JP2018056564A - サージアレスタ用連結装置、サージアレスタの製造方法およびサージアレスタ - Google Patents

Abstract

【課題】サージアレスタ用のポールをケージ構造で連結するための、特に容易に組み立てることのできる連結装置を提供する。【解決手段】サージアレスタ用の連結装置であり、１つの連結手段を受容するための１つの軸方向凹部３と軸方向に円錐状に走っている部分とを有している。この円錐部２５は、多数の連結手段が連結装置により固定される取付け端部の、連結装置にほゞピッタリ合った形状に加工された孔に挿入すべく形成されている。連結手段のための軸方向凹部の境界壁１６、１７が、円錐部において凹部の内側に向かって動きうるように構成され、円錐部の表面には滑り被覆が被着されている。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文によるサージアレスタの連結装置、請求項１２によるサージアレスタの製造方法および請求項１３によるサージアレスタに関する。

サージアレスタは、例えば高電圧技術および中電圧技術において、故障時の許容できない過電圧をアースへ流すのに役立つ。例えば、架空線に落雷した場合、サージアレスタにより電流がアースに流されるので、この架空線に接続されている、例えば変圧器のような電気的な運転機器を損害から保護することができる。

特許文献１から、多数の円盤状の金属酸化物−半導体抵抗素子で構成されたアレスタスタックを備えたサージアレスタが知られている。これらの金属酸化物抵抗素子は、構造によって決まる閾値電圧よりも印加電圧が低い場合には、非常に高い電気抵抗を有するので、通常の運転時には小さい漏れ電流が流れるだけである。しかし、故障時にその閾値電圧を超えると、この抵抗素子の電気抵抗が大きく減少するので、大電流がアースに流され、その結果、その過電圧は小さくなる。このサージアレスタは２つの取付け端部を有し、それらの間で個々の円盤状金属酸化物−半導体抵抗素子が共に締付けられてアレスタスタックが形成されている。この締付けは、アレスタスタックの外側に配置されアレスタスタックの周りにケージを形成している複数のプラスチックポールにより行われる。これらのポールを取付け端部に固定するために複数の連結用スリーブが挿入され、これらの連結用スリーブは単一部品として形成され、円錐形の、すなわち、ほゞ円錐台の形状をしている。

さらに、それぞれの連結用スリーブに、円錐状に尖っている端部まで複数のスリットが設けられているので、この連結用スリーブをポールに被せた後で、そのために設けられたガイド孔に挿入し取付け端部に固定することができる。このために各取付け端部は、連結用スリーブの円錐形状に対して相補的に作られた孔を有し、この孔にポールが連結用スリーブと共に挿入される。

この固定メカニズムの機能を保証すべく、これらの連結用スリーブはこれにぴったり合った形状の孔の中で、大きな押しつけ力の場合でも、軽く滑ることが必要である。しかし、非常に平滑な表面の場合でも、ポールを固定する際にこれらの連結用スリーブが取付け端部内で差し込み状態のままになっていることがある、それどころか、しばしば、取り外し不能になることがある。その結果、これらのポールを引っ張るときに、これらのポールが連結用スリーブから滑り出て、アレスタスタックの十分な固定ができない、ということが起きる。この場合、このアレスタは再度解体され、新しい取付け端部と連結用スリーブとで新たに組み立てなければならない。

これらのポールが取付け端部に正しく固定されている否かは、これまで２つの方法でチェックされている。１つは、全てのポールをねじ回しで軽く叩く方法である。このとき発生する音が全部のポールで同じであれば、十分な固定ができていると考えることができる。他の方法では、引っ張る前に全てのポールにマーキングを施す。引っ張った後で或るマーキングが見えなくなっていれば、そのポールは連結用スリーブ内に滑り込んでいる、すなわち、そのポールは固定されていない。

もう一つのアプローチが特許文献２で知られている。連結用スリーブは使用されず、複数のポールが取付け端部内の円錐状に形成された複数の凹部に挿入され、楔により裂かれて拡げられるので、これらのポールは滑らない様に固定されている。ポールの周りにリング状に設置される広がり制限要素により、各ポールの拡げすぎが防止される。

