JP2008210879A - 内蔵形避雷器 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化亜鉛素子を1枚とした内蔵型避雷装置において、熱安定性の維持、不平等電界の抑制、電流の集中を回避する。
【解決手段】略筒形の絶縁容器内に非直線抵抗性を有する内部要素を収納しその一端にバネを介して高圧側電極を接続し他端に接地側電極を接続し、前記高圧側電極は開閉器内部の高圧側に接続し、前記接地側電極は開閉器内部の接地側に接続される内蔵形避雷装置において、前記内部要素は両端に金属スペーサを配置した酸化亜鉛素子1枚で構成され、この酸化亜鉛素子は１ｍＡの電流を流した場合の電界が４５０Ｖ／ｍｍ以上となる特性を有する。金属スペーサの厚さは素子の厚さの１０％以上、直径は素子直径の９５以下とし、バネの上下端を覆うように金属板を複数個所巻きつける。
【選択図】図１

Description

本発明は、配電線に設置される変圧器や開閉器に内蔵される内蔵形避雷器に関する。

一般に、配電用避雷器は、柱上変圧器・開閉器等の被保護機器の外部に独立して備え付けられていた。しかし、このような備え付け方では、機器に接続するリード線のインダクタンスの影響により制限電圧の上昇を招き、結果として避雷器の保護レベルの低下を引き起こしてきた。また、装柱の簡素化や、社会的なニーズである美観の面からも問題があった。そこでこれらの問題を解決するために、避雷器本体を保護される機器に内蔵させ、一体化させた内蔵形避雷器が開発された。

また、図４には、従来の内蔵形避雷器の構造断面図を示す。この内蔵形避雷器は、特許文献１にも示されているように、碍管２の上端に高圧側電極１が嵌合・保持され、高圧側電極１の下端にバネ３を介して複数の酸化亜鉛素子を積み重ねてなる素子柱１４が配置されている。素子柱１４の下端は、接地側電極７に当接・支持されている。接地側電極７は、碍管２の下端に嵌合・保持されている。
特開２０００−２０８２３３

一般に、配電用避雷器に広く適用されている酸化亜鉛素子は、１ｍＡ流した場合の電界値が２００Ｖ／ｍｍぐらいである。しかしながら、この酸化亜鉛素子を配電機器である柱上変圧器や開閉器の内蔵形避雷器に適用した場合には、配電機器自体が大型化してしまうという問題があった。 一方、酸化亜鉛素子の１ｍＡ通電時の電界値を高くすると、酸化亜鉛素子の通電時の発熱量が高くなり、多重雷などの過酷な責務を受けた場合に避雷器の熱安定性が問題になるという欠点があった。また、組立時に酸化亜鉛素子とバネが横ずれした位置で組み立てられた場合、雷サージなどで内蔵形避雷器が放電動作した際に、バネと酸化亜鉛素子の接点での不平等電界の発生や通電面積が少ないことによる電流集中が発生し、内部閃絡が生じやすくなる可能性があった。

そこで本発明は、本発明は上記の課題を解決して、より小形な内蔵形避雷器を製造することができ、多重雷などの過酷責務でも熱的安定性が維持でき、避雷器放電動作時においても不平等電界の発生や電流集中の発生が生じることがない内蔵形避雷器を提供することを目的とする。

上記も過大を解決するため、本発明は、略筒形の絶縁容器内に非直線抵抗性を有する内部要素を収納しその一端にバネを介して高圧側電極を接続し他端に接地側電極を接続し、前記高圧側電極は開閉器内部の高圧側に接続し、前記接地側電極は開閉器内部の接地側に接続される内蔵形避雷装置において、前記内部要素は両端に金属スペーサを配置した酸化亜鉛素子1枚で構成され、この酸化亜鉛素子は１ｍＡの電流を流した場合の電界が４５０Ｖ／ｍｍ以上となる特性を有することを特徴とする。

以上本発明により、酸化亜鉛素子が1枚となりサージ電流等による発熱が集中しても、上下金属スペーサにより放熱効果を高めることができ、電流の集中を回避できるため、小型で熱的安定性を維持した高性能な内蔵型避雷装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

本発明の第１の実施の形態について図１を参照して説明する。図１において、１は高圧側電極であり、碍管２の上端に固定されている。高圧側電極１の下端にはバネ３を介し、上下に金属スペーサ５を接続した酸化亜鉛素子４が１枚接続されている。金属スペーサ５の接地側下端は、接地側電極７に接続されている。接地側電極７は、碍管２の下端に嵌合、固定されている。高圧側電極１は図示しない開閉器内部の高圧側に接続され、接地側電極７は開閉器内部の接地側に接続され、内蔵形避雷器を構成している。

