(57)【要約】【課題】  従来の技術のガス絶縁型のサージ・アレスタを、このサージ・アレスタが単純なデザインで抜きん出ており且つ低いコストで製造されることが可能であるように構成し、同時に、このサージ・アレスタの特に好都合な製造を可能にする方法を提供する。【解決手段】  電界コントロール要素（６）およびプラグ接続の第一のプラグ型コンタクト（１６）は、インシュレータ（１７）の電流コンダクタ（Ｓ，Ｒ）に保持されている。電流コンダクタにプラグ接続を介して導電状態で接続されている、バリスター・カラムの高電圧電極（４）は、プラグ接続の第二のプラグ型コンタクト（１４）を有する。【選択図】      図４
2005347753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス絶縁型のサージ・アレスタであって、
絶縁ガスが充填されており、軸（Ａ）の方向に向けて設けられた導電性材料製の密閉容器（１）と、
前記密閉容器（１）に保持されており、高電圧側に接続される少なくとも１つの電流コンダクタ（３０，Ｒ，Ｓ）を支持するためのインシュレータ（１７）と、
前記密閉容器（１）の軸（Ａ）の方向に向けて設けられた少なくとも１つのバリスター・カラム（３，３’，３’’）を有し、前記密閉容器（１）内に設けられた少なくとも１つの動作部分（２，２Ｒ，２Ｓ）と、
前記サージ・アレスタの動作中に前記密閉容器（１）の内部に作用する電界をコントロールするための要素であって、前記動作部分（２，２Ｒ，２Ｓ）と前記密閉容器（１）との間に設けられ、且つ高電圧側に接続される要素（６）と、を備え、
前記電界コントロール要素（６）およびプラグ接続（１５）の第一のプラグ型コンタクト（１６）は、前記インシュレータ（１７）の前記電流コンダクタ（３０，Ｒ，Ｓ）に保持されていること、および、
前記バリスター・カラム（３）の高電圧電極（４）は、前記電流コンダクタに前記プラグ接続（１５）を介して導電状態で接続され、且つ、前記プラグ接続の第二のプラグ型コンタクト（１４）を有すること、を特徴とするサージ・アレスタ。
【請求項２】
前記電界コントロール要素（６）は、前記電流コンダクタ（Ｒ）に取り付けられた金属製要素（６１）を有することを特徴とする請求項１に記載のサージ・アレスタ。
【請求項３】
前記金属製要素（６１）には、前記電界コントロール要素（６）の、薄板成形部分として形成された部分（６２）が保持されていることを特徴とする請求項２に記載のサージ・アレスタ。
【請求項４】
前記第一のプラグ型コンタクト（１６）は、前記金属製要素（６１）の一部分であることを特徴とする請求項２または３に記載のサージ・アレスタ。
【請求項５】
前記第一のプラグ型コンタクト（１６）は、前記金属製要素（６１）に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のサージ・アレスタ。
【請求項６】
前記バリスター・カラム（３）は、バリスター特性を備えた組立ユニット（７０，７０’，７０’’）を有し、
この組立ユニットは、少なくとも２つの電極（４，５，１０，１０’，１１，１１’，１３）およびこれら２つの電極の間に設けられた第一のバリスター・スタック（８）と、前記２つの電極に支持され且つ前記バリスター・スタックを締め付ける第一のループ型クランプ（９）と、を有すること、
を特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のサージ・アレスタ。
【請求項７】
前記組立ユニット（７０）は、前記少なくとも２つの電極の内の第一の電極と第三の電極（１３）の間に設けられた第二のバリスター・スタック（８）と、前記第一の電極と前記第三の電極に支持され且つ前記第二のバリスター・スタックを締め付ける第二のループ型クランプ（９）と、を有することを特徴とする請求項６に記載のサージ・アレスタ。
【請求項８】
前記バリスター・カラム（３）は、バリスター特性を備え互いに着脱自在に接続された少なくとも２つの組立ユニット（７０，７０’）を有することを特徴とする請求項６または７に記載のサージ・アレスタ。
【請求項９】
少なくとも２つのバリスター・カラム（３，３’，３’’）が、電気的に直列に接続され且つ互いに隣接して配置され、
これらのバリスター・カラムは、それぞれ、少なくとも２つのインシュレータ（１８，１８’）を有し、
両者の内の第一のインシュレータ（１８）は、前記バリスター・カラム（３）内で２つの隣接するバリスター（８）を電気的に絶縁するために用いられ、それによって、２つの互いに絶縁されたカラム部分（１９，２０）が形成されるように構成され、
前記第二のインシュレータ（１８’）は、前記バリスター・カラムのバリスター（８）を、このバリスター・カラムの電極（１０）から電気的に絶縁するために用いられ、
少なくとも２つの電流コネクタ（２１，２１’）が設けられており、
両者の内の第一の電流コネクタ（２１）は、第一のバリスター・カラム（３’）に設けられた前記第一のカラム部分（１９）を、前記第二のバリスター・カラム（３’’）に設けられた前記第一のカラム部分（１９）に接続し、
前記第二の電流コネクタ（２１’）は、前記第二のバリスター・カラム（３’’）の前記第一のカラム部分（１９）を、前記第一または第三のバリスター・カラム（３）の前記第二のカラム部分（２０）に接続すること、
を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１０】
前記インシュレータ（１８，１８’）は、それぞれ、管状に形成されており、且つ、この管の軸は、前記密閉容器の軸の方向に向けられていることを特徴とする請求項９に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１１】
