JPH0129766Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は酸化亜鉛を主成分とするバリスタ素子
を用いたキヤツプレス避雷器において、バリスタ
素子が何らかの原因で劣化したり短絡した際に避
雷器をアースから切離すための開放装置に関す
る。

近年、酸化亜鉛を主成分とするバリスタ素子
は、そのすぐれた電圧−電流特性、ならびに大き
な雷サージ吸収能力からギヤツプレス避雷器とし
て幅広く用いられつつある。このバリスタ素子の
特性例としては、通常の定格値以内の電圧に対し
て極めて高いインピーダンス、すなわち絶縁物と
して動作すると共に、その洩れ電流が極めて小さ
くて十分無視することができる特性を有する。

ところが、この洩れ電流が小さなバリスタ素子
が多数回のサージを受けたり、定格を大幅に越え
るサージを受けた場合、その電圧・電流特性が劣
化し、通常の印加電圧においても大きな洩れ電流
が流れる。この大きな洩れ電流はバリスタ素子の
発熱を引き起こし、この発熱が続くとバリスタ素
子が熱暴走を生じ短絡破壊に至る。そして、この
短絡破壊により地絡電流が流れて異常が発生し、
避雷器が接続されている電源のヒユーズやブレー
カを作動させるなど系統へ多大の影響を生ずる。

このため、バリスタ素子へ洩れ電流が流入して
規定以上にバリスタ素子の温度が上昇したり、ま
たバリスタ素子が短絡破壊した際に、避雷器に内
蔵された開放装置により避雷器をアースから切離
すようにした系統への地絡異常の波及を防止して
いる。第１図は開放装置を備えた避雷器の一従来
例を示す。第１図において、通常エポキシ系樹脂
もしくは碍子等によつて形成された中空外装ケー
ス１内には、円板状又は円柱状で両端面に電極を
備えたバリスタ素子２が収納される。バリスタ素
子２の上端面には、このバリスタ素子２にスプリ
ング（図示省略）によつて圧接された充電側電極
３が配置される。また、バリスタ素子２の下端面
には、このバリスタ素子２と熱的に結合し穴のあ
いた中空外装ケース１の底部で支えられる接地側
電極４が配置される。中空外装ケース１の底部に
あいた穴を貫通する金属棒５の上端は接地側電極
４に低融点合金（130℃〜190℃の融点）の半田付
け６により固定され、金属棒５の中央はヒユーズ
７となつており、ついで金属棒５の下端は金属製
のキヤツプ８が半田付け又はかしめ９などによつ
て電気的、機械的に結合されている。キヤツプ８
内には前述した金属棒５、ヒユーズ７が収納され
ると共にコイル状のスプリング１０が収納され
る。このスプリング１０は半田付け６、ヒユーズ
７及び半田付け又はかしめ９の支持結合力により
わずかに圧縮されてキヤツプ８内に収納され、半
田付け６の溶融とかヒユーズ７の溶断によつてキ
ヤツプ８を離脱させる引離しスプリングとなつて
いる。スプリング１０の巻始めと巻終りの両端は
可とう性を有する銅板などからなる短絡バー１１
につて短絡されている。スプリング１０の上端や
キヤツプ８の上端は短絡バー１１と共に中空外装
ケース１に埋め込まれたターミナル１２に当接
し、このターミナル１２の先端は外部引出し用の
端子部１３となつている。

かかる構造の避雷器の接続については、充電側
電極３から引出された端子を電力線へ配線し、端
子部１３をアース線又は他の電力線へ配線するこ
とで行なう。この避雷器にサージ電流が流入した
場合の流入経路としては、充電側電極３、バリス
タ素子２、接地側電極４、ヒユーズ７を含む金属
棒５、キヤツプ８、短絡バー１１、ターミナル１
２、端子部１３の順となる。

このような避雷器においてバリスタ素子２が劣
化した場合、洩れ電流によつてバリスタ素子２が
発熱し、この発熱により半田付け６の温度がその
融点以上に達するとスプリング１０の引離し力に
より接地側電極４から金属棒５が切離される。ま
た、バリスタ素子２が直ちに短絡に至つた場合、
短絡電流の流入により半田付け６が溶融する前に
ヒユーズ７が溶断する。この場合もスプリングの
引離し力により切離しが行なわれると共に、溶断
によるアークに基づく内圧上昇によつて切離しが
行なわれる。

このような構造・機能を有する避雷器の開放装
置においては、キヤツプ８、スプリング１０、短
絡バー１１は金属棒５により支えられているので
切離しが行われる場合、キヤツプ８、スプリング
１０などが落下することになる。切離しに際しキ
ヤツプ８内の内圧が常気圧であれば離脱はスプリ
ング１０の引離し力と自重のみで行なわれるが、
ヒユーズ７の溶断に際してはアーク等により極め
て高い内圧上昇があつて、一種の爆発力により部
品が離脱し安全面で問題を残していた。

この問題を解決する構造として第２図に示す開
放装置が提案されている。この第２図に示す構造
は第１図においてキヤツプ８と金属棒５とが半田
付け又はかしめ９で結合されるのみであるのに対
し、金属棒５の先端に半田付けなどにより結合さ
れたつばを有する第１結合体１４と、この第１結
合体１４の先端にねじ止め、かしめなどにより結
合された第２結合体１５とを有し、この第２結合
体１５には可とう性を有する電線１６の一端が接
続され電線１６の他端は中空外装ケース１に固定
されたターミナル１２の端子部１３に接続されて
いる。この場合、第１結合体１４と第２結合体１
５との間には小径に形成したスプリング１０の巻
終り部分とキヤツプ８の底部中央に形成した孔の
部分とが配置されて、これらは第１結合体１４と
第２結合体１５との挾み込みにより一体化され
る。

