JP4058995B2

JP4058995B2 - 避雷器

Info

Publication number: JP4058995B2
Application number: JP2002134902A
Authority: JP
Inventors: 俊一成田
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003332108A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は避雷器に関し、避雷器を構成する素子ユニットの構造を改良したものである。
【０００２】
【従来の技術】
避雷器は、積層した酸化亜鉛素子を絶縁部材により支持して一体化することにより素子ユニットを構成し、当該素子ユニットをポリマーからなる外被で被って構成されている。
【０００３】
前記避雷器の構成としては、従来例１と従来例２とがある。従来例１としては、前記絶縁部材として絶縁筒を用いると共に当該絶縁筒の内部に酸化亜鉛素子を積層して一対の電極で挟持し、絶縁筒の内外を貫通する孔を形成して当該孔から放圧する構成のものと、孔を形成することなく内部圧力によって絶縁筒を破って放圧する構成のものがある。従来例２は、積層した酸化亜鉛素子の回りに３本以上の複数本の絶縁ロッドを等間隔で配置し、積層した酸化亜鉛素子を挟む一対の支持板に夫々の絶縁ロッドを貫通させ、絶縁ロッドの端部にナットを螺合し、絶縁ロッドどうしの間から放圧する構成のものである。
【０００４】
従来例１の避雷器として、図１３，図１４のものがある。図１３は、ＦＲＰパイプ１の内部に酸化亜鉛素子２を積層すると共にＦＲＰパイプ１に一対の電極３ａ，３ｂをねじ込んで挟持し、ＦＲＰパイプ１の内外を貫通する図示しない孔を形成して素子ユニットを構成し、素子ユニットをポリマー外被７で被ったものである。４は電極板、５は皿バネ、６はねじ部に塗布した接着剤である。
【０００５】
斯かる避雷器では、内部圧力が上昇した場合は、ＦＲＰパイプ１の図示しない孔から放圧が行なわれる。ＦＲＰパイプに代えてメッシュ状パイプを使用した場合は、メッシュから放圧が行なわれる。
【０００６】
図１４は、図１３におけるＦＲＰパイプ１に代えて、プリプレグシート８を所定の厚さに巻回して硬化させることで、素子ユニットを構成したものである。ここで、プリプレグシートとはガラス繊維等をシート状に編んだ素材に、硬化前の樹脂を含浸させたものである。酸化亜鉛素子と電極との結合を強固に行なうために、電極９には外周溝９ａが形成され、外周溝９ａにもプリプレグシート８が巻回されている。
【０００７】
斯かる避雷器では、内部圧力が上昇した場合は、プリプレグシート８を破って放圧が行なわれる。プリプレグシートに代えてプリプレグテープを用いる場合もある。
【０００８】
従来例２の避雷器として、図１５のものがある。これは、積層した酸化亜鉛素子２の回りに３本のＦＲＰロッド１１を等間隔に配置し、積層した酸化亜鉛素子２を挟む一対の電極１０に形成した支持板部１０ａに夫々のＦＲＰロッド１１を貫通させ、ＦＲＰロッド１１の端部にナット１２を螺合して素子ユニットを構成したものである。
【０００９】
斯かる避雷器では、内部圧力が上昇した場合は、ＦＲＰロッド１１どうしの間から放圧が行なわれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＦＲＰパイプを用いる図１３の避雷器では、強固に結合する目的で電極にねじ部を形成するために「コスト高」になり、接着工程があるために「工程が多く」なり「自動化が困難」であり、接着面積を大きくしようとすると全長が長くなって「避雷器が大型化」する。
【００１１】
プリプレグシートを用いる図１４の避雷器では、電極に外周溝を形成するために「コスト高」になり、プリプレグシートを巻回するのに「工数が多く」なりかつ「自動化が困難」であり、硬化を待つために「工程が多く」なり、接着面積を大きくしようとすると全長が長くなって「避雷器が大型化」する。
【００１２】
ＦＲＰロッドを用いる図１５の避雷器では、ねじ加工によりＦＲＰロッドの強化繊維が分断されるため、ねじ部では本来のＦＲＰのせん断強度が著しく低下し、そのためにネジ部のサイズアップやネジ部の長さを長くする必要があり、「避雷器が大型化」する。
【００１３】
そこで本発明は、斯かる課題を解決した避雷器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための請求項１に係る避雷器の構成は、一対の電極間に酸化亜鉛素子を積層し、これらの電極と酸化亜鉛素子とを一体化して素子ユニットを構成し、当該素子ユニットを囲繞する碍管を設けて構成した避雷器において、一対の支持金具間に前記酸化亜鉛素子を積層し、該積層された酸化亜鉛素子の回りに略等間隔に複数の絶縁ロッドを配置し、該夫々の絶縁ロッドの両端に溝部を形成する一方、前記夫々の支持金具の外周面の近傍に円周方向へ略等間隔に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に前記夫々の絶縁ロッドの両端を挿入し、前記夫々の支持金具に前記夫々の電極を結合することにより、該電極で前記絶縁ロッドの両端が半径方向での外側へ押圧され、前記溝部に前記支持金具の一部が入り込んで前記絶縁ロッドの両端に前記支持金具が結合され前記素子ユニットが構成されることを特徴とする。
