JP4184601B2 - 過電圧避雷器 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
この発明は、請求項１の導入部分による過電圧避雷器に関する。
【０００２】
従来の技術
この発明は欧州特許第 0 614 198号明細書により周知のような従来の技術に関連する。この従来の技術に開示されている過電圧避雷器には二つの接続装備品と両方の接続装備品の間に配置されている重ねてあるバリスタ素子の柱がある。接続装備品とバリスタ素子の間の電気接触は二つまたはそれ以上の絶縁ループにより生じ、ループの両端は両方の接続装備品の一方の中に支持され、これ等の絶縁ループは両方の接続装備品とそれに関連して中間にあるバリスタ素子に接触力を加える。
【０００３】
例えば 70 kＶ以上の定格電圧で必要とされるような大きな構造高さに対してそのように形成された過電圧避雷器は一般に使用されていない。何故なら、製造にかなり経費のかかる付加的な処置を用いる必要があるからである。
【０００４】
欧州特許第 0 335 479号明細書により、防水ハウジングと、このハウジングから導かれる二つの接続装備品と、両方の接続装備品の間に配置されていて、ハウジングの内部にある軸対称に形成された能動部品とを備えた過電圧避雷器は周知である。この能動部品は柱方式に重ねてある多数の円筒状のモジュールで形成されている。各モジュールには円筒軸に沿って端面を重ねている多数の円筒状のバリスタ素子がある。これ等のバリスタ素子の間の電気接触は主に軸方向に通される糸巻線により達成される。この糸巻線はモジュールを端面側で仕切る二つの金属端部品に一定応力を加える。隣接するモジュールの端部品はネジ付きボルトで互いに電気接続されている。
【０００５】
そのような過電圧避雷器の作製は相当経費がかかる。何故なら、第一工程で先ずモジュールを糸巻線で作製し、次いでそれに続く第二工程でモジュールの隣接する端部品をネジ止めして良導電性の接続部品を形成してモジュールを合わせるからである。
【０００６】
発明の簡単な説明
この発明は、請求項に提示してあるように、構造高さが大きくても簡単にしかも低コストで作製できる冒頭の述べた種類の過電圧避雷器を提供するという課題に基礎を置いている。
【０００７】
この発明による過電圧避雷器は、従来の技術による同等の過電圧避雷器に比べて、実用上任意の構造高さで簡単にしかも経済的に作製できる点で優れている。更に、避雷器の能動部品の中には連続する二つのバリスタ素子の間に配置されている導電性材料の少なくとも一つの接続部材のみが適当に形成されて配置されている支持個所と共に組み込まれている。支持個所に保持されたループは逆向きに通され、接続装備品あるいは他の一つの接続部材もしくは他の二つの接続部材の支持個所で接触力を形成して固定されている。それ故、組立には従来の技術による過電圧避雷器を作製する場合に既に実証済で予備仕上げされた一時的な軸方向案内を保証するただ一つの型を必要とし、この型の中で、接続装備品、バリスタ素子およびバリスタ素子の直径と構造高さに応じて接続部材の一つまたはそれ以上も重ね、次いでループを取り付け過電圧避雷器の機械的に安定な能動部品に一定応力を加えて接続される。
【０００８】
積み重ねる間には能動部品の機械的な安定性は連続する部分積重体を順に締め付けて達成される。その場合、予備応力は装備品および／または接続部材の中に組み込まれているクランプ装置により得られるか、型の中に形成されている積重体に組み込まれ、ループを取り付ける時に所望の接触力と必要な機械的安定性も与えるバネ部材により得られる。
【０００９】
ガラス繊維のような弾性的に変形可能なバンドでループを形成されているなら、付加的なクランプ装置はあるいは付加的なバネ部材を省くことができる。
【００１０】
能動部品の良好な機械的な安定性には、一般に接続部材のところに置かれた４つのループで十分であり、それ等のループのうち、例えば対角線上に配置され他に対して逆向きに二つのループが通されている。高い安定性は周方向に約 60 °ずらして配置されている６つの支持個所を使用して得られ、これ等の支持個所ではそれぞれ三つが所定の第一方向にループを通し、他の三つは反対方向にループを通す働きをする。この安定性は８つまたはそれ以上の支持個所で僅かに改善されるだけであるが、これは付加的な作製技術経費の原因になる。接続部分に逆に通されるループは周方向にずらすことなく軸方向にのみずらして配置されている。場合によっては、この接続部分は互いに着脱可能に接続するかあるいは互いに分離できる二つの部品で形成され、これ等の部品はそれぞれ一方の方向にのみ向いたループを担持する。
【００１１】
