JP2007242701A - アレスタ - Google Patents

Abstract

【課題】アレスタの放圧能力の向上を図る。
【解決手段】本発明のおけるシール蓋Ｆは、円盤状のシール蓋本体Ｆ１と、シール蓋本体Ｆ１の外周部に連設され、かつそれ自身の板厚がシール蓋本体Ｆ１の厚さより薄く形成された環状の薄厚部Ｆ２とを備えている。
このようなシール蓋Ｆの下部円筒部５２下面への当接・固定により、ＯリングＰ２によってブッシング２の下部挿入孔５２ａが封止されると共に、ブッシング２のテーパ内面５３ａとゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｂとの嵌合部に所定の面圧が付与される。
このような構成のアレスタにおいては、シール蓋の一部に放圧用の弱点部としての薄厚部Ｆ２ないし薄厚部Ｆ２の凹溝Ｆ２ａにＯリングＰ２が設けられていることから、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際に発生する衝撃波を当該放圧用の弱点部から放出（放圧）させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アレスタに係り、特に、酸化亜鉛を主成分とする複数個の非直線抵抗素子（以下「アレスタ素子」という。）の積層体（以下「アレスタ素子積層体」という。）を備えるアレスタに関する。

一般に、発電所や変電所等に設置されるガス絶縁開閉装置には、落雷時等に線路から侵入する異常電圧から開閉装置や変圧器等の電気機器を保護するためにアレスタが配設されている。

従来、このようなアレスタとしては、図６に示すように、アレスタ素子積層体１００を絶縁ガスが封入されたタンク１１０の底部１１０ａに立設し絶縁支持筒１２０を介して支持して成るもの（例えば、非特許文献１）、または、図７に示すように、機器ケース２１０の内壁にブッシング２２０を気密に取り付け、このブッシング２２０にアレスタ素子積層体２３０を着脱自在に装着して成るものが知られている（例えば、特許文献１）。なお、図６中、符号１４０は高圧側の偏心シールド、１５０は絶縁スペーサ、１６０は計装箱、１７０は吸着剤を示している。

しかしながら、前者のアレスタにおいては、アレスタ素子積層体１００を構成するアレスタ素子の電圧分担を均一化するために、アレスタ素子積層体１００の高圧側に大型のシールド１３０を配設しなければならず、このため、機器自体が大型化するという難点があり、また、アレスタ素子積層体１００を有するガス絶縁開閉装置（以下「ＧＩＳ（Gas Insulated Switchgear）」という。）の耐電圧試験を行なう際に、アレスタ素子積層体１００を主回路導体（不図示）から切り離さなければならないため、切り離し装置（不図示）を設ける必要があり、このため機器の構造が複雑になるという難点があった。

一方、後者のアレスタにおいては、切り離し装置を設ける必要がないため構造が簡素化され、また、耐電圧試験を行なう際に機器ケース２１０内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができるものの、アレスタ素子積層体２３０の一部の外周に接地体としての機器ケース２１０が存在することから、アレスタ素子２３０ａの電圧分担を均一にすることが困難であり、このため、その適用が２２／３３ｋＶ程度の中圧用の線路に制限されるという難点があった。

このため、本出願人等は、先に、図８に示すように、電気機器を収容する機器ケース３００の開口部３１０に気密に装着されたブッシング３２０と、ブッシング３２０の挿入孔３３０内に機器ケース３００の外部から着脱自在に装着されたアレスタモールド体３４０とを備えたアレスタ（以下「ＧＩＳ内ガスタンク形アレスタ」という。）を開発し、出願している（特願２００４−３５７９１５）。

ここで、アレスタモールド体３４０は、複数個のアレスタ素子３５０ａを積層して成るアレスタ素子積層体３５０と、当該アレスタ素子積層体３５０の外周に設けられたシリコ−ンゴムから成るゴムモールド体３６０とで構成されている。

このような構成のＧＩＳ内ガスタンク形アレスタによれば、アレスタモールド体３４０の全体がブッシング３２０の挿入孔３３０の内部に収容されることで、従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができ、ゴムモールド体３６０がブッシング３２０の先端部に向けて押圧されることで、ブッシング３２０の挿入孔３３０のテーパ内面３３０ａとゴムモールド体３６０のテーパ外面３６０ａ間の面圧が確保され、界面での絶縁破壊を防止することができる。つまり、より具体的には、アレスタモールド体３４０の後端部にスプリング３７０が配設され、当該スプリング３７０にバネ力が付勢されることで、アレスタモールド体３４０をブッシング３２０の先端部に向けて押圧することができ、ブッシング３２０のテーパ内面３３０ａにゴムモールド体３６０のテーパ外面３６０ａを嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができ、電界が集中する高圧シールド体３８０の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ外面３６０ａを設けることで、アレスタ素子３５０ａの電圧分担の均一化を図ることができる。