前記電流コネクタ（２１，２１’）の少なくとも１つは、着脱自在な接続、特にプラグ接続（２４）を有することを特徴とする請求項９または１０に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１２】
電界コントロール電極（２２）が、前記インシュレータ（１８，１８’）の２つの管状端部の少なくとも１つに、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１３】
前記電界コントロール電極（２２）は、前記管状端部を受け入れるため、且つ前記インシュレータ（１８，１８’）の中心を出すために、環状にデザインされたビード（２３）を有することを特徴とする請求項１２に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１４】
前記電流コネクタ（２１）の少なくとも１つが、前記電界コントロール電極（２２）に、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１５】
少なくとも１つの換気用開口部（２５）が、前記インシュレータ（１８）の管状壁部に設けられていることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１６】
前記インシュレータ（１７）は、多相高電圧の各相に接続される複数の電流コンダクタ（Ｒ，Ｓ）を支持し、
前記密閉容器（１）内に設けられた動作部分（２Ｒ，２Ｓ）は、前記相コンダクタ（Ｒ，Ｓ）の各々に割り当てられており、
前記動作部分は、それぞれ、前記密閉容器の軸（Ａ）の方向に向けて設けられた少なくとも１つのバリスター・カラム（３）と、高電圧電位に接続される電極（４）と、グラウンド電位に接続される電極（５）と、を有し、
前記動作部分（２Ｒ，２Ｓ）の各々は、電界コントロール要素（６）によって取り囲まれており、
この電界コントロール要素（６）およびプラグ接続（１５）の第一のコンタクト（１６）は、前記インシュレータ（１７９）の、各相に対して割り当てられた前記相コンダクタ（Ｒ）に保持され、
前記バリスター・カラム（３）の高電圧電極（４）は、前記割り当てられた電流コンダクタ（Ｒ）に、前記プラグ接続（１５）を介して、導電状態で接続され、且つ、前記プラグ接続（１５）の前記第二のプラグ型コンタクト（１４）を有すること、
を特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のサージ・アレスタ。
【請求項１７】
前記動作部分（２）としてデザインされ且つ前記密閉容器の軸（Ａ）の方向に向けて設けられた組立ユニット（７０）が、前記密閉容器の、取付プレート（１’）として形成された部分に取り付けられ、
前記密閉容器の、管（１’’）として形成された部分が、前記動作部分（２）を覆うように、軸方向に被せられ且つ前記取付プレート（１’）に取り付けられ、
次いで、前記動作部分（２）が、予め作られており且つ前記電界コントロール電極（６）および前記第一のプラグ型コンタクト（１６）を既に保持している支持用のインシュレータ（１７）を前記管（１’’）の自由端に取り付けることによって、前記少なくとも１つの電流コンダクタ（２）に接続され、それにより、前記プラグ接続（１５）が形成されること、
を特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のサージ・アレスタを製造する方法。
【請求項１８】
前記接地可能な電極（５）および第一の中間電極（１０）を有し且つ前記密閉容器の軸（Ａ）の方向に向けて設けられ、バリスター特性を備えた第一の組立ユニット（７０）が、前記密閉容器（１）の、取付プレート（１’）として形成された部分に取り付けられ、
第二の中間電極（１１）および前記高電圧電極（４）を有し且つ前記密閉容器の軸（Ａ）の方向に向けて設けられ、バリスター特性を備えた第二の組立ユニット（７０’）が、前記第一の組立ユニット（７０）に着脱自在に取り付けられ、それによって、前記動作部分（２Ｒ）が完成され、
前記密閉容器の、管（１’’）として形成された部分が、前記動作部分（２）を覆うように軸方向に被せられて、前記取付プレート（１’）に取り付けられ、
次いで、前記動作部分（２Ｒ）が、予め製造されており且つ前記電界コントロール電極（６）および前記第一のプラグ型コンタクト（１６）を既に保持している支持用のインシュレータ（１７）を、前記管（１’’）の自由端に取り付けることによって、前記少なくとも１つの電流コンダクタ（Ｒ）に接続され、それにより、前記プラグ接続（１５）が形成されること、
を特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のサージ・アレスタを製造する方法。
【請求項１９】
第三の中間電極（１０’）および第四の中間電極（１１’）を有し、バリスター特性を備えた第三の組立ユニット（７０’’）が、前記第二の組立ユニット（７０’）の代わりに、前記第一の中間電極（１０）に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項１８に記載のサージ・アレスタを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部分に記載のガス絶縁型のサージ・アレスタを前提としている。
【０００２】
