JPH0129769Y2 - - 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る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の下端は金属性
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によ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
切離しが行なわれる場合、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AC12000A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本考案としては、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電極
の一方と一体的に固定し、さらに上記コイルスプ
リングに耐アーク性に優れかつ可とう性を有する
被覆を施したことを基本思想とするものである。

ここで、第３図および第４図を参照して本考案
の実施例を説明する。なお、第３図および第４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で作られた筒体で、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１８の外に存在する。

ついで、消弧筒１８の外にあつてヒユーズ７を
有する金属棒５をとりかこみかつキヤツプ８内に
収納されるコイル状のスプリング１０には、耐ア
ーク特性にすぐれかつ可とう性を有するプラスチ
ツクの被覆１０ａが施されている。この被覆１０
ａの材料としては、耐アークと可とう性を兼ね備
えるナイロン、ポリエチレンなどがある。また、
スプリング１０への被覆方法としては、デイツピ
ングならびにチユーブ通しの方法がある。デイツ
ピング法は可溶ナイロンをメチルアルコールなど
に溶かし、この溶液中にスプリング１０をひた
し、ついで引上げ乾燥して被覆１０ａを有するス
プリング１０を得る方法である。また、チユーブ
通し方法は、予めチユーブ形状に作られたプラス
チツクをスプリング線材に機械的に通す方法であ
る。

第４図は従来のスプリング１０と被覆１０ａを
施したスプリング１０とを比較したものであり、
第４図ａは従来のスプリング１０、第４図ｂはデ
イツピングによつて形成した被覆１０ａを施した
スプリング１０、第４図ｃはプラスチツクチユー
ブにより形成した被覆１０ａを施したスプリング
１０を示している。この場合、被覆１０ａの厚み
は被覆方法いかんにかかわらず、0.1mm〜0.5mm程
度である。被覆の厚さは耐アーク特性ならびにス
プリングの可とう性を確保する条件を満たすよう
に検討し選定する必要がある。また、被覆１０ａ
はアークを妨げば良いのでスプリング１０の全部
又は一部のいずれでもよい。

このような構造において、今、過大短絡電流が
金属棒５およびヒユーズ７に流入した場合、ヒユ
ーズ７が溶融して過大なアークならびにアーク熱
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１
０に与える熱は少なくなり、また、電流容量が大
きくなつて消弧筒１８の端からアークがスプリン
グ１０に延びても、耐アーク特性の優れた被覆１
０ａのために、アークが直接スプリング１０の線
材をなめることがないので、スプリング１０の溶
断は防止できる。特に、開放動作時スプリング１
０が伸びるのであるが、そしてこのときのアーク
は消弧筒１８の長さより大分伸びることになる
が、被覆１０ａによつてスプリング１０の溶断は
ほぼ完全に防止できる。したがつて、開放動作が
生じてもスプリング１０の落下は阻止される。実
験的には電流容量AC18000Aにおけるしや断につ
いてもスプリング１０を含めて何ら落下物はなか
つた。

この実施例では第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を一体化した例に基づき述べたが、この一
体化については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
着するなどしてもよい。

以上説明したように本考案によれば、スプリン
グと金属棒及びヒユーズとの間に消弧筒を設け、
しかもスプリングに耐アーク性に優れ可とう性を
有する被覆を施すことにより、開放動作時消弧筒
よりアークがたとえ伸びたとしてもスプリングの
一部溶断は完全に防止でき、架空配電線に取付け
る際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図および第４図は本
考案の実施例を示し、第３図は避雷器の断面図、
第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれスプリングの断面図
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、１０ａは被覆、１７は
絶縁板、１８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、さらに上記コイルスプリングに耐アーク性に
   優れかつ可とう性を有する被覆を施したことを特
   徴とする避雷器の開放装置。