JP2012151142A - Polymer arrester - Google Patents

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Jun Kobayashi
純 小林
Katsuro Komatsu
克朗 小松
Tomikazu Ajiki
富和 安食
Takamichi Tsukui
貴通 津久井
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Toshiba Substation Equipment Technology Corp
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Toshiba Corp
Toshiba Substation Equipment Technology Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer arrester having high manufacturing accuracy by disposing a porous metal plate between nonlinear resistors to relax shape errors of the nonlinear resistors.SOLUTION: The polymer arrester comprises: a plurality of discoid nonlinear resistors which are laminated and arranged; discoid porous metal plates which are disposed between at least parts of nonlinear resistors; electrodes which are disposed at both ends of the nonlinear resistors; and insulation rods which connect the electrodes.

Description

本発明の実施形態は、ポリマー避雷器に関する。   Embodiments of the invention relate to polymer lightning arresters.

従来から、送電線、発電所、変電所等の電力系統において、避雷器が設置されている。
この避雷器は、過電圧を除去し、電力系統や電気機器を保護している。このような避雷器
のうちのポリマー避雷器は、例えば、酸化亜鉛を主成分とする円板状の非直線抵抗体を複
数枚積層し、その上下端部に電極を配置している。 Conventionally, lightning arresters have been installed in power systems such as transmission lines, power plants, and substations.
This lightning arrester removes overvoltage and protects the power system and electrical equipment. Among such surge arresters, for example, a polymer surge arrester is formed by laminating a plurality of disc-shaped non-linear resistors mainly composed of zinc oxide, and electrodes are disposed on the upper and lower ends thereof.

また、剛性を上げるために、非直線抵抗体を締め付けるための絶縁ロッドが複数本、非
直線抵抗体の周囲に配置されている。また、これらの絶縁ロッドは、複数の金属板又は絶
縁板で固定して位置ずれを防止されている。上記の構成物を総称して内部要素と呼んでお
り、この内部要素の外側に、絶縁樹脂をモールドすることによって、絶縁外皮が形成され
ている。 In order to increase rigidity, a plurality of insulating rods for fastening the non-linear resistor are arranged around the non-linear resistor. Further, these insulating rods are fixed by a plurality of metal plates or insulating plates to prevent displacement. The above components are collectively referred to as an internal element, and an insulating skin is formed by molding an insulating resin on the outside of the internal element.

上述した構成を持つポリマー避雷器は、運用中に過大な責務を受け、非直線抵抗体が破
損した場合には、絶縁ロッド間の絶縁樹脂部分が裂け、内部アークによる高圧・高熱ガス
を外部へ放出し、外部アークに移行させることで爆発的飛散を防いでいる。 The polymer lightning arrester with the above-mentioned structure receives excessive duties during operation, and when the non-linear resistor is damaged, the insulating resin part between the insulating rods is torn and discharges high-pressure and high-temperature gas from the internal arc to the outside. However, it is prevented from explosive scattering by shifting to an external arc.

しかし、上述した従来のポリマー避雷器は、使用する非直線抵抗体の平行度が低い場合
には。非直線抵抗体を複数枚積層して構成される内部要素が湾曲する。さらに、内部要素
が湾曲することによって、モールド金型へ干渉したり、電極が非直線抵抗体に片当たりし
たりするという課題があった。 However, the conventional polymer lightning arrester described above is used when the parallelism of the nonlinear resistor used is low. An internal element formed by stacking a plurality of non-linear resistors is curved. Furthermore, there are problems that the internal element is curved, thereby interfering with the mold, and the electrode hits the non-linear resistor.

特開２００２−１５１３０９号公報JP 2002-151309 A

本発明の実施形態は、非直線抵抗体の形状誤差を緩和し、製作精度の高いポリマー避雷
器を提供することを目的とする。 An object of the embodiment of the present invention is to provide a polymer lightning arrester that reduces the shape error of a nonlinear resistor and has high manufacturing accuracy.

本発明の実施形態におけるポリマー避雷器は、積層配置された複数の円板状の非直線抵
抗体と、少なくとも一部の前記非直線抵抗体の間に配置された円板状の多孔質金属板と、
前記非直線抵抗体の両端に配置された電極と、前記電極を連結する絶縁ロッドと、を備え
る。 A polymer lightning arrester according to an embodiment of the present invention includes a plurality of disc-shaped non-linear resistors arranged in a stack, and a disc-shaped porous metal plate arranged between at least some of the non-linear resistors. ,
Electrodes disposed at both ends of the non-linear resistor and insulating rods connecting the electrodes.

