专利名称：避雷器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及避雷器及其制造方法，在该避雷器中，设置1个或按照串联叠置的方式设置多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体，形成内部部件，分别将端子电极与该内部部件的两个端部作导电连接，本发明特别涉及避雷器及其制造方法，该避雷器的异常电流通电时的爆炸的危险性极小，并且实现紧凑化。
一般，在电力系统中，因打雷等因素，会产生异常电压(雷电冲击)的场合，为了对电力系统或电力设备防护异常电压，采用避雷器。该避雷器采用在正常电压下呈现绝缘特性，并且在施加异常电压时，呈现低电阻特性的非线性电阻体。
另外，避雷器连接于电力系统与大地之间，在发生异常电压的场合，放电电流流过避雷器，从而限制异常电压。此外，如果电压恢复到正常的状态，则马上停止放电，返回到原始的绝缘状态。
上述避雷器通过下述方式，形成避雷器中的内部部件，该方式为将多个非线性电阻体叠置在一起，该非线性电阻体以氧化锌为主成分，将端子电极与该电阻体的上下两个端部作导电连接，沿径向，均匀地设置多个绝缘杆，以便防止这些非线性电阻体沿径向产生偏移，该非线性电阻体的上下端部通过绝缘螺母紧固。
将该内部部件接纳于绝缘容器中，借助弹簧，将盖覆盖于内部部件的顶端部，施加轴向的压力，从而将上述内部部件固定于绝缘容器的中心。
上述绝缘容器包括采用陶瓷，聚合物树脂的类型，采用聚合物树脂的类型特别称为“聚合物型避雷器”。非线性电阻体的固定方法除了按照上述方式通过绝缘杆进行按压的方法以外，还有比如，象JP特开平1—255437号公报所公开的那样，通过绝缘带进行固定的方法，以及如JP特开平10—55904号公报所公开的那样，通过绝缘网进行固定的方法。
但是，在过去的聚合物型避雷器中，由于在通过绝缘杆对内部部件进行装配时，操作人员必须通过手工作业同时对各部件，例如多个非线性电阻体，与上下两个端子电极进行装配，另外为了将它们形成一体，必须使用绝缘杆，螺母等部件。此外，在将内部部件接纳于聚合物绝缘子时，必须将内部部件固定，为了施加轴向的压力，将该内部部件固定，采用弹簧与盖，这样在装配时，具有不稳定因素。
另外，在通过带或网将非线性电阻体固定的场合，在非线性电阻体的接触面上会产生局部放电，周边的聚合物树脂受到损伤，甚至可能破坏。此外，在超过极限的电流流过避雷器的场合，由于所产生的气体从侧面消散，这样位于侧面的聚合物树脂，带或网发生损坏，损坏的非线性电阻体的碎片可能会朝向避雷器外部飞散。
还有，由于聚合物材料的性能会因使用环境而发生退化，这样人们还要求改善抵抗温度、紫外线等的光、盐害或沙尘的耐侯性。
本发明是针对上述情况而提出的，本发明的目的在于提供一种避雷器及其制造方法，该避雷器使部件数量减少，使制造性提高，实现紧凑化，同时即使在流过超过极限的接地电流的情况下，仍可防止爆发飞散情况。
此外，本发明的另一目的在于提供一种避雷器及其制造方法，该避雷器抑制局部放电的发生，长期保持可靠性，具有优良的耐侯性。
为了实现上述目的，权利要求1涉及的避雷器，其设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体，该非线性电阻体以氧化锌为主成分，将端子电极与其两个端部作导电连接，形成内部部件，其特征在于上述内部部件的周围覆盖有下述绝缘性织布，使该内部部件形成一体，该绝缘性织布中浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂，在该形成一体的内部部件中，通过模浇注聚合物树脂形成绝缘子。
在权利要求1所述的避雷器中，设置1个或叠置多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体，将其与端子电极一起，通过绝缘性织布形成一体，采用聚合物树脂，对它们进行整体模制，形成避雷器，这样无需用于固定这些部分的部件，可使紧凑化。
即使在因超过极限的动作，非线性电阻体产生贯通破坏，另外随着电弧的发生，产生气体，内部压力上升的情况下，由于其周围为绝缘性织布覆盖，这样可防止避雷器爆炸性地飞散开。另外，由于将非线性电阻体接合，这样不产生局部放电，可抑制聚合物树脂形成的绝缘子的性能变差。
权利要求2所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的绝缘性织布通过对绝缘性的单纱或捻纱进行纺织形成，其沿周向呈无端状连续的筒状。
权利要求3所述的避雷器的特征在于构成权利要求2所述的绝缘性织布的单纱或捻纱中的两个不同方向的角度在30～160°的范围内。
在权利要求3所述的避雷器中，由于单纱或捻纱的角度在30～160°的范围内，这样可获得足够的强度。最好上述角度为60°，如果小于30°，超过160°，则纤维产生滑动，不能够获得足够的强度。
权利要求4所述的避雷器的特征在于构成权利要求2所述的绝缘性织布的单纱或捻纱的间距在0．5～5mm的范围内。
