JPH02138703A - 避雷器 - 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 本発明は雷サージを始めとする異常電圧から変圧；（ｔ
を保護するための避雷器ｒ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
１３ｉＪ　Ｋも増して高寸り、電力設備機オｔ）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、電力の高品質化は、送電線」二に雷などによって
発生する有害な異常″［Ｆ圧を確実に吸収、抑ｉ１，１
１するために、通常、ギャップをもたない酸化亜鉛系の
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、電力機器内に避雷器を内蔵する用途も実用化
されつつある。この避雷ｌｉｄ内蔵形の変圧器は耐雷変
圧器などで代表されるが、これらの耐雷変圧器は従来の
変圧器に比べ坩雷特性に優れるが、その耐雷変圧器の接
地状態によっては、必ずしも１酎雷特性が充分でない場
合があったり、さらに避雷器の小型化という面において
も改良が必要とされている。

従来、この種の耐雷変圧器ならびにそれに用いられる避
雷器の構造は、第３図、第４図に示すような構成であっ
た。第３図において、１は変圧器の高圧一次巻線で、一
般配電線の場合はｅ、ｅ　Ｋ　Ｖの電圧をもった電線が
接続されている。２は低圧二次巻線で、通常２００ｖの
電圧が各種の負荷へ供給される。３は中性線で、低圧二
次巻線２の中間タップであり、中性線３と低圧二次巻線
２との間には１００ｖの電圧が得られる。４は変圧器の
鉄心で、珪素鋼板などで作られ、後述のケース５に電気
的に接続されている。５は鉄製のケースで５絶縁油とと
もに鉄心４や各巻線が収納される。６は油中適用の酸化
亜鉛型の避雷器で、高圧一次巻線１とケース５との間、
あるいは高圧一次巻線１と鉄心４との間に接続されてい
る。７はケース５からアースにつながる第一種接地線、
８は中性線３よりアースにつながる第二種接地線であり
、Ｒｇｌ、Ｒｇ２はそれぞれ第一種接地線７、および第
二種接地線８の接地抵抗である。

また、第４図は避雷器６の構造を示したもので。

９は酸化亜鉛を主原料とし、ビスマス、プラセオンウム
などの載加物を加えて高温焼結して得られた円柱形のバ
リスタ素子で、同図の例では３個直列に圧接固着されて
いる。１０はハＩＪヌタ素子９などを収納するための絶
縁ケースで、通常は中空の碍子が用いられる。１１はバ
リスタ素子９を固定し、かつ。圧接固着するためのコイ
ル状の７プリング、１２は充電端子で高圧一次巻線に接
続され、１３は避雷器本体の固定と接地を兼ねた接地端
子である。

以上のように構成された従来の耐雷変圧器ならびに避雷
器のサージ電流通過時の挙動について、以下その動作を
説明する。

まず、雷サージ電圧が高圧一次巻線１とアース間に印加
された場合、それらの電圧に伴うサージ電流が、避雷器
６．第一種接地線７．接地抵抗Ｒｇ１．アークへと流れ
、変圧器の高圧一次巻線１とケース４　ｆａｊ　Ｋは安
全な抑制電圧のみが印加され、サージ電圧から高圧一次
巻線１を保護する機能をもつものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような従来の構成では、接地抵抗Ｒ
ｇ１による電圧降下で、ケース５．鉄心４は接地抵抗Ｒ
ｇ１とサージ電流の積の電圧まで電圧上昇し、また高圧
一次巻線１はその電圧に避雷器６の制限電圧が加わった
電圧まで電圧上昇することとなる。ここで、高圧一次巻
線１とケーク５間は避雷器６の制限電圧のみであるため
絶縁破壊することはないが、高圧一次巻線１と低圧二次
巻線２との間、もしくは鉄心４と低圧二次巻線２との間
には極めて高い電圧がかかる恐れがあり、その電圧が絶
縁耐力を超えれば絶縁破壊するととになる。このような
ことが発生するのはサージ電流が大きい場合、接地抵抗
Ｒｇ１が高い場合、さらに第二種接地線８が第一種接地
線７から遠く離れて接地されている場合などである。そ
して、変圧器内で一旦絶縁破壊が発生すればそれに伴う
続流によって圧接器が焼損し、結果として変圧器巻線の
保護；つ：１−分にできないという課題があった。