独国特許発明第１９９４０９３９Ｃ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００９００７０６７Ａ１号明細書

本発明の課題は、サージアレスタ用のポールをケージ構造で連結するための公知のアプローチから出発して、特に容易に組み立てることができる連結装置を提供することにある。

この課題は本発明により、請求項１による連結装置によって解決される。

本発明における連結装置とは、例えばポールのような連結手段を取付け端部に連結するためのスリーブである。この連結装置の材料として、例えばアルミニウムを使用することができる。アレスタ製造における仕損が低減されるという基本的なメリットが得られる。というのは、アレスタを正しく連結することができ、仮にこれらの連結用スリーブが取付け端部に規定通りに嵌り込んでいないとしても、そのアレスタを解体する必要がないからである。これにより製造コストが節約され、競合上の大きなメリットが得られる。

本発明による連結装置の好適な１実施例では、滑り被覆の材料は少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレン（商品名「登録商標」テフロン、以下「テフロン」と呼ぶ）である。これは１つの利点である。というのは、一連の広範な実験の結果、テフロンがこの滑り被覆に特に適していることが判ったからである。テフロンは非常に滑り性が良く、さらに、この滑り作用のためには非常に薄い被覆で十分である。このことが取付け端部における連結装置の嵌め合い固定を有利にする。

本発明におけるテフロンとは、少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレンから成るプラスチックである。

