JP3556261B2 - 避雷器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軸線に沿って相互に間隔を置いて配置されている２つの接続部材と、該２つの接続部材間に配置されている、円筒状の少なくとも１つのバリスタ素子と、前記接続部材および前記少なくとも１つのバリスタ素子を接触力の形成下で留め付け固定する、絶縁材料から成る装置と、前記接続部材、前記少なくとも１つのバリスタ素子および前記固定装置を少なくとも部分的に取り囲む、絶縁材料から成る鋳造ケーシングとを有する避雷器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、例えばヨーロッパ特許出願公開第０３３５４８０号公報に記載されているような公知技術に関連している。この公知技術に記載の避雷器は、２つの電流接続部材間に配置されている、バリスタ特性を有する複数の上下に積み重ねられた非線形の抵抗素子を含んでいる。これら抵抗素子および接続部材の部分の周囲に導かれている、非道導電性の材料から成る巻線によって、接続部材および抵抗素子を軸線方向に作用する力の形成下で緊締される。この力は、過電圧の発生の際に短時間大電流を導かなければならない電流路の形成のために必要である。耐候性の合成樹脂から成る鋳造ケーシングが、抵抗素子、巻線および接続部材の大部分を取り囲む。
【０００３】
この種の避雷器の製造はコスト高である。その理由は、抵抗素子が合成樹脂管に収容されており、かつさらに巻線の巻装が比較的複雑であるからである。
【０００４】
【発明の課題】
本発明の課題は、簡単な構造にも拘わらず申し分ない機械的および電気的な特性を有しかつ特別コストの面で有利な仕方で製造することができる避雷器を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明によれば、冒頭に述べた形式の避雷器から出発して、次のようにして解決される。すなわち固定装置は、加圧ねじと、それぞれ相互に独立して前記接続部材に作用しかつそれぞれループとして構成されている少なくとも２つの固定部材とを有し、該ループは２つのループ端を備えており、前記接続部材はそれぞれ、前記ループの数に相応する支承領域を含んでおり、該支承領域は前記軸線の周囲に方位角的に均等に分配されており、ここで支承領域は、肩状部として形成されている、２つの接続部材の少なくとも１つの突起上または溝として形成されている切欠き内に配置されており、２つの接続部材の第１の接続部材のそれぞれの支承領域は、２つの接続部材の第２の接続部材の支承領域と軸線方向において一線をなすように位置整定されており、かつ２つの接続部材の相互に一線をなすように位置整定された支承領域に、前記ループの２つのループ端が支承されている。
【０００６】
【作用】
本発明の避雷器は、公知技術による匹敵する避雷器に比べて、それが、優れた機械的および電気的な特性にも拘わらず簡単に構成されており、それ故に特別経済的に製造することができるということによって特徴付けられている。その組立のためには単に、予め製造されかつ一時的に軸線方向の案内を保証する型が必要なだけである。この型に、接続部材および少なくとも１つのバリスタ素子が最初積み重ねられかつ次にループを形成しかつバイアス力を形成することによって、避雷器の機械的に安定した能動部分と連結される。鋳造ケーシングの引き続く製造の際に能動部分は、極めて確実に間隙および鋳巣が生じることなく射出成形することができる。したがって本発明の避雷器は、申し分ない機械的な特性のみならず、良好な電気的な特性も有している。
【０００７】
ループは、予め製造することができかつその後組立の際に接続部材の支承領域にさらに装着するだけでよい。特別安定しておりかつにも拘わらず小さな寸法のループは、ループ形状に巻回された帯材を含んでおり、この帯材は、有利には合成樹脂基材内に埋め込まれている。それから能動部分の機械的な安定性は、組立の際に型に積み重ねられた要素の、例えば２つの接続部材の１つに設けられた加圧ねじを用いた後からの締結によって実現することができる。型に積み重ねられた要素内に組み込まれかつループの取り付けの際に所望の接触力、ひいては必要な機械的な安定性の形成に基づいてバイアス力を加えられるばね部材によっても補充することもできる。
