JPH01106407A

JPH01106407A - 避雷器

Info

Publication number: JPH01106407A
Application number: JP26346187A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sumiyoshi; 住吉　幹夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1989-04-24
Anticipated expiration: 2011-12-11
Also published as: JP2563382B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は雷サージを始めとする異常電圧から電力設備を
保護するための油中適用の避雷器に関するものである。

従来の技術近年、電力分野において、電力の安定供給の要望が以前
にも増して高まり、電力設備機器の高信頼化ならびに電
力の高品質化が進められている。

特に、電力の高品質化においては、雷などによって送配
電線上に発生する有害な異常電圧を確実に吸収するため
に、直列ギャップをもたない酸化亜鉛形の避雷器も実用
化され、送配電設備の各所に取付けられている。また、
電力機器の保護特性を経済的に向上させる観点から、電
力機器内蔵形の避雷器も実用化されつつある。この電力
機器内蔵形の避雷器は変圧器における油中適用などで代
表されるが、これらの避雷器は変圧器の絶縁油の高温度
に常にさらされることになり、またそれは気中適用時の
温度に比べかなり高くなることから、サージ電流吸収な
らびに短時間交流過電圧印加に対して、十分な熱放散を
考慮しなければならない。

そのため、避雷器の特性要素となる素子から発生する熱
をどのように放散させるかが重要な課題となっている。

従来、この種の避雷器の内部構造は第４図に示すような
構成であった。第４図の避雷器は変圧器油中適用の例で
、変圧器の構成部分も一部併せて示している。第４図に
おいて、１は酸化亜鉛を主原料とし、ビスマス、プラセ
オジウムなどの添加物を加えて高温焼結して得られた円
柱形のノクリスタ素子で、同図の例では４個直列に圧接
接続されている。２はバリスタ素子１を固定し、かつ圧
接するためのコイル状のスプリング、３はバリスタ素子
１ならびにスプリング２を収納する絶縁ケースで、通常
は中空の碍子が用いられる。４は同避雷器の充電端子、
６は絶縁ケース３内に収納される収納物全体を封止し固
定する金属キャップで、カシメによって絶縁ケース３に
固定される。６は絶縁ケース３の充電端子側に設けられ
た通油孔、７は接地端子、８は接地端子７からの接地リ
ード線、９は変圧器のタンクであり、これに接地リード
線８が接続され、タンク９そのものも大地に接地されて
いる。１ｏは充電端子４は接続された充電リード線、１
１は絶縁板で、碍子からなり、変圧器の電圧タップ切替
え端子などが設けられている。１２は高圧リード線で、
絶縁板１１上で充電リード線１０に接続されていると同
時に、変圧器の高圧巻線（図示せず）にも接続されてい
る。

１３は変圧器の鉄心、１４は絶縁油で破線のイの部分ま
で満たされており、避雷器全体はこの絶縁油１４中にあ
る。

以上のように構成された従来の避雷器の放熱について、
以下その動作を説明する。

まず、雷サージ電圧、開閉サージ電圧、あるいは短時間
交流過電圧が避雷器両端に印加された場合、それらの電
圧に伴うサージ電流は避雷器によってバイパスされ、避
雷器が接続された線路のサージ電圧は抑制される。この
時、サージ電流は直列接続されたバリスタ素子１を通過
することになり、その時の消費エネルギーはジュール熱
となって、−旦、バリスタ素子１の温度を上昇させ、そ
の後、主としてバリスタ素子１の側面から絶縁ケース３
内の絶縁油１４へ放熱され、−さらに絶縁ケース３およ
び通油孔６を通しての通油によって、熱放散が行われる
。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、このような従来の構成では、前述のサー
ジ電圧あるいは短時間交流過電圧が連続的に、あるいは
長時間発生した場合、前記の絶縁ケース３および前記通
油孔６を通しての通油による熱放散では十分でないとい
う問題があった。すなわち、従来の構成においては、熱
の移動媒体である絶縁油の流れが通油孔６付近に限定さ
れ、バリスタ素子１側面部の絶縁油の流れがほとんど期
待できないためである。