本発明による連結装置の別の実施例では、円錐部をテフロンテープで巻くことにより、この滑り被覆が形成されている。これは１つの利点である。というのは、前もって作られたテフロンテープ、または、テフロン被覆を有する前もって作られたテープを機械によりまたは組立作業員により容易に連結装置に被着することができるからである。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、この滑り被覆が材料として少なくとも部分的に油を有する。これは１つの利点である。というのは、油は、低コストで簡単に塗布することができるからである。しかし、この場合に重要なのは、油は連結用スリーブの外側にのみ塗布すべきであり、連結手段のための孔の中には決して塗布すべきではない、ということである。というのは、アレスタスタックが引っ張られるとき、連結手段が連結装置から滑り出ることになりかねないからである。さらに、サージアレスタには外部への絶縁のために、しばしば、シリコーン被覆が設けられている。このためにはアレスタへのシリコーンの良好な付着が必要である。油は良好な付着の妨げになるので、取付け端部の孔の内側への塗布は制限されなければならない。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、この滑り被覆が材料としてワニスを有する。これは１つの利点である。というのは、ワニスは、簡単、かつ、低コストで塗布することができ、油と比べて、予定外の部分での汚損の危険が少ないからである。ここでも重要なのは、ワニスは機械による塗布作業によって容易に全面的に塗布することができるが（例えば、スリーブをワニスに浸漬する）、ワニスはスリーブの外側にのみ塗布されなければならない、ということである。高精度を達成するためには、ワニスを筆を使って手で塗布することができるが、使用される連結装置の数が多いので実施するとコストが上がる。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、この滑り被覆が少なくとも部分的に、取付け端部の材料とは異なる材料を有する。通常は取付け端部も連結装置もアルミニウムで作られる、というのは、アルミニウムはダイカストに適しており、比重量が小さく、腐食しないからである。アルミニウムの利用により、軟らかいアルミニウムが、連結用スリーブを押し込むときにポールに作用する切欠き効果を幾分小さくし、材料の弱体化を防ぐ、という付加的なメリットも得られる。さて、連結装置の表面に取付け端部用材料とは異なる材料が使用されると、以下の理由により滑り作用が改善される。すなわち、一般的に、異なる材料同士は同一材料同士よりも摩擦が小さく、取付け端部における連結装置の「噛り付き」（Ｆｅｓｔｆｒｅｓｓｅｎ）が防止される。この場合、例えば、一方の材料をアルミニウムとし、他方の材料をステンレススチールとすることができる。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、この連結装置が単一部品で形成されており、その円錐部が少なくとも１つのスリットを有し、このスリットは円錐部の外側面から１つの連結手段を受容するための軸方向の凹部まで通じており、この少なくとも１つのスリットはその境界壁が半径方向に弾性的に動きうるように形成されている。これは１つの利点である。というのは、半径方向の可動性によってこの連結装置を連結手段に摩擦結合的に押しつけ、これによって固定することができるからである。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、この連結装置が多数の部品で形成されている。単一部品で作られた連結用スリーブでは、スリットが切られている端部しか容易に変形できない。他の端部は非常に剛性が大きく、比較的大きい力を加えなければ変形しない。その結果、凹部内の正しい位置への挿入固定が困難になる。多部品構成の連結装置すなわち連結用スリーブが使用される場合には、これを、比較的小さい力を加えることにより長さ全体にわたる変形ができるように形成することができる。このことにより取付け端部での特に簡単な連結が可能になる。というのは、取付け端部の凹部における正しい位置への滑り込みが容易に、かつ、確実に行われるからである。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、これらの部品がほゞ円錐台として形成されており、これらの円錐台が、組立てられた状態では、１つの連結手段を受容するための軸方向凹部と円錐部における少なくとも１つのスリットとを形成している。この場合、上述の少なくとも１つのスリットは円錐部の外側面から連結手段を受容するための軸方向凹部まで通じており、この少なくとも１つのスリットはその境界壁が半径方向に弾性的に動きうるように形成されている。この場合、２つ以上の部品を使用するができる。一般的には３つの部品が使用され、これらは連結装置の長手軸の周りに回転対称に集められており、それぞれ約１２０°の間隔で複数のスリットを形成している。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、各円錐台の、円錐尖端部とは反対側の端部が、隣の円錐台との結合のための少なくとも１つの第１の固定部品を有している。これは１つの利点である。というのは、これらの円錐台が互いにずれないように固定されるからである。このことにより、取付け端部への挿入が容易になる。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、上述の第１固定部品がそれぞれ突起として形成されている。本発明における突起とは、例えば、ピンでもよいが、凹部内周を取り巻いている半円形の突起でもよい。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、各円錐台に、第１の固定部品を受容するための穴として形成された第２の固定部品が設けられている。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、上述の円錐台が以下のような形に作られている。すなわち、この連結装置が、組立てられた状態で、１つの連結手段を受容するための軸方向凹部をスパイラルに周回している少なくとも１つのスリットを形成し、その結果、円錐部を押し付ける際にその連結手段へ作用する切欠き効果が小さくされるように作られている。これは１つの利点である。というのは、連結手段の長手軸に沿って連結用スリーブを強く押し付けると、この連結手段を構造的に損傷することがあるからである。このことは特に、連結手段としてグラスファイバー強化プラスチックポール（ＧＦＫポール）が使用されるときに生じ、このファイバーはスリーブを押し付ける際に強いノッチ作用によって破断されることがある。したがって、この連結装置は、その中心線がＧＦＫポールの中心線と正確には一致しないように作られている。これらの部品すなわち円錐台のこの軽度の捻じれにより、ポールへのノッチ作用が正確にはポールのグラスファイバーの方向へは向かわない、という効果が生じる。これにより、このノッチ作用が小さくなる。

本発明による連結装置の別の好適な実施例では、３つの部品が設置され、これらは１つの連結手段を受容するための軸方向凹部を基準にして、ほゞ角度対称性を有する複数の円錐台を形成している。これは１つの利点である。というのは、このようにして、本発明による多部品構成の連結装置を簡単に組み立てることができるからである。

本発明のさらなる課題は、サージアレスタ用のポールをケージ構造で連結するための公知のアプローチから出発して、サージアレスタを特に簡単に組み立てることができる製造方法を提供することにある。

この課題は本発明により、請求項１２による製造方法によって解決される。本製造方法についても、これまでに本発明による連結装置について説明したのと同様の利点が得られる。

