JP4441717B2

JP4441717B2 - 避雷器内蔵円筒形カットアウト

Info

Publication number: JP4441717B2
Application number: JP2001071171A
Authority: JP
Inventors: 三嘉間宮
Original assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Current assignee: Nippon Kouatsu Electric Co
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: JP2002270083A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は避雷器内蔵円筒形高圧カットアウトの改良に係るものであり、特に避雷器部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の避雷器内蔵円筒形カットアウトは、例えば実公平６−５０９３３号に示されるように、磁器で作られた本体を左右に区画し、その一方にはカットアウト部を、他方には避雷器部を設け、上記避雷器部には、中央に放出孔を設けたドーナツ形の酸化亜鉛素子を収納すると共に上記放出孔の下端には閉鎖板を充当し、更に上記避雷器部の下端の開口部を薄肉の封着板で気密的に閉鎖し、さらに上記封着板の下側をカットアウト部を有する側の本体の下端開口部に装着した下部カバーの側方に延長した薄肉の延長部で閉鎖した避雷器内蔵円筒形カットアウトがある。
【０００３】
上記避雷器内蔵円筒形カットアウトは、雷サージ等の異常電圧が浸入し、上記酸化亜鉛素子において外絡が発生すると、その外絡によって発生した続流アーク及び避雷器部内に発生したガス（内圧）によって上記閉鎖板、封着板及び下部カバーの延長部が開放し、避雷器部内の内圧を下げる（放圧する）ようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の避雷器内蔵円筒形カットアウトは、閉鎖板、封着板及び下部カバーの延長部が開放し、避雷器部内の内圧を下げる（放圧する）際に、上記下部カバーの延長部が邪魔して速やかに内圧が放圧されず、本体磁器が破損したり、下部カバーが外れたりすると言う問題があった。
【０００５】
また、酸化亜鉛素子等が避雷器部内において接着固定されているのみであるため、続流アーク等によって接着が剥離し、上記素子などが飛散すると言う問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明は酸化亜鉛素子の外絡時に発生する続流アーク並びに内圧を速やかに放出すると共に放圧時に下部カバーが外れないようにしたものであり、磁器製の本体４を２つに区画し、その一方にはカットアウト部２を、他方には避雷器部３を設けたものにおいて、上記上端を閉鎖すると共に下端を開口した避雷器部３に対し、両端が開口する強化プラスチックスからなる絶縁筒１１と、同筒内に収納された酸化亜鉛素子８と、絶縁筒１１の上端開口部１１aを閉鎖すべく同筒１１に止着すると共に同素子８に接続する取付部9aを備えた接地側電極９と、同じく絶縁筒１１の下端開口部１１bを閉鎖すべく同筒１１に止着すると共に酸化亜鉛素子８に接続する放圧孔１０bを備えた充電側電極１０と、上記放圧孔１０bを閉鎖すべく充電側電極１０に接着した閉鎖板１９とからなる避雷器ユニットを、上記取付部9aを備えた接地側電極9を上側にしまた放圧孔１０bを備えた充電側電極１０下側にして収納し、さらに収納した同ユニット5を、その取付部9aを避雷器部3の上端に設けた取付孔4bの外側より挿入した固定部材１３によりネジ着固定して吊り下げ支持し、さらに充電側電極１０に接続する導電板２８をカットアウト部２の下部固定電極２７に接続した状態で収納し、放圧ガイド部材７の放圧ガスが通過する開口部の上端を、避雷器ユニットの内圧が上昇した場合に外れるように止着した気密板６により閉鎖し、さらに上記放圧ガイド部材７の放圧ガスが通過する開口部の内周面７ｃを、下方に向かって広がるテーパー状に形成し、さらに外周面７ｄに、側方に突出する突出部７ｄとこの突出部７ｄの上部であって上方に向かって広がるテーパー形状を設けて上記接着固定の際に抜け止めとなるように構成したことを特徴とする避雷器部内蔵円筒形カットアウトを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について図１乃至図７に基づき具体的に説明する。
