JP4327250B2 - 自己圧縮性サージ避雷器モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、広義には電力分配装置に関する。更に詳しくは、本発明は、離散的な電気的要素を収容し、サージ避雷器等の保護用装置に採用されるサブアセンブリ即ちモジュールに関する。更に詳しくは、本発明は、電気的要素のアレイ（array）に軸方向の圧縮力を加えて、これらの要素を前記モジュール内で端と端を接触させた状態に圧縮して保持する装置と方法に関する。
通常の作動条件の下では、送配電装置はかなり低い範囲内の電圧が印加されている。落雷、開閉サージ又はその他のシステム外乱に起因して、電気ネットワークの一部に通常の作動状態の間に該装置が経験するレベルを遙に超える瞬間的又は過渡的な電圧レベルが印加されることがある。保護されていない場合には、変圧器、スイッチ装置、コンピュータ装置及び電気機械等の重要で高価な装置が、こうした過電圧及びそれによって生じる電流サージによって損傷を受けたり破壊されたりすることがある。したがって、電気業界においては、サージ避雷器を使用してこれらの装置を危険な過電圧から保護することが日常的に行われている。
サージ避雷器は、通常、電気機器の比較的高価な要素に並列に接続され、過電圧によって誘導された電流サージを該機器の周囲に安全に分路又は方向転換させ、それによって該機器とその内部回路が損傷しないように保護している。作動させられると、サージ避雷器は保護対象の機器のインピーダンスに比して非常に低いインピーダンスを有するグラウンドへの電流通路を形成する。対策を講じなければ該機器を通じて導通するであろう電流サージは、このようにして避雷器を通じて方向を転じてグラウンドへ流される。一旦過渡状態が過ぎると、避雷器は、いま形成されたグラウンドへの電流通路を開放するように作動し、それによって送配電回路を再びアイソレートし、システム周波数を有する非過渡電流がグラウンドへのサージ電流に「追随する」ことを防ぐ。このようなシステム周波数電流は、「電力追随電流（power follow current）」として知られている。
典型的な従来型のサージ避雷器は、電気絶縁材料で作られた伸長した外被即ちハウジングと、ライン電圧導体とグラウンドとの間に避雷器を接続するために前記外被の両端に設けられた一対の電気端子と、該端子間に直列通路を形成するその他の電気的要素のアレイとをそなえている。これらの電気的要素は、電圧依存性の非直線形の抵抗エレメントの積層体を含んでいる。これらの非直線形抵抗器即ち「バリスタ」（varistors）は、通常の定常電圧においては比較的高い抵抗値を有するが、避雷器に過渡的な過電圧が印加された場合には遙かに低い抵抗値となる特徴を持っている。避雷器のタイプによっては、絶縁外被の内部に収容されて前記バリスタに電気的に直列に接続された一つ又はそれ以上の火花ギャップアセンブリもそなえている。現在の避雷器の或るものは、これらのバリスタと火花ギャップアセンブリと同軸に一線上に配置された導電性のスペーサ・エレメントもそなえている。従来型の避雷器においては、要素のアレイに種々のタイプと形状の電極も設けられている。
避雷器を適正に作動させるには、前記アレイ内の種々のサージ避雷器要素の各端部同士の接触が維持されていることが重要である。このために、アレイ内の各エレメントに軸方向の荷重が加えられている。このような荷重は、ハウジング内にスプリングを使用して、積層されたエレメントを押し付けて互いに係合状態となるように印加される。各要素の隣接する面同士の間の接触抵抗を比較的低くし、前記エレメントを通じて比較的均一に電流を分配させ、アレイ内の避雷器のエレメントと端部端子との間の熱の移転を良好にするには、軸方向の接触を良好にすることが重要である。
必要な軸方向の力を供給するための別の従来型手段は、積層された避雷器エレメントをガラス繊維で包んで、積層体内の各エレメントを軸方向に圧縮することである。このような従来技術のサージ避雷器の例は、米国特許5,043,838、5,138,517、4,656,555及び5,003,689に記載されている。これらの特許は、積層体の中の要素に軸方向の適宜な力を加えるのに避雷器要素の積層体の端部の周囲に繊維を巻き付けるための、比較的精巧な技術を記載している。これらの技術を採用するには、例えば繊維同士の間に特定の間隔が保たれるように特殊な端部形状にしたり（例えば米国特許5,043,838）、繊維が巻き付けられる肩部を形成したり（例えば米国特許5,138,517）して、積層体内の要素の形状を特殊なものとする必要がある。
軸方向の圧縮を維持することに加えて、これらの積層された避雷器要素は、避雷器が破損した際に発生するガスを避雷器から安全に放出できるように保持される必要がある。場合によっては、過渡的な過電圧状態は一つ又はそれ以上の抵抗エレメントに或る程度の損傷を与えることがある。損傷が大きい場合には避雷器のハウジング内でアークが生じ、このアークに接触した内部要素が蒸発したとき高熱を発生すると共に、ガスを発生する。圧力解放手段を通じて又は避雷器ハウジングが壊れることによってガスが放出されるまで、この発生したガスは避雷器の内部圧力を急激に上昇させる。このような状態で避雷器の故障モードが起こると、要素や要素の破片が高速であらゆる方向に飛び散る結果をもたらす。こうした故障は近隣の人体や装置に対して危害を与える危険性がある。
要素や要素の破片が飛び散って破局的な失敗を生じないような避雷器を設計し構成することが試みられてきた。破片を形成しない内張りと外側ハウジング、及びその下端に設けられた圧力解放ダイアフラムを有するそのような避雷器の一つが、米国特許4,404,614に記載されている。飛散防止避雷器も、米国特許4,656,555、4,930,039及び5,113,306に開示されている。端部に形成された圧力解放手段を有する避雷器が、米国特許3,727,108、4,001,651及び4,240,124に記載されている。米国特許5,043,838には、十字交差型パターンの巻き付け体の間に開口部を有するフィラメント被覆の避雷器が開示されている。これらの開口部にはエポキシ等の絶縁材料が充填され、この材料は破れてガスを排出できるようになっている。
しかし、このような進歩にもかかわらず、現在の避雷器は、未だにしばしば要素やその破片を吹き飛ばす事故を生じる。これは、一旦これらの避雷器の内部要素が破損すると、アークが生じて要素を蒸発させ、急激にガスが発生し、その発生速度が早過ぎるために充分に放出されずに避雷器の封入物の破損を防止できないことに起因している。したがって、業界には、故障の際に破片を生ぜずに安全に壊れる避雷器に対する要望が存在している。更に、スプリングを使用せずに各構成要素が軸方向に圧縮される避雷器に対する要望も存在している。