在权利要求4所述的避雷器中，由于单纱或捻纱的间距在0．5～5mm的范围内，这样可获得良好的释压特性，与足够的强度。如果上述间距超过5mm，则不能够获得足够的强度，另外如果上述间距小于0．5mm，则所产生的气体不会消散，无法获得改善效果。
权利要求5所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的的绝缘性织布在设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体的上下外缘部附近的位置，形成有释压用开口部。
权利要求6所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的绝缘性织布在设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体的上下外缘部附近的位置，设置有释压用薄弱部。
在权利要求5～6所述的避雷器中，由于均采用绝缘性织布中的网眼堵塞的织法，在位于非线性电阻体的上下端部的绝缘性织布上设置有开口部，或作为释压用薄弱部，设置有比如，绝缘性织布的弯折部、绝缘性织布的缺口部、纤维的织法变粗的部分、绝缘性树脂少于其它的部分的部分，这样在由于超过极限的动作而产生电弧的场合，在非线性电阻体、绝缘性织布或绝缘子的界面上流过短路电流，该电弧通过绝缘性织布的开口部或薄弱部而与上下的端子电极导通，与此同时，内部所产生气体沿上下方向消散。其结果是，即使在流过过大的电流的情况下，仍可使非线性电阻体保留在绝缘性织布的内部，可防止爆炸性的飞散。
权利要求7所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂包含填料，其含量在0．5～40％的范围内。
在权利要求7所述的避雷器中，由于聚合物树脂包含填料，其含量在0．5～40％的范围内，这样在保持作为聚合物树脂的弹性的同时，可改善耐侯性。最好上述含量在20～38％的范围内，如果该含量小于0．5％，则聚合物树脂形成的绝缘子的疏水性的恢复时间为24个小时，无法改善耐侯性，另外如果上述含量超过40％，则聚合物树脂形成的绝缘子的弹性受到损害。
权利要求8所述的避雷器的特征在于上述权利要求7所述的填料由SiO2，TiO2中的至少一种材料形成。
权利要求9所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂包含有Pt、Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg，其含量在1～50ppm的范围内。
在权利要求9所述的避雷器中，由于上述聚合物树脂包含有Pt、Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg，其含量在1～50ppm的范围内，这样可在保持作为聚合物树脂的弹性的同时，改善耐侯性。最好上述含量在5～30ppm的范围内，如果该含量小于1ppm，则聚合物树脂形成的绝缘子的疏水性的恢复时间为20个小时，无法改善耐侯性，另外如果上述含量超过50ppm，则聚合物树脂形成的绝缘子的弹性受到损害。
权利要求10所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂的胶硬度(ゴ厶硬度)在30～60的范围内。
在权利要求1O所述的避雷器中，由于聚合物树脂的胶硬度在30～60的范围内，这样可提高耐沙尘特性。在这里，如果胶硬度小于30，则绝缘子难于保持伞状，另外如果胶硬度大于60，则容易受到损伤。
权利要求11所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂的分子量为在2000～8000的低分子量。
在权利要求11所述的避雷器中，由于上述聚合物树脂的分子量为在2000～8000的低分子量，这样可获得良好的短路特性和耐侯性。在这里，在上述聚合物树脂的分子量小于2000，大于8000的场合，不能够获得良好的短路特性与耐侯性。
权利要求12所述的避雷器特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂的抗漏电性在3．5～5．5kV的范围内。
在权利要求12所述的避雷器中，由于上述聚合物树脂的抗漏电性在3．5～5．5kV的范围内，这样可获得良好的短路特性和耐侯性。在这里，当抗漏电性小于3．5kV时，在耐侯性试验中己确认，绝缘子折起(ひだ)部表面的漏电电流增加，产生寿命特性方面的问题。另外，如果抗漏电性超过5．5kV，则在耐侯性的试验中己确认，产生电晕放电。
虽然该电晕放电的发生原因未明确，但是可认为，如果提高抗漏电性，则在绝缘子的折起部的表面上容易积蓄电荷，如果它超过一定限度，则其与电晕放电有关。另外，如果产生电晕放电，由于有机物发生碳化，这样其寿命性能降低。
权利要求13所述的避雷器的特征在于上述权利要求1所述的聚合物树脂中的母液与硬化剂的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内。
