JP3936104B2 - 封入型ヒューズ組立体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧地下配電系統のための電気ヒューズに関し、特に、有効なコロナ・シールドを与える新規な封入型ヒューズ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下配電系統において電流サージが発生するときにそのコンポーネントに対する損傷を防ぐために、該コンポーネントにヒューズ保護を与えることが望ましい。しかし、地下配電系統にヒューズが使用されるときには過酷なコロナ問題が生じることが分かっている。
【０００３】
図１を参照すると、在来のヒューズ組立体１００は、絶縁性ハウジング１０１を備えていると共に、それが埋設されている土と接触する外面に電気伝導性グランドシールド１０２を備えている。その結果として、ヒューズ組立体の絶縁材料を横切る急峻な電圧勾配が形成される。ヒューズ１０３に存在する高系統電圧は割合に薄い絶縁材料によりグランドシールド１０２から分離される。この様な条件下では、ヒューズに電気的なストレスがかかって、ヒューズ・エレメントからコロナ放電する、即ちアークを発する傾向がある。その結果として、ヒューズの金属コンポーネントを侵す一酸化二窒素が形成される。ヒューズがその様な作用を長期間にわたって受け続けると、ひどく腐食して、短絡状態下でのヒューズの本来の動作が深刻に損なわれる可能性がある。
【０００４】
従って、電気的ストレスを減少させてアーク発生を防止するコロナ・シールドをヒューズに設けることが望ましい。その様なシールドは、電気的ストレスを該シールドを横切るようにヒューズの周囲に分布させる。ヒューズ・エレメント沿いの電圧勾配は減少し、アーク発生が防止される。もちろん、ヒューズが開いているときに該シールドがヒューズ端子間に交番電気通路を与えないことが重要である。
【０００５】
ヒューズからのコロナ放電を防止する装置が知られている。例えば、ブロニコウスキー他の米国特許第３，９４６，３５１号は、電気ヒューズを封入するために接合される２つのハウジング半部を含むシールド付きヒューズ組立体を開示している。コロナ・シールドが各ハウジング半部に埋め込まれていて、ヒューズの端子と電気的に接触している。そのシールド同士の電気的接触を防止するために該半部同士の間にガスケットが設けられている。
【０００６】
同様に、エッガートンの米国特許第３，８１８，４０７号は、第１及び第２の伝導性シールド部材を含むヒューズ囲いを開示している。各シールド部材は封入されているヒューズの一方の末端から他方の末端へ向かって縦方向に延在している。伝導性シールド部材はヒューズを覆って互いに部分的に重なり合っているけれども、接触はしていない。類似する在来の保護装置が図１に示されている。絶縁性ハウジング１０１の中に、別々に成形された伝導部材１０４及び１０５が配置されており、それは、各々、隣接するヒューズ端子１０６と電気的に接触している。伝導部材１０４及び１０５は、ヒューズ１０３を囲んでいるけれども、互いに接触はしないようにハウジング１０１の中に置かれている。その結果としてのギャップ１０７は、電流がヒューズ端子間を伝導部材を通って流れるのを防止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの、及びその他の在来の保護装置は、１つ或いは数個の別々の保護コンポーネントをヒューズ組立体に付加している。その結果として、製造コストが割合に高くなり、ヒューズ組立体の全体としてのサイズが大きくなる。従って、割合に安価に製造できて、且つ、地下配電系統に当該ハウジングを取り付けるために利用できる割合に狭い通路でも使用できる都合良くコンパクトなコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体に対する需要がある。
【０００８】
【目的】
本発明の目的は、ヒューズを覆うけれどもヒューズ端子間に交番電気通路を設けない効果的コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、在来のコロナ・シールド付きヒューズ組立体よりは小型で安価に製造できるコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、１個又は数個の別々に形成される伝導シールド・エレメントを無くしたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、標準サイズのヒューズ・ハウジングを持っているけれども、いろいろなサイズのヒューズを利用することのできるコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの形態によれば、コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体は、一般的に、ヒューズと絶縁性外側ハウジングとを包含している。該ヒューズの外面には電気伝導性材料のコーティングが付けられる。このコーティングは、一方のヒューズ端子と電気的に接触していて、他方の端子の近くの箇所まで外面に沿って延在するけれども、それと電気的に接触はしない。コーティングされているヒューズは絶縁性外側ハウジングに封入されるが、それは好ましくは３つの別々のコンポーネント、即ちヒューズ・ハウジングと、２つの端部ハウジングとから成る。或いは、コーティングされているヒューズは単一の絶縁性外側ハウジングに封入されても良い。絶縁性外側ハウジングの露出した外面には、ヒューズ組立体のためのグランド・シールドを形成する電気伝導性の材料が置かれる。絶縁性ハウジングの中には、ヒューズの一方又は両方の端子を実質的に覆う２つの電気伝導性のインサートが配置される。或いは、単一のハウジングを包含する実施態様では、絶縁性ハウジングは、ヒューズのコーティングされていない端部を実質的に覆う単一の伝導部材を包含することができる。電気伝導性のコーティングと伝導性インサート及び／又は部材は、ヒューズ端子間に交番電気通路を設けることなくヒューズの周りに有効なコロナ・シールド・エンベロープを提供する。