【００１５】
斯かる避雷器では、支持金具に形成された貫通孔に挿入された絶縁ロッドの両端を、電極が半径方向での外側へ押圧した状態、つまりは支持金具の一部が絶縁ロッドの両端に形成された溝部に嵌合された状態で、一対の電極と一対の支持金具と複数の絶縁ロッドとを一体に結合するので、従来のように接着する場合やプリプレグを巻回する場合や絶縁ロッドの両端をネジ結合する場合のような問題が生じない。
【００１６】
請求項２に係る避雷器の構成は、一対の電極間に酸化亜鉛素子を積層し、これらの電極と酸化亜鉛素子とを一体化して素子ユニットを構成し、当該素子ユニットを囲繞する碍管を設けて構成した避雷器において、一対の支持金具間に前記酸化亜鉛素子を積層し、該積層された酸化亜鉛素子の回りに略等間隔に複数の絶縁ロッドを配置し、該夫々の絶縁ロッドの両端に溝部を形成する一方、前記夫々の支持金具の外周面の近傍に円周方向へ略等間隔に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に前記夫々の絶縁ロッドの両端を挿入し、前記夫々の支持金具にリング部材を介して前記夫々の電極を結合することにより、該リング部材で前記絶縁ロッドの両端が半径方向での内側へ押圧され、前記絶縁ロッドの両端に形成された溝部に前記支持金具の一部が入り込んで前記絶縁ロッドの両端に前記支持金具が結合され前記素子ユニットが構成されることを特徴とする。
【００１７】
斯かる避雷器では、絶縁ロッドの両端に形成された溝部に支持金具の一部が嵌合された状態となる点は請求項１と同じであるが、リング部材が絶縁ロッドを半径方向の内側へ押圧することになる点が請求項１とは異なる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による避雷器の実施の形態を説明する。
【００１９】
（ａ）実施の形態１
まず、実施の形態１を図１に示す。実施の形態１では、避雷器における素子ユニットの構成が図２のようになっている。
【００２０】
一対の支持金具１４の間に複数の酸化亜鉛素子１５が積層されており、一対の支持金具１４どうしがＦＲＰロッド（絶縁ロッド）１６を介して結合されている。即ち、積層された酸化亜鉛素子１５の回りに等間隔に４本のＦＲＰロッド１６が配置され、その両端が夫々の支持金具１４に結合されている。
【００２１】
夫々の結合部分は、以下のようになっている。まず、ＦＲＰロッド１６の断面形状は図３に示すように矩形であり、その両端近傍には溝部１６ａが形成されている。溝部１６ａは外側にのみ形成されており、この溝部１６ａに支持金具１４の一部が入り込んで、ＦＲＰロッド１６の軸方向への移動が防止される。そのために、支持金具１４を貫通する４つの貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａの形状は、ＦＲＰロッド１６の断面形状である図３（ａ）の形状に対し、半径方向へ溝１６ａの深さと対応する長さを加えた断面形状よりも僅かに大きくした矩形形状となっている。貫通孔１４ａに挿通した４本のＦＲＰロッド１６の端部を同時に半径方向の外側へ押圧するために、電極１７が支持金具１４に結合されている。電極１７は小径部１７ａと大径部１７ｂとで構成されており、４本のＦＲＰロッド１６の先端の内側に小径部１７ａを押し込んだ状態で、４本のボルト１８を介して電極１７が支持金具１４に結合されている。以上のようにして、一対の電極１７と一対の支持金具１４と４本のＦＲＰロッド１６と複数の酸化亜鉛素子１５とが一体化されている。なお、１７ｃはタップ孔である。
【００２２】
支持金具１４と酸化亜鉛素子１５との間には電極板２０が挟持されており、電極板２０を押圧してＦＲＰロッド１６に張力を与える加圧ボルト１９が支持金具１４の軸心位置にねじ込まれている。また、酸化亜鉛素子１５どうしの間には図示しない皿バネが設けられている。このようにして素子ユニットが構成され、図１のように、斯かる素子ユニットを囲繞するようにしてポリマー製の外被（碍管）２１がモールドされている。
【００２３】
斯かる避雷器では、放圧時には、ＦＲＰロッド１６どうしの間からガスの放出が行なわれる。
【００２４】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図４に示す。
【００２５】
この実施の形態は、図２と比較すればわかるように、電極１７のみが異なる。電極１７は図２のように大径部と小径部とに別れておらず、小径部のみとなっている。このため、電極１７を支持金具１４に結合するためのボルト１８のピッチ円は図２のものに比べて小さく、ボルト１８の数も４つから２つになって少なくなっている。
【００２６】
