JP3241900B2 - 避雷碍子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 この発明は、電線路を絶縁支持
するとともに、雷サージから保護するために使用される
避雷碍子装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 この発明の出願人は、先の実用新案登
録出願（実願平４−５５７２９号）において、次のよう
な構成の避雷碍子装置を提案した。この先願構成におい
ては、碍子本体に複数の環状ひだ部が一体に形成されて
いる。その碍子本体の一端には腕金等の接地金具に固定
するためのベース金具が取り付けられるとともに、他端
には電線を支持するための電線支持具が取り付けられて
いる。ベース金具と環状ひだ部との間において、碍子本
体の外周には避雷ユニットが嵌着されている。この避雷
ユニットは、一対の電極間に電圧−電流特性が非直線性
の抵抗素子を挟着するとともに、それらをゴム等の弾力
質の絶縁被覆内に包蔵して筒状に形成されている。そし
て、一方の電極がベース金具に接続されるとともに、他
方の電極が電線に所定の放電距離をおいて対向配置され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、この先願
の避雷碍子装置においては、碍子本体の外周に環状ひだ
部が一体に形成されているので、このひだ部の数量を簡
単に変更することができなかった。このため、重汚損地
域等においては、環状ひだ部の数量増加により碍子本体
の汚損耐電圧を強化することができず、避雷ユニットに
電気的負担が増加して絶縁低下を招きやすいという問題
があった。

【０００４】また、この先願の装置では、汚損地域等に
おいて碍子本体や避雷ユニットの表面が汚損した際に表
面漏洩電流が流れ、特に避雷ユニットでは、表面に導電
路を形成するトラッキングが生じて絶縁低下し、雷サー
ジ放電の際に電流が表面を分流して、続流の遮断性能が
低下するという問題もあった。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、汚損状況等に応じて環状ひだ部の数量を
簡単に変更することができ、汚損地域等において絶縁棒
の汚損耐電圧を強化して、避雷ユニットの負担を軽減す
ることができるとともに、絶縁低下を招くおそれを防止
することができる避雷碍子装置を提供することにある。

【０００６】また、この発明の他の目的とするところ
は、汚損下において絶縁棒の表面を流れる漏洩電流によ
るトラッキングを防止して、続流の遮断性能を向上させ
ることができる避雷碍子装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の避雷碍子装置において
は、絶縁棒の両端にベース金具及び電線支持具を取り付
け、前記絶縁棒には、絶縁筒と、その外周に配置された
抵抗素子と、その抵抗素子の両端に接続された一対の電
極とを有し、それらが絶縁被覆によりモールド形成され
てなる避雷ユニットを嵌着し、その避雷ユニットとベー
ス金具との間及び避雷ユニットと電線支持具との間の絶
縁棒には、環状ひだ部を有する絶縁体の複数個をそれぞ
れ所定間隔おきに嵌着したことを特徴とするものであ
る。

【０００８】また、請求項２に記載の発明では、請求項
１に記載の発明において、前記電極にはそれぞれ放電部
を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】加えて、請求項３に記載の発明では、請求
項１に記載の発明で、絶縁筒の両端にはそれぞれネジ部
を設け、そのネジ部には締付具を各々螺合し、各締付具
と電極との間に弾性体を設け、その弾性体により抵抗素
子と電極との接触圧を保持するようにしたことを特徴と
するものである。請求項４に記載の発明では、請求項１
に記載の発明において、前記絶縁体の環状ひだ部の一部
にアーク誘導体を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】この発明の避雷碍子装置では、環状ひだ部を有
する絶縁体の複数個が、避雷ユニットとベース金具との
間及び避雷ユニットと電線支持具との間において、それ
ぞれ所定間隔おきに嵌着されている。このため、汚損状
況等に応じて環状ひだ部の数量を簡単に変更することが
できる。従って、汚損地域等においては、環状ひだ部の
数量を増加することにより、絶縁棒の汚損耐電圧を強化
することができて、避雷ユニットの電気的負担を軽減す
ることができるとともに、絶縁低下を招くおそれを防止
することができる。

【００１１】また、重汚損地域等においては、環状ひだ
部の数量を簡単に増加して施設することができるため、
汚損状況下で絶縁棒や避雷ユニットの表面を流れる漏洩
電流を低下してトラッキングを防止することができて、
続流の遮断性能を向上させることができる。

【００１２】さらに、避雷ユニットに設けられた絶縁筒
によって、雷サージに基づく抵抗素子の破壊によるアー
ク熱や衝撃が遮蔽され、絶縁棒の破損が防止される。ま
た、避雷ユニットの絶縁被覆により続流アークが緩和さ
れて外方へ拡散される。