しかしながら、このような構成のＧＩＳ内ガスタンク形アレスタにおいては、アレスタモールド体３４０を構成するゴムモールド体３６０の外面がブッシング３２０の挿入孔３３０の内面に密着しているため、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が複数回流れると、アレスタ素子３５０ａが故障する場合があり、かかる場合にブッシング３２０内部に発生する衝撃波がブッシング３２０に伝播することで、ブッシング３２０が破壊し、アレスタ素子３５０ａや部品等の飛散により、アレスタの周辺設備が破壊するおそれがあった。このため、アレスタやＧＩＳの復旧には、ガス処理や飛散した部品等の回収に多くの時間と労力を要するという難点があった。

電気学会技術報告 第８５１号 ７（図２.１０） 特開平１−２３２６８１（第１図）

本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際に生じるブッシング内部の圧力をＧＩＳ外部に放出することで、ＧＩＳ内部にブッシングおよび酸化亜鉛素子の破片が飛散しないようなアレスタを提供することを目的としている。

本発明の第１の態様であるアレスタは、電気機器を収容する機器ケースの開口部に、開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、ブッシングの挿入孔内に機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタ素子積層体とを備え、アレスタ素子積層体は、アレスタ素子積層体の外周に設けられた絶縁モールド体により一体化され、ブッシングの下面にはブッシングの挿入孔を封止するシール蓋が設けられ、シール蓋の一部には放圧用の弱点部が設けられているものである。

本発明の第２の態様は、第１の態様であるアレスタにおいて、弱点部は、シール蓋の一部に設けられた薄厚部を備えるものである。

本発明の第３の態様は、第２の態様であるアレスタにおいて、薄厚部のブッシングと対向する面に環状の凹溝がブッシングの挿入孔と同心状に設けられ、凹溝にＯリングが収納されているものである。

本発明の第４態様であるアレスタは、電気機器を収容する機器ケースの開口部に、開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、ブッシングの挿入孔内に機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタ素子積層体とを備え、アレスタ素子積層体は、アレスタ素子積層体の外周に設けられた絶縁モールド体により一体化され、ブッシングの下面にはブッシングの挿入孔を封止するシール蓋が設けられ、ブッシングの下方部には放圧用の弱点部が設けられているものである。

本発明の第５の態様は、第４の態様であるアレスタにおいて、弱点部は、ブッシングの一部に設けられた切欠部を備えるものである。

本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、絶縁モールド体とブッシングの挿入孔間には気体層が設けられているものである。

本発明の第７の態様は、第１の態様乃至第６の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、アレスタ素子積層体は、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子を積層して成る積層体と、積層体の高圧側に当接される接続導体と、積層体の低圧側に当接される押し金具とを備えるものである。

本発明の第８の態様は、第１の態様乃至第７の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、アレスタ素子積層体の先端部外周は、高圧シールド体により覆われているものである。

本発明の第９の態様は、第８の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、高圧シールド体の外周には、固体による絶縁層が設けられているものである。

本発明の第１０の態様は、第１の態様乃至第９の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、アレスタ素子積層体の後端部は、機器ケースの開口部を通り、機器ケースの外部に導出されているものである。

本発明の第１１の態様は、第１の態様乃至第１０の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、アレスタ素子積層体の中間部の電界は、高圧シールド体の後端部と機器ケースの内面間の間隔の調整によりコントロールされているものである。

本発明の第１２の態様は、第１の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングの後端部は絶縁性の円筒状部材で形成され、円筒状部材は機器ケースの開口部を通り、機器ケースの外部に導出されているものである。

本発明の第１３の態様は、第１の態様乃至第１２の態様の何れかの態様であるアレスタにおいて、ブッシングは硬質のプラスチック樹脂で形成されているものである。

本発明の第１の態様乃至第１３の態様のアレスタによれば、次のような効果がある。

第１に、機器ケースの開口部に気密に配設されたブッシングに機器ケースの外部からアレスタ素子積層体が着脱自在に装着されることから、従来のガス絶縁形アレスタのように、切り離し装置を設ける必要がなくなり、このため機器の構造を簡素化することができ、また、アレスタ素子の交換を行なう際に機器ケース内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができる。

