたときに、サーマルカットオフ部を分離し、それによってばね力によって損傷表示部を解放する。その際、予定破断個所を有する、サージ電流に耐える帯状ヒューズは、ヒューズハウジング内に配置され、解放の場合に溶融する。この場合、帯状ヒューズはヒューズハウジング内での故障表示器の固定保持を解除する。ヒューズハウジングの外側に配置されたサーマルカットオフ部は表示ワイヤからなっている。この表示ワイヤは、損傷表示器を“非表示”位置に保持し、帯状ヒューズの溶融時に分離されるかまたは短絡電流によって溶融する。この避雷器は製作コストが比較的に高くつく。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、簡単にかつ低コストで製作することができ、それにもかかわらず優れた動作特性を有する、冒頭に述べた種類の避雷器を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明による避雷器の場合には、バリスタは金属被覆されていない作用部分と、電気的に接触しながら作用部分の端面に押し付けられる、特にグラファイトによって形成された２個の弾性的な接触要素を備えている。この手段により、電力が充分に均一な電流密度で作用部分から剛性の接触要素まで良好に伝達される。
この剛性の接触要素は接触圧力を発生し、避雷器の電力端子に導電的に連結されている。作用部分の端面が互いに完全に平らでなく、若干凹形または凸形に湾曲されていてもあるいは小さな角度で互いに傾斜していても、常に優れた動作状態が達成される。
【０００５】
避雷器の所定の実施形にとって、作用部分のエッジ側がパッシベーション（皮膜保護）されていなくてもよい。
【０００６】
バリスタの作用部分のエッジ側がパッシベーションされていると、避雷器は長期間にわたって大きな安定性を有する。このパッシベーションは例えば、バリスタエッジに取付けられたガラスまたはエポキシ塗料からなる絶縁物によってあるいはバリスタエッジに被せられるゴムリングまたはシリコンリングによって実現される。パッシベーション部がリングを備え、このリングが作用部分よりも高く形成され、およびまたはリングがエンボス加工部を有していると、パッシベーション部は同時に、弾性的に形成された接触要素を位置決めするために使用可能である。
【０００７】
本発明による避雷器が溶融連結部材として形成された電力遮断部材と、電力遮断部材の閉鎖時に初期応力が加えられかつ電力遮蔽部材の開放時に見える損傷表示装置とを備えている場合、溶融連結部材は接触力を生じながらバリスタの弾性的な両接触要素の一方に押し付けられる電力遮断部材のディスク状の要素内に形成されている。なぜなら、その場合、バリスタから溶融連結部材への良好な熱伝達、ひいては電力遮断部材の確実な解放が保証されるからである。
【０００８】
避雷器ハウジングがほぼ軸方向対称に形成され、かつ２個のハウジング部分を備え、このハウジング部分が接触押圧力と初期応力を生じながら互いに摩擦的に連結され、第１のハウジング部分内に、第１の電力端子と表示面を有する損傷表示装置の部分を通すための開口が形成され、第２のハウジング部分内に、第２の電力端子を通すための開口が形成されていることにより、本発明による避雷器はきわめて低コストで製作可能である。この避雷器の製作時に、端子またはこの端子、損傷表示装置および初期応力を加えられる電力遮断部材を含む部品と、一方の弾性的な接触要素と、作用部分と、他方の弾性的な接触要素と、場合によってこの接触要素に連結された電力伝達要素と、接触力を発生する圧縮ばねのような予め製作された部品とが、ほぼ管状に形成されたハウジング部分に差し込まれ、この差し込まれた部品が接触力を生じながら第２の端子を含むキャップ状のハウジング部分をスナップ止めすることによって固定される。
【０００９】
従って、このように形成された避雷器は非常に迅速にかつきわめて簡単な手段で、特に現場でも製作可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態に基づいて、本発明を説明する。
【００１１】
図において、同じ部品には同じ参照符号が付けてある。図１は、避雷器の横断面を示している。この避雷器は二分割され軸方向対称に形成された避雷器ハウジングを備えている。この避雷器ハウジングは、特に光酸化に対して安定化され機械的に補強されたポリアミドのような合成樹脂からなっている。所望な補強は、特にガラス球の形をした充填材の挿入によって行うことができる。ほぼ管状に形成されたハウジング部分２には、絶縁キャップとして形成されたハウジング部分１のスナップ式ロック装置１ａを係合させるための内側の凹部１８が成形されている。このハウジング部分１は一方では金属製の電力端子１６に固定連結され、他方ではＯリングとして形成されたシールリング９を介してハウジング部分２に水密的に連結されている。ほぼディスク状に形成された電力伝達要素７は、電流を案内する機械的な圧縮ばね４を介して、電力端子接触子１６に導電的に押圧連結されている。圧縮ばね４は電力伝達要素７に対して、例えば２００Ｎの設定可能な力を加える。圧縮ばねは、その誘導の短絡のために、外側において、錫メッキ銅からなる撓曲性の短絡要素４ａによって架橋されている。