【００１３】また、抵抗素子と電極とは、絶縁筒の両端
に螺合された締付具に弾性体が設けられていることか
ら、その弾性体により両者間の接触圧が保持される。し
かも、絶縁体の環状ひだ部の一部にアーク誘導体を設け
たので、このアーク誘導体に雷サージが誘導されて放電
電圧が安定する。

【００１４】

【実施例】 以下、この発明を具体化した避雷碍子装置
の第１実施例を、図１及び図２に基づいて詳細に説明す
る。図１に示すように、絶縁棒１はＦＲＰ（ガラス繊維
強化プラスチック）により円筒状に形成され、その両端
外周にはネジ部２，３が形成されている。ベース金具４
は絶縁棒１の一端ネジ部２に螺着され、その外端面には
ボルト５が突設されている。そして、このボルト５をナ
ット６により腕金等の接地金具７に締め付け固定するこ
とにより、絶縁棒１が図示しない電柱上に装設される。

【００１５】電線支持具８は前記絶縁棒１の他端ネジ部
３に螺着され、その外周には環状の支持溝９及びひだ部
１０が形成されている。また、この電線支持具８は、金
属、磁器あるいはＦＲＰ等により形成されている。そし
て、この電線支持具８の支持溝９内には電線１１が収容
され、図示しないバインド線等によって巻き付け固定さ
れている。

【００１６】図１及び図２に示すように、避雷ユニット
１２は前記絶縁棒１の中間部に密接状態で嵌合固定され
ている。そこで、この避雷ユニット１２について詳述す
ると、絶縁筒１３は所定の強度を有するＦＲＰにより円
筒状に形成され、雷サージによる抵抗素子の破壊に基づ
く衝撃を遮蔽し、絶縁棒１の破損を防止する。この絶縁
筒１３の両端外周にはネジ部１４，１５が形成されてい
る。

【００１７】接地側電極１６は前記絶縁筒１３の一方の
ネジ部１４にナット１７を螺合することにより、そのナ
ット１７と後述の抵抗素子２０との間に挟着されて、絶
縁筒１３の下端部に嵌着固定され、その一側外周には放
電部１６ａが下部外方に向かって折り曲げ形成されてい
る。そして、この接地側電極１６の放電部１６ａがベー
ス金具４（接地側）に対して、所定の放電距離Ｇ１をお
いて対向配置されている。

【００１８】課電側電極１８は前記絶縁筒１３の他方の
ネジ部１５に締付具としての断面逆Ｌ字形のナット１９
を螺合することにより、そのナット１９と後述の抵抗素
子２０、バネ座金２１及び弾性体としてのバネ２３との
間に位置して、絶縁筒１３の上端部に嵌着固定され、そ
の一側外周には放電部１８ａが上部外方に向かって折り
曲げ形成されている。そして、この課電側電極１８の放
電部１８ａが電線支持具８に支持された電線１１（課電
側）に対して、所定の放電距離Ｇ２をおいて対向配置さ
れている。

【００１９】酸化亜鉛（ＺｎＯ）よりなる電圧−電流特
性が非直線性の抵抗素子２０は断面円弧状に形成され、
前記絶縁筒１３の外周において互いに対向した状態で、
両電極１６，１８間に挟着保持されている。環状のバネ
座金２１はナット１９内に配設され、複数のネジ２２に
より課電側電極１８に圧接されている。バネ２３はバネ
座金２１と課電側電極１８との間に介装され、課電側電
極１８を抵抗素子２０側に向かって押圧付勢して、両電
極１６，１８と抵抗素子２０との間の接触圧を確保して
いる。

【００２０】ＥＰＲ（エチレン−プロピレン共重合ゴ
ム）よりなる絶縁被覆２４は前記絶縁筒１３、両電極１
６，１８及び抵抗素子２０等を包蔵するように、それら
の外面にモールド形成され、その外周には複数の環状の
ひだ部２５が突設されている。絶縁層２６は絶縁被覆２
４のモールドに際して絶縁筒１３と抵抗素子２０との間
に注入形成され、この絶縁層２６により抵抗素子２０と
絶縁筒１３間の空隙が充塞されている。