第２に、アレスタ素子積層体の先端部外周が高圧シールド体により覆われていることから、アレスタ素子の電圧分担を均一化させることができ、ひいては６６／７７ｋＶ級の高圧線路にも適用できるアレスタを提供することができる。

第３に、アレスタ素子積層体の一部が機器ケースの外部に導出されていることから、機器の縮小化を図ることができる。

第４に、ブッシングの後端部を機器ケースの外部に気密に導出することで、機器の構造の簡素化、小型化および軽量化を図ることができる。

第５に、高圧シールド体の外周を絶縁性のバリヤで覆うことで、相間の絶縁距離や機器ケースとの絶縁距離を短くすることができ、機器の縮小化を図ることができる。

第６に、高圧シールド体を導電性の塗布層で形成することで、ブッシングの軽量化および低コスト化を図ることができる。

第７に、ブッシングの挿入孔を封止するシール蓋やブッシングの下方部に放圧用の弱点部が設けられていることから、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際に生じるブッシング内部の圧力を放圧用の弱点部から放出することができ、ひいてはブッシングおよび酸化亜鉛素子の飛散を防止することができる。

以下、本発明のアレスタを適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、アレスタ素子積層体の「先端部」、ブッシングの「先端部」とは、アレスタ素子積層体、ブッシングそれぞれの高圧側の端部をいい、図中では上方向に相当する。また、アレスタ素子積層体の「後端部」、ブッシングの「後端部」は、先端部と反対側の端部をいい、図中では下方向に相当する。
［実施例１］
図１は、６６／７７ｋＶ級の本発明のアレスタの一例を示す一部断面図である。

同図において、本発明のアレスタを有する電気機器は、開閉器等の電気機器（不図示）を気密に収容する機器ケ−ス１を備えており、機器ケ−ス１内には例えばＳＦ_６ガスなどの絶縁ガスが充填されている。また、機器ケース１の底部には開口部１ａが設けられており、この開口部１ａにはそれ自身の先端部を機器ケース１内に位置させ、かつそれ自身の中間部で開口部１ａを気密に覆う如くブッシング２が配設され、このブッシング２内には後述するアレスタ素子積層体６が着脱自在に装着されている。

ブッシング２は、エポキシ樹脂のモールド体等から成る硬質でかつ絶縁性のブッシング本体３と、ブッシング本体３の先端部にブッシング本体３と同心状に埋設された高圧シールド体４とを備えている。

ブッシング本体３は、アレスタ素子積層体６の先端部を収容するための挿入孔(以下「先端部挿入孔」という。)５１ａを有する上端閉鎖の円筒部(以下「上部円筒部」という。)５１と、アレスタ素子積層体６の下半部を収容するための挿入孔(以下「下部挿入孔」という。)５２aを有する円筒部(以下「下部円筒部」という。)５２と、アレスタ素子積層体６の中間部を収容するための挿入孔(以下「中間部挿入孔」という。)５３ａを有する円筒部(以下「中間円筒部」という。)５３とを備えており、下部円筒部５２の上部位置の外周には、六角板状の取付フランジ５２ｂがブッシング２の軸線と直交する方向に突出するように連設されている。ここで、下部挿入孔５２ａの口径は、先端部挿入孔５１ａの口径よりも大径とされ、また、中間部挿入孔５３ａは、ブッシング２の先端部から後端部に向かって円錐状に広がるテーパ内面を有しており、この円錐状のテーパ内面を介して先端部挿入孔５１ａおよび下部挿入孔５２ａが連通されている。さらに、取付フランジ５２ｂの外径は機器ケース１の開口部１ａの口径より大径とされている。また、取付フランジ５２ｂの各角部近傍には、それぞれボルト挿通孔ｈ1、ｈ2〜が設けられている。

高圧シールド体４は、上部円筒部５１にその閉鎖部５１ｂから上部円筒部５１の後端部に跨って上部円筒部５１と同心状に埋設される釣鐘状のシールド本体４１と、シールド本体４１の水平部中央に閉鎖部５１ｂの上方に突出させた筒状部（以下「接続導体挿入部」という。）４２と、接続導体挿入部４２の上部に連設され主回路導体（不図示）に接続される主回路接続子４３とを備えている。ここで、シールド本体４１の側壁部４１ａは先端部から後端部に向かって円錐状に広がるように形成され、また、その軸方向の長さは上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂから中間円筒部５３の先端部近傍に至る長さとされている。なお、接続導体挿入部４２はアレスタ素子積層体６の後述する接続導体６２の挿入孔としての機能を有し、接続導体挿入部４２の先端部に設けられた主回路接続子４３はアレスタ素子積層体６の後述するコイル状のスプリング６３のストッパとしての機能も有している。