【０００８】
ループをそれぞれ、例えばガラスファイバから成る弾性変形可能な帯材によって形成すれば、付加的な締付装置ないし付加的なばね部材を省略することができる。その場合帯材は、接触力、ひいては能動部分の機械的な安定性の形成に基づいて、接触力によって予め与えられるバイアス力によって、接続部材の回りに巻き付けられかつこの場合それぞれ２つの接続部材の支承領域のそれぞれに支承される。
【０００９】
有利には、巻回された帯材は、ループを支承領域に載置した後に硬化可能な合成樹脂の硬化によって形成される合成樹脂基板に埋め込むとよい。この帯材は、有利には、例えばエポキシドをベースにした、予め熱処理された合成樹脂に含浸され（プレプレッグ）、合成樹脂はバイアス力に基づいて実施される巻き付け後に硬化される。この形式の帯材は良好な接着力を有しているので、それを使用した場合、帯材端に対する固定装置が省略される。
【００１０】
接続部材における支承領域は有利には、表面プロフィールが、支承されるべきループに整合されている出来るだけ大きな円直径の半円形状になっている部分を有するとよい。というのは、その場合、帯材によって惹き起こされる固定力が、接続部材によって特別一様に受け取られかつ均一に作用する接触力として少なくとも１つのバリスタ素子に伝達されるからである。支承領域は、肩状部ないし溝として形成されている、接続部材の突起ないし切欠きに配置することができる。この場合溝として形成するのが特別有利である。というのは、溝は、通例使用されている円筒形の接続部材に問題なく形成することができかつ同時に、対応するループの特別確実な支承が保証されるからである。
【００１１】
能動部分の申し分ない機械的な安定性のために一般に、それぞれの接続部材に、それぞれに２つのループの１つが支承される、直径をはさんで相対向して配置された２つの支承領域で十分である。付加的な安定性は、それぞれに３つのループの１つが支承される、方位角的に軸線の回りに約１２０゜ずらされて配置された３つの支承領域の使用によって実現される。安定性は、接続部材当たり４つまたはそれ以上の支承領域によってさらに僅かに改善されるが、このために付加的な製造技術コストが必要である。
【００１２】
接続部材間の電流路に、有利には、接触力の形成の際に変形可能である少なくとも１つの電流伝達部材が設けられている。これにより、２つのバリスタ素子または接続部材およびバリスタ素子または必要に応じて電流路に設けられている加圧プレート間の特別確実な接触接続、ひいては電流伝達の良好な電流伝達特性が保証される。電流伝達部材をディスクとして形成しかつそれが軸線に同心的に案内されかつディスクの端面に形成された溝を有するようにすれば特別有利であることがわかっている。すなわちこの形式に構成された電流伝達部材は、避雷器のケーシングを鋳込む際に液体の絶縁材料が侵入しないように、能動部分における電流伝達領域をシールする。
【００１３】
【実施例】
次に本発明を図示の実施例につき図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１ないし図３に図示の、実質的に円筒対称に構成されている避雷器は、有利にはアルミニウムから成りかつ円筒体軸線に沿って相互に間隔を置いて配置されている２つの接続部材１、２を有している。接続部材１は、電気的な導体に対する図示されていない固定装置を備えている。接地可能な接続部材２に、軸線方向に配向されているねじ穴３が設けられており、そこに加圧ねじ４が軸線方向において移動可能に案内される。５は、巻回され、ガラスファイバで強化されかつ合成樹脂基材に埋め込まれている帯材から成る２つのループを表している。これらループの両端は、接続部材１および２内に形成されている溝６に案内されている。溝６は、溝の基部においてそれぞれ、半円形の表面プロフィールの部分を有する支承領域を形成し、この領域にそれぞれ２つの軸線方向に延在している部分が続いている（図２）。
【００１５】