本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
バリスタ素子を取り巻く絶縁油の流れによってバリスタ
素子の放熱特性を高め、大きなエネルギー処理時の避雷
器の熱安定性を高めようとすることを目的とするもので
ある。

また、併せそ輸送中などに発生すると予想される機械的
振動、衝撃に強い避雷器の提供をも目的とするものであ
る。

問題点を解決するための手段本発明は前記問題点を解決するために、円筒状のバリス
タ素子と、バリスタ素子と電力機器の固定部との間に位
置する圧接径の異なる圧接電極とを電力機器から伸びる
絶縁棒を介して固定し、その両端から電気端子を取出し
、電力機器のタンク内の絶縁油が直接バリスタ素子に接
するように構成したものである。

作用本発明は前記した構成により、バリスタ素子の発熱によ
って熱せられた絶縁油は比重が軽くなり、バリスタ素子
外側面に沿って下方より上方へ一様に絶縁油の上昇流が
できる。これにより、バリスタ素子の側面からの放熱効
果は大幅に向上するものである。

また、圧接径の異なる圧接電極は、絶縁棒の軸に直角に
加わる機械的振動、衝撃のバリスタ素子エツジ部へ与え
る力を吸収する作用をももつものである。

実施例第１図は本発明の一実施例にょる゛避雷器を示す断面図
であり、変圧器油中適用の例である。第１図において、
１５は酸化亜鉛を主原料とするバリスタ素子で、内部中
空の円筒状をなし、その各端面にはリング状のメタリコ
ン電極が施されている。

また、第１図においては、バリスタ素子１６は４個直列
に接続されている。１６はバリスタ素子１５と後述の金
具２８の間に挾み込まれたリング状の圧接電極で、バリ
スタ素子１６側に接する部分の直径よりも、金具２日側
に接する部分の直径が小さく構成されている。１７は絶
縁棒で、その一方が後述する変圧器の鉄心２６上に取付
けられた５字形の金具２８に固定されている。この絶縁
棒１７は絶縁油に浸されるため、耐油性の良い樹脂、セ
ラミクスあるいは絶縁コートを施した金属棒などが用い
られる。１８はナツト、スプリングワッシャあるいは皿
バネなどで、これを用いて絶縁棒１７の他方が固定され
る。１９は接地端子で、金具２８を介して引き出されて
いる。２ｏは充電端子で、バリスタ素子１６の電極に接
して引き出されている。２１は接地リード線、２２はタ
ンク、２３は充電リード線、２４は絶縁板、２５は高圧
リード線、２６は変圧器の鉄心、２７は絶縁油で、これ
らはそれぞれ従来の接地リード線８、タンク９、充電リ
ード線１０、絶縁板１１、高圧リード線１２、鉄心１３
、絶縁油１４に対応するものである。

次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。今、従来例と同様にサージ電圧あるいは短時間交流過
電圧が連続的にあるいは長時間発生した場合、吸収され
たエネルギーによってバリスタ素子１６の素子温度は従
来例と同様に極めて高くなる。しかしながら、それぞれ
のバリスタ素子１６からの放熱は直接タンク２２内の絶
縁油２７に一様に行われ、高温にさらされた絶縁油２７
の比重は軽くなり、下方から上方へとバリスタ素子１６
の外側面に沿って帯状の絶縁油２７の流れが形成される
。また、この帯状の流れは、バリスタ素子１５の温度上
昇が高ければ高い程、速くなる特徴を有する。このよう
にして、バリスタ素子１５の放熱効果は大幅に向上し、
バリスタ素子１５の温度上昇を低く抑えることができ、
結果として、定格交流印加状態における避雷器を熱暴走
から回避することができるなど、良好な熱安定性を得る
ことができる。また、バリスタ素子１６の発熱から特性
劣化を低減させるといった効果、さらには構造が簡単で
部品点数が少ないなど経済的な効果を併せてもつもので
ある。

