JPH01235179A - 放電間隙装置 - Google Patents

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、配電線系統で使われる各腫電気機器を、雷サ
ージから保護するのに利用して好適な放電ギャップとし
て用いられる放電間隙装置に関するものである。

従来の技術 従来から、配電系統の避ｍ手段として避Ｘ器が利用され
てきた。これは放電ギャップと直列に非＠線抵抗素子を
接続して、碍子などに気密収納されたものである。この
ような避肩器１２われる放電ギャップは第２図に示すよ
うに絶縁物の円筒状間隔子１１に、両端部から放電電極
１２が対向配置されるように、重ね合わせて組立てられ
たものである。そして、このような放電ギャップは、碍
子などの中に気密収納されて概ね特性を推持していた。

また、通信機器などの低電圧分野に使用されていた放電
管は、それ自体が気密封止されてＡて、構造において類
似しているが、配電系統用としては放電開始電圧、雷サ
ージ電流を量、系統事故時の信頼性など、種々の点で上
記−ｉｉ器とはその技術領域を異にしている。

発明が解決しようとする課題 近年、配電系統の電気機器の雷サージからの保護手段と
して、別途に避雷器を外付けすることなく、電気機器に
避Ｍ器を内蔵するようになってきた。これはスペースや
経済的な制約、合理性の１求などから生まれたもので、
放電ギャップは、碍子などの中に気密収納することなく
、実用環境に影１されないように、それ自身が気密構造
のものが深川されるようになってきた。ところが、配電
系統の事故によって避雷器が短絡した場合、放電ギャッ
プ間は陽光柱（アーク絡）でつながって内圧が上昇し、
かつ電極が溶融してアークが勢いよく放出することにな
る。このアーク放出の方向は無作為であって、そのため
に２次的事故を誘発することがある。しかし、アーク放
出の方向が一定であれば、設計的に対処が可能となる。

そこで本発明では、事故時のアーク放出方向が一定とな
る放電間隙装置の構成を開示するものである。

以上のような課題を解決するために本発明の放電間隙装
置は、放電ギャップの間隔子がセラミックからなる盲部
円筒のツボ形で構成され、上記間隔子の開口部には放電
電極を有する電極板を設けるとともに、他方の底部に形
成した貫通孔には、底部外側に当接して位置決めできる
手段を備えた放電電極を兼ねる中実導体を装着した構成
を具備し、かつこれらを気密封止して内部に不活性ガス
を充填してなるものである。

この本発明の構成に至った理由を次に説明する。

課題を解決するための手段 爆光往は極めて高温で、概ね構成部材を溶融せしめる温
度である。ところが、通常はアーク短絡が長時間継続し
ないようＫ、配電系統は構成されている。従って、相対
関係において作為的に強い部分と弱い部分で構成するこ
とによって、課題の解決が可能となる。しかし、実用的
には放電特性や池の性能を確保し、信頼比が高く、経済
的でなければならなｈことは言うまでもない。そこで、
本発明の構成では放電ギャップの間隔子をセラミックか
らなる有底円筒のツボ形とする。そして、その開口部に
放電電極を一体化した電極板を設け、他方の円筒底部に
形成した透孔に間隔子底部外側に当妾して位置決めされ
、気密封止箇所となる手段を備えた放電電極部を有する
中実導体を挿入組立し、これをロー付やガラス封着など
によって気密封止し、内部に放電電極の酸化防止などの
目的で不活性ガスを充填するものである。

このような構成にすることによって、アーク短絡で電極
板部が溶融開口して、アーク放出をする。

すなわち、間隔子を有底円筒にするのは、金属（導体）
に比して附熱性に優れる絶縁物であるため、電極板部に
比して溶融開口しにくいこと、及び透孔に中実導体を装
着することによってアークの集束を期待するものである
。また、中実導体は電極板部に比して熱容量が大きく、
相対的に溶融に至る時間を要するものである。

