(57)【要約】【課題】非直線抵抗素子の隙間への樹脂材料の侵入を抑えつつ、界面剥離の発生も抑えることのできる避雷器を得ること。【解決手段】積層された非直線抵抗素子１と、非直線抵抗素子の積層方向の両側に配置された一対の端子電極３と、非直線抵抗素子の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第１被覆部４と、第１被覆部の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第２被覆部６と、を備え、第１被覆部は、液状の樹脂材料を常圧下で直線抵抗素子の表面に接触させて形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された非直線抵抗素子と、
前記非直線抵抗素子の積層方向の両側に配置された一対の端子電極と、
前記非直線抵抗素子の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第１被覆部と、
前記第１被覆部の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第２被覆部と、を備え、
前記第１被覆部は、液状の樹脂材料を常圧下で前記直線抵抗素子の表面に接触させて形成されることを特徴とする避雷器。
【請求項２】
前記第２被覆部は、プライマーの塗布によって表面が遷移状態となった前記第１被覆部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の避雷器。
【請求項３】
前記非直線抵抗素子の周囲に複数本配置され、それぞれ前記積層方向に延伸するとともに、前記一対の端子電極を連結する絶縁支持体をさらに備え、
前記絶縁支持体は、前記第１被覆部よりも外側に設けられ、
前記第２被覆部は、前記第１被覆部と前記絶縁支持体とを一体的に被覆することを特徴とする請求項１または２に記載の避雷器。
【請求項４】
積層された非直線抵抗素子と、前記非直線抵抗素子の積層方向の両側に配置された一対の端子電極と、を備える避雷器の製造方法であって、
前記非直線抵抗素子の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して第１被覆部を形成し、
前記第１被覆部の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して第２被覆部を形成し、
前記第１被覆部の形成は、液状の樹脂材料を常圧下で前記非直線抵抗素子の表面に接触させる工程を含むことを特徴とする避雷器の製造方法。
【請求項５】
前記第１被覆部の表面にプライマーを塗布し、前記第１被覆部の表面を遷移状態にしてから前記第２被覆部を形成することを特徴とする請求項４に記載の避雷器の製造方法。
【請求項６】
前記積層方向に延伸するとともに、前記一対の端子電極を連結する絶縁支持体を前記非直線抵抗素子の周囲に複数本配置し、
前記第１被覆部と前記絶縁支持体とを一体的に被覆するように前記第２被覆部を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の避雷器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に発生した開閉サージや雷サージなどの異常電圧から電気機器を保護するために用いられる避雷器およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所や変電所で用いられる避雷器として、外被に絶縁性の樹脂材料を用いたポリマー形避雷器がある。このような避雷器の内部要素は、複数積層された非直線抵抗素子（例えば、酸化亜鉛素子）と、この酸化亜鉛素子の両端に配置された端子電極と、を備えて構成される。そして、これら内部要素の周囲を絶縁性の樹脂材料でモールドし、絶縁外被としている。
【０００３】
内部要素の周囲を樹脂材料でモールドする際に、積層された酸化亜鉛素子の隙間に、樹脂材料が侵入してしまい、接触不良を招いてしまう場合があった。そこで、特許文献１や特許文献２には、内部要素の一部を熱収縮チューブ等で一次被覆する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２９６６５７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１６２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、熱収縮チューブと絶縁材料の接着性が低い場合には、界面剥離が発生して水分が浸入しやすくなったり亀裂の発生を招きやすくなったりするという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、非直線抵抗素子の隙間への樹脂材料の侵入を抑えつつ、界面剥離の発生も抑えることのできる避雷器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、積層された非直線抵抗素子と、非直線抵抗素子の積層方向の両側に配置された一対の端子電極と、非直線抵抗素子の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第１被覆部と、第１被覆部の周囲を絶縁性の樹脂材料で被覆して形成される第２被覆部と、を備え、第１被覆部は、液状の樹脂材料を常圧下で直線抵抗素子の表面に接触させて形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、第１被覆部と第２被覆部をともに絶縁性の樹脂材料で形成することで両者の接着性の向上を図ることができ、界面剥離の発生を抑えることができるという効果を奏する。また、常圧下で第１被覆部を形成するので、積層された非直線抵抗素子同士の隙間に、樹脂材料が侵入しにくくなる。また、第１被覆部によって非直線抵抗素子同士の隙間が覆われるので、第２被覆部の形成時にも樹脂材料が侵入しにくくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１にかかる避雷器の概略構成を示す横断面図である。
