JP5212611B2

JP5212611B2 - 避雷器

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Publication number: JP5212611B2
Application number: JP2008000929A
Authority: JP
Inventors: 聡史綿引; 崇松井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-01-08
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Description

本発明は、複数の非直線抵抗体を電気的に並列に接続して構成した避雷器に関する。

低電圧大容量の電力機器を過電圧から保護する避雷器では、酸化亜鉛素子である非直線抵抗体を耐圧方向に少ない枚数を積層して素子柱を構成し、課電側板状導体および接地側板状導体間に複数の素子柱を並置することによって、各素子柱を電気的並列に接続していた。例えば、従来の避雷器は、図９および図１０に示すように絶縁性媒体を封入した密閉容器１内に一対の課電側板状導体５および接地側板状導体６を配置し、この課電側板状導体５と接地側板状導体６間に耐圧方向に２枚の直線抵抗体を積層して構成した素子柱１８を、例えば合計５２個並置して構成していた。接地側板状導体６は絶縁台を介して密閉容器１に固定した絶縁ロッド８を複数本樹立し、各絶縁ロッド８にドーナツ状に構成した非直線抵抗体の中心部貫通孔を挿入した後、各絶縁ロッド８の頭部ねじ部を課電側板状導体５の対応部分にそれぞれ形成した貫通孔に挿通させ、各絶縁ロッド８の頭部ねじ部にそれぞれナット９を螺合して、課電側板状導体５を接地側板状導体６から電気的に絶縁した状態で支持している。各素子柱１８の上面と課電側板状導体５間にはばね１４をそれぞれ配置して各素子柱１８の各非直線抵抗体間に積層方向の接触圧を与えている。課電側板状導体５および接地側板状導体６は、密閉容器１に取り付けた絶縁スペーサ２を介して絶縁導出した後、課電側端子３および接地側端子４に接続している。

また、サイリスタバルブの三相ブリッジ回路における各相の線間にそれぞれ接続される避雷器として、両端部に端子を設けた碍管内に非直線抵抗体を配置した避雷器ユニットを構成し、各相線間にそれぞれ接続される３つの避雷器ユニットを高さ方向に連結し、各避雷器ユニットの端子間を接続するリード線の配置を工夫して、各相線間に接続される３つの避雷器ユニットを一体的に組み上げたものが示されている（例えば、特許文献１を参照）。また、一次巻線および二次巻線と大地電位の密閉容器間にそれぞれ接続される避雷器において、一次巻線側における二つの避雷器ユニット、または二次巻線側における二つの避雷器ユニットをまとめて構成し、碍管の軸方向両端における両端子はそれぞれ異なる極の巻線側に接続し、碍管の軸方向中間部から共通の接地側導体を導出し、この接地側導体と両極端子間に非直線抵抗体の素子柱をそれぞれ配置したものが知られている（例えば、特許文献２を参照）。
特開平７−２８８１６８号公報特開平１１−１１１５０９号公報

しかしながら、図９および図１０に示した従来の避雷器は、上述したように課電側板状導体５と接地側板状導体６の一つの対向部に複数の素子柱を一括して並置して構成であったため、各素子柱の数に応じて大きな底面積を有する密閉容器１となってしまう。このため、避雷器を接続した電力機器としては、据付面積が大きなものになってしまう。また、特許文献１および特許文献２に示された避雷器では、複数の避雷器ユニットの一部を共通化して構成することによって小型化を図っているが、いずれの場合も、その一つの避雷器ユニットが図９および図１０に示すように素子柱の並列接続数が多くなった場合については考慮していない。このため、密閉容器内に構成した避雷器に適用したとき、同様に密閉容器の底面積が大きくなり据付面積が増大してしまう。