在权利要求13所述的避雷器中，由于母液与硬化剂的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内，这样混合条件良好。最好上述比例为1∶1，如果超出上述1∶0．9～1∶1．1的范围，则无法获得希望的混合条件。
权利要求14所述的避雷器的特征在于按照重量百分比计，每当相对上述权利要求1所述的聚合物树脂中的母液含量为100％，硬化剂的含量为100％的情况，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内。
在权利要求14所述的避雷器中，由于按照重量百分比计，每当相对母液含量为100％，硬化剂的含量为100％的情况，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内，这样可对绝缘子进行着色，从而避免避雷器内部受到紫外线的影响。在这里，按照重量百分比计，如果上述着色剂的含量小于0．05％，则无法获得着色剂的效果，如果该含量超过2．0％，则其耐侯性变差。
权利要求15涉及下述避雷器的制造方法，其特征在于该方法包括下述步骤设置1个或按照串联叠置的方式设置多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体，将端子电极与其两个端部作导电连接，形成内部部件；在该内部部件的周围覆盖下述绝缘性织布，使该内部部件形成一体，在该绝缘性织布中浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂；之后将该形成一体的内部部件放置于模具内部，从注射模塑机，将混合有母液，硬化剂，着色剂的聚合物树脂注入到上述模具内部，使其在该模具内部硬化，形成绝缘子。
权利要求16所述的方法的特征在于上述权利要求15所述的注射模塑机通过从分别容纳有母液，硬化剂，着色剂的相应材料罐，将相应材料通入与其内部设置有多个混合用螺旋叶片的管状混合容器，进行混合，之后将混合材料注入模具内。
权利要求17所述的方法的特征在于在通过模浇注聚合物树脂之前，预先对在权利要求15所述的内部部件的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布而形成一体的整体件的表面进行涂底料处理。
权利要求18所述的方法的特征在于注入到权利要求15所述的模具内的聚合物树脂中的母液与硬化剂的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内。
权利要求19所述的方法的特征在于按照重量百分比计，每当相对浇注到权利要求15所述的聚合物树脂中的母液含量为100％，硬化剂的含量为100％的情况，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内。
图1为表示本发明的避雷器的一个实施例的剖视图；图2(A)，(B)，(C)为表示本发明的避雷器的制造方法的一个实施例的制造步骤的说明图。
图3为表示图2(C)的管状混合容器的剖视图。
下面根据附图，对本发明的实施例进行描述。
第1实施例图1为表示本发明的避雷器的一个实施例的剖视图。
如图1所示，多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体1相互通过导电性粘接剂，以导电方式连接，由此，将多个非线性电阻体1叠置在一起，形成叠层体，将端子电极2与该叠层体的上下两个端部作导电连接，从而构成内部部件3。
通过浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布4覆盖该内部部件3，并且将该绝缘性织布4的上下两个端部以夹持于形成于端子电极2上的台阶部5与固定件6之间的方式于固定，使它们形成一体，之后在形成一体的内部部件3上，通过模浇注聚合物树脂，形成绝缘子7。
上述非线性电阻体1为具有非线性电阻特性的氧化锌烧结体，其适合于通过导电方式将这些烧结体连接，叠置在一起，形成叠层体，或，在氧化锌之间的导电连接处，为了增加连接强度，在氧化锌烧结体与氧化锌烧结体之间，插入具有导电性的金属电极，通过导电式连接，将这些烧结体叠置在一起，形成叠层体。另外，虽然在本实施例中，多个非线性电阻体1通过导电方式连接，叠置在一起，但是并不限于此情况，也可由1个非线性电阻体形成。
另外，覆盖内部部件3的绝缘性织布4为在下述绝缘布中，浸渗有热硬化性树脂的类型，该绝缘布由比如，玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维(アラミ ド纤维)、氧化铝纤维(アルミナ纤维)、聚酯纤维等的经纱与纬纱形成，该热硬化树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等的绝缘性树脂。另外，作为绝缘性织布4的形状，一般为片状，但是在本实施例的避雷器中，该布采用下述类型，即对绝缘性的单纱或捻纱进行纺织，其织法沿周向呈无端状保持连续，该布的形状为筒状。还有，构成绝缘性织布4的单纱或捻纱的，不同的两个方向的角度在30～160°的范围内，其间距设定在0．5～5mm的范围内。