【００１３】
本発明は、対応するサイズのスペーサーを設けることにより、いろいろなサイズのヒューズのいずれをも包含することができる。好ましくは、そのスペーサーは、選択されたヒューズの端子に電気的に結合される固体の軽量な電気伝導性端子延長部である。或いは、スペーサーは、ヒューズ端子に結合された伝導性端子延長部を囲む絶縁性ボディーを包含していても良い。この場合、スペーサーの外面は、ヒューズと同様の電気伝導性の材料でコーティングされ、端子延長部がヒューズに結合されているときには伝導性ヒューズ・コーティングと電気的に接触している。結合されたスペーサーとヒューズとは、ヒューズ・ハウジングと端部ハウジングとにより封じ込まれる。絶縁性ハウジングの伝導性インサートは、伝導性のヒューズ及びスペーサーのコーティングと共にヒューズ及び端子延長部の周りに有効なコロナ・シールドを与える。
【００１４】
本発明の、コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の好ましい形は、他の実施態様、目的、特徴及び利点と共に、添付図面と関連させて読むべき以下の実施例についての詳しい記述から明らかとなろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
始めに図２及び３を参照すると、本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体が示されている。封入型ヒューズ組立体１０は一般的にヒューズ１１と絶縁性外側ハウジング１２とを含んでいる。
【００１６】
ヒューズ１１は普通は高電圧配電系統の分野で使われる周知のカートリッジ型ヒューズである。ヒューズ１１は、外面１３と、縦方向に対向する端部１４及び１５と、これらの対向端部に隣接する端子１６及び１７とを有する。この好ましい実施例では、ヒューズ１１の外面１３は電気伝導性の材料１８でコーティングされている。ヒューズの外面に直接に塗ったり吹きかけたりすることのできる任意の適当なペンキの様な伝導性材料を使うことができる。その代わりに、任意の適当な成形された伝導性材料をヒューズの外面の周りに置いても良い。電気伝導性材料１８が一方の端子１６と電気的に接触してヒューズの外面の縦方向に他方の端子の手前の箇所まで延在し、該外面の一部分１９が伝導性材料でコーティングされない状態のままになっているように、外面１３はコーティング又は被覆される。
【００１７】
コーティングされないままの部分１９の長さは、ヒューズが開いているときに伝導性ヒューズ・コーティングと接触していない端子１７と伝導性コーティング１８の末端との間の電圧勾配に耐えるのに充分な長さでなければならない。約３．８１〜５．０８ｃｍ（１．５〜２．０インチ）の長さが、その様な電圧勾配に耐えるのに充分な最小限の長さであることが分かっている。もっと小さな長さではフラッシュオーバーを許すかも知れないけれども、後述する伝導性インサートの長さに応じて、コーティング無しの部分１９をもっと長くしても良い。コーティングの端で発生する電気的ストレスを和らげるために伝導性コーティングの末端に絶縁性にニス２９などの絶縁材料のコーティングを付けることもできる。好ましくは、ニス２９は、伝導性コーティングの端の両側で約１インチの距離にわたって延在する領域に付けられる。
【００１８】
好ましい実施態様では、図２に示されているように、絶縁性外側ハウジングは３つの別々のコンポーネント、即ちヒューズ・ハウジング２０と、２つの端部ハウジング２１及び２２とからなる。これらの絶縁性ハウジングのための適当な材料は産業においてはＥＰＤＭ絶縁（ethylene-propylene-terpolymer）として知られている過酸化物硬化された合成ゴムである。ヒューズ・ハウジング２０を伝導性コーティング付きヒューズ１１の周りに直接成形して、それらの間に所望の絶縁耐力を与える結合を作り出すことができる。その代わりに、後にヒューズを挿入するための軸穴を有するヒューズ・ハウジング２０を独立に成形しても良い。独立に成形する場合には、ヒューズをヒューズ・ハウジングに接着して所望の絶縁耐力を与えるために、挿入前にヒューズの外面に絶縁性ニスを付けるべきである。いずれの場合にも、ヒューズ・ハウジング２０は、ヒューズ端子１６及び１７をヒューズ・ハウジングの端部から突出させた状態でヒューズを完全に内部に封じ込めるべきである。ヒューズ・ハウジング２０は、ヒューズ１１と共に、もしヒューズが据え付け後に開いたならば交換することのできるユニットを形成する。
【００１９】
端部ハウジング２１及び２２は、ヒューズ・ハウジング２０と同様の絶縁材料から別々に成型され、ヒューズ・ハウジングの端部にしっかりと填る形状を持っている。図２に示されているように、端部ハウジングを真っ直ぐな管継手又はエルボ継手の形とすることができる。端部ハウジング２１及び２２は、配電系統との電気的接続のためのヒューズの端子１６及び１７への通路を設けるために通路ポート２３も備えているべきである。
【００２０】
