JP3662995B2 - 保護装置付き碍子装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は保護装置付き碍子装置の改良に係り、閃絡時における続流ア−クによる碍子の偏熱破壊や絶縁電線の溶断事故等を確実に防止でき、また全体構造がコンパクトな保護装置付き碍子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高圧配電線路においては絶縁電線を支持する碍子装置に対し避雷機能を有する保護装置が備えられている。この保護装置の種類にはア−クホ−ンに限流素子を配した所謂、限流ア−クホ−ンタイプや、限流素子を本体碍子に内蔵した碍子内蔵タイプや或いは限流素子ユニットとして前以て組み付けこれを碍子体に取り付けるようにした碍子外付けタイプ等がある。
【０００３】
そして、これらの保護装置は、高圧配電線路の何処かで落雷が発生して、雷サ−ジ等の異常高電圧が配電線（絶縁電線）を伝搬し、侵入して来た場合に絶縁的に弱点部である碍子装置に備えた保護装置を介して同サ−ジを速やかに大地に逃がし、其の際に保護装置の限流素子により閃絡に伴う続流ア−クを遮断するようにしたもので、続流ア−クの発生に伴う碍子体の偏熱破壊や絶縁電線の溶断事故を未然に防止しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の保護装置にあっては長期使用により限流素子が劣化したり或いは性能を越える雷サ−ジの侵入があると限流素子が短絡（閃絡）事故を起こして破壊したりすることがあるが、かかる場合、限流素子の破壊だけに止まらず本体碍子（絶縁容器）までが損傷を受け、使用停止や機能停止を招いたりする等の問題がある。
【０００５】
また、保護装置を取り付けるタイプにあっては、碍子装置全体の大型化や重量増大化が避けられないと言う問題がある。また従来の外部放電ギヤップタイプの場合は周囲の影響を大きく受け易いため放電開始電圧がバラついて放電特性が安定せず十分な保護特性が発揮できなかったりする等、動作上の問題もある。
【０００６】
また、特に限流ア−クホ−ンタイプの場合は放電開始電圧がバラつくことはもとより側方に大きく飛び出した状態で取り付けられるため装柱上、美観上、絶縁上等でも問題がある。
【０００７】
本願発明は上記諸々の問題を解決するためのもので、本願の第１の発明は、碍子体（２）を、その下部に固着したベ−ス金具（８）を介して腕金（１６）に取付けると共にその碍子体（２）の頭部（２ａ）に固着したキヤップ金具（３）に絶縁電線（６）を電気的に接続して支持するようにした碍子装置において、
上記ベ−ス金具（８）に、碍子体（２）の外側において、縦断面形状が凹状の収納部（８ｂ）を設け、該収納部（８ｂ）には、限流素子（１０）と、該限流素子（１０）の一端に接続した接地側電極（１１）と、他端に接続した接地側放電電極（１２）と、上記接地側放電電極（１２）の放電部（１２ａ）を除く外周面及び限流素子（１０）の外周面を被覆した絶縁部材（１４）からなる限流素子ユニット（９）を収納し、その限流素子（１０）の接地側電極（１１）をベ−ス金具（８）に電気的に接続し、また接地側放電電極（１２）を収納部（８ｂ）の上方へ突出させ、その上端の放電部（１２ａ）を上記キヤップ金具（３）に対して所定の放電ギヤップ（Ｇ）を設けて対向させたことを特徴とする保護装置付き碍子装置である。
【０００８】
また、第２の発明は、上記第１の発明における接地側放電電極（１２）の放電部（１２ａ）が、碍子体（２）の外周部を取り巻くリング形状であることを特徴とする保護装置付き碍子装置である。
【０００９】
また、第３の発明は、上記第１の発明において、充電側のキヤップ金具（３）に一端（２１ａ）を接続すると共に他端の放電部（２１ｂ）を碍子体（２）の沿面（２ｅ）に沿って下方に延長したア−クホ−ン（２１）を設け、該アークホーン（２１）の放電部（２１ｂ）と接地側放電電極（１２）の放電部（１２ｃ）との間で放電ギャップ（Ｇ₀ ）を形成したことを特徴とする保護装置付き碍子装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３の実施例に基いて本発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２は第１実施例を示す。
【００１１】