このタイプのサージ・アレスタは、中心軸に沿って整列されており、導電性材料からなる絶縁ガス入りの密閉容器を有する。少なくとも１つの動作部分が密閉容器に挿入されており、且つその軸の方向に向けて設けられている。この動作部分は複数のバリスターと、高電圧電極に接続される電極およびグラウンド電位に接続される電極とを有する。動作部分は、更に、高電圧電極と接地電極との間に設けられたバリスター・スタックを締め付けて、機械的に安定的なバリスター・カラムを形成している。密閉容器の寸法を小さく保つため、および、同時に個々のバリスターを電気的に均等に負荷するため、動作部分と密閉容器の間に、高電圧電極に接続されている要素が設けられている。この要素によって、サージ・アレスタの動作中に密閉容器の内部に作用する電界がコントロールされる。サージ・アレスタは、単相または多相に密閉された状態で形成されていてもよい。
【０００３】
密閉容器は耐衝撃性をもって形成されており、一般的には、例えばアルミニウム、アルミニウム合金または鋼のような金属から、導電性プラスチックまたは導電層で被覆されている絶縁材料からなる。密閉容器には、数ｂａｒの圧力の絶縁ガス、例えば六フッ化イオウおよび／またはチッ素が充填されており、密閉容器は一般的には管として形成されている。管の側面には、閉鎖可能な開口部を有するフランジ延長部が取り付けられていてもよい。このような延長部は、例えば、破裂保護手段または測定装置を収容してもよいが、組立のための出入れ口としても用いられることが可能である。
【０００４】
動作部分は、電圧負荷および電流負荷に応じて、唯一つのバリスター・カラムまたは電気的に直列におよび／または電気的に並列に接続されていてよい２つまたはそれより多いバリスター・カラムを有することができる。各々のバリスター・カラムは、一般的には、不純物がドープされた酸化亜鉛をベースにした、上下に積み重ねられており且つシリンダ状に形成された複数のバリスターを有する。複数のバリスターの内の少なくとも２つの間に、熱吸収またはカラムの延長に用いられる金属製要素も設けられていてよい。２つまたはそれより多いバリスター・カラムが設けられているときは、複数のカラムに、つまり複数のバリスターの内の２つの間に、または電極と複数のバリスターの内の１との間に絶縁要素が設けられてもよい。この場合、カラムの、絶縁要素によって制限されている部分は、電気的に直列接続されることが可能であり、複数のバリスター・カラムの直列接続が形成される。
【０００５】
多相にデザインされたサージ・アレスタでは、密閉容器は複数の動作部分を有する。これらの動作部分は、相の数によって規定される角度だけ、密閉容器の軸を中心として相対的に回転されており、即ち、密閉容器内で軸対称に設けられている。
【背景技術】
【０００６】
明細書導入部に記載のタイプのガス絶縁型のサージ・アレスタは、特許文献１、特許文献２および特許文献３に記載されている。これらのサージ・アレスタは、それぞれ、ＳＦ６またはＮ２のような絶縁ガスが充填された金属製の密閉容器を有する。この密閉容器には、制限される電圧の高さに応じて、１つのバリスター・カラム（特許文献２）または直列接続された複数のバリスター・カラム（特許文献３）が設けられている。特許文献２に記載の従来の技術の場合、バリスター・カラムは磁製シリンダに保持されているか、バリスター・カラムが複数の部分バリスター・カラムを有する。部分バリスター・カラムは、それぞれ、１つのバリスター・スタック、２つのコンタクト電極および１つの磁製シリンダによって形成されている。これに対し、特許文献３に記載の従来の技術の場合、複数のバリスター・カラムを機械的に安定する絶縁ロッドが設けられている。
【０００７】
密閉容器の寸法を小さく保つために、これらのサージ・アレスタの各々の場合、１つのバリスター・カラムまたは複数のバリスター・カラムと密閉容器の壁部との間には、１つのバリスター・カラムまたは複数のバリスター・カラムを環状に取り囲む電界コントロール要素が設けられている。この電界コントロール要素は、サージ・アレスタの動作中にハウジング内部に作用する電界を均質化する。それ故に、１つのバリスター・カラムまたは複数のバリスター・カラムに設けられた複数のバリスターが、多かれ少なかれ均等に負荷される。
【０００８】
特許文献４から既知であり、エラストマー絶縁材料のケーシングに埋め込まれたバリスター・カラムを有する密閉型のサージ・アレスタの場合、バリスター・カラムは、少なくとも１つの絶縁材料製のループ型クランプによって安定されている。これらのループ型クランプの両端は２つの電極に載置されている。２つの電極の間には、ループ型クランプによってプレストレスがかけられたバリスター・スタックが設けられている。密閉容器の適切なデザインによって、バリスター・カラムの、高電圧電位にある部分の、そこの電界の均質化が達成される。
【０００９】
特許文献５、特許文献６、特許文献７および特許文献８からは、更に、複数のバリスター・カラムがエラストマーポリマーに埋め込まれている、戸外での使用のためのサージ・アレスタの場合、前記絶縁材料製のループ型クランプの１つまたは複数が、バリスター・カラムの機械的な安定化のために用いられることが知られている。電界コントロール要素は、これらのサージ・アレスタでは、設けられていない。
【特許文献１】欧州特許第0 036 046 A1号公開公報
【特許文献２】欧州特許第0 050 723 A2号公開公報
【特許文献３】米国特許第4,814,936 A号公報
【特許文献４】欧州特許第1 083 579 A2号公開公報
【特許文献５】米国特許第5,912,611 A号公報
【特許文献６】米国特許第5,517,382 A号公報
【特許文献７】欧州特許第0 810 613 A2号公開公報
