JPH02170385A - 直列ギャップ付き避雷器 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、送電線路や配電線路の過電圧保護装置として
用いられる直列ギセツプ付き避雷器に関するものである
。

（従来の技術） 送電線路及び配電線路の過電圧保護装置としては、一般
に、第４図（Ａ＞に示した様な酸化亜鉛などを主成分と
した非直線抵抗体２に直列ギャップ１を組合せた避雷器
が多用されている。この種の避雷器においては、第４図
（Ｂ）の等価回路に示した様に、酸化亜鉛素子に當時印
加される電圧Ｌｔ、（Ｃ＋　／　（ＣＩ　十０２　））
・Ｅ（ただし、Ｅは運転電圧）となる。一般的には、酸
化亜鉛素子の静電容ｆｆ１ｃｚの方が、直列ギャップの
静Ｎ６母Ｃ１よりはるかに大きいため、通常の運転状態
では直列ギャップ１に大半の電圧が印加されてあり、酸
化亜鉛素子には電圧ストレスはほとんど印加されない。

そのため、直列ギャップ付き避雷器においては、ギャッ
プレス避雷器の場合の様な酸化亜鉛素子の課電寿命や熱
暴走特性などを考慮する必要がない。

また、過電圧サージで直列ギＶツブが放電した後の続流
は、数ｍＡ以下の微小電流であるので、簡単なギャップ
で遮断す°ることかでき、また、万一過大なサージで酸
化亜鉛素子が破壊しても、直列ギャップを有するので、
再送電ができるといった利点がある。

ところで、酸化亜鉛素子の等価回路は、第４図（Ｂ）に
示した様に、静電容量Ｃ２と非直線抵抗体Ｒが並列に接
続された回路で表わされるが、酸化亜鉛素子自身は一般
に比誘電率が５００〜１０００の範囲にある一種の高誘
電体であるため、非常に大きな静電容ＩＣ２を有してい
る。一方、非直線抵抗体Ｒは印加電圧によってその固有
抵抗が広範囲に変化する特性を有し、運転電圧レベルの
低電圧領域においては、非常に高い抵抗値を示す。

（発明が解決しようとする課題） この様に構成された従来の直列ギャップ付き避雷器にお
いては、雷サージが侵入すると、直列ギャップか放電動
作して雷インパルス電流を放電し、その後、微小続流を
遮断して自復するが、この時、避雷器の定格電圧波高値
に相当する電圧が、高誘電体である酸化亜鉛素子側に残
留する。この残留電圧は酸化亜鉛素子自身の抵抗Ｒを通
して放電するが、素子自身の時定数０２　Ｒは非常に大
きく（数１０ｍ５〜数百ｍｓ以上）、また、放電に伴う
残留電圧の低下につれて抵抗が大きくなるため、時定数
はますます増大する。即ち、第５図に示した様に、酸化
亜鉛素子側の残留電圧は、その大半が数百ｍｓから秒オ
ーダまで残留する。この場合、単発性の雷サージの浸入
に対しては特に問題はないが、一般に数ｍｓ間隔で侵入
するといわれる多重雷サージが侵入した場合には、直列
ギャップの放電開始電圧レベルは、２回目の浸入サージ
に対しては、（正規の放電開始電圧士残留電圧）となり
、放電開始電圧が大幅に上昇し、場合によっては系統の
雷インパルス絶縁強度（Ｂ　Ｉ　Ｌ）を越えてしまい、
絶縁協調が保てなくなる恐れがあった。

例えば、６６ＫＶ系統の場合、ＢＩＬ３５０ＫＶに対し
、規格（ＪＥＣ−２０３＞で定められた急峻波の雷イン
パルス放電開始電圧の上限値は、２９４ＫＶでＢＩＬに
対し１６％の裕度が取れているのに比べ、多重雷サージ
が侵入し、避雷器定格電圧波高値（８４Ｊ２にＶ）相当
の電圧が素子側に残留したとすると、直列ギャップの放
電開始電圧は４００ＫＶ以上となり、ＢＩＬをはるかに
越えてしまい、避雷器としての機能を果さなくなる恐れ
があった。

一方、侵入サージと残留電圧の極性が逆極性になった場
合には、放電レベルが逆に低下してしまい、系統操作に
よるサージや地絡時サージで避雷器が不要放電を起こし
、避雷器自身の劣化を早める要因となっていた。

本発明は以上の欠点を解消するために提案されたもので
、その目的は、避雷器放電後、素子側の残留電圧を素早
く消滅させ、多重雷サージに対しても常に一定の放電レ
ベルで動作できるようにした直列ギャップ付き避雷器を
提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、直列ギャップと酸化亜鉛系非直線抵抗体とか
ら構成された直列ギャップ付き避雷器において、前記非
直線抵抗体と電気的に並列に、残留電荷放電用の抵抗体
を接続し、前記抵抗体と非直線抵抗体の静電容量で決ま
る放電時定数を、多重雷サージの侵入時間間隔以下にな
るように設定したことを特徴とするものである。

