JP4169126B2 - ギャップ付きアレスタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、気中に設置され雷サージから配電系統を保護するギャップ付きアレスタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開昭57−180024号公報
【特許文献2】
特開昭57−180025号公報
【特許文献3】
実開昭57−182845号公報
【0003】
アレスタは酸化亜鉛素子を利用して雷サージから電気機器を保護する機器であり、柱上開閉器や柱上変圧器などを保護するために、上記の特許文献示すように、従来から配電系統にも広く使用されている。一般にアレスタは、酸化亜鉛素子への常時通電を避けるために課電部との間に直列の放電ギャップを設けて用いられる。ギャップを設けないものをギャップレスアレスタと呼び、アレスタ内部に放電ギャップを備えたものをギャップ付きアレスタと呼ぶ。
【0004】
従来の気中設置型のギャップ付きアレスタは、図11に示すように磁器製の碍管51の内部に、酸化亜鉛素子52、コイルバネ53、上下の放電電極54、55、ギャップスペーサー56などを収納し、上部端子57と下部キャップ58とを取付けたものである。このように酸化亜鉛素子52をひだ付きの碍管51の内部に収納し、両端部をパッキン59やOリング60で気密に封止することにより、酸化亜鉛素子52や放電電極54、55を風雨等の環境から保護し、酸化亜鉛素子52及び放電電極54、55が常に安定した避雷機能を発揮できるようにしたものである。
【0005】
ところが、磁器製の碍管51を用いた従来のギャップ付きアレスタは全体のサイズが大きくなるうえ、万一アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子52が破壊されたような場合には、磁器製の碍管51の破片が周囲に飛散するという問題があった。ギャップ付きアレスタを柱上開閉器などの気密ボックス内に取付けることがあり、そのような場合に磁器製の碍管51の破片が飛散すると、開閉器自体が破壊されるという大事故につながるおそれがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、周辺機器を損傷することがなく、しかも酸化亜鉛素子及び放電ギャップが従来品と同様に常に安定した避雷機能を発揮することができるギャップ付きアレスタを提供するためになされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するためになされた本発明のギャップ付きアレスタは、外周面が熱収縮チューブにより保護された酸化亜鉛素子の上端面に、中心絶縁棒により電極ブロックを固定するとともに、この電極ブロックの上端面に、放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーを配置し、このギャップスペーサーに被せられるキャップの下端部を電極ブロックに係合させることにより、全体を一体化したことを特徴とするものである。
【0008】
なお第1の実施形態のように、キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに弾性的に係合させた構造とすることができる。また第2の実施形態のように、キャップの全体を複数に分割し、各分割片の下端部を電極ブロックに係合させた状態で各分割片どうしを連結した構造とすることもできる。更に第3の実施形態のように、キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに係合させた状態でキャップ全体をネジにより引き上げた構造とすることもできる。
【0009】
本発明のギャップ付きアレスタは、酸化亜鉛素子の外周を熱収縮チューブで被覆したものであるから、アレスタの耐雷能力を超える雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、熱収縮チューブによって破片の飛散が防止され、周辺機器を損傷することがない。また本発明のギャップ付きアレスタはボックス内に設置されるのであるから、従来のような磁器製の碍管により酸化亜鉛素子を気密に保護しなくても、酸化亜鉛素子は従来品と同様に常に安定した避雷機能を発揮することができる。更に放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーをキャップを利用して電極ブロックに係合させ、全体を一体化したものであるから、外部に気中ギャップを必要とせずに避雷機能を発揮することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図1は本発明の第1の実施形態を示す断面図、図2はその右側面図、図3はその平面図である。これらの図において、1は電圧−抵抗非直線特性を有する円筒形の酸化亜鉛素子であり、軸線方向に貫通する中心孔2を備えている。3はこの酸化亜鉛素子1の中心孔2を貫通する中心絶縁棒である。中心絶縁棒3は例えばエポキシ樹脂からなるもので、その上下にはネジが形成されている。
