JPH02177303A

JPH02177303A - 避雷器

Info

Publication number: JPH02177303A
Application number: JP11791089A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yasuda; 和男安田; Mikio Mochizuki; 望月　幹夫; Yoshifumi Itabashi; 好文板橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1990-07-10

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〕この発明は、絶縁容器内に非直線抵抗体を収容してなる
避雷器に関する。

〔従来の技術〕

避雷器は、落雷等に起因して送電線上に過渡的な過電圧
が生じ、この波高値が所定値を超えた場合、これに伴う
電流の増大分を分流して電力系統への印加電圧を制限す
るものである。近年、酸化亜鉛を主成分とし、印加電圧
が所定値を超えた場合にその抵抗値が急減する特性、即
ち、優れた非直線特性を有する非直線抵抗体素子を採用
することにより、それまでの直列ギャップを不要とした
避雷器が実用化されている。

第４図は例えば実開昭６１−１９６５０３号公報に開示
されたこの種従来の避雷器の横道を示す縦断面図である
０図において、（１）は磁器からなる筒状の絶縁容器と
しての碍管、Ｕは碍管（１）の両端にセメント等で固着
されたフランジ金具、Ｇ）は碍管（１）内に収容された
非直線抵抗体で、酸化亜鉛を主成分とじ厚内の円板状に
焼成された非直線抵抗体素子（３ａ）を複数個積層した
ものからなる。（２）は非直線抵抗体口）の周囲を覆う
ように配設された熱収縮デユープで、製作工程で加熱収
縮して非直線抵抗体（３）の外表面に密着する。（句は
取付ボルト（６）によりフランジ金具（２）に締結され
碍管（１）の両端部を気密に閉塞する電極、（７）は碍
管（１）と電極（５１との間からの漏洩を防ぐ気密保持
用のＯリング、（へ）は非直線抵抗体（３）の上下に挿
入された押え金、（９）は上部の電極四と押え金８との
間に挿入されたバネで、非直線抵抗体素子（３ａ）相互
間に必要な接触圧力を与えるとともに非直線抵抗体（３
）と画電極（９との間の電気的接続を確保する１頭は、
上部にガス空間（１１）を残して、碍管（１）の内面と
非直線抵抗体口）との間に充填、硬化させたシリコン樹
脂、（１２）はガス空間（１１）へ窒素ガスを封入する
ため上部の電極（５）を貫通して設けられた窒素ガス封
入口である。

次に動作について説明する。送電線からの電圧は画電極
（９間に印加される。この電圧が所定値以下の正常な範
囲であれば非直線抵抗体素子（３ａ）は非常に高い抵抗
値を有し、両？を極（９にはわずかの漏れ電流が流れる
のみである。ガス空間（１１）に封入された窒素ガスは
内部部品の酸化劣化を防止するとともに内部の絶縁性能
を維持する。Ｏリング（７）はこの窒素ガスの漏洩を防
止するとともに外部からの空気水分の侵入を防止する。

印加電圧が異常に上昇して所定値以上になると、非直線
抵抗体素子（３ａ）の抵抗値が急減し、大きな放電々流
がバネ（９）、押え金（８）、非直線抵抗体（３１を介
して画電極（５１間に流れ、画電極（５１間の電圧を抑
制する。シリコンｖｊＪｆ７００は非直線抵抗体素子（
３ａ）への水分の侵入を防止するとともに、たとえ上記
した過大な放電々流によってｉ７器が破壊したとしても
、それ自体の弾力性と碍管（１）との接着力によって破
壊力を緩和し碍管（１）の飛散を防止する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の避雷器は以上のように構成され絶縁容器（１）と
して磁器製の碍管を使用しているめで、以下に示す種々
の問題点がある。

即ち、避雷器は台風や地震等これに作用する外力に対し
て十分な８１！械的強度を有することが要求される一方
、例えば高い鉄塔上への設置作業を容易にするため軽量
化の実現が切望されている。

ところで、避雷器の機械的強度はその構造上、主として
上記碍管（１）の強度に依存するが、この碍管（１）の
材質である磁器は、曲げ強度が比較的小さく、逆に比重
は大きいため、上記した必要な機械的強度を満たすには
碍管従って！！雷器の寸法、重量が増大し、上記ｉ回器
としての軽量化の要請に十分応じられない。