本発明の目的は、電気的に並列に接続される素子柱が増加しても据付面積を縮小することができるようにした避雷器を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、密閉容器内に配置した課電側板状導体と接地側板状導体との対向部に、非直線抵抗体からなる複数の素子柱を電気的に並列に接続した避雷器において、前記課電側板状導体と前記接地側板状導体間に、前記課電側板状導体と電気的に接続した中間板状導体と、前記接地側板状導体と電気的に接続した中間板状導体とを交互に並置し、また、前記課電側板状導体およびこれと電気的に接続した前記中間板状導体と、前記接地側板状導体およびこれと電気的に接続した前記中間板状導体との対向部を多段に形成するように前記各中間板状導体を配置し、前記多段の対向部に前記素子柱を分散してそれぞれ配置し、前記各中間板状導体と前記課電側板状導体または前記接地側板状導体との電気的接続は、前記中間板状導体に非接触部をそれぞれ形成して、その非接触部を通して段方向両側に隣接して位置した対向部を形成し、この対向部間を接続する段間接続導体によって行ったことを特徴とする。

また、前記各中間板状導体は、前記非接触部を含めてほぼ同一構造とし、前記課電側板状導体と電気的に接続した前記中間板状導体と、前記接地側板状導体と電気的に接続した前記中間板状導体とでは、それぞれの前記非接触部の位置を異ならせて配置したことを特徴とする。

本発明による避雷器は、中間板状導体と課電側板状導体と接地側板状導体によって多段に構成した対向部間に素子柱を分散配置しているため、中間板状導体と課電側板状導体と接地側板状導体の大きさと素子柱の数に応じて段数を容易に増減することができ、密閉容器の底面積を小さくして据付面積を縮小することができる。しかも、一つ置きに配置した各板状導体を、中間板状導体に形成した非接触部に配置した段間接続導体によって電気的に接続しているため、リード線を引き回すことなく、単純な構成で密閉容器の底面積を小さくして据付面積を縮小することができる。

また避雷器は、課電側板状導体と電気的に接続した中間板状導体と、接地側板状導体と電気的に接続した中間板状導体とでは、それぞれの非接触部の位置を異ならせて配置しているため、全ての中間板状導体は非接触部を含めてほぼ同一構造とし、その取付角度を変更するだけで対応することができるようになり、構成要素を多くして複雑にすることなく、素子柱の多段構成を得ることができる。

以下、本発明の最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による避雷器を示す部分断面正面図である。
絶縁性ガスなどの絶縁媒体を封入した密閉容器１には、絶縁スペーサ２ａ，２ｂの中心導体をそれぞれ利用して絶縁導出した課電側端子３と接地側端子４が構成されている。課電側端子３には課電側板状導体５が電気的に接続され、また接地側端子４には接地側板状導体６が電気的に接続されている。対向配置した課電側板状導体５と接地側板状導体６間には、詳細を後述するように電気的に並列接続された複数の素子柱が多段に配置されている。ここで各素子柱は同一構成であり、中心部に貫通孔を有したドーナツ状非直線抵抗体を２枚積層して１つの素子柱を構成している。

上述した課電側板状導体５および接地側板状導体６はほぼ同一形状であり、接地側板状導体６は、図１に示したように複数の絶縁台７を介して密閉容器１から電気的に絶縁された状態で密閉容器１の底部側に固定されており、各絶縁台７に各絶縁ロッド８ａ〜８ｆがそれぞれ樹立されている。一方、課電側板状導体５は、図１に示した避雷器の部分断面平面図である図２に示すようにほぼ四角形の板状に成され、各絶縁ロッド８ａ〜８ｆの上端部を利用すると共に、密閉容器１の上部に固定した絶縁支持物１０などによって密閉容器１から電気的に絶縁された状態で支持固定されている。

また、この課電側板状導体５には、その形状に合わせてほぼ等間隔で６つの貫通孔が形成されており、これら各貫通孔には上述した６本の絶縁ロッド８ａ〜８ｆの上端部がそれぞれ挿入されている。各絶縁ロッド８ａ〜８ｆの各上端部は、課電側板状導体５の各貫通孔にそれぞれ挿入した後、各絶縁ロッド８ａ〜８ｆの各上端部にそれぞれ形成したねじ部にナット９ａ〜９ｆを螺合して課電側板状導体５に支持固定されている。