１は避雷器内蔵円筒形カットアウトであり、カットアウト部２と避雷器部３とから構成されている。４は区画壁４ａによって左右２つに区画された磁器からなる本体で、区画された一方にはカットアウト部２が、他方には避雷器部３が設けられている。上記本体４の避雷器部３は本体４の中央から下部に位置して側方に突出形成されており、その上端は閉鎖されると共に、固定部材１３を本体４の外側から挿入するための取付孔４ｂが設けられ、下端には開口部４ｃが設けられている。
【０００８】
上記避雷器部３には、避雷器ユニット５が収納され、下端の開口部４ｃは気密板６並びに放圧ガイド部材７によって閉鎖されて構成される。上記避雷器ユニット５は絶縁筒１１内に酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線性に優れた酸化亜鉛素子８（ＺｎＯ素子）を例えば３段積みして収納し、両端に開口部１１ａ、１１ｂを設けられた筒状の絶縁筒１１内に、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線性に優れた酸化亜鉛素子８（ＺｎＯ素子）を例えば３段積みして収納され、その上面８ａ側を通電板１５並びにさらバネ１６を介して接地側電極９と接続して上記上端開口部１１ａを閉鎖すると共に上記絶縁筒１１にネジ１２によりネジ着されて固定される。また、下面８ｂ側も同様に通電板１５を介して充電側電極１０と接続して上記下端開口部１１ｂを閉鎖すると共に上記絶縁筒１１にネジ１２によりネジ着されて固定される。なお、上記さらバネ１６によって素子８を押さえるようにしているため素子８同士あるいは素子８と充電側電極１０との接続を高めるようになっている。
【０００９】
上記接地側電極９はその上面側に後述の固定部材１３とネジ着固定するための取付部９ａが形成されている。また、上記充電側電極１０はその底面側にカットアウト部２側の下部固定電極２７と接続されている導電板２８と接続する接続部１０ａと上記避雷器ユニット５内の内圧が上昇した場合に内圧を放圧するための放圧孔１０ｂが設けられている。なお、上記両電極９１０の側面には固定用のネジ孔９ｂ、１０ｃが複数設けられており、絶縁筒１１にネジ１２によってネジ着され、両電極９、１０は固定される。
【００１０】
上記電極９、１０を設けた酸化亜鉛素子８は、ガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる両端が開口されている筒状の絶縁筒１１内に収納され、ネジ１２によって絶縁筒１１と接地側電極９並びに充電側電極１０とがネジ着されて、上記酸化亜鉛素子（ＺｎＯ素子）８並びに電極９、１０が固定される。
【００１１】
上記避雷器ユニット５は本体４の避雷器部３に収納され、本体４の外側から取付孔４ｂに挿入し、緩衝パッキン３８、平ワッシャー３９、スプリングワッシャー４０、ナット４１によって避雷器部３の上端に固定した固定部材１３に対し、避雷器ユニット５の接地側電極９の取付部９ａをネジ着することで避雷器ユニット５を接地側電極９を上向きにすると共に上記放圧孔１０ｂを備えた充電側電極１０を下向きにして避雷器部３内に吊り下げ状に収納固定される。なお、上記緩衝パッキン３８は固定部材１３を避雷器部３の上端にナット４１を締め付けて固定する場合に金属（平ワッシャー３９等）が直接磁器製の本体４に当たり破損するのを防止している。
【００１２】
また、上記固定部材１３の頭部１３ａ内面にはＯリング１７設けて防水性並びに気密性を高めている。さらに、避雷器部３内側の取付孔４ｂの周辺に充填したシリコン１８によって防水性並びに気密性を高めていると共に避雷器部３内の内圧を放圧する際に突き上げられて避雷器ユニット５が避雷器部３の本体４に衝突しても本体４を破損しないようにするクッション（緩衝材）の役割をしている。
【００１３】
上記収納固定された避雷器ユニット５の下端側の充電側電極１０には該電極１０の接続部１０ａに一端をカットアウト部２の下部固定電極２７に接続された導電板２８とネジ着しており、カットアウト部２の下部固定電極２７と上記導電板２８を介して接続される。
【００１４】