更に、磁器碍管の場合、その端部に電極（５１を取付け
るため、金属製のフランジ金具■をセメント等で碍管（
１）の端部に固着している。この結果、このフランジ金
具（２）の厚さ分だけ碍管（１）の軸方向の沿面絶縁距
離を減少させることになるので、その分碍管（１）の軸
方向長さを増やしてやる必要があり。

これも避雷器の軽量化を阻害する要因となる。

この発明は、以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、機械的強度を低下させることなく、重重、
寸法を共に低減させることができる避雷器を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
る避雷器は、非直線抵抗体を内部に収容する筒状の絶縁
容器をエポキシ樹脂の注型品とし、その一端は第１の電
極を一体注型で埋め込んで１塞し、他端には埋金を同様
に一体注型で埋め込む構造とする。そして、第２の電極
を上記埋金と締結して絶縁容器の他端を閉塞する。

また、絶縁容器を構成するエポキシ樹脂の充填材に、内
部に微小密閉空間を有する粒状無機材料を加えることに
より、絶縁容器の見掛けの比重が低下する。

更に、絶縁容器の内壁に、繊維強化プラスチック製の絶
縁管を一体注型で配置したものでは、この絶縁管が補強
材となって絶縁容器の機械的強度が増大する。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の一実施例における避雷器の構造を示
す縦断面図である０図において、（＋３）はエポキシ樹
脂の注型品からなる絶縁容器としての注型碍管で、材料
としては、耐塩害性および耐候性等に優れたものが使用
される８例えば、脂環族グリシジルエステル系のエポキ
シ樹脂と水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との混合
物に、酸無水物系の硬化剤とアミン系の硬化促進剤とを
加え、更に溶融石英粉を充填材とし、シランをカップリ
ング剤としてそれぞれ加えたもので、これらの混合物を
金型に注入し、加熱硬化させて、図示のように外周に多
数のフィンを有する筒状に成型する。

（１４）は注型碍管（１３）の上端を閉塞するように、
その成型時に埋め込まれて注型碍管（１３）と一体に構
成された第１の電極、（１４ａ）は第１の電極〈１４）
の中央円形部を所定の板厚に加工して形成した破裂板、
（＋４．ｂ）は第１の電極（１４）に形成された導線取
付けのためのボルト用穴、（１５）は避雷器を鉄塔等の
フレームに取付けるためのボルト用穴Ｈ５ａｌを形成し
た埋金で、第１の電極（１４）と同様注型碍管（１３）
と一体注型で構成される。　（１６）はボルト用穴（１
６ａ）を形成した埋金で、一体注型により注型碍管（１
３）の下端に埋め込まれている。　（＋７）はポル［１
８）をボルト用穴＜１６ａ）に螺合することによって埋
金（１６）に締結され、注型碍管（１３）の下端を閉塞
す！ｆｆＩ２の！極、（１７ａ）は第２のｉ！ＩＩ（１
７＞の中央円形部を所定の板厚に加工して形成した破裂
板、（１９）は注型碍管（１３）の下端と第２の電極（
＋７）との間に挿入されたＯリングである。　（２０）
は注型碍管（１３）の内部中央に配置された非直線抵抗
体で、従来と同様に複数個の非直線抵抗体素子（２０ａ
、）を積層して構成されている。但し、ここでは非直線
抵抗体素子（２０ａ＞のＩＩＷのみは他のものとは別に
して第２の電極（１７）に形成された破裂板（１７ａ）
の上面に配置されている。　（２１）は非直線抵抗体素
子（２０ａ）の積層体の周囲を覆うように配設された繊
維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる円筒状の保持パ
イプ、（２２）は保持パイプ（２１）を中央位置に支持
するためその外周に取付けられたクツション材、（２３
）は内蓋（２４）を介して第１の電％（１４＞の内面と
非直線抵抗体く２０）の上面との間に配置された枠台で
、その中央空間部には乾燥剤（図示せず）が取付けられ
ている。　（２５）は注型碍管（１３）の内周下端部に
嵌め込まれた絶縁バイブ、（２６）は非直線抵抗体（２
０）の下方に配置されたバネ座、（２７）は非直線抵抗
体（２０）の下端面とバネ座（２６）のつば部（２６ａ
）との間に挿入された第１のバネ、（２８）はっは部（
２６ａ）と破裂板（１７ａ）上の非直線抵抗体素子＜２
０ａ）との間に挿入された第２のバネで、その付勢力は
第１のバネ（２７）のそれより小さくされている。従っ
て、第１のバネ（２７）により非直線抵抗体素子（２０
ａ）相互間に必要な接触圧力を与えるとともに、第１の
電ｆ！（＋４）から枠台（２３）、内蓋（２４）、非直
線抵抗体（２０）、第１のバネ（２７）を経てバネ座（
２６）に至る電気的接続を確保し、第２のバネ（２８）
によりバネ座（２６）から第２のバネ（２８）、下端の
非直線抵抗体素子（２０ａ）を経て第２の電極（１７）
に至る電気的接続を確保している。　（２９）は注型碍
管（１３）の内部に窒素ガスを封入するため第２の電極
（１７）を貫通して設けられた窒素ガス封入口である。