このような構成の高圧シールド体４は、主回路接続子４３を上部円筒部５１の閉鎖部５１ｂより上方に突出させ、側壁部４１ａが上部円筒部５１の側壁部５１ｃ内に位置する如くして上部円筒部５１と同心状に埋設されている。

このような構成のブッシング２は、ブッシング２の上部円筒部５１および中間円筒部５３が機器ケース１内に位置し、下部円筒部５２が開口部１ａを通り機器ケース１の外部に導出させることで、取付フランジ５２ｂの上面を機器ケース１の開口部１ａの周縁部の下面に当接させることができる。従って、このような構成のブッシング２においては、機器ケース１の開口部１ａの周縁部に設けられた環状の凹溝１ｂにＯリングＰ１を介在させ、取付フランジ５２ｂのボルト挿通孔ｈ1、ｈ2〜に配設したボルトＶ１で締結することにより、ブッシング２を機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けることができる。

一方、アレスタ素子積層体６は、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子６１ａを積層して成る積層体６１と、積層体６１の先端部側（高圧側）に配設される接続導体６２と、接続導体６２の先端部側（高圧側）に配設されるコイル状のスプリング(以下「高圧側スプリング」という。)６３と、積層体６１の後端部側（低圧側）に配設される押し金具６５と、押し金具６５の下面側に配設されるコイル状のスプリング(以下「低圧側スプリング」という。)６６と、積層体６１の外周に接続導体６２および押し金具６５に跨って一体的にモールドされるシリコーンゴムなどから成るゴムモールド体６７とを備えている。ここで、ゴムモールド体６７の外面形状はブッシング２の挿入孔（上部挿入孔５１ａ、下部挿入孔５２ａ、テーパ付挿入孔５３ａ）の内面形状と対応するように形成されている。具体的には、ゴムモールド体６７の先端部側（高圧側）側には上部挿入孔５１ａの内面に当接する小径部６７aが、中間部にはテーパ付挿入孔５３ａのテーパ内面５３ａに当接するテーパ外面を有する円錐状部６７ｂが、後端部側（低圧側）には下部挿入孔５２ａの内面に当接する大径部６７ｃがそれぞれ設けられている。また、アレスタ素子６１ａは、所定のバリスタ電圧を考慮して系統電圧に対応した個数が決定される。本実施例は、６６ｋＶの高圧線路に適用するものである。

接続導体６２は、積層体６１の高圧側に当接されるアレスタ素子６１ａと略同形の円板部６２ａと、この円板部６２ａの上面中央部に上方に向けて突設された円筒部６２ｂとを備えており、円筒部６２ｂの外周には図示しないテープ状の導体接続子（マルチコンタクト)を嵌着するための環状の凹溝６２ｃが設けられている。

押し金具６５は、ゴムモールド体６７の後端部側（低圧側）の外径より若干小径とされた環状部材６５ａを備えており、この環状部材６５ａの上面中央部にはアレスタ素子６１ａと略同形の円盤状の押圧部６５ｂが設けられ、下面側外周縁近傍には、例えば１２個の凹陥部６５ｃが円周方向に沿って等配する如くして設けられている。なお、図中６５ｄは、環状部材６５ａの内周縁側に円周方向に沿って等配する如く設けられた例えば４個のネジ孔、６５ｅは環状部材６５ａの下面側中央部に設けられた大径の凹陥部（以下「大径凹陥部」という。）を示している。

このような構成の積層体６１の外周には、その先端部に接続導体６２の円板部６２ａの下面を当接し、後端部に押し金具６５の押圧部６５ｂを当接した状態で、接続導体６２の円板部６２ａの上面部および押し金具６５の外周に跨ってシリコーンゴムなどのゴムモールド体６７が設けられ、このゴムモールド体６７により、積層体６１が接続導体６２および押し金具６５と一体化される。

図２は、ブッシング２の下部円筒部５２の下面に取り付けられるシール蓋の説明図で、分図（ａ）は同シール蓋の平面図、分図（ｂ）は同シール蓋の側面図を示している。

図２（ａ）、（ｂ）において、シール蓋Ｆはアルミニウム金具等の円盤状の金具から成り、それ自身の上面側（ブッシング２と対向する側）中央部に、押し金具６５の大径凹陥部６５ｅに差し込み接続可能な円柱状のボス部Ｆ１ａが突設された円盤状のシール蓋本体Ｆ１と、シール蓋本体Ｆ１の外周部にそれ自身の上面側がシール蓋本体Ｆ１の上面側と面一になるように連設され、かつそれ自身の板厚がシール蓋本体Ｆ１の厚さより薄く形成された環状の薄厚部Ｆ２とを備えている。