各絶縁ロッド８ａ〜８ｆの上部には、その中心部の貫通孔を挿入した支持用ドーナツ状接続導体１３ａ〜１３ｆと、この支持用ドーナツ状接続導体１３ａ〜１３ｆと課電側板状導体５の下面との間に配置したばね１４ａ〜１４ｆとがそれぞれ設けられている。各ばね１４ａ〜１４ｆは、支持用ドーナツ状接続導体１３ａ〜１３ｆを介して各絶縁ロッド８ａ〜８ｆで支持した素子柱などの積層部材に接触圧を与えると共に、支持用ドーナツ状接続導体１３ａ〜１３ｆと課電側板状導体５間を電気的に接続する導体の機能を有している。６本の絶縁ロッド８ａ〜８ｆのうち絶縁ロッド８ａ〜８ｄは、詳細を後述するようにドーナツ状非直線抵抗体で構成した素子柱を支持するために使用し、残りの絶縁ロッド８ｅ，８ｆは電気的接続を行うドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂと、電気的絶縁を行うドーナツ状絶縁物１２ａをそれぞれ支持するために使用している。

図１に示した避雷器では、課電側板状導体５と接地側板状導体６間に１２枚の中間板状導体１５ａ〜１５ｍをほぼ平行な関係で配置し、詳細を後述するように各中間板状導体１５ａ〜１５ｍのうち一つ置きの半分を課電側板状導体５と電気的に接続し、一つ置きの残りの半分を接地側板状導体６と電気的に接続し、課電側板状導体５または接地側板状導体６と電気的に接続された多段の対向部を形成し、これら各対向部に素子柱をそれぞれ４個ずつ配置している。各中間板状導体１５ａ〜１５ｍは、同一厚みを有して構成された二種類があり、先ず、その一つの種類を図３に示した中間板状導体１５ａで説明する。

この中間板状導体１５ａは、図２に示した課電側板状導体５の各貫通孔に対応した位置に貫通孔を有する点で課電側板状導体５に類似した形状であり、図３に示したように各絶縁ロッド８ａ〜８ｄが挿入されることになる貫通孔１６ａ〜１６ｄと、貫通孔１６ｂ，１６ｄ間に位置するように形成されて絶縁ロッド８ｆが挿入されることになる貫通孔１６ｅと、貫通孔１６ａ，１６ｃ間に位置した部分を切り欠いたりして形成されて絶縁ロッド８ｅが配置されることになる非接触部１６ｆとを有した略Ｃ字状に構成されている。非接触部１６ｆの大きさは、詳細は後述するが隣接する絶縁ロッド８ａ〜８ｆで支持したドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂやドーナツ状非直線抵抗体の外周部と中間板状導体１５ａ間に必要な絶縁距離が確保できるように選定されている。

各中間板状導体１５ａ〜１５ｍのうち他の一つの種類を、図４に示した中間板状導体１５ｂで説明する。この中間板状導体１５ｂは、図３に示した中間板状導体１５ａを同一平面で１８０度回転して向きを変えた形状であり、絶縁ロッド８ａ〜８ｄが挿入されることになる貫通孔１７ａ〜１７ｄと、貫通孔１７ｂ，１７ｄ間に位置した部分を切り欠いたりして形成されて絶縁ロッド８ｅが配置されることになる非接触部１７ｅと、貫通孔１７ａ，１７ｃ間に位置するように形成されて絶縁ロッド８ｆが挿入されることになる貫通孔１７ｆとを有した略Ｃ字状に構成されている。この非接触部１７ｅの大きさも、先の非接触部１６ｆと同様に詳細は後述するが隣接する絶縁ロッド８ａ〜８ｆで支持したドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂやドーナツ状非直線抵抗体の外周部と中間板状導体１５ｂ間に必要な絶縁距離が確保できるように選定されている。

