JP2008186744A - モールド型避雷装置及びその製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】避雷器の使用部品をできるだけ共通化して経済的に製作でき、しかも作業性を向上できるモールド型避雷装置及びその製作方法を提供する。
【解決手段】支持碍子の一端を鉄塔の支持腕部に支持させると共に他端に送電線を支持し、支持碍子には鉄塔側及び送電線側にアークホーンを対抗配置する。支持碍子に対して並列に避雷器６を取り付け、しかも避雷器６には電極で形成する放電ギャップを有している。避雷器６は、複数個の避雷素子１０を積層した積層体の両端部に端子１３、１４を設けて被覆絶縁物１５により一体にモールド成形する。このとき、予め定めた積層寸法Ｌ内に複数個の避雷素子と少なくとも一つの積層寸法調整用の導電性スペーサとを積層して形成し、これらをばね１１で押圧した状態でガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒１２内に配置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として送電線用の避雷装置として用いられるモールド型避雷装置及びその製作方法に係り、特に製造過程においてモールド金型を共有することができるモールド型避雷装置及びその製作方法に関するものである。

送電系統では、図３に示す如く鉄塔１の支持腕部２に懸垂碍子や長幹支持碍子等と呼ばれる支持碍子３を用いて送電線５を取り付けている。支持碍子３には、この上下即ち鉄塔側及び送電線側の一対のアークホーン４Ａ、４Ｂを対抗するように設けている。そして、鉄塔１や送電線５へ落雷した時の雷サージ対策のため、支持碍子２に対して並列に配置する避雷器６を、取付金具８に固定して送電線用の避雷装置を構成することが一般的に行われている。この避雷器６は、送電線側に電極７Ａ、７Ｂを対向させた放電ギャップＧを設け、雷サージの侵入時に放電する構造の避雷装置にしている（例えば特許文献１参照）。

通常、このような送電線用の避雷装置に用いる避雷器は、円盤状に形成した酸化亜鉛素子（ＺｎＯ）等の避雷素子の複数個を積層しており、これら上下の端面に端子を設けて接続してから、非磁器材料である高分子樹脂（ポリマー樹脂）等で、被覆絶縁物をモールド成形して一体にし、被覆絶縁物の外面をシリコーンゴムで被覆して構成している（例えば特許文献２参照）。

また、避雷器は上記例外に、複数個の避雷素子をガラス繊維強化プラスチック（以下「ＦＲＰ」と略称する）製の絶縁筒内に配置し、避雷素子の積層体の上下いずれか一方側に、ばねを配置して押圧した上、これらの上下端面に端子を設けて筒状の絶縁容器内に収納、或いは避雷素子の積層体を、ＦＲＰ製の複数本の絶縁ロッドで連結して押圧固定し、上記と同様に被覆絶縁物をモールド成形して構成することも知られている（例えば特許文献３参照）。

避雷器に使用する複数個の避雷素子は、一般的には酸化亜鉛を主成分とする材料を、円盤状に形成してから焼成したものであるから、使用する材料成分によって、避雷素子の厚さや単位厚さ当りの耐電圧も異なったものとなる。

送電線の送電系統には、送電系統電圧１００ｋＶ以上でも、１１０ｋＶ、１５４ｋＶ、１８７ｋＶ、２２０ｋＶ、２７５ｋＶ、３８０ｋＶ、５００ｋＶ更には１０００ｋＶがあり、送電線用の避雷装置の避雷器は、送電線の系統電圧に応じて動作開始電圧を定めているから、例えば１１０ｋＶ用の避雷器と５００ｋＶ用の避雷器とでは、全体の長さ寸法が異なっており、系統電圧に応じた複数種類の避雷器が用いられている。

避雷器は、使用する各送電系統電圧で、全体の長さ寸法が著しく長くなるのを防止するため、使用電圧に応じた個数を積層する避雷素子は、例えば使用材料等を工夫して、避雷素子の単位厚さ当りの耐電圧を向上させ、高電圧用の避雷素子１個分の厚さを薄く製作している。