更に、業界には、精巧で高価な製造工程を必要とせず、また特殊な要素を積層体要素に付加しなくてもよい、簡単且つ容易に適用し得る、避雷器要素のアレイを軸方向に圧縮する手段に対する要望が未だに存在している。この手段は積層された要素の外部表面に容易に適用し得ることが望ましい。更に、この圧縮手段が避雷器アセンブリの引っ張り強度及び片持ち梁強度を改善する特長を有していれば有利である。更に、この装置は、ガス圧を放出し電気アセンブリが危険を伴う破損を生じないようにする通気手段をそなえていなければならず、且つ複雑な組立工程を要したり高価な浪費を発生させたりすることなく、MOV積層体の各境界面（インタフェース）に外側から良好な接合を与えなければならない。
発明の概要
本発明は、軸方向アレイ状に積層された複数の電気的要素と、この軸方向アレイの外表面上に設けられた絶縁コーティングとをそなえたサージ避雷器サブアセンブリとをそなえている。このコーティングは、前記アレイの外表面に接合されてこのアレイに軸方向と半径方向の両方の力を印加し、該アレイの構成要素同士が良好な電気的接触を維持するようにされている。本発明によれば、前記コーティングは電気的要素の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有し、前記電気的要素の作動温度範囲内の温度で硬化し、コーティングされたアレイが前記硬化温度より低い温度に冷却されたときに、このコーティングが前記電気的要素よりも大きく収縮して、前記アレイに圧縮力を及ぼすようにされている。本発明はまた、前記コーティングの中に長手方向と円周方向の両方向に配向された補強繊維をそなえ、これらの補強繊維はガラス繊維からなることが望ましい。当業者であれば、このコーティングは、前記アレイの所望の部分に亘って所定の被覆厚さとなるように付与可能であることは自明であろう。
【図面の簡単な説明】
本発明の好適な実施例の詳細な説明に入るために、添付の図面を参照しよう。
図１は、本発明によって構成された電気的サブアセンブリ・モジュールの側断面図である。
図２は、図１に示されたサブアセンブリ・モジュールの溝付き電極の平面図である。
図３は、図１に示されたサブアセンブリ・モジュールの一部の拡大図である。
図４は、絶縁コーティング層の一部を切除して示した図１に示されるモジュールの正面図である。
図５は、図１に示されたサブアセンブリ・モジュールの平面図である。
図６は、組み立ての中間段階において示される図１のモジュールの正面図である。
図７は、組み立ての別の中間段階において示される図１のモジュールの端面図である。
図８は、図１のサブアセンブリ・モジュールを採用したサージ避雷器の正面図である。
図９は、絶縁コーティングの部分を一部切除して示した、本発明の別の実施例の正面図である。
図10は、本発明の更に別の実施例の平面図である。
図11は、本発明によって構成された別の電気的サブアセンブリの側断面図である。
図12は、本発明によって構成されたモジュールに使用可能な部品の別のアレイを示す。
好適な実施形態の詳細な説明
先ず図１及び８において、本発明により形成される電気的要素のモジュールのサブアセンブリ10が示されている。モジュール10はアレスタ60（図８）のような配電クラスのサージ避雷器において使用されるとき特別の有用性を有する。従って、本発明の特徴及び利点を適切に説明すると、モジュール10は10kAで10kV（8.4kV MCOV）の配電クラスのサージ避雷器60に関連して説明することにする。しかしながら、本発明は特定の配電クラスのサージ避雷器での使用、或いはサージ避雷器のサイズ又は定格に限定されるものではなく、本発明は軸方向負荷の下で電気的要素のアレイ又は積層を保持する必要があるか、又は保持することが望ましい装置において有用性と利点を有する。
再び図１において、モジュール10は一般に端と端を接触した配列で積層されて、絶縁性コーティング16により供給される軸方向に加えられる力によりこの配列状態に保持される電気的要素のアレイ20で構成される。本発明はこのコーティング16に関するものであり、アレイ20内の電気的要素の特定のタイプ、数又はサイズに限定されるものではない。しかし、説明の便宜上、アレイ20は図１において３個の金属酸化物バリスタ12（”MOV’s”）、一対の端子ブロック14及び一対の接触プレート18を含むものとして示されている。
各MOV12は好ましくは短い円筒状のディスクに形成された金属酸化物からなり、上面30、下面32及び外周面31を有する。MOV12用の金属酸化物は高エネルギー、高電圧MOVディスクとして使用されるものと同じ材料のものでよく、亜鉛酸化物の製剤で形成されるのが好ましい。例えば、本明細書で参考として引用した松下電器産業株式会社、大阪、日本の有する米国特許3,778,743を参照されたい。好適な実施例においては、MOV12はそのMOVディスクを通して均一のミクロ構成を有し、MOV12の亜鉛酸化物製剤の指数ｎは定常状態のシステム電圧で約10乃至25の範囲である。指数ｎは約20が最適である。MOV12の円形断面の直径は約１乃至３インチで約0.785乃至7.07平方インチの十分な表面積を保証してMOVの所望の耐用性と回復性を維持するようにすることが好ましい。同時に、MOV12は避雷器のサイズ、重量及びコストを減ずるために横断面積はできるだけ小さいことが望ましい。しかし、サイズを減らすとディスクの耐用性と回復性が減少する。これらの競合的考察の結果として、直径約1.6インチが最適である。MOV12の厚さは面30と32との間で測定して約0.75インチが好ましい。当業者であれば理解できることであるが、MOVディスクの特定の金属酸化物製剤と均一又は一貫したミクロ構成が与えられると、そのMOVディスクの厚さはその動作電圧レベルを決定する。
好適な実施例においては、MOV12の上面及び下面30，32は厚さ約0.002乃至0.010インチの溶融アルミニウムの吹付け金属コーティングで被覆される。本発明においては、MOV12は従来の避雷器で典型的に使用されている絶縁カラーは外表面31に使用せずして形成される。