課電側板状導体５と接地側板状導体６間に配置した１２枚の中間板状導体１５ａ〜１５ｍは、これら二種類の中間板状導体１５ａと中間板状導体１５ｂとを交互に配置したものである。各中間板状導体１５ａ〜１５ｍには、上述した非接触部１６ｆ，１７ｅが形成されているため、これらを所定間隔で積層すると、この非接触部１６ｆ，１７ｅを通してそれらの上下方向の両側で隣接する課電側板状導体５、接地側板状導体６、中間板状導体１５ａ〜１５ｍの対向部が形成されることになる。詳細を後述するが、これらの対向部を利用してドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂを配置することによって中間板状導体１５ａは全て課電側板状導体５と電気的に接続し、中間板状導体１５ｂは全て接地側板状導体６と電気的に接続することができる。このようにして課電側端子３に接続された部分と、接地側端子４に接続された部分との１３個の対向部を形成している。これらの各対向部にそれぞれ４個ずつの素子柱を配置し、全体としては従来の場合と同様に５２個の素子柱を使用している。次に、各絶縁ロッド８ａ〜８ｄの軸方向に沿って配置した各素子柱の構成について説明する。

図５は、図１に示した接地側板状導体６の平面図となる図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。接地側板状導体６には６本の絶縁ロッド８ａ〜８ｆが樹立されており、そのうちの４本の絶縁ロッド８ａ〜８ｄを用いて各素子柱１８ａ〜２１ａの貫通孔に挿入しながら配置されている。しかし、絶縁ロッド８ｅにはドーナツ状段間接続導体１１ａの中心部に形成した貫通孔が挿入され、また絶縁ロッド８ｆにはドーナツ状絶縁物１２ａの中心部に形成した貫通孔が挿入されている。ドーナツ状段間接続導体１１ａおよびドーナツ状絶縁物１２ａは、１個の素子柱と同形状で同じ軸長を有して構成しており、その中心部にはそれぞれ絶縁ロッド挿入用の貫通孔を形成している。

図６は、中間板状導体１５ａの平面図となる図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この中間板状導体１５ａは図５の部分の上部に搭載されて、絶縁ロッド８ａ〜８ｄによる支持部では、素子柱１８ａ〜２１ａの上端部を中間板状導体１５ａの下面に電気的に接触しており、また中間板状導体１５ａの上面で二段目の素子柱１８ｂ〜２１ｂをそれぞれ支持している。また絶縁ロッド８ｆによる支持部では、一段目の素子柱１８ａ〜２１ａと同じ高さに構成したドーナツ状絶縁物１２ａの上端部が中間板状導体１５ａの下面に接触しており、また中間板状導体１５ａの上面では、ドーナツ状段間接続導体１１ａと同一構成の二段目のドーナツ状段間接続導体１１ｂを支持している。一方、絶縁ロッド８ｅによる支持部では、図５に示したドーナツ状段間接続導体１１ａの上端部が中間板状導体１５ａに形成した非接触部１６ｆに位置して中間板状導体１５ａから電気的に絶縁された状態となっており、このドーナツ状段間接続導体１１ａの上端部に、中間板状導体１５ａと同一厚みの図示しないドーナツ状薄板導体を介在して二段目のドーナツ状段間接続導体１１ｂを支持している。

上述したドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂは種々の構成を採ることができる。上述した構成では、１個の素子柱と同形状で同軸長に構成したブロックによってドーナツ状段間接続導体１１ａまたドーナツ状段間接続導体１１ｂを構成し、ドーナツ状段間接続導体１１ａとドーナツ状段間接続導体１１ｂ間に中間板状導体１５ａと同一厚みの他のドーナツ状薄板導体を付加している。しかし、ドーナツ状段間接続導体１１ａおよびドーナツ状段間接続導体１１ｂは、上述した構成と同じ軸長となるように一体に形成しても良いし、上述した軸長を複数に等分割してドーナツ状薄板導体を省略して構成したものを積層して使用してもよい。さらには軸方向の両端部には絶縁ロッド８ｅが挿入される貫通孔を形成した端板を有するが、中間部分は中空として軽量化したものでもよい。いずれの場合も、絶縁ロッド８ｅが挿入される貫通孔を有して構成し絶縁ロッド８ｅによって整然と支持されるようにするのが望ましい。