【0011】
酸化亜鉛素子1の外周は、絶縁性の熱収縮チューブ4で被覆されている。熱収縮チューブ4は従来の磁器製の碍管の代わりに酸化亜鉛素子1を物理的に保護する役割を持つとともに、酸化亜鉛素子1が雷サージによって破壊された場合にもその破片の飛散を防止する役割を持つものである。このためには熱収縮チューブ4が十分な強度と弾性を持つことが好ましく、この実施形態では厚みが1〜2mm程度のエチレンプロピレンゴム等の円筒が用いられている。熱収縮チューブ4は熱収縮させることにより酸化亜鉛素子1をその外周に圧縮応力を加えた状態で保持することができ、優れた破片飛散防止効果を得ることができる。
【0012】
5は金属製の電極ブロックであり、その中心のネジ孔6に中心絶縁棒3の上部のネジを螺合させている。また、中心絶縁棒3は酸化亜鉛素子1の中心孔2を貫通して下方に延び、取付板7の下側からナット8を中心絶縁棒3の下部のネジに螺合させることによって、酸化亜鉛素子1と、その上端面に位置する電極ブロック5と、その下端面に位置する取付板7とを強固に一体化している。なお、酸化亜鉛素子1の上下面にはアルミニウム製の電極板9,9を介在させてある。本発明のギャップ付きアレスタは開閉器などの気密ボックス内に設置されるものであるから、取付板7は図10に示すようにボックス30のフレーム31等に容易にはめ込むことができるよう、一端に差込み10を備え、他端に固定用ネジ孔11を備えている。
【0013】
この電極ブロック5の上端面には、放電ギャップGを形成する上下の放電電極12,13を内蔵させた円筒状のギャップスペーサー14が配置されている。これらの放電電極12,13は円板の中央部を円錐状に突出させ、その先端を球面とした形状のもので、下側の放電電極12は電極ブロック5の上端面に密着され、周囲を円筒状のギャップスペーサー14により押さえられている。一方、上側の放電電極13は円板状の上部電極15の下面に密着され、周囲を円筒状のギャップスペーサー14により支えられている。このように、上下の放電電極12,13はギャップスペーサー14の内部空間において対向配置され、それらの間に放電ギャップGを形成している。
【0014】
16はギャップスペーサー14に被せられるキャップである。キャップ16は、略円形の上面板17の左右両側に複数に分割された側壁18,18を垂下させたもので、各側壁18,18の水平断面は図3に示すように円弧状となっている。これらの各側壁18,18の下端部19,19は内側に湾曲させてあり、図1に示すようにキャップ16を電極ブロック5の上側から垂直に押し込み、下端部19,19を電極ブロック5のテーパ状外周面20に弾性的に係合させることによって、ギャップスペーサー14を電極ブロック5に取り付け、全体を一体化している。
【0015】
なお、21はキャップ16と上部電極15との間に介在させた端子板であり、その端部22はキャップ16の分割された側壁18,18の間から外側に出て上方に屈曲し、リード線をワンタッチ接続できるように孔23を備えている。
【0016】
図4は本発明の第2の実施形態を示す断面図、図5はその右側面図、図6はその平面図である。この第2の実施形態のギャップ付きアレスタは、キャップ16の全体を左右の分割片16a,16bに複数に分割し、各分割片16a,16bの下端部19を電極ブロック5のテーパ状外周面20に係合させた状態で各分割片16a,16bどうしを連結した構造とした点のみが、第1の実施形態とは相違する。
【0017】
各分割片16a,16bどうしの連結は、この実施形態では片側の分割片16aのリブ24に突設した突起25を他方の分割片16bの孔に嵌め込む方法によって行われているが、ネジを利用して固定してもよい。この第2の実施形態の方法でキャップ16を電極ブロック5に固定すれば、第1の実施形態よりも強固に全体を一体化することができる。
【0018】
図7は本発明の第3の実施形態を示す断面図、図8はその右側面図、図9はその平面図である。この第3の実施形態のギャップ付きアレスタも、第1の実施形態のようにキャップ16の側壁18,18の下端部19を電極ブロック5のテーパ状外周面20に係合させたものであるが、キャップ16の上面板17の中央にボルト26を螺合させ、その下端を上部電極15に接触させることによって、キャップ16の全体を強く引き上げてキャップ16の下端部19と電極ブロック5との係合をより強固にしたものである。
【0019】
このように構成された本発明のギャップ付きアレスタは、例えば図10に示すように開閉器などの気密に保持されたボックス30内に取り付けて使用されるものである。図4では開閉器の可動ブレード32と固定ブレード33の双方に本発明のギャップ付きアレスタが配置されている。この実施形態では、ボックス30のフレーム31に取付板7をはめ込んで固定してあり、各ギャップ付きアレスタの端子板21はリード線によって開閉器の課電部に接続されている。