しかし、送電系統電圧毎に使用する避雷素子の個数も違うため、避雷素子を積層した高さ寸法が大きく違ってくる。このため、積層した複数個の避雷素子を、被覆絶縁物で一体にモールド成形して作った避雷器は、送電系統電圧に応じて寸法が違うものとなっていた。このように、上記した送電系統電圧が一つ上となるだけで、避雷器は長さ寸法が違ってくるから、できるだけ長さ寸法の差がなくなるようにすることが望まれている。

また、送電線に用いる避雷装置の避雷器の製作にあたっては、複数個の避雷素子を積層してばねにて押圧した状態で、補助器具を使ってＦＲＰ製の絶縁筒等に収納から、これらを系統電圧毎に寸法の異ならせて作ってあるモールド型内に配置し、ポリマー樹脂等によって鍔付の被覆絶縁物を一体にモールド成形し、支持碍子と同様な外形に製造している。

特開平７−１７６２３５号公報 特開２００１−２３８０６号公報 特開２００２−３５３００９号公報

しかし、上記した送電線用避雷装置に用いる避雷器は、使用する送電系統電圧に応じて避雷素子の積層寸法が違うため、部品の共通化が進まず、経済的に製作することができず、また送電系統電圧毎に寸法の異なる避雷器を取り扱うため、鉄塔への取り付け作業も不便である等の問題があった。

また、送電線用避雷装置に用いる避雷器の製作にあたっては、避雷素子の積層寸法が違うことから、成形用モールド型の種類が増加し、製作現場における製作工程が複雑になり、作業性を向上させて経済的に製作することができない問題があった。

本発明の目的は、避雷器の使用部品をできるだけ共通化して経済的に製作できるモールド型避雷装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、共通モールド成形型を用いて作業性を向上でき、製作が容易なモールド型避雷装置の製作方法を提供することにある。

本発明のモールド型避雷装置は、積層する複数個の避雷素子を形成した積層体をばねにて押圧して絶縁筒内に配置し、前記積層体の両端に端子を設けて全体を被覆絶縁物により一体に成形したモールド型避雷装置において、前記避雷素子の積層体には少なくとも一つの寸法調整用の導電性スペーサ組み合わせて予め定めた積層寸法にし、異なる系統電圧用の避雷装置のモールド金型を共用できるようにすることを特徴としている。
更に、高い電圧の送電線用として、避雷装置を複数ユニット直列に接続することによってユニット１個当たりの避雷素子数を減らすことにより、モールド金型を共用することを特徴としている。

送電線用のモールド型避雷装置として、避雷器の２ユニットを直列に接続して用いる際には、支持碍子の一端を鉄塔の支持腕部に支持させると共に他端に送電線を支持し、前記支持碍子は鉄塔側及び送電線側にアークホーンを対抗配置し、前記支持碍子に対して並列に避雷器を取り付けると共に、前記避雷器には電極で形成する放電ギャップを有し、前記避雷器は複数個の避雷素子を積層した積層体の両端に端子を設けて被覆絶縁物により一体にモールド成形するものであって、前記避雷器は前記支持碍子の鉄塔側に支持させる第１避雷器と、前記第１避雷器と対向して前記支持碍子の送電線側に支持させる第２避雷器とからなっており、前記第１及び第２避雷器はそれぞれガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒内に、予め定めた積層寸法に積層する複数個の避雷素子及び少なくとも一つの積層寸法調整用の導電性スペーサと、前記避雷素子と導電性スペーサとを押圧するばねとを配置して構成したことを特徴としている。