此外，在端子电极2的台阶部5的顶部上，加工有螺纹部8，使比如，垫片或螺母等的固定件6与该螺纹部8螺合，通过该固定件6，将绝缘性织布4的上下两个端部紧固。还有，在台阶部5上，形成有圆角部9。
形成绝缘子7的聚合物树脂采用，比如以二甲基聚硅氧烷(ジメチルポリシロキサン dimethyl polysiloxane)为主成分的硅树脂(シリ コ ン树脂)，其所包含的填料含量在0．5～40％的范围内，该填料由SiO2，TiO2中的至少一种的材料形成。另外，上述硅树脂也可包含作为催化剂的Pt、Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg在1～50ppm的范围内。另外，聚合物树脂的胶硬度在30～60ppm的范围内，其为分子量在2000～8000的低分子量，其抗漏电性设定在3．5～5．5kV的范围内。
下面对本实施例的避雷器的作用进行描述。
首先，由于避雷器中的内部部件3为绝缘性织布4覆盖而形成一体，这样其装配非常简单，容易作业，另外，由于采用绝缘性织布4代替绝缘杆，绝缘螺母和弹簧，将内部部件3固定，这样可减少部件数量，获得结构上稳定的内部部件3，并且容易获得特性波动很小的内部部件3。即，将多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体1叠置在一起，将其与端子电极2一起，通过绝缘性织布4形成一体，采用聚合物树脂，通过模子对它们一起浇注，形成绝缘子7，由此无需用于固定这些部分的部件，可望紧凑化。
即使由于超过极限的动作，非线性电阻体1产生贯通破坏，另外随着电弧的发生，产生气体，内部压力增加的情况下，由于周围为绝缘性织布4覆盖，这样可防止避雷器爆炸性地飞散开。另外，由于将非线性电阻体1接合，这样不会产生局部放电，可抑制由聚合物树脂形成的绝缘子7的性能变差。
此外，由于在与非线性电阻体1中的上下两个端部连接的端子电极2处，形成有台阶部5，在该台阶部5与固定件6之间，夹持有覆盖内部部件3的绝缘性织布4的端部，该端部通过固定件6紧固，可对内部部件3施加沿轴向的压力，这样即使在由于稀少发生的超过极限的动作，非线性电阻体1产生贯通破坏，另外随着电弧的发生，产生气体，内部压力增加的情况下，气体从绝缘性织布4中的网眼部分的聚合物树脂部分沿径向吹出，仅仅由聚合物树脂形成的绝缘子7部分地破损，这样可防止该绝缘子7爆炸性地飞散开于未然。
由于绝缘性织布4为由比如，玻璃纤维等的经纱与纬纱形成的绝缘布，在其上浸渗有环氧树脂或聚酯树脂等的绝缘性的热硬化性树脂而成，这样制造容易，在成本方面也是良好的。此外，由于绝缘性织布4呈筒状，可刚好依次将多个非线性电阻体1和端子电极2插入其中，这样装配作业简单，可使制作性提高。
还有，筒状的绝缘性织布4的两个端部是通过弯折到形成于端子电极2上的台阶部5上，之后通过固定件6固定的。即，在端子电极2中的台阶部5的顶部，加工有螺纹部8，通过固定件6，将绝缘性织布4的端部紧固。此外，由于在台阶部5上形成有圆角部9，这样容易进行卷绕绝缘性织布4时的作业，接合状态也是良好的。
另外，在片状的绝缘性织布的场合也同样，在内部部件3中卷绕2～3圈之后，将绝缘性织布中的片端部固定，由此，非线性电阻体1和端子电极2，与绝缘性织布一起形成一体，从而可施加轴向的压力。
由于构成绝缘性织布4的单纱或捻纱中的不同的两个方向的角度在30～160°的范围内，这样可获得足够的强度。其角度最好为60°，如果上述角度小于30°，超过160°，纤维产生滑动，不能够获得足够的强度。
由于单纱或捻纱之间的间距在0．5～5mm的范围内，这样压力释放特性良好，可获得足够的强度。如果上述间距超过5mm，则不能够获得足够的强度，此外，如果上述间距小于0．5mm，则所产生的气体不会消失，从而不会获得改善效果。
如果绝缘性织布4在按照串联地叠置多个的方式设置的非线性电阻体1的上下外缘部附近的位置，如设置有释压用的开口部、绝缘性织布4的弯折部、绝缘性织布4的缺口部、纤维的织法变粗的部分、相对其它的部分，绝缘性树脂较少的部分等的释压用的薄弱部的话，则在由超过极限而产生电弧的场合，在非线性电阻体1、绝缘性织布4、绝缘子7的界面处流过短路电流，上述电弧通过绝缘性织布4的开口部或薄弱部，与上下的端子电极导通，与此同时，内部所产生的气体沿上下方向消散。其结果是，即使有过大的电流流过的情况下，非线性电阻体1仍可保留在绝缘性织布4的内部，可防止爆炸性的飞散。
由于由聚合物树脂形成的绝缘子7包含0．5～40％的填料，则在保持作为聚合物的弹性的同时，可改善耐侯性。上述含量最好在20～38％的范围内，如果小于0．5％，则由聚合物树脂形成的绝缘子7的疏水性的恢复时间为24个小时，这样耐侯性未改善，另外，如果上述含量超过40％，则由聚合物树脂形成的绝缘子的弹性受损。
