JP2000114007A - アレスタ及びそれを用いた変圧器 - Google Patents

アレスタ及びそれを用いた変圧器

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JP2000114007A
JP2000114007A JP10283661A JP28366198A JP2000114007A JP 2000114007 A JP2000114007 A JP 2000114007A JP 10283661 A JP10283661 A JP 10283661A JP 28366198 A JP28366198 A JP 28366198A JP 2000114007 A JP2000114007 A JP 2000114007A
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JP
Japan
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zinc oxide
arrester
oil
center
oxide element
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JP10283661A
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Junichi Matsumoto
純一 松本
Kazunori Goto
和則 後藤
Koichi Ishida
貢一 石田
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NGK Insulators Ltd
Energy Support Corp
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Energy Support Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化とコストダウンを図ることができ、また
酸化亜鉛素子の冷却効果に優れたアレスタ及びそれを用
いた変圧器を提供する。 【解決手段】環状の酸化亜鉛素子10を、その中心を貫
通する中心絶縁棒13により上部電極11と下部電極1
2との間に固定したハウジングレス型のアレスタであ
る。中心絶縁棒13自体に、あるいは中心絶縁棒13と
酸化亜鉛素子10との間に油流路16を形成し、酸化亜
鉛素子10を冷却する。他の発明では、油流路や冷却フ
ィンを備えた中間電極により酸化亜鉛素子10を冷却す
る。これらのアレスタは、変圧器の絶縁油中に浸漬して
用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化亜鉛素子を利
用したアレスタ及びそれを用いた変圧器に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】アレスタは酸化亜鉛素子を利用して雷サ
ージから電気機器を保護するための機器であり、電柱の
柱上機器である変圧器を雷サージから保護するために、
従来から変圧器にも組み込まれている。
【0003】図10は従来のアレスタを示す断面図であ
り、図11はこのアレスタを組み込んだ変圧器である。
図10に示すように、従来のアレスタは磁器よりなるハ
ウジング1の内部に酸化亜鉛素子2を収納し、両端に上
部電極3と下部電極4とを取り付けた構造が普通であっ
た。5はコイルバネ、6はハウジング1に形成された通
油孔である。
【0004】このようなアレスタは、一例として図11
に示すように変圧器のケース7内に取り付けられ、変圧
器を雷サージから保護している。また酸化亜鉛素子2の
放電時の発熱を抑制するため、アレスタは絶縁油8内に
浸漬されており、ハウジング1に形成された通油孔6か
ら内部に絶縁油が進入して酸化亜鉛素子2を冷却するよ
うになっている。なおアレスタは図11の奥側にも取り
付けられており、各電線9、9にそれぞれ接続されてい
る。
【0005】ところがこのような従来のアレスタは、ハ
ウジング1の内部に酸化亜鉛素子2を収納しているた
め、酸化亜鉛素子2の容量に比べて全体が大型となり、
それを収納する変圧器のケース7も小型化しにくいとい
う問題があった。また部品点数が多くコスト高となるう
え、ハウジング1の内部の油と変圧器ケース内の油との
循環が不十分で熱がこもり易く、十分な冷却を行いにく
いという問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、小型化とコストダウンを図ること
ができ、また酸化亜鉛素子の冷却効果に優れたアレスタ
及びそれを用いた変圧器を提供するためになされたもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた請求項1の発明のアレスタは、環状の酸化
亜鉛素子を、その中心を貫通する中心絶縁棒により上部
電極と下部電極との間に固定したハウジングレス型のア
レスタであって、この中心絶縁棒に環状の酸化亜鉛素子
を内側から冷却するための油流路を形成したことを特徴
とするものである。また請求項2の発明のアレスタは、
環状の酸化亜鉛素子を、その中心を貫通する中心絶縁棒
により上部電極と下部電極との間に固定したハウジング
レス型のアレスタであって、この中心絶縁棒と酸化亜鉛
素子との間に、環状の酸化亜鉛素子を内側から冷却する
ための油流路を形成したことを特徴とするものである。
【0008】また請求項3の発明のアレスタは、複数個
の環状の酸化亜鉛素子を、その中心を貫通する中心絶縁
棒により上部電極と下部電極との間に固定したハウジン
