NO170790B - Fremgangsmaate for fremstilling av lynavleder - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en lynavleder.

En sådan lynavleder er en anordning som anbringes mellom en fase og jord i en høyspenningsledning for å begrense ampli-tuden og varigheten av atmosfæriske overspenninger (lynnedslag eller induksjonsfenomener i lederne) eller tilfeldige elektriske overspenninger på nettet (driftssvingninger).

Lynavlederens arbeidsfunksjon går da ut på for det første å motstå normale driftsspenninger på permanent basis og for det andre å slippe igjennom de høye utladningsstrømmer som opptrer under kortvarige overspenninger, for derved å beskytte linjens apparatutstyr (transformatorer o.l.).

Sådanne arbeidsfunksjoner oppnås i alminnelighet ved hjelp av en kjerne utført i et material av varistortype, f.eks. på grunnlag av sinkoksyd, ZnO, hvis elektriske motstand i høy grad er en ulineær funksjon av den påtrykte spenning.

Denne ulineære arbeidskarakteristikk gjør at en sådan lynavleder slipper igjennom: - en lav strøm (f.eks. omtrent 0,5 mA/cm<2>) når driftsspenning-en permanent påtrykkes lynavlederen, som da oppviser en meget høy motstand, idet denne strøm er hovedsakelig av kapasitiv art siden den relative dielektrisitetskonstant for

sådanne varistorer er meget høy, og

- en høy strøm, som kan være flere titalls kiloampere, når den påtrykte spenning når en utløsningsterskel, over hvilken varistorens motstand blir meget lav.

Fra europeisk patentsøknad EP-A-0.196.370 er det kjent en lynavlederkonstruksjon som omfatter en sentral kjerne utført i et material av varistortype, to endebeslag som er gjenget og limt på ytterendene av kjernens sidevegg, samt to mellom-liggende fjærblad mellom ytterendene av kjernen og endebeslagene, mens en isolerende kappe med finner er anordnet omkring sammenstillingens sidevegg. En sådan utførelse har imidlertid ulemper, da den for det første krever maskinbearbeiding av kjernens ytterender og sådan bearbeiding lett kan føre til skade av kjerneendene ved at det dannes sprekker eller brudd, og for det andre krever at endebeslagene limes, hvilket kan forstyrre deres elektriske kontakt med kjernens ytterender.

Fra britisk patentsøknad GB-A-2.073.965 er det likeledes kjent en lynavleder hvis sentrale kjerne omfatter flere stablede sylinderformede pelleter av varistormaterial samt med to endebeslag som bringes i kontakt med pelletene ved hjelp av fjærblad. Denne sammenstilling holdes mekanisk sammen av et hylster av varmekrympbart material og utført i ett stykke. En sådan fremgangsmåte er vanskelig å utøve og derfor kostnads-krevende .

Foreliggende oppfinnelse har derfor som formål å forenkle lynavlederfremstillingen og derved også senke fremstillings-omkostningene.

Oppfinnelsen gjelder således en fremgangsmåte for fremstilling av en lynavleder som omfatter en sentral kjerne av hovedsakelig rotasjonssymmetrisk form og med minst en våristor, to endebeslag av metall samt en ytre kappe av isolerende material.

På denne bakgrunn av kjent teknikk har så fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at nevnte metallbeslag støpes på de i det minste delvis metalliserte ytterender av den sentrale kjerne, hvorpå nevnte ytre kappe, som utføres i sammensatt material, støpes på plass over kjernen og i det minste en del av endebeslagene.

Uttrykket "sammensatt material" dekker her elastomerer, EPDM (dien-holdig etylen-propylen-gummi) , silikoner o.l., samt harpikser, som eventuelt kan være tilsatt fyllmaterial (epoksyharpiks, osv.).

Metallet i endebeslagene er av en sådan art at dets smelte-temperatur er av størrelsesorden 400°C. Det dreier seg da om f.eks. om sink, bly, tinn, aluminium og legeringer av disse metaller, slik som Zamak®.

Hvis den sentrale kjerne er utført i ett stykke, støpes endebeslagene direkte på dens ytterender.

Hvis kjernen er satt sammen av flere parallellmonterte staver av samme lengde og med hovedsakelig sirkulær symmetri, vil påstøpingen av endebeslagene tjene til å opprette en forenet sammenstilling, og påstøpingen av den ytre kappe vil utover dette, fylle tomrommene mellom stavene'.

Hvis den sentrale kjerne omfatter flere pelleter som er stablet på hverandre, kan den avstives på forhånd ved hjelp av midler som er uavhengig av endebeslagene, hvilket utgjør en betraktelig forenkling sammenlignet med tidligere kjente fremgangsmåter.

Denne avstivning av pelletstabelen kan f.eks. oppnås ved sammenpresning under oppvarming, idet metallsjikt av en viss tykkelse legges inn mellom to flater i innbyrdes kontakt og høyt trykk påføres ved høy temperatur. Denne prosess kan også utføres på forenklet måte ved støping eller innføring av metall mellom tilstøtende sider av pelletene mens de er anordnet i en støpeform.

