JP2004200092A

JP2004200092A - ギャップ付きアレスタ

Info

Publication number: JP2004200092A
Application number: JP2002369308A
Authority: JP
Inventors: Junichi Matsumoto; 純一松本; Tetsuya Asukai; 哲也飛鳥井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP4169126B2

Abstract

【課題】酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、周辺機器を損傷することがなく、しかも従来品と同様に安定した避雷機能を発揮することができるギャップ付きアレスタを提供する。
【解決手段】外周面が熱収縮チューブ４により保護された酸化亜鉛素子１の上端面に、中心絶縁棒３により電極ブロック５を固定する。上下の放電電極１２、１３を内蔵させたギャップスペーサー１４を電極ブロック５の上端面に配置し、その上からキャップ１６を被せてその下端部１９を電極ブロック５に係合させることにより、全体を一体化する。キャップ１６の構造や電極ブロック５への係合方法は、様々である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気中に設置され雷サージから配電系統を保護するギャップ付きアレスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭５７−１８００２４号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８００２５号公報
【特許文献３】実開昭５７−１８２８４５号公報
【０００３】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機器であり、柱上開閉器や柱上変圧器などを保護するために、上記の特許文献示すように、従来から配電系統にも広く使用されている。一般にアレスタは、酸化亜鉛素子への常時通電を避けるために課電部との間に直列の放電ギャップを設けて用いられる。ギャップを設けないものをギャップレスアレスタと呼び、アレスタ内部に放電ギャップを備えたものをギャップ付きアレスタと呼ぶ。
【０００４】従来の気中設置型のギャップ付きアレスタは、図１１に示すように磁器製の碍管５１の内部に、酸化亜鉛素子５２、コイルバネ５３、上下の放電電極５４、５５、ギャップスペーサー５６などを収納し、上部端子５７と下部キャップ５８とを取付けたものである。このように酸化亜鉛素子５２をひだ付きの碍管５１の内部に収納し、両端部をパッキン５９やＯリング６０で気密に封止することにより、酸化亜鉛素子５２や放電電極５４、５５を風雨等の環境から保護し、酸化亜鉛素子５２及び放電電極５４、５５が常に安定した避雷機能を発揮できるようにしたものである。
【０００５】ところが、磁器製の碍管５１を用いた従来のギャップ付きアレスタは全体のサイズが大きくなるうえ、万一アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子５２が破壊されたような場合には、磁器製の碍管５１の破片が周囲に飛散するという問題があった。ギャップ付きアレスタを柱上開閉器などの気密ボックス内に取付けることがあり、そのような場合に磁器製の碍管５１の破片が飛散すると、開閉器自体が破壊されるという大事故につながるおそれがあった。
【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、アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、周辺機器を損傷することがなく、しかも酸化亜鉛素子及び放電ギャップが従来品と同様に常に安定した避雷機能を発揮することができるギャップ付きアレスタ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本発明のギャップ付きアレスタは、外周面が熱収縮チューブにより保護された酸化亜鉛素子の上端面に、中心絶縁棒により電極ブロックを固定するとともに、この電極ブロックの上端面に、放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーを配置し、このギャップスペーサーに被せられるキャップの下端部を電極ブロックに係合させることにより、全体を一体化したことを特徴とするものである。
【０００８】なお第１の実施形態のように、キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに弾性的に係合させた構造とすることができる。また第２の実施形態のように、キャップの全体を複数に分割し、各分割片の下端部を電極ブロックに係合させた状態で各分割片どうしを連結した構造とすることもできる。更に第３の実施形態のように、キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに係合させた状態でキャップ全体をネジにより引き上げた構造とすることもできる。
