NO319762B1 - Elektrisk transientstopper og fremgangsmate for fremstilling derav - Google Patents

Elektrisk transientstopper og fremgangsmate for fremstilling derav Download PDF

Info

Publication number
NO319762B1
NO319762B1 NO19994082A NO994082A NO319762B1 NO 319762 B1 NO319762 B1 NO 319762B1 NO 19994082 A NO19994082 A NO 19994082A NO 994082 A NO994082 A NO 994082A NO 319762 B1 NO319762 B1 NO 319762B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
rod
arrester
varistor
stated
transient
Prior art date
Application number
NO19994082A
Other languages
English (en)
Other versions
NO994082L (no
NO994082D0 (no
Inventor
Rodney Meredith Doone
Patrick George Short
Original Assignee
Bowthorpe Ind Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26311058&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=NO319762(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from GBGB9703861.6A external-priority patent/GB9703861D0/en
Application filed by Bowthorpe Ind Ltd filed Critical Bowthorpe Ind Ltd
Publication of NO994082D0 publication Critical patent/NO994082D0/no
Publication of NO994082L publication Critical patent/NO994082L/no
Publication of NO319762B1 publication Critical patent/NO319762B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14467Joining articles or parts of a single article
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/72Encapsulating inserts having non-encapsulated projections, e.g. extremities or terminal portions of electrical components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C8/00Non-adjustable resistors consisting of loose powdered or granular conducting, or powdered or granular semi-conducting material
    • H01C8/04Overvoltage protection resistors; Arresters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2083/00Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2083/005LSR, i.e. liquid silicone rubbers, or derivatives thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Description

Denne oppfinnelse vedrører forbedringer som er relatert til elektriske transientstoppere, også kjent som transientavledere, hvilke, slik det er velkjent, anvendes i høyspennings-elektriske installasjoner for å tilveiebringe en vei til jord for transiente overspenninger som opptrer eksempelvis ved lynnedslag og som koblingstransienter.
Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en elektrisk transientstopper som angitt i ingressen av vedlagte krav 1, og en fremgangsmåte for fremstilling av transientstopperen som angitt i ingressen av vedlagte krav 14.
IGB-A-2188199 er beskrevet en transientstopper som er primært tilsiktet for bruk i applikasjoner innenfor distribusjonsklassen, men kan kobles med andre elektrisk tilpassede stoppere i en serieparallell løsning for høyspennings, stasjonsklasse applikasjoner slik som beskrevet i GB-A-2230661. Denne transientstopper omfatter en stiv kjerne som har stor fysisk styrke og på hvilken det er tilveiebrakt et skjermet ytre hus av polymermateriale, der kjernen består av et flertall av keramiske varistorblokker som er stablet ende mot ende og innesluttet i en skjerm av forsterket stivt plastmateriale. Skjermen av forsterket stivt plastmateriale er fortrinnsvis bundet direkte til den eksterne overflate av varistorblokkstabelen, selv om forslag er blitt fremsatt om å tilveiebringe et tynt skille-lag av Mylar™ mellom varistorblokkene og skjermen. Der kan være et antall av avstandsblokker av metall (f.eks. aluminium) innbefattet i varistorblokkstabelen i den hen-sikt å tilveiebringe en stabel med en total lengde som er tilstrekkelig til å unngå overslag utvendig på stopperen og terminalblokker tilveiebrakt ved motsatte ender av stabelen for å muliggjøre kobling av stopperen til tilhørende utstyr.
Som beskrevet i GB-A-2188199 tilveiebringer den stive kjernen og polymerhuset for transientstopperen vesentlige fordeler sammenlignet med porselenshusforsynte transientstoppere som lenge har vært beheftet med et skjørhetsproblem. Vanlige transientstoppere med porselenshus har vanligvis et fyllmateriale i form av inert gass som kan bok-stavelig talt blåse stopperhuset fra hverandre dersom stopperen utsettes for en altfor stor overspenning, hvorved det omgivende området forsøples med varme fragmenter og be-virker branner. Trykkavlastnings, opprivbare membraner kan tilveiebringes i endehette-oppstillinger på gassfylte porselenshusutstyrte transientstoppere, men disse forholdsreg-ler kompliserer stopperens konstruksjon og skjørhetsproblemet knyttet til porselenshus fortsatt er til stede.
Den stive, kjerneforsynte polymerhusutstyrte, gapfrie transientstopper ifølge GB-A-2188199 er fremstilt for å unngå gassholdige inneslutninger og beholder sin konstruk-sjonsmessige integritet selv ved svikt. I tillegg muliggjør den at støtteisolatorer kan gis avkall på, ettersom den stive kjernen i stopperen er tilstrekkelig sterk til å understøtte belastningen som vanligvis understøttes ved tilveiebringelsen av støtteisolatoren. Den naturlige styrken hos stopperen ifølge GB-A-2188199, som skyldes dens stive kjerne og gapfrie konstruksjon, setter den i stand til å bli koblet i serieparallell oppstilling som er i stand til å håndtere stasjonsklassespenninger som beskrevet i GB-A-2230661. Som et resultat av disse og andre fordeler, har transientstopperen ifølge GB-A-2188199 opple-vet betydelig kommersiell suksess.