【図２】図２は、避雷器の内部要素を拡大した部分拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る避雷器の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる避雷器およびその製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる避雷器の概略構成を示す横断面図である。図１に示すように、避雷器１０は、非直線抵抗素子１、押圧ばね２、端子電極３、第１被覆部４、絶縁支持体５、第２被覆部６を有して構成される。避雷器１０は、第２被覆部６として、絶縁性の樹脂材料、例えばシリコーンゴムを用いたポリマー形避雷器である。
【００１２】
非直線抵抗素子１は、例えば、酸化亜鉛素子である。非直線抵抗素子１は、円柱形状を呈しており、円形面同士を接触させるように複数の非直線抵抗素子が積層される。押圧ばね２は、積層された非直線抵抗素子１の両端に設けられる。押圧ばね２は、積層された非直線抵抗素子１を両端から圧縮して、非直線抵抗素子１同士を密着させる。端子電極３は、積層された非直線抵抗素子１の両端に設けられる。
【００１３】
第１被覆部４は、図１に示すように、積層された非直線抵抗素子１の周囲と、端子電極３の一部の周囲を被覆する。第１被覆部４には、上述したように絶縁性の樹脂材料、例えばシリコーンゴムが用いられる。これら、非直線抵抗素子１、押圧ばね２、端子電極３および第１被覆部４で避雷器１０の内部要素を構成する。
【００１４】
図２は、避雷器１０の内部要素を拡大した部分拡大断面図である。図２に示すように、第１被覆部４は、その外周面４ａがひだのない円滑面で形成されている。
【００１５】
内部要素の両端には、端末金具７が設けられる。端末金具７は、内部要素を挟み込むとともに、端子電極３と電気的に接続される。絶縁支持体５は、棒状形状を呈している。絶縁支持体５は、非直線抵抗素子１の積層方向に延伸するように配置される。また、絶縁支持体５は、内部要素の周り、すなわち第１被覆部４の外側に配置される。
【００１６】
絶縁支持体５は、端末金具７同士を連結し、避雷器１０の機械的強度を向上させる。絶縁支持体５は、絶縁物であり比較的強度の高いガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が用いられる。
【００１７】
第２被覆部６は、内部要素と絶縁支持体５とを一体的に被覆する。第２被覆部６には、その外周面にひだが形成されている。ひだは、非直線抵抗素子１の積層方向（以下、軸方向という。）に沿って略等間隔で複数個形成されている。第２被覆部６には、上述したように絶縁性の樹脂材料、例えばシリコーンゴムが用いられる。
【００１８】
次に、避雷器１０の製造方法について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る避雷器の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【００１９】
まず、内部要素の一部を組み立てる（ステップＳ１）。より具体的には、積層された非直線抵抗素子１を押圧ばね２と端子電極３とで挟み込んだ状態で、図示しない冶具によって固定する。次に、組み立てられた内部要素の一部にプライマーを塗布する（ステップＳ２）。より具体的には、非直線抵抗素子１と端子電極３の表面にプライマーを塗布する。プライマーは、例えばシランカップリング剤である。シランカップリング剤を塗布してから、湿度３０％〜８０％の室温環境に約１時間放置することで、シランカップリング剤が遷移状態となる。
【００２０】
次に、シランカップリング剤が遷移状態となっている状態で、常圧下において、非直線抵抗素子１の周囲と端子電極３の一部の周囲に、絶縁性の樹脂材料を接触させて第１被覆部４を形成する（ステップＳ３）。これにより、積層された非直線抵抗素子１同士の隙間の周囲と、非直線抵抗素子１と端子電極３との隙間の周囲に、第１被覆部４が形成される。
【００２１】
第１被覆部４を構成する絶縁性の樹脂材料としては、例えば、主剤と硬化剤の２液混合性で反応硬化タイプのシリコーンゴムを用いる。また、このシリコーンゴムは、室温での粘度が高粘度であるが、高温に加熱することで低粘度になるものを用いる。
【００２２】
ここで、第１被覆部４の常圧下での形成は、例えば、内部要素を低粘度のシリコーンゴム、例えば液状のシリコーンゴムにどぶ漬けしたり、内部要素を回転させながら液状のシリコーンゴムを内部要素の表面に垂らしたりすることで行われる。第１被覆部４は、例えば０．５〜１．０ｍｍの厚さで形成される。
【００２３】
また、内部要素を金型で囲って第１被覆部４を形成する場合には、金型内部の成型部を真空状態にせずに、常圧のまま液状のシリコーンゴムを金型内部の成型部に注入すればよい。上述したように、第１被覆部４の外周面４ａは円滑面で形成されているので、成型部の形状も複雑な形状にする必要がない。そのため、内部を真空状態にしない場合であっても、シリコーンゴムが成型部の隅々まで充填されやすい。なお、液状のシリコーンゴムは、付加反応（例えば加熱による反応）によって硬化する。