第１の実施形態のポリマー避雷器を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the polymer lightning arrester of 1st Embodiment. 第１の実施形態のポリマー避雷器を示すＡ−Ａ断面図。The AA sectional view showing the polymer lightning arrester of a 1st embodiment. 第１の実施形態のポリマー避雷器を示すＢ−Ｂ断面図。BB sectional drawing which shows the polymer lightning arrester of 1st Embodiment. 第２の実施形態のポリマー避雷器を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the polymer lightning arrester of 2nd Embodiment. 第２の実施形態のポリマー避雷器を示すＣ−Ｃ断面図。CC sectional drawing which shows the polymer lightning arrester of 2nd Embodiment. 第３の実施形態のポリマー避雷器を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the polymer lightning arrester of 3rd Embodiment. 第４の実施形態のポリマー避雷器を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the polymer lightning arrester of 4th Embodiment.

本発明の実施形態におけるポリマー避雷器について図面を参照して説明する。   The polymer lightning arrester in embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.

（第１の実施形態）
第１の実施形態のポリマー避雷器について図１を参照して説明する。図１は、本実施形
態のポリマー避雷器の縦断面図を示す。 (First embodiment)
The polymer lightning arrester of 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIG. FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of the polymer lightning arrester of the present embodiment.

ポリマー避雷器は、非直線抵抗体１、多孔質金属体２、電極３ａ、３ｂ、絶縁ロッド４
、シリコーン樹脂８を備えている。 The polymer lightning arrester includes a non-linear resistor 1, a porous metal body 2, electrodes 3a and 3b, an insulating rod 4
The silicone resin 8 is provided.

非直線抵抗体１は、酸化亜鉛を主成分とする材料によって円板状に形成されている。   The non-linear resistor 1 is formed in a disk shape from a material mainly composed of zinc oxide.

多孔質金属体２は、多孔質金属材料によって円板状に形成されている。この非直線抵抗
体１は、複数枚積層されており、非直線抵抗体１同士の間には多孔質金属体２が挟持され
ている。ここで、多孔質金属体２の比表面積（金属体1 m3当りの表面積）が4000m2/m3以
上としている。 The porous metal body 2 is formed in a disk shape from a porous metal material. A plurality of non-linear resistors 1 are stacked, and a porous metal body 2 is sandwiched between the non-linear resistors 1. Here, the specific surface area (surface area per 1 m 3 of metal body) of the porous metal body 2 is set to 4000 m 2 / m 3 or more.

電極３ａ、３ｂは、金属材料にて形成されており、複数枚積層された非直線抵抗体１お
よび多孔質金属体２の端部に電極３ａ、３ｂが設置されている。 The electrodes 3a and 3b are made of a metal material, and the electrodes 3a and 3b are installed at the ends of the non-linear resistor 1 and the porous metal body 2 that are stacked in a plurality.

絶縁ロッド４は、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）等の絶縁材料により形成され
ており、両端部にはネジ山が設けられている。この端部のネジ山の一方は電極３ｂに設け
られたネジ溝と嵌合し、もう一方のネジ山は電極３ａを介してボルトと嵌合している。そ
のため、非直線抵抗体１、多孔質金属体２、電極３ａ、３ｂを締め付け、夫々の相対位置
を固定することが可能である。この絶縁ロッド４は、図１には１本のみ図示しているが、
通常は複数本備えている。 The insulating rod 4 is made of an insulating material such as FRP (Fiber Reinforced Plastics), and has screw threads at both ends. One of the end threads is fitted into a thread groove provided in the electrode 3b, and the other thread is fitted to a bolt via the electrode 3a. Therefore, it is possible to fasten the non-linear resistor 1, the porous metal body 2, and the electrodes 3a and 3b and fix their relative positions. Only one insulating rod 4 is shown in FIG.
Usually there are multiple.