この発明の好適実施例およびそれにより得られる他の利点を図面に基づき以下により詳しく説明する。
【００１２】
発明の説明
図１に示す過電圧避雷器には軸対称に形成されたハウジング１があり、このハウジングの中に図示していないハウジング軸線に沿って軸対称に形成された避雷器の能動部品２が配置されている。このハウジングは傘部を備えた防水材料、例えばシリコーンのような重合材料あるいは陶磁器から成る絶縁円管３と、絶縁円管の端面に固定された二つの金属の接続装備品４，５とで形成されている。接続装備品４，５にはそれぞれハウジング１をガス気密に封止し、見通しを良くするため記入していない１枚の金属板と、ハウジング１の内部に軸対称に配置され、それぞれ避雷器の能動部品２を上にまたは下に遮断する円筒状の接続部品６，７とがある。接続部品６または７には内ネジのある穴が開けてある。ハウジング軸線に沿って接続装備品の板を通して外に往く締付ネジ８または９がこの接続部品６または７に作用する。締付ネジ８または９の足は接続部品６または７の余白部に軸方向に移動する避雷器の能動部品２の金属加圧板１０または１１上にある。
【００１３】
避雷器の能動部品は積重体として形成され、両方の接続部品６と７の傍に、例えば特にＺnＯのような金属酸化物をベースにした非線形抵抗材料の円筒状のバリスタ素子１２や円筒状に形成された金属接続部材１３も含む。更に、避雷器の能動部品２には他の加圧板１０′，１１′およびディスク状に形成された導電素子１４が設けてある。この導電素子１４は加圧板１０，１０′，１１，１１′と隣接するバリスタ素子１２の間、隣接するバリスタ素子１２の間および接続部材１３とバリスタ素子１２または加圧板の間に配置されている。
【００１４】
絶縁材料のループに参照符号１５が付けてある。これ等のループ１５は主に巻装され繊維強化された重合体の母材に埋め込まれているバンドで形成され、二つの接続部材１３あるいは終端部品６および避雷器の能動部品２内で前記終端部品６に接続する接続部材１３または終端部品７および避雷器の能動部品２内で前記終端部品７に接続する接続部材１３を接触力を形成して締め付ける。これ等のループ１５はその端部を終端部品６，７と接続部品１３の外面に付けある溝１６，１６′に入れる。終端部品６，７あるいは接続部品１３は加圧板１０，１０′，１１，１１′とバリスタ素子１２から半径方向に突出している。溝１６，１６′に入れたループ１５は誘電的に望ましい状態でバリスタ素子１２から一定の間隔を保っている。終端部品６，７と接続部材１２がバリスタ素子１２と同じ直径であるが、溝のかわりにループ１５を入れる半径方向に延びる突起を有するなら、ループを同じように通すことができる。
【００１５】
両方の接続部材１３の各々には周方向に約 60 °互いにずらして配置された六つの溝１６，１６′がある。これ等の溝には全て軸方向に開いた半円形の部分があり、この部分にはループ１５の一方の端部が入っている。この半円形の部分には主に軸方向に通された二つの部分が続き、これ等の部分には装着されているループの端部に続く直線状に延びるループ部分の一部が保持される。このループ部分は装着されているループにより接触力を受けるバリスタ素子に平行に、しかも誘電的に望ましい一定の間隔で延びている。
【００１６】
溝１６の直線状に延びる部分は溝１６′の対応する部分に対して反対に延びている。溝１６′には接触力を形成して接続部材１３と終端部品６およびその間に配置されているバリスタ素子を互いに締め付ける三つのループのうちの一つがそれぞれ支持される。接触力の大きさは過電圧避雷器を組み立てる時に締付ネジ８を回転させ、加圧板１０を軸方向に移動して調整される。溝１６には接触力を形成して両方の接続部材１３とその間に配置されたバリスタ素子を締め付ける三つのループのうちの一つがそれぞれ支持される。この場合、接触力は弾性的に変形するループで達成され、望なら接続部材１３の中に組み込める加圧ネジとクランプ板を有するクランプ装置でその大きさを可変できる。場合によっては、接続部材１３の中に第二クランプ装置も組み込め、このクランプ装置はその上にある避雷器の能動部品２の部分に作用する。この時には締付ネジ８と加圧板１０は不要である。
【００１７】
接続部材１３の周方向に溝１６と１６′が交互に続く。ループにより得られる締付力はこうしてバリスタ素子１２に均等に伝達される。
【００１８】
この過電圧避雷器を作製するため終端部品７，加圧板１１，導電部材１４，あるいは他の導電部材、バリスタ素子１２，加圧板１１′および下部接続部材１３の順に型の中に重ねて詰める。この場合、接続部材１３の終端部品７と１６の溝１６′は互いに揃うように整列されている。巻装後に作用する巻いた帯状のプリプレグから成る予備仕上げされた三つのループ１５を互いに揃えた溝１６，１６′に入れ、締付ネジ９を回して力を加圧板１１に、また張られているループ１５により部品７と１３の間に配置されている避雷器の能動部品の全てのバリスタ素子にも加える。