接触プレート18が相隣るMOV12の上面及び下面30，32間に配置されている。図２及び３に示すように、接触プレート18は外縁部34を有する金属ディスクで構成されている。接触プレート18は隆起状の上面及び下面38，40を有し、同心状の溝を形成して上面及び下面38，40の各々には一番外側の隆起部42が形成されている。電極18は焼なまし処理されたアルミニウムで形成されるのが好ましいが、真鍮又はその他の導電金属で形成することができる。接触プレート18の外径はMOV12のそれとほぼ同じである。
図１及び５に示すように、端子14はアレイ20の各末端に配置され、これは相対的に短い円筒状のブロックで、導電材料、好ましくはアルミニウムを機械加工又は鋳造したものである。端子14の直径はカラーなしのMOV12及び接触プレート18のそれと実質的に同じであり、ねじ状の導通軸46を受容するねじ穴44を有する。このブロックの外側円筒面48はローレット加工又はリブ状又は布地状加工されて、後記するように、このブロックとコーティング16との物理的接続を助長するようになっている。
コーティング16はアレイ20のMOV12、端子14及び接触プレート18を積層された端接触関係に保持して軸方向の圧縮力を提供し、種々の電気的要素間の低接触抵抗とこれら要素を通る電流の均一な分配を保証する。下記に詳細に説明するが、コーティング16は内側の要素に結合されてこれら電気的要素をアレイ20内に密封し、湿気又はその他の汚染物の進入を阻止し、この積層アレイ20の引張強度と機械的強度を増大し、避雷器故障に際しては制御されたガス抜きを提供する。
図４及び５の好適な形態において、コーティング16は樹脂層のマトリクス21と複数の軸方向に整列した繊維テープ・セグメント24と螺旋状に巻かれた繊維テープ・セグメント28とを含み、セグメント24と28はマトリクス21内に埋設されている。更に詳しく説明すると、マトリクス21は好ましくはベース樹脂層22と３つの外側樹脂層25−27（図４）を含む。樹脂層22及び25−27はポリエステル樹脂、フェノール樹脂及びエポキシ樹脂から選択された熱硬化性樹脂である。
好適な樹脂は当業者には周知であるように、更にフレームアウト材と粒子充填材を含んで硬度（コンシステンシー）を制御し、熱膨張係数の修正を助長し、引張強度を増大する。
樹脂層22，25−27は単一の樹脂製剤、又は２種乃至４種の相異なる樹脂で構成することができる。層22，25−27として使用される樹脂は、類似の硬化温度を有するもの、マトリクス21を形成する上で他の樹脂層と相互に調和するものが選択される。更に、マトリクス21の樹脂は高温と高電圧でも安定したものでなければならない。即ち、マトリクス21内で硬化した樹脂はアレイ20内の要素が動作中に受ける温度と電圧で解重合したり、或いは結合強度を失うことがあってはならない。正常な動作温度は典型的には−60乃至＋60℃である。故障モード温度は350℃まで高くすることができる。層22，25−27として選択される材料は電気的装置の故障温度で、又はこれ以下の温度で熱劣化しないものである。
好適な実施例においては、絶縁コーティング16は硬化するとその熱膨張係数がアレイ20内の電気的要素の熱膨張係数よりも大きいことが肝要である。このことは、その硬化温度以下の温度ではコーティング16はアレイ20上で軸方向及び半径方向の圧縮力を発揮することを保証するということである。アレイ20内の要素は典型的にインチ／インチ／℃で５×10⁶乃至25×10⁶の範囲の平均熱膨張係数を有する。従って、コーティング16を形成する材料はインチ／インチ／℃で少なくとも50×10⁶乃至250×10⁶の範囲の熱膨張係数を有することが望ましい。
層22，25−27の各々は従来のスプレイ方式、浸せき方式、圧延方式、粉末落下方式、或いは流動床方式により形成することができるが、その方式は利用される樹脂材料の特定の濃度及び装置により、これに適したもの又は便宜なものでよい。本発明の好適な実施例においては、コーティング16の層22，25−27は従来の流動床方式により施工される。
図４に示すように、ベース層22はMOV12の外側円筒面31、端子14の外面48、及び接触プレート18の外縁部34に対して施工され、且つ実質的に約0.001乃至0.015インチの均一な厚さを有するものが施工される。ベース層22はMOV12に対して高い結合強度を有するものが選択される。アレイ20の要素に強力に接着する能力を有するが故に、ベース層22はコーティング16の他の要素、特にテープ24，28及び外側層25−27に対して安全ベースを形成する。層25−27に対してベース層22の樹脂は相対的に急速に第１の硬度レベルとなってテープ・セグメント24がアレイ20の各要素に直接接触しないようにされることが好ましい。
図４及び５において、軸方向に整列した繊維テープ・セグメント24は樹脂含浸ガラス繊維テープであって、このガラス繊維テープは複数のガラス繊維撚り線又は撚り線の束で構成され、これら撚り線は並列に平行列で配置されて、束の内部にまたこれを囲んで予め含浸又は埋設されたＢ−段階熱硬化樹脂によりその平行配置関係に保持される。好ましくは図１及び４に示すアレイについては、ガラス繊維テープ24はＢ−段階樹脂含浸テープであり、これは厚さ約0.10インチで幅が約0.750インチで長さがアレイ20の長さと実質的に同じである。４つのテープセグメント24は内側ベース22上でアレイ20の周縁の各四分円において間隔をおいて施工されて、テープのない長手方向に整列したギャップ50を提供しており、このギャップは本実施例においては、約0.125乃至0.625インチの幅のものである。
更に図４及び５において、絶縁コーティング16は更にアレイ20の周囲に配置された螺旋状に巻かれたテープ28を含む。このテープ28は好ましくはまたＢ−段階樹脂含浸ガラス繊維テープであって、テープ28が多少細く（幅を狭く）することができることを除いては、先に述べたテープ24と実質的に同じである。テープ28もまた複数のガラス繊維撚り線又は撚り線の束で構成され、これら撚り線は平行列で配置されて、埋設された熱硬化性エポキシ樹脂により定位置に保持される。本実施例においては、コーティング16は好ましくは上方端子14及び下方端子14の外面48の周囲に配置された４巻きのテープ28とアレイ20の中央部の周囲に配置された複数の間隔をおいた巻きを含む。テープ28はアレイ20の中央部の周囲で直線インチ当たり約２巻きのピッチで巻かれる。この形態においては、コーティング16は樹脂層22，25−27全体で構成される多角形領域29を有するように形成され、この領域には繊維テープ24又は28がない。１つ又はそれ以上のテープ・セグメント28を使用してアレイ20をこのようにして巻くことができる。