【特許文献８】欧州特許第1 066 640 B1号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
明細書導入部に記載のタイプのガス絶縁型のサージ・アレスタを改良して、サージ・アレスタが単純なデザインで抜きん出ており且つ低いコストで製造されることを可能にし、同時に、そのようなサージ・アレスタの特に好都合な製造を可能にする方法を提供するという課題が、請求項に記載されている特許の基礎になっている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係わるサージ・アレスタでは、電界コントロール要素およびプラグ接続の第一のプラグ型コンタクトは、インシュレータの電流コンダクタに保持されており、電流コンダクタにプラグ接続を介して導電状態で接続されている、バリスター・カラムの高電圧電極は、プラグ接続の第二のプラグ型コンタクトを有する。このような措置によって、サージ・アレスタの製造は著しく容易化される。一方の理由は、動作部分および電界コントロール要素が別個に製造され、サージ・アレスタの２つの異なった構成部材、即ち一方では密閉容器部分および他方では支持用のインシュレータに、別個に取り付けられることが可能であるからである。他方の理由は、サージ・アレスタの最終的な製造の際に、構成部材が容易に位置決めされ且つ容易に機械的に結合されることが可能であり、この場合、２つのプラグ型コンタクトを差し込むことによって、電流コンダクタと動作部分および電界コントロール要素との間の確実な電気的接続が形成されるからである。
【００１２】
電界コントロール要素は、一般的には、バリスター・カラムおよび密閉容器の形成によって規定された鐘型のデザインを有する。このようなデザインが、電流コンダクタに取り付けられた金属製要素を有してもよいことは、製造技術上、好都合である。この金属製要素の寸法を小さく保つことができるのは、電界コントロール要素の、薄板成形部分としてデザインされた部分が、金属製要素に保持されている場合である。
【００１３】
サージ・アレスタの明細書に従って、第一のプラグ型コンタクトが金属製要素の部分であってもよい。第一のプラグ型コンタクトに厳しい要求がなされ、著しい仕上げ加工が必要であるとき、第一のプラグ型コンタクトを着脱自在に金属製要素に取り付けることは、製造技術上、好都合である。
【００１４】
バリスター・カラムが、バリスター特性を備えた少なくとも１つの組立ユニットを有し、この組立ユニットは、少なくとも２つの電極およびこれら２つの電極の間に設けられた第一のバリスター・スタックと、２つの電極に支持されており且つバリスター・スタックを締め付ける第一のループ型クランプとを有することは、製造技術上、特に好都合である。このような組立ユニットによって、動作部分従ってまたサージ・アレスタを特に安価に製造することができる。何故ならば、動作部分に設けられた個々のバリスターが、サージ・アレスタの組立前に既に位置決め且つ取り付けられているからである。更に、このような組立ユニットは単純に構成されている。
【００１５】
２つの電極はいずれにせよバリスター・カラムに設けられており、１つのループ型クランプおよび場合によっては複数の他のループ型クランプは、絶縁管または絶縁ロッドに比べて、スペースを取らず且つ追加の固定手段なしに、２つの電極に直接取り付けられることが可能である。電極は一般的にループ型クランプのための予め製造された支持点を既に有するので、動作部分従ってまたサージ・アレスタは、容易に、即ち、ループ型クランプを支持点に取り付け、ループ型クランプを、例えば、圧力プレートに作用する締付ネジで、締め付けることによって、または熱収縮可能な繊維を含むループ型クランプを加熱することによって、組み立てられることが可能である。
【００１６】
ループ型クランプがガス雰囲気中に設けられており、このガス雰囲気は、サージ・アレスタの動作中に、湿気および部分放電の故に、攻撃的な分解生成物によって発生され、これらの分解生成物は所定の繊維材料、特に石英と反応することができ、このことによって、ループ型クランプの耐性従ってまたサージ・アレスタの信頼性を、場合によっては損なう。このようなとき、ループ型クランプのための材料として、繊維強化ポリマーをベースにした複合材料を考え、この複合材料を、分解生成物に耐性のある保護ラッカーで被覆しおよび／または分解生成物に耐性のある繊維を用いることは適切である。
【００１７】
かなりの長さに渡って軸方向に延びている組立ユニットは、所定の用途のために好都合である。この場合、組立ユニットは、２つの電極の内の第一の電極と第三の電極の間に設けられた第二のバリスター・スタックと、第一の電極と第三の電極に支持されており且つ第二のバリスター・スタックを締め付ける第二のループ型クランプとを有してもよい。
【００１８】
バリスター・カラムが、バリスター特性を備えた、互いに着脱自在に接続されている少なくとも２つの組立ユニットを有することは、製造技術上、特に好都合である。この場合、比較的短い組立ユニットを、大量に、極めて安価に予め製造することができる。これらの組立ユニットは、サージ・アレスタの製造中に、例えばネジ接続によって非常に容易に組み立てられて、バリスター・カラムを形成することができる。
【００１９】