１は保護装置付きの碍子装置を示し、その深溝形の中実碍子からなる碍子体２の頭部２ａには鋳物や鋼鈑等からなるキヤップ金具３がセメント系或いは合成樹脂系の接着材４により固着されている。５は絶縁電線６を挟持接続するためのクランプ部であり、キヤップ金具３の上部外面３ａに溶接等により固設したりまたはキヤップ金具３と一体的に組付形成されている。該クランプ部５は、電線用凹み５ａと同凹み５ａに設けた内方に突出する刃付電極部５ｂとを設けた受け金具５ｃと、ボルト・ナットよりなる締め付け具５ｄと、同締め付け具５ｄにより受け金具５ｃ側に或いはその反対側にスライドするようにした同じく電線用凹み５ｅと内方に突出する刃付電極部５ｆとを設けた押さえ金具５ｇ等から構成されている。
【００１２】
なお、絶縁電線６はクランプ部５に対しその受け金具５ｃと押さえ金具５ｇ間に介在させた状態で、締め付け具５ｄを回して挟持接続するもので、締め付け具５ｄを回すことにより、内方へ突出する刃付電極部５ｂ、５ｆが絶縁電線６の被覆６ａを切断或いはこれを突き破って、芯線６ｂと接触し、絶縁電線６とキヤップ金具３間が機械的並びに電気的に接続されるようになっている。
【００１３】
７はキヤップ金具３等の充電部を覆うように絶縁電線６の接続後に頭部２ａに被着した絶縁カバ−を示す。
また、８は上記キヤップ金具３と同様な鋳物、鋼板等からなるベ−ス金具であり、その縦断面形状が凹状で、平面形状が環状に形成され、その碍子固着穴８ａを碍子体２の下端外周面２ｂに挿入した状態でセメント系或いは合成樹脂系の接着材１７により接着固定されている。さらに該ベース金具８の外周の一部には、ベース金具８と同心的な円弧状でかつ縦断面が凹状の収納部８ｂが溶接、リベット等で一体的に固設されている。
【００１４】
また上記収納部８ｂの下端側は閉鎖され、上端側は開口部８ｃが形成され、限流素子ユニット９が開口部８ｃ側から押し込まれるようにして収納されている。また、限流素子ユニット９は、電圧非直線性に優れたＺｎＯ（酸化亜鉛）を主成分とする限流素子１０と、限流素子１０の下端に接続しかつ収納部８ｂ（ベ−ス金具）と押圧して電気的に接続する接地側電極１１と、一端を限流素子１０の上端側に接続すると共に他端を碍子体２のひだ部２ｃの下端２ｄの近傍まで上方に突出延長し、かつその延長した端部にリング状の放電部１２ａをネジ１３により一体に止着した接地側放電電極１２と、放電部１２ａを除く接地側放電電極１２と接地側電極１１の下面１１ａを除く限流素子１０の外周面を一体的に被覆するようにしたＥＰゴム或いはＥＰＲゴム等の絶縁部材１４とからなる。このような構成により、限流素子ユニット９は、下部に位置する接地側電極１１を介して収納部８ｂの下部内面８ｄに対し電気的に接続すると共に上部側の放電部１２ａを収納部８ｂの開口部８ｃから上方へ大きく突出させた状態で収納している。
【００１５】
なお、上記接地側放電電極１２の収納部８ｂ外に位置する導出部１２ｂは比較的融点の低いアルミや銅の金属のほか細径の金属材料を使用して作られている。また放電部１２ａは碍子体２の外周部を取り巻くようにリング状に形成され、耐弧性金属、例えばステンレスから作られている。また上記放電部１２ａと充電側電極である上記キヤップ金具３の下面の放電部３ｂとの間で所定の放電ギヤップＧを形成している。
【００１６】
１５はベ−ス金具８の底面８ｇ側に垂設固定した取付用のボルト部であり、上記構成の保護装置付き碍子装置１は、ボルト部１５を電柱の腕金１６の取付穴１６ａに差し込み、取付ナット１８により締め付けて腕金１６に取り付けられる。
【００１７】
次に上記構成の保護装置付き碍子装置１の動作について説明する。
平常時は、放電ギヤップＧにより充電側放電電極であるキヤップ金具３と接地側放電電極１２の放電部１２ａ間つまり放電ギヤップＧの気中絶縁が充分確保されており、保護装置側は何ら動作しない。
【００１８】
かかる状態にある時、何処かで落雷が発生し、それにより雷サ−ジが高圧配電線（絶縁電線）を伝搬しそれが異常高電圧であれば、絶縁上の弱点部である放電ギヤップＧにおいて閃絡が起こる。そして雷サ−ジは、絶縁電線６−クランプ部５・キヤップ金具３の放電部３ｂ−放電ギヤップＧ−接地側放電電極１２の放電部１２ａ−導出部１２ｂ−限流素子１０−接地側電極１１・ベ−ス金具９−腕金１６の放電経路で大地に速やかに放電される。この場合、その放電経路には上記の如く限流素子１０と放電ギヤップＧが直列状態で介在するため続流ア−クは遮断され、したがって放電ギヤップＧは絶縁が回復し、平常状態に戻る。
【００１９】
また、上記において、万が一限流素子１０が劣化したり、性能以上の過大サ−ジが侵入して限流素子が外絡したりした場合には、放電ギヤップＧに続流ア−クが流れることになるが、かかる場合、溶損し易い部材の接地側放電電極１２の導出部１２ｂを素早く溶損させて絶縁回復を積極的に行うようにしている。つまり、接地側放電耐量電極１２の溶損により同電極と充電側放電電極となるギヤップ金具３間の絶縁距離が充分確保されるため、放電ギヤップＧにおける絶縁回復が促進され、この間に流れる続流ア−クが抑制される。その結果、限流素子１０に流れる続流ア−クの通電時間が短くなり収納部８ｂ内の限流素子１０の爆裂事故が防止されることになる。