この積層状態で、ドーナツ状段間接続導体１１ａの下端面は接地側板状導体６に電気的に接触した状態であり、一方、ドーナツ状薄板導体を介してドーナツ状段間接続導体１１ａと電気的に接続されたドーナツ状段間接続導体１１ｂの上端面は、二段目の素子柱１８ｂ〜２１ｂの上端面と同じ高さになっている。

図７は、中間板状導体１５ｂの平面図となる図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。この中間板状導体１５ｂは図６の部分の上部に搭載されて、絶縁ロッド８ａ〜８ｄによる支持部では、素子柱１８ｂ〜２１ｂの上端部を中間板状導体１５ｂの下面に電気的に接触しており、また中間板状導体１５ｂの上面に三段目の素子柱１８ｃ〜２１ｃをそれぞれ支持している。また絶縁ロッド８ｅによる支持部では、ドーナツ状段間接続導体１１ｂの上端部を中間板状導体１５ｂの下面に接触しており、また中間板状導体１５ｂの上面では三段目のドーナツ状段間板状導体１１ｃを支持している。さらに絶縁ロッド８ｅによる支持部では、図６に示したドーナツ状段間接続導体２２ｂの上部が中間板状導体１５ｂに形成した非接触部１７ｆに位置して、中間板状導体１５ｂから電気的に絶縁されている。このドーナツ状段間接続導体２２ｂの上端部に、中間板状導体１５ｂと同一厚みの図示しない板状のドーナツ状薄板導体を介在して三段目のドーナツ状段間接続導体２２ｃを支持している。

これらドーナツ状段間接続導体２２ｂ，２２ｃも上述したドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂと同一の構成であり、ドーナツ状段間接続導体２２ｃの上端部は三段目の素子柱１８ｃ〜２１ｃの上端部と同じ高さになっている。従って、この中間板状導体１５ｂの上部に中間板状導体１５ｃを同様に配置すると、これらドーナツ状段間接続導体２２ｂ，２２ｃなどによって中間板状導体１５ａと中間板状導体１５ｃ間を電気的に接続することになる。

その他の部分の段構成は、図６に示した中間板状導体１５ａと、図７に示した中間板状導体１５ｂとを交互に積層して同様に構成し、中間板状導体１５ｂに相当する配置形態のものは接地側板状導体６と電気的に接続し、中間板状導体１５ａに相当する配置形態のものは課電側板状導体５と電気的に接続する。図１では、これらの接続関係が分かるように各素子柱の２つのドーナツ状非直線抵抗体のうち、接地側板状導体６と電気的に接続された側に位置するドーナツ状非直線抵抗体を記号Ｎで、課電側板状導体５と電気的に接続された側に位置するドーナツ状非直線抵抗体を記号Ｐで示している。これらの符号Ｎ，Ｐからも分かるように、各絶縁ロッド８ａ〜８ｄの軸方向に配置した各ドーナツ状非直線抵抗体を全て電気的直列に接続した場合のようにＮ……Ｐ……Ｎというように交互に繰り返した配置ではなく、Ｎ……Ｐ……Ｐ……Ｎを繰り返した配置となっている。

ここで、上述した課電側板状導体５と、接地側板状導体６と、各中間板状導体１５ａ〜１５ｃと、各素子柱との関係を一層明確にするために図８を用いて説明する。同図は、上述した主要構成部材のみを模式的に示す展開図で、絶縁ロッド８ａ〜８ｆ等の支持構成の詳細は省略している。

接地側板状導体６の上面には、一段目を構成する４個の素子柱１８ａ〜２１ａと、ドーナツ状段間接続導体１１ａと、ドーナツ状絶縁物１２ａがそれぞれ所定位置に配置されている。接地側板状導体６の上部に配置した中間板状導体１５ａには、一段目の各素子柱１８ａ〜２１ａと同軸的に二段目の各素子柱１８ｂ〜２１ｂが配置されている。一段目に配置したドーナツ状段間接続導体１１ａの上部には、中間板状導体１５ａと同じ厚みを有したドーナツ状薄板導体２３ａを介在させてから同軸的に配置した二段目のドーナツ状段間接続導体１１ｂが配置されている。中間板状導体１５ａには非接触部１６ｆが形成されており、この非接触部１６ｆを利用して配置したドーナツ状段間接続導体１１ａ、ドーナツ状薄板導体２３ａおよびドーナツ状段間接続導体１１ｂは、中間板状導体１５ａから電気的に絶縁された状態となっている。

