JP3621930B2 - 避雷装置の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば送配電線付近への落雷時、その送配電線の周辺機器を雷サージから保護するためにその周辺機器に組み込まれる避雷装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば送配電線付近への落雷時、その送配電線の周辺機器（例えば開閉器や変圧器など）を雷サージから保護するため、その周辺機器内に避雷装置を組み込むようにしている。この避雷装置は、サージ電圧に対して低抵抗、送配電線の通常の対地電圧に対して高抵抗を示す非直線性の電流電圧特性を有するＺｎＯ等からなる限流素子を備えた構造を具備する。具体的には、複数個の限流素子を一対の端子金具で挟み込んでそれらを同軸上に配列させ、限流素子および端子金具の外周面にレジン含浸シートを巻き付けてそれら限流素子および端子金具をレジン含浸シートで固定し、さらにポリマーやゴム材などの絶縁材料からなる外被体で被覆した構造を具備する。
【０００３】
限流素子と端子金具との間には金属製接合材（ばね材）を介在させ、その接合材の弾性力により、限流素子に対して押圧力を作用させて限流素子同士およびその限流素子と端子金具を所定の加圧力でもって密着状態に接合して良好な機械的接合状態を得ると共に、限流素子同士およびその限流素子と端子金具の電気的な接続を確実なものにしている。
【０００４】
この避雷装置は、開閉器や変圧器などの周辺機器内の課電側電極に一方の端子金具を、また、接地側電極に他方の端子金具を電気的かつ機械的に接続することにより、周辺機器内に組み込まれる。雷サージによる異常電圧が発生すると、限流素子が低抵抗値となってこれを瞬時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅すれば、限流素子が高抵抗値となって通常の対地電圧を遮断する。この弁作用により、周辺機器を雷サージから保護するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した避雷装置は、限流素子および端子金具の外周面にレジン含浸シートを巻き付けてそれら限流素子および端子金具をレジン含浸シートで固定し、さらにポリマーやゴム材などの絶縁材料からなる外被体で被覆した構造を有するため、その外被体の厚み分、避雷装置の外形が大きくなってコンパクト化が困難である。この種の避雷装置は、設置スペースが制約された周辺機器の内部に組み込まれることから、避雷装置のコンパクト化が要望されているというのが現状であった。
【０００６】
また、限流素子および端子金具を固定するレジン含浸シートは収縮性がないため、限流素子および端子金具の外周面にレジン含浸シートを巻き付けても剥がれ易い。また、仮にレジン含浸シートが巻き付いたとしても、限流素子および端子金具の外周面との間に気泡が生じ易く、このような気泡があると避雷装置の電気的性能が低下する。従って、レジン含浸シートの剥がれや気泡の発生を防止するため、避雷装置の製造においては、離型フィルムを使用することによりレジン含浸シートを限流素子および端子金具の外周面に巻き付けるようにしている。つまり、限流素子および端子金具の外周面にレジン含浸シートを巻き付けた上に離型フィルムを巻き付け、この離型フィルムによりレジン含浸シートを圧縮しながら加熱硬化させる。
【０００７】
しかしながら、この離型フィルムは帯状をなし、レジン含浸シートの上に螺旋状に巻き付けるようにしているため、離型フィルムをレジン含浸シート上に巻き付ける時の圧力、速さ、位置ずれ等を制御することが非常に困難である。その結果、この離型フィルムをレジン含浸シート上に巻き付ける際に、螺旋状に巻かれた帯状の離型フィルム間に隙間ができたり、離型フィルムの巻き付け力が限流素子および端子金具の軸方向で均一にならず、最終的に硬化したレジン含浸シートの表面に凹凸が生じ易い。