本発明のさらなる課題は、サージアレスタ用のポールをケージ構造で連結するための公知のアプローチから出発して、特に簡単に組み立てることができるサージアレスタを提供することにある。

この課題は本発明により、請求項１３によるサージアレスタによって解決される。これについても、これまでに本発明による連結装置について説明したのと同様の利点が得られる。

本発明によるサージアレスタの好適な１実施例では、取付け端部の、ほゞピッタリと合った形に作られた孔にテフロンを被着することによって上述の滑り被覆が形成されている。例えば、テフロンで上記孔の内面の被覆を行うことができる。

本発明によるサージアレスタの別の好適な実施例では、上述の連結手段がポールである。

本発明によるサージアレスタの他の好適な実施例では、前記ポールが少なくとも部分的にグラスファイバー強化プラスチックで作られている。

本発明を以下の模式図により詳細に説明する。

本発明の第１の実施例による３つの部品で構成された連結装置の２つの部品の模式図 ３つの部品を有する連結装置の組立て状態を示す模式図 図２による連結装置で、テフロンテープで巻く状態を示す模式図 テフロンテープから成る滑り被覆を有する、図３による連結装置の模式図 取付け端部の上面図で、多数の連結手段が連結装置により固定されている。

図１は本発明の第１の実施例を示す。ここでは、３つの部品で構成された連結装置の２つの部品１、２が示されている。両部品１、２は実質的に円錐台セグメントとして形成されている。図１の左側に示された第１円錐台セグメント１は、その一端に第１領域９が形成されるように作られており、この第１領域はほゞ円筒形であり、湾曲していない外側エッジを有している。この外側エッジは長手軸１１に対して平行に延びている。

さらに、この第１領域は、円錐台１を上から見て、軸線４と５の間に１２０°の角度が形成されるように作られている。このようにして３つの円錐台が組立てられて、前組立が完了した１つの連結装置のための、完成した円筒形の第１領域９が形成される。第１領域９の端部７は、側面に向けて丸められた縁６を有する平らな表面として形成されている。

この第１領域に第２領域１０が続いており、この第２領域は第２の端部８で終端している。この第２領域１０では、連結用スリーブ、すなわち、ここでは円錐台１は円錐形に形成されている、すなわち、外側エッジ２１、２２、２３、２４が円錐台の形で内側に向けて走っており、その結果、断面において楔形が作られている。長手軸１１に沿って第１領域９にも第２領域１０にも、連結手段を受容するための軸方向の凹部３が設けられている。この軸方向凹部３は、３つの円錐台セグメントを組立てた状態で、連結手段としてのグラスファイバー強化プラスチックポールを受容するためのほゞ円筒形の中空空間が形成されるように、作られている。

この円錐台１では、軸方向凹部３が切断エッジ１６、１７により横方向に区画される。さらに、この軸方向凹部３は、複数の円錐台１を組立てた状態で、挿入されたポールを軽度にスパイラル状に周回する圧縮面を有するように作られている。換言すれば、３つの円錐台セグメントの間に形成された３つのスリットがグラスファイバー製ポールの周りを軽度にスパイラル状に走っており、これによって切欠き作用（Ｋｅｒｂｗｉｒｋｕｎｇ）が小さくなる。これによりポールのグラスファイバーに沿っての切欠き、及び、これに起因する構造的な弱体化が防止され、その結果、安定性が向上する。軸方向凹部３のこの軽度に非対称な状態が図１の補助軸線１２、１３から見て取れる。この補助軸線１２、１３は長手軸１１を横切り、補助軸線１２の部分では間隔５を、補助軸線１３の部分では間隔１４を形成し、この間隔１４は間隔５より大きい。

第１領域９は第１固定部品１９を有する。この第１固定部品１９はピンによる固定の方式で形成されており、正方形のベース面および楔状に傾斜した端部２６を有する。この第１固定部品１９は、円錐台２においてそのために設けられた穴に挿入すべく用意されている。