ここで、シール蓋本体Ｆ１の厚さは１５ｍｍ程度とされ、薄厚部Ｆ２の厚さは通常の使用状態における低圧側スプリング６６の荷重で撓まないことを考慮してシール蓋本体Ｆ１の厚さの半分程度の厚さ（例えば７.５ｍｍ程度）とされている。また、薄厚部Ｆ２の外周縁近傍には、例えば８個のボルト挿通孔ｈ３が円周方向に沿って等配する如くして設けられ、さらに薄厚部Ｆ２の内周縁近傍の上面側にはＯリングＰ２（図１参照）を収納するための環状の凹溝Ｆ２ａがブッシング下部挿入孔５２ａと同心状に設けられている。なお、図２（ａ）、（ｂ）中、符号Ｆ１ｂはボス部Ｆ１ａの外周に設けられた環状の凹溝、Ｆ１ｃは環状の凹溝Ｆ１ｂに嵌着されたテープ状の導体接続子、Ｆ１ｄは接地線（不図示）を取り付けるためのボルトＶ３（図１参照）の先端部が螺着されるネジ孔を示している。

次に、アレスタ素子積層体６をブッシング２内に着脱自在に装着する方法について説明する。

先ず、接続導体６２の円筒部６２ｂ内に円筒部６２ｂの内径と略同径のコイル状の高圧側スプリング６３をその上半部が突出する如くして装着し、この状態でアレスタ素子積層体６の先端部（高圧側）をブッシング２内に挿入し、高圧側スプリング６３の先端部が主回路接続子４３の内壁面４３ａに当接するまで押し込む。これにより、凹溝６２ｃに配設した導体接続子（マルチコンタクト）を構成する舌片（不図示）が接続導体挿入部４２の内周面に電気的に接触すると共に、ゴムモールド体６７の小径部６７aがブッシング２の上部挿入孔５１ａの内面に、ゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｂがブッシング２のテーパ内面５３ａに、ゴムモールド体６７の大径部６７ｃが下部挿入孔５２ａの内面と当接することになる。

次に、押し金具６５の凹陥部６５ｃに凹陥部６５ｃの内径と略同径のコイル状の低圧側スプリング６６をその下半部が突出する如くして装着すると共に、凹溝Ｆ２ａにフッ素ゴム等から成るＯリングＰ２を配設し、この状態で、ブッシング２の下部円筒部５２の下面にシール蓋Ｆを当接し、さらにシール蓋Ｆのボルト挿通孔ｈ３に挿通したボルトＶ２の先端部を下部円筒部５２の下面に埋設した埋込金具Ｎに螺着する。これにより、シール蓋Ｆが下部円筒部５２の下面に取り付けられる。

このようなシール蓋Ｆの下部円筒部５２下面への当接・固定により、ＯリングＰ２によってブッシング２の下部挿入孔５２ａが封止されると共に、低圧側スプリング６６が軸方向に押圧され、低圧側スプリング６６に所定のバネ力が付勢され、ひいてはゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧され、かつブッシング２のテーパ内面５３ａとゴムモールド体６７のテーパ外面６７ｂとの嵌合部に所定の面圧が付与される。

また、ゴムモールド体６７がブッシング２の先端部に向けて押圧されることにより、ゴムモールド体６７の先端部に配置した高圧側スプリング６３が軸方向に押圧され、当該高圧側スプリング６３に所定のバネ力が付勢され、これにより、アレスタ素子６１ａと接続導体６２間、アレスタ素子６１ａ間、アレスタ素子６１ａと押圧部６５ｂ間に所定の面圧が付与され、これらの部材間が確実に接触する。

以上のように、このような構成のアレスタによれば、アレスタ素子積層体６の全体がブッシング２の挿入孔の内部に収容されることで、後述するように従来のアレスタよりもより高い電圧階級の線路に適用することができ、また、ゴムモールド体がブッシングの先端部に向けて押圧されることで、ブッシングの挿入孔内面とゴムモールド体外面の間の面圧が確保され、界面での絶縁破壊を防止することができる。つまり、より具体的には、アレスタモールド体の後端部にスプリングが配設され、当該スプリングにバネ力が付勢されることで、アレスタモールド体をブッシングの先端部に向けて押圧することができ、また、ブッシングのテーパ内面にゴムモールド体のテーパ外面を嵌合させることで、軸方向の押圧力を面圧として有効に作用させることができる。さらに、電界が集中する高圧シールド体の後端側端部の内側に、面圧が有効に作用するテーパ外面を設けることで、後述するようにアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。