樹脂層25−27は後述するように別個に形成される樹脂層である。層25−27は層22と同じ樹脂で形成されるのが好ましいが必ずしもその必要はない。層25−27はベース層22にしっかりと接着せねばならず、またテープ24，28内のガラス繊維及びその束がモジュール10の硬化前では完全に、また適当に湿った状態であることを保証するために部分的に形成される。１つ又はそれ以上の層25−27として、例えば、その湿り気能力を高めるために相異なる樹脂を使用することが望ましい。低粘度の樹脂又は硬化速度が遅い樹脂が望ましい。いずれにしても、層25−27としての各樹脂は他の樹脂と相互に調和するものが選択されねばならない。更に、層25−27としての樹脂はベース層22と比較して硬化が相対的に遅いものとして、テープ・セグメント24，28が先の樹脂層内に、この樹脂がこのテープの先の層内への圧入を妨げる程に硬化する前に、押圧されて埋設されるようにするのが好ましい。最終硬化時でコーティング16の厚さは約0.005乃至0.050インチであるのが好ましい。
本発明によるモジュール10の製造方法は次のステップから成る。即ち、最初にアレイ20の要素を約150乃至275℃の温度まで加熱し、この予備加熱ステップの最終温度はコーティング16で使用される樹脂のタイプ及び特性により決定するものとする。より特定的には、この最終予備加熱温度はゲル化率を減らすために150乃至200℃の低温範囲で選択し、最終硬化温度は225乃至275℃の範囲に設定する。加熱後、これら要素を従来のＶ−ブロック・タイプの固定物内で所望の軸方向関係に配列する。軸方向にクランプする力は約０乃至1500psiで、この力をアレイ20の末端端子14に加える。製造の便宜上、この要素のアレイを水平面で保持する。コーティング・プロセス中において良好な接触状態を維持するためには、要素対要素の接触を維持するに十分な力を必要とする。接触プレート18上のリブの変形を容易にするためには、好適なクランプ力は約50乃至150psiである。このクランプの力はMOV12、接触プレート18及び端子14がこれらの全体の接合面積を実質的に越えて完全に接触することを保証するに十分な力とすべきである。アレイ20で隣接する要素間の良好な接触は積層アレイ20を通しての均一の電流分布、低抵抗及び最適の熱消散のために重要である。
所定の大きさで軸方向の力が加わると、接触プレート18の隆起部はMOV12の隣接面30，32に種々の度合いでくい込み、又は埋まってMOV表面30，32の不規則性を補償する。更に接触プレート18はサージ避雷器の動作中にMOV12の熱膨張に関しての不均一度合を補償し、接触プレート18の隆起部はいくらか曲って継続的な電気接触を可能とする。接触プレート18は更にコーティング16の樹脂層22，25−27が幾何学的に正しくないか、あるいは物理的不規則を有する隣接MOVの対向面30，32の間から、又はアレイ20内の他の要素から侵出するのを防止する。本質的には、接触プレート18の一番外側の隆起部42は各MOV−電極−MOVインタフェースの周縁部の周りにシールを形成する。
アレイの要素が軸方向に載置（負荷）されているが故に、ベース層22はアレイ20内の要素の外面に均一に施工する。第１の外側層25の薄いコーティング（0.003乃至0.010インチ）はゲル化の速い層22がゲル化し始める前に直ちに施工する。第１の外側層25はベース層22よりも硬化速度が比較的に遅く、繊維テープ・セグメント24が層25内に部分的に埋設するのを可能とする。層22及び25は繊維テープ・セグメント24がMOV12、端子14及び接触プレート18の半径方向外表面に接触するのを防止する。このような接触を避けることは、繊維テープが樹脂で含浸されているとしても、小レベルの穴又は空所が存在する可能性があるから重要である。誘電体コーティングにおいては存在する穴のレベルを最小とすることが重要であるが、このことは特に能動的電気要素の近辺では高電流インパルスに対する良好な耐久性を得るために重要である。層25が形成された後にテープストリップ24は第１の外側層25内に押圧されて部分的に埋設される。テープ・セグメント24は軸方向に整列されてアレイ20内の要素の外面で円周方向に間隔をおいている。この時点で、モジュール10は図６に示す形状を有する。
テープ・セグメント24が第１の外側層25内に埋設された後に、この部分的に構築されたモジュール10を第２の外側層26でコートする。この層26の重要な機能はガラス繊維撚り線または束がテープ・セグメント24の内部で十分な湿り気をもつ（樹脂が含浸されて）ことを保証し、またコーティング16の内部に空所が形成されないことを保証することである。
層26を施工した後に、テープ28を施工する。アレイ20の一端から始めて、テープ28を上方端子14のローレット状外表面48の周りに約４回巻き、次いでアレイ20の中央部の周りに螺旋状に巻く。この巻きステップは好ましくは下方端子14の周囲にテープ28を４回最終的に巻いて完了する。テープ28は層26がまだ比較的に柔らかい時にアレイ20に巻かれてこのテープ28が層26に少なくとも部分的に埋まるようにする。図７はこの構築段階でのモジュール10を示す。テープ28を施工した後にモジュール10を最終外側層27でコートする。
層25−27は相異なる樹脂で構成することができるが、これらの層25−27は本発明では同じ樹脂材料であることが好ましい。更にコーティング16は３つの別個に施工した樹脂材料の外側層25−27を有するものとして説明したが、実際には所望の数及び組合せの外側層を施工することができる。このような３つ層は本発明では好適な実施例なのであるが、この外側層25−27の重要な機能はテープ24，28内の繊維を完全に湿めらせることであり、テープ24，28及び樹脂材料の特性のような多くのファクターに基いて、層の数を増減することができる。
最終外側層27を施工した後、未だクランプ機構（図示せず）により圧縮状態に保持されたアレイ20とコーティング16を硬化温度状態として層22及び25−27を相互に連接して硬化させる。マトリクス21は樹脂層22，25−27で構成され、このモジュールの定常状態動作温度よりも十分高い温度で硬化する。この温度は典型的には約60℃である。この最終固化処理は動作中のモジュール10が受ける最高温度を越えた温度で行われる。モジュール10がサージ避雷器で使用される場合には、マトリクス21は、このモジュールが過渡的に過大電圧を受けるであろう温度を越えた温度で硬化すべきものである。このような温度は、例えば、250℃又はこれ以上とすることができる。従って、マトリクス21で使用されるものとして選択される樹脂は250℃又はこれ以上の温度で硬化するものが好ましい。この最終硬化処理において、図１及び４に示すモジュール10は所定の硬化温度で約10乃至30分間オーブンに入れ、その後オーブンから取り出して室温で冷却する。樹脂層22，25−27はこの最終硬化プロセスまでは完全には硬化しないが故に、層22，25−27は隣接層として相互に一体化して、個別の識別可能な層ではなくなる。