グレス型のアレスタであって、この複数個の環状の酸化
亜鉛素子の間に、冷却用の油流路を持つ中間電極を介在
させたことを特徴とするものであり、請求項4の発明の
アレスタは、複数個の環状の酸化亜鉛素子を、その中心
を貫通する中心絶縁棒により上部電極と下部電極との間
に固定したハウジングレス型のアレスタであって、この
複数個の環状の酸化亜鉛素子の間に、冷却フィンを持つ
中間電極を介在させたことを特徴とするものである。さ
らに請求項5の発明の変圧器は、請求項1〜請求項4の
いずれかに記載のアレスタを、酸化亜鉛素子が直接絶縁
油と接触するように絶縁油中に浸漬したことを特徴とす
るものである。
【0009】請求項1〜請求項2の発明のアレスタは、
酸化亜鉛素子の外周にハウジングがないため、酸化亜鉛
素子の発熱が変圧器内の絶縁油に伝導し易く、また油流
路を流れる絶縁油により環状の酸化亜鉛素子を内側から
冷却することができるので、過大なサージ電流により酸
化亜鉛素子が発熱した場合にも、その熱破壊を低減さ
せ、更に熱による酸化亜鉛素子の劣化促進を大きく抑制
することができる。また請求項3〜請求項4の発明のア
レスタは、更に複数個の環状の酸化亜鉛素子の間に設け
られた中間電極からも絶縁油に放熱することができるの
で、過大なサージ電流により酸化亜鉛素子が発熱した場
合にも、その熱破壊を低減させ、熱による酸化亜鉛素子
の劣化促進を確実に抑制することができる。
【0010】更に、本発明の何れのアレスタもハウジン
グレス型であるために構造が簡単であり、小型化とコス
トダウンを図ることができる。(例えば、中心絶縁棒を
直接変圧器のケースに差し込み、ナット等で取付けを行
う方法も考えられる。)このようなアレスタを用いた請
求項5の発明の変圧器は、酸化亜鉛素子の容量を大きく
させなくとも耐雷サージ特性を向上させることができ、
また小型化を図ることができる。以下に各発明の好まし
い実施の形態を説明する。
【0011】
【発明の実施の形態】(請求項1の発明の実施形態)図
1は第1の実施形態のアレスタを示す断面図であり、1
0は中心孔を持つ環状の酸化亜鉛素子、11は上部電
極、12は下部電極である。この例では2個の酸化亜鉛
素子10の上下に上部電極11と下部電極12とが配置
されている。また13はこれらの中心を貫通する中心絶
縁棒13であり、その両端のネジ部にナット状の上部金
具14と下部金具15とを嵌めて締め付けることによ
り、上記の各部材をハウジングを用いることなく一体化
している。
【0012】中心絶縁棒13は例えば高強度セラミック
やFRP(ガラス繊維強化プラスチック)からなり、こ
の実施形態では、中心絶縁棒13に環状の酸化亜鉛素子
10を内側から冷却するための油流路16が形成されて
いる。油流路16は中心孔16aとこの中心孔16aか
ら中心絶縁棒13の側面に延びる多数の貫通孔16bと
からなる。
【0013】このアレスタは、一例として図2に示すよ
うに通常は横向きにして変圧器のケース7内に取り付け
られる。なおアレスタは奥側にも取り付けられており、
各電線9、9にそれぞれ接続されている。このアレスタ
はハウジングレス型であるために、アレスタを絶縁油8
中に浸漬することにより、酸化亜鉛素子10を直接絶縁
油8と接触させることができる。また絶縁油8は中心絶
縁棒13に形成された中心孔16aに入り、更に多数の
貫通孔16bから酸化亜鉛素子10の内面に達する。こ
のため、過大なサージ電流により酸化亜鉛素子10が発
熱した場合、絶縁油8が酸化亜鉛素子10の外面のみな
らず内面からも速やかに熱を奪い、その熱破壊を低減さ
せ、更に熱による酸化亜鉛素子の劣化促進を確実に抑制
することができる。
【0014】(請求項1の発明の他の実施形態)図3は
第2の実施形態のアレスタを示す部分断面図、図4はそ
のA−A断面図である。請求項1の発明では中心絶縁棒
13に環状の酸化亜鉛素子10を内側から冷却するため
の油流路16が形成されており、この第2の実施形態で
は油流路16は図示のようなスパイラル溝16cであ
る。スパイラル溝16cを中心絶縁棒13の両端部まで
形成しておけばその内部に絶縁油8を流すことができる
が、図4のような油流路17を上部電極11と下部電極
12に形成すれば、絶縁油8の流入が一層容易となるた
め更に好ましい。
【0015】このアレスタも図2のように変圧器のケー
ス7内に取り付けて用いられるもので、その作用効は第
1の実施形態と同様である。なお、中心絶縁棒13の油
流路16は必ずしもスパイラル溝16cである必要はな
く、ストレート溝としてもよい。
【0016】(請求項2の発明の実施形態)図5は第3
の実施形態のアレスタを示す部分断面図、図6はそのB
−B断面図である。請求項2の発明では、中心絶縁棒1
3の外径を環状の酸化亜鉛素子10の内径よりも小さく
することにより、中心絶縁棒13と酸化亜鉛素子10と
の間に、環状の酸化亜鉛素子を内側から冷却するための
環状の油流路16dを形成してある。またこの油流路1
6dに絶縁油を導入するために、上部電極11と下部電
極12に図6のような油流路17を形成した。このよう
な構造とすれば、酸化亜鉛素子10をより効率的に冷却
することができる。なお図6は構造の一例を示すもので
あり、油流路16dに絶縁油を導入することができれば
どのような形状でもよい。
【0017】(請求項3の発明の実施形態)図7は第4
の実施形態のアレスタを示す部分断面図である。請求項
3の発明では、請求項2の実施形態に加え複数個の環状
の酸化亜鉛素子10、10の間に、冷却用の油流路18
を持つ中間電極19を介在させてある。図示の例では、
図8に示したような溝状の油流路18が形成された中間
