JPS5919448B2 - 避雷器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は避雷器、特に非直線抵抗素子の支持構造に関す
る。

〔発明の背景〕

一般の避雷器は、放電特性を有するギャップと特性要素
との直列接続体から構成されている。

特性要素としては、ＳｉＣ粒子の接触抵抗の非オーム性
を利用している。

これに対し、従来の直列接続体の相方の特性を持つ酸化
亜鉛焼結体を用いた避雷器が開発された。

この酸化亜鉛焼結体は、ＺｎＯと小量のＢｉ２Ｏ３゜Ｃ
ｏｏ、ＭｎＯ，５ｂ２０３ 、Ｃｒ２Ｏ３等から成る混
合粒体を気中で焼成した得られる。

この種非直線抵抗を用いた避雷器を第１図に示す。

碍管３内に絶数の非直線抵抗素子１を段積みし、素子群
の両端に設けた接続板４間を絶縁支持棒２によって連結
して、素子群を支持固定している。

絶縁支持棒２は、第２図から解かるように素子１の外側
に３本配置され℃いる。

素子１の接触圧は、上部の端子板５と接続４間のばね６
によって与えられている。

素子１は、成形、焼成、表面コーティング等の条件から
、通常第３図に示すように、円板として製作されている
。

このため、従来の避雷器は、素子１の外側に絶縁支持棒
２を配置する構成をとっている。

この構造において接続板４の外径りは、素子１の外径を
ａ、絶縁支持棒２の外径をｂ、素子１と絶縁支持棒２間
の絶縁距離をＣとする時、Ｌ≧ａ ＋２ ｂ ＋２ ｃ
・・−・・・・・・（１）となり、避雷器の耐汚損
設計上重要である寸法１１（碍管３と接続板４間の距離
）を大きくとれず、汚損時の碍管表面電位分布の変動を
受けｆすく、避雷器の動作開始電圧が体低下する欠点が
あった。

また、碍管３に代えて金属容器を用いた避雷器も知られ
ている。

この種の避雷器において、第１図の如き構成をとった場
合、接続板４によって直径の大きな金属容器が必要とな
る。

捷だ、いずれの型の避雷器においても、素子１の外側に
複数本の絶縁支持棒２を用いるため、構造が複雑となっ
ていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は素子の支持構造を簡単にして密閉容器の
直径を縮小した避雷器を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、中心部に貫通孔をもつ環状円板体として素子
を構成し、貫通孔に挿入した絶縁支持棒によって、積層
した素子を支持し、密封容器内に配置するようにしたも
のである。

そして、各素子は積層方向の両端面にメタリコン層を有
するが、このメタリコン層は、貫通孔より大きな内径と
素子の外径より小さな外径を持つように設けられる。

この構成によって、素子の支持構造は著しく簡単となり
、接続板も素子と同程度かあるいはそれ以下の直径とす
ることができ、密閉容器の直径を縮小することができる
。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す各実施例によって説明する。

碍子型避雷器を示す第４図では、碍管３内に特性要素と
しての酸化亜鉛焼結体子等の非直線抵抗素子１０を収納
している。

素子１０は第６図に示すように、中心部に貫通孔１０ｂ
を持つ環状円板体であり、積層方向の両端面にはそれぞ
れメタリコン層１０ａが設けられている。

このメタリコン層１０ａは、素子１０の外径より小さな
外径を有し、寸だ素子１０の内径より大きな内径を有し
ており、両者の径差は１〜２龍程度であり、これによっ
て後述する効果を達成する。

このような構成の素子１０は、第４図及び第５図に示す
如く碍管３の下端子板１４へ支持固定した絶縁支持棒１
１へ、その貫通孔１０ｂを挿入して積層されている。

積層された素子１０の上端には接続板１２が配置され、
接続板１２と碍管３の上端子板１５間に介在した加圧ば
ね１３によって、各素子間に接触圧が与えられている。

素子１０の上端は、碍管３の内面に接触したプレスポー
ド等の絶縁支持体１６を、接続板１２へ固定することに
よって支持されている。

接続板１２は、絶縁支持棒１１から独立していても良い
し、丑だ絶縁支持棒１１の上端に取り付けた端金具によ
って、上方と径方向の移動を規制しても良い。

絶縁支持体１６は、環状であっても良いし、また周方向
に複数設けた板状のものでも良い。

このように、素子１０の貫通孔内に絶縁支持棒１１を設
けることによって、接続板１２の外径は、素子１０外径
と同等もしくはそれ以下にすることができる。

従って、素子１０と碍管３の内面間の漂遊容量を小さく
でき、避雷器としての耐汚損性能を向上することができ
る。

また、素子１０を環状とすることによって、表皮効果か
ら大電流通電が可能となり、同一電流では素子１０の外
径は従来と同等にすることができる。

その上本発明に用いる環状の素子１０は、その積層方向
両端面のメタコリン層１０ａの内径を、素子１０の内径
より大きくしたため、素子１０の沿面閃絡を有効に防止
することができる効果がある。