由于由聚合物树脂形成的绝缘子以Pt、Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg作为催化剂，其含量在1～50ppm的范围内，这样在保持作为聚合物树脂的弹性的同时，可改善耐侯性。最好上述含量在5～30ppm的范围内，如果小于1ppm，则由聚合物树脂形成的绝缘子7的疏水性的恢复时间为20个小时，这样耐侯性未改善，另外，如果上述含量超过50ppm，则由聚合物树脂形成的绝缘子7的弹性受损。
此外，由于聚合物树脂的胶硬度在30～60的范围内，则可提高耐沙尘特性。在这里，当胶硬度小于30时，绝缘子难于保持伞状，另外如果胶硬度超过60，则容易损伤。此外，由于聚合物树脂的分子量为在2000～8000范围内的低分子量，这样可得到良好的短路特性和耐侯性。在这里，如果聚合物树脂的分子量小于2000，超过8000，则不能够同时获得良好的短路特性与耐侯性。
由于聚合物树脂的抗漏电性在3．5～5．5kV的范围内，这样可获得良好的短路特性与耐侯性。在这里，当抗漏电性小于3．5kV时，在耐侯性的试验中，确认绝缘子7中的折起部表面的漏电增加，具有寿命特性方面的问题。还有，如果抗漏电性超过5．5kV，则在耐侯性的试验中，确认产生电晕放电。
由于聚合物树脂中的，母液与硬化剂之间的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内，这样混合条件良好。最好该比例为1∶1，如果超出1∶0．9～1∶1．1的范围，则无法获得希望的混合条件。
下面根据图2(A)～(C)，对本实施例的避雷器的制造方法进行描述。
首先，如图2(A)所示，通过导电性粘接剂，将多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体1作导电连接，将它们按照串联方式叠置，通过导电性粘接剂，将端子电极2与上述叠层体的上下两个端部分别作导电连接，形成内部部件3。
接着，如图2(B)所示，在内部部件3的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布4而将内部部件3形成一体。
之后，如图2(C)所示，在形成有伞状的腔的模具10内部，设置上述形成一体的内部部件3，采用注射模塑成型机11，从其浇注口10a，将混合有母液，硬化剂，着色剂的聚合物树脂注入到模具10内部，在该模具10内部，使上述树脂硬化，形成绝缘子7，通过这样的方法，制造本在这里，注射模塑成型机11从分别容纳有母液，硬化剂，着色剂的母液罐12，硬化剂罐13，着色剂罐14，通过压送泵15供给管状混合容器16，使母液，硬化剂，着色剂通入该管状混合容器16中，对这些成分进行混合，之后将其灌注到模具10内部。如图3所示，在该管状混合容器16的内部，设置有多个混合用螺旋叶片17。另外，从排出口10b，通过真空泵等的抽吸机构，吸引浇注到模具10内部的剩余的聚合物树脂。
另外，最好在通过模浇注聚合物树脂之前，预先对为绝缘性织布4包覆的，形成一体的整体件的表面进行涂底料处理。由此，容易将聚合物树脂与上述整体件接合。
此外，在母液罐12的内部，容纳有聚合物树脂，Pt等的催化剂，以及SiO2，TiO2等的填料。在硬化剂罐13的内部，容纳有聚合物树脂，RSiX(R=甲基等，X=甲氧基等)的硬化剂。
还有，浇注到模具10内部的聚合物树脂中的，母液与硬化剂之间的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内，另外，按照重量百分比计，每当相对上述母液的含量为100％，硬化剂的含量为100％的场合，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内，该着色剂采用以二甲基硅(ヅメチルシリ コン，dimethyl silicon)、钛、碳中的任何一种作为主成分的着色剂。
如果按照上述方式，采用本实施例的避雷器的制造方法，由于将端子电极2与叠置在一起的非线性电阻体的两个端部作导电连接，形成内部部件3，在该内部部件3的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的聚合物树脂的绝缘性织布4，将该内部部件形成一体，之后将形成一体的内部部件3设置于模具内部，从注射模塑成型机11，将混合有母液，硬化剂，着色剂的聚合物树脂浇注到模具10的内部，在该模具10内硬化，从而可形成绝缘子7，这样便可提高制造效率，可制造高品质的避雷器。
另外，如果采用本实施例的避雷器的制造方法，按照重量百分比计，每当相对母液的含量为100％，硬化剂的含量为100％的场合，着色剂的添加量在0．05～2．0的范围，这样可对绝缘子进行着色，避免避雷器内部受到紫外线的影响。在这里，当按照重量百分比计，着色剂的添加量小于0．05％时，则无法获得着色剂的效果，如果按照重量百分比计，上述添加量超过2．0％，则有耐侯性变差的倾向。