また、１台の変圧器に２本の避雷器が必要であるという
スペーヌ面での課題も大きかった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
島圧一次巻線と低圧二次巻線間、および鉄・ｂと低圧二
次巻線間に絶縁を脅かすような電圧が発生しないように
した小型避雷器を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
変圧器の第一種接地が施される部分と中性線との間に新
たに接続される避雷機能部を有すると同時に、中空状の
バリスタ素子、中空絶縁筒ならびに絶縁棒を用いて、そ
れらと従来の避雷機能部とを一体化したものである。

すなわち、本発明にかかる避雷器は、中空円筒状の第１
のバリスタ素子、中空絶縁筒、中空円筒状の第２のバリ
スタ素子ならびに中空円筒状の第３のバリスタ素子の各
中空部に絶縁棒を通して、前記順序にて圧接固着し、前
記第１のバリヌタ素子の開放端を第１の充′、Ｆ端子と
し、前記第３の・くリヌタ素子の開放端を第２の充電端
子とし、ｍＩ記絶縁筒と第２のバリスタ素子との圧接固
着部より引き出された端子を中性端子とし、０１１把第
１のノ（リヌタ素子と前記絶縁筒との圧接固着部と、前
記第２のバリスタ素子と第３のバリスタ素子との圧接固
着部とをジャンパー線で接続し、前記第２のバリスタ素
子と第３のバリスタ素子との圧接固着部より接地端子を
取出し、ｔ’ｊ”Ｊ　ｒｙｅ第１の充電端子。

第２の充電端子、ならびに中性端子を、そｆｌ−それ変
圧器の高圧一次巻線の一方、他方ならびに低圧二次巻線
の中１生線に接続して、絶縁油中に浸して用いることを
特徴とするものである。

作用 本発明は前記した構成により、１台の避雷器で、従来の
避雷機能に加えて、高圧一次巻線と低圧二次巻線間、あ
るいは鉄心と低圧二次巻線間の危険な電圧を抑制するこ
とができるものである。

実施例 第１１″２１は本発明の避雷器の一実施例の断面を示し
たものである。第１図において、１４は酸化亜鉛を主原
料とし、ビスマヌ、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中空円筒状で両端面にｌ［ｌｉ
を有した第１のバリスタ素子で、従来の避雷器と同等の
動作開始電圧を有している。

１５は第１のバリスタ素子１４と同様な構造をもってい
るが、動作開始′ＩＥ圧が第１のパリ７タ素子１４に比
べて低い第２のバリスタ素子、１６は第１のバリスタ素
子１４と同一（１η造、同一動作開始電圧をもった第３
のバリスタ素子である。１７１ｉ円筒状をした中空絶縁
筒で、アルミナ、ムライト、碍子、樹脂などからなる。

１８はセラミクヌやｊＡ脂などからなる絶縁棒で、この
絶縁棒１８を第１のバリスタ素子１４．中空絶縁筒１７
．第２のバリスタ素子１５．第３のバリスタ素子１６の
それぞれの中空部に通して同順序にてそれぞれを圧接固
着するものである。この圧接固着には絶縁棒１８の両端
にネジ部を設け、ナブトにて締め付けることにより行わ
れている。１９は第１のバリスタ素子１４と中空絶ｌ−
ス筒１７との圧接固着部と、第２のバリスタ素子１５と
第３のバリスタ素子１６との圧接固着部とを電気的に接
続するジャンパー線である。２ｏは第１のバリスタ素子
１４の開放端から引き出した第１の充電端子、２１は第
３のバリスタ素子１６の開放端から引き出された第２の
充電端子で、この第１．第２の充電端子２０．２１は共
に高圧一次巻線に接続される。２２は中空絶縁筒１７と
第２のバリスタ素子１６との圧接固着部から引き出され
た中性端子で、低圧二次巻線の中性線に接続される。２
３は第２のバリスタ素子１６と第３のバリスタ素子１６
の圧接固着部から引き出された接地端子で、変圧器の第
一種接地につながる変圧器鉄心、変圧器ケースなどに接
続される。また、接地端子２３は避雷器全体の固定。