以上のように構成された避雷器の動作は従来と同様であ
る。但し、過大な放電々流が流れて注型碍管（１３）内
の圧力が過大になった場合、電極（１４）（１７）に形
成された破裂板Ｈ４ａ）　（１７ａ、）が破裂してこの
異常圧力を外部に放出する。特に破裂板＜１７ａ）には
第２のバネ（２８）により非直線抵抗体素子（２０ａ）
が圧接されているので、上記過大電流によってこの接触
面が過熱し、破裂板（１７ａ）の破壊強度を低下して破
裂動作をより確実なものにしている。

この実施例では外力に対する避雷器の強度を決定する絶
縁容器（１３）が前述したエポキシ樹脂の注型品からな
るので、従来の磁器に比較して曲げ強度が約１．６倍と
なりそれだけ肉厚等寸法を低減でき、更に、磁器の比重
２．４に対してエポキシ樹脂の比重は１．８と約２５％
小さく、寸法の低減とあいまって大幅な軽量化が可能と
なる。

また、第１の電！　（１４）、第２の電極（１７）を締
結するための埋金（１６）、更には避雷器取付用の埋金
（１５）はいずれも一体注型によって注型碍管（１３）
に一体に埋め込まれた構造となっているので、磁器碍管
（１）の外周にセメント等でフランジ金具（２）を固着
した従来のものに比較して注型碍管（１３）の外周の沿
面有効長を大きくとれ、従来の磁器碍管（１）よりその
軸方向長さを大きくとれ、従来の磁器碍管（１）よりそ
の軸方向長さを低減して一層の小形軽量が図れる。

更に、第１の電極（１４）は注型碍管（１３）と一体で
注型されるので、両者は樹脂により強固に接着しており
従来必要であった０リングロがこの部分には不要となっ
てガス漏洩の確率がそれだけ減少して信頼性が向上する
。

第２図は避雷器の重量軽減を更に進めた実施例のものを
示す、即ち、この場合の注型碍管（３０）に使用してい
る注型材料は、第１図のものとそのベースは同一である
が、その充填材として新たに、内部に微小密閉空間を有
する粒状無機材ｆ４（３０ａｌを加えたものを採用して
いる。この粒状無機材料は通称バルーンとして種々の材
質、粒径のものが市販されている。この実施例ではアル
ミナ材で粒径１〜５Ｉｌｌｌのもの（比重約０．８）か
ら選択した。

充填材として混合使用する溶融石英粉の比重が約２．２
であるので、この混合比を適当に設定することにより注
型碍管（３０）としての軽量化が可能となる。ここでは
このバルーンを２０Ｖｏ１．％充填することにより、約
２０％の重量減が実現された。

充填率を適当な範囲に設定すれば注型碍管としての曲げ
強度もほとんど低下しない、また、この粒状無機材料の
内部に存在する空間は、極く小さく密閉状で相互に隔離
されているので、これを充填しても、電気絶縁特性の低
下はほとんど認められない。

なお、上記各実施例では、内部構造として保持バイブ（
２１）内に非直線抵抗体素子（２０ａ＞を収容してこれ
をクツション材（２２）で注型ｉ管（１３）内に支持し
、各電極（１４，１（＋、７）にはそれぞれ破裂板（１
４ａ）＜１７ａ）を形成する構造としたが、この発明の
Ｍｍにおいては、必ずしも上記構造に限定されず、これ
らの部分については従来の第４図に示した構造と同様ま
たはそれに類似した構造のものを採用するようにしても
よい。

