JPH0218955Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電気機器などを雷等による高電圧サ
ージから保護するために使用される、ガス放電管
を備えた避雷器装置に係り、特に高電圧サージが
長時間にわたつて印加して避雷器装置が発熱して
も事故を未然に防止するフエイルセーフ機構、お
よびガス放電管の放電機能が失われた場合でも、
このガス放電管に代わつて高電圧サージを外部に
放出するバツクアツプ機能を有する避雷器装置に
関するものである。

［従来の技術］ 電気機器などを高電圧サージから保護するため
に、ガス入り放電管の如き過電圧保護素子が使用
されている。この過電圧保護素子は、円筒形の接
地電極と、この接地電極の両端に配設された絶縁
環と、この絶縁環の端部に配設された主電極とを
気密に封着してなる密封容器を形成して、この密
封容器の中にガスを封入したものである。そして
接地電極を接地して、一方主電極には、保護され
るべき電気機器等と接続している電線路を接続し
て使用される。

雷など比較的時間の短い高電圧サージが電線路
に印加すると、この保護素子は、主電極と接地電
極との間で、放電動作してこの高電圧サージを大
地に安全に流すことにより、電線路に接続してい
る電気機器を保護する。このような短時間の放電
動作では保護素子が過熱することはない。

しかし電力線との接触などによる高電圧サージ
の印加時間は、一般に雷サージよりも長い。この
ため保護素子は長時間にわたつて放電動作するこ
とになり、その結果、過熱して火災に至る危険が
ある。またこの火災により、あるいは別の何らか
の原因で、保護素子のガスが漏出して保護素子の
放電機能が失なわれることも想定される。

そこでこのような場合の事故を防止するため
に、避雷器装置にはフエルセーフ機能やバツクア
ツプ機能が要求されている。

第９図に示す米国特許第4051546号明細書記載
の避雷器装置は、ヒユーズを使用してフエイルセ
ーフ機能を達成している。すなわち中央に配され
た円筒状の接地電極１０５と、この接地電極１０
５の両端に絶縁環１０６を介して封着された一対
の主電極１０７とによつて三極タイプのガス放電
管が構成され、主電極１０７には、ヒユーズ１０
８が、ヒユーズ固定用のアイレツト１０９によつ
て取り付けられている。

このような避雷器装置において、長時間、高電
圧サージが印加すると、ヒユーズ１０８が溶断
し、電線路に接続された電話装置などは切り離さ
れて保護される。

次に米国特許第4150414号明細書に記載された
避雷器装置は、フエイルセーフ機構とバツクアツ
プ機構の両方を備えている。すなわち第１０図に
示すように、この避雷器のガス放電管は、金属の
中央円筒１１０（接地電極）と絶縁環１１１と金
属キヤツプ１１２（主電極）から構成され、この
ガス放電管に短絡用金具１１３がクリツプ留めさ
れている。短絡用金具１１３は、２個のクリツプ
部１１３ａ，１１３ｂを連結部１１３ｃでつない
で一体化したもので、クリツプ部１１３ａは金属
キヤツプ１１２に導通している。また中央円筒１
１０には熱溶融性の細い絶縁スリーブ１１４が嵌
められおり、短絡用金具１１３のクリツプ部１１
３ｂは、この絶縁スリーブ１１４を介して中央円
筒１１０を挟んでいる。こうして短絡用金具１１
３は中央円筒１１０とは絶縁され、金属キヤツプ
１１２とは電気的に接続するようになつている。
長時間の放電動作により放電管が過熱して絶縁ス
リーブ１１４が溶融すると、クリツプ部１１３ｂ
は、そのばね圧で中央円筒１１０に当接する。こ
うして短絡用金具１１３を介して金属キヤツプ１
１２と中央円筒１１０がシヨートするので、避雷
器装置および電気機器は過熱による事故から保護
される。

また第１０図Ｂの断面図に示されているよう
に、中央円筒１１０には金属棒１１５が導通状態
で取り付けられており、また短絡用金具１１３に
は一部孔１１３ｄがあけられて、この孔１１３ｄ
は、つば部１１６ａを有する金属部材１１６で閉
じられている。金属部材１１６の天井部１１６ｂ
と、金属棒１１５の間には絶縁部材１１７が挟ま
れていて、この絶縁部材１１７によつて金属棒１
１５と金属部材１１６の間にエアギヤツプが形成
されている。したがつてガス放電管が破損してガ
ス漏れをきたした場合には、このエアギヤツプが
ガス放電管に代わつて放電動作し、避雷器機能を
バツクアツプする。