本発明に係わるサージ・アレスタが非常に高い電圧のために設計されるとき、少なくとも２つの、電気的に直列接続されており且つ互いに隣接して配置されたバリスター・カラムが設けられているほうがよい。これらのバリスター・カラムは、それぞれ、少なくとも２つのインシュレータを有し、両者の内の第一のインシュレータは、バリスター・カラムで２つの隣接するバリスターの電位を絶縁するために用いられて、２つの互いに絶縁されたカラム部分が形成され、第二のインシュレータは、バリスター・カラムのバリスターの電位をこのバリスター・カラムの電極の電位から絶縁するために用いられる。更に、この場合、少なくとも２つの電流コネクタが設けられているほうがよい。両者の内の第一の電流コネクタは、第一のバリスター・カラムに設けられた第一のカラム部分を、第二のバリスター・カラムに設けられた第一のカラム部分に接続し、第二の電流コネクタは、第二のバリスター・カラムの第一のカラム部分を、第一または第三のバリスター・カラムの第二のカラム部分に接続する。
【００２０】
インシュレータを、それぞれ、管状に形成し、管軸を密閉容器の軸の方向に向けて設けることが好都合であることが明らかになった。インシュレータの円形の両端は、それぞれ、バリスターのためまたはバリスター・カラムの電極のための傾動不能な支持手段を供し、かくて、ループ型クランプの他に、動作部分の機械的安定に著しく寄与する。
【００２１】
複数のバリスター・カラムを有する動作部分を備えるサージ・アレスタの製造を容易化するためには、複数の電流コネクタの少なくとも１つが、着脱自在な接続、特にプラグ接続を有するほうがよい。この場合、バリスター・カラムの少なくとも一部分は、直列接続の形成に必要な電流コネクタに別個に、複数の組立ユニットの機械的接続によって、非常に容易に製造されることが可能である。この場合、着脱自在な接続を閉じることによって、バリスター・カラムの完成後に、所望の回路を実現化することができる。
【００２２】
多相のサージ・アレスタに設けられたインシュレータが、本発明に係わるサージ・アレスタの動作中に、大きな電気的負荷に曝されているので、インシュレータの２つの管状端部の少なくとも１つに、１つの電界コントロール電極を設けることは適切である。一方では、このことによって、インシュレータで作用する電界が均質化され、他方では、この電極は、同時に、バリスター・カラムで隣接するバリスターの中心を出すためにも用いられる。電界コントロール電極が、環状にデザインされたビードを有することは好都合である。このビードは、管状端部を受け入れるためおよびインシュレータの中心を出すために用いられる。追加の部品の数を減らすために、電界コントロール電極に、電流コネクタの少なくとも１つが一体的に形成されていてもよい。インシュレータの管状壁部に少なくとも１つの換気用開口部が設けられているとき、絶縁ガスは、組立中およびサージ・アレスタの動作中に、インシュレータの内部に即座に流入し、かくて、本発明に係わるサージ・アレスタの信頼性を常に保証する。
【００２３】
多相の高電圧を制限するためにサージ・アレスタが用いられるとき、インシュレータは、複数の相の各相が接続される複数の電流コンダクタを支持し、これらの相コンダクタ即ち電流コンダクタの各々には、密閉容器内に設けられた動作部分が割り当てられている。この動作部分は、それぞれ、密閉容器の軸の方向に向けて設けられた少なくとも１つのバリスター・カラムと、高電圧電位に接続される電極およびグラウンド電位に接続される電極とを有する。更に、動作部分の各々は、電界コントロール要素によって取り囲まれており、この電界コントロール要素およびプラグ接続の第一のコンタクトは、各相のために、インシュレータの、割り当てられた相コンダクタに保持されている。割り当てられた相コンダクタにプラグ接続を介して導電状態で接続されている、バリスター・カラムの高電圧電極が、プラグ接続の第二のプラグ型コンタクトを有する。
【００２４】
約２５０ｋＶまでの範囲の高電圧のための本発明に係わるサージ・アレスタを製造するために好都合な方法では、以下のプロセス・ステップが実行される：
・動作部分としてデザインされており且つ密閉容器の軸の方向に向けて設けられた組立ユニットが、密閉容器の、取付プレートとして形成されている部分に取り付けられる；
・密閉容器の、管として形成された部分が、動作部分を覆うように、軸方向に被せられ且つ取付プレートに取り付けられる；および、
・動作部分は、予め製造されており且つ既に電界コントロール電極および第一のプラグ型コンタクトを保持する支持用のインシュレータを管の自由端に取り付けることによって、高電圧側に接続される電流コンダクタに接続され、プラグ接続が形成される。
【００２５】
本発明に係わるサージ・アレスタが、より高い電圧用のために設けられているとき、以下のプロセス・ステップが実行される：
・接地可能な電極および第一の中間電極を有し且つ密閉容器の軸の方向に向けて設けられ、バリスター特性を備えた第一の組立ユニットが、密閉容器の、取付プレートとして形成された部分に取り付けられる；
・第二の中間電極および高電圧電極を有し且つ密閉容器の軸の方向に向けて設けられ、バリスター特性を備えた第二の組立ユニットが、第一の組立ユニットに着脱自在に取り付けられて、動作部分が完成される；
・密閉容器の、管として形成された部分が、動作部分を覆うように、軸方向に被せられ且つ取付プレートに取り付けられる；および、
・動作部分は、予め製造されており且つ電界コントロール電極および第一のプラグ型コンタクトを既に保持する支持用のインシュレータを、管の自由端に取り付けることによって、高電圧側に接続される電流コンダクタに接続され、プラグ接続が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