この第２図に示す構造においてサージ電流が流
入すると、充電側電極３、バリスタ素子２、接地
側電極４、半田付け６、金属棒５、ヒユーズ７、
第１結合体１４、第２結合体１５、電線１６、端
子部１３からなる流入経路をとる。そして、バリ
スタ素子２の劣化もしくは短絡により半田付け６
が溶融したりヒユーズが溶断したとき、キヤツプ
８、スプリング１０、金属棒５、第１結合体１
４、および第２結合体１５が本体から切離され
る。ここでは、第２結合体１５が電線１６によつ
て結合されているため、切離された部品は電線１
６を介して端子部１３にぶら下がつた状態とな
り、部品の落下や離脱がなくなつて安全面で向上
した。

ところが、避雷器が接続される電源容量が大き
くなつて例えばAC6000A以上になると、ヒユー
ズ７の溶断時に発生するアーク熱によつてスプリ
ング１０の一部が溶断し落下する場合があり、な
お安全面において十分といえないという欠点があ
る。

そこで、本考案は上述の欠点に鑑み、安全性を
一層向上させた避雷器の開放装置の提供を目的と
する。

かかる目的を達成するため本考案としては、コ
イルスプリングと金属棒との間に消弧筒を介在さ
せ、この消弧筒の上部つば部を電極の一方と一体
的に固定したこを基本思想とする。

ここで、第３図を参照して本考案の実施例を説
明する。なお、第３図において、第２図と同一部
分には同一符号を付し、説明の重複を避ける。第
３図において、中空外装ケース１のバリスタ素子
２等が収納される穴の下部（接地側）は段付きの
孔を有する。この段付きの孔内における上部には
エポキシ等からなる絶縁板１７が配置されてい
る。この絶縁板１７はバリスタ素子２の温度上昇
が接地側電極４を介して後述する消弧筒に影響を
及ぼさないように配置されるもので、絶縁板１７
の上端は接地側電極４の下端と当接している。段
付きの孔内にあつて絶縁板１７の下端には消弧筒
１８の上部つば部が配置される。この上部つば部
は開放動作時であつても消弧筒１８が避雷器本体
から脱落しないよう固定のためにある。こうし
て、中空外装ケース１内は消弧筒１８の上部つば
部、絶縁板１７、接地側電極４、バリスタ素子
２、および充電側電極３が積層された構造となつ
ている。消弧筒１８は消弧特性の優れたナイロン
などて作られた筒体で、金属棒５およびヒユーズ
７とスプリング１０との間に同心的に位置するよ
う上部つば部から延びて消弧壁を形成している。
したがつて、金属棒５およびヒユーズ７のみが消
弧筒１８内に存在し、スプリング１０は消弧筒１
８の外に存在する。

このような構造において、今、過大短絡電流が
金属棒５及びヒユーズ７に流入した場合、ヒユー
ズ７が溶融して過大なアーク及びアーク熱が発生
する。しかし、消弧筒１８によつてアークがさえ
ぎられるため、このアークがスプリング１０に与
える熱は少なくなる。したがつて、スプリング１
０のアークによる部分的溶断が阻止される。こう
して、開放動作が生じてもスプリング１０の部分
的な落下は阻止される。

上述の実施例では第１結合体１４および第２結
合体１５を備えてキヤツプ８、スプリング１０、
金属棒５を一体化したものであるが、この一体化
は結合体を利用した場合に限らず、たとえばスプ
リング１０の巻終り先端を金属棒５にかしめ、か
つキヤツプ８も金属棒５にかしめて、金属棒５の
先端を電線１６に圧着することなどの構成でも可
能である。

以上説明したように本考案によれば、スプリン
グと金属棒およびヒユーズとの間に消弧筒を設け
たことにより、開放動作時アークによるスプリン
グの一部溶断も防止でき、架空配電線に取付けて
も公衆安全が確保される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の避雷器の二つの例
をそれぞれ示す断面図、第３図は本考案の実施例
を示す避雷器の断面図である。 図面中、５は金属棒、７はヒユーズ、８はキヤ
ツプ、１０はスプリング、１４は第１結合体、１
５は第２結合体、１６は電線、１７は絶縁板、１
８は消弧筒である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 酸化亜鉛バリスタ素子の両端に結合された電極
   の一方に、ヒユーズを途中に有する金属棒の基端
   部を低融点合金を用いて結合し、この基端部の結
   合及び上記ヒユーズそれぞれを断つ向きに引張力
   を与えるコイルスプリングを上記金属棒を貫いて
   配置し、この金属棒、コイルスプリング、及びこ
   れらを収納するキヤツプを上記金属棒の先端部に
   て結合し、この先端部の結合を一端が固定された
   可とう性を有する電線の他端に接続した避雷器に
   おいて、上記コイルスプリングとヒユーズを有す
   る金属棒との間に消弧筒を介在させ、この消弧筒
   の上部つば部を上記電極の一方と一体的に固定し
   たことを特徴とする避雷器の開放装置。