接続部材１および２の間に、例えば、殊に ＺｎＯ のような酸化金属をベースとした非線形の抵抗材料から成る円筒状のバリスタ素子７が設けられている。接続部材１の切欠きに、アルミニウムから成るディスク状の加圧プレート８が挿入されている。このプレートと隣接するバリスタ素子７との間、隣接するバリスタ素子間およびアルミニウムから成る別の加圧板プレート９と別のバリスタ素子７との間に、電流伝達部材１０が設けられており、それらはそれぞれ、軸線に同心的に案内されかつディスクの２つの端面に形成されている溝を備えたディスク１０として形成されている。ディスク１０は有利には、軟化焼きなましされたアルミニウムから形成されている。
【００１６】
接続部材１、２は部分的に、バリスタ素子７、加圧プレート８、９およびループ５は完全に、シールド１１を備えた、絶縁材料から成る鋳造ケーシング１２によって取り囲まれている。
【００１７】
この避雷器を製造するために、順次に、接続部材２、加圧プレート９、交互に、ディスク１０およびバリスタ素子７、加圧プレート８および接続部材１が、型内に上下に積み重ねられる。この場合２つの接続部材１、２の溝６は、それらが相互に一線をなすように位置整定される（図１）。それから、有利にはそれぞれ、巻き付け後に硬化された、巻回された帯状のプリプレッグから成る２つの予め製造されたループ５が、相互に一線をなしている溝６内に懸架されかつ加圧ねじ４の回動によって力は加圧プレート９に及ぼされかつこれにより緊張状態のループ５を介して避雷器の能動部分の残りのすべての部分にも及ぼされる。
【００１８】
２つの予め製造されたループに代わって、避雷器の製造期間に形成される２つのループを使用することもできる。これらのループを形成するために、それぞれバイアス力が加えられている２つの帯材が２つの接続部材１、２の回りに巻き付けられかつ２つの一線をなしている溝６の支承領域に載置される。この場合２つの接続部材１、２は、接触力の形成に基づいて、相互に恒常的に固定されかつこれにより製造すべき避雷器の機械的に安定した能動部分が形成される。避雷器の能動部分の申し分ない機械的な強度のために、一般にこの固定で既に完全に十分である。したがって、例えばガラスファイバから既に製造されている帯材が有しているような申し分ない弾性を有する帯材を使用した場合、避雷器の能動部分は単に、２つの接続部材１、２と、少なくとも１つのバリスタ素子７と、ループ５とから形成すればよい。
【００１９】
有利にはこれらの帯材は、殊にガラスファイバおよびエポキシドをベースとしたプレプレッグである。プレプレッグは、良好な粘着作用を有している。それ故に、バイアス力を加えられたプレプレッグから巻回されたループは、巻き取り後付加的な固定装置なしでも安定しておりかつその場合高められた温度でも硬化され得る。そこでこの場合、能動部分の接触力、ひいては機械的な安定性にも作用しかつ巻回された帯材と、この帯材を埋め込んでいる、硬化された合成樹脂基材とから成るループが形成される。
【００２０】
ディスク１０の使用の際、２つの接続部材１、２の緊締によって、２つの接続部材間の電流路に存在する個々の部分の良好な接触接続の他に同時に、ディスク１０の溝の、バリスタ素子７および接続部材１、２並びに必要に応じて設けられている加圧プレート８、９の端面に対する密着も実現される。したがって、避雷器の能動部分を、有利にはシリコーンをベースにした絶縁材料で後から射出成形する場合、電流路に存在する個々の部分間への液体の絶縁材料の供給は、大幅に回避される。
【００２１】
図４から明らかであるように、接続部材は、２つの溝に代わって、肩状部１３として形成されている２つの突起を有することもできる。この種の突起は、接続部材１、２に容易に形成することができかつループ５の供給を容易にする。
【００２２】
図５および図６から、接続部材が場合によっては、それぞれ１２０゜づつずらされて配置されている溝または肩状部１３を有することもできることが明らかである。この種の接続部材１、２の組み込みによって、接触力が予め決められている場合の避雷器の能動部分の機械的な安定性を付加的に高めることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の避雷器は、簡単な構造にも拘わらず良好な機械的および電気的な特性を有しかつ特別安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造ケーシングの、観察者の方の側の部分を取り除いて見た、本発明の避雷器の第１実施例の側面図である。