円錐台２もその第１領域９に第１固定部品１９を有する。この第１固定部品１９は、図２に示された第３の円錐台セグメント３０の第２固定部品２０に挿入すべく設けられている。この第２固定部品２０は穴として、対応する円錐台セグメントのピン１９が容易に挿入できるような形状に作られており、その結果、これらの円錐台セグメントが長手方向で相互にずれるのを防ぐことができる。

第２の円錐台２は長手軸２０に沿った軸方向凹部を有しており、ここで、側線２１と円錐状に湾曲された外側部分２５の側線２４とのスパイラル状の捻じれが認められる。

図２は３つの部品１、２、３０を有する組立てられた連結装置を示す。これらの部品１、２、３０は実質的に円錐台として形成されており、これらは（図示されていない）第１及び第２固定部品の相互の係合により長手方向にずれないように固定されている。上記３つの部品は１つの連結手段を受容するための軸方向の１つの凹部を形成しており、ここでは、組立て補助部品として、保持器具３１、すなわち、連結手段の代わりの丸い金属ポール、が上記凹部に挿入されている。これにより、これらの円錐台１、２、３０を、これら相互の間に３つのスリット３２が形成されるように設置することができる。さらに、この図から円錐状に走っている外側面２５があることが見て取れる。

図３は図２による連結装置を示し、アレスタを組立てる準備のために、この連結装置の表面にテフロンテープ４０が巻かれる。第１領域９および第２領域１０にテフロンテープ４０を巻くことにより、連結装置上に薄い滑り被覆が形成される。

図４は円錐台１、２を有する、準備済みの連結装置を示す。テフロンテープによって全面的な滑り被覆４１が形成されており、この被覆は円錐台１と２との間のギャップ３２の上にも張り渡されている。さて、上述した組立て補助部品が取り外されると、この準備された連結用スリーブ、すなわち、連結装置１、２、３０が連結手段としての１本のＧＦＫポールに載置され、取付け端部の、ピッタリ合った形状に加工された孔に挿入される。

図５は取付け端部４２の上面図であり、この取付け端部において、多数の連結手段５０が複数の連結装置により固定されている。この取付け端部はそのために複数のガイド孔４３を有し、これらのガイド孔の中に上述の複数の連結装置１、２、３０が挿入されている。これらの連結手段５０、すなわち、ポールに例えば黒線でマーキング４４が施される。さらに、連結装置の個々の円錐台１、２、３０の位置が取付け端部の孔４３にマーキングされる。連結装置の円錐部を、ピッタリ合った形状に加工された取付け端部に押し込むことによって、ＧＦＫポールが確実に固定される。それでもずれが生じる場合には、このずれは上述したマーキングにより容易に認識することができる。

１、２、３０ 連結装置の部品
３ 凹部
７ 第１端部
８ 第２端部
９ 第１領域
１０ 第２領域
１１ 長手軸
１６、１７ 境界壁（切断エッジ）
１９ 固定部品
２５ 円錐部
３２ スリット
４２ サージアレスタの取付け端部
４３ ガイド孔
４４ マーキング
５０ 連結手段（ポール）

Claims (14)