［考案が解決しようとする問題点］ 前記米国特許第4051546号明細書に記載された
ような避雷器装置は、電圧サージによりガス放電
管が過熱した時には、ヒユーズ１０８が溶断して
電話器装置を切り離して保護するが、次に別の高
電圧サージが侵入した場合には、この第２のサー
ジ侵入前に避雷器装置を交換しておかない限り、
全く保護機能をもたない。

また米国特許第4150414号明細書記載の避雷器
装置においては、短絡用金具１１３のクリツプ部
１１３ｂに、ある程度以上のスプリング圧が必要
なのでアームが長くなり、その結果、装置全体の
寸法が大きくなつている。またエアギヤツプを得
るために金属棒１１５と金属部材１１６の間に絶
縁部材１１７を挿入するので、構成的に複雑とな
りコスト高となる等の欠点がある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は上記の問題点を解消して、バツクアツ
プ機能とフエイルセーフ機能とを備えた、構造が
単純な避雷器装置を提供しようとするものであ
る。

すなわち本考案に係る避雷器装置は、三極タイ
プのガス入り放電管を備えた避雷器と、この避雷
器を収容する外囲器とから構成されるもので、上
記放電管の主電極には絶縁薄膜とヒユーズとを介
して金属キヤツプが被せられている。この金属キ
ヤツプは主電極と導通状態にあり、また上記絶縁
薄膜により形成されたエアギヤツプを介して接地
電極と対面している。一方外囲器には、上記放電
管の接地電極に導通するとともにこれを保持する
保持クリツプと、金属キヤツプにばね圧で当接す
る押圧ばねとが配設されている。この押圧ばねは
金属キヤツプを保持クリツプの方向に押し付けて
おり、もし金属キヤツプ内に配設されたヒユーズ
が溶融すると、金属キヤツプは、この押圧ばねに
押されてアース電極保持クリツプに橋絡するよう
になつている。

［作用］ 本考案によれば、ガス漏れなどにより放電管が
その放電機能を欠いた場合には、放電管に代わつ
て、金属キヤツプと接地電極との間に形成された
エアギヤツプでエア放電が生じ、避雷器装置に接
続された通信線および電気機器を保護する。

また持続的な高電圧サージの印加によつて、放電
管が長時間、放電動作して過熱した場合には、金
属キヤツプ内に配設されたヒユーズが溶融し、こ
れにともなつて金属キヤツプは押圧ばねに押され
て保持クリツプに橋絡する。金属キヤツプは主電
極と導通しており、保持クリツプは接地電極と導
通しているので、この金属キヤツプと保持クリツ
プの橋絡により、主電極と接地電極が短絡され、
こうして放電管は過熱から保護され、通信線（電
気機器）も高電圧サージから保護される。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の一実施例に係る避
雷器装置を詳細に説明する。第１図に示すよう
に、避雷器装置は、三極型のガス入り放電管１０
を備えた避雷器２０と、この避雷器２０を収容す
る絶縁性の外囲器３０とから構成される。

ガス入り放電管１０は筒状の金属からなる接地
電極１１と、その両端面に取り付けられた絶縁環
１２、およびこの絶縁環１２の外側に取り付けら
れた一対の主電極１３とから構成されている。

避雷器２０はこのガス入り放電管１０を主体と
して、これに絶縁薄膜２１、熱溶融性のヒユーズ
２２、そして金属キヤツプ２３を取付けることに
よつて構成されるものである。金属キヤツプ２３
は主電極１３と電気的に接続しており、またこの
金属キヤツプ２３と接地電極１１との間には絶縁
薄膜２１によつて間隙すなわちエアギヤツプｇが
形成されている。

次に外囲器３０には、避雷器２０の接地電極１
１を挟む金属製の保持クリツプ３１が取付けられ
ている。この保持クリツプ３１は接地電極１１と
導通しており、また金属リベツト３２によつて板
状の接地端子３３と電気的に接続されている。外
囲器３０には一対の電線路端子３４も取り付けら
れている。この電線路端子３４には、過電圧から
保護されるべき通信線路が接続される。また電線
路端子３４には、押圧ばね３５が導通状態で接続
している。この押圧ばね３５は、避雷器２０の主
電極１３と電気的に接続している金属キヤツプ２
３に当接して、金属キヤツプ２３を上記保持クリ
ツプ３１の方向に押圧する板ばねである。通常の
状態では金属キヤツプ２３と保持クリツプ３１
は、この図面のように間隔Ｄをおいて離れている
が、ヒユーズ２２が溶融した場合には、金属キヤ
ツプ２３は押圧クリツプ３５によつて押されて保
持クリツプ３１に接触するようになつている。