【図２】図１の避雷器の実施例を図示の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断して見た正面図である。
【図３】図１に図示の、本発明の避雷器の実施例の接続部材の平面図である。
【図４】本発明の避雷器の第２実施例の接続部材の平面図である。
【図５】本発明の避雷器の第３実施例の接続部材の平面図である。
【図６】本発明の避雷器の第４実施例の接続部材の平面図である。
【符号の説明】
１、２ 接続部材、 ３ ねじ穴、 ４ 加圧ねじ、 ５ ループ、 ６ 溝、 ７ バリスタ素子、 ８、９ 加圧プレート、 １０ ディスク、 １１ シールド、 １２ 鋳造ケーシング

Claims (10)

1. 軸線に沿って相互に間隔を置いて配置されている２つの接続部材（１，２）と、該２つの接続部材（１，２）間に配置されている、円筒状の少なくとも１つのバリスタ素子（７）と、前記接続部材（１，２）および前記少なくとも１つのバリスタ素子（７）を接触力の形成下で留め付け固定する、絶縁材料から成る装置と、前記接続部材（１，２）、前記少なくとも１つのバリスタ素子（７）および前記固定装置を少なくとも部分的に取り囲む、絶縁材料から成る鋳造ケーシングとを有する避雷器において、
   前記固定装置は、加圧ねじ（４）と、それぞれ相互に独立して前記接続部材（１，２）に作用しかつそれぞれループ（５）として構成されている少なくとも２つの固定部材とを有し、該ループは２つのループ端を備えており、
   前記接続部材（１，２）はそれぞれ、前記ループ（５）の数に相応する支承領域を含んでおり、該支承領域は前記軸線の周囲に方位角的に均等に分配されており、ここで支承領域は、肩状部（１３）として形成されている、２つの接続部材（１，２）の少なくとも１つの突起上または溝（６）として形成されている切欠き内に配置されており、
   ２つの接続部材（１，２）の第１の接続部材（１）のそれぞれの支承領域は、２つの接続部材（１，２）の第２の接続部材（２）の支承領域と軸線方向において一線をなすように位置整定されており、かつ
   ２つの接続部材（１，２）の相互に一線をなすように位置整定された支承領域に、前記ループの２つのループ端が支承されている
   ことを特徴とする避雷器。
2. 前記ループに対する支承領域はそれぞれ、表面プロフィールが半円形になっている部分を有している
   請求項１記載の避雷器。
3. 前記２つの接続部材（１，２）のそれぞれに、相互に相対的に直径方向に相対向して配置されている２つの支承領域が設けられている
   請求項１または２記載の避雷器。
4. 前記２つの接続部材（１，２）のそれぞれに、前記軸線の回りに約１２０゜づつ角度的にずらされて配置されている３つの支承領域が設けられている
   請求項１から３までのいずれか１項記載の避雷器。
5. 前記ループ（５）の少なくとも１つは巻回された帯材を含んでいる
   請求項１から４までのいずれか１項記載の避雷器。
6. 前記巻回された帯材は、合成樹脂基材に埋め込まれている
   請求項５記載の避雷器。
7. 前記合成樹脂基材は、前記ループ（５）が前記支承領域に載置される前に硬化可能な合成樹脂の硬化によって形成されている
   請求項６記載の避雷器。
8. 前記合成樹脂基材は、前記ループ（５）が前記支承領域に載置された後に硬化可能な合成樹脂の硬化によって形成されている
   請求項６記載の避雷器。
9. 前記接続部材（１，２）の間の電流路に、接触力の形成の際に変形可能な、少なくとも１つの電流伝達部材が設けられている
   請求項１から８までのいずれか１項記載の避雷器。
10. 電流伝達部材は、ディスク（１０）として形成されておりかつ軸線に同心的に案内されかつ前記ディスクの端面に形成されている溝を有する
    請求項９記載の避雷器。

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