好ましい実施態様では、端部ハウジング２１及び２２の中に電気伝導性のインサート２４が据え付けられており、これを、例えば伝導性ＥＰＤＭなど、任意の適当な電気伝導性材料から作ることができる。別々の部材を組み立てる結果としてヒューズ１１の端部に不可避的に空気が捉えられるので、両方の端部ハウジングに伝導性インサート２４を設けるのが望ましい。端部ハウジングがヒューズ・ハウジングに固定されているときに電気伝導性インサートがヒューズの端子１６及び１７を実質的に覆って該端子と電気的に連絡する様に、電気伝導性インサート２４は端部ハウジング２１及び２２の中に形成される。また、伝導性インサートはコーティング無しのヒューズ端子に隣接してヒューズの伝導性材料でコーティングされていない部分１９と実質的に部分的に重なり合って、伝導性ヒューズ・コーティング１８と共に、ヒューズを完全に囲む連続的な伝導性エンベロープを形成するべきである。
【００２１】
最後に、端部ハウジング２１及び２２の外面上に電気伝導性のジャケット２６が配置されている。同様に、ヒューズ・ハウジング２０の、端部ハウジング２１及び２２によって内部に封じ込められていない外面に、電気伝導性のスリーブ２７が設けられている。伝導性ジャケット２６及び伝導性スリーブ２７のための適当な材料は、外面に直接成形することのできる伝導性ＥＰＤＭである。端部ハウジングの伝導性ジャケット２６は、伝導性スリーブ２７と電気的に連絡して、封入型ヒューズ組立体１０のための連続的グランド・シールドを形成する。
【００２２】
代わりの実施態様では、絶縁性外側ハウジング１２は、図３に示されているように、コーティングされたヒューズ１１の周りに直接成形された単一の一体型ユニットである。絶縁性外側ハウジング１２は、ヒューズ１１を完全に覆うけれども、ヒューズの端子１６及び１７への通路のための通路ポート２３を備えている。
【００２３】
図３に示されているように、ヒューズ組立体は、ヒューズの、少なくともコーティングされていない部分を保護するために絶縁性ハウジング内に少なくとも１つの電気伝導性インサート２５を含んでいる。ここでは、伝導性インサート２５は、周りに絶縁材料が成形されている金属スリーブの形をとることができる。電気伝導性インサート２５は、伝導性ヒューズ・コーティング１８と接触していないヒューズ端子１７を実質的に覆って、これと電気的に連絡するように絶縁性ハウジング１２の中に配置されている。また、伝導性インサート２５は、伝導性材料でコーティングされていないヒューズ部分１９と実質的に部分的に重なって、伝導性ヒューズ・コーティング１８と共に、ヒューズを完全に囲む連続的伝導性エンベロープを形成するべきである。
【００２４】
絶縁性ハウジング１２の外面上に電気伝導性ジャケット２８が配置されている。前述したように、伝導性ジャケット２８は、封入型ヒューズ組立体１０のための連続的グランド・シールドを形成する。
【００２５】
本発明の両方の実施態様において、電気伝導性材料１８のコーティングは、好ましくは電気伝導性インサート２４又は２５と関連して、実質的にヒューズ１１を囲むことにより有効なコロナ・シールドを与える。また、伝導性コーティングは一方のヒューズ端子とだけ電気的に接触するので、該シールドは、ヒューズが開くときに交番電気通路を提供しない。このことは、最少数のシールド・コンポーネントで達成されるので、組立体のサイズ及びコストが減少する。
【００２６】
填め合いコンポーネントとの結合を容易にするために高圧配電系統に標準サイズのヒューズ・ハウジングを有することがしばしば望ましい。しかし、ヒューズ自体のサイズは、配電系統内での用途や場所により、まちまちであっても良い。本発明に従って形成される封入型ヒューズ組立体は、標準サイズで作られて良く、また様々なサイズのヒューズを含むことができる。或いは、使われる特定サイズのヒューズを収容するように、図３に示されている実施態様を特定の寸法とすることができる。
【００２７】
ここで図４及び５を参照すると、絶縁性ヒューズ・ハウジング２０の断面が示されている。図４及び５に示されているヒューズ・ハウジング２０は、上記のものと同一であるけれども、比較的に短いヒューズ３０がハウジングに封入されている。比較的に短いヒューズ３０は、一方の端子３２から他方の端子３３までの中間点へ延在する電気伝導性材料３１でその外面が同様にコーティングされ或いは覆われている。
【００２８】
しかし、この場合には、ヒューズ３０までの延長部分としてスペーサー３４が設けられている。スペーサー３４は、普通は、比較的に長さの短いヒューズ３０がヒューズ・ハウジング２０内に残した空所を満たす形状を持つ。図４に示されているように、スペーサーの好ましい実施態様では、スペーサー３４は、アルミニウムなどの固体の軽量な電気伝導性材料で作られて、その一端は、伝導性ヒューズ・コーティング３１と接触しているヒューズ端子３２に電気的に結合される。スペーサー３４の他方の端部は、ヒューズ・ハウジング２０から外方に突出してヒューズ端子として作用するスペーサー端子３５を包含している。
【００２９】
図５は、スペーサーの代わりの実施態様を示している。ここでは、スペーサー３６は、絶縁性ボディー３７と、この絶縁性ボディーの中に配置された電気伝導性端子延長部３８とを包含している。端子延長部３８は、伝導性ヒューズ・コーティングと接触しているヒューズ端子３２に電気的に結合されている。端子延長部３８は、配電系統との電気的結合のためにスペーサー３４及びヒューズ・ハウジング２０から外方へ延在している。ヒューズ３０と同様に、スペーサー３８の外面は電気伝導性材料３９でコーティングされ或いは覆われている。スペーサー３８がヒューズ端子３２に結合されているとき、伝導性スペーサー・コーティング３９は、伝導性ヒューズ・コーティング３１と電気的に接触して、ヒューズ３０及び伝導性端子延長部３６の周りに連続的なコロナ・シールドを与える。