中間板状導体１５ａの上部に配置した中間板状導体１５ｂには、二段目の各素子柱１８ｂ〜２１ｂと同軸的に三段目の各素子柱１８ｃ〜２１ｃが配置されており、二段目の各素子柱１８ｂ〜２１ｂの上端面は中間板状導体１５ｂの下面に電気的に接触することになる。また二段目のドーナツ状段間接続導体１１ｂの上端面は、中間板状導体１５ｂの下面に接触することになる。この接触状態では、中間板状導体１５ａに形成した非接触部１６ｆによって、中間板状導体１５ａの段方向の上下方向に隣接した接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂ間に対向部が形成され、この対向部を利用して配置したドーナツ状段間接続導体１１ａ、ドーナツ状薄板導体２３ａおよびドーナツ状段間接続導体１１ｂによって接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂとが電気的に接続されて同電位となる。

一方、上述したように二段目に配置したドーナツ状段間接続導体２２ｂの上部は、中間板状導体１５ｂに形成した非接触部１７ｅに位置されていて中間板状導体１５ｂから電気的に絶縁されている。このドーナツ状段間接続導体２２ｂの上端面にドーナツ状薄板導体２３ｂを介して同軸上に配置したドーナツ状段間接続導体２２ｃも非接触部１７ｅによって中間板状導体１５ｂから電気的に絶縁されている。従って、中間板状導体１５ａと中間板状導体１５ｂとは同電位にならない。さらに、中間板状導体１５ｂの上面には、二段目のドーナツ状段間接続導体１１ｂと同軸的に三段目のドーナツ状段間接続導体１１ｃが配置されている。

この中間板状導体１５ｂの上部には、中間板状導体１５ａと同様に構成した中間板状導体１５ｃを配置すると、中間板状導体１５ｂと中間板状導体１５ｃとは電気的に絶縁されているが、ドーナツ状段間接続導体２２ｃの上面が中間板状導体１５ｃの下面に接触することになり、ドーナツ状段間接続導体２２ｂ、ドーナツ状薄板導体２３ｂおよびドーナツ状段間接続導体２２ｃによって中間板状導体１５ａと中間板状導体１５ｃとが電気的に接続されて同電位となる。

この状態では３枚の中間板状導体１５ａ〜１５ｃが使用され、中間板状導体１５ａと中間板状導体１５ｃが同電位であり、接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂが同電位であり、中間板状導体１５ｃを課電側板状導体５に電気的に接続したとすると、課電側板状導体５と接地側板状導体６間に、三段構成の素子柱が電気的に並列に接続されたことになる。つまり、この状態では課電側板状導体５と接地側板状導体６間に合計１２個の素子柱が電気的並列に接続されたことになる。

上述した中間板状導体１５ａおよび中間板状導体１５ｂの場合と同様に二種類の中間板状導体をさらに交互に配置しながら複数枚の中間板状導体１５ａ〜１５ｍの全てを配置する。その後、課電側板状導体５を課電側端子３に接続し、接地側板状導体６を接地側端子４に接続すると、中間板状導体１５ｂで代表する一枚置きの中間板状導体は接地側板状導体６と同じく大地電位となり、中間板状導体１５ａで代表する一枚置きの中間板状導体は課電側板状導体５と同じく課電側電位となる。従って、課電側端子３と接地側端子４間には、従来と同じく合計５２個の素子柱が電気的に並列に接続されることになる。