このレジン含浸シートの表面に凹凸があると、製造工程中の取り扱い時にレジン含浸シートに欠けができ易く、その欠け部分から吸湿し易くなって避雷装置の電気的特性が低下し、また、その凹凸に汚損物がたまり易く避雷装置の絶縁耐力が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、避雷装置の外形を小さくしてコンパクト化を図り、その避雷装置の製造においても、レジン含浸シートの良好な巻き付け状態を容易に確保することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明に係る避雷装置の製造方法は、非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の端子金具間に挟み込んでそれらを同軸上に配列させた避雷装置の製造方法において、絶縁性シート部材を前記限流素子および端子金具の外周面に巻き付け、その上から熱収縮性チューブを被せた後、その熱収縮性チューブを加熱収縮させることにより、前記シート部材を限流素子および端子金具の外周面に直接的に接着して硬化させ、その硬化後に前記熱収縮性チューブを取り外すことを特徴とする。ここで、「絶縁性」には、例えば、規定の条件で試料の表面が導電路を形成することがなく、規定の試験電圧に耐え得る能力を意味する耐トラッキング性がある。
【００１０】
本発明方法では、限流素子および端子金具の外周面に巻き付けたシート部材は、その上に被せられた熱収縮性チューブを加熱収縮させることにより、全体が均一に圧縮されながら限流素子および端子金具の外周面に直接的に接着した状態で硬化する。従って、従来のような離型フィルムを使用する場合と異なり、離型フィルムを巻き付ける時の圧力、速さ、位置ずれ等を制御する必要がなく、熱収縮性チューブの加熱収縮によれば、シート部材の巻きつけが容易となり、シート部材の表面に凹凸が形成されることもない。また、シート部材は限流素子および端子金具の外周面に直接的に接着した状態で硬化するので、限流素子および端子金具との間に気泡が生じることもない。
【００１３】
なお、前記構成において使用するシート部材としては、レジン含浸シートが好適である。レジン含浸シートは、経糸および緯糸ともにガラス等のレジン含浸性の良い繊維からなる。また、前記構成における端子金具は、端子金具の外周面の非限流素子側端面と隣接する部位に平坦面を形成し、その平坦面を除く部位に前記シート部材を巻き付けることが望ましい。このようにすれば、シート部材がはみ出して端子金具の端面まで延在することを防止できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明における実施形態の避雷装置を示す。この実施形態の避雷装置は、サージ電圧に対して低抵抗、送配電線の通常の対地電圧に対して高抵抗を示す非直線性の電流電圧特性を有するＺｎＯ等からなる複数個の円柱状限流素子１を一対の円柱状端子金具２，３で挟み込んでそれらを同軸上に配列させ、限流素子１および端子金具２，３の外周面にシート部材であるレジン含浸シート４を外被体として直接的に接着した状態で硬化させた構造を具備する。前述した限流素子１は、その外周沿面に無機絶縁層が形成され、上下端面にアルミニウムメタリコンが形成されている。なお、この実施形態では、複数個の限流素子１を内蔵しているが、単一の限流素子を内蔵する場合もある。
【００１５】
この避雷装置における外被体は、限流素子１および端子金具２，３の外周面に直接的に接着した状態で硬化したレジン含浸シート４のみからなるため、従来のように限流素子および端子金具を固定するためのレジン含浸シートの上に被着したポリマーやゴム材などの絶縁材料からなる外被体がなくなることから、避雷装置を小さくできてコンパクト化が図れる。
【００１６】
レジン含浸シート４は、避雷装置の外被体として最外層に位置することから、外気の湿気を吸収することを防止するため、経糸および緯糸ともに、ガラス等のレジン含浸性の良い繊維からなる。このレジン含浸シート４を構成する経糸および緯糸は、限流素子１の軸方向に対して０°と９０°の配向角度を有するように直交配置したり、あるいは限流素子１の軸方向に対して傾斜するような配向角度を有するように相互配置したりすることが可能である。
【００１７】
限流素子１と端子金具２，３との間にはばね材などの金属製接合材（図示せず）を介在させ、その接合材の弾性力により、限流素子１に対して押圧力を作用させて限流素子１同士およびその限流素子１と端子金具２，３を所定の加圧力でもって密着状態に接合して良好な機械的接合状態を得ると共に、限流素子１同士およびその限流素子１と端子金具２，３の電気的な接続を確実なものにしている。