1. 取付け端部（４２）と複数の連結手段（５０）とを備えたサージアレスタ用の連結装置（１、２、３０）であり、この連結装置が、１つの連結手段（５０）を受容するための１つの軸方向凹部（３）と軸方向に円錐状に走っている部分（２５）とを有しており、この軸方向に円錐状に走っている部分（２５）は前記取付け端部（４２）の、ほゞピッタリ合った形状に加工された孔（４３）に挿入すべく形成されており、
   前記連結手段（５０）のための前記軸方向凹部の境界壁（１６、１７）が前記円錐部（２５）において前記凹部の内側（１８）に向かって動きうるように構成された連結装置において、
   前記円錐部（２５）の表面に滑り被覆（４１）が被着されていることを特徴とする連結装置。
2. 前記滑り被覆（４１）の材料が少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする、請求項１に記載の連結装置。
3. 前記滑り被覆（４１）が前記円錐部（２５）をポリテトラフルオロエチレンテープ（４０）で巻くことによって形成されることを特徴とする、請求項２に記載の連結装置。
4. 前記連結装置が単一部品で形成されており、さらに、前記円錐部（２５）が、この円錐部（２５）の外側面から１つの連結手段（５０）を受容するための前記軸方向凹部（３）まで通じている少なくとも１つのスリット（３２）を有し、この少なくとも１つのスリット（３２）は、前記境界壁（１６、１７）が半径方向に弾性的に動きうるように構成されている、ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の連結装置。
5. 前記連結装置（１、２、３０）が多数の部品で形成されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の連結装置。
6. 前記部品が実質的に円錐台（１、２）として形成されており、これらの円錐台が、組み立てられた状態では、１つの連結手段を受容するための前記軸方向凹部（３）と前記円錐部における少なくとも１つのスリット（３２）とを形成しており、
   この少なくとも１つのスリット（３２）は前記円錐部（２５）の外側表面から１つの連結手段を受容するための前記軸方向凹部（３）まで通じており、
   前記少なくとも１つのスリット（３２）は、前記境界壁（１６、１７）が半径方向に弾性的に動きうるように構成されている、ことを特徴とする、請求項５に記載の連結装置。
7. 前記各円錐台（１、２）の、円錐尖端部とは反対側の端部（９）がそれぞれ、隣の円錐台（１、２）と結合するための少なくとも１つの第１固定部品（１９）を有していることを特徴とする、請求項５または６に記載の連結装置。
8. 前記第１固定部品（１９）がそれぞれ突起として形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の連結装置。
9. 前記各円錐台（１、２）に、前記第１固定部品（１９）を受容するための穴として第２固定部品（２０）が形成されていることを特徴とする、請求項７または８に記載の連結装置。
10. 前記円錐部（２５）を押し付けたときに前記連結手段（５０）へ働く切欠き作用を小さくすべく、組み立てられた状態で前記連結装置（１、２、３０）が１つの連結手段（５０）を受容するための前記軸方向凹部（３）をスパイラル状に周回している少なくとも１つのスリット（３２）を有するように、前記円錐台が形成されていることを特徴とする、請求項４から９のいずれか１項に記載の連結装置。
11. １つの連結手段（５０）を受容するための前記軸方向凹部（３）を基準にしてほゞ角度対称性を有する３つの部品が設置されていることを特徴とする、請求項５から１０のいずれか１項に記載の連結装置。
12. サージアレスタ用に請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多数の連結装置を準備する製造方法であって、
    １つの連結手段（５０）を受容するための前記軸方向凹部（３）に１つの保持器具（３１）が挿入され、次に、各連結装置（１、２、３０）の少なくとも円錐部（２５）にポリテトラフルオロエチレンテープ（４０）が巻かれ、
    この準備された各連結装置（１、２、３０）から前記保持器具（３１）が取り外され、
    前記準備された各連結装置（１、２、３０）それぞれに１つの連結手段（５０）が挿入され、
    これらの連結装置が複数の連結手段（５０）と共に前記取付け端部（４２）の、ピッタリ合った形状に加工された孔（４３）に挿入され、
    前記複数の連結手段（５０）が前記複数の連結装置を用いて引っ張りにより前記取付け端部（４２）内に固定され、
    その結果、複数の半導体抵抗素子を有するアレスタスタックが、複数のポールで構成されたケージを用いて２つの取付け端部間に圧縮されて固定される製造方法。
13. 多数の金属酸化物抵抗素子を有するアレスタスタックと２つの取付け端部とを備え、これらの取付け端部の間に多数の連結手段（５０）を用いて前記アレスタスタックが固定されているサージアレスタであって、前記各連結手段（５０）がそれぞれ請求項１から１１のいずれか１項に記載の連結装置（１、２、３０）により前記２つの取付け端部の１つに固定されていることを特徴とするサージアレスタ。
14. 前記連結手段（５０）がポールであることを特徴とする、請求項１３に記載の連結装置。