Til tross for suksessen knyttet til transientstopperne ifølge GB-A-2188199 og GB-A-2230661, har vi, som en del av vår kontinuerlige forbedringsstrategi, vurdert hvorledes komponentkostnader, sammenstillingstid og fremstillingsprosesstid kan reduseres. Fremstillingen av transientstoppere ifølge GB-A-2188199 krever herdingsprosesser for å herde det forsterkede epoksymaterialet som påføres varistorblokkstabelen i en uherdet tilstand og, dersom et sølvholdig klebemiddel tilveiebringes mellom de tilgrensende flater i de stablede blokker for å forbedre elektrisk kontakt derimellom i tillegg krever en herdingsprosess for klebemidlet. Etter herding blir kjernesammenstillingen så gitt om-slag med sitt polymerhus i en separat operasjon og til slutt blir endehetter montert. Fremstillingstiden som er nødvendig for disse prosesser er betydelig og krever tilgjenge-ligheten av herdingsovner, og en fremstillingsteknikk som kunne eliminere herdingspro-sessen ville kunne oppvise betydelig fordel hva angår fremstillingsplass og tid. Enhver reduksjon i komponentkostnad ville være en ytterligere bonus.
Det er følgelig formålet med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en elektrisk transientstopper som lettere kan fremstilles enn transientstopperen ifølge GB-A-2188199 uten fordom med hensyn til fordelene som er vist i forbindelse med den transientstopperen.
Den foreliggende oppfinnelse kommer primært fra at det er innsett at det eksterne passiveringsbelegg som ufravikelig tilveiebringes av produsenter av metalloksidvaristor-blokker på samtlige overflater av blokkene bortsett fra deres metalliserte kontaktoverflater, kan i realitet gis avkall på, hvilket derved fører til en reduksjon i komponentkostnader. Varistorblokker, her også stedvis benevnt som varistorelementer, er vanligvis massive, sirkulært sylindriske i form med metalliserte kontaktbelegg på deres sirkulært aksielle endeflater og passiveringsbelegg på deres sylindriske utvendige overflater, idet passiveringsbelegget omfatter en epoksyharpiks eller en separat montert, elektrisk isolerende krage. Passiveringsbelegget setter en varistor i stand til å bli anvendt med sin fulle elektriske evne ved å unngå eksterne overslagsproblemer mellom kontaktoverflatene, og dens tilveiebringelse er også nyttig for produsenten ved at den muliggjør klassi-fisering og kvalitetskontrolloperasjoner å bli gjennomført. Imidlertid bidrar tilveiebringelsen av passiveringsbelegget i vesentlig grad til fremstillingskostnadene for varistorblokkene.
Dersom behovet for et passiveringsbelegg kan gis avkall på, vil så begrensningene som behovet for et passiveringsbelegg har bevirket på formene av varistorblokkene også gis avkall på. Prosessen ved hvilken passiveringsbeleggene mest økonomisk tilveiebringes på varistorblokkene, er å sprøyte en epoksyharpiks eller glassmateriale på overflaten av varistorblokken og så bake varistoren i en ovn inntil harpiksen er herdet på varistorens overflate eller inntil glassmaterialet har sintret på varistorlegemet. Denne prosess har hindret produksjonen hittil av varistorblokker med gjennomgående hull, ettersom produsenten av en varistorblokk med et gjennomgående hull og med et effektivt passiveringsbelegg på overflaten av gjennomgående hull vil by på ytterligere vanskeligheter for varistorblokkens produsent.
Ved å gi avkall på passiveringsbelegget, kan varistorblokker med gjennomgående hull, f .eks. et aksielt gjennomgående hull, fremstilles ved en rimelig kostnad. En stabel av slike varistorblokker kan så fastholdes i flate-mot-flatekontakt mellom endeavslutningene ved hjelp av en elektrisk-isolerende stav som er passende festet til endeavslutningene og den foreliggende oppfinnelse foreslår å dra fordel av en slik løsning. En transientstopper som omfatter varistorblokker med aksielt gjennomgående hull som er fastholdt i en stablet konfigurasjon og støttet av en elektrisk ledende stav, er tidligere blitt foreslått i GB-A-2073965, men er enda ikke blitt produsert. Andre transientstoppere der varistorblokker har en støttende stang som strekker seg gjennom hull i blokkene er foreslått i US-A-4262318, EP-A-0141239, US-A-1825188 og WO-A-95/10846. Transientstopperne ifølge US-A-4262318 og EP-A-0141239 er av tidligere nevnte por-selenshusutformet type, der den fysiske styrken i stopperen, slik den er, er tilveiebrakt av porselenshuset. Transientstopperen ifølge US-A-4825188 har en lignende konstruksjon som en transientstopper som innehar den foreliggende oppfinnelse som i det etter-følgende beskrevet, men US-A-4825188 hverken omhandler eller antyder den foreliggende oppfinnelse. WO-A-95/10846 omhandler en elektrisk transientstopper som omfatter en stabel av varistorelementer som holdes mellom endeavslutninger ved hjelp av en elektrisk isolerende stav som passerer gjennom gjennomgående hull i varistorelementene og er festet til endeavslutninger. Et tilpasningslag langs de gjennomgående hulls overflater på varistorene og på staven fyller hulrommet som ellers ville eksistere mellom staven og varistorelementene. Ytterligere beskrevet er en vanntett, elektrisk isolerende støpemasse som innleirer, dvs. strekker seg rundt de ytre overflater av de for eksempel stablede varistorelementer.