（作用） 本発明の直列ギャップ付き避雷器によれば、酸化亜鉛素
子から成る非直線抵抗体に、並列に残留電荷放電用の抵
抗体を接続することにより、多重°雷サージが侵入し、
続流遮断時に素子側に残留電圧が残っていても、大波の
サージが浸入するまでの間に、残留電圧のほとんどを並
列抵抗体に放電させ、消滅するようにできるので、直列
ギャップの放電開始電圧を常に一定に保つことができる
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
具体的に説明する。なお、第４図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号をイ」シて、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、線路端子に
直列ギャップ１と酸化亜鉛素子３を復数個積層してなる
素子スタ・ツク４を直列に接続して構成された直列ギャ
ップ付き避雷器５において、前記素子スタック４に並列
に、残留電荷放電用の並列抵抗体１０が配設されている
。この並列抵抗体１０は単一抵抗体から構成しても、視
数個の抵抗体を直列に接続して構成しても艮い。

また、並列抵抗体１０の抵抗値ｒは次の様に設定されて
いる。即ら、第２図の等価回路に示した様に、酸化亜鉛
素子全体の静電容量をＣ２とした場合に、その放電時定
数０２　ｒを多重雷サージの侵入時間間隔を以下となる
ように、ｒ＜ｔ／Ｃ２に選定すれば艮い。例えば、６６
ＫＶクラスの避雷器の静電容量Ｃ２を２０ＰＦ、多重雷
サージの時間間隔ｔを２ｍｓとすれば、抵抗体ｒの抵抗
値は１００ＭΩ以下に設定すれば良い。

この様な構成を有する本実施例の直列ギャップ付き避雷
器においては、多重雷サージが侵入し、続流速断時に素
子側に残留電圧が残っても、大波のザージが侵入するま
での間に、残留電圧のほとんどが並列抵抗体１０に放電
し、消滅してしまうので、直列ギャップの放電開始電圧
は常に一定のレベルに維持される。

なお、當時の運転電圧下では、直列ギャップ側にほぼ全
電圧が印加され、並列抵抗体１０には電圧ストレスはか
かっていない。また、雷サージ、開閉サージによる放電
電流はＲ〈〈ｒとなり、すべて素子側に流れ、並列抵抗
体にはほとんど流れないので、並列抵抗体１０の熱容徂
は小ざいもので良い。即ち、避雷器の制限電圧に耐え得
る耐電圧を有するもので良い。

この様に本実施例によれば、酸化亜鉛素子と並列に残留
電荷放電用の並列抵抗体を挿入することにより、多重雷
サージの侵入時間間隔内に、残留電圧を消滅させること
ができ、避雷器の放電開始電圧を常に一定に保つことが
できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、第３図に示した様に、避雷器を構成する絶縁容器６
の内面の酸化亜鉛素子３が配設されている部分（Ａ−８
＞に、接触板２１を介してセラミック系または非セラミ
ック系の抵抗層２０を、焼付けまたは接着などの方法で
形成し、醪化亜鉛素子を積層して成る素子スタック４に
電気的に並列になるように接続しても艮い。この場合も
上述した実施例と同様の効果が得られる。

［発明の効果１ 以上述べた様に、本発明によれば、非直線抵抗体と電気
的に並列に、残留電荷放電用の抵抗体を接続し、この抵
抗体と非直線抵抗体の静電容量で決まる放電時定数を、
多重雷サージの浸入時間間隔以下になるように設定する
という簡単な手段によって、避雷器放電後、素子側の残
留電圧を素早く消滅させ、多重雷サージに対しても常に
一定の放電レベルで動作できるようにした直列ギャップ
付き避雷器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直列ギャップ付き避雷器の一実施例を
示す断面図、第２図はその等価回路図、第３図は本発明
の他の実施例を示す断面図、第４図は従来の直列ギトツ
プ付ぎ避雷器の一例を示すもので、（Ａ＞は構成図、（
Ｂ）は等価回路図、第５図は従来の避雷器における残留
電圧と経過時間の関係を示す図である。 １・・・直列ギャップ、２・・・非直線抵抗体、３・・
・酸化亜鉛素子、４・・・素子スタック、５・・・避雷
器、６・・・絶縁容器、１０・・・並列抵抗体、２０・
・・抵＠層、２１・・・接触板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直列ギャップと酸化亜鉛系非直線抵抗体とから構成され
   た直列ギャップ付き避雷器において、前記非直線抵抗体
   と電気的に並列に、残留電荷放電用の抵抗体を接続し、
   前記抵抗体と非直線抵抗体の静電容量で決まる放電時定
   数を、多重雷サージの侵入時間間隔以下になるように設
   定したことを特徴とする直列ギャップ付き避雷器。