【００３０】
両方のスペーサー実施態様において、スペーサー端子３５又は端子延長部３８の、ヒューズ・ハウジング２０から外へ突出している部分は、前述したように伝導性インサート２４又は２５によって保護される。従って、本発明では、対応するサイズのスペーサーを設けることにより、如何なる長さのヒューズでも使用することができる。
【００３１】
本発明の実施例について添付図面を参照して説明したけれども、本発明はそれらの実施例に正確に限定されるものではなくて、当業者は本発明の範囲から逸脱することなく、それに様々な変更や修正を加えることができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コロナ・シールドを有する従来技術の封入型ヒューズ組立体の断面図である。
【図２】本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の好ましい実施態様を示す部分断面図であり、ヒューズの側面が示されている。
【図３】本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の代わりの実施態様を示す部分断面図であり、ヒューズの側面が示されている。
【図４】本発明に従って形成されたヒューズ・ハウジングの部分断面図であり、比較的に小さなヒューズとスペーサーとを示している。
【図５】ヒューズ・ハウジングの部分断面図であり、スペーサーの代わりの実施態様を示している。
【符号の説明】
１０ ヒューズ組立体
１１ ヒューズ
１２ 絶縁性外側ハウジング
１３ 外面
１６、１７ 端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧地下配電系統のための電気ヒューズに関し、特に、有効なコロナ・シールドを与える新規な封入型ヒューズ組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下配電系統において電流サージが発生するときにそのコンポーネントに対する損傷を防ぐために、該コンポーネントにヒューズ保護を与えることが望ましい。しかし、地下配電系統にヒューズが使用されるときには過酷なコロナ問題が生じることが分かっている。
【０００３】
図１を参照すると、在来のヒューズ組立体１００は、絶縁性ハウジング１０１を備えていると共に、それが埋設されている土と接触する外面に電気伝導性グランドシールド１０２を備えている。その結果として、ヒューズ組立体の絶縁材料を横切る急峻な電圧勾配が形成される。ヒューズ１０３に存在する高系統電圧は割合に薄い絶縁材料によりグランドシールド１０２から分離される。この様な条件下では、ヒューズに電気的なストレスがかかって、ヒューズ・エレメントからコロナ放電する、即ちアークを発する傾向がある。その結果として、ヒューズの金属コンポーネントを侵す一酸化二窒素が形成される。ヒューズがその様な作用を長期間にわたって受け続けると、ひどく腐食して、短絡状態下でのヒューズの本来の動作が深刻に損なわれる可能性がある。
【０００４】
従って、電気的ストレスを減少させてアーク発生を防止するコロナ・シールドをヒューズに設けることが望ましい。その様なシールドは、電気的ストレスを該シールドを横切るようにヒューズの周囲に分布させる。ヒューズ・エレメント沿いの電圧勾配は減少し、アーク発生が防止される。もちろん、ヒューズが開いているときに該シールドがヒューズ端子間に交番電気通路を与えないことが重要である。
【０００５】
ヒューズからのコロナ放電を防止する装置が知られている。例えば、ブロニコウスキー他の米国特許第３，９４６，３５１号は、電気ヒューズを封入するために接合される２つのハウジング半部を含むシールド付きヒューズ組立体を開示している。コロナ・シールドが各ハウジング半部に埋め込まれていて、ヒューズの端子と電気的に接触している。そのシールド同士の電気的接触を防止するために該半部同士の間にガスケットが設けられている。
【０００６】
同様に、エッガートンの米国特許第３，８１８，４０７号は、第１及び第２の伝導性シールド部材を含むヒューズ囲いを開示している。各シールド部材は封入されているヒューズの一方の末端から他方の末端へ向かって縦方向に延在している。伝導性シールド部材はヒューズを覆って互いに部分的に重なり合っているけれども、接触はしていない。類似する在来の保護装置が図１に示されている。絶縁性ハウジング１０１の中に、別々に成形された伝導部材１０４及び１０５が配置されており、それは、各々、隣接するヒューズ端子１０６と電気的に接触している。伝導部材１０４及び１０５は、ヒューズ１０３を囲んでいるけれども、互いに接触はしないようにハウジング１０１の中に置かれている。その結果としてのギャップ１０７は、電流がヒューズ端子間を伝導部材を通って流れるのを防止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これらの、及びその他の在来の保護装置は、１つ或いは数個の別々の保護コンポーネントをヒューズ組立体に付加している。その結果として、製造コストが割合に高くなり、ヒューズ組立体の全体としてのサイズが大きくなる。従って、割合に安価に製造できて、且つ、地下配電系統に当該ハウジングを取り付けるために利用できる割合に狭い通路でも使用できる都合良くコンパクトなコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体に対する需要がある。
