JP4089262B2

JP4089262B2 - 避雷器

Info

Publication number: JP4089262B2
Application number: JP2002098278A
Authority: JP
Inventors: 俊一成田
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003297609A

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すると共に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１１，図１２のものがある。図１１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１２は、図１１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１３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１１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１２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１３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、該素子ユニットを碍管に収容して構成した避雷器において、前記積層された酸化亜鉛素子の回りに絶縁ロッドを略等間隔に配置し、該絶縁ロッドの両端にくさびを打ち込んで幅広部を形成し、該幅広部を、前記夫々の電極の外周面に略等間隔に形成した溝に嵌合して前記素子ユニットを構成したことを特徴とする。
【００１５】
斯かる避雷器では、電極の外周面に形成された溝に絶縁ロッドの両端に形成された幅広部を嵌合することにより一対の電極どうしを結合するので、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】
また、絶縁ロッドの両端に幅広部が形成されているので、絶縁ロッドの抜けが防止され、更に、絶縁ロッドの両端にくさびを打ち込んで幅広部を形成するので、全長に亘って断面形状が一定の絶縁ロッドを用いることができ、材料の無駄をなくして材料を有効に活用できる。
【００２６】
【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。
【００２７】
（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以下のようになっている。
【００２８】
一対の電極１４の間に複数の酸化亜鉛素子１５が積層されており、一対の電極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、その両端が夫々の電極１４に結合されている。
【００２９】
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は図４に示すように平板形状であり、その端部には幅広部１６ａが形成されている。幅広部１６ａは二等辺三角形の下部のようなくさび形状であり、抜け落ちが阻止されるようになっている。一方、図５に示すように、電極１４の内端部の外周面には、前記幅広部１６ａと対応する形状の溝１４ａが形成されており、前記幅広部１６ａが溝１４ａに嵌合されている。そして、溝１４ａから幅広部１６ａが外れるのを防止するために、夫々の電極１４には拘束リング（拘束部材）１７が嵌めこまれている。
【００３０】
電極１４と酸化亜鉛素子１５との間には電極板１９と皿バネ１８とが挟持されている。このようにして素子ユニットが構成され、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）２０が設けられている。
【００３１】
（ｂ）実施の形態２
次に、実施の形態２を図２に示す。この実施の形態は、定格電圧が高くて素子ユニットが長くなる場合を示すものである。
【００３２】
素子ユニットが長い場合はＦＲＰロッド１６も長くなるので、長さ方向での途中が避雷器の径方向へ広がるのを防止する目的で、２箇所に結束リング（結束部材）２１が設けられている。
【００３３】
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。
【００３４】
（ｃ）実施の形態３
次に、実施の形態３を図３に示す。この実施の形態も、定格電圧が高くて素子ユニットが長くなる場合を示すものである。
【００３５】
この場合は、結束リングに代えて、接続電極２３を設けたものである。接続電極２３の両端の外周面には夫々円周方向へ等間隔に前記溝１４ａと同じ溝２３ａが形成されている。積層された酸化亜鉛素子１５の回りに、上下２段にわたって配置されたＦＲＰロッド１６の一端は前記電極１４の溝１４ａに嵌合され、他端は接続電極２３の溝２３ａに嵌合されている。そして、溝２３ａから幅広部１６ａが外れるのを防止するために、夫々の電極１４だけでなく接続電極２３にも拘束リング１７が嵌めこまれている。
【００３６】