上記の非直線抵抗体１、多孔質金属体２、電極３ａ、３ｂ、および絶縁ロッド４を内部
要素と呼ぶ。この内部要素をシリコーン樹脂８にてモールドすることによって一体形成し
ている。 The non-linear resistor 1, the porous metal body 2, the electrodes 3a and 3b, and the insulating rod 4 are referred to as internal elements. The internal elements are integrally formed by molding with the silicone resin 8.

次に、図１に示すポリマー避雷器のＡ−Ａ断面図を図２に示し、Ｂ−Ｂ断面図を図３に
示す。 Next, the AA sectional view of the polymer lightning arrester shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2, and the BB sectional view is shown in FIG.

図２に示すように、多孔質金属体２には絶縁ロッド４が隣接して４本設置されている。
また、多孔質金属体２および絶縁ロッド４はシリコーン樹脂８によりモールドされて一体
形成している。 As shown in FIG. 2, four insulating rods 4 are provided adjacent to the porous metal body 2.
The porous metal body 2 and the insulating rod 4 are molded integrally with a silicone resin 8 and are integrally formed.

図３に示すように、非直線抵抗体１には絶縁ロッド４が隣接して４本設置されている。
また、非直線抵抗体１および絶縁ロッド４はシリコーン樹脂８によりモールドされて一体
形成している。 As shown in FIG. 3, four insulating rods 4 are installed adjacent to the non-linear resistor 1.
The non-linear resistor 1 and the insulating rod 4 are molded integrally with a silicone resin 8 and are integrally formed.

上述した構成を備えるポリマー避雷器は、非直線抵抗体１の平行度が低く、形状誤差を
有する場合においても、非直線抵抗体１間に設置された多孔質金属体２が変形することに
より、非直線抵抗体１の形状誤差を吸収する。すなわち、非直線抵抗体１の形状誤差によ
り、非直線抵抗体１と多孔質金属体２が片当たりを起こし、接触部において接触圧力が不
均一になった場合、接触圧力の高い部分では多孔質金属体２の変形量が大きく、接触圧力
の低い部分では多孔質金属体２の変形量が小さくなる。 In the polymer lightning arrester having the above-described configuration, even when the parallel resistance of the nonlinear resistor 1 is low and there is a shape error, the porous metal body 2 installed between the nonlinear resistors 1 deforms, Absorbs the shape error of the linear resistor 1. That is, when the non-linear resistor 1 and the porous metal body 2 cause one-piece contact due to the shape error of the non-linear resistor 1 and the contact pressure becomes non-uniform at the contact portion, the porous portion is high in the portion where the contact pressure is high. The deformation amount of the metal body 2 is large, and the deformation amount of the porous metal body 2 is small at the portion where the contact pressure is low.

また、非直線抵抗体１の形状誤差を吸収することによって、製作精度の高いポリマー避
雷器を提供することが可能となる。 Further, by absorbing the shape error of the non-linear resistor 1, it is possible to provide a polymer lightning arrester with high manufacturing accuracy.


なお、多孔質金属体２を予め精密ロールにて圧延することによって、多孔質金属体２の
密度が向上する。すなわち、多孔質金属体２と非直線抵抗体１との通電面積を拡大すると
共にポリマー避雷器の剛性を向上させることが可能である。ここで、圧延後の多孔質金属
板２は圧延前に比べて厚さが２０％とすることで上述した効果を得ることが可能である。
In addition, the density of the porous metal body 2 improves by rolling the porous metal body 2 with a precision roll beforehand. That is, it is possible to increase the current-carrying area between the porous metal body 2 and the non-linear resistor 1 and improve the rigidity of the polymer lightning arrester. Here, the effect mentioned above can be acquired by making the porous metal plate 2 after rolling into 20% of thickness compared with before rolling.

また、多孔質金属体２の表面にニッケル等の金属をめっきすることによって、耐食性を
向上させることが可能である。 Further, by plating a metal such as nickel on the surface of the porous metal body 2, the corrosion resistance can be improved.

また、本実施形態では絶縁ロッド４により非直線抵抗体１、多孔質金属体２、電極３ａ
３ｂを締め付けることによって、夫々の相対位置を固定しているが、非直線抵抗体１と多
孔質金属体２とを挟持する構成であればいずれの構成でも同様の効果を得ることが可能で
ある。 In the present embodiment, the non-linear resistor 1, the porous metal body 2, and the electrode 3a are provided by the insulating rod 4.
The respective relative positions are fixed by tightening 3b, but the same effect can be obtained with any configuration as long as the nonlinear resistor 1 and the porous metal body 2 are sandwiched. .