【０００８】
【目的】
本発明の目的は、ヒューズを覆うけれどもヒューズ端子間に交番電気通路を設けない効果的コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、在来のコロナ・シールド付きヒューズ組立体よりは小型で安価に製造できるコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、１個又は数個の別々に形成される伝導シールド・エレメントを無くしたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、標準サイズのヒューズ・ハウジングを持っているけれども、いろいろなサイズのヒューズを利用することのできるコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの形態によれば、コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体は、一般的に、ヒューズと絶縁性外側ハウジングとを包含している。該ヒューズの外面には電気伝導性材料のコーティングが付けられる。このコーティングは、一方のヒューズ端子と電気的に接触していて、他方の端子の近くの箇所まで外面に沿って延在するけれども、それと電気的に接触はしない。コーティングされているヒューズは絶縁性外側ハウジングに封入されるが、それは好ましくは３つの別々のコンポーネント、即ちヒューズ・ハウジングと、２つの端部ハウジングとから成る。或いは、コーティングされているヒューズは単一の絶縁性外側ハウジングに封入されても良い。絶縁性外側ハウジングの露出した外面には、ヒューズ組立体のためのグランド・シールドを形成する電気伝導性の材料が置かれる。絶縁性ハウジングの中には、ヒューズの一方又は両方の端子を実質的に覆う２つの電気伝導性のインサートが配置される。或いは、単一のハウジングを包含する実施態様では、絶縁性ハウジングは、ヒューズのコーティングされていない端部を実質的に覆う単一の伝導部材を包含することができる。電気伝導性のコーティングと伝導性インサート及び／又は部材は、ヒューズ端子間に交番電気通路を設けることなくヒューズの周りに有効なコロナ・シールド・エンベロープを提供する。
【００１３】
本発明は、対応するサイズのスペーサーを設けることにより、いろいろなサイズのヒューズのいずれをも包含することができる。好ましくは、そのスペーサーは、選択されたヒューズの端子に電気的に結合される固体の軽量な電気伝導性端子延長部である。或いは、スペーサーは、ヒューズ端子に結合された伝導性端子延長部を囲む絶縁性ボディーを包含していても良い。この場合、スペーサーの外面は、ヒューズと同様の電気伝導性の材料でコーティングされ、端子延長部がヒューズに結合されているときには伝導性ヒューズ・コーティングと電気的に接触している。結合されたスペーサーとヒューズとは、ヒューズ・ハウジングと端部ハウジングとにより封じ込まれる。絶縁性ハウジングの伝導性インサートは、伝導性のヒューズ及びスペーサーのコーティングと共にヒューズ及び端子延長部の周りに有効なコロナ・シールドを与える。
【００１４】
本発明の、コロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の好ましい形は、他の実施態様、目的、特徴及び利点と共に、添付図面と関連させて読むべき以下の実施例についての詳しい記述から明らかとなろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
始めに図２及び３を参照すると、本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体が示されている。封入型ヒューズ組立体１０は一般的にヒューズ１１と絶縁性外側ハウジング１２とを含んでいる。
【００１６】
ヒューズ１１は普通は高電圧配電系統の分野で使われる周知のカートリッジ型ヒューズである。ヒューズ１１は、外面１３と、縦方向に対向する端部１４及び１５と、これらの対向端部に隣接する端子１６及び１７とを有する。この好ましい実施例では、ヒューズ１１の外面１３は電気伝導性の材料１８でコーティングされている。ヒューズの外面に直接に塗ったり吹きかけたりすることのできる任意の適当なペンキの様な伝導性材料を使うことができる。その代わりに、任意の適当な成形された伝導性材料をヒューズの外面の周りに置いても良い。電気伝導性材料１８が一方の端子１６と電気的に接触してヒューズの外面の縦方向に他方の端子の手前の箇所まで延在し、該外面の一部分１９が伝導性材料でコーティングされない状態のままになっているように、外面１３はコーティング又は被覆される。
【００１７】
コーティングされないままの部分１９の長さは、ヒューズが開いているときに伝導性ヒューズ・コーティングと接触していない端子１７と伝導性コーティング１８の末端との間の電圧勾配に耐えるのに充分な長さでなければならない。約３．８１〜５．０８ｃｍ（１．５〜２．０インチ）の長さが、その様な電圧勾配に耐えるのに充分な最小限の長さであることが分かっている。もっと小さな長さではフラッシュオーバーを許すかも知れないけれども、後述する伝導性インサートの長さに応じて、コーティング無しの部分１９をもっと長くしても良い。コーティングの端で発生する電気的ストレスを和らげるために伝導性コーティングの末端に絶縁性にニス２９などの絶縁材料のコーティングを付けることもできる。好ましくは、ニス２９は、伝導性コーティングの端の両側で約１インチの距離にわたって延在する領域に付けられる。