下面对本实施例的具体的实例进行描述。第1实例通过低熔点金属，将3个非线性电阻体1和2个端子电极2叠置在一起，该非线性电阻体1的直径为30mm，高度为30mm，以氧化锌为主成分，上述端子电极2上加工有螺纹部8，该电极2呈规定形状，通过加热，将上述非线性电阻体1与端子电极2连接。接着，预先将玻璃纤维形成直径约为0．5mm的捻纱，制成沿周向没有断点的筒状的织布。捻纱所形成的角度为60°，其间距为3mm。
在该织布上，浸渗环氧树脂，按照规定长度将其切断，插入非线性电阻体1。将绝缘性织布4的端部限制在端子面上，通过作为固定件6的螺母，将该端部固定。
在160℃的温度下，对该非线性电阻体1的整体件加热1个小时，使作为聚合物树脂的环氧树脂固化。接着，在进行涂底料处理后，将上述整体件设置于形成有伞状的腔的模具10中，按照聚合物树脂的母液与硬化剂之间的比例为1∶1的方式，供给注射模塑成型机11，按照未混入气泡的方式，通过具有多个混合用螺旋叶片17的管状混合容器16，进行混合，从浇注口10a浇注到模具10内。另外，在160℃的温度下，加热2个小时，使聚合物树脂硬化，从而获得避雷器。在这里，从排出口10b，将浇注到模具10中的剩余的聚合物树脂吸出。
另外，在本实例中，作为聚合物树脂，采用以二甲基聚硅氧烷为主成分的硅树脂。
按照避雷器国际标准[IEC60—99—4(1999)]，对按照上述方式制成的避雷器，进行短路试验。在该试验中，施加为避雷器动作开始电压的1．1倍的电压5～10分钟，之后接通短路电流。在此试验中，即使在流过34kA的短路电流的情况下，仍没有爆炸性的飞散情况，非线性电阻体1也不飞散开，获得良好的结果。本实例的避雷器为5kA等级，其标准为5kA，但是可确认本实例可一直适用到上述以上的等级。
在本实例的避雷器中，由于将非线性电阻体1接合，通过绝缘性树脂进行硬化，以绝缘性织布4使它们形成一体，采用聚合物树脂，通过模将它们浇注在一起，这样可提供体积较小的，释压特性优良的避雷器。
在本实例的避雷器中，构成绝缘性织布4的捻纱的角度为60°，但是可确认，即使在该角度在30°～160°的范围内的情况下，同样仍可获得良好的结果。如果上述角度小于30°，大于160°，则纤维产生滑动，从而不能够获得足够的强度。
再有，在本实例的避雷器中，捻纱的间距为3mm，但是即使在该间距在0．5～5mm的范围内的情况下，同样仍可获得良好的释压特性。另外，在本实例中，形成直径为0．5mm的捻纱，但是并不限于此情况，可确认即使在单纱的情况下，仍可获得同样的效果。
另外，由于非线性电阻体1与端子电极2直接接合，这样在本实例中，不产生局部放电，未确认有聚合物树脂的性能变差的情况，可获得良好的避雷器。
此外，在本实例中，采用以二甲基聚硅氧烷为主成分的硅树脂，但是可确认，即使在为改用其它的烷基或苯基，以代替甲基的其它的硅树脂的情况下，仍可形成同样的避雷器，获得同样的效果。
还有，虽然硅树脂中的主要成分与硬化剂之间的比例在1∶1时，为最佳的混合条件，但是可确认，当相对该主要成分，硬化剂的含量在90～110％的范围内时，获得同样的效果。
再有，可确认，即使在相对硅材料，着色剂的添加量小于2％的情况下，仍获得同样的结果。
第2实例在该第2实例中，与上述第1实例相同，将非线性电阻体1与端子电极2接合，预先按照与第1实例相同的方式，通过玻璃纤维制造筒状的织布。从外表看，捻纱之间的网眼是堵塞的。在该织布上浸渗有环氧树脂，按照规定长度将其切断，插入非线性电阻体1。在所连接的非线性电阻体1中的最顶面与最底面的外缘部附近，形成直径为2mm的开口部。接着，按照与第1实例相同的方式，获得避雷器。
与第1实例相同，对按照此方式形成的避雷器进行短路试验，其结果是，即使在短路电流为38kA的情况下，仍不产生爆发性的飞散情况，非线性电阻体1也不分散开，获得良好的结果。
在本实例中，即使在采用绝缘性织布中的网眼堵塞的织法的情况下，由于在非线性电阻体1的叠层体的上下端部处设置有开口部，这样在因超过极限而产生电弧的场合，非线性电阻体1，绝缘性织布4，或绝缘子7的界面上流过短路电流，电弧通过绝缘性织布4中的开口部，与上下的端子电极2导通，与此同时，内部产生的气体沿上下方向消散。其结果是，可认为，即使在流过过大的电流的情况下，非线性电阻体1仍可保留在绝缘性织布4的内部，可防止爆炸性的飞散。
另外，即使在通过弯折部，缺口部，玻璃纤维的织法变粗的部分，聚合物树脂少于相对其它的部分的部分，代替上述开口部，而形成薄弱部的情况下，仍可获得同样的特性。
第3实例在该第3实例中，与上述第1实例相同，将非线性电阻体1与端子电极2接合，在通过绝缘性织布4，将它们形成一体之后，对其进行涂底料处理，预先在硅树脂中添加作为填料的40％的SiO2，按照与第1实例相同的方式，制造避雷器。
与第1实例相同，对按照此方式形成的避雷器进行短路试验，其结果是，即使在短路电流为33kA的情况下，仍不产生爆发性的飞散情况，非线性电阻体1也不分散开，获得良好的结果。另外，在本实例中，显见耐侯性得以改善。即，在盐水喷雾中，施加使用电压1000小时，之后，将蒸馏水滴落到作为绝缘子7的聚合物伞形体上，对其接触角进行测定，比较达到初始值的恢复时间，对疏水性进行评价。