また、絶縁棒１７の軸に直角に加わる振動や衝撃の曲げ
モーメントに対して、圧接電極１６がテコの原理により
、バリスタ素子１５のエツジ部に加わる力を直径の大き
い方で受け、それを直径の小さい方で金具２８へ伝える
ため、バリスタ素子１５のエツジ部のヒビ割れを防止す
る効果ももつものである。

次に、本発明の第２の実施例について第２図と共に説明
する。第１図の実施例との違いは、本発明の避雷器２台
を１台にまとめた点である。第２図において、Ａ、Ｂは
それぞれ第１．第２の避雷器で、２９は両避雷器ム、Ｂ
の共通の接地端子、３０は避雷画人の充電端子、３１は
避雷器Ｂの充電端子である。ここで、基本的な作用は第
１の実施例と同様であるが、一般に変圧器内蔵タイプに
は２台の避雷器が用いられるが、第２図のように第１．
第２の避雷器を組合せることによってコンパクトに、か
つ経済的に構成できるといった効果をもつものである。

次いで、圧接電極１６の形状について第３図と共に説明
する。第３図ａ　、ｂ　、ｃ　、ｄは共に本発明に供さ
れる圧接電極の断面図を示したもので、Ｃ側はバリスタ
素子１５に接する側で、Ｄ側は金具２８に接する側であ
る。共にＤ側の直径がＣ側に比べ小さく形成されている
。第３図ａは第１の実施例で用いたもの、第３図すはテ
ーパ状になったもの、第３図Ｃは円弧状になったもの、
第３図ｄは径の異なる２個のリングを組合わせたもので
、いずれも同様な効果をもつものである。

なお、本発明の実施例では、避雷器本体を鉄心上に位置
させだが、絶縁棒をタンクに取付け、タンク内側面に本
避雷器を取付けても同様な効果が得られることは言うま
でもない。また、本実施例では取付けを水平としたが、
これは斜めや垂直に取付けても同様である。

発門の効果以上のように本発明によれば、円筒状のバリスタ素子と
、バリスタ素子と電力機器の固定部との間に位置する圧
接径の異なる圧接電極とを電力機器から伸びる絶縁棒を
介して固定し、その両端から電気端子を取出し、電力機
器内の絶縁油が直接バリスタ素子に接することによって
、バリスタ素子内で発生したジュール熱を速やかに放散
させ、バリスタ素子の温度上昇を抑制することができ、
結果として避雷器の良好な熱安定性を確保し、バリスタ
素子の特性劣化抑制の効果をもつものである。さらに、
絶縁棒の軸に直角に加わる゛振動や衝撃に対して、圧接
電極がテコの働きをし、曲げモーメントによるバリスタ
素子エツジ部のヒビ割れ。

カケを防止する効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によ−る避雷器を示す断面図
、第２図は本発明の第２の実施例による避雷器を示す断
面図、第３図ａ　、ｂ　、ｃ　、ｄは本発明に用いられ
る各種圧接電極の断面図、第４図は従来の避雷器を示す
断面図である。１６・・・・・・バリスタ素子、１６・・・・・・圧接
電極、１７・・・・・・絶縁棒、１８・・・・・・ナツ
ト、１９．２９・・・・・・接地端子、２０．３０．３
１・・・・・・充電端子、２２・・・・・・タンク、２
６・・・・・・変圧器の鉄心、２７・・・・・・絶縁油
、２８・・・・・・金具。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１９
−接Ｊ１！扇子　　ｚ８−金　具１１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

　電力機器の一部から伸びる絶縁棒を、１個もしくは複
数個直列に積み重ねた円筒状のバリスタ素子の中空部と
、前記電力機器の固定部の金具と前記バリスタ素子との
間に位置し、かつ前記電力機器の固定部側に接する直径
が前記バリスタ素子側に接する直径よりも小さく、さら
に中央に孔を有した圧接電極の前記孔に通して、前記バ
リスタ素子を圧接固定し、前記バリスタ素子の両端部よ
り各電気端子を取出し、前記バリスタ素子が直接電力機
器のタンク内の絶縁油に接するように構成したことを特
徴とする避雷器。