１９は閉鎖板であり、避雷器ユニット５の充電側電極１０に接着固定され、充電側電極１０に設けられた放圧孔１０ｂを閉鎖するようにしている。また、避雷器部３の下端の開口部４ｃには、気密板６を設けた放圧ガイド部材７を接着固定することで閉鎖している。上記気密板６はエポキシ樹脂あるいはベークライトのような絶縁部材によって、薄い円板状に形成されており、避雷器ユニット５の内圧が上昇した場合に、該内圧によって気密板６を破断して放圧するようになっている。
【００１５】
上記放圧ガイド部材７は、避雷器部３の下端開口部４ｃに接着剤により接着固定されており、全体を円筒形状に形成され、下端には鍔７ａを設け、内周面７ｃには下方に向かって広がるテーパー形状とし、又外周面７ｂには突出部７ｄが設けられている。つまり、放圧ガイド部材７の外周面7ｂの突出部７ｄによって、避雷器ユニット5の内圧が上昇した場合、放圧ガイド部材７に下向きの力が掛かっても放圧ガイド部材７の突出部7ｄによって開口部4ｃへの掛が大きくなって同部4ｃから抜けないようになっている。また、気密板6が破断した場合には、放圧ガイド部材７の内周面7ｃが下方に向かって広がったテーパー形状をしているため、その形状に沿ってガス等が拡散し、速やかに放圧がなされる。
【００１６】
４２は単泡スポンジで形成された緩衝板であり、避雷器部３内に吊り下げた避雷器ユニット５が避雷器部３の中心にくるように該ユニット５の下端側外周に嵌められている。４３は避雷器ユニット５の下端側外周に充填されたシリコンであり、避雷器部３の気密性を高めている。
１４は固定部材１３に取付されたアース端子で、アース線（図示されていない）を介して大地に接続されている。
【００１７】
次に、カットアウト部２について説明する。カットアウト部２側の構造は従来公知のカットアウトと同じものであり、本体４のカットアウト部２に設けられる。該カットアウト部２の上部には上部口出線２０を設け、また下部側面には下部口出線２１を設けている。２２はカットアウト部２の上部の内部に吊下状に備えた上部固定電極、２３は消弧筒、２４は消弧棒、２５は緩衝リングを示す。２７は下部固定電極であり、上記避雷器部３側の充電側電極１０に対し導電板２８を介して接続されている。２９は下部口出線２１と下部固定電極２７との間を接続するリード、３０はヒューズ筒であり、ヒューズ絶縁筒３１の上部の上部接触子３２は上部固定電極２２と接触し、また下部接触子３３は下部固定電極２７と接触して本体４内に保持されている。
【００１８】
３４はヒューズ筒３０に充填したヒューズを示す。３５はカットアウト部２の開口部４ｄに接着固定した合成樹脂製の下部カバーである。３６はカットアウト部２の開口部４ｄを閉鎖するようにした合成樹脂製の密栓であり、係合片３５ａによって取脱自在に保持されている。３７は密栓３６と下部カバー３５を連結する連結紐を示す。
【００１９】
次に動作について説明する。常時は上部口出線２０−上部固定電極２２−上部接触子３２−ヒューズ３４−下部接触子３３−下部固定電極２７−リード２９−下部口出線２１を経て変圧器一次側端子に至る経路で通電が行われる。
この場合、避雷器部３側の充電側電極１０も導電板２８を経て電圧が印加されるが、このような正常な電圧（対地４ｋＶ）では酸化亜鉛素子８が特に顕著な特性変化をしないため高抵抗状態が維持されて電流は流れない。
【００２０】
また、上記の通電状態において雷サージ等の異常電圧が侵入してくると、今度は酸化亜鉛素子８に異常電圧が印加されることになるため同素子８は直ちに応答して低抵抗状態となり侵入した異常電圧を大地へ逃がす。つまり、異常電圧は上部口出線２０−上部固定電極２２−上部接触子３２−ヒューズ３４−下部接触子３３−下部固定電極２７−導電板２８−充電側電極１０−酸化亜鉛素子（ＺｎＯ素子）８−接地側電極９−固定部材１３−アース端子１４−アース線（図示されない）を経て大地へ逃れる。
【００２１】
そして、上記において酸化亜鉛素子８が続流遮断不能となった場合の同素子８と直列のカットアウト部２側のヒューズ３４でもってその続流を遮断して避雷器の爆発を防止する。
【００２２】