【００２１】図２に示すように、絶縁スペーサ２７は独
立発泡ゴム等の弾性材により円筒状に形成され、絶縁被
覆２４の内周に嵌合して接着剤等により固定されてい
る。また、この絶縁スペーサ２７は、その内径Ｄ１が絶
縁棒１の外径Ｄ２よりも小さくなるように形成されてい
る。そして、避雷ユニット１２を絶縁棒１に装着する際
には、絶縁スペーサ２７を弾性に抗して圧縮させながら
絶縁棒１に嵌合することにより、避雷ユニット１２を絶
縁棒１の外周に密接固定することができる。

【００２２】図１に示すように、各一対の絶縁体２８は
前記避雷ユニット１２とベース金具４との間及び避雷ユ
ニット１２と電線支持具８との間において、絶縁棒１の
外周に避雷ユニット１２と独立した状態で、所定間隔お
きに嵌着固定されている。各絶縁体２８は中央の筒状部
２９と外周の環状ひだ部３０とを有し、それらが熱収縮
性ゴムにより一体に形成されている。そして、この絶縁
体２８の環状ひだ部３０は、その外径Ｄ３が避雷ユニッ
ト１２における絶縁被覆２４のひだ部２５の外径Ｄ４と
ほぼ同径になるように形成されている。

【００２３】次に、前記のように構成された避雷碍子装
置の製造方法について説明する。さて、この製造に際し
ては、ＦＲＰにより絶縁棒１を引き抜き成形して所定長
さに切断し、その両端にネジ部２，３を螺設する。

【００２４】一方、避雷ユニット１２は、絶縁筒１３に
接地側電極１６、課電側電極１８及び抵抗素子２０を取
り付けるとともに、それらの外面に絶縁被覆２４をモー
ルドしてほぼ円筒状に形成する。そして、絶縁被覆２４
の内周には絶縁スペーサ２７を嵌合して接着剤により固
定する。また、環状ひだ部３０を有する絶縁体２８は、
熱収縮性ゴムにより一体に形成して複数個用意する。

【００２５】そして、これらの組み付けに際しては、ま
ず絶縁棒１の中央外周面に熱硬化性の接着剤を塗布した
状態で、絶縁棒１に避雷ユニット１２を嵌合して、その
避雷ユニット１２を絶縁棒１の中央部に位置決め配置す
る。このとき、絶縁スペーサ２７の内径Ｄ１が絶縁棒１
の外径Ｄ２よりも小さくなっているため、絶縁スペーサ
２７が弾性に抗して圧縮され、避雷ユニット１２が絶縁
棒１の外周に密接状態で位置決めされる。

【００２６】次に、絶縁棒１の両端外周に各一対の絶縁
体２８を嵌合し、避雷ユニット１２との間及び相互間に
所定間隔をおいて位置決め配置する。そして、この組み
付け状態で全体に熱を加えると、絶縁棒１の外周面の接
着剤が硬化して、避雷ユニット１２が絶縁棒１の中央部
に接着固定される。また、各絶縁体２８が熱収縮され
て、それらの絶縁体２８が絶縁棒１の外周に接合固定さ
れる。

【００２７】その後、絶縁棒１の一端ネジ部２にベース
金具４を螺着するとともに、絶縁棒１の他端ネジ部３に
電線支持具８を螺着すれば、装置全体の組み付けが終了
する。そして、ベース金具４のボルト５をナット６によ
り腕金等の接地金具７に締め付け固定することにより、
装置全体を図示しない電柱上に装設することができる。
また、この状態でバインド線等より電線支持具８に電線
１１を把持すれば、避雷ユニット１２の接地側電極１６
がベース金具４に対し放電距離Ｇ１をおいて対向配置さ
れるとともに、課電側電極１８が電線１１に対し放電距
離Ｇ２をおいて対向配置される。

【００２８】次に、前記のように構成されたこの実施例
の避雷碍子装置について動作を説明する。さて、この避
雷碍子装置において、電線１１に雷サージが侵入する
と、この雷サージが電線１１から放電距離Ｇ２を介して
課電側電極１８にフラッシオーバし、避雷ユニット１２
内の抵抗素子２０に流れる。その後、雷サージが接地側
電極１６から放電距離Ｇ１を介してベース金具４にフラ
ッシオーバし、接地金具７等を介して大地に放電され
る。これにより、電線路の電圧上昇が抑制されるととも
に、抵抗素子２０及び両放電距離Ｇ１，Ｇ２において続
流が遮断される。

【００２９】このように、この実施例の避雷碍子装置に
おいては、環状ひだ部３０を有する絶縁体２８が、避雷
ユニット１２とベース金具４との間及び避雷ユニット１
２と電線支持具８との間において、絶縁棒１に避雷ユニ
ット１２と独立して嵌着されている。このため、施設箇
所の汚損度に応じて、環状ひだ部３０の数量を簡単に増
加することができて、絶縁棒１の汚損耐電圧を強化する
ことができ、延いては避雷ユニット１２の電気的負担を
軽減することができるとともに、絶縁低下を招くおそれ
を防止することができる。