【００２４】
次に、冶具を取り外し、内部要素を端末金具７で挟み込むとともに、端末金具７同士を絶縁支持体５で連結する（ステップＳ４）。端末金具７を絶縁支持体５で連結することで、端末金具７間が所定の距離に固定され、押圧ばね２による付勢力を非直線抵抗素子１に加えることができる。
【００２５】
次に、第１被覆部４の外周面にプライマーを塗布する（ステップＳ５）。ステップＳ２と同様に、プライマーとして、例えばシランカップリング剤を用いる。シランカップリング剤を塗布してから、湿度３０％〜８０％の室温環境に約１時間放置することで、シランカップリング剤が遷移状態となる。
【００２６】
次に、シランカップリング剤が遷移状態となっている状態で、内部要素と絶縁支持体５とを一体的に被覆するように第２被覆部６を形成する（ステップＳ６）。第２被覆部６を構成する絶縁性の樹脂材料としては、第１被覆部４と同様に、例えば、主剤と硬化剤の２液混合性で反応硬化タイプのシリコーンゴムを用いる。また、このシリコーンゴムは、室温での粘度が高粘度であるが、高温に加熱することで低粘度になるものを用いる。
【００２７】
第２被覆部６の形成は、内部要素と絶縁支持体５とを金型で囲い、金型内部の成型部に液状のシリコーンゴムを注入することで行われる。また、シリコーンゴムの注入時には、金型は予熱されているとともに、内部の成型部は真空状態とされている。また、シリコーンゴムの注入後は、注入口などを閉塞する。なお、液状のシリコーンゴムは、付加反応（例えば加熱による反応）によって硬化する。
【００２８】
上述したように、第２被覆部６は、その外周面に複数個のひだが形成されている。そのため、金型の成型部の形状は、第１被覆部４を形成するための金型の成型部の形状に比べて複雑になる。しかしながら、成型部を真空状態にしてシリコーンゴムを注入すること、および予熱された金型によって温度が上昇し、シリコーンゴムの体積が膨張することによる内圧の上昇によって、複雑な形状の成型部の隅々までシリコーンゴムが充填されやすくなる。
【００２９】
以上説明したように、第１被覆部４と第２被覆部６とを同じ材料（本実施の形態ではシリコーンゴム）で構成したため、第１被覆部４と第２被覆部６との接着性の向上を図ることができる。したがって、第１被覆部４と第２被覆部６との間で界面剥離が発生するのを抑えることができ、避雷器１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
また、シランカップリング剤が遷移状態となった状態で第２被覆部６が形成されるので、第１被覆部４と第２被覆部６との接着性のより一層の向上を図ることができる。したがって、第１被覆部４と第２被覆部６との間で内部で界面剥離が発生するのをより確実に抑えることができ、避雷器１０の信頼性のより一層の向上を図ることができる。
【００３１】
また、シランカップリング剤が遷移状態となった状態で第１被覆部４が形成されるので、第１被覆部４と非直線抵抗素子１との接着性の向上を図ることができる。したがって、第１被覆部４と非直線抵抗素子１との間で界面剥離が発生するのを抑えることができ、避雷器１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００３２】
また、第１被覆部４を常圧下で形成するので、積層された非直線抵抗素子１同士の隙間や、非直線抵抗素子１と端子電極３との隙間に、絶縁性の樹脂材料が侵入するのを抑えることができる。これにより、避雷器１０の内部での接触不良を抑えることができ、部分放電の発生を抑えて、避雷器１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、積層された非直線抵抗素子１同士の隙間の周囲と、非直線抵抗素子１と端子電極３との隙間の周囲を、第１被覆部４が被覆するので、第２被覆部６を形成する際に、積層された非直線抵抗素子１同士の隙間や、非直線抵抗素子１と端子電極との隙間に絶縁性の樹脂材料が侵入するのを抑えることができる。
【００３４】
特に、第２被覆部６は、真空状態の成型部にシリコーンゴムを注入することや、内圧が上昇することにより、非直線抵抗素子１同士の隙間などにシリコーンゴムが侵入しやすい状態となるが、本実施の形態では、第１被覆部４によって、これらの侵入をより確実に抑えることができる。これにより、避雷器１０の内部での接触不良を抑えことができ、部分放電の発生を抑えて、避雷器１０の信頼性の向上を図ることができる。
【００３５】
また、絶縁支持体５が、内部要素の周り、すなわち第１被覆部４の外側に配置されるので、非直線抵抗素子１と絶縁支持体５との間に第１被覆部４が介在することとなる。これにより、非直線抵抗素子１と絶縁支持体５とが接触してしまうのを防ぐことができる。
【００３６】
特に、第１被覆部４を形成してから絶縁支持体５を配置することで、非直線抵抗素子１と絶縁支持体５とが接触したまま避雷器１０が組み立てられてしまうことを防ぐことができる。これにより、避雷器１０における電界集中などの不具合の発生を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる避雷器は、電気機器の回路を保護する避雷器に有用であり、特に、内部要素を絶縁性の樹脂材料で被覆する避雷器に適している。
【符号の説明】
【００３８】
１  非直線抵抗素子
３  端子電極
４  第１被覆部
４ａ  外周面
５  絶縁支持体
６  第２被覆部
７  端末金具
１０  避雷器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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