【００１８】
好ましい実施態様では、図２に示されているように、絶縁性外側ハウジングは３つの別々のコンポーネント、即ちヒューズ・ハウジング２０と、２つの端部ハウジング２１及び２２とからなる。これらの絶縁性ハウジングのための適当な材料は産業においてはＥＰＤＭ絶縁（ethylene-propylene-terpolymer）として知られている過酸化物硬化された合成ゴムである。ヒューズ・ハウジング２０を伝導性コーティング付きヒューズ１１の周りに直接成形して、それらの間に所望の絶縁耐力を与える結合を作り出すことができる。その代わりに、後にヒューズを挿入するための軸穴を有するヒューズ・ハウジング２０を独立に成形しても良い。独立に成形する場合には、ヒューズをヒューズ・ハウジングに接着して所望の絶縁耐力を与えるために、挿入前にヒューズの外面に絶縁性ニスを付けるべきである。いずれの場合にも、ヒューズ・ハウジング２０は、ヒューズ端子１６及び１７をヒューズ・ハウジングの端部から突出させた状態でヒューズを完全に内部に封じ込めるべきである。ヒューズ・ハウジング２０は、ヒューズ１１と共に、もしヒューズが据え付け後に開いたならば交換することのできるユニットを形成する。
【００１９】
端部ハウジング２１及び２２は、ヒューズ・ハウジング２０と同様の絶縁材料から別々に成型され、ヒューズ・ハウジングの端部にしっかりと填る形状を持っている。図２に示されているように、端部ハウジングを真っ直ぐな管継手又はエルボ継手の形とすることができる。端部ハウジング２１及び２２は、配電系統との電気的接続のためのヒューズの端子１６及び１７への通路を設けるために通路ポート２３も備えているべきである。
【００２０】
好ましい実施態様では、端部ハウジング２１及び２２の中に電気伝導性のインサート２４が据え付けられており、これを、例えば伝導性ＥＰＤＭなど、任意の適当な電気伝導性材料から作ることができる。別々の部材を組み立てる結果としてヒューズ１１の端部に不可避的に空気が捉えられるので、両方の端部ハウジングに伝導性インサート２４を設けるのが望ましい。端部ハウジングがヒューズ・ハウジングに固定されているときに電気伝導性インサートがヒューズの端子１６及び１７を実質的に覆って該端子と電気的に連絡する様に、電気伝導性インサート２４は端部ハウジング２１及び２２の中に形成される。また、伝導性インサートはコーティング無しのヒューズ端子に隣接してヒューズの伝導性材料でコーティングされていない部分１９と実質的に部分的に重なり合って、伝導性ヒューズ・コーティング１８と共に、ヒューズを完全に囲む連続的な伝導性エンベロープを形成するべきである。
【００２１】
最後に、端部ハウジング２１及び２２の外面上に電気伝導性のジャケット２６が配置されている。同様に、ヒューズ・ハウジング２０の、端部ハウジング２１及び２２によって内部に封じ込められていない外面に、電気伝導性のスリーブ２７が設けられている。伝導性ジャケット２６及び伝導性スリーブ２７のための適当な材料は、外面に直接成形することのできる伝導性ＥＰＤＭである。端部ハウジングの伝導性ジャケット２６は、伝導性スリーブ２７と電気的に連絡して、封入型ヒューズ組立体１０のための連続的グランド・シールドを形成する。
【００２２】
代わりの実施態様では、絶縁性外側ハウジング１２は、図３に示されているように、コーティングされたヒューズ１１の周りに直接成形された単一の一体型ユニットである。絶縁性外側ハウジング１２は、ヒューズ１１を完全に覆うけれども、ヒューズの端子１６及び１７への通路のための通路ポート２３を備えている。
【００２３】
図３に示されているように、ヒューズ組立体は、ヒューズの、少なくともコーティングされていない部分を保護するために絶縁性ハウジング内に少なくとも１つの電気伝導性インサート２５を含んでいる。ここでは、伝導性インサート２５は、周りに絶縁材料が成形されている金属スリーブの形をとることができる。電気伝導性インサート２５は、伝導性ヒューズ・コーティング１８と接触していないヒューズ端子１７を実質的に覆って、これと電気的に連絡するように絶縁性ハウジング１２の中に配置されている。また、伝導性インサート２５は、伝導性材料でコーティングされていないヒューズ部分１９と実質的に部分的に重なって、伝導性ヒューズ・コーティング１８と共に、ヒューズを完全に囲む連続的伝導性エンベロープを形成するべきである。
【００２４】
絶縁性ハウジング１２の外面上に電気伝導性ジャケット２８が配置されている。前述したように、伝導性ジャケット２８は、封入型ヒューズ組立体１０のための連続的グランド・シールドを形成する。
【００２５】
本発明の両方の実施態様において、電気伝導性材料１８のコーティングは、好ましくは電気伝導性インサート２４又は２５と関連して、実質的にヒューズ１１を囲むことにより有効なコロナ・シールドを与える。また、伝導性コーティングは一方のヒューズ端子とだけ電気的に接触するので、該シールドは、ヒューズが開くときに交番電気通路を提供しない。このことは、最少数のシールド・コンポーネントで達成されるので、組立体のサイズ及びコストが減少する。
【００２６】
填め合いコンポーネントとの結合を容易にするために高圧配電系統に標準サイズのヒューズ・ハウジングを有することがしばしば望ましい。しかし、ヒューズ自体のサイズは、配電系統内での用途や場所により、まちまちであっても良い。本発明に従って形成される封入型ヒューズ組立体は、標準サイズで作られて良く、また様々なサイズのヒューズを含むことができる。或いは、使われる特定サイズのヒューズを収容するように、図３に示されている実施態様を特定の寸法とすることができる。