【０００９】本発明のギャップ付きアレスタは、酸化亜鉛素子の外周を熱収縮チューブで被覆したものであるから、アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、熱収縮チューブによって破片の飛散が防止され、周辺機器を損傷することがない。また本発明のギャップ付きアレスタはボックス内に設置されるのであるから、従来のような磁器製の碍管により酸化亜鉛素子を気密に保護しなくても、酸化亜鉛素子は従来品と同様に常に安定した避雷機能を発揮することができる。更に放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーをキャップを利用して電極ブロックに係合させ、全体を一体化したものであるから、外部に気中ギャップを必要とせずに避雷機能を発揮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の第１の実施形態を示す断面図、図２はその右側面図、図３はその平面図である。これらの図において、１は電圧−抵抗非直線特性を有する円筒形の酸化亜鉛素子であり、軸線方向に貫通する中心孔２を備えている。３はこの酸化亜鉛素子１の中心孔２を貫通する中心絶縁棒である。中心絶縁棒３は例えばエポキシ樹脂からなるもので、その上下にはネジが形成されている。
【００１１】酸化亜鉛素子１の外周は、絶縁性の熱収縮チューブ４で被覆されている。熱収縮チューブ４は従来の磁器製の碍管の代わりに酸化亜鉛素子１を物理的に保護する役割を持つとともに、酸化亜鉛素子１が雷サージによって破壊された場合にもその破片の飛散を防止する役割を持つものである。このためには熱収縮チューブ４が十分な強度と弾性を持つことが好ましく、この実施形態では厚みが１〜２ｍｍ程度のエチレンプロピレンゴム等の円筒が用いられている。熱収縮チューブ４は熱収縮させることにより酸化亜鉛素子１をその外周に圧縮応力を加えた状態で保持することができ、優れた破片飛散防止効果を得ることができる。
【００１２】５は金属製の電極ブロックであり、その中心のネジ孔６に中心絶縁棒３の上部のネジを螺合させている。また、中心絶縁棒３は酸化亜鉛素子１の中心孔２を貫通して下方に延び、取付板７の下側からナット８を中心絶縁棒３の下部のネジに螺合させることによって、酸化亜鉛素子１と、その上端面に位置する電極ブロック５と、その下端面に位置する取付板７とを強固に一体化している。なお、酸化亜鉛素子１の上下面にはアルミニウム製の電極板９，９を介在させてある。本発明のギャップ付きアレスタは開閉器などの気密ボックス内に設置されるものであるから、取付板７は図１０に示すようにボックス３０のフレーム３１等に容易にはめ込むことができるよう、一端に差込み１０を備え、他端に固定用ネジ孔１１を備えている。
【００１３】この電極ブロック５の上端面には、放電ギャップＧを形成する上下の放電電極１２，１３を内蔵させた円筒状のギャップスペーサー１４が配置されている。これらの放電電極１２，１３は円板の中央部を円錐状に突出させ、その先端を球面とした形状のもので、下側の放電電極１２は電極ブロック５の上端面に密着され、周囲を円筒状のギャップスペーサー１４により押さえられている。一方、上側の放電電極１３は円板状の上部電極１５の下面に密着され、周囲を円筒状のギャップスペーサー１４により支えられている。このように、上下の放電電極１２，１３はギャップスペーサー１４の内部空間において対向配置され、それらの間に放電ギャップＧを形成している。
【００１４】１６はギャップスペーサー１４に被せられるキャップである。キャップ１６は、略円形の上面板１７の左右両側に複数に分割された側壁１８，１８を垂下させたもので、各側壁１８，１８の水平断面は図３に示すように円弧状となっている。これらの各側壁１８，１８の下端部１９，１９は内側に湾曲させてあり、図１に示すようにキャップ１６を電極ブロック５の上側から垂直に押し込み、下端部１９，１９を電極ブロック５のテーパ状外周面２０に弾性的に係合させることによって、ギャップスペーサー１４を電極ブロック５に取り付け、全体を一体化している。
【００１５】なお、２１はキャップ１６と上部電極１５との間に介在させた端子板であり、その端部２２はキャップ１６の分割された側壁１８，１８の間から外側に出て上方に屈曲し、リード線をワンタッチ接続できるように孔２３を備えている。
【００１６】図４は本発明の第２の実施形態を示す断面図、図５はその右側面図、図６はその平面図である。この第２の実施形態のギャップ付きアレスタは、キャップ１６の全体を左右の分割片１６ａ，１６ｂに複数に分割し、各分割片１６ａ，１６ｂの下端部１９を電極ブロック５のテーパ状外周面２０に係合させた状態で各分割片１６ａ，１６ｂどうしを連結した構造とした点のみが、第１の実施形態とは相違する。
【００１７】各分割片１６ａ，１６ｂどうしの連結は、この実施形態では片側の分割片１６ａのリブ２４に突設した突起２５を他方の分割片１６ｂの孔に嵌め込む方法によって行われているが、ネジを利用して固定してもよい。この第２の実施形態の方法でキャップ１６を電極ブロック５に固定すれば、第１の実施形態よりも強固に全体を一体化することができる。
【００１８】図７は本発明の第３の実施形態を示す断面図、図８はその右側面図、図９はその平面図である。この第３の実施形態のギャップ付きアレスタも、第１の実施形態のようにキャップ１６の側壁１８，１８の下端部１９を電極ブロック５のテーパ状外周面２０に係合させたものであるが、キャップ１６の上面板１７の中央にボルト２６を螺合させ、その下端を上部電極１５に接触させることによって、キャップ１６の全体を強く引き上げてキャップ１６の下端部１９と電極ブロック５との係合をより強固にしたものである。