【００１９】
接続部材１３の上にそれに応じて他のバリスタ素子１２と導電部材を積み重ね、この部分積重体を他の接続部材１３で閉ざす。避雷器の能動部品のこの部分積重体をループで締め付け、これ等のループはそれぞれ過電圧避雷器を仕上げる時に締付力を加え互いに揃った溝１６と１６′に装填されるバンドを巻装して形成されている。
【００２０】
同じように、避雷器の能動部品は他の部分積重体により延ばされ、最後に終端部品６で遮断される。この能動部品はハウジング１の中に挿入され、このハウジングは硬化性の絶縁剤で充填されて閉ざされている。その場合、ループはバリスタ素子１２から間隔を保って装着されているので、絶縁剤はこの能動部品を確実に隙間なく巣もなく取り囲む。それ故、この発明による過電圧避雷器は任意の構造高さにもかかわらず、機械的特性が良好であるだけでなく、電気特性も良好である。
【００２１】
ハウジングは必ずしも絶縁材料を含む必要はなく、金属であっても良い。ハウジングの壁と避雷器の能動部品の間には付加的な電位調整手段とハウジングの端面に貫通部を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による過電圧避雷器の側面図を示し、その軸対称に形成されたハウジングを断面で示す。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 避雷器の能動部品
３ 絶縁円管
４，５ 接続装備品
６，７ 接続部品
８，９ 締付ネジ
１０，１０′，１１，１１′ 加圧板
１２ バリスタ素子
１３ 接続部材
１４ 導電素子
１５ ループ
１６，１６′ 溝、支持個所

Claims (7)

1. 軸に沿って互いに間隔を保ち、電流を通す二つの接続装備品（１，２）と、両方の接続装備品（１，２）の間に配置され、積み重ねた円筒状のバリスタ素子（１２）を含む軸対称な能動部品（２）と、この能動部品を入れるハウジング（１）と、ループ（１５）を有し能動部品（１）に接触力を加えるホルダーとを備えた過電圧避雷器において、能動部品（２）が軸対称な少なくとも一つの接続部材（１３）を有し、この接続部材（１３）が積重体の中に並んでいる二つのバリスタ素子（１２）の間に配置されていて、少なくとも４つの支持個所を有し、これ等の支持個所が軸の周りに周方向に均等に接続部材（１３）の中におよび／または接続部材（１３）の上に成形されていて、支持個所のうち二つの第一支持個所に二つの第一ループ（１５）の一方がそれぞれ支持され、このループが接続部材（１３）と両方のうちの第一バリスタ素子（１２）に第一の接触力を加え、支持個所のうち二つの第二支持個所（１６′）に二つの第二ループ（１５）の一方がそれぞれ支持され、このループが接続部材（１３）と両方のうちの第二バリスタ素子（１２）に第二の接触力を加えることと、第一支持個所（１６）の各々は第二支持個所（１６′）のそれぞれ二つの間に配置されていることとを特徴とする過電圧避雷器。
2. 接続部材には第一接触力および／または第二接触力を発生するクランプ装置があることを特徴とする請求項１に記載の過電圧避雷器。
3. 接続部材（１３）はバリスタ（１２）から半径方向に突出し、接続部材の突き出た部分には支持個所を形成する溝（１６，１６′）が付けてあることを特徴とする請求項１〜２の何れか１項に記載の過電圧避雷器。
4. 溝（１６，１６′）は軸方向に開いた半円形の部分を有し、この部分の中に第一あるいは第二のループ（１５）の一つの端部が支持されることを特徴とする請求項３に記載の過電圧避雷器。
5. 前記半円形の部分には主に軸方向に向いた二つの部分が続き、これ等の部分にはループの端部に続く直線状に延びるループ部分の一部がそれぞれ支持され、これ等のループ部分はループ（１５）により接触力の加わるバリスタ素子（１２）に平行に、しかも一定間隔を保って延びていることを特徴とする請求項４に記載の過電圧避雷器。
6. 直線的に延びる部分は連続する溝の周方向に逆向きに整列していることを特徴とする請求項５に記載の過電圧避雷器。
7. 接続部品は周方向にそれぞれ約 60 °互いにずらして配置された６つの溝を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の過電圧避雷器。

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