作用 このように相対的に電極板部を弱く（他方を強固に）す
ることによって、万一の事故時には電極板部の方向から
必ずアーク放出が起こることとなる。

実施例 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

（実施例１） 第１図の有底円筒からなる間隔子１はアルミナ９２％の
内怪φ１７Ｎ、肉厚８１１１．高さ３５ｎのもので、そ
の両・端面にＭｏ−Ｍｎのメタライズを施した。一方、
Ｎ１４６％残Ｆｅの板材を加工して、中央部に放電電％
２ａ部分を設けた電極板２を得、熱膨張係数のほぼ協調
をとった。また、同材質で端子及び他方の放電電極を兼
ね、途中に間隔子１の底部外側に当接して位置決めでき
るだめのツバ３＆を設けた中実導体３を得た。これらを
間隔子１の開口部に電極板２を、他方の底部に形成した
ぼ通孔には中実導体３を装着するようにして組立てて、
水素炉中でロー付けした。第１図にお込て、４はそれＫ
よる接合部である。ここで、ロー付はハ銀ロー（４３Ａ
ｇ８）で５３５０℃で処理した。この時の放電電極２＆
と中実導体３の放電電極部分とで構成されるギャップ間
距離は７ｆｆであった。その後、電５玉板２に設けた小
孔（図示せず）によって、内部気体を吸引し、窒素ガス
６と置換して溶接によって封口した。

このよってして得られた第１図に示す放電間隙装置は、
放電開始電圧は１５〜１７　ｋＶ　（商用周波）であっ
て、繰シ返しの放電開始電圧のバラツキσ／Ｘは３％以
下であり、また放電耐量は４／１０μｓｅｃのＺインパ
ルス７０，０００ムで異常がなく、放電間隙装置として
安定した性能を示した。まだ、この試料を事故時を想定
した試験に供した結果、供試試料６台全数で電極板側で
のアーク放出を確認した。

（実施例２） アルミナ９２％の内径φ１７朋、肉厚８１ｒＩＲ１高さ
３６朋の有底円筒からなる間隔子を用意し、その両端面
にＢ−８ｉ−Ｚｎガラスを塗布して仮焼した。一方でＮ
１２４％、ｃｏｓｏ％残Ｆ０の組成材料から電極板を加
工し、これを水素中で熱処理後、空気中７５０　℃で熱
処理して、表面に酸化被膜を形成した。これに同材質を
加工して得た放電電画をスポット溶接して一体化した。

また、同材質で端子及び放電電極を兼ね、途中にツバを
設けた中実導体を得、電極板と同様の熱処理をして、表
面に酸化被膜を形成した。これらを組み合せて窒素雰囲
気の炉中で８５０’（：で熱処理して気密封着した。こ
の時のギャップ間距離は７朋であった。

その後に、電玉板に設けた小孔から内部ガスを１気圧の
窒素ガス５に置換して溶接封孔した。

このようにして得た試料の放電開始電圧は１５〜１７ｋ
Ｖ（商用周波）であって、繰）返しの放電開始電圧のバ
ラツキσ／Ｘは３．５％以下であった。まだ、放電耐量
ば４／１ｏμｓｅｃの眉インパルスｓｏ、ｏｏｏ人で異
常がなかった。このように放電間隙装置として安定した
性能を示し、またこの試料を事故時を想定した試験に供
した結果、５台の供試試料全数で電極板側からアーク放
出した。

ここで、本発明においては、上記実施例（て示すように
電極板２と放電電極２ａは一体でも別体でもよいが、要
は一体化されていればよいものである。また、有底円筒
の間隔子１はその内径がエサージ印加時の放電による内
圧上昇に附えられるように、１０ｎ１以上とすることが
好ましいものであり、さらには構造体としての強さを確
保する上では、その肉厚を５頂以上とすることが好まし
いことが実験により確認された。

また、窒素ガスはその他の不活性ガスに置き換えてもよ
いものである。

発明の効果 以上詳述した通り、本発明によれば、配電系統の電気機
器に内蔵する避渭器用として充分かつ安定した性能を発
揮し、かつ事故時には確実に一定方向からアーク放出す
る放電間隙装置を、経済的に実現できるものであって、
その工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による放電間隙装置を示す断
面図、第２図は従来の放電間隙装置を示す断面図である
。 １　・・・・間隔子、２・・・・・・電極板、２ａ・・
・・放電電極、３・・・・・中実導体、３ａ・・・・・
ツバ、４・・・・・接合部、６・・・・不活性ガス（窒
素ガス）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名簿　
２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電ギャップの間隔子がセラミックからなる有底円筒の
   ツボ形で構成され、上記間隔子の開口部には放電電極を
   有する電極板を設けるとともに、他方の底部に形成した
   貫通孔には、底部外側に当接して位置決めできる手段を
   備えた放電電極を兼ねる中実導体を装着した構成を具備
   し、かつこれらを気密封止して内部に不活性ガスを充填
   したことを特徴とする放電間隙装置。