I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en elektrisk transientstoper som omfatter en stabel av varistorelementer som fastholdes mellom endeavslutninger ved hjelp av en elektrisk isolerende stav som passerer gjennom gjennomgående hull i varistorelementene og festet til endeavslutningene, idet de gjennomgående hull er større enn stavens tverrsnitt, og et støpt plastmateriale som fyller hulrommet som ellers ville eksistere mellom staven og varistorelementene og som strekker seg rundt de utvendige overflater av de stablede varistorelementene, idet varistorelementene er dannet uten pas-siviseringsbelegg på deres innvendige og utvendige overflater, og idet en passiveringsfunksjon er tilveiebragt ved hjelp av nevnte støpte plastmateriale.
Ytterligere utførelsesformer av den elektriske transientstopperen fremgår av de vedlagte underordnede krav 2-13.
Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk transientstopper, omfattende å feste et flertall av varistorelementer mellom endeavslutninger ved å føre en elektrisk isolerende stav gjennom innrettede, gjennomgående hull i varistorelementene og feste staven til endeavslutningene, idet de gjennomgående hull i varistorelementene er større enn stavens tverrsnitt, og å innsprøyte et plastmateriale i rommet mellom staven og de motvendende overflater av de gjennomgående hull i varistorelementene og rundt de utvendige overflater av varistorelementene, idet varistorelementene er dannet uten passiveringsbelegg på deres innvendige og utvendige overflater, og idet en passiveringsfunksjon tilveiebringes ved hjelp av plastmaterialet.
Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten fremgår av de vedlagte underordnede krav 15-18.
Plastmaterialet er fortrinnsvis et silikongummimateriale som kan innsprøytes i flytende form og vil herde til en fast tilstand uten ekstern inngripen. Den eksterne konfigurasjon av silikongummien på utsiden av stopperen kan med fordel innbefatte enhetlige skjer-mer for å øke den eksterne følgingsdistanse for stopperen mellom endeavslutningene og tjene som en værskjermingsfunksjon. Alternativt kunne silikongummien på utsiden av stopperen ha en sirkulær sylindrisk overflate og et separat skjennet ytre hus, dannet eksempelvis av et varmekrympbart polymermateriale eller av et mekanisk frigitt elasto-meit materiale eller av et in situ støpt plastmateriale, kunne tilveiebringes på stopperen, selv om dette ikke er foretrukket i betraktning av de ytterligere fremstillingstrinn som ville være nødvendig.
De gjennomgående hull i varistorelementene eller varistorblokkene er fortrinnsvis aksielle, ettersom dette tillater staven å plasseres sentralt med hensyn til de stablede varistorblokkene og muliggjør den skruegjengede forbindelse av endene på staven med avslutningene å bli anvendt. Det er imidlertid ikke utenkelig at en fastgjøring av krympetypen eller låseskruetypen av avslutningene til den gjennomgående stangen kan anvendes. Stangen er fortrinnsvis aksiell, men kunne være forskjøvet vekk fra aksen, og der kan også være mer enn én slik stav. For enkelthets skyld blir imidlertid en sentral, aksiell stav som gjør bruk av skruegjenget eller krympet fastgjøring til stopperens avslutninger foretrukket.
På grunn av bruken av ikke-passiverte varistorblokker, oppnås en reduksjon i stopper-komponentkostnadene. Ved bruk av passende sammenstillingsøyer, kan varistorblokkene lett skrus på deres sentrale stav og festes mellom endeavslutninger som er skruegjenget og/eller komprimert på endene av staven. Delsammenstillingen som således dannes, kan anbringes i en passende form for injisering av silikongummimaterialet og en avsluttet transientstopper kommer ut av formen. Produksjonskostnader kan dermed reduseres sammenlignet med produksjonskostnader for transientstopperen som er beskrevet i GB-A-2188199.
Støttestaven kan med fordel tilstrammes i stopperkonstruksjonen, f.eks. ved passende justering av skruegjengede endeavslutninger og/eller ved innbefattelse av et forbelast-ende middel (f.eks. en eller flere Belleville-skiver) i varistorstabelen mellom endetermi-nalene. Denne forutbelastning hjelper transientstopperen til å motstå operativ, mekanisk belastning.
Tester som er blitt gjennomført har fastslått at passende silikongummimateriale av elektrisk type, eksempelvis SILOPREN™ LSR som er tilgjengelig fra Bayer, tilstrekkelig ut-fører passivering av varistorblokkoverflatene. EPDM som er omtalt i US-A-4825188 er ikke et egnet materiale for dette formålet.
Ovennevnte og ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil også fremgå klart fra vurdering av den etterfølgende detaljerte beskrivelse som er gitt med henvisning til de vedlagte tegninger.
Fig. la er et perspektivriss over en vanlig metalloksidvaristorblokk vist kuttet i to for å avsløre dens konstruksjon. Fig. lb er et lignende perspektivriss over en eksempelvis metalloksidvaristorblokk som anvendes ved innførelsen av den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et perspektivriss over en eksempelvis transientstopper som er konstruert i henhold til læren ifølge den foreliggende oppfinnelse, idet stopperen er vist langsgående kuttet i to for å avsløre dens innvendige konstruksjon og med dens innvendige komponenter aksielt adskilt.