（第２の実施形態）
第２の実施形態のポリマー避雷器の構成について図４を用いて説明する。図４は、本実
施形態のポリマー避雷器の構成を示す縦断面図である。
(Second Embodiment)
The structure of the polymer lightning arrester of 2nd Embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the polymer lightning arrester of the present embodiment.

第１の実施形態と異なる点は、円板状に形成された多孔質金属体２の直径を非直線抵抗
体１の直径よりも小さくしている点である。 The difference from the first embodiment is that the diameter of the porous metal body 2 formed in a disc shape is smaller than the diameter of the non-linear resistor 1.

次に、図４におけるＣ−Ｃ断面図を図５に示す。上述したように円板状に形成された多
孔質金属体２の直径を非直線抵抗体１の直径よりも小さくしている。 Next, CC sectional drawing in FIG. 4 is shown in FIG. As described above, the diameter of the porous metal body 2 formed in a disk shape is smaller than the diameter of the non-linear resistor 1.

本実施形態のポリマー避雷器は、第１の実施形態の効果に加え、多孔質金属体２間で短
絡が発生するのを抑制することが可能である。多孔質金属体２が短絡すると、ポリマー避
雷器に通電された電流は、非直線抵抗体１間に挟持された多孔質金属体２を架渡すことと
なり、非直線抵抗体１を通電しない。そのため、電圧を下げることができず、ポリマー避
雷器が設置された電気機器が破壊される虞があった。 In addition to the effects of the first embodiment, the polymer lightning arrester of the present embodiment can suppress the occurrence of a short circuit between the porous metal bodies 2. When the porous metal body 2 is short-circuited, the current supplied to the polymer lightning arrester bridges the porous metal body 2 sandwiched between the non-linear resistors 1 and does not pass the non-linear resistor 1. For this reason, the voltage cannot be lowered, and there is a possibility that the electric device provided with the polymer lightning arrester is destroyed.

ここで、多孔質金属体２の直径を非直線抵抗体１の直径の９０％以上１００％未満とす
ることによって、十分な通電面積を確保し、かつ多孔質金属体２間の短絡の発生を抑制す
ることが可能である。 Here, by setting the diameter of the porous metal body 2 to 90% or more and less than 100% of the diameter of the non-linear resistor 1, a sufficient current-carrying area can be secured and the occurrence of a short circuit between the porous metal bodies 2 can be prevented. It is possible to suppress.


（第３の実施形態）
第３の実施形態のポリマー避雷器について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態
のポリマー避雷器の構成を示す縦断面図である。
(Third embodiment)
A polymer lightning arrester according to a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the polymer lightning arrester of the present embodiment.

本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、多孔質金属体２を非直線抵抗体１同士の間
には設置せず、非直線抵抗体１と電極３ａ、３ｂとの間に設置している点である。 This embodiment is different from the first embodiment in that the porous metal body 2 is not installed between the non-linear resistors 1 but is installed between the non-linear resistor 1 and the electrodes 3a and 3b. It is a point.

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、多孔質金属体２の使用量を減少さ
せることが可能であり、製造コストを削減できる。さらに、多孔質金属体２の使用量を減
少させることにより、ポリマー避雷器の小型化が可能となる。 According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the amount of the porous metal body 2 used can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, the polymer lightning arrester can be reduced in size by reducing the amount of the porous metal body 2 used.

また、本実施形態の多孔質金属体２の厚さを第１の実施形態の場合より厚くすることに
よって、多孔質金属体２の変形量が大きくなる。多孔質金属体２の変形量を大きくするこ
とによって、より大きな形状誤差を吸収することが可能となる。 Further, by making the thickness of the porous metal body 2 of the present embodiment thicker than that of the first embodiment, the deformation amount of the porous metal body 2 is increased. By increasing the amount of deformation of the porous metal body 2, a larger shape error can be absorbed.


（第４の実施形態）
第４の実施形態のポリマー避雷器について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態
のポリマー避雷器の構成を示す拡大断面図である。
(Fourth embodiment)
A polymer lightning arrester according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the polymer lightning arrester of the present embodiment.