在本实例中，恢复时间为2个小时，相对该情况，同样地对第1实例进行测定以便比较，其恢复时间为大于24个小时，在本实例中，可确认耐侯性得以改善。
另外，可确认，即使在添加40％的TiO2以代替SiO2的情况下，仍获得同样的效果。另外，如果SiO2或TiO2的含量大于40％，由于作为聚合物的胶体的特性受到影响，强度降低，这样未获得改善效果。
此外，预先在硅树脂中添加50ppm的Pt，按照同样方式制造避雷器。对按照上述方式制造的避雷器，进行短路试验，短路电流38kA，获得同样的良好的结果。
还有，同样在耐侯性试验中，恢复时间为2个小时，该情况是良好的。另外，在聚合物树脂中，添加50ppm的Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg，以代替Pt，制造避雷器，按照相同方式进行评价，可确认在短路试验，耐侯性试验中，均获得同样的良好结果。如果添加量超过50ppm，由于聚合物的胶体的特性受到影响，其强度降低，这样未获得改善效果。
第4实例在第4实例中，与上述第1实例相同，将非线性电阻体1与端子电极2接合，在通过绝缘性织布4将它们形成一体后，进行涂底料处理，预先对硅树脂的聚合度进行调整，以分子量为3500的树脂作为聚合物材料。接着，按照与第1实例相同的方式，制造避雷器。
与第1实例相同，对按照上述方式制造的避雷器，进行短路试验，其结果是，即使在短路电流为40kA的情况下，仍不产生爆炸性的飞散情况，非线性电阻体也不分散开，获得良好的结果。另外，在本实例中，显见，耐侯性得以改善。即，在该试验中，在盐水喷雾中，在施加使用电压1000小时后，蒸馏水滴落到作为绝缘子7的聚合物伞上，测定其接触角，对达到初始值的恢复时间进行比较，评价疏水性。可确认在本实例中，恢复时间为半个小时，耐侯性得到进一步改善。此外，硅树脂的聚合度从2000变到8000，对硅树脂进行调整，按照同样方式制造避雷器，对其进行评价，可确认，同样获得良好的短路特性，耐侯性。
第5实例在该第5实例中，与第1实例相同，经过到硅树脂浇注之前的步骤，调整硅的加热温度与加热时间，该硅的胶硬度在30～60的范围内，制造避雷器。
按照与第1实例相同的方式，对按照此方式制造的避雷器，进行短路试验，其结果是，即使在短路电流为36kA的情况下，仍不产生爆破性飞散的情况，非线性电阻体也不飞散开，获得良好的结果。另外，同样在耐侯性试验中，恢复时间为1．5个小时，该情况是良好的。此外，在本实例中，显见耐沙尘特性得以改善。即，通过WA#240，进行喷砂(blast)试验，胶硬度小于60，由于其弹性，倒可以面对排拒粒子，如果胶硬度超过60，则受到粒子的冲击，产生损伤。另外，如果胶硬度小于30，则不能够保持伞形状，这样对避雷器来说是不适合的。
第6实例在该第6实例中，按照与上述第1实例相同的方式，经过到浇注硅树脂之前的步骤，对硅的加热温度和加热时间进行调整，使硅树脂的抗漏电特性大于3．5kV，制造避雷器。
按照与第1实例相同的方式，对按照此方式制造的避雷器，进行短路试验，其结果是，即使在短路电流为36kA的情况下，仍不会产生爆炸性的飞散的情况，非线性电阻体也不飞散开，获得良好的结果。另外，同样在耐侯性试验中，恢复时间为1．5个小时，该情况是良好的。
如上所述，本发明的避雷器，在内部部件的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布，使其形成一体，在该形成一体的内部部件中，通过模浇注聚合物树脂，形成绝缘子，由此在装配时，使部件数量减少，从而作业容易，没有使装配后的输送，安装时等发生内部部件脱落等的不确定因素。此外，即使在超过极限的动作的情况下，仍可防止避雷器的爆炸性的飞散，可提供安全性和耐侯性优良的避雷器。
此外，本发明的避雷器的制造方法，由于将端子电极与叠置在一起的非线性电阻体的两端作导电连接，形成内部部件，在该内部部件的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布，使其形成一体，之后将该形成一体的内部部件设置于模具内部，从注射模塑机，将混合有母液，硬化剂，着色剂的聚合物树脂注入到模具内，使其在该模具内部硬化，从而形成绝缘子，这样制造效率提高，可制造高品质的避雷器。
权利要求
1．一种避雷器，其设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体，该非线性电阻体以氧化锌为主成分，将端子电极与其两个端部作导电连接，形成内部部件，其特征在于上述内部部件的周围覆盖有浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布，使该内部部件形成一体，在该形成一体的内部部件中，通过模浇注聚合物树脂，形成绝缘子。
2．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述绝缘性织布通过对绝缘性的单纱或捻纱进行纺织形成，其沿周向呈无端状保持连续的筒状。