Fig. 2b er et snittriss i elevasjon av transientstopperen vist på fig. 2a.
Fig. 3a viser en stoppekjernedelenhet konstruert som en umiddelbar fase i fremstillingen av en transientstopper som vist på fig. 2a og 2b, og en halvpart av et sprøytestøpningssy-stem for flytende silikongummi. Fig. 3b viser kjernedelsammenstillingen som mottas innenfor formen til forberedelse for øvre støpedel og innsprøyting av et flytende silikongummimateriale. Fig. 4 er et borrkuttingsriss av en annen transientstopper som omhandler den foreliggende oppfinnelse, og
fig. 5 er sprengbilde av transientstopperen ifølge fig. 4.
Idet der først vises til fig. la og lb, viser førstnevnte av disse figurer konstruksjonen av en vanlig metall-oksidvaristor som anvendt f.eks. i den polymere husutstyrte transientstopperen ifølge GB-A-2188199 eller i tidligere og samtidige porselensutstyrte transientstoppere, og sistnevnte figur viser konstruksjonen av en metalloksidvaristor for bruk ved utøvelsen av den foreliggende oppfinnelse. Som vist, har den vanlige varistor et massivt, sirkulærsylindrisk keramisk legeme 1 dannet av eksempelvis sinkoksid, med metalliserte kontakter 2 tilveiebrakt på de aksielle endeoverflater av det keramiske lege-met 1 og et passiveringsbelegg 3 tilveiebrakt på legemets 1 sylindriske overflate. Som tidligere nevnt, uten passiveringsbelegget 3, kunne varistoren ikke anvendes med hensyn til sin fulle elektriske evne uten å bevirke et overslag eksternt i forhold til varistorlegemet mellom kantene av de metalliserte kontaktoverflatene 2. Uten fordelen av passiveringsbelegget, er den elektriske styrken hos varistoren svakest på sin utvendige overflate. Varistoren i fig. lb har ikke noe passiveringsbelegg og er utformet med et sentralt, aksielt gjennomgående hull 4.
Fig. 2a og 2b viser en eksempelvis transientstopper som er konstruert i henhold til læren ifølge den foreliggende oppfinnelse. Et flertall av metalloksidvaristorelementer 15, hvert som vist på fig. lb, fastholdes i stablet ende-mot-endekonfigurasjon mellom endeavslutningene 13 ved hjelp av en elektrisk isolerende kompresjonsstav 11, dannet eksempelvis av glassarmert plastmateriale, hvilken strekker seg gjennom de gjennomgående hull 4 i
varistorelementene 15 og danner inngrep skrue-gjengemessig med endeavslutningene 13. Myke metallkontaktskiver 14, dannet av eksempelvis kobber, kan tilveiebringes mellom varistorblokkene 15 og mellom endevaristorblokkene og endeavslutningene 13 for fordeling av den kompresjonsmessige belastning som utveksles når endeavslutningene 13 tilstrammes på endene av kompresjonsstaven 11 og for å sikre en tett tetning mellom tilgrensende, elektriske kontaktoverflater.
De aksielle gjennomgående hull 4 i varistorelementene 15 er større enn tverrsnittsdi-mensjonen av staven 11, slik at en klaringsavstand eksisterer innenfor og gjennom hele lengden av varistorblokkstabelen mellom varistorblokkene og staven. Slik det vil bli beskrevet nærmere i det etterfølgende og som vist på fig. 2b, fylles denne klaringsavstand med silikongummifluid 12 når delsammenstillingen av varistorblokken 15, kontaktskivene 14 og staven 11 og endeavslutningene 13 plasseres i en form i hvilken silikongummimaterialet i fluidtilstand injiseres, idet formen innbefatter hulrom for å motta delsammenstillingen, slik at ikke bare blir formfluid injisert i midten av transientstopperen, men også injiseres rundt utsiden av delsammenstillingen slik at, når den herder, danner den et skjermet enhetlig eksternt hus 16 for stopperen. Eksternt skruegjengede terminal-tapper 17 danner skruemessig gjengeinngrep med endeavslutningene 13 på stopperen for å sette stopperen i stand til å bli koblet til tilhørende utstyr.
Som vist på fig. 2b, belegger silikongummimaterialet de innvendige overflater av de gjennomgående hull i varistorblokkene og også belegger deres utvendige sylindriske overflater. Tester som er blitt gjennomført har vist at ikke-passiverte metalloksid-varistorer, når de fullstendig omgis med en passende grad av silikongummi, eksempelvis Bayer's SILOPHREN™ LSR, oppfører seg på samme eller i alt vesentlig lignende måte som vanlig fremstilt varistorer som er forsynt med overflatepassivering. Transientstopperen på fig. 2b har en gapfri, faststoffkonfigurasjon med ingen hulrom eller innvendige gassinneslutninger. Den har høy styrke, tilsvarende transientstopperen i GB-A-2 188 199, takket være den armerte kompresjonsstaven 11 av plast. Fra et elektrisk standpunkt lover den å tilfredsstille samtlige av standardkravene. Dessuten, som beskrevet i det etterfølgende, kan den fremstilles mer økonomisk enn hva som er mulig med transientstopperen ifølge GB-A-2 188 199.