【００１９】このように構成された本発明のギャップ付きアレスタは、例えば図１０に示すように開閉器などの気密に保持されたボックス３０内に取り付けて使用されるものである。図４では開閉器の可動ブレード３２と固定ブレード３３の双方に本発明のギャップ付きアレスタが配置されている。この実施形態では、ボックス３０のフレーム３１に取付板７をはめ込んで固定してあり、各ギャップ付きアレスタの端子板２１はリード線によって開閉器の課電部に接続されている。
【００２０】このため、平常運転時には本発明のギャップ付きアレスタには電圧が作用しない。しかし配電線などへの落雷によって開閉器が雷サージを受けたときには、放電電極１２，１３間の気中ギャップで閃絡して酸化亜鉛素子１，１に雷サージ電圧が作用し、酸化亜鉛素子１，１は導体化して雷サージ電流をボックス３０を通じて大地に逃がす。これにより開閉器が雷サージにより破壊されることが防止される。
【００２１】なお、本発明のギャップ付きアレスタは従来のような磁器製の碍管を持たないが、酸化亜鉛素子１，１の外周は熱収縮チューブ４により保護されているうえ、全体が気密なボックス３０内にあり、外部の風雨などの影響を受けないので、長期間にわたり安定した避雷性能を維持することができる。また放電電極１２，１３も周囲を円筒状のギャップスペーサー１４により囲まれているうえ全体が気密なボックス３０内にあるので、長期間にわたり安定した避雷性能を維持することができる。
【００２２】また、万一雷サージが本発明のギャップ付きアレスタの耐雷能力を超えている場合には、酸化亜鉛素子１，１が爆発的に破壊される可能性がある。しかしそのような場合にも、酸化亜鉛素子１，１の外周は熱収縮チューブ４により圧縮状態で保護されているため、酸化亜鉛素子１の破片は飛散エネルギを熱収縮チューブ４の弾性により吸収され、周囲に飛散することがない。このため、飛散した破片によってボックス３０内の機器が破壊される事故を防止することが可能となる。
【００２３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のギャップ付きアレスタは従来の磁器製の碍管に代えて熱収縮チューブにより酸化亜鉛素子の外周を保護した構造であるので、耐雷能力を超えた雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、その破片の飛散を防止することができる。また、磁器製の碍管を省略したことによって小型化が可能となり、開閉器などのボックス内に設置するに適したものとなる。更にボックスによって外部の風雨の影響を防止することにより、磁器製の碍管を省略したにもかかわらず長期間にわたり安定した避雷機能を発揮することができる。しかも上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーをキャップを利用して電極ブロックに係合させ、全体を一体化したものであるから、外部に気中ギャップを必要とせずに避雷機能を発揮することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態を示す右側面図である。
【図３】第１の実施形態を示す平面図である。
【図４】第２の実施形態を示す断面図である。
【図５】第２の実施形態を示す右側面図である。
【図６】第２の実施形態を示す平面図である。
【図７】第３の実施形態を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態を示す右側面図である。
【図９】第３の実施形態を示す平面図である。
【図１０】使用状態を示す断面図である。
【図１１】従来のギャップ付きアレスタの断面図である。
【符号の説明】
１酸化亜鉛素子、２中心孔、３中心絶縁棒、４熱収縮チューブ、５電極ブロック、６ネジ孔、７取付板、８ナット、９電極板、１０差込み、１１固定用ネジ孔、１２放電電極、１３放電電極、１４ギャップスペーサー、１５上部電極、１６キャップ、１６ａ，１６ｂ分割片、１７上面板、１８側壁、１９下端部、２０テーパ状外周面、２１端子板、２２端部、２３孔、２５突起、２６ボルト、３０ボックス、３１フレーム、３２可動ブレード、３３固定ブレード、５１従来技術における磁器製の碍管、５２酸化亜鉛素子、５３コイルバネ、５４放電電極、５５放電電極、５６ギャップスペーサー、５７上部端子、５８下部キャップ、５９パッキン、６０Ｏリング

Claims

外周面が熱収縮チューブにより保護された酸化亜鉛素子の上端面に、中心絶縁棒により電極ブロックを固定するとともに、この電極ブロックの上端面に、放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーを配置し、このギャップスペーサーに被せられるキャップの下端部を電極ブロックに係合させることにより、全体を一体化したことを特徴とするギャップ付きアレスタ。
キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに弾性的に係合させた請求項１記載のギャップ付きアレスタ。
キャップの全体を複数に分割し、各分割片の下端部を電極ブロックに係合させた状態で各分割片どうしを連結した請求項１記載のギャップ付きアレスタ。
キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに係合させた状態でキャップ全体をネジにより引き上げた請求項１記載のギャップ付きアレスタ。