場合によっては、硬化による収縮が適当な圧縮力となってこのアセンブリが上昇した温度では硬化する必要がないことがある。しかしながら、絶縁コーティング16は硬化後に、アレイ20内の各電気的要素の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有するのが好ましい。この結果、モジュール10を冷却すると、絶縁コーティング16はアレイ20よりも多く収縮してアレイ20に対して軸方向及び半径方向の圧縮力を加える。これによって、アレイ20内の各要素は積層関係に保持され、アレイ20内の各要素間に良好な電気的接続が維持されることを保証する。比較的高い熱膨張係数を有するコーティングを使用して硬化中の収縮を考慮に入れないようにする場合には、その硬化温度は設定された動作温度で各要素が受ける温度よりも高くしなければならない。これは動作温度での圧縮力を保証するためである。
現状の技術分野の避雷器が受ける最も厳しい温度は250乃至300℃の範囲である。比較的低い熱膨張係数を有する樹脂を使用する場合には、低温度動作の影響を考慮しなければならない。この場合、硬化中の収縮は最小となってコーティングの割れを防止する。各場合において、この力は最低温度で最高となる。いずれにしても、本発明の目的はリアクション（硬化）中の収縮と熱膨張特性を調整してコートされた部材についての軸方向の圧縮を維持すると共に要素の周縁に対する良好な誘電体インタフェースを維持することである。熱膨張のミスマッチを調整する技術は当業者には周知である。本発明の新規な特徴はこれらのコーティングのパラメータを使用して、積層アレイ内でコートされた電気的要素の接触圧力を制御することである。
膨張ミスマッチの程度はコーティングの硬さと引張強度により制限される。一般に比較的狭い範囲に亘って圧縮力を制御するためにはある程度の可撓性が望ましい。材料が硬すぎたり壊れやすいと、MOV要素に加わる力は温度降下とともに著しく上昇し、またコーティングが柔らかかったり弾性があると、このコーティングは力が増大すると撓みはじめる。
本発明の好適な樹脂としては、エチレン酢酸ビニル（EVA）又はエチレン・プロピレン・ゴム（EPR）のような粉末ゴム充填剤が使用されて硬化した樹脂の可撓性を高める。これらのシステムは大きなミスマッチに耐えることができ、割れや接着ばなれを生ずることがない。ミスマッチ及び／又は収縮の実際の限度は測定されたことがない。これに代えて、試行と誤差のアプローチを用いて許容できる材料パラメータを決定した。加工した避雷器モジュールを120℃までの急速加熱の50の熱衝撃サイクルにさらし、次いでANSI C62.11-1991により要件とされるような２つの高電流インパルスで消滅させた。ついでそのサンプルの損傷及び動作特性の変化を検査した。長期マルチストレス・テスト（ENEL DY1009）を使用して誘電体インタフェースが損傷されていないことを確認した。次いでこれらの試験基準に適した材料システムについてANSI C62.11-1991及びIEC99.4-1993による完全セットの設計試験を行った。
長手方向に整列したガラス繊維テープ・セグメント24及び螺旋状に巻かれたテープ・セグメント28に関連して硬化したマトリクス21はモジュール10に対して十分な片持ち強さを提供してこのモジュールが外力に耐えることができるようにしている。この外力とはこのモジュールが例えば、サージ避雷器60などにおいて使用される時にそのアレイに加わる力であり、この場合この避雷器及びモジュールは風力及びその他出荷又は使用者による設置の間避雷器に加えられるような意図せねが時折発生する力を受けることになる。
モジュール10に対して必要な強さと堅固さを提供することに加えて、絶縁コーティング16は更に避雷器要素の故障中に発生するガスをモジュール10が排出できるようにする排出手段を含む。特に多角形領域29は薄（弱）壁領域として作用し、要素の故障時にはこれを通して排気を行うことができる。更に詳しく説明すると、MOV12又はその他アレイ20の内部要素が故障すると、モジュール10内の圧力が内部アーク燃焼として隣接材料に形成される。このアーク燃焼として、モジュール10内部の圧力は、薄（弱）壁領域29を破裂させる大きさに達するまでに増大し、これによってこの内部圧力を緩和し、発生したガスを排出する。
図８において、先に説明したモジュール10を使用する配電クラスのサージ避雷器60が示されている。避雷器60はモジュール10、重合体ハウジング62及び避雷器ハンガー64を含む。モジュール10は重合体ハウジング62の内部に配置されて、モジュール10とこのハウジング62の内面間のあらゆる空所はRTVシリコン化合物（図示せず）で充填されている。ねじ状導電軸46が各端子14の穴44に配置されている。上方軸46はハウジング62を貫通して端子アセンブリ（図示せず）にねじ係合している。下方軸46はハンガー62の穴（図示せず）を貫通して接地リード切断器65に連結している。ねじ軸67は切断器65から延長して接地リード端子アセンブリ（図示せず）に係合している。ハウジング12の上下端はモジュール10の周囲で密封されている。
図９において、本発明の別の実施例が示されており、これはモジュール100を含み、このモジュールは先に説明したMOV12、接触プレート18及び端子14を含む電気的要素のアレイ120を含む。この実施例において、モジュール100はマトリクス121から成る絶縁コーティング116を含む。マトリクス121は樹脂材料122のベース層を含み、この層は図１乃至７を参照して説明した樹脂層22と実質的に同じである。マトリクス121は更に１つ又はそれ以上の樹脂材料の外側層125を含み、この層は樹脂材料と混合した比較的に短い繊維撚り線126を含むものである。ベース層122と外側層（単数又は複数）125は流動床技術又はその他の公知技術により施工されて、絶縁コーティング16の硬化に関して先に説明したと同様に硬化される。硬化後に、絶縁コーティング116がアレイ120内の避雷器要素に対して軸方向の圧縮力を付与する。コーティング116の熱膨張係数はアレイ120内の各要素の熱膨張係数よりも大きい。更に層125の内部にランダムに配置されたガラスせんい撚り線126はモジュール100に強さと堅固さを付与する。