【００２７】
ここで図４及び５を参照すると、絶縁性ヒューズ・ハウジング２０の断面が示されている。図４及び５に示されているヒューズ・ハウジング２０は、上記のものと同一であるけれども、比較的に短いヒューズ３０がハウジングに封入されている。比較的に短いヒューズ３０は、一方の端子３２から他方の端子３３までの中間点へ延在する電気伝導性材料３１でその外面が同様にコーティングされ或いは覆われている。
【００２８】
しかし、この場合には、ヒューズ３０までの延長部分としてスペーサー３４が設けられている。スペーサー３４は、普通は、比較的に長さの短いヒューズ３０がヒューズ・ハウジング２０内に残した空所を満たす形状を持つ。図４に示されているように、スペーサーの好ましい実施態様では、スペーサー３４は、アルミニウムなどの固体の軽量な電気伝導性材料で作られて、その一端は、伝導性ヒューズ・コーティング３１と接触しているヒューズ端子３２に電気的に結合される。スペーサー３４の他方の端部は、ヒューズ・ハウジング２０から外方に突出してヒューズ端子として作用するスペーサー端子３５を包含している。
【００２９】
図５は、スペーサーの代わりの実施態様を示している。ここでは、スペーサー３６は、絶縁性ボディー３７と、この絶縁性ボディーの中に配置された電気伝導性端子延長部３８とを包含している。端子延長部３８は、伝導性ヒューズ・コーティングと接触しているヒューズ端子３２に電気的に結合されている。端子延長部３８は、配電系統との電気的結合のためにスペーサー３４及びヒューズ・ハウジング２０から外方へ延在している。ヒューズ３０と同様に、スペーサー３８の外面は電気伝導性材料３９でコーティングされ或いは覆われている。スペーサー３８がヒューズ端子３２に結合されているとき、伝導性スペーサー・コーティング３９は、伝導性ヒューズ・コーティング３１と電気的に接触して、ヒューズ３０及び伝導性端子延長部３６の周りに連続的なコロナ・シールドを与える。
【００３０】
両方のスペーサー実施態様において、スペーサー端子３５又は端子延長部３８の、ヒューズ・ハウジング２０から外へ突出している部分は、前述したように伝導性インサート２４又は２５によって保護される。従って、本発明では、対応するサイズのスペーサーを設けることにより、如何なる長さのヒューズでも使用することができる。
【００３１】
本発明の実施例について添付図面を参照して説明したけれども、本発明はそれらの実施例に正確に限定されるものではなくて、当業者は本発明の範囲から逸脱することなく、それに様々な変更や修正を加えることができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コロナ・シールドを有する従来技術の封入型ヒューズ組立体の断面図である。
【図２】本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の好ましい実施態様を示す部分断面図であり、ヒューズの側面が示されている。
【図３】本発明に従って形成されたコロナ・シールドを有する封入型ヒューズ組立体の代わりの実施態様を示す部分断面図であり、ヒューズの側面が示されている。
【図４】本発明に従って形成されたヒューズ・ハウジングの部分断面図であり、比較的に小さなヒューズとスペーサーとを示している。
【図５】ヒューズ・ハウジングの部分断面図であり、スペーサーの代わりの実施態様を示している。
【符号の説明】
１０ ヒューズ組立体
１１ ヒューズ
１２ 絶縁性外側ハウジング
１３ 外面
１６、１７ 端子
Claims (19)
- 軸穴を有する絶縁性ハウジングと、前記軸穴の中に配置されたヒューズとを含む封入型ヒューズ組立体であって、前記ヒューズは、縦方向に対向する端部と、各端部に隣接する接点端子とを有する細長いボディーを有しており、前記ボディーは連続する単一の電気伝導性材料でコーティングされていて、この伝導性材料のコーティングは、一方のヒューズ端子と電気的に接触して前記ボディーに沿って延在して他方のヒューズ端子までの中間にある端部で終端することにより、前記他方のヒューズ端子に近接する前記ボディーの一部分を無コーティング状態にとどめるように形成され、さらに前記他方のヒューズ端子と電気的に接触しないように形成され、前記コーティングの端部は絶縁性ニスによりコーティングされ、絶縁性ニスは前記コーティング端部の両側にある距離に渡って延在し、もって前記コーティング端部における電気的ストレスを和らげることを特徴とする封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングは、周囲に電気伝導性ジャケットを有することを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングは中に電気伝導性インサートを有し、前記インサートは、前記ボディーのコーティングされていない部分に隣接するヒューズ端子と電気的に連絡し且つこの端子を実質的に覆っていることを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングは中に２つの電気伝導性インサートを有し、前記伝導性インサートの各々は、該ヒューズの端子と電気的に連絡して該端子を実質的に覆っていることを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングはヒューズ・ハウジングと２つの端部ハウジングとを有しており、該ヒューズは前記ヒューズ・ハウジングの中に配置され、該電気伝導性インサートは前記端部ハウジングの中に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該ヒューズ・ハウジング及び該端部ハウジングは、周囲に電気伝導性ジャケットを有することを特徴とする請求項５に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該ヒューズのコーティングされない部分の長さは少なくとも約３．