Ytterligere særtrekk og fordeler ved foreliggende oppfinn-elsesgjenstand vil fremgå av beskrivelsen nedenfor av ikke-begrensende utførelseseksempler, under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en lynavleder

i henhold til oppfinnelsen og med en eneste varistor, fig. 2A viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en lynavleder i henhold til oppfinnelsen og med flere sammenstilte

varistorer,

fig. 2B viser et tverrsnitt langs linjen II-II i fig. 2A, og

fig. 3 og 4 er skjematiske lengdesnitt gjennom to forskjellige,

utførelsesvarianter av lynavlederen i henhold til oppfinnelsen, og som omfatter flere sammenstilte varistorer. 1 fig. 1 er det vist en kjerne 1 av et material av varistortype, f.eks. på grunnlag av sinkoksyd. Denne kjerne, som har hovedsakelig sylinderform om en akse 4, oppviser to ytterender 2 og 3 som er påført et metallbelegg. Kjernen behøver ikke nødvendigvis være regelmessig, og heller ikke behøver ytterendene 2 og 3 være fullstendig plane og vinkelrette på aksen 4. Ved å støpe endebeslagene 5 og 6 på ytterendene av kjernen 1, oppnås det god elektrisk kontakt mellom kjerneendene 2 og 3 og endebeslagene. Som endebeslag kan det anvendes et material valgt blant sink og sinklegeringer, aluminium og aluminiums-legeringer, osv.

Utenpå dette støpes så en kappe med finner 7, f.eks. i et elastomermaterial slik som EPDM, for derved å dekke hele omkretsflaten av kjernen 1 sammen med en del av sideflaten av hvert av endebeslagene 5 og 6.

Kjernen kan f.eks. ha en total lengde av ca. 180 mm, hvilket vil passe for en nominell driftsspenning på 20 kV, og et tverrsnitt på ca. 900 mm<2>, for å kunne føre en overstrømsbølge på mer enn 40 kA i 0,4 ms.

Kjernen 1 i fig. 1 kan utgjøres av flere staver med mindre tverrsnitt, slik som vist. i fig. 2A og 2B, hvor det er vist syv staver 10 utført på basis av sinkoksyd og regelmessig anordnet omkring en akse 14. Det samlede tverrsnitt av hele stavsettet er lik det ovenfor angitte tverrsnitt for en stav i ett stykke. Stavenes lengdeutstrekning kan være hovedsakelig den samme for de utførelser som er vist i fig. 1 og 2A.

Endebeslagene 15 og 16 i fig. 2A støpes på ytterendene av stavene 10, som i det minste delvis er metallisert, hvorpå en elastomerkappe 17 påføres, likeledes ved støping utenpå de øvrige bestanddeler, således at elastomermaterialet fyller mellomrommet mellom stavene 10.

Fig. 3 viser en lynavleder med lignende elementer som den vist i fig. 1, unntatt når det gjelder den sentrale kjerne, som i utf ørelsesvarianter. i fig. 3 utgjøres av flere sinkoksyd-baserte pelleter 21, 22, 23 og 24 med f.eks. samme tverrsnitt som kjernen 1 i fig. 1, idet pelletstabelen kan ha samme totale lengde som denne kjerne 1. Stabelen avstives ved at kontaktflatene bindes sammen ved varmsammenpresning. For å kunne oppnå dette, er meget tynne skiver 20 av smeltbart metall lagt inn mellom de forskjellige pelletpar. Sammenstil-lingen sammenpresses så mekanisk i sammenheng med varmebehand-ling, således at det oppnås meget god mekanisk sammenbinding.

Metallet i skivene kan f.eks. være et med forholdsvis lavt smeltepunkt, slik som sink. Sammenpresningstrykket kan være ca. 1 kg/mm<2> og temperaturen ca. 400°C. Såsnart den sentrale kjerne er fremstilt, fortsetter sammenstillingsprosessen på samme måte som angitt for kjernen 1 vist i fig. 1.

Fig. 4 angir en utførelsesvariant av sammenbindingen mellom pelletene 21, 22, 23 og 24 for fremstilling av sentralkjernen. Pelletene anbringes i en støpeform med små gap mellom nabopar av motstående pelletflater og et metall med lavt smeltepunkt, slik som sink, Zamak® eller bly, støpes eller føres inn mellom disse flater, således at det dannes metallbindinger 31, 32, 33. Denne prosess gir både elektrisk kontakt og fast mekanisk forbindelse mellom pelletene.

De ovenfor beskrevne varianter av fremgangsmåten er lette å utføre i praksis. Andre midler kunne imidlertid vært anvendt for avstivning av pelletstabelen, for å oppnå en komponent for påstøping av endebeslag og ytre kappe.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en lynavleder som omfatter en sentral kjerne av hovedsakelig rotasjonssymmetrisk form og med minst en varistor, to endebeslag av metall samt en ytre kappe av isolerende material, karakterisert ved at nevnte metallbeslag (5, 6) støpes på de i det minste delvis metalliserte ytterender (2, 3) av den sentrale kjerne (1), hvorpå nevnte ytre kappe (7), som utføres i sammensatt material, støpes på plass over kjernen (1) og i det minste en del av endebeslagene (5, 6).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kjernen dannes av flere staver (10) som hver har rotasjonssymmetri om en akse, idet stavene monteres i parallell.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at kjernen dannes av en stabel av flere pelleter (22) som sammenføyes før nevnte støpeprosesser.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at pelletene (22) som er stablet på hverandre, sammenføyes ved varmsammenpresning.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte pelleter (22) som er stablet på hverandre, sammenføyes ved støping eller innføring av et metall (32) med lavt smeltepunkt mellom de forskjellige pelleter, som er anordnet i en støpeform.

6. Fremgangsmåte som angitt i et av de forutgående krav, karakterisert ved at det sammensatte material velges fra en materialgruppe bestående av elastomerer, EPDM, silikoner og harpikser, slik som epoksyharpiks, og som eventuelt kan være ilagt fyllstoff.

7. Fremgangsmåte som angitt i et a<y> de forutgående krav, karakterisert ved at nevnte varistor er fremstilt på basis av sinkoksyd.

8. Fremgangsmåte som angitt i et av de forutgående krav, karakterisert ved at materialet for fremstilling av nevnte endebeslag (5, 6) velges blant metaller med lavt smeltepunkt, slik som bly, aluminium, tinn, sink og deres legeringer.