【００１８】
この避雷装置は、開閉器や変圧器などの周辺機器内の課電側電極に一方の端子金具２を、接地側電極に他方の端子金具３を電気的かつ機械的に接続するか、逆に、接地側電極に一方の端子金具２を、課電側電極に他方の端子金具３を電気的かつ機械的に接続することにより、周辺機器内に組み込まれる。雷サージによる異常電圧が発生すると、限流素子１が低抵抗値となってこれを瞬時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅すれば、限流素子１が高抵抗値となって通常の対地電圧を遮断する。この弁作用により、周辺機器を雷サージから保護するようにしている。
【００１９】
限流素子１および端子金具２，３を固定するレジン含浸シート４は収縮性がないため、限流素子１および端子金具２，３の外周面にレジン含浸シート４を巻き付けても剥がれ易く、また、仮にレジン含浸シート４が巻き付いたとしても、限流素子１および端子金具２，３の外周面との間に気泡が生じ易いことから、レジン含浸シート４の剥がれおよび気泡の発生を防止するため、この実施形態における避雷装置の製造では、従来の離型フィルムに代えて、レジン含浸シート４からの離型性が良い熱収縮性チューブ５を使用する。この熱収縮性チューブ５としては、例えばテフロン製が好適であるが、離型性が良い他の材質の熱収縮性チューブであってもよいのは勿論である。
【００２０】
この実施形態の避雷装置の製造では、複数個の限流素子１を一対の端子金具２，３で挟み込んでそれらを同軸上に配列させて上下軸方向に圧縮した状態で（図２参照）、その限流素子１および端子金具２，３の外周面にレジン含浸シート４を巻き付ける（図３参照）。レジン含浸シート４は、絶縁性（例えば耐トラッキング性）、耐熱性、耐寒性を持ち、常温で半硬化状態にあり、加熱することにより一旦軟化してその加熱後、最終的に硬化するものである。このレジン含浸シート４を限流素子１および端子金具２，３の外周面に巻き付けることにより限流素子１および端子金具２，３をレジン含浸シート４で固定する。
【００２１】
その上で、レジン含浸シート４の剥がれおよび気泡の発生を防止するため、この限流素子１および端子金具２，３の外周面に巻き付けられたレジン含浸シート４上に熱収縮性チューブ５を被せる（図４参照）。その熱収縮性チューブ５を加熱収縮させることにより、限流素子１および端子金具２，３の外周面からレジン含浸シート４が剥がれず、かつ、レジン含浸シート４と限流素子１および端子金具２，３との間に気泡が生じないようにレジン含浸シート４を圧縮しながら限流素子１および端子金具２，３の外周面に直接的に接着した状態で硬化させる（図５参照）。そのレジン含浸シート４の硬化後、熱収縮性チューブ５を取り外すことにより、硬化したレジン含浸シート４のみで外被体を構成した避雷装置が完成する（図１参照）。このレジン含浸シート４は、硬化前の厚みが例えば０．５ｍｍ程度であるが、硬化後の厚みが熱収縮性チューブ５による圧縮で例えば０．２〜０．３ｍｍ程度となる。
【００２２】
このように限流素子１および端子金具２，３の外周面に巻き付けたレジン含浸シート４は、その上に被せられた熱収縮性チューブ５を加熱収縮させることにより、限流素子１および端子金具２，３の軸方向で全体が均一に圧縮されながら限流素子１および端子金具２，３の外周面に直接的に接着した状態で硬化する。熱収縮性チューブ５は、従来の離型フィルムと異なり、レジン含浸シート４上に螺旋状に巻き付けるものではなく、レジン含浸シート４上に被せる構造で、かつ、収縮性を有するものであることから、従来のように離型フィルムを巻き付ける時の圧力、速さ、位置ずれ等を制御する必要がなく、従来の離型フィルムのように隙間ができたり、その巻き付け力が限流素子１および端子金具２，３の軸方向で不均一になるようなことがないので、レジン含浸シート４の表面に凹凸が形成されることもない。また、レジン含浸シート４は限流素子１および端子金具２，３の外周面に隙間なく接着した状態で硬化するので、限流素子１および端子金具２，３との間に気泡が生じることもない。
【００２３】