支持の機能ももつものである。

第２図は本発明の避雷器を変圧器に組み込んだ回路図で
ある。２４は本発明の避雷器であり、２５゜２６．２７
はそれぞれ第１．第３．第２のバリスタ素子１４，１６
．１５の機能部分に相当するものであり、これらのもの
を含み本発明の避雷器全体は変圧器の高圧絶縁油に浸せ
きして用いられる。

なお、変圧）（ｇの各部は第３図と同様である（記述省
略）。

次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。１ず、従来例と同様にサージ電圧が印加された場合、
そ力に伴うサージ電流が避雷器の第１のバリ７タ素子１
４や第３のバリスタ素子１６に流れ、基本的な動作には
何等差はない。しかしながら、サージ電１％ｃが大きい
場合や、接地抵抗が高いなどの理由で高圧一次巻線１と
低圧二次巻線２との間に、あるいは鉄、９４と低圧二次
巻線２との間に高い電圧が発生した場合は、第２のバリ
スタ素子１５．２７が動作し両部位間には安全々’＋１
ｒ１圧のみが残り、絶縁破壊が発生することはない。

そのため絶縁破壊から誘引される高圧一次巻線１や低圧
二次巻線２の焼損防止が可能となり、耐雷効果の高い避
雷器を提供することができるものである。

発明の効果 以−１−のようンζ本発明によれば、変圧２ｇの中性、
線と、第一種接地が施される部分との間に避雷機能部分
を新たに接続したことによって、高圧一次巻線と低圧二
次巻線間、ならびに鉄心と低圧二次巻線間のサージ電圧
による絶縁破壊が防止され、優れた耐雷特性を有した変
圧器用の避雷器が提供できるといった効果をもつもので
ある。また、中空円筒状のバリスタ素子、中空絶縁筒、
ならびに絶縁棒を用いることによって、従来２本必要で
あった避雷器本体が前記機能を付加したにもかかわらず
、１本の避雷器本体で対応できるなど、省ヌペーヌ化１
組み立ての容易化、コスト低減化が可能になるといった
効果も有しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の避雷器の断面図、第２図は
本発明の避雷器の取付は回路図、第３図は従来の避雷器
の取付は回路図、第４図は従来の避雷器の断面図である
。 １４・・・・・第１のバリスタ素子、１５・・・・・第
２のバリスタ素子、１６・・・・・第３のバリスタ素子
、１７・・・・・中空絶縁筒、１８・・・・・・絶縁棒
、１９・・・・・ジャンパー線、２０・・・・・第１の
充電端子、２１・・・・°°第２の充電端子、２２・・
・・・・中性端子、２３・・・・・接地端子。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名城 （Ｎ 恢

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空円筒状の第１のバリスタ素子，中空絶縁筒，中空円
   筒状の第２のバリスタ素子ならびに中空円筒状の第３の
   バリスタ素子の各中空部に絶縁棒を通して、前記順序に
   て圧接固着し、前記第１のバリスタ素子の開放端を第１
   の充電端子とし、前記第３のバリスタ素子の開放端を第
   ２の充電端子とし、前記絶縁筒と第２のバリスタ素子と
   の圧接固着部より引き出された端子を中性端子とし、前
   記第１のバリスタ素子と前記絶縁筒との圧接固着部と、
   前記第２のバリスタ素子と第３のバリスタ素子との圧接
   固着部とをジャンパー線で接続し、前記第２のバリスタ
   素子と第３のバリスタ素子との圧接固着部より接地端子
   を取出し、前記第１の充電端子，第２の充電端子、なら
   びに中性端子を、それぞれ変圧器の高圧一次巻線の一方
   ，他方ならびに低圧二次巻線の中性線に接続して、絶縁
   油中に浸して用いることを特徴とする避雷器。