図３は、本実施例におけるアレスタの等電位分布図を示している。同図より、アレスタ素子積層体６の先端部は高圧シールド体４により遮蔽されることで、当該先端部に電界が集中せず、また、アレスタ素子積層体６の後端部は接地体としての機器ケース１の外部に配設されることで、当該後端部にも電界が集中せず、さらに、アレスタ素子積層体６の中間部は高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１間の間隔の調整により電界が適正にコントロールされることで、当該中間部にも電界が集中しないことが判る。

ここで、シールド本体４１と接地体としての機器ケース１がアレスタ素子積層体６に及ぼす影響について説明する。先ず、シールド本体４１の下端部と機器ケース１の内面との間隔を短くすると、シールド本体４１および機器ケース１の影響によりアレスタ素子積層体６の中間部における電界が密になり、これと反対に、両者の間隔を広くすると、当該中間部における電界が疎になるという関係がある。従って、単に、両者の間隔を広げた構成にすることのみでは、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることが困難になる。この点、本実施例においては、アレスタ素子積層体６の先端部（アレスタ素子積層体６の１／３程度の長さ）および中間部（アレスタ素子積層体６の１／３程度の長さ）を機器ケース１内に位置させ、アレスタ素子積層体６の後端部（アレスタ素子積層体６の１／３程度の長さ）を機器ケース１の外部に位置させることで、高圧シールド体４と接地体としての機器ケース１との間隔が適正に調整され、アレスタ素子積層体６の中間部における電界を適正にコントロールすることができ、ひいてはアレスタ素子６１ａの電圧分担の均一化を図ることができる。

以上のように、本発明のアレスタによれば、機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けられたブッシング２内にアレスタ素子積層体６を機器ケース１の外部から着脱自在に装着することができることから、従来のガス絶縁形アレスタのように、切り離し装置を設ける必要がなくなり、機器の構造を簡素化することができ、また、アレスタ素子の交換を行なう際に機器ケース１内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができる。さらに、アレスタ素子積層体６の先端部外周が高圧シールド体４により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができ、ひいては６６／７７ｋＶ級の高圧線路にも適用できるアレスタを提供することができ、また、アレスタ素子積層体６の一部（低圧側）を機器ケース１の外部に導出させることで、機器の縮小化を図ることができる。さらに、シール蓋の一部に放圧用の弱点部としての薄厚部Ｆ２ないし薄厚部Ｆ２の凹溝Ｆ２ａにＯリングＰ２が設けられていることから、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際に発生する衝撃波を当該放圧用の弱点部から放出（放圧）させることができ、ひいてはアレスタ素子やブッシングの飛散を防止することができる。すなわち、前述の衝撃波の発生に伴ってブッシング２内部の微小空間の圧力が上昇することで、あるいはアレスタ素子積層体６が下方に移動することで、図４に示すように、シール蓋Ｆの弱点部である薄厚部Ｆ２の上面側（下部円筒部５２との対向面）が通常の使用状態における位置Ｌ１から衝撃波が発生した状態における位置Ｌ２まで撓み、ひいては、ＯリングＰ２と下部円筒部５２の下面間に隙間が生じ、当該隙間から内部圧力が放出されることになる。なお、図４はシール蓋の半截断面図（右側断面図）を説明している。従って、本発明のアレスタによれば、ブッシング２の破壊圧力よりも低い内部圧力でシール蓋Ｆから圧力が解放されることから、アレスタ素子やブッシングの飛散を防止することができる。
［実施例２］
図５は、本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部断面図を示している。なお、同図において、図１と共通する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図５において、この実施例においては、図１に示す押し金具６５に代えて、アルミニウム合金等の導電性の円柱状部材から成る押し金具（以下「円柱状押し金具」という。）６５´が使用されている。なお、円柱状押し金具６５´の外径はアレスタ素子６１ａの外径と略同径とされている。

また、積層体６１の外周には、その先端部に接続導体６２の円板部６２ａの下面を当接し、後端部に円柱状押し金具６５´の上面を当接した状態で、接続導体６２の円板部６２ａの上面部および円柱状押し金具６５´の中間部外周に跨ってシリコーンゴムなどの絶縁モールド体６７´が設けられ、この絶縁モールド体６７´により、積層体６１が接続導体６２および円柱状押し金具６５´と一体化される。