【００１２】
内側のリング状肩部として形成された、ハウジング部分２内の支持部１９は、電力遮断部材のほぼディスク状に形成された電力伝達要素８のエッジを支持することができる。この電力伝達要素は、点状または円筒状の中央の溶融連結部材１５、特に銀ろうを介して、ねじ付きピン８ａとして形成された電力遮断部材の電流案内部分に固定連結されている。この溶融接続部材は１４０〜３００°Ｃ、例えば１８０°Ｃの設定可能な溶融温度を有する。ピン８ａは電力端子１７のねじ穴１７ａにねじ込まれ、それによって電流端子１７に電気的に接続されている。
ねじ接触部の代わりに、動かない一体の導電接触部を設けることができる（図示していない）。ハウジング部分２の内部には、電気的に絶縁する回転対称の損傷表示装置３が、電力遮断部材と電力端子１７の間に配置されている。この損傷表示装置は外側に表示面３ａ、特に燐光物質およびまたは蛍光物質を備えている。
それによって、見えにくい状況でも、故障を明確に認識することができる。この損傷表示装置は一方では、避雷器の運転状態でエッジ側のフランジが電力遮断部材の電力伝達要素８に接触し、他方ではＯリングとして形成されたシールリング１０を介してハウジング部分２の端部と電力端子１７に水密に接触している。損傷表示装置３の凹部には圧縮ばね５が配置されている。この圧縮ばねは圧縮ばね４よりも小さな締付け力、例えば５０Ｎを有する。圧縮ばね５は一方では損傷表示装置３に支持され、他方では電力遮断部材の部分８に支持されている。
【００１３】
電力伝達要素７は溝付きの表面と、特にグラファイトディスクとして形成された弾性的な接触要素１１を介して、バリスタのディスク状に形成された作用部分１２の端面１２ａに、高導電的に押圧連結されている。電力伝達要素８は溝付きの表面と、同様にグラファイトディスクとして形成された接触要素１３を介して、作用部分１２の端面１２ｂに高導電的に押圧連結されている。その際、圧縮ばね４は電力伝達要素７を介してバリスタの作用部分をハウジング部分２の支持部１９に押し付ける。電力伝達要素７，８の溝付き接触面は、電気的な接触要素１１，１３に力を均一に伝達するかまたは作用部分１２から電力遮断部材の電力伝達要素８に熱を良好に伝達する。伝達要素７はそのリブ付きの表面の中央で、速硬性接着剤の液滴１４によって弾性的な接触要素１１に固定連結されている。
【００１４】
好ましくは酸化金属、特に酸化亜鉛をベースとした酸化金属からなる作用部分１２はその端面１２ａ，１２ｂが金属被覆されていない。エッジ側は、ガラスまたはエポキシ塗料からなる電気絶縁物のような誘電性皮膜保護部または特にシリコンのような誘電性エラストマーからなるリング６によって、被膜または被覆されている、すなわちパッシベーションされている。リング６はバリスタの作用部分１２よりも幾分高いので、同時に、弾性の接触要素１１，１３と作用部分１２のための位置決め手段を形成する。
【００１５】
普通の運転状態では、避雷器は大きな電気インピーダンスを有する。例えば空中放電または開閉によって生じる危険な過電圧のの場合、電圧が増大するにつれてバリスタの電気抵抗が低下し、この電圧を制限する。過負荷によってバリスタの温度が上昇し、その際溶融連結部材１５の溶融温度に達すると、溶融連結部材が開放する。圧縮ばね５は損傷表示装置３を電力端子１７と共に矢印２１の方向に右側に押圧する。この押圧は、電力遮断部材の部分８に接触していた損傷表示装置３のエッジ側のフランジがハウジング部分２の接触面または支持部２０に接触するまで行われる。それによって、バリスタを通る望ましくない大電流が遮断され、装置３の表示面３ａがハウジング部分２の外側から見える（図示していない）。この電力遮断により、自由な接続およびその結果生じる損傷が遮断後発生しない所定の持続的な状態となる。避雷器は保護すべき電気装置内の任意の位置に組み込み可能である。この場合、両電力端子１６，１７の少なくとも一方を可撓に接続しなければならない。
【００１６】
図２は電力遮断部材の電力伝達要素８を示している。この電力伝達要素は図１に示した円状に形成された溶融連結部材１５の代わりに、その中央に配置されたリング状の溶融連結部材１５ａを備えている。この溶融連結部材を備えた電力遮断部材は、電流遮断を正確に調節できるという利点を有する。なぜなら、溶融範囲１５ａが放熱部材として作用するねじ付きピン８ａに直接連結されていないからである。
【００１７】