Fig. 3a og 3b viser silikongummistøpningsoperasjonen, hvilken baserer seg på vanlige silikongummistøpeteknikker. Fig. 3a viser delsammenstillingen 21 dannet av varistorblokkene 15 og kontaktskivene 14 sammenstilt mellom endeavslutningene 13 og fastholdt av kompresjonsstaven 11, og viser også den nedre halvdel 23 av et sprøytestøp-ningsverktøy tilpasset til å motta delsammenstillingen 21, idet den øvre halvdel av verk-tøyet er et speilbilde av den nedre halvdel. Støpeverktøyet 23 har et hulrom 30 formet til å motta delsammenstillingen 21 som vist på fig. 3b, med skuldrene 13' på endeavslutningene 13 på tettende måte innpasset i de aksielle ender av hulrommet. Innsprøytings-punktene 24 er tilveiebrakt ved en ende av verktøyet for å sette silikongummimaterialet i stand til å bli injisert inn i formhulrommet og stigerørpunkter 25 er tilveiebrakt ved den ytre enden av verktøyet. For å sette silikongummi som injiseres inn i formhulrommet i stand til å aksessere delenheten 21 er endeavslutningene 13 er forsynt med innsprøyt-ningsløp 22 (ikke vist på foregående figurer) i form av radielle kanaler over de indre aksielle flater av endeavslutningene 13. Verktøyhulrommet 30 har dessuten partier 31 for å frembringe den utvendige skjerming 16 av den ferdiggjorte transientstopper.
Med delsammenstillingen 21 mottatt i formverktøyet og de to halvdeler av verktøyet lukket om delsammenstillingen, kan flytende silikongummimateriale innsprøytes under trykk inn i innsprøytingspunktene 24 inntil det flyter fra stigerørpunktene 25. Så snart fylling er skjedd, blir silikongummistrømmen til formen avstengt og silikongummien innenfor formen tillates å herde til sin faste tilstand. Formen kan oppvarmes til en forut-bestemt temperatur for å muliggjøre herdingen av silikongummimaterialet. Når silikongummien er blitt fast, kan formen åpnes og den ferdiggjorte transientstopperen, som vist på fig. 2b, fjernes.
Transientstopperen som er konstruert og fremstilt som i det forutgående beskrevne lover å gi tallrike fordeler, slik som følgende: (i) den enkle konstruksjon av stopperen muliggjør fullstendig automatisert sammenstillingsteknikker å bli anvendt; (ii) metalloksid-varistorene er mindre kostbare, ettersom intet passiveringsbelegg be-høves å tilveiebringes av deres produsent; (iii) transientstopperen kan oppnå en høy mekanisk styrke, idet denne er en funksjon av den mekaniske styrke for kompresjonsstaven som holder de stablede varistorblokkene mellom endeavslutningene; (iv) kun et enkelt, isolerende materiale av silikongumm er anvendt; (v) stopperen krever et redusert antall av komponenter for sin sammenstilling, hvorved materialet og komponentene i stablene som er nødvendige, blir redusert; (vi) ingen ovnsherdingsprosesser er nødvendige; (vii) lavere arbeidskostnader skyldes redusert operatørhåndtering; (viii) stopperen oppviser redusert risiko for brann ved svikt, ettersom silikongummi ikke vil støtte forbrenning og den brennbare kompresjonsstaven befinner seg ikke bare innenfor silikongummien, men også innenfor de ikke-forbrennbare me-talloksidvaristorene;
(ix) for bruk som en strammingsisolasjonsstopper (TISA) kan den aksielle kompresjon økes for å forskyve strarnrningsbelastninger i overliggende ledning; og
(x) sammenstillingsteknikker er lett justerbare for å ivareta mekaniske toleranser.
Etter å ha beskrevet oppfinnelsen i det foregående med henvisning til en bestemt utfø-relsesform, skal det forstås at modifikasjoner og variasjoner derav er mulige innenfor omfanget av oppfinnelsen, som definert av de vedlagte krav. Eksempelvis, slik som stopperen som er beskrevet i GA-A-2188199 kan avstandsblokker av metall fordeles blant varistorblokkene. I tillegg kunne mer enn en kompresjonsstav tilveiebringes, sær-lig kanskje i steppere av større dimensjon som har varistorblokker med større diameter. Dessuten, selv om silikongummi er i øyeblikket det foretrukne materialet for bruk ved fremstillingen av den beskrevne stopper, kunne andre materialer som ikke nå er kjente for de foreliggende oppfinnere også vise seg å være egnet.
Fig. 4 og 5 viser en utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse der avstands-blokkene, som tjener som varmeavledere, er fordelt med varistorelementene og en forutkom-presjonssammenstilling inngår i stopperen. Som vist, er metalloksid-varistorelementer 50 og varmeavleder/avstandsblokker 51 dannet av aluminium eksempelvis gjenget på en glasstav-trekkekstrudering (trekkekstrudering; engelsk: pultrusion = pull extrusion) 52. Stålendeavslutninger 53 og 54 dannet til å bli komprimert på glasstaven 52 er tilveiebragt som vist og en forkomprimeringssammenstilling 55 som omfatter Belleville-skiver inngår i konstruksjonen. Ved sammenstilling, med komponentene løst sammenstilt på glasstav-trekkekstruderingen 53, settes sammenstillingen under kompresjon for derved å komprimere Belleville-skivene 55 og endeavslutningene krympes på glasstaven 52. Deretter innføres sammenstillingen i et formverktøy og silikongummi innsprøytes som tidligere beskrevet heri for derved å fylle rommet mellom glasstaven 52 og den innvendige overflaten av varistoren og vanneavleder-avstandselementkomponenter og danne et utvendig skjermet hus 56 på stopperen.