このように上方に多段構成の素子柱を配置することによって、課電側板状導体５と接地側板状導体６間に電気的並列に接続する素子柱の数が多い場合でも、接地側板状導体６で示す程度の底面積でも各絶縁ロッド８ａ〜８ｆの軸方向に素子柱を容易に増加することができ、従来のように一つの段に全ての素子柱を配置した場合に比べて据付面積を大幅に縮小した避雷器とすることができる。しかも、一つ置きの板状導体を電気的に接続して同電位とするために、例えば、接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂ間を電気的に接続するために、接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂ間に位置する中間板状導体１５ａに形成した非接触部１６ｆを利用しながら、中間板状導体１５ａの段方向に隣接した接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂに対向部を形成し、この対向部間にドーナツ状段間接続導体１１ａ，１１ｂを配置したため、課電側板状導体５と接地側板状導体６との対向投影領域からはみ出すことなく構成することができる。このため、構成を複雑にすることなく、密閉容器１内にすっきりと各素子柱を収納することができる。

しかも、上述した構成では、各素子柱と、ドーナツ状段間接続導体１１ａ〜１１ｃと、ドーナツ状段間接続導体２２ｂ，２２ｃと、ドーナツ状絶縁物１２ａとがそれぞれ外観上、円柱状の類似構造にしているので、見かけ上、各板状導体５，６，１５ａ，１５ｂ間には素子柱のみが存在し、一つ置きの板状導体を電気的に接続する特別の構造物が存在しないかのようであり、構造をすっきりと簡略化することができる。

しかしながら、本発明の他の実施の形態では、ドーナツ状段間接続導体１１ａ〜１１ｃおよびドーナツ状段間接続導体２２ｂ，２２ｃを通電容量に応じて外観形状を任意に決定することができる。その場合でも、接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂ間に位置する中間板状導体１５ａに形成した非接触部１６ｆを利用しながら、この非接触部１６ｆによって段方向で隣接する接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂに対向部を形成し、この対向部間にドーナツ状段間接続導体１１ａ〜１１ｃおよびドーナツ状段間接続導体２２ｂ，２２ｃを配置し、接地側板状導体６と中間板状導体１５ｂ間を電気的に接続するようにする。

図１に示した実施の形態では、素子柱を構成するに際してドーナツ状の非直線抵抗体を積層し、その中心部に形成した貫通孔に挿入した絶縁ロッド８ａ〜８ｆを使用した支持構造としたため、支持構造は各素子柱内に隠れ、軸方向に多段に分散積層した素子柱は見かけ上支持構造を持たないかのようであり、これによっても避雷器の構造を簡略化してすっきりした構成とすることができる。また絶縁ロッド８ａ〜８ｆを使用した支持構造によって、同じ段の電気的並列な各素子柱を比較的近接して配置することが可能となる。これによって板状導体５，６，１５ａ〜１５ｍを小さくすることができ、同部を収納する密閉容器１を小型にして設置面積を縮小することができる。

また、図１に示した実施の形態では、最下部の接地側板状導体６とそれに隣接した上部に位置する中間板状導体１５ａ間にドーナツ状絶縁物１２ａを配置している。同様のドーナツ状絶縁物は最上部の課電側板状導体５とそれに隣接した下部に位置する中間板状導体１５ｍ間にも設けられる。これは、図８に示す中間板状導体１５ｃを仮に最上部に位置した課電側板状導体５とするならば、その下部に位置した中間板状導体１５ｂとの間に配置したドーナツ状段間板状導体１１ｃを絶縁物に置き換えたものである。これらのドーナツ状絶縁物１２ａなどを積極的に設けると、各絶縁ロッド８ａ〜８ｆにおける軸方向の支持物の構造が全てほぼ同様になり、荷重分担もそれぞれほぼ均等になる。しかし、これらの荷重分担の差が支持構造に影響がないなら、ドーナツ状絶縁物１２ａなどを省略することもできる。また、各段における素子柱の数は全て同数となるように構成しているが、段毎に素子柱数が異なっても良いならドーナツ状絶縁物１２ａなどを素子柱に置き換えて配置することもできる。

本発明の他の実施の形態では、中心部の貫通孔を持たない非直線抵抗体を使用し、その外周部にそれぞれ他の支持構造を設けた避雷器とすることもできる。また上述した実施の形態では、積層方向の各段に分散配置した素子柱の数をそれぞれ段毎に４個としたが、これに限定されない。例えば、各段に６個の素子柱をそれぞれ配置すれば、積層方向の段数を少なくして密閉容器１の高さを抑えることができる。