酸化亜鉛素子４は１ｍＡの電流を流した場合の電界が４５０Ｖ／ｍｍ以上となる特性を有する酸化亜鉛素子を適用し、酸化亜鉛素子の上下に接続する金属スペーサ５の厚さＨ１は、酸化亜鉛素子厚さＨの１０％以上の厚さを各々有し、金属スペーサ５の直径Ｄ１は酸化亜鉛素子４の直径Ｄの９５％以下の構成となっている。
このように構成した内蔵形避雷器の場合には、配電用避雷器に一般的に適用されている酸化亜鉛素子（すなわち、１ｍＡの電流を流した場合の電界が２００Ｖ／ｍｍぐらいの酸化亜鉛素子）の約２倍以上の電界を実現し、同一定格における酸化亜鉛素子の積み上げ枚数を１／２以下に減少することができる。その結果、内蔵形避雷器の全長が縮小され、開閉器や変圧器といった被保護機器への内蔵が容易になる。

また、酸化亜鉛素子の上下に酸化亜鉛素子厚さＨの１０％以上の厚さを有する金属スペーサを挿入にしたことにより、酸化亜鉛素子の積み上げ枚数が１／２以下になり、雷サージなどによる避雷器動作時の発熱量が２倍以上になったとしても、酸化亜鉛素子の熱が上下の金属スペーサにより速やかに放熱できる。その結果、多重雷などの過酷な責務においても、熱的安定性が維持でき、安定した性能を得ることができる。

さらに金属スペーサ５の直径Ｄ１は酸化亜鉛素子４の直径Ｄの９５％以下の構成となっている。 その結果、組立時において酸化亜鉛素子と金属スペーサの横ズレが生じたとしても、上下の金属スペーサが酸化亜鉛素子の外径よりも外側に突出しにくくなる。そのため、不平等電界が生じにくい構造となり、避雷器放電動作時に内部閃絡が生じにくい。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は、図１のバネ３部の平面図であり、図３は図１のバネ３部の正面図である。図２に示すように、バネ３の上側端末９ａと下側端末９ｂに対抗する位置に金属板８を配置し、かつ図３に示すようにバネ３の上下方向に金属板で覆っている。このように金属板８を取り付けたバネ３においては、上下端末９ａ、９ｂによって生ずるバネ３のがたつきを効果的に低減でき、かつ金属板を２箇所以上に配置したため、雷サージによる放電動作時でも通電経路が２箇所以上確保できることにより、電流集中が生じにくい構造となり、避雷器放電動作時に内部閃絡が生じにくい効果が得られる。

本発明の実施形態を示す縦断面図である。 図１のバネ部の平面図である。 図１のバネ部の正面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１ 高圧側電極
２ 碍管
３ バネ
４ 酸化亜鉛素子
５ 金属スペーサ
７ 接地側電極
８ 金属板
９ａ 上側バネ端末
９ｂ 下側バネ端末
１４ 素子柱

Claims (4)

1. 略筒形の絶縁容器内に非直線抵抗性を有する内部要素を収納しその一端にバネを介して高圧側電極を接続し他端に接地側電極を接続し、前記高圧側電極は開閉器内部の高圧側に接続し、前記接地側電極は開閉器内部の接地側に接続される内蔵形避雷装置において、
   前記内部要素は両端に金属スペーサを配置した酸化亜鉛素子1枚で構成され、この酸化亜鉛素子は１ｍＡの電流を流した場合の電界が４５０Ｖ／ｍｍ以上となる特性を有することを特徴とする内蔵形避雷器。
2. 請求項１記載の内蔵形避雷装置において、前記酸化亜鉛素子上下に挿入する各々の金属スペーサの厚さは、酸化亜鉛素子の厚さの１０％以上有することを特徴とする内蔵形避雷器。
3. 請求項１および請求項2記載の内蔵形避雷装置において、前記酸化亜鉛素子上下に挿入する金属スペーサの直径は酸化亜鉛素子直径より小さいことを特徴とする内蔵形避雷器。
4. 請求項１から請求項３記載の内蔵形避雷装置において、前記バネの上下端末の対向位置間を上下方向に覆うように巻き付けた金属板を、複数配置したことを特徴とする内蔵形避雷器。

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