絶縁支持棒１１への素子１０の挿入を容易にするために
は、貫通孔１０ｂと絶縁支持棒１１の径を適宜に定める
と良い。

例えば１間柱度の径差で製作する。

絶縁支持棒１１は、例えばＦＲＰ製とすれば、その沿面
耐圧は素子１０より高いので部分的に接触しても問題な
い。

ただ両者間でコロナ発生が問題となる時は、素子１０の
貫通孔１０ｂの壁面に絶縁物をコーティングしたり、あ
るいは、両者間に絶縁筒を挿入して全長にわたって均一
な間隙を形成すると良い。

本発明の異なる実施例の碍子型避雷器である第７図は、
第４図の絶縁支持棒１１の自由端（上方端）を示し、他
の部分は同一構成である。

上端子板１５の中央内面には凹状の受は部１５ａが固定
されている。

絶縁支持棒１１ば、下方で下端子板へ直接もしくは間接
的に支持固定されて、各素子１０の貫通孔内に挿入案内
されている。

また、絶縁支持棒１１の上端は、素子１０および接続板
１２を貫通して導出されて、端部に端金具２５が螺合さ
れている。

端金具２５は受は部１５ａへ嵌合しており、これによっ
て絶縁支持棒１１の上端が支持されている。

絶縁支持棒１１を直接受は部１５ａへ嵌合しても良いが
、端金具２５を密接して設けて、受は部１５ａへ嵌合す
るのが良い。

このように、絶縁支持棒１１を両端で支持する結果、碍
管３を横に配置することができ、また輸送上の耐震強度
も得られる。

接続板１２と上端子板１５間に配置した加圧ばね１３に
よって、素子１０間に接触圧が与えられる。

前述したように、素子１０と絶縁支持棒１１間にコロナ
発生防止用として、均一な間隙を形成するのが望ましい
。

これは絶縁支持棒１１の両端支持と、加圧ばね１３によ
る素子１０の位置規定によって実現できるが、素子１０
の数によって、上方部の素子１０の位置規定が難しい場
合、第４図の実施例と同様に、碍管３の内面に接触する
絶縁支持体１６を接続板１２へ固定すると良い。

この絶縁支持体１６については、第４図の場合も同様で
あるが、接続板１２以外へ支持固定させることもできる
。

例えば、素子１０間に端子板を設けてメタリコン層間を
接触させる実施例では、端子板へ絶縁支持体１６を固定
することができる。

しかしながら、この場合の絶縁支持体１６を固定する端
子板は、図示の上方端部に位置するものとするのが良い
。

また、このようにして素子１０と絶縁支持棒１１間の軸
方向に均一な間隙を形成することは、次の実施例で述べ
るように、碍管を含む密閉容器内の粘性のあるＳＦ６ガ
スを充填した場合特に有効である。

つまり、この間隙をガス流路として素子１０の放熱を助
ける。

本発明の別の実施例としてのタンク型避雷器を第８図に
示している。

尚、この実施例の構造を先の碍子型避雷器に適用するこ
とができる。

ガス絶縁電気機器側の容器１７に接続させた密閉容器と
なるタンク１８は、絶縁スペーサ１９によって区分され
ている。

タンク１８内には例えばＳＦ６ガスを充填され℃いる。

素子１０は先の実施例と同様にして絶縁支持棒１１によ
って支持されている。

そして、絶縁支持棒１１の上端部における構成が先の実
施例と相違している。

絶縁スペーサ１９のタンク１８側には、導体２０が固定
され、この導体２０ヘチユーリツ７”形接触子２１が支
持されている。

チューリップ形接触子２１は、絶縁スペーサ１９側へ固
定したシールド２２によって包囲されている。

導体２０の中央部には嵌合用凹部が形成されている。

一方、積み重ねた素子１０の上端には、接続板１２、ば
ね２３および第２接続板２４が重ねられている。

絶縁支持棒１１の上端には端金具２５が螺合されており
、端金具２５の取り付は時の回転によって、第２接続板
２４を介してばね２３を圧縮し、素子１０間に接触圧を
与える。