【００３０】また、重汚損地域等において、環状ひだ部
３０の数量を簡単に増加することができるため、汚損状
況下で絶縁棒１や避雷ユニット１２の表面を流れる漏洩
電流を軽減してトラッキングを防止することができて、
絶縁棒１の汚損耐電圧や避雷ユニット１２の続流遮断性
能を向上させることができる。一方、軽汚損地域では環
状ひだ部３０の数を減少させることもできる。

【００３１】さらに、避雷ユニット１２の絶縁筒１３は
所要の強度を有するＦＲＰにより形成されていることか
ら、雷サージによる抵抗素子２０の破壊に基づくアーク
熱や衝撃を遮蔽して、絶縁棒１の破損を防止することが
できる。加えて、避雷ユニット１２の絶縁被覆２４によ
り続流アークが緩和された状態で外方へ拡散される。

【００３２】

【別の実施例】 次に、この発明の別の実施例を、図３
〜図７に基づいて説明する。まず、図３に示す第２実施
例においては、前述した第１実施例におけるバネ２３に
代えて、バネ座金２１と課電側電極１８との間に、ゴム
等の弾性材からなる弾性体としての環状の押圧体４１が
介装されている。そして、この押圧体４１の付勢力によ
り、課電側電極１８が抵抗素子２０側に向かって押圧さ
れて、両電極１６，１８と抵抗素子２０との間の接触圧
が確保されている。

【００３３】次に、図４に示す第３実施例においては、
課電側電極１８が放電部１８ａを突設することなく、単
なる円環状に形成されている。また、バネ座金２１を固
定するための複数のネジ２２の内で、１つのネジ４２が
他のものよりも長く形成され、その頭部が絶縁被覆２４
の上端面から外方に露出されて放電部４２となってい
る。そして、前述した第１実施例と同様に、この放電部
４２が電線支持具８に支持された電線１１に対して、所
定の放電距離Ｇ２をおいて対向配置されている。

【００３４】さらに、図５〜図７に示す第４実施例にお
いては、各絶縁体２８の環状ひだ部３０の周縁近傍に金
属製のアーク誘導ピン４３が埋設されている。そして、
雷サージが電線１１から放電距離Ｇ２を介して課電側電
極１８にフラッシオーバし、さらに接地側電極１６から
放電距離Ｇ１を介してベース金具４にフラッシオーバす
るとき、アークが各アーク誘導ピン４３によって絶縁体
２８を貫通して誘導されるようになっている。

【００３５】そのため、避雷碍子装置の外周の一側方に
機器等が設置されている場合には、アーク誘導ピン４３
を各絶縁体２８の環状ひだ部３０上において、機器等の
設置位置と反対側に配置すればよい。このようにすれ
ば、雷サージのアークを機器の反対側へ誘導することが
でき、機器等が雷サージのアークに晒されるおそれを防
止することができる。

【００３６】また、この実施例においては、図６に示す
ように、各絶縁体２８上のアーク誘導ピン４３が、環状
ひだ部３０の円周方向へ所定角度だけ偏倚させて配置さ
れている。すなわち、絶縁棒１に各絶縁体２８を嵌着す
る際に、各アーク誘導ピン４３の対応位置が円周方向へ
偏倚するように位置決めされている。これにより、汚損
状況等に応じて、対向するアーク誘導ピン４３間の距離
を変更することができて、放電距離Ｇ１，Ｇ２を任意に
設定することができる。

【００３７】さらに、この実施例においては、図７に示
すように、前記アーク誘導ピン４３の中間部に抜け止め
用の大径部４３ａが設けられるとともに、アーク誘導ピ
ン４３の外周には断熱材料よりなる断熱被覆４４が施さ
れている。このため、アーク誘導ピン４３を介してアー
クが誘導される際に、アーク誘導ピン４３が環状ひだ部
３０の加熱溶融により抜け落ちるおそれを防止すること
ができる。

