JPH07169552A

JPH07169552A - 過電圧避雷器

Info

Publication number: JPH07169552A
Application number: JP6210070A
Authority: JP
Inventors: Walter Schmidt; ヴアルター・シユミット; Christoph Schuepbach; クリストフ・シュプバッハ
Original assignee: ABB Management AG
Current assignee: ABB Management AG
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1995-07-04
Also published as: EP0642141B1; CZ284101B6; ES2101406T3; FI944066A0; AU669303B2; US5602710A; FI944066A; CN1043697C; ZA946399B; CA2130303A1; HU217760B; PL304882A1; RU94031899A; EP0642141A1; DE59401902D1; SI0642141T1; HU9402559D0; CZ210494A3; ATE149731T1; HUT71074A

Abstract

(57)【要約】【目的】単純で低価格で作製すべき部品から比較的少
ない作業工程で作製できる過電圧避雷器を提供する。【構成】フレーム１，バリスタ製の少なくとも一つの
ブロック９および一部接極子を絶縁性の合成樹脂材料と
共にモールドしてスタックにし、フレーム１により保持
されている少なくとも二つの接極子と、接極子の間に挟
持されているバリスタ製の少なくとも一つのブロック９
とを有し、フレーム１を一体に形成して絶縁性材料で作
製し、接極子とバリスタ製の少なくとも一つのブロック
９の間の接触力を維持する手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フレーム、バリスタ
製の少なくとも一つのブロックおよび一部接極子を絶縁
性の合成樹脂材料と共にモールドしてスタックにし、フ
レームにより保持されている少なくとも二つの接極子
と、接極子の間に挟持されているバリスタ製の少なくと
も一つのブロックとを有する過電圧避雷器に関する。

【０００２】

【従来の技術】欧州特許第 0 545 038号明細書により、
軸方向に軽くバネ付勢された合成樹脂の条片で互いに挟
持されている二つの接極子を有する過電圧避雷器が知ら
れている。合成樹脂の条片は接極子に形状を合わせて導
入されている。この過電圧避雷器はスタックに積み重ね
たバリスタ素子を有する。このスタックと各接極子の間
に間隔保持板が設けてある。この間隔保持板は接極子に
ネジ止めされたボルトでスタックに押圧されている。接
極子はバリスタ素子のスタックを仕切る。バリスタ素子
の間、およびバリスタ素子と導電性の間隔保持板の間に
は、接触を良くする溝円板が設けてある。説明した装置
を絶縁材でモールドする。

【０００３】比較的多数の個別部品からこの種の過電圧
避雷器を作製すると、組み立て時にかなり多くの作業工
程が必要である。特に合成樹脂の条片は非常に正確に接
極子の案内部に合わせる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、単
純で低価格で作製すべき部品から比較的少ない作業工程
で作製できる過電圧避雷器を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、冒頭に述べた種類の過電圧避雷器にあって、フ
レーム１を一体に形成して絶縁性材料で作製し、接極子
とバリスタ製の少なくとも一つのブロック９との間の接
触力を維持する手段を備えていることによって解決され
ている。

【０００６】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。

【０００７】

【作用】過電圧避雷器は、積極子の間に挟持されたバリ
スタ材料から成る少なくとも一つのブロックと共に、フ
レームに保持された少なくとも二つの接極子を有する。
この過電圧避雷器では、フレーム、少なくとも一つのブ
ロックおよび部分的に接極子を絶縁性の合成樹脂材料で
モールドし、一体のスタックにされている。フレームは
一体に形成され、絶縁材料で作製される。更に、接極子
とバリスタ材料の少なくとも一つのブロックの間の接触
力を維持する手段も設けてある。この発明によて得られ
る利点は、過電圧避雷器の組み立て、特に能動部品の組
み込みが非常に単純化されコストの低下をもたらす点に
ある。

【０００８】接極子とバリスタ材料の少なくとも一つの
ブロックの間の接触力を維持する手段としては、少なく
とも一つの導電性のバネ部材、例えば菊型ワッシャや軸
方向にバネ付勢されたフレームが使用される。この方式
で、過電圧避雷器の全寿命の間、十分な接触力を保つこ
とを保証する。

【０００９】フレームの絶縁材料は繊維で補強されてい
て、特にガラス繊維補強されている。その結果、フレー
ムは機械的な負荷に十分耐える。フレームを繊維で補強
するため揃っていない繊維を使用すると、特に高負荷の
フレームとなる。フレームを繊維で補強するには、 10
〜 80 重量パーセントの繊維を導入されている。強化材
としてガラス繊維を使用する場合、 30 〜 50 重量パー
セントのガラス繊維の成分が良好である。