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。
【００３７】
（ｄ）実施の形態４
次に、実施の形態４の要部を図６，図７に示す。この実施の形態は、図６のようにＦＲＰロッド１６における幅広部の形状をくさび形状から円形状へと変更したものである。このため、図７のように電極１４の溝１４ａも円形状になっている。
【００３８】
その他の構成，作用は実施の形態１〜３と同じなので説明を省略する。
【００３９】
（ｅ）実施の形態５
次に、実施の形態５の要部を図８，図９に示す。この実施の形態は、ＦＲＰロッド１６の先端に形成する幅広部を、全長に亘って断面形状が同一の長尺材から作ったものである。
【００４０】
図８は、図８（ａ）のように単一のＦＲＰロッド１６の先端に切り込み部１６ｂを加工し、切り込み部１６ｂにくさび１６ｃを打ち込むことにより、図８（ｂ）のように双方の部材の接触する部分を接着して、幅広部１６ａを形成したものである。
【００４１】
図９は、一対のＦＲＰロッド１６ｄの先端を残して接着剤１６ｅにより接着することにより、接着しない部分に切り込み部１６ｂを形成し、前記と同様に切り込み部１６ｂにくさび１６ｃを打ち込んで図８（ｂ）と同様な幅広部１６ａを形成したものである。
【００４２】
その他の構成，作用は実施の形態１〜３と同じなので説明を省略する。
【００４３】
（ｆ）実施の形態６
次に、実施の形態６を図１０に示す。この実施の形態は、酸化亜鉛素子の外径の大きさに応じて、ＦＲＰロッドの厚さと本数とを変化させ、どちらも同じ大きさの外被に収容できるようにしたものである。
【００４４】
図１０（ａ）（ｂ）のように、外被の内径寸法が決まっていて電極１４の外径寸法がＤだとすると、図１０（ａ）のように酸化亜鉛素子１５の外径寸法がｄ₁で大きい場合は、幅広部１６の厚さはｔ₁に薄くしなければならず、その分だけＦＲＰロッド１６が弱くなるので、本数を４本にするのが好ましい
一方、図１０（ｂ）のように、酸化亜鉛素子１５の外形寸法がｄ₂で小さい場合は、幅広部１６の厚さはｔ₂に厚くすることができ、その分だけＦＲＰロッド１６が強くなるので、本数を３本に減らすのが好ましい。
【００４５】
その他の構成，作用は実施の形態１〜３と同じなので説明を省略する。
【００４６】
なお、拘束部材，結束部材としてリングを用いたが、リングの円周の一部をカットしたものであっても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明からわかるように、請求項１に係る避雷器によれば、一対の電極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、前記電極と前記絶縁ロッドとの結合は、電極の外周面に形成した溝に幅広部を嵌合することによって行なうので、接着工程，硬化工程，巻回工程等が不要であり、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、絶縁ロッドの両端に幅広部が形成されているので、絶縁ロッドの抜けが防止され、また更に、全長に亘って断面形状が一定の絶縁ロッドを用いることができ、材料の無駄をなくして材料を有効に活用できる。
【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を示す断面図。
【図２】本発明による避雷器の実施の形態２を示す断面図。
【図３】本発明による避雷器の実施の形態３を示す断面図。
【図４】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５】本発明による避雷器の実施の形態１の電極に係り、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図。
【図６】本発明による避雷器の実施の形態４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４の電極に係り、（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５のＦＲＰロッドに係り、（ａ）は切り込み部を形成した構成図、（ｂ）はくさびを打ち込んで幅広部を形成した構成図。
【図９】本発明による避雷器の実施の形態５のＦＲＰロッドに係り、一対のＦＲＰロッドを接着することで切り込み部を形成した構成図。
【図１０】本発明による避雷器の実施の形態６を示す平面図。
【図１１】従来例１に係る避雷器を示す断面図。
【図１２】従来例２に係る避雷器を示す断面図。
【図１３】従来例３に係る避雷器を示す断面図。
【符号の説明】
１４…電極
１４ａ，２３ａ…溝
１５…酸化亜鉛素子
１６…ＦＲＰロッド（絶縁ロッド）
１６ｃ…くさび
１６ａ…幅広部
２０…外被（碍管）
２３…接続電極

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、該素子ユニットを碍管に収容して構成した避雷器において、
前記積層された酸化亜鉛素子の回りに絶縁ロッドを略等間隔に配置し、該絶縁ロッドの両端にくさびを打ち込んで幅広部を形成し、該幅広部を、前記夫々の電極の外周面に略等間隔に形成した溝に嵌合して前記素子ユニットを構成したことを特徴とする避雷器。