電極19を、油流路18の方向をクロスさせて2枚配置
した。また上部電極11と下部電極12にも図8に示し
たような溝状の油流路18を形成しておく。このアレス
タを図2に示したように変圧器の絶縁油8中に浸漬すれ
ば、油流路18から流入した絶縁油8が中心絶縁棒13
と酸化亜鉛素子10との間の油流路16dを通じてアレ
スタの内部に循環し、酸化亜鉛素子10を冷却すること
ができる。
【0018】(請求項4の発明の実施形態)図9は第5
の実施形態のアレスタを示す部分断面図である。請求項
4の発明では、少なくとも複数個の環状の酸化亜鉛素子
10、10の間に、冷却フィン20を持つ中間電極21
を介在させてある。またこの実施形態では、複数個の環
状の酸化亜鉛素子10、10の外側の上部電極11及び
下部電極12にも、同様の冷却フィン20が形成されて
いる。このアレスタを図2に示したように変圧器の絶縁
油8中に浸漬すれば、酸化亜鉛素子10、10の熱は冷
却フィン20によって絶縁油8に放熱され、酸化亜鉛素
子10を冷却することができる。
【0019】
【発明の効果】以上に説明したように、本願各発明のア
レスタはハウジングレス型のものであるため、小型化と
部品点数の削減によるコストダウンを図ることができ
る。またハウジングレス型であるため酸化亜鉛素子が直
接絶縁油と接触するうえ、各発明毎にそれぞれ酸化亜鉛
素子の冷却効果を高める工夫を凝らしたので、過大なサ
ージ電流により酸化亜鉛素子が発熱したような場合に
も、その熱破壊を低減するとともに、熱による酸化亜鉛
素子の劣化を抑制することができる利点がある。また本
発明の変圧器は小型化とコストダウンを図ることができ
るうえ、耐雷サージ特性を向上させることができる利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のアレスタを示す断面図であ
る。
【図2】本発明の変圧器を示す断面図である。
【図3】第2の実施形態のアレスタを示す断面図であ
る。
【図4】図3のA−A断面図である。
【図5】第3の実施形態のアレスタを示す断面図であ
る。
【図6】図5のB−B断面図である。
【図7】第4の実施形態のアレスタを示す側面図であ
る。
【図8】中間電極の斜視図である。
【図9】第5の実施形態のアレスタを示す側面図であ
る。
【図10】従来のアレスタを示す断面図である。
【図11】従来の変圧器を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング、2 酸化亜鉛素子、3 上部電極、4
下部電極、5 コイルバネ、6 通油孔、7 変圧器
のケース、8 絶縁油、9 電線、10 環状の酸化亜
鉛素子、11 上部電極、12 下部電極、13 中心
絶縁棒、14上部金具、15 下部金具、16 油流
路、17 油流路、18 油流路、19中間電極、20
冷却フィン、21 中間電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 和則 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 (72)発明者 石田 貢一 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内 Fターム(参考) 5E034 EA03 EA07 EB03 EB04 EB05 5E050 CA01 CA06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 環状の酸化亜鉛素子を、その中心を貫通
    する中心絶縁棒により上部電極と下部電極との間に固定
    したハウジングレス型のアレスタであって、この中心絶
    縁棒に環状の酸化亜鉛素子を内側から冷却するための油
    流路を形成したことを特徴とするアレスタ。
  2. 【請求項2】 環状の酸化亜鉛素子を、その中心を貫通
    する中心絶縁棒により上部電極と下部電極との間に固定
    したハウジングレス型のアレスタであって、この中心絶
    縁棒と酸化亜鉛素子との間に、環状の酸化亜鉛素子を内
    側から冷却するための油流路を形成したことを特徴とす
    るアレスタ。
  3. 【請求項3】 複数個の環状の酸化亜鉛素子を、その中
    心を貫通する中心絶縁棒により上部電極と下部電極との
    間に固定したハウジングレス型のアレスタであって、こ
    の複数個の環状の酸化亜鉛素子の間に、冷却用の油流路
    を持つ中間電極を介在させたことを特徴とするアレス
    タ。
  4. 【請求項4】 複数個の環状の酸化亜鉛素子を、その中
    心を貫通する中心絶縁棒により上部電極と下部電極との
    間に固定したハウジングレス型のアレスタであって、こ
    の複数個の環状の酸化亜鉛素子の間に、冷却フィンを持
    つ中間電極を介在させたことを特徴とするアレスタ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
    アレスタを、酸化亜鉛素子が直接絶縁油と接触するよう
    に絶縁油中に浸漬したことを特徴とする変圧器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008160961A (ja) * 2006-12-22 2008-07-10 Hokkaido Electric Power Co Inc:The 避雷器および避雷器内蔵型電気機器
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Effective date: 20060110