【００１０】フレームを高分子材料で溶射あるいはプレ
スして、またはエポキシ樹脂でモールドする場合に特に
低価格で作製できる。フレームに、場合によっては、エ
ポキシ樹脂を含浸させ、繊維で強化された少なくとも一
つの撚り繊維を巻装してもよい。接極子はネジ付きピン
で形成すると有利である。ネジ付きピンをフレームに固
定連結すると特に有利である。

【００１１】溝円板は電流の伝達を確実にするため多数
の接触点を形成することを保証する。更に、この柔らか
い溝円板はブロック表面の不均一を相殺するのに有利で
ある。従って、これ等の不均一は電流伝達度を低減しな
い。溝円板は同時に過電圧避雷器の電流移行領域も外部
ケースを取り付けるモールド過程で絶縁材料の侵入を防
止する。

【００１２】

【実施例】以下、若干の実施例を示す図面に基づきこの
発明を詳しく説明する。図１と図２はこの発明による過
電圧避雷器の縦断面を模式的に示す。この場合、図２の
過電圧避雷器は図１のもにに対して縦軸の周りに 90°
回転している。これ等の図面では、過電圧避雷器の右半
分がそれぞれ絶縁材でモールドされているものを示す。
この過電圧避雷器は閉じて一体に形成された絶縁材料の
フレーム１を有し、このフレーム１は軸方向にバネ付勢
されている。フレーム１がバネ付勢されていないなら、
あるいは十分バネ付勢されていないなら、少なくとも一
つのバネ付勢された導電部材、例えば菊型ワッシャ１ａ
を設ける。フレーム１は過電圧避雷器の二つの接続端子
側とは反対の端部にそれぞれ一つの楕円あるいは円筒状
に形成された端末片２を有する。二つの端末片２は成形
され互いに対照に対向する連結部品３で保持されてい
る。楕円あるいは円筒状に形成された端末片２には、そ
れぞれ軸方向に延びるネジ付きボルト４が螺合されてい
る。ネジ付きボルト４は過電圧避雷器の電気接続端子用
の接極子として働く。ここでは、例えば端末片２に金属
性のネジ挿入体５を通す。このネジ挿入体５はネジ付き
ボルト４をネジ穴に入れる。しかし、ネジ山を合成樹脂
の部品に永続的に挿入するような多くの可能性が知られ
ている。つまり、ネジ山を直接フレーム１の合成樹脂に
刻むこともできる。端末片２には、端面側にそれぞれ一
つの肩部分６が成形されている。端末片２の端面側に対
向する側は各端末片２から接続部品３に移行する領域に
円筒状に形成された切欠７が付けてある。この切欠７に
は金属性の加圧板８が遊びを設けて導入されている。フ
レーム１がバネ付勢された接続部品３を有する場合、こ
の加圧板８にネジ付きボルト４が直接作用する。接続部
品３がバネ付勢されていない、あるいは十分強くバネ付
勢されていない場合、加圧板８とネジ付きボルト４の間
にバネ付勢された導電性の部材を挿入する。ここでは、
菊型ワッシャ１ａを挿入すると特に良好である。この菊
型ワッシャ１ａは過電圧避雷器の一方の側にのみ組み込
む、あるいは、より大きな力を必要とする場合、過電圧
避雷器の両側に組み込む。バネ付勢された部材として
は、皿バネあるいはコイルバネも使用できる。

【００１３】二つの加圧板８の間には、例えば ZnOのよ
うなバリスタ材料のブロック９が挟持される。これ等の
ブロック９は通常円筒状に形成される。加圧板８とそれ
ぞれ次のブロック９の間に円筒状に形成された溝円板１
０を入れ、この溝円板１０は中心穴を有し、隣接するブ
ロック９の間に必ず溝円板１０を入れる。ネジ付きボル
ト４は、場合によって、菊型ワッシャ１ａを介して加圧
板８に作用する。説明した部品をフレーム１に装着する
場合、モールド時に絶縁材料が侵入する隙間が部品間に
開かないことに注意すべきである。能動部品の間の固有
の接触力はネジ付きボルト４により発生し、このネジ付
きボルト４は所定のトルクで締め付けられ、次いで周知
の方法の一つで捩じれを防止する。更に、ネジ付きボル
ト４の各々に一つの気密円板１１を入れる。この気密円
板の断面は端末片２に合わしてあり、ここでは楕円また
は円筒状に形成されている。気密円板１１は好ましくは
耐候性のアルミニウム合金、例えば AlMg₃で作製されて
いる。気密円板１１は、ステンレス鋼、真鍮ありは青銅
でも作製できる。各ネジ付きボルト４に螺合するナット
１２で、それぞれ気密円板１１をフレーム１の端面に押
圧させる。気密円板１１は仕上がった過電圧避雷器を周
囲の影響に対して保護する。肩部分６と共に気密円板１
１は、モールド時に電気絶縁性の樹脂を入れる溝を形成
する。