全ての図では、同一の参照符号は、同一に作用する部材に関する。図１に示したサージ・アレスタは、ポットとしてデザインされた管状の金属製の密閉容器１を有する。この密閉容器には、密閉容器の軸Ａの方向に向けて設けられた動作部分２が設けられている。動作部分はバリスター・カラム３と、高電圧に接続される電極４と、グラウンド電位に接続される電極５と、サージ・アレスタの動作中に密閉容器１の内部に作用する電界をコントロールするための要素６とを有し、この要素は、バリスター・カラム３と密閉容器１との間に設けられており且つ高電圧電極４と導電状態で接続されている。
【００２７】
バリスター・カラム３は、カラムの軸に沿って上下に積み重ねられている２つのスタック７および７’を有する。これらのスタックは、それぞれ、特に、適切に不純物がドープされたＺｎＯのような、例えば金属酸化物をベースにした、非線形の抵抗材料からなる中実シリンダ状のバリスター８によって形成されている。スタック７および７’は、それぞれ、電気的に絶縁状態にデザインされたループ型クランプ９によって、機械的に安定されている。これらのループ型クランプは、接地可能な電極５および中間電極１０または中間電極１１および高電圧電極４それぞれにプレストレスをかけて支持されている。バリスター特性を備え、密閉容器１とは別に製造可能であり、搬送可能な２つの組立ユニット７０および７０’が、それぞれ、このような機械的な安定によって形成される。２つの組立ユニットが互いに着脱自在に接続されて、バリスター・カラム３または動作部分２それぞれを形成する。このような着脱自在な接続は、例えば、２つの中間電極１０，１１に設けられたネジ接続、圧縮接続または締付接続によって、形成されることが可能である。
【００２８】
前記電極の各々は、２つの保持手段１２（電極５の傍に示唆されているだけである）を有する。これらの保持手段には、２つのループ型クランプ９の端部がそれぞれ支持されている。バリスター・カラム３または組立ユニット７０，７０’の寸法に従って、１つのみのループ型クランプが用いられるか、しかしまたは、３つおよびそれより多いループ型クランプがカラムの周方向に均等に分布して用いられることで十分である。
【００２９】
ループ型クランプ９は、絶縁ガスの分解生成物に耐性のある材料からなる。この場合、絶縁ガスがどの組成物を有するかに応じて、材料には種々の要求がされる。チッ素をベースにした絶縁ガスの場合、これらの要求は、六フッ化イオウをベースにした絶縁ガスの場合よりも著しく穏やかである。このような材料が繊維強化ポリマーをベースにした複合材料であることは利点である。繊維強化は、一般的に、ガラスまたはポリマー、例えば取分け、ポリエステル、ポリアミドまたはポリイミドをベースにした、巻いた繊維によって形成されているが、他に、複合材料のポリマーに入れられた構造物、例えば織物、ベルトまたはマットからなってもよい。
【００３０】
繊維強化を保護するために、複合材料は、分解生成物に耐性のある保護ラッカーで被覆されている。その代わりにまたは追加的に、繊維および場合によっては繊維を埋め込むポリマーが、分解生成物に耐性のある材料から形成されていてもよい。ループ型クランプの横断面形状は、実際に、丸と三角の間にある全ての形を有してもよい。しかし、製造技術的な理由から、矩形の形状が好ましい。
【００３１】
バリスター・カラム３は、２つの組立ユニットの代わりに、１つのみの組立ユニットから、しかしまた３つおよびそれより多い組立ユニットから形成されていてもよい。バリスター・カラム３が唯一つの組立ユニットからなるとき、図２から明らかな唯一の中間電極１３が用いられることが可能である。この中間電極１３には、保持手段１２が設けられている。この中間電極の、カラムの軸の方向における寸法を小さく保つために、２つの部分カラム即ちスタック７および７’に割り当てられているループ型クランプ９のための保持手段１２が、中間電極１３の周方向に互いにずれて設けられている。図３に示した実施の形態では、バリスター・カラム３は、２つの組立ユニット７０および７０’および第三の組立ユニット７０’’からなる。この第三の組立ユニットは、これらの２つの組立ユニットの間でバリスター・カラム３に据え付けられており、２つの中間電極１０’と１１’との間に設けられたバリスター・スタックを有する。
【００３２】
バリスター・カラム３は、本発明に係わるサージ・アレスタが用いられるときの電圧レベルに従って、メートルの範囲にある長さを有する。サージ・アレスタの動作中に、バリスター・カラムは加熱され、カラムの軸の方向に膨張する。従って、高電圧電極４はプラグ接続１５のプラグ型コンタクト１４を有する。プラグ型コンタクトは、導電状態でこの高電圧電極の一部分に取り付けられており、高電圧電極に統合されている。バリスター・カラム３の長さが動作に従って変化するとき、コンタクト要素即ちプラグ型コンタクト１４が、カラムの軸の方向に、プラグ型コンタクト装置の固定式の対向コンタクト（Gegenkontakt）１６の、軸方向に向けて設けられた孔１５１の中で摺動し、それによって、このような長さの変化を補償する。
【００３３】
固定式のプラグ型コンタクト即ち対向コンタクト１６から可動のプラグ型コンタクト１４への電流の伝達は、環状の接触ばね要素１５２によって保証されている。固定式のプラグ型コンタクト１６および電界コントロール要素６は電流コンダクタ３０に保持されている。電流コンダクタ自体は、密閉容器１を気密に閉じるインシュレータ１７に支持されている。電流コンダクタ３０は、サージ・アレスタによってモニタされる高電圧線に接続されている。プラグ型コンタクト１６は、図示のように、ソケットとしてまたはピンとして形成されていてもよい。
【００３４】