Den sentrale glasstav-trekkekstruderingen 52 bærer samtlig mekanisk belastning som
transientstopperen erfarer under bruk, og glasstaven forbelastes hva angår stramming på grunn av tilveiebringelsen av forkomprimeringssammenstillingen 55 til å overskride den maksimale belastning som erfares under oppsetting av ledning. Det er mulig at forkomprimeringssammenstillingen 55 kan utelates dersom glasstav-trekkekstruderingen 52 blir forbelastet innenfor sin elastiske grense og derved opprettholdt kompresjon for varistorsammenstillingen. Forbelastningen ville måte være tilstrekkelig til å overskride en hvilken som helst overføringslednings statiske belastninger i en grad som er lik det normalt nødvendige, maksimale aksielle trykk på varistorene.

Claims (18)

1. Elektrisk transientstopper, karakterisert ved at den omfatter en stabel av varistorelementer (15; 50) som fastholdes mellom endeavslutninger (13; 53; 54) ved hjelp av en elektrisk isolerende stav (11,52) som passerer gjennom gjennomgående hull (4) i varistorelementene (15; 50) og er festet til endeavslutningene (13; 53; 54), idet de gjennomgående hull (4) er større enn stavens tverrsnitt, og et støpt plastmateriale (12) som fyller tomrommet som ellers ville eksistere mellom staven og varistorelementene (15; 50) og som strekker seg rundt de utvendige overflater av de stablede varistorelementene (15; 50), idet varistorelementene (15; 50) er dannet uten passiveringsbelegg på deres innvendige og utvendige overflater, og idet en passiveringsfunksjon er tilveiebragt ved hjelp av nevnte støpte plastmateriale.
2. Elektrisk transientstopper som angitt i krav 1, karakterisert v e d at nevnte støpte plastmateriale (12) er et silikongummimateriale.
3. Elektrisk transientstopper som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at varistorelementene (15; 50) er keramiske elementer av metalloksid.
4. Elektrisk transientstopper som angitt i krav 3, karakterisert ved at de keramiske elementer av metall-oksid omfatter sinkoksid.
5. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den elektrisk isolerende staven (11) er under forbelastningsstramming i stopperen.
6. Elektrisk transientstopper som angitt i krav 5, karakterisert v e d at forbelastningsstrammingen er etablert på grunn av forbelastningsmiddel som inngår i stopperens konstruksjon.
7. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved dessuten å omfatte et skjermet utvendig hus (16; 56).
8. Elektrisk transientstopper som angitt i krav 7, karakterisert v e d at det skjermede, utvendige hus (16; 56) for stopperen er dannet i ett stykke med det støpte plastmaterialet som strekker seg rundt de utvendige overflater av de stablede varistorblokkene (15; 50).
9. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte stav (4) omfatter et armert plastmateriale.
10. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 - 8, karakterisert ved at staven (4) omfatter en glass-trekkekstrudering.
11. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at staven (4) er skrue-gjengemessig i inngrep med minst én av nevnte endeavslutninger.
12. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 - 10, karakterisert ved at staven (4) er i inngrep med minst én av endeavslutningene på grunn av at endeavslutningen er komprimert på staven.
13. Elektrisk transientstopper som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at den innbefatter avstandselementer (51) av metall fordelt blant varistorelementene (50).
14. Fremgangsmåte for å fremstille en elektrisk transientstopper, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter å feste et flertall av varistorelementer (15; 50) mellom endeavslutninger (13; 53; 54) ved å føre en elektrisk isolerende stav (11; 52) gjennom innrettede, gjennomgående hull (4) i varistorelementene (15; 50) og feste staven (11; 52) til endeavslutningene (13; 53; 54), idet de gjennomgående hull (4) i varistorelementene (15; 50) er større enn stavens tverrsnitt, og å inn-sprøyte et plastmateriale (12) i rommet mellom staven (11; 52) og de motvendende overflater av de gjennomgående hull (4) i varistorelementene (15; 50) og rundt de utvendige overflater av varistorelementene (15; 50), idet varistorelementene (15; 50) er dannet uten passiveringsbelegg på deres innvendige og utvendige overflater, og idet en pas-si veringsfunksjon er tilveiebragt ved hjelp av plastmaterialet (12).
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at plastmaterialet (12) omf atter et silikongummimateriale.
16. Fremgangsmåte som angitt i krav 14 eller 15, karakterisert v e d at innsprøytingen av plaststøpematerialet (12) rundt de utvendige overflater av varistorelementene (15; 50) utføres på en slik måte at et skjennet, ytre hus (16; 56) for stopperen dannes enhetlig.
17. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 14-16, karakterisert ved at varistorelementene (15; 50), staven (11; 52) og endeavslutningene (13; 53; 54) først sammenstilles i en delsammenstilling, idet den således dannede delsammenstilling lastes inn i et hulrom (30) i et støpeverktøy (23), og at plaststøpematerialet (12) innsprøytes i støpeverktøyet i fluidform.
18. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av kravene 14-17, karakterisert ved at fastgjøring av staven (52) til endeavslutningene (53; 54) utføres slik at staven er under stramming.
NO19994082A 1997-02-25 1999-08-24 Elektrisk transientstopper og fremgangsmate for fremstilling derav NO319762B1 (no)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9703861.6A GB9703861D0 (en) 1997-02-25 1997-02-25 Improvements relating to electrical surge arresters
GBGB9724126.9A GB9724126D0 (en) 1997-02-25 1997-11-14 Improvements relating to electrical surge arresters
PCT/GB1998/000598 WO1998038653A1 (en) 1997-02-25 1998-02-25 Improvements relating to electrical surge arresters

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO994082D0 NO994082D0 (no) 1999-08-24
NO994082L NO994082L (no) 1999-10-18
NO319762B1 true NO319762B1 (no) 2005-09-12

Family

ID=26311058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19994082A NO319762B1 (no) 1997-02-25 1999-08-24 Elektrisk transientstopper og fremgangsmate for fremstilling derav

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6396676B1 (no)
EP (1) EP0963590B1 (no)
JP (1) JP2001513266A (no)
CN (1) CN1253656A (no)
AT (1) ATE282891T1 (no)
AU (1) AU737108B2 (no)
CA (1) CA2281810C (no)
DE (1) DE69827609D1 (no)
ES (1) ES2231966T3 (no)
NO (1) NO319762B1 (no)
WO (1) WO1998038653A1 (no)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038119A (en) * 1998-09-21 2000-03-14 Atkins; Ian Paul Overvoltage protection device including wafer of varistor material
US6430020B1 (en) 1998-09-21 2002-08-06 Tyco Electronics Corporation Overvoltage protection device including wafer of varistor material
US6519129B1 (en) * 1999-11-02 2003-02-11 Cooper Industries, Inc. Surge arrester module with bonded component stack
DE10000617A1 (de) * 2000-01-10 2001-07-12 Abb Hochspannungstechnik Ag Ueberspannungsableiter
DE10020129C1 (de) * 2000-04-14 2001-11-15 Siemens Ag Baugruppe mit Überspannungsableiter für eine Hochspannungsanlage
US6279811B1 (en) 2000-05-12 2001-08-28 Mcgraw-Edison Company Solder application technique
US6735068B1 (en) 2001-03-29 2004-05-11 Mcgraw-Edison Company Electrical apparatus employing one or more housing segments
US7015786B2 (en) * 2001-08-29 2006-03-21 Mcgraw-Edison Company Mechanical reinforcement to improve high current, short duration withstand of a monolithic disk or bonded disk stack
US6757963B2 (en) * 2002-01-23 2004-07-06 Mcgraw-Edison Company Method of joining components using a silver-based composition
US7436283B2 (en) * 2003-11-20 2008-10-14 Cooper Technologies Company Mechanical reinforcement structure for fuses
US8117739B2 (en) * 2004-01-23 2012-02-21 Cooper Technologies Company Manufacturing process for surge arrester module using pre-impregnated composite
US7075406B2 (en) * 2004-03-16 2006-07-11 Cooper Technologies Company Station class surge arrester
US7633737B2 (en) * 2004-04-29 2009-12-15 Cooper Technologies Company Liquid immersed surge arrester
DE102005014206B4 (de) * 2005-03-29 2007-05-31 Abb Technology Ag Verfahren zur Herstellung eines Mittelspannungs- oder Hochspannungsschalter für Freiluftanwendung
DE102005017083A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-19 Siemens Ag Überspannungsableiter mit einem Ableitelement
US7433169B2 (en) 2005-12-15 2008-10-07 Raycap Corporation Overvoltage protection devices including wafer of varistor material
DE102006003579B4 (de) * 2006-01-25 2007-10-25 Tridelta Überspannungsableiter Gmbh Überspannungsableiter mit Käfig-design und Herstellungsverfahren für diesen
DE102007010857A1 (de) * 2007-03-01 2008-09-04 Siemens Ag Überspannungsableiter mit einer Varistoranordnung und Varistormodul zur Verwendung in einem Überspannungsableiter
DE102007048986B4 (de) 2007-10-12 2011-02-03 Tridelta Überspannungsableiter Gmbh Überspannungsableiter
DE102007049988A1 (de) 2007-10-12 2008-10-30 Siemens Ag Verfahren zur Verbindung eines ersten Varistorblockes mit einem zweiten Varistorblock sowie Überspannungsableiter
US7660093B2 (en) * 2007-11-20 2010-02-09 Hubbell Incorporated Arrester block module assembly and method
JP2010027671A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Mitsubishi Electric Corp 避雷器およびその製造方法
DE102009008463A1 (de) * 2009-02-09 2010-08-12 Siemens Aktiengesellschaft Überspannungsableiteranordnung
JP5417060B2 (ja) * 2009-06-30 2014-02-12 株式会社東芝 ポリマー避雷器
CN102648501A (zh) * 2009-12-04 2012-08-22 Abb研究有限公司 高压电涌避雷器
WO2011095590A1 (de) 2010-02-05 2011-08-11 Abb Technology Ag Überspannungsableiter
JP2012151142A (ja) * 2011-01-14 2012-08-09 Toshiba Corp ポリマー避雷器