【００３８】なお、この発明は前記実施例の構成に限定
されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範
囲で、次のように任意に変更して具体化することも可能
である。 （１）１つの絶縁体２８の筒状部２９に、複数の環状ひ
だ部３０を所定間隔おきで一体に形成すること。 （２）ベース金具４のボルト５に代えて、キャップ状の
取付部を設け、その取付部により避雷碍子装置を耐張碍
子に装着できるように構成すること。 （３）絶縁棒１を前記実施例におけるＦＲＰとは異なっ
た磁器などの絶縁材料で形成すること。 （４）絶縁体２８を避雷ユニット１２の絶縁被覆２４と
同一の絶縁材料で形成すること。 （５）前記バネ座金２１、ネジ２２、バネ２３の構成を
下部のナット１７側に設けること。 （６）避雷ユニット１２は絶縁スペーサ２７に代えて導
電性スペーサを用いることにより、絶縁棒１との界面に
漏れ電流を流すようにして、避雷ユニット１２の表面の
漏れ電流を低減すること。 （７）避雷ユニット１２と絶縁棒１との間に、導電性被
膜層を介装すること。

【００３９】

【発明の効果】 この発明は、以上説明したように構成
されているので、汚損状況等に応じて環状ひだ部の数量
を簡単に変更することができる。そのため、施設箇所の
汚損度に応じて、環状ひだ部の数量を増加することによ
り、絶縁棒の汚損耐電圧を強化することができて、避雷
ユニットの電気的負担を軽減することができるととも
に、絶縁棒や避雷ユニットの絶縁低下を招くおそれを防
止することができる。

【００４０】また、汚損地域等において、環状ひだ部の
数量を簡単に増加することができるため、汚損状況下で
絶縁棒の表面を流れる漏洩電流を軽減してトラッキング
を防止することができて、絶縁棒の汚損耐電圧や避雷ユ
ニットの続流遮断性能を向上させることができる。

【００４１】加えて、避雷ユニットには絶縁筒を設けた
ことから、雷サージに基づく抵抗素子の破壊によるアー
ク熱や衝撃を遮蔽できて、絶縁棒の破損を防止すること
ができる。また、避雷ユニットの絶縁被覆により続流ア
ークを緩和できて外方へ拡散させることができる。

【００４２】また、抵抗素子と電極とを、絶縁筒の両端
に螺合された締付具に弾性体を設けたことから、その弾
性体により両者間の接触圧を保持することができる。し
かも、絶縁体の環状ひだ部の一部にアーク誘導体を設け
たので、このアーク誘導体に雷サージを誘導することが
できて、他の機器等の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を具体化した避雷碍子装置の第１実
施例を示す断面図である。

【図２】 その避雷碍子装置における避雷ユニットを拡
大して示す断面図である。

【図３】 この発明を具体化した第２実施例を示すもの
で、特に避雷ユニットの要部を示す部分断面図である。

【図４】 この発明を具体化した第３実施例を示すもの
で、特に避雷ユニットの要部を示す部分断面図である。

【図５】 この発明を具体化した避雷碍子装置の第４実
施例を示す部分断面図である。

【図６】 図５のＡ−Ａ線における断面図である。

【図７】 その避雷碍子装置におけるひだ形絶縁体の一
部を拡大して示す部分断面図である。

【符号の説明】

１…絶縁棒、４…ベース金具、８…電線支持具、１１…
電線、１２…避雷ユニット、１６…接地側電極、１７…
締付具としてのナット、１８…課電側電極、１９…締付
具としてのナット、２０…抵抗素子、２３…弾性体とし
てのバネ、２４…絶縁被覆、２８…絶縁体、３０…環状
ひだ部、４１…弾性体としての押圧体、４３…アーク誘
導体としてのアーク誘導ピン、Ｇ１…放電距離、Ｇ２…
放電距離。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 17/00 - 17/54

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁棒の両端にベース金具及び電線支持
   具を取り付け、前記絶縁棒には、絶縁筒と、その外周に
   配置された抵抗素子と、その抵抗素子の両端に接続され
   た一対の電極とを有し、それらが絶縁被覆によりモール
   ド形成されてなる避雷ユニットを嵌着し、その避雷ユニ
   ットとベース金具との間及び避雷ユニットと電線支持具
   との間の絶縁棒には、環状ひだ部を有する絶縁体の複数
   個をそれぞれ所定間隔おきに嵌着したことを特徴とする
   避雷碍子装置。
2. 【請求項２】 前記電極にはそれぞれ放電部を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の避雷碍子装置。
3. 【請求項３】 前記絶縁筒の両端にはそれぞれネジ部を
   設け、そのネジ部には締付具を各々螺合し、各締付具と
   電極との間に弾性体を設け、その弾性体により抵抗素子
   と電極との接触圧を保持するようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の避雷碍子装置。
4. 【請求項４】 前記絶縁体の環状ひだ部の一部にアーク
   誘導体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の避雷
   碍子装置。