本発明に係わるサージ・アレスタの、図４に示した第四の実施の形態から見て取れるように、サージ・アレスタは、多相に密閉されて形成されていてもよい。この場合、インシュレータ１７は、多相の高電圧の各相に割り当てられた電流コンダクタＲ，Ｓを支持する。このとき、これらの相コンダクタ即ち電流コンダクタＲ，Ｓの各々には、密閉容器の軸Ａの方向に向けて設けられたバリスター・カラム３を有し、密閉容器１内に設けられた動作部分２Ｒ，２Ｓならびに高電圧電極４および接地可能な電極５が、割り当てられている。複数の動作部分の各々は、電界コントロール要素６によって取り囲まれている。各々の相のために、電界コントロール要素６およびプラグ接続のプラグ型コンタクト１６は、インシュレータ１７の電流コンダクタＲおよびＳに、例えば１つまたは複数のネジによって保持されている。高電圧電極４は、電流コンダクタＲまたはＳとの（あるいは第三相の見て取れない電流コンダクタとの）プラグ接続のプラグ型コンタクト１４を有する。
【００３５】
電界コントロール要素６は、各相のために、割り当てられた電流コンダクタＲに取り付けられ、且つ、例えば注型、切削加工および／または切削成形によって形成された金属製要素６１を有する。この金属製要素には、電界コントロール要素６の、薄板成形部分として形成された部分６２が保持されている。プラグ型コンタクト１６は金属製要素６１の部分であってもよい。しかし、簡単な造形の理由から、プラグ型コンタクト１６を、例えばネジによって金属製要素６１に固定することは好都合である。２つのプラグ型コンタクト１４および１６ならびに電界コントロール要素６は、いずれにせよ、バリスター・カラム３の軸を、共通軸として有する。
【００３６】
バリスター・カラム３が、バリスター特性を備えた少なくとも１つの組立ユニット７０，７０’を有し、プラグ型コンタクト１６および電界コントロール要素６が電流コンダクタＲおよびＳ（および図１に示した実施の形態では電流コンダクタ３０）に保持されることによって、サージ・アレスタを特に容易に製造することができる。
【００３７】
動作部分が、例えば図２に示した実施の形態のように、バリスター特性を備えた唯一つの組立ユニット７０からなるとき、この組立ユニットは密閉容器の軸Ａの方向に整列されており、密閉容器１の、図４から見て取れる取付プレート１’に、例えばネジによって取り付けられている。次に、密閉容器１の、管１’’として形成された部分は、動作部分を覆うように軸方向に被せられ、取付プレート１’に、同様にネジによっておよび１つまたは複数の密閉リングによって気密に取り付けられている。次いで、動作部分は、予め製造されており且つ既に電界コントロール電極即ち電界コントロール要素６およびプラグ型コンタクト１６を保持する支持用のインシュレータ１７を管１’’の自由端に気密に取り付けることによって、電流コンダクタ３０に接続され、プラグ接続１５が形成される。閉鎖可能な開口部（図示せず）を介して密閉容器１の内部空間に絶縁ガスが注入された後に、サージ・アレスタは機能を果たすことができ、サージ・アレスタの、インシュレータ１７によって閉じられた端部は、ガス絶縁型のスイッチ・ギヤーのフランジに取り付けられることが可能である。
【００３８】
バリスター・カラムが、図１，３および４に示した実施の形態のように、バリスター特性を備えた複数の組立ユニット７０を有するとき、接地可能な電極５および中間電極１０を含み、密閉容器の軸Ａの方向に整列されており、且つバリスター特性を備えた組立ユニット７０が、まず、密閉容器の、取付プレート１’として形成された部分に取り付けられる。図１および４に示した実施の形態では、中間電極１１および高電圧電極４を含み、密閉容器の軸Ａの方向に整列されており、且つバリスター特性を備えた組立ユニット７０’が、着脱自在に組立ユニット７０に取り付けられて、バリスター・カラム３または動作部分２それぞれが完成される。
【００３９】
図３に示した実施の形態では、組立ユニット７０’の代わりに、中間電極１０’を有する組立ユニット７０’’が、組立ユニット７０の中間電極１０に着脱自在に取り付けられ、組立ユニット７０’は、相応に、組立ユニット７０’’に着脱自在に接続されている。図示した動作部分２Ｒ，２Ｓを有する図４に示した実施の形態のように、サージ・アレスタが多相に形成されており、従って、複数の相の各相に割り当てられた複数の動作部分を有するとき、全ての動作部分が相応に組み立てられる。このようにして組み立てられた動作部分を覆うように管１’’が被せられ、前述のように、サージ・アレスタが完成される。
【００４０】
図５から明らかなように、動作部分は、唯一つのバリスター・カラムの代わりに、２つのおよびそれより多い並設されたバリスター・カラム３，３’，３’’を有してもよい。これらのカラムは、より高い電流容量を得るために、電気的に並列接続されていてもよいが、一般的には、図５に示すように、電気的に直列接続されている。この直列接続は、複数の並設されたカラムの、部分的に電気的に相互接続を可能にするインシュレータ１８，１８’によって実現される。サージ・アレスタの寸法はかように著しく短縮されることが可能である。このことは、高い電圧レベルでの使用の場合に、特に好影響を有する。
【００４１】
各々のインシュレータ１８は、バリスター・カラム３，３’または３’’で隣接した２つのバリスター８の電位の絶縁に用いられ、２つの互いに電気的に絶縁されたカラム部分１９および２０が形成される。これに対し、複数のインシュレータ１８’は、バリスター・カラムのバリスター８の電位を、このバリスター・カラムのある電極、例えば中間電極１３の電位から絶縁するために用いられる。追加的に、電流コネクタ２１，２１’が設けられており、これらの電流コネクタは種々のバリスター・カラム３，３’，３’’のカラム部分を互いに接続させる。電流コネクタ２１はカラム部分１９または２０を接続し、電流コネクタ２１’はカラム部分１９および２０を接続する。例えば、電流コネクタ２１は、バリスター・カラム３’に設けられたカラム部分１９を、バリスター・カラム３’’に設けられたカラム部分１９に接続し、電流コネクタ２１’はバリスター・カラム３’’のカラム部分１９をバリスター・カラム３のカラム部分２０に接続する。