【0020】
このため、平常運転時には本発明のギャップ付きアレスタには電圧が作用しない。しかし配電線などへの落雷によって開閉器が雷サージを受けたときには、放電電極12,13間の気中ギャップで閃絡して酸化亜鉛素子1,1に雷サージ電圧が作用し、酸化亜鉛素子1,1は導体化して雷サージ電流をボックス30を通じて大地に逃がす。これにより開閉器が雷サージにより破壊されることが防止される。
【0021】
なお、本発明のギャップ付きアレスタは従来のような磁器製の碍管を持たないが、酸化亜鉛素子1,1の外周は熱収縮チューブ4により保護されているうえ、全体が気密なボックス30内にあり、外部の風雨などの影響を受けないので、長期間にわたり安定した避雷性能を維持することができる。また放電電極12,13も周囲を円筒状のギャップスペーサー14により囲まれているうえ全体が気密なボックス30内にあるので、長期間にわたり安定した避雷性能を維持することができる。
【0022】
また、万一雷サージが本発明のギャップ付きアレスタの耐雷能力を超えている場合には、酸化亜鉛素子1,1が爆発的に破壊される可能性がある。しかしそのような場合にも、酸化亜鉛素子1,1の外周は熱収縮チューブ4により圧縮状態で保護されているため、酸化亜鉛素子1の破片は飛散エネルギを熱収縮チューブ4の弾性により吸収され、周囲に飛散することがない。このため、飛散した破片によってボックス30内の機器が破壊される事故を防止することが可能となる。
【0023】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のギャップ付きアレスタは従来の磁器製の碍管に代えて熱収縮チューブにより酸化亜鉛素子の外周を保護した構造であるので、耐雷能力を超えた雷サージにより酸化亜鉛素子が破壊された場合にも、その破片の飛散を防止することができる。また、磁器製の碍管を省略したことによって小型化が可能となり、開閉器などのボックス内に設置するに適したものとなる。更にボックスによって外部の風雨の影響を防止することにより、磁器製の碍管を省略したにもかかわらず長期間にわたり安定した避雷機能を発揮することができる。しかも上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーをキャップを利用して電極ブロックに係合させ、全体を一体化したものであるから、外部に気中ギャップを必要とせずに避雷機能を発揮することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態を示す断面図である。
【図2】第1の実施形態を示す右側面図である。
【図3】第1の実施形態を示す平面図である。
【図4】第2の実施形態を示す断面図である。
【図5】第2の実施形態を示す右側面図である。
【図6】第2の実施形態を示す平面図である。
【図7】第3の実施形態を示す断面図である。
【図8】第3の実施形態を示す右側面図である。
【図9】第3の実施形態を示す平面図である。
【図10】使用状態を示す断面図である。
【図11】従来のギャップ付きアレスタの断面図である。
【符号の説明】
1 酸化亜鉛素子、2 中心孔、3 中心絶縁棒、4 熱収縮チューブ、5 電極ブロック、6 ネジ孔、7 取付板、8 ナット、9 電極板、10 差込み、11 固定用ネジ孔、12 放電電極、13 放電電極、14 ギャップスペーサー、15 上部電極、16 キャップ、16a,16b 分割片、17 上面板、18 側壁、19 下端部、20 テーパ状外周面、21 端子板、22 端部、23 孔、25 突起、26 ボルト、30 ボックス、31 フレーム、32 可動ブレード、33 固定ブレード、51 従来技術における磁器製の碍管、52 酸化亜鉛素子、53 コイルバネ、54 放電電極、55 放電電極、56 ギャップスペーサー、57 上部端子、58 下部キャップ、59 パッキン、60 Oリング
Claims (4)
- 外周面が熱収縮チューブにより保護された酸化亜鉛素子の上端面に、中心絶縁棒により電極ブロックを固定するとともに、この電極ブロックの上端面に、放電ギャップを形成する上下の放電電極を内蔵させたギャップスペーサーを配置し、このギャップスペーサーに被せられるキャップの下端部を電極ブロックに係合させることにより、全体を一体化したことを特徴とするギャップ付きアレスタ。
- キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに弾性的に係合させた請求項1記載のギャップ付きアレスタ。
- キャップの全体を複数に分割し、各分割片の下端部を電極ブロックに係合させた状態で各分割片どうしを連結した請求項1記載のギャップ付きアレスタ。
- キャップの側壁を複数に分割し、各側壁の下端部を電極ブロックに係合させた状態でキャップ全体をネジにより引き上げた請求項1記載のギャップ付きアレスタ。
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