図10において、本発明の別の実施例のモジュール210が平面図で示されている。本発明では、モジュール210は先に説明したMOV12、接触プレート18及び端子14の軸方向アレイを含み、これらは絶縁コーティング211によりコートされて軸方向に圧縮されて保持されている。コーティング211は先に説明した樹脂層22，25−27を含む。コーティング211は更に複数の軸方向に整列した予め含浸されたテープ・セグメント224，226を含む。これらセグメントは先に説明したテープ・セグメント24と同じものである。しかしながら、この実施例においては、一番内側のテープ・セグメント224は両側縁部は重なり合って、電気的要素のアレイの全周面は軸方向に整列したテープ・セグメント224の層225によりカバーされている。モジュール210は更に軸方向に整列したテープ・セグメント226を含み、これらセグメントは層225の周囲で所定の位置に配置されて、複数の厚さのテープ224，226を有する円弧状領域227と単一の厚さのテープ224を有する別の円弧状領域229を提供している。先に説明した外側層25−27のうちのいずれか１つのと同じ樹脂層をテープ層225とテープ・セグメント226との間で施工し、テープ・セグメント226が施工された後に別の層をモジュール210上に施工してテープ・セグメント224と226を完全に湿ったものとする。次いで螺旋状に巻かれたテープ・セグメント228をテープ・セグメント224と226の外側に施工し、そして最終の外側樹脂層を施工する。モジュール210が硬化した後に、モジュール210は、領域227と比較して比較的に薄いガラス繊維補強領域229に対応する比較的に薄い（弱い）壁領域230を含むこととなる。当業者には判ることであるが、比較的に薄い（弱い）壁領域230及び227は、比較的に薄い（弱い）壁領域230が領域227よりも少ない厚さのテープ224，226を有するのであれば、テープ・セグメント224，226の厚さの数は幾つでもよい。このようにこの実施例は、アレイ220内に比較的多数の要素を有するサージ避雷器において、又はMOVが先に説明したMOV12よりも多い場合に、即ち、図８に示す避雷器60よりも高い電圧又はデューティ定格を有するサージ避雷器の場合において特に利用することができる。
図11において、本発明の別の実施例が示されている。この実施例はモジュール300を含み、このモジュールは先に説明したMOV12、接触プレート18及び端子14を含む電気的要素のアレイ120を含み、また火花ギャップ・アセンブリ315を含む。この実施例では、モジュール300は絶縁コーティング316を含む。上記説明したように、コーティング316はMOV12、接触プレート18、端子14及び火花ギャップアセンブリ315を積層された端接触関係にて保持し所望の軸方向圧縮力を提供してこれら種々の電気的要素間に低接触抵抗を保証し、且つこれら要素に均一の電流配分を保証する。上記に詳細に説明したように、コーティング316の好適な実施例は樹脂層のマトリクス、複数の軸方向に整列した繊維テープ・セグメント及び螺旋状に巻かれた繊維テープ・セグメントを含み、これらのテープ・セグメントはこのマトリクスに埋設されている。コーティング316は内部の要素に結合されてこれら電気的要素を密封し、湿気又はその他の汚染物の侵入を防止している。コーティング316は積層された要素に軸方向及び半径方向の圧縮力を加えてその引張り強さと機械的強さを提供し、且つ避雷器の故障時のガスの排出を制御する。
火花ギャップ・アセンブリ315は空気を含むが故に、この火花ギャップ・アセンブリ315はモジュール300の一端に近接して位置決めし、モジュール300には火花ギャップ・アセンブリ315に近接したボアホール322を含む換気端子320を設けることが好ましい。ボアホール322は火花ギャップ・アセンブリ315に含まれる空気が加熱プロセスで膨張すると、これが逃げることを可能とし、モジュール300が硬化後に室温に戻ると、火花ギャップ・アセンブリ315への空気の再進入を可能とする。このようにして加熱及び冷却時のモジュールを換気することは最終的な製品が周囲圧力とは違った内部圧力を有することがないようにする。ボアホール322がなくてモジュール300が上昇したコーティング温度で密封されれば、火花ギャップ・アセンブリ315の周囲のガスの圧力は密封されたモジュールが周囲温度まで冷却されると、大気圧よりも低くなる。
一旦モジュール300が構築され、硬化されて冷却され、そしてハウジング又は同様の装置に挿入される前に、ストッパ324、好ましくはゴム又は同様の弾性シール材料が換気端子320に挿入されてボアホール322を封鎖する。換気端子322はストッパ324を受容する容器323を備えた構造であることが好ましい。
モジュール300を構成するに際して、エポキシ・コーティング316はMOV12に接着するようには火花ギャップ・アセンブリ315には容易に接着しないことが判明した。コーティング316の火花ギャップ・アセンブリ315に対する接着を改善するためには、コーティング316の施工に先だって積層要素を高温に加熱することが好ましい。特に積層要素を少なくとも275℃まで予備加熱することが好ましい。同様に、火花ギャップ・アセンブリ315はMOV程十分に熱を保持しないが故に、予備加熱ステップとコーティング・ステップとの間の時間を最小限として発生する冷却を最小限とすることが好ましい。
モジュール300の製造及び構築を容易とするためには、火花ギャップ・アセンブリ315をモジュール300の他の要素、即ち、MOV12及び端子14のユニットの高さと同じユニット高さの３グループとすることが好ましい。最も好適な実施例としては、各種の要素のユニット高さは1.1インチとして、これを単一格納庫の高さとする。従って、２個のMOV12と３個の火花ギャップ・アセンブリ315を有する９kVサージ避雷器は、３個のMOVを有して火花ギャップを持たない９kVサージ避雷器と同じサイズのハウジングと同じ高さとなって、これにフィットする。これにより、火花ギャップを有するサージ・避雷器も、これを持たないサージ避雷器も互換性をもって形成することができる。モジュール300における火花ギャップ・アセンブリ315の数と配列は必要に応じて変えることができる。火花ギャップ・アセンブリ315の数が多い場合には、これらはモジュール300の両端間で分割して電気的応力を減ずるようにすることが好ましい。MOVと火花ギャップの種々の組合せを含む電気的要素のアレイの実例は図12に示されている。