【００４２】
図６から読み取れるように、複数のインシュレータ１８従ってまたインシュレータ１８’も、それぞれ、管状に形成されていてもよい。管の軸は、複数のバリスター・カラムの軸または密閉容器１の軸の方向に向けて設けられている。インシュレータ１８の円形の両端は、それぞれ、複数のバリスター８の１のための、複数の電極の１、例えば電極１０のための（または場合によってはカラムの延長のために設けられた金属ディスクのための）傾動防止の支持手段を形成する。部分カラム７，７’およびバリスター・カラム３，３’，３’’は、ループ型クランプによる締付後に、高い機械的安定性を特徴とする。
【００４３】
インシュレータ１８の両方の管状端部の各々には、２つの電界コントロール電極２２の内の１が取り付けられている。これらの電界コントロール電極は、サージ・アレスタの動作中にインシュレータ１８を負荷する電界を均質化する。２つの電界コントロール電極２２の各々は、管状端部を受け止め且つインシュレータ１８の中心を出すための、環状にデザインされたビード２３を有する。インシュレータ１８’の場合に、例えば電極１１に載置された、管状端部に、電界電極が省略されてもよい。何故ならば、電極１１自身に電極制御の作用があるからである。
【００４４】
電界コントロール電極２２には、電流コネクタ２１の内の１が一体的に形成されている。このことによって、バリスター・カラムの組立が容易化される。部分カラム７，７’をループ型クランプ９によって締め付ける際に、部分カラムの個々の構成要素が互いに接続されるだけでなく、同時に、電流コネクタ２１，２１’との接触も形成される。これらの電流コネクタにはプラグ型コンタクト２４が設けられている。サージ・アレスタの組立中に、このプラグ型コンタクト２４は、バリスター・カラム３，３’，３’’の完成後に、電流コネクタ２１，２１’の内の他方の電流コネクタの対向プラグ型コンタクトに導電状態で接続されることが可能であり、望ましい直列接続が形成される。
【００４５】
密閉容器１に絶縁ガスを注入する際に、絶縁ガスが管の内部に迅速に入り込むことを保証するために、インシュレータ１０の管壁部に、複数の換気用開口部２５が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】軸対称の密閉容器と、密閉容器内に設けられた動作部分とを有する、本発明に係わるガス絶縁型のサージ・アレスタの、その第一の実施の形態の図を示す。動作部分は、バリスター特性を備えた２つの組立ユニットから構成されるバリスター・カラムを有し、密閉容器、電界コントロール要素およびプラグ接続が、密閉容器の軸に沿った断面で示されている。
【図２】図１に示したガス絶縁型のサージ・アレスタの変更の第二の実施の形態のバリスター・カラムの一部分の図を示す。
【図３】本発明に係わるガス絶縁型のサージ・アレスタの第三の実施の形態の一部分の図を示す。
【図４】多相の高電圧の複数の相の各相に割り当てられた複数の動作部分を有する、本発明に係わるガス絶縁型のサージ・アレスタの、その第四の実施の形態の図を示す。
【図５】本発明に係わるガス絶縁型のサージ・アレスタの他の実施の形態の動作部分の図を示す。動作部分は、複数のバリスターの他に複数のインシュレータを有する３つのバリスター・カラムを備える。
【図６】図５に示した動作部分の複数のインシュレータの内の１の図を示す。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・密閉容器、１’・・・取付プレート、１’’・・・密閉容器管、２・・・動作部分、２Ｒ・・・動作部分、２Ｓ・・・動作部分、３・・・バリスター・カラム、３’・・・バリスター・カラム、３’’・・・バリスター・カラム、４・・・高電圧電極、５・・・接地可能な電極、６・・・電界コントロール要素、電界コントロール電極、７・・・バリスター・スタック、部分カラム、７’・・・バリスター・スタック、部分カラム、８・・・バリスター、９・・・ループ型クランプ、１０・・・中間電極、１０’・・・中間電極、１１・・・中間電極、１１’・・・中間電極、１２・・・保持手段、１３・・・中間電極
、１４・・・プラグ型コンタクト、コンタクト要素、１５・・・プラグ接続、１５１・・・孔、１５２・・・接触ばね要素、１６・・・プラグ型コンタクト、対向コンタクト、１７・・・インシュレータ、１８・・・インシュレータ、１８’・・・インシュレータ、１９・・・カラム部分、２０・・・カラム部分、２１・・・電流コネクタ、２２・・・電界コントロール電極、２３・・・ビード、２４・・・プラグ型コンタクト、２５・・・開口部、２６・・・ロードセル、２７・・・電流コネクタ、２８・・・電流コネクタ、３０・・・電流コンダクタ、６１・・・金属製要素、６２・・・電界コントロール要素の部分、薄板成形部分、７０・・・組立ユニット、７０’・・・組立ユニット、７０’’・・・組立ユニット、Ａ・・・密閉容器の軸、Ｒ・・・電流コンダクタ、相コンダクタ、Ｓ・・・電流コンダクタ、相コンダクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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