端金具２５の中央には嵌合凹部が形成されている。

このような構成は、素子１０および絶縁支持棒１１の上
端部組み立て状態で、端金具２５の凸部と導体２０の凹
部を嵌合することによって、端金具２５と導体２０間は
チューリップ形接触子２１によって接続される。

詳細を省略しているが、接続板２１と第２接続板２４間
は、例えばリード線によって接続されている。

従って、上記作業によってガス絶縁電気機器へタンク型
避雷器ゑ接続したことになると同時に、素子１０は、そ
の両端をそれぞれ支持した絶縁支持棒１１によって支持
される。

このため、耐震的にも優れた避雷器が得られ、水平配置
も可能である。

−！だ、先の実施例と同様にタンク１８と素子１０間の
漂遊容量を小さくできるので、素子１０分間の電圧分担
も良くなり寿命も長くなる。

先にふれたように、この種避雷器は素子の温度上昇によ
る劣化が問題となる。

このため、適切な冷却手段を設けることが望ましい。

本発明においては、素子１０の貫通孔１０ｂを通した絶
縁支持棒１１によって素子１０を支持しており、素子１
０と絶縁支持棒１１間に存在する軸方向の間隙により、
煙突効果が生じて対流が起こる。

これによって素子１０を冷却することができる。

しかし、上記間隙は主として組立て作業の容易さと製作
誤差から形成されるため、必ず軸方向に連続していると
は限らない。

従って、この効果を得るためには積極的に間隙を形成し
なければならない。

また次の構成によっても、本発明の特徴を生かして素子
１０の冷却効果が得られる。

素子１０間の外部沿面閃絡を防止するためには、素子１
０の対向間に所定の間隙を形成するのが良く、このため
素子１０間に端子板が設けられる。

そこで、この端子板に素子１０の半径方向に貫通スルス
リットや孔を形成する。

これによると、素子１０と絶縁支持棒１１間は軸方向に
不連続な間隙であっても、端子板を介して並列的な流路
が複数形成される結果、部分的な複数の対流が生ずる。

この時、端子として放熱効果をもつようにしたり、冷却
効果の大きな材料で造ると良い。

尚、第８図の実施例では、絶縁支持棒１１の先端に螺合
した端金具２５を導体２０へ嵌合して、素子１０および
絶縁支持棒１１を支持したが、端金具２５を環状にして
絶縁支持棒１１の先端を突出させ、この突出した絶縁支
持棒１１の先端を導体２０の凹部へ嵌合したり、第２接
続板２４と導体２０間を嵌合したりすることができる。

もちろん、嵌合のだめの凸部、四部は逆に形成しても良
い。

更に異なる実施例として、第２接続板２４に加圧力を与
える部材と、チューリップ形接触子２１と接触する部材
を別々に製作したり、第２接続板１２と端金具２５を一
体にしたり、更に、チューリップ形接触子を端金具２５
側に設ける等種種の変形が可能である。

上記各実施例における絶縁支持棒１１としては、中実で
も中空でも良い。

中空、すなわち絶縁パイプの場合、その側壁に多数の孔
を設けることによって、中空部内をガス流路とすること
ができる。

捷だ、端に中空部と中実部を有する１組の絶縁棒を用い
、素子１０の中間でこれらを嵌合した１本の絶縁支持棒
とすることもできる。

また本発明は、１本の絶縁支持棒１１によって全ての素
子１０を支持したが、軸長が大きい場合、例えば第８図
の端金具２５より下方部捷でを１つのユニットとするこ
とにより、°必要ユニットを直列あるいは並列に接続し
て構成できる。

特に直列に接続する場合、導体２０に相当する中間接続
部導体を、碍子等でタンク１８へ支持すれば、更に耐震
強度を高めることができる。

また本発明は、対流を生じさせるための温度勾配を与え
る手段として冷却装置を付加した避雷器や、絶縁支持棒
１１と素子１０間を流路とする強制ガス循環装置を設け
た避雷器とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、素子を略環状円板体とし
、その中央の貫通孔を通して絶縁支持棒を設け、これに
よって素子の積み重ねたものを支持し、しかも各素子は
、その貫通孔の径より大きな内径をもつメタリコン層を
設けたため、沿面開路を防止できて上述の支持構造を可
能ｌコした。