堅固なエポキシスキンはエンド・プラグ320及びストッパ324と共にサージ避雷器の要素を完全に包んでこれをシールして、油を含むような種々の環境においても使用可能としている。
本発明を好適な実施例をもって説明したが、当業者にとっては本発明の精神の範囲で種々の修正が可能である。例えば、撚り線又はこれの束が各先行及び後続の樹脂層で湿り気が十分あれば、予め含浸したガラス繊維テープ24，28を使用せずして、非含浸ガラス繊維撚りテープを使用してモジュール10に所望の強度と堅固さを付与することができる。更に、本発明はテープ24，28のようなテープを使用せずして、これに代えてガラス繊維の平行な撚り線又は撚り線の束をテープの形状とはせずに、完全に湿らせて後続の樹脂層に埋設することができる。このように、本明細書で説明した実施例は単なる実例であってこれに限定されるものではない。本発明の種々の修正変更は可能であるが、これは本請求の範囲に属するものである。

Claims (30)

1. 外表面を有する軸方向のアレイとして積層された複数の電気的要素と、
   前記軸方向アレイの前記外表面を覆って前記外表面に接合されて設けられ、前記アレイに軸方向の力を付与して前記アレイ内の各前記要素を互いに電気的に接触した状態に維持する絶縁コーティングとをそなえ、
   前記コーティングは、
   前記外表面に接合された第１の樹脂マトリクス層と、
   前記第１のマトリクス層に接合された第２の樹脂マトリクス層と、
   前記第２のマトリクス層に組み込まれるとともに前記アレイの長さに沿って延在する間隔を空けて配置された補強ストリップをそなえる第１の補強層とを有し、
   前記コーティングが前記電気的要素の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有するサージ避雷器用サブアセンブリ。
2. 前記コーティングが、高電圧と高温度の下で実質的に安定している請求項１に記載のサブアセンブリ。
3. 前記第１の樹脂マトリクス層が少なくとも一種の熱硬化性樹脂を含んでいる請求項２に記載のサブアセンブリ。
4. 前記第１の樹脂マトリクス層が少なくとも二種の熱硬化性樹脂を含み、これらの樹脂が相互に適合可能である請求項２に記載のサブアセンブリ。
5. 前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれ、サージ避雷器に使用された場合の前記サブアセンブリの予想最高故障モード温度より高い硬化温度を有する請求項３に記載のサブアセンブリ。
6. 前記補強ストリップの補強材料がガラス及びセラミックからなる群から選ばれ、前記補強材料が前記コーティングの熱膨張係数を調整しうる請求項１に記載のサブアセンブリ。
7. 前記補強材料の少なくとも一部が、前記アレイの全長にわたって延在する連続した細かく分割された繊維の形状のガラス繊維である請求項６に記載のサブアセンブリ。
8. 前記第１の樹脂マトリクス層が前記繊維を前記アレイに接合している請求項７に記載のサブアセンブリ。
9. 前記繊維が樹脂を含浸し、少なくとも二つの平行な群として配列され、各群は連続するテープ状の束の形状をしている請求項８に記載のサブアセンブリ。
10. 前記繊維の少なくとも一部が、前記アレイの周囲に螺旋状に設けられた連続繊維束であり、前記アレイの長さ方向に延在している請求項８に記載のサブアセンブリ。
11. 前記繊維が前記第２の樹脂マトリクス層と均一に混合されている請求項７に記載のサブアセンブリ。
12. 前記コーティングが繊維の存在していない領域を有し、該領域は前記アレイの長さに沿って間隔を空けて配列されている請求項７に記載のサブアセンブリ。
13. 前記繊維の一部が前記アレイの長さ方向に延在する一つ以上の直線状の群として配列され、前記繊維の別の一部が前記アレイの長さ方向に螺旋状に延在する一つ以上の群として配列され、前記螺旋状群は前記アレイの各端において少なくとも四重の捲線を形成して係止され、各前記螺旋状群は前記直線状の群を覆って設けられ、前記直線状の群と前記螺旋状群との間には適宜なマトリクスの層が設けられている請求項７に記載のサブアセンブリ。
14. 前記直線状の繊維群と前記螺旋状繊維群とが、繊維の存在しない領域が前記アレイの長さに沿って間隔を空けて形成されるように設けられている請求項13に記載のサブアセンブリ。
15. 前記テープがＢ段階樹脂を含んでいる請求項９に記載のサブアセンブリ。
16. 前記第１の樹脂マトリクス層がセラミックである請求項２に記載のサブアセンブリ。
17. 前記第１の樹脂マトリクス層がガラスである請求項２に記載のサブアセンブリ。
18. 前記第１の樹脂マトリクス層がシリコーンゴムである請求項２に記載のサブアセンブリ。
19. 更に、通気手段をそなえている請求項６に記載のサブアセンブリ。
20. 前記通気手段が、前記コーティング内の強度の弱い領域をそなえている請求項19に記載のサブアセンブリ。
21. 前記電気的要素が、少なくとも一対の金属酸化物バリスタ（MOVs）と、隣接するMOVsの各対の間に設けられた導電性ウェハとをそなえ、該ウェハはギザギザが付けられた上下表面を有する請求項１に記載のサブアセンブリ。
22. 前記電気的要素が、更に少なくとも一つの火花ギャップアセンブリをそなえている請求項21に記載のサブアセンブリ。
23. 少なくとも一対の金属酸化物バリスタ（MOVs）をそなえ、軸方向のアレイとして積層され外表面を有する複数の電気的要素と、
    絶縁コーティングとをそなえ、
    該絶縁コーティングは、
    ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの適合可能な組み合わせからなる群から選ばれ、前記外表面に接合された熱硬化性樹脂を含む第１のマトリクス層と、
    前記第１のマトリクス層と同じ群から選ばれ、前記第１のマトリクス層に接合された熱硬化性樹脂を含む第２のマトリクス層と、
    前記アレイの長さに沿って延在する間隔を空けて配置されたテープのストリップをそなえ、各ストリップがＢ段階ポリエステル樹脂を含浸して平行なアレイ状に配列された複数の繊維で構成されていると共に、前記第２のマトリクス層中に組み込まれている第１の繊維層と、
    前記第１のマトリクス層と同じ群から選ばれた熱硬化性樹脂を含む第３のマトリクス層と、
    Ｂ段階ポリエステル樹脂を含浸して第２のテープのストリップに平行なアレイ状に配列された複数の繊維で構成され、前記第２のストリップは前記第１のストリップよりも幅が狭く前記外表面の周りに螺旋状に配置され、前記アレイの長さ方向に延在して前記アレイの各端で係止されている第２の繊維層であって、該第２の繊維層と前記第３のマトリクス層とは前記第２のマトリクス層中に少なくとも一部が組み込まれている第２の繊維層と、