電極１７の外径寸法が図２に比べて小さいため、軸方向から見たときに、ＦＲＰロッド１６の端面および支持金具１４の外周面近傍の端面が見えることになる。
【００２７】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００２８】
（ｃ）実施の形態３
次に、実施の形態３の要部を図５に示す。この実施の形態は、実施の形態１に対してＦＲＰロッドの断面形状を変えただけなので、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００２９】
図５（ａ）に示すように、ＦＲＰロッド１６として、円形断面のものが用いられている。このＦＲＰロッド１６の形状を図６に示す。この場合の溝１６ａとしては、円周溝が形成されている。そして、貫通孔１４ａとしても、外径寸法がＦＲＰロッド１６の外径寸法よりも僅かに大きい内径寸法の円形の貫通孔が４つ形成されている。
【００３０】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００３１】
なお、図７のように片側のみに溝１６ａを形成した円形断面のＦＲＰロッド１６を用いる場合は、ＦＲＰロッド１６の直径を一辺とする正方形よりも僅かに大きい正方形の貫通孔１４ａを形成することになる。
【００３２】
（ｄ）実施の形態４
次に、実施の形態４の要部を図８に示す。
【００３３】
この実施の形態も、実施の形態２に対してＦＲＰロッドを図５，図６で用いたＦＲＰロッドと同じ形状のものに変えただけなので、図示するだけとして、構成，作用の説明を省略する。
【００３４】
なお、この場合においても、前記のように図７のＦＲＰロッド１６を用いる構成に変更できる。
【００３５】
（ｅ）実施の形態５
次に、実施の形態５の要部を図９，図１０に示す。この実施の形態は、図１０に示すＦＲＰロッド１６の端部を、実施の形態１のように外側へ押し出して支持金具に固定する構成に代えて、内側へ押し出して固定するようにしたものである。
【００３６】
４本のＦＲＰロッド１６の端部を内側へ押し出すために、リング部材２２が設けられている。リング部材２２は支持金具１４の上に、ＦＲＰロッド１６の端部を束ねるようにして設けられている。ＦＲＰロッド１６の端部に形成された溝部１６ａは前記の実施の形態１〜４とは異なって、内側に配置されており、この溝部１６ａに支持金具１４の一部が入り込んだ状態になっている。そして、電極１７は、小径部１７ａがＦＲＰロッド１６に当接することなく、支持金具１４に結合されている。
【００３７】
その他の構成，作用は実施の形態１と同じなので説明を省略する。
【００３８】
なお、実施の形態２のように、電極１７を、段差がなくて大径部のない形状にすることもできる。
【００３９】
（ｆ）実施の形態６
最後に、実施の形態６を説明する。
【００４０】
実施の形態６は、４本のＦＲＰロッド１６の端部を「内側へ押し出す」図９の避雷器において、矩形断面のＦＲＰロッド１６に代えて、図１１の円形断面のＦＲＰロッド１６と、図５の円形の貫通孔１４ａを設けたものであり、図示省略する。
【００４１】
なお、電極１７を、段差がなくて大径部のない形状にすることもできる。
【００４２】
このほか、実施の形態６である図９の一部に変更を加え、図１２のように片側のみに溝部１６ａを設けた円形断面のＦＲＰロッド１６を用い、ＦＲＰロッド１６の直径を一辺とする正方形よりも僅かに大きい正方形の貫通孔を設けるようにしてもよい。この場合においても、電極１７を、段差がなくて大径部のない形状にしてもよい。
【００４３】
なお、実施の形態１〜６において、絶縁ロッドの数は４本に限らず何本でもよく、曲げ強度の仕様により本数を増減すればよい。また、定格電圧，汚損仕様により避雷器の長さと更には素子ユニットの長さが増減するが、支持部材と略同じ形状の結束部材を一対の支持部材間に設けて貫通孔にＦＲＰロッドを挿通させたり、あるいはＦＲＰロッドを束ねるためのリング部材を必要に応じて設け、ＦＲＰロッドの撓みを防止してもよい。このほか、一体化した素子ユニットを複数直列に接続するようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項１〜５に係る避雷器によれば、一対の支持金具間に積層された酸化亜鉛素子を複数の絶縁ロッドにより一体に結合し、支持金具と絶縁ロッドとの結合は、支持金具の外周面近傍に形成した貫通孔に挿入した絶縁ロッドを、支持金具に結合した電極あるいはリング部材により、半径方向へ押圧することにより、絶縁ロッドの溝に支持金具の一部を入り込ませることで結合するので、組立が簡単で、かつ製造コストが安い。そして、高定格電圧の避雷器でも素子ユニットを複数接続する構成にすれば、部品の共通化が図れる。
【００４５】