【００１４】このように予備組み立てされた装置を鋳型
に入れ、気密円板１１まで割れ目や巣のない状態で電気
絶縁性の樹脂の外部ケース１３をモールドする。適当な
樹脂としては、ここでは、シリコンゴムが推奨される。
モールド時には、同時に絶縁性の傘１４を外部ケース１
３に成形する。過電圧避雷器の電気接続に必要なネジ付
きボルト４は金属状態にされている。

【００１５】過電圧避雷器のフレーム１は、好ましくは
ガラス繊維強化されたポリアミド６．６から射出成形法
で作製される。この場合、ガラス繊維部分は 30 〜 50
重量パーセントの範囲にある。ガラス繊維を不揃いの繊
維にすると、特に頑丈なフレーム１が得られる。前記ポ
リアミド６．６の外、ポリアミド６１０，ポリアミド１
１およびポリアミド１２もフレーム１を作製するために
使用できる。更に、特に過電圧避雷器の片持ち梁強度に
大きな要請が設定されない場合、リサイクル製品も前記
ポリアミドの基材を使用できる。しかし、フレーム１は
適当な中実材料から切削で作製することもできる。更
に、フレーム１に樹脂を含浸するガラス繊維はるテープ
を巻き付けることもできる。フレーム１は、通常の場
合、過電圧避雷器の各構造長に合わせた大きさに仕上げ
るので、フレーム１に合わせる付加的な作業が不要であ
る。しかし、少量生産では、経済性の理由からフレーム
１を過電圧避雷器の種々の構造長に合わせることが必要
である。このためには、接続部品３を切り離し、適当な
中間片で長くすることができる。もちろん、これ等の中
間片を固定状態で挿入する必要がある。

【００１６】図１に断面Ａ−Ａが記入されている。図３
〜６はこの発明の種々の実施例で考えられるような断面
Ａ−Ａを示す。図３には、ブロック９を取り囲む、例え
ば楕円状に形成された外部ケース１３が示してある。こ
の場合、接続部品３の断面は外部ケース１３の形状に合
わせてある。図４には、ブロック９を取り囲む円筒状に
形成された外部ケース１３が示してある。この場合、接
続部品３の断面は外部ケース１３の形状に合わせてあ
る。図５には、ブロック９を取り囲むほぼ長方形状に形
成された外部ケース１３が示してある。この場合、接続
部品３の断面は外部ケース１３の形状に合わせてある。
図６には、未だ外部ケースを付けていない装置が示して
ある。この場合、接続部品３は非対称に配置されてい
る。しかし、フレーム１の一方の側には、ブロック９の
組み立てを可能にする開口１５がある。このフレーム１
には、円筒状に形成された外部ケース１３がある。それ
故、ここでも、接続部品３の断面が外部ケース１３の形
状に合っている。この種のフレーム１は特に捩じれに強
く、特に高曲げ負荷用に設計された過電圧避雷器に使用
される。

【００１７】溝円板１０には中心穴がある。多数の溝が
この穴を同芯状に取り囲んでいる。この溝円板は弱く焼
鈍されたアルミニウムで作製される。最外側の溝の最外
側の角部分はそれぞれモールド時に侵入する合成樹脂に
対する気密角部分として使用される。多数の溝の形が想
像てきるが、外側には必ず十分な気密部分を形成する必
要があり、更に溝円板１０を組み立てる場合にも電気接
触用の十分な数の接触点を形成できることを保証する必
要がある。

【００１８】接触力を発生させるためただ一つのネジ付
きボルト４を使用するが、図７に示すように、他のネジ
付きボルトはフレーム１を作製する時、既にこのフレー
ムに固定モールドすることも考えられる。このネジ付き
ボルト４は固く連結している成形品１６を有する。この
成形品は、例えばネジ付きボルトに接着しているナット
であり、このナットの六角の端部がフレーム１のネジ付
きボルト４の回転を防止する。この場合、接触力は対向
するネジ付きボルト４でしか発生しない。

【００１９】動作原理を説明するため、説明した図面を
より詳しく考察する。ネジ付きボルト４で装置に与える
接触力は、溝円板１０の角を場所的に変形し、それによ
って特定名点接触が生じ、過電圧避雷器への特に良好な
電流伝達が行えることを保証する。表面上に一様に分布
するこの種の点接触部の数が多いと、最良の電流伝達が
得られる。溝円板１０は多数の点接触部を可能にする。
こうして、過電圧避雷器が応答して流れる比較的大電流
が過電圧避雷器の能動部品を必ず確実に放電されること
が保証され、電流伝達の場所的な過負荷と、欠陥の原因
となる過負荷に結び付く過熱が生じない。避雷器の動作
信頼性はこうして著しく上昇する。