    前記第２のマトリクス層と実質的に同じ熱硬化性樹脂組成物からなる第４のマトリクス層とで構成され、
    前記コーティングは前記アレイの前記外表面に接合され、前記電気的要素の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有し、それによって、正常作動温度において前記アレイに対して軸方向と半径方向の力が印加され、前記要素同士の電気的接触と軸方向の整列とが維持されるように構成されている、サージ避雷器用サブアセンブリ。
24. 前記アレイが、更に少なくとも一つの火花ギャップアセンブリをそなえている請求項23に記載のサブアセンブリ。
25. 前記アレイが、更に一端に通気用端子をそなえている請求項24に記載のサブアセンブリ。
26. 前記通気用端子が貫通孔をそなえ、更に前記アレイが該貫通孔を閉鎖するためのストッパをそなえている請求項25に記載のサブアセンブリ。
27. 請求項23に記載のサブアセンブリと前記コーティングと一体化された防水性ハウジングとをそなえ、該ハウジングは、前記サブアセンブリの周囲に設けられたコアと、該コアに沿って軸方向に間隔を空けて配置された半径方向の複数のフィンとをそなえている電気アセンブリ。
28. サージ避雷器用電気サブアセンブリを製造する方法であって、
    複数の電気的要素を300〜500°Ｆの温度まで予備加熱し、
    少なくとも一対の金属酸化物バリスタ（MOVs）とこの各MOVs対の間に設けられた導電性ウェハとを含むこれらの予備加熱された要素を固定手段に位置決めすることによって軸方向アレイ状に配列して、外表面を有する積層体と各端部における端子ブロックとを形成し、
    前記積層体の両端に、前記要素同士の間に良好な電気的接触を与えるのに充分な軸方向の力を印加し、
    前記軸方向の力を維持し且つ前記要素を少なくとも150℃の温度に維持しながら、前記積層体の外表面に、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス、シリコーンゴムからなる群から選ばれた、相互に適合性を有する、高電圧安定性を有する少なくとも一種の誘電体材料からなる第１のマトリクス層を付与し、
    前記第１のマトリクス層に第２のマトリクス層を重ね、前記第１のマトリクス層が前記アレイの外表面に接合して前記第２のマトリクス層に接合するように、前記第１のマトリクス層は前記第２のマトリクス層よりも早く硬化可能であり、前記第２のマトリクス層は一層以上のテープ層に少なくとも部分的に埋め込み可能な比較的軟らかい外面を有し、
    前記第２のマトリクス層の外面を半径方向に間隔を空けて配置された複数の樹脂含浸テープのストリップからなる第１のテープ層で実質的に被覆し、前記テープは複数の直線状に配列された繊維で構成され、該繊維はガラス繊維、ナイロン、レーヨン、セラミックからなる群から選ばれ、前記各テープのストリップは前記積層体の長さ方向に延在し、隣接するテープストリップ同士の間の前記間隔は、サージ避雷器に使用した場合にイオン化が生じた際に前記積層体からガスを排出するのに充分な大きさを有し、前記樹脂は高電圧安定性を有するポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂からなる群から選ばれ、
    前記繊維を樹脂含浸状態に維持し、前記第２のマトリクス層と第１のテープ層との上に高電圧安定性を有する少なくとも一種の互いに適合性を有する誘電体材料からなる第３のマトリクス層を付与し、前記各材料は熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス、シリコーンゴムからなる群から選ばれ、前記第３のマトリクス層は一層以上のテープ層を少なくとも部分的に埋め込むことのできる軟らかい外面を形成し、
    前記第３のマトリクス層の上に直線状に配列された複数の繊維を有する第２の樹脂含浸テープのストリップからなる第２のテープ層を付与し、前記繊維はガラス繊維、ナイロン、レーヨン、セラミックからなる群から選ばれ、Ｂ段階樹脂は高電圧安定性を有するポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂からなる群から選ばれ、前記第２のテープのストリップは前記アレイの周囲に螺旋状に設けられ、前記アレイの長さ方向に延在し、前記アレイの各端において少なくとも二重の捲線を形成して係止され、
    前記第３のマトリクス層と前記第２のテープ層の上に、高電圧安定性を有し相互に適合性を有する少なくとも一種の誘電体材料からなる第４のマトリクス層を付与し、前記各材料は、熱硬化性樹脂、セラミック、ガラス、シリコーンゴムからなる群から選ばれ、
    前記マトリクス層と樹脂を充分な時間をかけて、サージ避雷器に使用された場合の前記電気的要素の予想最高故障モード温度よりも高い温度で硬化し、
    サブアセンブリを冷却し、該サブアセンブリの両端から軸方向の力を除去する各ステップを含む製造方法。
29. 前記予備加熱ステップが、MOV積層体に少なくとも一つの火花ギャップアセンブリと通気用端子とを設けるステップを含んでいる請求項28に記載の方法。
30. 少なくとも一対の金属酸化物バリスタ（MOVs）と、
    少なくとも一つの火花ギャップアセンブリと、
    通気用端子とをそなえ、軸方向アレイ状に積層されて外表面を有する複数の電気的要素と、
    前記軸方向アレイの前記外表面の上に設けられた絶縁コーティングとをそなえ、前記コーティングは前記アレイの前記外表面に接合されて前記アレイに軸方向の力を印加し、前記アレイ内の前記要素相互の電気的接触を維持し、
    前記コーティングは、
    前記外表面に接合された第１の樹脂マトリクス層と、
    前記第１のマトリクス層に接合された第２の樹脂マトリクス層と、
    前記第２のマトリクス層に組み込まれるとともに前記アレイの長さに沿って延在する間隔を空けて配置された補強ストリップをそなえる第１の補強層とを有し、
    前記コーティングは、前記電気的要素の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有している、サージ避雷器用サブアセンブリ。

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