【００２０】
また、さらに上記ア−キングの際、続流ア−クの発弧点を接地側放電電極１２から同電極の近傍に位置してベ−ス金具８の上端面８ｅに突設するア−ク移行電極１９に直ちに移行してベ−ス金具８側に通電させ、それにより限流素子側に流れるのを抑制したため、収納部８ｂ内の限流素子１０の爆裂事故防止がさらに確実になる。
【００２１】
図３は本発明の第２実施例を示す。
上記実施例においては、キヤップ金具３自体を充電側の放電電極にしているが、図３に示す第２実施例は、外周面をゴム等の絶縁部材２０により被覆したア−クホ−ン２１の一端２１ａをビス２２によりキヤップ金具３の側面３ｃに止着し、それを碍子体２の沿面２ｅに沿って下方に延長し、その下端の放電部１２ｃを放電部２１ｂに対向させて放電ギヤップＧ₀を形成するようにしたものである。
【００２２】
この第２実施例でも上記第１実施例と同様な保護特性が期待できることは言うまでもない。ただし、ア−クホ−ン２１を上記のように配置すれば、碍子体２の沿面ストリ−マの進展速度が大きくなり、放電ギヤップＧ₀にあっては放電開始電圧が安定化するため確実な保護特性が発揮されるようになる。
【００２３】
【発明の効果】
本願発明は以上の構成からなり、
万が一、限流素子の劣化により短絡（短絡）して続流ア−クが流れるようになっても上記の如く限流素子は機械的強度が大きいベース金具の収納部内にあるため限流素子の飛散や落下が極力防止でき影響を最小限に押さえることができる。
【００２４】
また、ベース金具の収納部に限流素子ユニット（限流素子）を内蔵するため保護装置を付加したにも拘わらず碍子装置全体の形状がさほど大きくならずコンパクトになる。
【００２５】
また、請求項３記載の発明においては、充電側放電電極に接続したア−クホ−ンを碍子体の沿面に沿って下方に延長しその延長した放電部を接地側放電電極に対向して放電ギヤップＧ₀を形成するようにしたため沿面ストリ−マの進展速度が大きくなり放電ギヤップにおける放電開始電圧が安定して保護特性が一段と確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の保護装置付き碍子装置の第１実施例の要部断面図。
【図２】図１においてＡ−Ａから見た図。
【図３】本発明の第２実施例を示す保護装置付き碍子装置の要部断面図。
【符号の説明】
１ 保護装置付き碍子体装置
２ 碍子体
２ａ 頭部
３ キヤップ金具
３ｂ 放電部
６ 絶縁電線
８ ベ−ス金具
８ｂ 収納部
８ｃ 開口部
９ 限流素子ユニット
１０ 限流素子
１１ 接地側電極
１２ 接地側放電電極
１２ａ 放電部
１２ｃ 放電部
１４ 絶縁部材
１６ 腕金
２１ ア−クホ−ン
Ｇ 放電ギヤップ
Ｇ₀ 放電ギヤップ

Claims (3)

1. 碍子体（２）を、その下部に固着したベ−ス金具（８）を介して腕金（１６）に取付けると共にその碍子体（２）の頭部（２ａ）に固着したキヤップ金具（３）に絶縁電線（６）を電気的に接続して支持するようにした碍子装置において、
   上記ベ−ス金具（８）に、碍子体（２）の外側において、縦断面形状が凹状の収納部（８ｂ）を設け、該収納部（８ｂ）には、限流素子（１０）と、該限流素子（１０）の一端に接続した接地側電極（１１）と、他端に接続した接地側放電電極（１２）と、上記接地側放電電極（１２）の放電部（１２ａ）を除く外周面及び限流素子（１０）の外周面を被覆した絶縁部材（１４）からなる限流素子ユニット（９）を収納し、その限流素子（１０）の接地側電極（１１）をベ−ス金具（８）に電気的に接続し、また接地側放電電極（１２）を収納部（８ｂ）の上方へ突出させ、その上端の放電部（１２ａ）を上記キヤップ金具（３）に対して所定の放電ギヤップ（Ｇ）を設けて対向させたことを特徴とする保護装置付き碍子装置。
2. 接地側放電電極（１２）の放電部（１２ａ）が、碍子体（２）の外周部を取り巻くリング形状であることを特徴とする請求項１に記載の保護装置付き碍子装置。
3. 充電側のキヤップ金具（３）に一端（２１ａ）を接続すると共に他端の放電部（２１ｂ）を碍子体（２）の沿面（２ｅ）に沿って下方に延長したア−クホ−ン（２１）を設け、該アークホーン（２１）の放電部（２１ｂ）と接地側放電電極（１２）の放電部（１２ｃ）との間で放電ギャップ（Ｇ₀ ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の保護装置付き碍子装置。

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