第２図はガス入り放電管１０を取出して示した
もので、円筒状の金属からなる接地電極１１の両
端面に絶縁環１２が取り付けられ、この絶縁環１
２には主電極１３が取り付けられている。主電極
１３は円形の基板部１３ａ、棒状の突起部１３
ｂ、そして接地電極１１の空洞まで延在する放電
部（図示せず）を有している。この主電極１３の
放電部は絶縁環１２の中央の孔（図示せず）に挿
入されて、接地電極１１との間に放電間隔をなし
ている。主電極１３および絶縁環１２は接地電極
１１に密着するように取り付け、こうして構成さ
れた密封容器内にガスを充填することによつて、
ガス入り放電管１０が構成される。

第３図は、ガス入り放電管１０を備えた避雷器
２０を示したもので、主電極１３に、絶縁薄膜２
１、ヒユーズ２２そして金属キヤツプ２３が、そ
れぞれ以下に説明するようにして取り付けられて
いる。

まず絶縁薄膜２１は、第４図に示すように中心
にあけられた孔２１ａと、この孔２１ａを中心に
して放射状に延びる複数の片部２１ｂを有する星
型の薄膜である。この絶縁薄膜２１は、中心の孔
２１ａを主電極１３の突起部１３ｂに嵌めた後、
片部２１ｂを主電極１３の円形基板部１３ａの外
縁に沿つて第４図Ｂのように折り曲げることによ
つて設定される。この絶縁薄膜２１は、第３図に
示されているように接地電極１１の表面に密着し
ている。この絶縁薄膜２１が存在しない領域では
接地電極１１は露出している。

次に、ヒユーズ２２は熱で溶融する材料からな
る第５図のようなリング状の部品である。この中
心の孔２２ａは、主電極１３の突起部１３ｂの外
径に略対応しており、これを主電極１３の突起部
１３ｂに嵌め込むことによつて設定される。この
ヒユーズ２２と主電極１３は電気的に接続してい
る。

金属キヤツプ２３は第６図のようなカツプ状の
部品であつて、その底面に孔２３ａが形成されて
おり、この孔２３ａを主電極１３の突起部１３ｂ
に嵌めることによつて設定される。この金属キヤ
ツプ２３も主電極１３と導通している。

こうして構成される避雷器２０は、第３図Ｂの
断面図に示されているように、金属キヤツプ２３
と接地電極１１との間に、絶縁薄膜２１によつて
形成されたエアギヤツプｇを有している。

第７図は、外囲器３０に取り付ける保持クリツ
プ３１の断面を示したものである。この保持クリ
ツプ３１は、円弧部分３１ａの内側に、避雷器２
０の円筒形の接地電極２１がばね接触して嵌め込
まれるように設計されている。保持クリツプ３１
は第１図に示したように、金属リベツト３２を介
して接地端子３３に導通するように取り付けられ
る。

第８図は外囲器３０に取り付ける押圧ばね３５
で、これは板ばねをＶ字形に折り曲げて作製され
る。この押圧ばね３５は２個、互いに対面させて
第１図のように外囲器３０の直立壁３６に押着し
て設定され、この２個の押圧ばね３５の間に避雷
器２０が嵌め込まれる。こうして避雷器２０を嵌
め込むと、この押圧ばね３５の折り曲げ部分３５
ａに避雷器２０の金属キヤツプ２３が当接し、押
圧ばね３５はＵ字形に撓む。押圧ばね３５は直立
壁３６にしつかり押着しているので、このばね圧
は金属キヤツプに平均し避雷器２０の位置が固定
される。なお押圧ばね３５の折り曲げ部分３５ａ
は、第８図ＢのようにＵ字形に切り取られてい
て、この切欠部分に主電極１３の突起部１３ｂが
挿入されるようになつている。

こうして構成される避雷器装置において、雷な
どの高電圧サージが電線路に侵入した場合には、
電線路端子３４からサージが印加しガス入り放電
管１０の一対の主電極１３と接地電極１１との間
で放電動作がなされ、サージは接地端子３３を介
して大地に放出されるので、電線路に接続された
通信路や電気機器や通信線はサージから保護され
る。