また、酸化亜鉛素子８において外絡が発生した場合はその外絡によって避雷器ユニット５内（絶縁筒１１内）に発生した続流アーク及び上昇したガス（内圧）を避雷器ユニット５の充電側電極１０に設けられた閉鎖板１９を破り、放圧孔１０ｂから本体４の避雷器部３内に放出される。さらに該圧力（内圧）によって気密板６が破断し、続流アーク及び上昇したガス（内圧）は放圧ガイド部材７の内面７ｃ側の下方に向かって広がるテーパー形状によって外部へ向かって拡散するようにガイドされて速やかに放出される。よって、本体４を続流アーク及び上昇したガス（内圧）による爆裂事故から保護できる。
【００２３】
なお、この放出時にも接地側電極９並びに充電側電極１０を絶縁筒１１にネジ着によって固定することで酸化亜鉛素子８を絶縁筒１１内に固定されていると共に避雷器ユニット５が固定部材１３にネジ着固定されて吊り下げているため、酸化亜鉛素子８に外絡等が発生して酸化亜鉛素子８が破損しても避雷器ユニット５から飛び出すことがない。
【００２４】
【発明の効果】
本願発明は避雷器部の開口部に接着固定された放圧ガイド部材がその外周面を上方に向かって広がるテーパー形状にしたと共に突出部を設けたことにより、内圧が上記放圧ガイド部材に掛かっても上記外周面のテーパー形状並びに突出部によって避雷器部の開口部への掛かりが多くなり同部から脱落しない。
【００２５】
また、内圧を放圧する際には、放圧ガイド部材の内面側が下方に向かって広がるテーパー形状になっているため、放圧されたガス等が外部に向かって拡散するようにガイドされて速やかに放圧が行なえ、磁器製の本体を破損することがない。
【００２６】
また、接地側電極並びに充電側電極を絶縁筒にネジ着固定し、その間に酸化亜鉛素子を固定しているため、素子に外絡等が発生し避雷器ユニット内圧を放圧しても接地側電極並びに充電側電極によって固定されているため、素子が飛散することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の避雷器内蔵円筒形カットアウトの断面図。
【図２】避雷器部の拡大断面図。
【図３】放圧ガイド部材の断面図。
【図４】気密板の平面図。
【図５】接地側電極を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【図６】充電側電極を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図を示す。
【図７】固定部材の断面図。
【符号の説明】
１避雷器内蔵円筒形カットアウト
２カットアウト部
３避雷器部
４本体
４ｂ取付孔
５避雷器ユニット
６気密板
７放圧ガイド部材
７ｂ外周面
７ｃ内周面
７ｄ突出部
８酸化亜鉛素子
９接地側電極
９ａ取付部
１０充電側電極
１０ｂ放圧孔
１１絶縁筒
１１ａ上端開口部
１１ｂ下端開口部
１３固定部材
１９閉鎖板
２７下部固定電極
２８導電板

Claims

磁器製の本体４を２つに区画し、その一方にはカットアウト部２を、他方には避雷器部３を設けたものにおいて、上記上端を閉鎖すると共に下端を開口した避雷器部３に対し、両端が開口する強化プラスチックスからなる絶縁筒１１と、同筒内に収納された酸化亜鉛素子８と、絶縁筒１１の上端開口部１１aを閉鎖すべく同筒１１に止着すると共に同素子８に接続する取付部9aを備えた接地側電極９と、同じく絶縁筒１１の下端開口部１１bを閉鎖すべく同筒１１に止着すると共に酸化亜鉛素子８に接続する放圧孔１０bを備えた充電側電極１０と、上記放圧孔１０bを閉鎖すべく充電側電極１０に接着した閉鎖板１９とからなる避雷器ユニットを、上記取付部9aを備えた接地側電極9を上側にしまた放圧孔１０bを備えた充電側電極１０下側にして収納し、さらに収納した同ユニット5を、その取付部9aを避雷器部3の上端に設けた取付孔4bの外側より挿入した固定部材１３によりネジ着固定して吊り下げ支持し、さらに充電側電極１０に接続する導電板２８をカットアウト部２の下部固定電極２７に接続した状態で収納し、上記避雷器部３の開口する下端には円筒形の放圧ガイド部材7を接着剤で接着固定し、上記放圧ガイド部材７の放圧ガスが通過する開口部の上端を、避雷器ユニットの内圧が上昇した場合に外れるように止着した気密板６により閉鎖し、さらに上記放圧ガイド部材７の放圧ガスが通過する開口部の内周面７ｃを、下方に向かって広がるテーパー状に形成し、さらに外周面７ｄに、側方に突出する突出部７ｄとこの突出部７ｄの上部であって上方に向かって広がるテーパー形状を設けて上記接着固定の際に抜け止めとなるように構成したことを特徴とする避雷器部内蔵円筒形カットアウト。