避雷器は複数のバリスタ１２を備えていてもよい（図示していない）。このバリスタの端面１２ａ，１２ｂは平行平面の代わりに、例えば凸形または凹形に形成可能である（図示していない）。弾性的な接触要素１１，１３と非金属端面１２ａ，１２ｂはそれぞれその良好な電気的接触を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】点状のサーマルカットオフ部を有する電力遮断部材を備えた低電圧用避雷器の断面図である。
【図２】図１の避雷器のためのリング状のサーマルカットオフ部を備えた電力遮断部を示す図である。
【符号の説明】
１，２ ハウジング部分
１ａ スナップ式ロック装置
３ 故障表示装置
３ａ 表示面
４，５ 圧縮ばね
４ａ 短絡要素
６ リング
７，８ 電力伝達要素
８ａ ねじ付きピン
９，１０ シールリング
１１，１３ 弾性的な接触要素
１２ 作用部分
１２ａ，１２ｂ 端面
１４ 液滴
１５，１５ａ 溶融連結部材
１６，１７ 電力端子
１７ａ ねじ穴
１８ 凹部
１９，２０ 支持部
２１ 矢印

Claims (15)

1. 避雷器ハウジングと、この避雷器ハウジングから外へ案内される２個の電力端子（１６，１７）と、避雷器ハウジング内に配置された少なくとも１個のディスク状のバリスタとを備え、このバリスタが端面側に設けられた２つの接触個所を有し、この接触個所がそれぞれ、両電力端子（１６，１７）の一つに導電的に接続されている、避雷器において、バリスタが金属被覆されていない作用部分（１２）と、電気的に接触しながら作用部分（１２）の端面に押し付けられる２個の弾性的な接触要素（１１，１３）を備えていることを特徴とする避雷器。
2. 両接触要素（１１，１３）の少なくとも一方がグラファイトディスクであることを特徴とする請求項１記載の避雷器。
3. 作用部分（１２）がパッシベーションされていないことを特徴とする請求項１または２記載の避雷器。
4. 作用部分（１２）のエッジ側がパッシベーションされていることを特徴とする請求項１または２記載の避雷器。
5. 作用部分（１２）がエッジ側にリング（６）を備えていることを特徴とする請求項４記載の避雷器。
6. リング（６）が、接触要素（１１，１３）の位置決めのためのエッジ側の境界を形成するように、作用部分（１２）よりも高くなっていることを特徴とする請求項５記載の避雷器。
7. リング（６）が誘電性エラストマー、特にシリコンによって形成されていることを特徴とする請求項５または６記載の避雷器。
8. 両接触要素（１１，１３）の第１の接触要素（１３）と両電力端子（１６，１７）の第１の電力端子（１７）の間の電気的な接続部内に配置され、溶融連結部材として形成された電力遮断部材と、電力遮断部材の閉鎖時に初期応力が加えられかつ電力遮蔽部材の開放時に見える損傷表示装置（３）とを備えた、請求項１〜７のいずれか一つに記載の避雷器において、溶融連結部材（１５，１５ａ）が接触力を生じながら第１の接触要素（１３）に押し付けられる電力遮断部材のディスク状の要素（８）内に形成されていることを特徴とする避雷器。
9. ディスク状の要素（８）の溝付きの表面が接触面（１３）に押し付けられていることを特徴とする請求項８記載の避雷器。
10. 溶融連結部材（１５，１５ａ）が点状またはリング状に形成されていることを特徴とする請求項８または９記載の避雷器。
11. 避雷器ハウジングがほぼ軸方向対称に形成され、かつ２個のハウジング部分（１，２）を備え、このハウジング部分が接触押圧力と初期応力を生じながら互いに摩擦的に連結され、第１のハウジング部分（２）内に、第１の電力端子（１７）と表示面（３ａ）を有する損傷表示装置（３）の部分を通すための開口が形成され、第２のハウジング部分（１）内に、第２の電力端子（１６）を通すための開口が形成されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一つに記載の避雷器。
12. 両ハウジング部分（１１，１３）が互いにスナップ止めされていることを特徴とする請求項１１記載の避雷器。
13. ディスク状の要素（８）と損傷表示装置（３）の間に支持された第１の圧縮ばね（５）が初期応力を生じ、第２の接触要素（１１）に作用する第２の圧縮ばね（４）が接触力を生じることを特徴とする請求項１２記載の避雷器。
14. 第２の圧縮ばね（４）が撓曲可能な短絡要素（４ａ）によって架橋されていることを特徴とする請求項１３記載の避雷器。
15. 避雷器ハウジングが光酸化に対して安定化され機械的に補強されたポリアミドからなっていることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一つに記載の避雷器。

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