また何らかの原因でガス入り放電管１０のガス
が漏出して、放電管１０が上記のようなガス放電
機能を失つた場合において、電線路に高電圧が印
加すると、放電管１０に代わつて、金属キヤツプ
２３と接地電極１３の間のエアギヤツプｇでエア
放電がなされるので、電線路に接続した電気機器
等は損傷を免れる（フエイルセーフ機能）。

また電力線の混触などによつて、電線路に、長
時間にわたつて高電圧サージが侵入した場合には
始めは、ガス入り放電管１０において放電動作が
行なわれるが、放電管１０が過熱すると、主電極
１３に嵌められたリング状のヒユーズ２２が融解
し、金属キヤツプ２３が、押圧ばね３５の力によ
つて保持クリツプ３１に接触するようになる。先
述したように金属キヤツプ２３は主電極１３と導
通しており、保持フリツプ３１は接地電極１１と
導通しているので、ガス入り放電管１０は短絡
し、持続的な高電圧サージも確実に大地に放出さ
れ、電気機器は保護される（バツクアツプ機能）。
特に金属キヤツプが接地電極１１自体に接触する
のでなく、保持クリツプ３１に接触するようにな
つているので、サージはより確実に大地に放出さ
れる。

［考案の効果］ 以上のように本考案に係る避雷器装置は、構造
が単純で構成部品数も少ないため部品の製作が簡
単で、また主電極の突起部に各部品を嵌め込んで
いくので組立ての作業も容易である。こうして製
造コストを低減することができるとともに、さら
にこの避雷器装置は、長時間の高電圧サージが印
加した場合においても、またガス放電管が放電機
能を失つた場合でも、確実に電気機器を保護する
ことができるので信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る避雷器装置の
一部切欠した断面図、第２図は上記実施例に使用
される放電管の正面図、第３図は上記実施例に使
用される避雷器を示す図、第４図は上記実施例に
使用される絶縁薄膜を示す図、第５図は上記実施
例に使用されるヒユーズを示す図、第６図は上記
実施例に使用される金属キヤツプを示す図、第７
図は上記実施例に使用される保持クリツプを示す
図、第８図は上記実施例に使用される押圧ばねを
示す図であり、第９図および第１０図はそれぞれ
従来の避雷器装置を示す図である。 １０……放電管、１１……接地電極、１２……
絶縁環、１３……主電極、２０……避雷器、２１
……絶縁薄膜、２２……ヒユーズ、２３……金属
キヤツプ、３０……外囲器、３１……保持クリツ
プ、３２……金属リベツト、３３……接地端子、
３４……電線路端子、３５……押圧ばね。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 両端面が開いた管状の接地電極と、この接地電
   極の両端面に気密に取り付けられた一対の絶縁環
   と、この絶縁環の外側端面に密封封着されたこの
   絶縁環の中央孔を通つて上記管状の接地電極の空
   洞まで延在する放電部および絶縁管の端面に密着
   する円形の基板部および上記接地電極の軸の延長
   上に外側に突出した棒状の突起部をそれぞれ有す
   る一対の主電極とから構成された気密放電容器内
   にガスを充填し、上記各主電極と接地電極との間
   に放電間隔を形成した三極型のガス入り放電管
   と、 上記主電極の棒状突起部の端面より大きい孔を
   その突起部に嵌めて配設した後、上記主電極の基
   板部の外縁で折り曲げて上記接地電極の表面の少
   なくとも一部分に密着するようにした絶縁薄膜
   と、 上記主電極の棒状突起部に嵌め込んでこの主電
   極の基板部上で上記絶縁薄膜に重なるように設定
   したリング状の熱溶融性の金属からなるヒユーズ
   と、 カツプ状のその底面に設けた孔を上記主電極の
   突起部に嵌め込んで配設した、この主電極とは導
   通状態にあり、且つ接地電極とは上記絶縁薄膜が
   部分的に挟み込まれてこの絶縁薄膜の厚さによつ
   て限定されたエア放電可能なエアギヤツプをおい
   て対面するようにした金属キヤツプと、 から構成された避雷器を、 大地と電気的に接続され且つ上記避雷器の接地
   電極と導通するとともにこの避雷器を保持するよ
   うに配設した金属製の保持クリツプと、保護され
   るべき電線路と接続され且つ上記避雷器の金属キ
   ヤツプに当接してこの金属キヤツプを上記保持ク
   リツプの方向に押え付け上記避雷器のヒユーズが
   溶融するとそのばね圧によつて金属キヤツプを上
   記保持クリツプに接触させるように配設した押圧
   ばねと、を有する外囲器、 に収容したことを特徴とする避雷器装置。