これによって、少なくとも素子の積み重ね体の上端部に
設ける接続板の外径を縮小し、密閉容器となる碍管やタ
ンクと接続板間の漂遊容量を小さくして、電気的性能を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の避雷器を示す縦断面図、第２図は第１図
の■−■線に沿った断面図、第３図は第１図の素子の斜
視図、第４図は本発明避雷器の一実施例を示す縦断面図
、第５図は第４図の■−■線に沿った断面図、第６図は
第４図の素子の斜視図、第７図および第８図は本発明の
避雷器の異なる実施例を示す縦断面図である。 ３・・・・・・碍管、１０・・・・・・素子、１０ａ・
・・・・・メタリコン層、１０ｂ・・・・・・貫通孔、
１１・・・・・・絶縁支持棒、１２・・・・・・接続板
、１６・・・・・・絶縁支持体、１８・・・・・・タン
ク、１９・・・・・・絶縁スペーサ、２０・・・・・・
導体、２１・・・・・・チューリップ形接触子、２５・
・・・・・端金具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端を端子板によって封じた密閉容器となる碍管内
   に、直線的に積み重ねた複数個の素子を有し、加圧ばね
   によって素子間の接触圧を与えた避雷器において、上記
   各素子は中央部に貫通孔をもつ略環状円板体とし、上記
   各素子はその積み重ね方向両端面に、上記貫通孔の径よ
   り大きな内径をもつメタリコン層をそれぞれ設け、その
   メタリコン層によって隣り合う上記素子間を電気的に接
   続し、上記貫通孔へ挿入して配置した絶縁支持棒の一端
   を一方の上記端子板側に固定し、上記絶縁支持棒の他端
   側を他方の上記端子板へ嵌合したことを特徴とする避雷
   器。 ２ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記絶縁支持棒の他端側に、上記碍管の内面に接触して上
   記他端側の端部に位置する上記素子を支持する絶縁支持
   体を有する避雷器。 ３ 上記特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、上
   記絶縁支持棒は、上記他端部に端金具を有し、この端金
   具を他方の上記端子板へ嵌合した避雷器。 ４ ガス絶縁電気機器との絶縁スペーサを介在して接続
   した密閉容器となるタンク内に、直線的に複数の非直風
   抵抗素子を積み重ねると共に加圧ばねによって各素子間
   に接触圧を与え、この積み重ねた素子の一端を、上記絶
   縁スペーサに固定した導体を介して上記ガス絶縁電気機
   器へ電気的に接続した避雷器において、上記各素子は中
   央部に貫通孔をもつ略環状円板体とし、上記各素子はそ
   の積み重ね方向両端面に、上記貫通孔の径より大きな内
   径をもつメタリコン層をそれぞれ設け、このメタリコン
   層によって隣り合う上記素子間を電気的に接続し、上記
   貫通孔へ挿入して配置した絶縁支持棒の一端を上記タン
   クへ固定し、上記貫通孔から導出した上記絶縁支持棒の
   他端を上記導体へ嵌合したことを特徴とする避雷器。 ５ 上記特許請求の範囲第４記載のものにおいて、上記
   質“通孔から導出した上記絶縁支持棒の他端に、端金具
   を固定し、この端金具を上記導体へ嵌合した避雷器。 ６ 上記特許請求の範囲第４記載のものにおいて、上記
   端金具側の上記素子の端と上記端金具間に、１対の接続
   板と、この接続板間に設けた加圧ばねとを設け、上記絶
   縁支持棒と上記端金具の螺合により上記加圧ばねの付勢
   状態を保持するようにした避雷器。 ７ ガス絶縁電気機器との間に絶縁スペーサを介在した
   接続した密閉容器となるタンク内に、直線的に複数の非
   直線抵抗素子を積み重ねると共に加圧ばねによって各素
   子間に接触圧を与え、この積み重ねた素子の一端を、上
   記絶縁スペーサに固定した導体を介して上記ガス絶縁電
   気機器へ電気的に接続した避雷器において、上記各素子
   は中央部に貫通孔をもつ略環状円板体とし、上記各素子
   はその積み重ね方向の両端面に上記貫通孔の径より大き
   な内径をもつメタリコン層をそれぞれ設け、このメタリ
   コン層によって隣り合う上記素子間を電気的に接続し、
   上記貫通孔へ挿入して配置した絶縁支持棒の一端を上記
   タンクへ固定し、上記貫通孔から導出した上記絶縁支持
   棒の他端に端金具を固定し、この端金具側の上記素子の
   端と上記端金具とを電気的に接続し、上記端金具と上記
   導体間をチューリップ形接触子で接続したことを特徴と
   する避雷器。