好ましくは、前記導電性スペーサは積層した避雷素子の少なくとも一方側端面に配置、或いは前記導電性スペーサは所定寸法の複数に分割して避雷素子間に分散配置して構成したことを特徴としている。
更に、本発明による送電線用のモールド型避雷装置の製作方法は、複数個の避雷素子と少なくとも一つの寸法調整用の導電性スペーサとを積層して予め定めた積層寸法に形成し、前記避雷素子と導電性スペーサとをばねにて押圧した状態でガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒内に配置し、前記絶縁筒を共通モールド成形型内に収納した後、前記共通モールド成形型に成形用樹脂を注入して避雷器を一体にモールド成形することを特徴としている。

本発明のように構成したモールド型避雷装置では、複数個の避雷素子と導電性スペーサとを組み合せて積層した積層体を予め定めた積層寸法にしているので、各送電系統電圧で各部品を共通化して使用できるため、同一形状の避雷器を経済的に製作できる。この避雷器は、送電系統電圧が異なっても、従来のように著しく長さ寸法が異なることはないから、避雷器の取り扱いや鉄塔への取り付け作業も極めて容易となる。

また、本発明の送電線用のモールド型避雷装置の製作方法によれば、予め定めた積層寸法内に複数個の避雷素子と導電性スペーサとを組み合せて積層した積層体を作り、これを各送電系統電圧で同一寸法の絶縁筒内に配置してから、共通モールド成形型内に収納して一体にモールド成形することができるため、製作時の作業性を向上することができる。

本発明のモールド型避雷装置を送電線に用いるときは、支持碍子の一端を鉄塔の支持腕部に支持させると共に他端に送電線を支持しており、この支持碍子には鉄塔側及び送電線側にアークホーンを対抗配置し、しかも支持碍子に対して並列に避雷器を取り付けており、避雷器には電極で形成する放電ギャップを有している。避雷器は、複数個の避雷素子を積層し、両端部に端子を設けて被覆絶縁物により一体にモールド成形する。予め定めた寸法範囲に複数個の避雷素子及び少なくとも一つの積層寸法調整用の導電性スペーサとを積層する。これらをばねで押圧した状態でガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒内に配置する。

本発明を適用した図１に示す実施例のモールド型避雷器６は、従来と同様に複数個の避雷素子１０を積層した積層体を、ばね１１にて押圧して一体とする。本発明では各送電系統電圧に用いる避雷器６で、積層体の積層寸法Ｌを予め定めており、この積層寸法Ｌとなるように複数個の避雷素子１０に少なくとも一つの導電性スペーサ１６を組み合せて積層体を形成するようにしている。図１の例では、複数個の避雷素子１０を積層した積層体の一方側端に、一つの導電性スペーサ１６を配置している。

積層寸法Ｌの積層体は、ばね１１にて押圧した状態でＦＲＰ製の絶縁筒１２内に配置し、避雷素子１０積層体の両端には、端子１３、１４を設けて被覆絶縁物１５を所定形状に一体にモールド成形する。被覆絶縁物１５は、成形用樹脂としてポリマー樹脂を用いる以外にエポキシ樹脂やプロピレンゴム等が、適宜選択して使用される。

本発明では予め定めた積層寸法Ｌの積層体とするため、送電系統電圧区分で耐電圧も変えた避雷素子１０を使用する。そして、この選択した避雷素子１０を、送電系統電圧分の個数を積層したとき、積層寸法Ｌに達しない寸法分の厚さの導電性スペーサ１６を避雷素子１０に組み合せ、各送電系統電圧で積層体の積層寸法を略同じにしている。

また、避雷素子１０に導電性スペーサ１６を組み合せたとしても、予め定めた積層寸法Ｌに積層体にできず、長くなってしまう分の送電系統電圧のものでは、例えば二つのユニットの積層体に区分し、各積層体を１ユニットとして作った第１及び第２避雷器を、上下に対向配置して支持碍子と平行に取り付ける避雷器とする。この構成の避雷器場合、第１及び第２避雷器の対向部に電極を設けて放電ギャップを有するようにする。