また課電側板状導体５、接地側板状導体６、中間板状導体１５ａおよび中間板状導体１５ｂは、図示のような四角形やＣ字状に限らず、種々の形状のものを採用することができる。例えば、全てのものを円板状にしても良い。この場合、各中間板状導体１５ａ〜１５ｍに形成した非接触部１６ｆ，１７ｅは、切り欠き部によって形成したものを示したが、対応する部分を同等の大きさとした貫通穴によって形成しても良いし、その形成位置も、図６および図７に示した非接触部１６ｆ，１７ｅのように同一平面で１８０度回転した反対側に限らず比較的近接して形成し、小さな角度だけ取付角度をずらして使用することによって容易に非接触部の位置が異なる二種類の中間板状導体１５ａ〜１５ｍとすることができる。しかし、円板状以外の中間板状導体１５ａ〜１５ｍとする場合、非接触部１６ｆ，１７ｅのように１８０度回転した反対側に形成すると、一種類の形状のものを準備し、その取付向きを変えて使用することによって二種類の中間板状導体１５ａ〜１５ｍとすることができるので経済的である。

さらに、図８の課電側板状導体５の上方部に存在する密閉容器１内のガス空間部を活用して同様の構成の素子柱を多少増設配置することもできる。

本発明による避雷器は、図示の構成に限らず、その他の構成の避雷器にも適用することができる。

本発明の一実施の形態による避雷器の部分断面正面図である。図１に示した避雷器の部分断面平面図である。図１に示した避雷器の一種類の中間板状導体を示す平面図である。図１に示した避雷器の他の種類の中間板状導体を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１に示した避雷器の要部を模式的に示した展開図である。従来の避雷器の部分断面平面図である。図８に示した避雷器の部分断面正面図である。

符号の説明

１密閉容器
５課電側板状導体
６接地側板状導体
８ａ〜８ｆ絶縁ロッド
１１ａ，１１ｂ，１１ｃドーナツ状段間接続導体
１２ａドーナツ状絶縁物
１５ａ，１５ｂ中間板状導体
１６ａ〜１６ｅ貫通孔
１６ｆ，１７ｅ非接触部
１７ａ〜１７ｄ，１７ｆ貫通孔
１８ａ〜２１ａ素子柱
１８ｂ〜２１ｂ素子柱
１８ｃ〜２１ｃ素子柱
２２ｂ，２２ｃドーナツ状段間接続導体
２３ａ，２３ｂドーナツ状薄板状導体

Claims

密閉容器内に配置した課電側板状導体と接地側板状導体との対向部に、非直線抵抗体からなる複数の素子柱を電気的に並列に接続した避雷器において、
前記課電側板状導体と前記接地側板状導体間に、前記課電側板状導体と電気的に接続した中間板状導体と、前記接地側板状導体と電気的に接続した中間板状導体とを交互に並置し、
また、前記課電側板状導体およびこれと電気的に接続した前記中間板状導体と、前記接地側板状導体およびこれと電気的に接続した前記中間板状導体との対向部を多段に形成するように前記各中間板状導体を配置し、
前記多段の対向部に前記素子柱を分散してそれぞれ配置し、
前記各中間板状導体と前記課電側板状導体または前記接地側板状導体との電気的接続は、
前記中間板状導体に切り欠け状または貫通穴状の非接触部をそれぞれ形成して、その非接触部を通して段方向両側に隣接して位置した対向部を形成し、この対向部間に前記非接触部内を通過して上側の中間板状導体を下側の中間板状導体で支持するように配置した柱状の段間接続導体によって行ったことを特徴とする避雷器。
請求項１に記載の避雷器において、
前記各中間板状導体は、前記非接触部を含めてほぼ同一構造とし、前記課電側板状導体と電気的に接続した前記中間板状導体と、前記接地側板状導体と電気的に接続した前記中間板状導体とでは、それぞれの前記非接触部の位置を異ならせて配置したことを特徴とする避雷器。