８１〜５．０８ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該ヒューズは該軸穴の中に交換可能に配置されることを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 縦方向に対向する端部を有する細長いボディーと、各端部に隣接する接点端子とを有する高電圧ヒューズであって、前記ボディーは連続する単一の電気伝導性材料でコーティングされていて、この伝導性材料のコーティングは、一方のヒューズ端子と電気的に接触して前記ボディーに沿って延在して他方のヒューズ端子までの中間にある端部で終端することにより、前記他方のヒューズ端子に近接する前記ボディーの一部分を無コーティング状態にとどめるように形成され、さらに前記他方のヒューズ端子と電気的に接触しないように形成され、前記コーティングの端部は絶縁性ニスによりコーティングされ、絶縁性ニスは前記コーティング端部の両側にある距離に渡って延在し、もって前記コーティング端部における電気的ストレスを和らげることを特徴とする高電圧ヒューズ。
- 該ボディーの無コーティング箇所の長さは少なくとも約３．８１〜５．０８ｃｍであることを特徴とする請求項９に記載のヒューズ。
- ヒューズと絶縁性ハウジングとの組み合わせであって、前記ヒューズは、縦方向に対向する端部と、各端部に隣接する接点端子とを有する細長いボディーを有しており、前記ボディーは連続する単一の電気伝導性材料でコーティングされていて、この伝導性材料のコーティングは、一方のヒューズ端子と電気的に接触して前記ボディーに沿って延在して他方のヒューズ端子までの中間にある端部で終端することにより、前記他方のヒューズ端子に近接する前記ボディーの一部分を無コーティング状態にとどめるように形成され、さらに前記他方のヒューズ端子と電気的に接触しないように形成され、前記コーティングの端部は絶縁性ニスによりコーティングされ、絶縁性ニスは前記コーティ ング端部の両側にある距離に渡って延在し、もって前記コーティング端部における電気的ストレスを和らげており、
前記絶縁性ハウジングは、中に前記ヒューズを封じ込めていて、中に少なくとも１つの電気伝導性インサートが配置されており、前記インサートは前記ヒューズの端子と電気的に連絡して該端子を実質的に覆っていることを特徴とするヒューズと絶縁性ハウジングとの組み合わせ。 - 該絶縁性ハウジングは周囲に電気伝導性ジャケットを有することを特徴とする請求項１１に記載の組み合わせ。
- 該絶縁性ハウジングはヒューズ・ハウジングと２つの端部ハウジングとを有しており、該ヒューズは前記ヒューズ・ハウジングの中に配置され、電気伝導性インサートが各前記端部ハウジングの中に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の組み合わせ。
- 該ヒューズ・ハウジング及び該端部ハウジングは、周囲に電気伝導性ジャケットを有することを特徴とする請求項１３記載の組み合わせ。
- 該ボディーのコーティングされない部分の長さは少なくとも約３．８１〜５．０８ｃｍであることを特徴とする請求項１１に記載の組み合わせ。
- 該ヒューズと共に該軸穴の中に配置されたヒューズ・スペーサーを更に有しており、前記スペーサーは該伝導性ヒューズ・コーティングと接触しているヒューズ端子と電気的に結合する結合端部と端子端部とを有することを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該ヒューズと共に該軸穴の中に配置されたヒューズ・スペーサーを更に有しており、前記スペーサーは、絶縁性ボディーと、その中に配置された伝導性端子延長部とを有しており、前記端子延長部は、該伝導性ヒューズ・コーティングと接触しているヒューズ端子と電気的に結合する結合端部と端子端部とを有し、前記絶縁性ボディーは電気伝導性コーティングを有しており、前記スペーサー・コーティングは、前記スペーサーが該ヒューズと結合されているときには該ヒューズ・コーティングと電気的に連絡していることを特徴とする請求項１に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングは中に２つの電気伝導性インサートを有し、一方の前記伝導性インサートは該ボディーの無コーティング部分に隣接するヒューズ端子と電気的に連絡し且つそれを実質的に覆い、他方の前記インサートは該ヒューズ・スペーサーの端子端部と電気的に連絡し且つそれを実質的に覆うようになっていることを特徴とする請求項１６に記載の封入型ヒューズ組立体。
- 該絶縁性ハウジングは中に２つの電気伝導性インサートを有し、一方の前記伝導性インサートは該ボディーの無コーティング部分に隣接するヒューズ端子と電気的に連絡し且つそれを実質的に覆い、他方の前記インサートは該ヒューズ・スペーサーの端子延長部の端子端部と電気的に連絡し且つそれを実質的に覆うようになっていることを特徴とする請求項１７に記載の封入型ヒューズ組立体。
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