3．根据权利要求2所述的避雷器，其特征在于构成绝缘性织布的单纱或捻纱中的两个不同方向的角度在30～160°的范围内。
4．根据权利要求1～3中的任何一项所述的避雷器，其特征在于构成绝缘性织布的单纱或捻纱的间距在0．5～5mm的范围内。
5．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述绝缘性织布在设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体的上下外缘部附近的位置，形成有释压用开口部。
6．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述绝缘性织布在设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个非线性电阻体的上下外缘部附近的位置，设置有释压用薄弱部。
7．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂包含填料，其含量在0．5～40％的范围内。
8．根据权利要求7所述的避雷器，其特征在于上述填料由SiO2，TiO2中的至少一种材料形成。
9．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂包含有Pt、Fe、Ni、Ca、Mn、Na、K、Mg，其含量在1～50ppm的范围内。
10．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂的胶硬度在30～60的范围内。
11．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂的分子量为在2000～8000的低分子量。
12．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂的抗漏电性在3．5～5．5kV的范围内。
13．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于上述聚合物树脂中的母液与硬化剂的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内。
14．根据权利要求1所述的避雷器，其特征在于按照重量百分比计，相对上述聚合物树脂中的母液含量为100％，硬化剂的含量为100％的情况，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内。
15．一种避雷器的制造方法，其特征在于该方法包括下述步骤设置1个或按照串联叠置的方式设置多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体，将端子电极与该两个端部作导电连接，形成内部部件，在该内部部件的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布，使该内部部件形成一体，之后将该形成一体的内部部件放置于模具内部，从注射模塑机将混合母液，硬化剂，着色剂的聚合物树脂注入到上述模具内部，使其在该模具内部硬化，形成绝缘子。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于上述注射模塑机通过从分别容纳有母液，硬化剂，着色剂的相应材料罐，将相应材料通入与其内部设置有多个混合用螺旋叶片的管状混合容器，进行混合，之后将混合材料注入模具内。
17．根据权利要求15所述的方法，其特征在于在通过模浇注聚合物树脂之前，预先对在内部部件的周围覆盖浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布而形成一体的整体件进行涂底料处理。
18．根据权利要求15所述的方法，其特征在于注入到模具内的聚合物树脂中的母液与硬化剂的比例在1∶0．9～1∶1．1的范围内。
19．根据权利要求15所述的方法，其特征在于按照重量百分比计，相对上述聚合物树脂中的母液含量为100％，硬化剂的含量为100％的情况，着色剂的添加量在0．05～2．0％的范围内。
全文摘要
本发明的目的在于减少部件数量,提高制造性,使紧凑化,同时即使在有超过极限的接地电流流过的情况下,仍可防止爆炸,飞散。一种避雷器,其设置有1个或按照串联叠置的方式设置有多个以氧化锌为主成分的非线性电阻体(1),将端子电极(2)与其两个端部作导电连接,形成内部部件(3),将其周围覆盖有浸渗有通过加热而硬化的绝缘性树脂的绝缘性织布(4),使该内部部件形成一体,通过模浇注聚合物树脂于其中,形成绝缘子(7)。
文档编号H01T4/04GK1280372SQ00109810
公开日2001年1月17日 申请日期2000年7月7日 优先权日1999年7月9日
发明者岛上圭祐, 蝦名雅彦, 户田弘明, 菅雅弘, 石崎义弘, 清水信行, 铃木洋典, 成田广好, 平野嘉彦, 宇田川刚, 安藤秀泰, 谷口安彦, 花井正广 申请人:株式会社东芝