本実施形態が、第１の実施形態と異なる点は、非直線抵抗体１同士の間に多孔質金属体
２を２枚と、金属円板９を設置している点である。 This embodiment is different from the first embodiment in that two porous metal bodies 2 and a metal disk 9 are installed between the non-linear resistors 1.

金属円板９は、多孔質金属体２同士の間に設置されており、金属材料にて円板形状に形
成されている。この金属円板９は例えばアルミニウムにて形成される。 The metal disk 9 is installed between the porous metal bodies 2 and is formed in a disk shape from a metal material. The metal disk 9 is made of, for example, aluminum.

本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、金属円板９を備えることにより内
部要素の剛性を向上させることが可能である。 According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to improve the rigidity of the internal element by providing the metal disk 9.

なお、本実施形態では金属円板９の直径を非直線抵抗体１および多孔質金属体２の直径
と同一としたが、金属円板９の直径を非直線抵抗体１の直径の９０％以上１００％未満と
することによって、実施形態２の効果に加え、内部要素の剛性を向上させることが可能で
ある。 In this embodiment, the diameter of the metal disk 9 is the same as the diameter of the non-linear resistor 1 and the porous metal body 2, but the diameter of the metal disk 9 is 90% or more of the diameter of the non-linear resistor 1. By setting it to less than 100%, in addition to the effects of the second embodiment, the rigidity of the internal element can be improved.


本発明に係る実施形態によれば、非直線抵抗体の形状誤差を緩和し、製作精度の高いポ
リマー避雷器を提供することが可能となる。
According to the embodiment of the present invention, it is possible to alleviate the shape error of the nonlinear resistor and provide a polymer lightning arrester with high manufacturing accuracy.


以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例とし
て提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施
形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、
発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲
に含まれる。
As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their variations are
It is included in the scope and gist of the invention, and is included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

１…非直線抵抗体
２…多孔質金属体
３ａ、３ｂ…電極
４…絶縁ロッド
８…シリコーン樹脂
９…金属円板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-linear resistor 2 ... Porous metal body 3a, 3b ... Electrode 4 ... Insulating rod 8 ... Silicone resin 9 ... Metal disc

Claims (7)

積層配置された複数の円板状の非直線抵抗体と、
少なくとも一部の前記非直線抵抗体の間に配置された円板状の多孔質金属板と、
前記非直線抵抗体の両端に配置された電極と、
前記電極を連結する絶縁ロッドと、
を備えるポリマー避雷器。 A plurality of disc-shaped non-linear resistors arranged in a stack;
A disc-shaped porous metal plate disposed between at least some of the non-linear resistors;
Electrodes disposed at both ends of the non-linear resistor;
An insulating rod connecting the electrodes;
Polymer lightning arrester with. 前記多孔質金属板の直径は、前記非直線抵抗体の直径より小さい、
請求項１記載のポリマー避雷器。 The diameter of the porous metal plate is smaller than the diameter of the nonlinear resistor,
The polymer lightning arrester according to claim 1. 前記多孔質金属板の直径は、前記非直線抵抗体の直径の９０％以上１００％未満である
請求項１記載のポリマー避雷器。 The polymer lightning arrester according to claim 1, wherein a diameter of the porous metal plate is 90% or more and less than 100% of a diameter of the nonlinear resistor. 少なくとも一部の前記非直線抵抗体の間に、複数の円板状の前記多孔質金属板が配置さ
れた
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポリマー避雷器。 The polymer lightning arrester according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of disk-shaped porous metal plates are disposed between at least some of the non-linear resistors. 少なくとも一部の前記多孔質金属板の間に配置された円板状の金属円板と、
を備える請求項４記載のポリマー避雷器。 A disc-shaped metal disc disposed between at least some of the porous metal plates;
A polymer lightning arrester according to claim 4. 前記金属円板の直径は、前記非直線抵抗体の直径より小さい、
請求項５記載のポリマー避雷器。 The diameter of the metal disk is smaller than the diameter of the non-linear resistor,
The polymer lightning arrester according to claim 5. 前記金属円板の直径は、前記非直線抵抗体の直径の９０％以上１００％未満である
請求項５記載のポリマー避雷器。 The polymer lightning arrester according to claim 5, wherein a diameter of the metal disk is 90% or more and less than 100% of a diameter of the non-linear resistor.
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