ここで、絶縁モールド体６７´は、積層体６１、接続導体６２および円柱状押し金具６５´を一体化するに十分な厚さとされ、当該厚さを可及的に薄くすることで、アレスタ素子積層体６をブッシング２内部に収容した状態において、アレスタ素子積層体６とブッシング２の挿入孔（先端部挿入孔５１ａ、中間部挿入孔５３ａ、下部挿入孔５２ａ）間に空気、窒素などの気体層Ｇが形成されることになる。また、このような絶縁モールド体６７´を積層体６１の外周に設けることで、積層体６１の外表面の電界を緩和することができる。なお、絶縁モールド体６７´はシリコーンゴムによるモールド体に代えてエポキシ樹脂等のゴム、プラスチック樹脂によるモールド体で形成してもよい。

さらに、この実施例においては、ブッシング２の下方部に、すなわち、機器ケース１の外部に導出されたブッシング２の下部円筒部５２に放圧用の弱点部Ｗが設けられている。放圧用の弱点部Ｗは、具体的にはブッシング２の下部円筒部５２の一部の外周に設けられた環状の切欠部Ｃで構成され、この切欠部Ｃを設けることでブッシング２の下方部の一部の厚さが薄くなっている。

また、この実施例においては、図１に示すシール蓋Ｆに代えて、それ自身の上面側中央部に円柱状押し金具６５´と略同形の円形状の凹陥部Ｆａ´が設けられたアルミニウム金具等の金具から成るシール蓋Ｆ´が使用されている。

この実施例においては、第１の実施例と同様に、接続導体６２の円筒部６２ｂ内に円筒部６２ｂの内径と略同径のコイル状の高圧側スプリング６３をその上半部が突出する如くして装着し、この状態でアレスタ素子積層体６の先端部（高圧側）をブッシング２内に挿入し、高圧側スプリング６３の先端部が主回路接続子４３の内壁面４３ａに当接するまで押し込み、さらに、シール蓋Ｆの凹陥部Ｆａに円柱状押し金具６５´の下半部を装着すると共に、当該シール蓋Ｆの上面側をブッシング２の下部円筒部５２の下面に当接し、シール蓋Ｆの下面側より挿通させたボルトＶ２の先端部をブッシング２の埋込金具Ｎのネジ孔に螺合させることで、シール蓋Ｆ´が下部円筒部５２の下面へ当接・固定される。従って、この実施例においても、アレスタ素子積層体６がブッシング２の先端部に向けて押圧され、アレスタ素子積層体６の先端部に配置した高圧側スプリング６３が軸方向に押圧され、当該高圧側スプリング６３に所定のバネ力が付勢され、ひいては、アレスタ素子６１ａと接続導体６２間、アレスタ素子６１ａ間、アレスタ素子６１ａと円柱状押し金具６５´間に所定の面圧が付与され、これらの部材間が確実に接触することになる。

以上のように、第２の実施例においても、第１の実施例と同様に、機器ケース１の開口部１ａに気密に取り付けられたブッシング２内にアレスタ素子積層体６を機器ケース１の外部から着脱自在に装着することができることから、従来のガス絶縁形アレスタのように、切り離し装置を設ける必要がなくなり、機器の構造を簡素化することができ、また、アレスタ素子の交換を行なう際に機器ケース１内の絶縁ガスを回収したり、充填したりする作業を不要とすることができる。さらに、アレスタ素子積層体６の先端部外周が高圧シールド体４により覆われていることから、アレスタ素子６１ａの電圧分担を均一化させることができ、ひいては６６／７７ｋＶ級の高圧線路にも適用できるアレスタを提供することができ、また、アレスタ素子積層体６の一部（低圧側）を機器ケース１の外部に導出させることで、機器の縮小化を図ることができる。さらに、絶縁モールド体とブッシングの挿入孔間に気体層Ｇが設けられると共にブッシングの下方部に、すなわち機器ケースの外部に導出されたブッシング２の下部円筒部５２に放圧用の弱点部Ｗが設けられていることから、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際に発生する衝撃波によりＧＩＳの外部においてブッシング２の弱点部Ｗである切欠部Ｃを破壊させることができる。従って、この実施例においては、アレスタに公称放電電流を大きく超える地絡電流が流れた際にＧＩＳの外部においてブッシングを破壊させることで、ＧＩＳ内部にアレスタ素子やブッシングの破片が飛散しないようにすることができる。

本発明は、特許請求の範囲内で、次のように、変更、修正を加えることができる。

第１に、前述の実施例においては、機器ケース１の底部にブッシングを配設した場合について説明しているが、機器ケース１の側壁にブッシングを配設してもよい。

第２に、前述の実施例においては、６６／７７ｋＶの高圧線路に本発明のアレスタを適用する場合について説明しているが、６６ｋＶ未満の線路若しくは７７ｋＶを超える高圧線路に本発明のアレスタを適用してもよい。