【００２０】更に、説明して接触力は過電圧避雷器の全
寿命にわたって維持されることが動作信頼性に役立つ。
何故なら、フレーム１が軸方向にバネ付勢されているた
め、ネジ付きボルト４を締めると幾分延び、このプレス
トレスを維持するか、或いは、菊型ワッシャ１ａのよう
な付加的なバネ付勢された部材がプレストレスを維持か
らである。フレーム１とこれ等のバネ付勢された部材の
間の相互作用も可能である。このプレストレスは、溝円
板１０の縮みも必ず、しかも確実に相殺されるように選
択される。

【００２１】全体の装置を外部ケース１３にモールドし
て、しかも気密円板１１により、ブロック９と接続部品
３を有するフレーム１が外気から湿気を吸収しないの
で、電圧強度を低下させないことを保証する。仕上がり
過電圧避雷器が形成される集積本体は、特に片持ち梁強
度に関して高い機械的安定性を有し、更に、破壊的な環
境効果に対して鈍感になるので、全ての気候地域に有利
に採用できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の過電圧
避雷器は、構造が単純で低価格で、作製すべき部品から
比較的少ない作業工程で作製できる。しかも、高い動作
信頼性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の過電圧避雷器の部分縦
断面図を含む側面図である。

【図２】この発明の第二実施例の過電圧避雷器の部分縦
断面図を含む側面図である。

【図３】図１に示す横断面Ａ−Ａの実際の断面図であ
る。

【図４】図１に示す横断面Ａ−Ａの実際の断面図であ
る。

【図５】図１に示す横断面Ａ−Ａの実際の断面図であ
る。

【図６】図１に示す横断面Ａ−Ａの実際の断面図であ
る。

【図７】この発明の他の実施例の過電圧避雷器の部分縦
断面図を含む部分側面図である。

【符号の説明】

１フレーム１ａ菊型ワッシャ２端末片３接続部品４ネジ付きボルト５ネジ山挿入部６肩部分７切欠８加圧板９ブロック１０溝円板１１気密円板１２ナット１３外部ケース１４傘１５開口１６成形片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレーム（１），バリスタ製の少なくと
も一つのブロック（９）および一部接極子を絶縁性の合
成樹脂材料と共にモールドしてスタックにし、フレーム
（１）により保持されている少なくとも二つの接極子
と、接極子の間に挟持されているバリスタ製の少なくと
も一つのブロック（９）とを有する過電圧避雷器におい
て、フレーム（１）を一体に形成して絶縁性材料で作製し、接極子とバリスタ製の少なくとも一つのブロック（９）
との間の接触力を維持する手段を備えている、ことを特
徴とする過電圧避雷器。
【請求項２】接極子とバリスタ製の少なくとも一つの
ブロック（９）の間の接触力を維持する手段としては、
少なくとも一つのバネ付勢された導電性部材、あるいは
軸方向にバネ付勢されたフレーム（１）が使用されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の過電圧避雷器。
【請求項３】フレーム（１）の絶縁材料は繊維強化、
特にガラス繊維強化されていることを特徴とする請求項
１に記載の過電圧避雷器。
【請求項４】フレーム（１）を繊維強化するため、不
揃いの繊維を使用することを特徴とする請求項３に記載
の過電圧避雷器。
【請求項５】フレーム（１）は高分子材料から射出成
形あるいはプレスされるか、あるいはエポキシ樹脂から
モールドされることを特徴とする請求項１に記載の過電
圧避雷器。
【請求項６】接極子はネジ付きボルト（４）として形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の過電圧
避雷器。
【請求項７】ネジ付きボルト（４）はフレーム（１）
に固定連結されていることを特徴とする請求項６に記載
の過電圧避雷器。
【請求項８】フレーム（１）を繊維強化するため、 1
0 〜 80 重量パーセントの繊維を入れることを特徴とす
る請求項３に記載の過電圧避雷器。
【請求項９】フレーム（１）を繊維強化するため、 3
0 〜 50 重量パーセントのガラス繊維を入れることを特
徴とする請求項３に記載の過電圧避雷器。
【請求項１０】フレーム（１）はエポキシ樹脂を含浸
した繊維強化、特にガラス繊維強化された撚り繊維を巻
き付け作製されることを特徴とする請求項１に記載の過
電圧避雷器。