US8743525B2 (en) 2012-06-19 2014-06-03 Raycap Intellectual Property, Ltd Overvoltage protection devices including wafer of varistor material
DK2701163T3 (da) 2012-08-22 2020-06-02 Siemens Ag Ventilafleder og kølelegeme herfor
CN105765670B (zh) 2013-11-05 2018-09-28 Abb瑞士股份有限公司 具有模制伞裙的避雷器和用于模制的装置
US9906017B2 (en) 2014-06-03 2018-02-27 Ripd Research And Ip Development Ltd. Modular overvoltage protection units
JP6454511B2 (ja) * 2014-10-09 2019-01-16 株式会社フジクラ 避雷器
US9520709B2 (en) 2014-10-15 2016-12-13 Schneider Electric USA, Inc. Surge protection device having two part ceramic case for metal oxide varistor with isolated thermal cut off
US10319545B2 (en) 2016-11-30 2019-06-11 Iskra Za{hacek over (s)}{hacek over (c)}ite d.o.o. Surge protective device modules and DIN rail device systems including same
US10447026B2 (en) 2016-12-23 2019-10-15 Ripd Ip Development Ltd Devices for active overvoltage protection
US10707678B2 (en) 2016-12-23 2020-07-07 Ripd Research And Ip Development Ltd. Overvoltage protection device including multiple varistor wafers
US10340110B2 (en) 2017-05-12 2019-07-02 Raycap IP Development Ltd Surge protective device modules including integral thermal disconnect mechanisms and methods including same
US10685767B2 (en) 2017-09-14 2020-06-16 Raycap IP Development Ltd Surge protective device modules and systems including same
US11223200B2 (en) 2018-07-26 2022-01-11 Ripd Ip Development Ltd Surge protective devices, circuits, modules and systems including same
CN112712952B (zh) * 2020-12-18 2022-07-08 厦门赛尔特电子有限公司 一种压敏电阻的包封成型方法
CN113205933B (zh) * 2021-04-30 2023-03-21 良科电子(重庆)有限公司 一种多用途的中心轴mov组件
US11862967B2 (en) 2021-09-13 2024-01-02 Raycap, S.A. Surge protective device assembly modules
US11723145B2 (en) 2021-09-20 2023-08-08 Raycap IP Development Ltd PCB-mountable surge protective device modules and SPD circuit systems and methods including same
US11894166B2 (en) 2022-01-05 2024-02-06 Richards Mfg. Co., A New Jersey Limited Partnership Manufacturing process for surge arrestor module using compaction bladder system
US11990745B2 (en) 2022-01-12 2024-05-21 Raycap IP Development Ltd Methods and systems for remote monitoring of surge protective devices

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU595433B2 (en) 1987-03-06 1990-03-29 Societe Anonyme Dite Ceraver A method of manufacturing a lightning arrester, and a lightning arrester obtained by the method
CH682858A5 (de) * 1991-12-04 1993-11-30 Asea Brown Boveri Ueberspannungsableiter.
HUT69281A (en) 1993-10-13 1995-09-28 Furukawa Electric Technologiai Monolith lightning arrester of high tensile stress
DE19504532A1 (de) 1995-02-11 1996-08-14 Abb Management Ag Verfahren zur Herstellung eines Isolators

Also Published As

Publication number Publication date
CA2281810C (en) 2006-05-23
NO994082L (no) 1999-10-18
CA2281810A1 (en) 1998-09-03
ES2231966T3 (es) 2005-05-16
ATE282891T1 (de) 2004-12-15
JP2001513266A (ja) 2001-08-28
CN1253656A (zh) 2000-05-17
NO994082D0 (no) 1999-08-24
AU737108B2 (en) 2001-08-09
WO1998038653A1 (en) 1998-09-03
AU6304298A (en) 1998-09-18
US6396676B1 (en) 2002-05-28
EP0963590A1 (en) 1999-12-15
EP0963590B1 (en) 2004-11-17
DE69827609D1 (de) 2004-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO319762B1 (no) Elektrisk transientstopper og fremgangsmate for fremstilling derav
US5363266A (en) Electrical surge arrester
CA2009424C (en) Electrical surge arrester/diverter
US5291366A (en) Surge voltage arrester
US6008975A (en) Self-compressive surge arrester module and method of making same
RU2370841C1 (ru) Разрядник для защиты от перенапряжений с каркасной конструкцией
KR100211742B1 (ko) 견고한 절연하우징을 가진 피뢰기 및 그 제조방법
US4491687A (en) Method of manufacturing a composite type stay insulator, and an insulator obtained by the method
NO169413B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av lynavleder
JPH0475604B2 (no)
US8629751B2 (en) High amperage surge arresters
US3325584A (en) High voltage insulator filled with semiconductive foam containing gas under superatmospheric pressure
US20160144536A1 (en) Casting Method For Producing A Protective Sheath Around A Surge Arrestor And A Casting Mold Therefor
EP0954893B1 (en) Self-compressive surge arrester module and method of making same
GB2322487A (en) Surge arrester
EP0606409B1 (en) Surge arrester
US5875090A (en) Lightning arrestor with a thermoplastic envelope having an embossed outside surface
CN101320606A (zh) 关于电涌放电器的改进
US11881330B2 (en) Electrical bushing and methods of producing an electrical bushing
JPH07296657A (ja) がいし形避雷器
CA2247928C (en) Self-compressive surge arrester module and method of making same