表１に、積層寸法Ｌを６４０ｍｍ及び３９２．５ｍｍとし、使用避雷素子の単位厚さ当りの動作開始電圧（以下耐電圧という）が５種類の素子とユニット分割数を組み合わせることにより、系統電圧６６ｋＶから５００ｋＶまで８系統、９仕様の避雷器を２種類のモールド金型で製作できる例を示している。

また、系統電圧により避雷器の動作開始電圧は、規格によって表１に記載の１１９ｋＶから５３５ｋＶまで９段階に定められている。避雷素子の耐電圧は、現在２５０Ｖ／ｍｍから６００Ｖ／ｍｍまで６種類のものが実用化されている。素子１個の厚さは２２．５ｍｍであり、積層する素子数は整数でなければならないので、動作開始電圧を素子の耐電圧で除した値の小数点を切り上げた整数値となる。系統電圧６６ｋＶから１５４ｋＶまで３種類の素子を使用すれば素子の積層厚さは約６３０ｍｍとなり、積層寸法６４０ｍｍのモールド型を用いることにより、金型を共用することができる。この場合、素子積層厚さと積層寸法Ｌとの差を埋めるために導電性スペーサ厚みを調整する。系統電圧１８７ｋＶから５００ｋＶまでは、ユニット数を２ないしは３とし、素子の耐電圧を３５０Ｖ／ｍｍから６００Ｖ／ｍｍの素子を組み合わせることによって、ユニット１個当たりの素子積層厚さは、３８０ｍｍ程度になり、積層寸法Ｌが３９２．５ｍｍのモールド型を用いて成形することができる。

この表１より明らかな如く、積層寸法Ｌ＝６４０ｍｍと３９２．５ｍｍのモールド型で８種の電圧の異なる送電系統用の避雷器を製作できる。なお、樹脂モールド体の絶縁沿面は、最上位の電圧に耐えうるようにその形状を定める必要がある。

表２の実施例では、同様の考え方に従い、モールド金型を3種類使用して６６ｋＶから５００ｋＶまでの８種類の系統に適用可能なモールド型の避雷器を製作することを示している。

このように本発明では、複数個の避雷素子１０を積層して積層体を作る際に、耐電圧の異なる複数種類の避雷素子を選択使用して素子積層高さを予め定めた積層寸法Ｌ以内にし、これに厚さの導電性スペーサを組み合せて積層寸法Ｌにしてから、被覆絶縁物により一体にモールド成形して避雷器を構成するため、送電系統電圧区分毎に各部品を共通化できて同一形状の避雷器を経済的に製作でき、送電鉄塔へ取り付ける際の避雷器の取り扱いも極めて容易になる。

本発明を適用した他の実施例である図２に示すモールド型の避雷器６は、実施例と略同様な構成であり、導電性スペーサ１６の配置のみが異なっている。この図２に示す例は、予め定めた積層寸法Ｌ内に、積層した各避雷素子１０を積層高さに対して、組み合せ使用する導電性スペーサ１６の厚さが大きくなるときに適用するのに好適な構造である。この例では、導電性スペーサ１６は所定寸法の複数に分割しており、小分割した各導電性スペーサ１６は、各避雷素子１０間や複数個の避雷素子１０を積層した上下の端面に分散配置している。このように避雷素子１０と導電性スペーサ１６とを組み合せて構成しても、上記したものと同様な効果を達成することができる。

上記した各実施例のモールド型避雷器を製作には、避雷素子１０と導電性スペーサ１６との積層寸法を、各使用する送電系統電圧で同一寸法としたので、共通モールド成形型を使用することができる。