第３に、前述の第１の実施例においては、絶縁モールド体の外面がブッシングの挿入孔の内面に密着させた場合について説明しているが、第２の実施例と同様に、絶縁モールド体とブッシングの挿入孔間に空気層を形成してもよい。

第４に、前述の第２の実施例においては、絶縁モールド体とブッシングの挿入孔間に空気層を形成した場合について説明しているが、第１の実施例と同様に、絶縁モールド体の外面をブッシングの挿入孔の内面に密着させてもよい。

本発明の第１の実施例におけるアレスタの一部縦断面図。 本発明の第１の実施例におけるシール蓋の説明図で、分図（ａ）はシール蓋の平面図、分図（ｂ）はシール蓋の側面図。 本発明の第１の実施例におけるアレスタの等電位分布図。 本発明の第１の実施例におけるアレスタの内圧上昇時の薄厚部の撓み状況を示す説明図。 本発明の第２の実施例におけるアレスタの一部縦断面図。 従来のアレスタの一部断面図。 従来のアレスタの一部断面図。 従来のアレスタの一部断面図。

符号の説明

１・・・機器ケース
１ａ・・・開口部
２・・・ブッシング
４・・・高圧シールド体
６・・・アレスタ素子積層体
６１・・・積層体
６７・・・絶縁モールド体
Ｃ・・・切欠部
Ｆ・・・・シール蓋
Ｆ２・・・薄厚部
Ｇ・・・気体層
Ｗ・・・弱点部

Claims (13)

1. 電気機器を収容する機器ケースの開口部に、前記開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、前記ブッシングの挿入孔内に前記機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタ素子積層体とを備え、
   前記アレスタ素子積層体は、前記アレスタ素子積層体の外周に設けられた絶縁モールド体により一体化され、
   前記ブッシングの下面には前記ブッシングの挿入孔を封止するシール蓋が設けられ、
   前記シール蓋の一部には放圧用の弱点部が設けられていることを特徴とするアレスタ。
2. 前記弱点部は、前記シール蓋の一部に設けられた薄厚部を備えることを特徴とする請求項１記載のアレスタ。
3. 前記薄厚部の前記ブッシングと対向する面に環状の凹溝が前記ブッシングの挿入孔と同心状に設けられ、前記凹溝にＯリングが収納されていることを特徴とする請求項２記載のアレスタ。
4. 電気機器を収容する機器ケースの開口部に、前記開口部を気密に覆う如く配設されたブッシングと、前記ブッシングの挿入孔内に前記機器ケースの外部から着脱自在に装着されるアレスタ素子積層体とを備え、
   前記アレスタ素子積層体は、前記アレスタ素子積層体の外周に設けられた絶縁モールド体により一体化され、
   前記ブッシングの下面には前記ブッシングの挿入孔を封止するシール蓋が設けられ、
   前記ブッシングの下方部には放圧用の弱点部が設けられていることを特徴とするアレスタ。
5. 前記弱点部は、前記ブッシングの一部に設けられた切欠部を備えることを特徴とする請求項４記載のアレスタ。
6. 前記絶縁モールド体とブッシングの挿入孔間には気体層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５何れか１項記載のアレスタ。
7. 前記アレスタ素子積層体は、酸化亜鉛を主成分とする複数個のアレスタ素子を積層して成る積層体と、前記積層体の高圧側に当接される接続導体と、前記積層体の低圧側に当接される押し金具とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６何れか１項記載のアレスタ。
8. 前記アレスタ素子積層体の先端部外周は、高圧シールド体により覆われていることを特徴とする請求項１乃至請求項７何れか１項記載のアレスタ。
9. 前記高圧シールド体の外周には、固体による絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項８記載のアレスタ。
10. 前記アレスタ素子積層体の後端部は、前記機器ケースの開口部を通り、前記機器ケースの外部に導出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９何れか１項記載のアレスタ。
11. 前記アレスタ素子積層体の中間部の電界は、前記高圧シールド体の後端部と前記機器ケースの内面間の間隔の調整によりコントロールされていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０何れか１項記載のアレスタ。
12. 前記ブッシングの後端部は絶縁性の円筒状部材で形成され、前記円筒状部材は前記機器ケースの開口部を通り、前記機器ケースの外部に導出されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１何れか１項記載のアレスタ。
13. 前記ブッシングは硬質のプラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２何れか１項記載のアレスタ。
    

Images