また、上記各実施例では、Ｍ回器取付用の埋金（１５）
を別途注型ｒＪ管（１３）に一体に埋め込むようにした
が、避雷器の取付けを導線取付用の埋金〈１４）を流用
して行うようにして、埋金（１５）を省略してもよい。

第３図は更に他の実施例による避雷器を示す縦断面図で
ある１図において、第１図、第２図と同一の符号はそれ
ぞれ同一または相当部分を示し説明を省略する。上記実
施例と大きく異なるのは注型切管（３０）で、以下に示
す方法で製作される。即ち、先ず、繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）製の絶縁管（３１）の両端部に埋金となる
アルミニウム製の保持部材（３２）を取付け、更に、こ
れらに第１の電極（Ｉ４）を組合せたものを注型用金型
内に固定し、既述した注型材料を注入硬化させ一体注型
で注型碍管（３０）を製作する。

この場合、絶縁管（３１）の高い機械的強度が補強とな
って注型碍管（３０）も実質的にその機械的強度が増大
する。また、この強度を必要なレベルにとどめて、その
分注型碍管（３０）の肉厚を低減して一層の小形、軽量
化を図ることもできる。

なお、上記各実施例における注型碍管（１３）　ＤＯ）
に使用するエポキシ樹脂の主剤、硬化剤等は、例示した
材料に限られるものではなく、耐塩害性、耐候性、機械
特性を満足する種々の材料を選択することができる。

〔発明の効果〕以上のように、この発明では、非直線抵抗体を内部に収
容する筒状の絶縁容器をエポキシ樹脂の注型品とし、そ
の一端は第１の電極を一体注型で埋め込んで閏寒し、そ
の他端は埋金を同様に一体注型で埋め込みこの埋金に第
２の電極を締結して閉塞する構成としたので、避雷器の
外力に対する強度を決定する絶縁容器の材料が、従来の
磁器に比較してその曲げ強度が大きく、その比重が小さ
いものとなり、避雷器として小形軽量となる。更に、第
１の電極および埋金はいずれも一体注型で絶縁容器に埋
め込まれ、絶縁容器の外周の沿面有助長を大きくとれる
ので、−層の小形軽量が図れる。

また、注型材料の充填材に所定の粒状無機材料を加えた
ものでは、絶縁容器の電気的、機械的性能とほとんど低
下させることなくその見掛けの比重を下げることができ
るので、避雷器が一層軽量となる。

更に、絶縁容器の内壁に、所定の絶縁管を一体注型で配
置したものでは、この絶縁管が補強材となって絶縁容器
の機械的強度が増大し、またその分け性、重量の軽減を
図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による避雷器を示す縦断面
図、第２図、第３図は他の実施例による避雷器を示す縦
断面図、第４図は従来のＭ７器を示す縦断面図である。図において、（１３）　（３０１は絶縁容器としての注
型碍管、（１４）は第１の電極、（１６）は埋金、（！
７）は第２の電極、（２０）は非直線抵抗体、＜３０ａ
）は粒状無機材料、（３１）はＦＲＰ製絶縁管、（３２
）は保持部材である。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）エポキシ樹脂の注型品からなる筒状の絶縁容器、
一体注型により上記絶縁容器の一端に埋め込まれ上記一
端を閉塞する第１の電極、一体注型により上記絶縁容器
の他端に埋め込まれた埋金、この埋金に締結され、上記
絶縁容器の他端を閉塞する第２の電極、および上記絶縁
容器内に収容され上記両電極間に電気的に接続された非
直線抵抗体を備えた避雷器。
（２）絶縁容器は、脂環族グリシジルエステル系エポキ
シ樹脂と水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂との混合
物に、酸無水物系の硬化剤とアミン系の硬化促進剤とを
加え、更に溶融石英粉と内部に微小密閉空間を有する粒
状無機材料とを充填材とし、シランをカップリング剤と
してそれぞれ加えた注型材料からなる注型品であること
を特徴とする請求項１記載の避雷器。
（３）絶縁容器の内壁にこの絶縁容器と一体注型で構成
される繊維強化プラスチック製の絶縁管を配置したこと
を特徴とする請求項１または２記載の避雷器。