この避雷装置において、レジン含浸シート４と端子金具２，３との接着力および機械的強度を向上させるため、端子金具２，３のレジン含浸シート４との接着面である外周面の一部にはローレット加工ｍを施している。このローレット加工ｍにより端子金具２，３の外周面に凹凸が存在することになるが、レジン含浸シート４を熱収縮性チューブ５の加熱収縮により硬化させる際に、レジン含浸シート４が一時的に軟化して端子金具２，３の外周面の凹凸を経由して端子金具２，３の端面へはみ出す可能性がある。レジン含浸シート４が端子金具２，３の端面まではみ出すと、避雷装置を周辺機器の内部に組み込む際に支障をきたすことになる。
【００２４】
そこで、レジン含浸シート４が端子金具２，３の端面へはみ出すことを未然に防止するため、端子金具２，３は、端子金具２，３の外周面の非限流素子側端面（図では端子金具２の上面と端子金具３の下面）と隣接する部位に平坦面６，７を形成し、その平坦面６，７を除いてローレット加工ｍが施された部位にレジン含浸シート４を巻き付けるようにしている（図３参照）。このようにすれば、レジン含浸シート４の加熱時に熱収縮性チューブ５の収縮により、端子金具２，３の外周面の平坦面６，７と熱収縮性チューブ５との間にレジン含浸シート４が入り込むような隙間が生じない。つまり、図５に示すように熱収縮性チューブ５が端子金具２，３の平坦面６，７および端面周縁部位に密着するので、レジン含浸シート４がはみ出して端子金具２，３の端面まで延在することはない。従って、この避雷装置を周辺機器に組み込むに際しても、周辺機器内の課電側電極と接地側電極との間に容易に組み付けることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の端子金具間に挟み込んでそれらを同軸上に配列させた避雷装置の製造方法において、絶縁性シート部材を前記限流素子および端子金具の外周面に巻き付け、その上から熱収縮性チューブを被せた後、その熱収縮性チューブを加熱収縮させることにより、前記シート部材を限流素子および端子金具の外周面に直接的に接着して硬化させ、その硬化後に前記熱収縮性チューブを取り外すようにしたから、避雷装置の外形を小さくしてコンパクト化を図り、その避雷装置の製造においても、レジン含浸シートの良好な巻き付け状態を容易に確保することができるので、良質の外被体を有する小型の避雷装置を提供でき、その避雷装置の電気的特性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態で、避雷装置の一部断面部分を含む正面図である。
【図２】本発明の実施形態で、限流素子および端子金具を配列させた状態を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態で、限流素子および端子金具の外周面にレジン含浸シートを巻き付けた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態で、レジン含浸シートの上に熱収縮性チューブを被せた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態で、熱収縮性チューブを加熱収縮させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 限流素子
２，３ 端子金具
４ シート部材（レジン含浸シート）
５ 熱収縮性チューブ
６，７ 平坦面

Claims (3)

1. 非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の端子金具間に挟み込んでそれらを同軸上に配列させた避雷装置の製造方法において、絶縁性シート部材を前記限流素子および端子金具の外周面に巻き付け、その上から熱収縮性チューブを被せた後、その熱収縮性チューブを加熱収縮させることにより、前記シート部材を限流素子および端子金具の外周面に直接的に接着して硬化させ、その硬化後に前記熱収縮性チューブを取り外すことを特徴とする避雷装置の製造方法。
2. 前記シート部材として、レジン含浸シートを使用することを特徴とする請求項１に記載の避雷装置の製造方法。
3. 前記端子金具の外周面の非限流素子側端面と隣接する部位に平坦面を形成し、その平坦面を除く部位に前記シート部材を巻き付けることを特徴とする請求項１又は２に記載の避雷装置の製造方法。

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