次に、本発明のモールド型避雷装置に用いる避雷器の製作の手順を説明する。まず、選択した複数個の避雷素子と少なくとも一つの寸法調整用の導電性スペーサとを組み合せ、これらを積層して予め定めた積層寸法Ｌに形成する。次に、積層寸法Ｌに積層した避雷素子と導電性スペーサとをばねにて押圧し、この状態でＦＲＰ製の絶縁筒内に配置し、上下に端子を接続する。これらを共通モールド成形型内に収納してから、共通モールド成形型に成形用樹脂を注入し、共通モールド成形型から取り出せば、一体にモールド成形した避雷器が製作できる。このように、同一の積層寸法にして可能な限り共通部品を用い、しかも共通モールド成形型を用いたので、同一形状の避雷器を極めて容易に製作することができる。

導電性スペーサ１６は、上記した実施例のように避雷素子１０を積層した積層体の少なくとも一方側の端面に配置、或いは全ての避雷素子１０間を含めて配置するものに限定されることはなく、予め定めた長さ寸法内に避雷素子と共に積層する導電性スペーサの総寸法や、分割した導電性スペーサの寸法や数、或いは組立作業等を考慮し、任意の避雷素子間に配置できることは明らかである。

本発明の一実施例であるモールド型避雷装置を示す概略縦断面図である。 本発明の他の実施例であるモールド型避雷装置を示す概略縦断面図である。 一般的な送電線用のモールド型避雷装置の使用状態を示す概略図である。

符号の説明

１…鉄塔、２…支持腕部、３…支持碍子、４Ａ、４Ｂ…アークホーン、５…送電線、６…避雷器、７Ａ、７Ｂ…電極、１０…避雷素子、１１…ばね、１２…絶縁筒、１５…被覆絶縁物、１６…導電性スペーサ、Ｇ…放電ギャップ。

Claims (5)

1. 積層する複数個の避雷素子を形成した積層体をばねにて押圧して絶縁筒内に配置し、前記積層体の両端に端子を設けて全体を被覆絶縁物により一体に成形したモールド型避雷装置において、前記避雷素子の積層体には少なくとも一つの寸法調整用の導電性スペーサ組み合わせて予め定めた積層寸法にし、異なる系統電圧用のものを同一のモールド金型で成形可能にしたことを特徴とするモールド型避雷装置。
2. 支持碍子の一端を鉄塔の支持腕部に支持させると共に他端に送電線を支持し、前記支持碍子は鉄塔側及び送電線側にアークホーンを対抗配置し、前記支持碍子に対して並列に避雷器を取り付けると共に、前記避雷器には電極で形成する放電ギャップを有し、前記避雷器は複数個の避雷素子を積層した積層体の両端に端子を設けて被覆絶縁物により一体にモールド成形した送電線用のモールド型避雷装置において、前記避雷器は前記支持碍子の鉄塔側に支持させる第１避雷器と、前記第１避雷器と対向して前記支持碍子の送電線側に支持させる第２避雷器とからなっており、前記第１及び第２避雷器はそれぞれガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒内に、予め定めた積層寸法に積層する複数個の避雷素子及び少なくとも一つの積層寸法調整用の導電性スペーサと、前記避雷素子と導電性スペーサとを押圧するばねとを配置して構成したことを特徴とする送電線用のモールド型避雷装置。
3. 請求項１又は２において、前記導電性スペーサは積層した避雷素子の少なくとも一方側端面に配置して構成したことを特徴とするモールド型避雷装置。
4. 請求項１又は２において、前記導電性スペーサは所定寸法の複数に分割して避雷素子間に分散配置して構成したことを特徴とするモールド型避雷装置。
5. 複数個の避雷素子と少なくとも一つの寸法調整用の導電性スペーサとを積層して予め定めた積層寸法に形成し、前記避雷素子と導電性スペーサとをばねにて押圧した状態でガラス繊維強化プラスチック製の絶縁筒内に配置し、前記絶縁筒を共通モールド成形型内に収納した後、前記共通モールド成形型に成形用樹脂を注入して避雷器を一体にモールド成形することを特徴とするモールド型避雷装置の製作方法。

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