このほか従来の避雷器に比べて、接着工程，巻回工程，硬化工程等が不要なので、組立時間の短縮が図れ、かつ組立の自動化が可能となる。また、従来のように接着強度を大きくする目的で電極を長くする必要がなく、絶縁ロッドの両端をネジ結合する構成の場合のようにネジサイズを大きくする必要もないので、避雷器の小型・軽量化が図れる。更に、未使用のプリプレグ材は使用期限があるために管理が煩雑になるが、このような管理が不要である。更に、ガス放出のための孔の加工が不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による避雷器の実施の形態１に係り、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図。
【図２】本発明による避雷器の実施の形態１の要部に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図３】本発明による避雷器の実施の形態１のＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図４】本発明による避雷器の実施の形態２の要部に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図５】本発明による避雷器の実施の形態３の要部に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図６】本発明による避雷器の実施の形態３のＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図７】本発明による避雷器の実施の形態３を一部改良したＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図８】本発明による避雷器の実施の形態４の要部に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図９】本発明による避雷器の実施の形態５の要部に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図。
【図１０】本発明による避雷器の実施の形態５のＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図１１】本発明による避雷器の実施の形態６のＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図１２】本発明による避雷器の実施の形態６を一部改良したＦＲＰロッドに係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図１３】従来例１に係る避雷器の断面図。
【図１４】従来例１に係る避雷器の断面図。
【図１５】従来例２に係る避雷器の断面図。
【符号の説明】
１４…支持金具
１４ａ…貫通孔
１５…酸化亜鉛素子
１６…ＦＲＰロッド
１６ａ…溝部
１７…電極
１８…ボルト
２１…外被
２２…リング部材

Claims

一対の電極間に酸化亜鉛素子を積層し、これらの電極と酸化亜鉛素子とを一体化して素子ユニットを構成し、当該素子ユニットを囲繞する碍管を設けて構成した避雷器において、
一対の支持金具間に前記酸化亜鉛素子を積層し、該積層された酸化亜鉛素子の回りに略等間隔に複数の絶縁ロッドを配置し、該夫々の絶縁ロッドの両端に溝部を形成する一方、前記夫々の支持金具の外周面の近傍に円周方向へ略等間隔に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に前記夫々の絶縁ロッドの両端を挿入し、前記夫々の支持金具に前記夫々の電極を結合することにより、該電極で前記絶縁ロッドの両端が半径方向での外側へ押圧され、前記溝部に前記支持金具の一部が入り込んで前記絶縁ロッドの両端に前記支持金具が結合され前記素子ユニットが構成されることを特徴とする避雷器。
一対の電極間に酸化亜鉛素子を積層し、これらの電極と酸化亜鉛素子とを一体化して素子ユニットを構成し、当該素子ユニットを囲繞する碍管を設けて構成した避雷器において、
一対の支持金具間に前記酸化亜鉛素子を積層し、該積層された酸化亜鉛素子の回りに略等間隔に複数の絶縁ロッドを配置し、該夫々の絶縁ロッドの両端に溝部を形成する一方、前記夫々の支持金具の外周面の近傍に円周方向へ略等間隔に複数の貫通孔を設け、該貫通孔に前記夫々の絶縁ロッドの両端を挿入し、前記夫々の支持金具にリング部材を介して前記夫々の電極を結合することにより、該リング部材で前記絶縁ロッドの両端が半径方向での内側へ押圧され、前記溝部に前記支持金具の一部が入り込んで前記絶縁ロッドの両端に前記支持金具が結合され前記素子ユニットが構成されることを特徴とする避雷器。
前記電極の軸方向での一部の外径寸法を、前記支持金具の外径寸法と略同じに設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の避雷器。
前記絶縁ロッドの断面形状を矩形にしたことを特徴とする請求項１または２に記載の避雷器。
前記絶縁ロッドの断面形状を円形にするとともに前記溝を円周に亘って形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の避雷器。