JPH0219926Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、酸化亜鉛素子（以下、ZnO素子と称
する）を使用したギヤツプレス避雷器の改良に関
する。

［考案の技術的背景とその問題点］ 金属酸化物を主成分とする非直線の良い非直線
抵抗素子として、ZnO素子を積み重ねてギヤツプ
レス避雷器とする時の従来の構成例を第１図に示
す。図において、ZnO素子１を定格電圧に従つて
金属板２を介して積み重ねて、碍子、金属タンク
等の避雷器容器に収納し固定して避雷器とする。

第１図に示すようなギヤツプレス避雷器を電力
用回路、特に超高圧送電系統、ケーブル系統等に
適用した場合、避雷器に流れる開閉サージ電流は
非常に大きくなり、それとともにZnO素子の放電
耐量はその開閉サージ電流に耐えうるものとしな
ければならない。その方法としては、素子形状の
増大化が考えられるが、素子形状をあまり大きく
すると製造上、あるいは素子品質上問題を生ず
る。そこで、ZnO素子を並列接続することが考え
られている。つまり、ZnO素子を並列接続するこ
とによつて、開閉サージ電流を並列接続ZnO素子
に分流させて避雷器全体としての耐量を上げるこ
とができるが、これを収納する避雷器容器の径を
大きくしなければならず、据付スペースの問題や
避雷器特性（汚損特性等）の問題も考えられてく
る。

そこで、近年ではZnO素子を収納する避雷器容
器の径を大きくすることなく放電耐量の向上を図
ることのできるギヤツプレス避雷器として、例え
ば第２図または第３図に示すようなものが提案さ
れてきている。なお、第１図と同一部分は同一符
号を付している。

まず第２図において、金属酸化物を主成分とす
るZnO素子１ａ、及び１ｂの上・下に金属スペー
サ２が接続される。また、高圧側短絡板３ａは
ZnO素子１ａの上部電極とZnO素子１ｂの下部電
極と接続され、接地側短絡板３ｂはZnO素子１ａ
と１ｂの直列接続部に接続され、特性要素４ａが
形成される。さらに接地側短絡板３ｂは特性要素
４ｂにおけるZnO素子１ｃと１ｄのそれぞれの上
部電極及び下部電極に接続される。最終的には、
ZnO素子１ａと１ｂは並列接続、そして特性要素
４ａと４ｂは絶縁板５を介して直列接続されるこ
とになる。このようにして特性要素は定格電圧に
応じて積み上げられ、避雷器を形成する。

一方第３図においては、ZnO素子１を金属スペ
ーサ２とともに交互に積み上げ、特性要素４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄとして特性要素４ａと４ｂ及び
４ｃと４ｃが並列接続になつており、さらにそれ
らが互いに直列接続になつている。

かかる第２図に示した避雷器によれば、２個の
ZnO素子１ａ，１ｂは短絡板３ａ，３ｂで並列接
続が容易に行なえ、しかも並列接続素子を横置き
ではなく縦置きとしているので、これらZnO素子
を組み合わせた特性要素４を碍管あるいはタンク
等の避雷器容器の内部に収納した場合、それら内
径の大きなものを使用する必要がない。また第３
図のものにおいても、同様の作用効果が得られ
る。

従つて、かかる構成の避雷器とすることによ
り、避雷器容器の径を大きくすることなくZnO素
子を並列接続することができ、又避雷器の放電耐
量の増加を図ることができる。

然乍ら、上述した第２図または第３図の構成の
ギヤツプレス避雷器においては次のような問題が
ある。

(a) 高圧側短絡板３ａを長くとつて、並列接続す
るZnO素子１の２枚間または２組間を通過さ
せ、接地側まで及んで構成していることから、
ZnO素子１と高圧側短絡板３ａ間、高圧側短絡
板３ａと接地側短絡板３ｂ間等における絶縁の
問題、電位分布の乱れ等の問題が多く、高定格
の避雷器としては適用不可能である。

(b) ZnO素子１間を短絡する高圧側および接地側
の各短絡板３ａおよび３ｂの他に、別個に各
ZnO素子１の上、下部に夫々金属スペーサ２を
使用していることから、部品点数が多く複雑で
この内部構成にて避雷器を構成すると、耐震性
能が低下する。

(c) ZnO素子ユニツトを絶縁離隔するための絶縁
板５は平板または円板状のものであることか
ら、ZnO素子１の構造上のがたつきが発生し易
い。

［考案の目的］ 本考案は上記のような問題に鑑みて成されたも
ので、その目的は避雷器容器の径を大きくするこ
となくZnO素子を並列接続することができ、放電
耐量の増加を図ることが可能な小形、軽量で高定
格のギヤツプレス避雷器を提供することにある。

［考案の概要］ 上記の目的を達成するために本考案では、高圧
側、接地側の各端面の中央部に円形の溝部が設け
られると共に各端面の周縁部に短絡板嵌込み用の
２個の凹部が設けられた円柱状の絶縁部材の、各
溝部に円盤状の酸化亜鉛素子をそれぞれ挿入し、
かつ酸化亜鉛素子と面接触する２カ所のスペーサ
部を有する高圧側、接地側の各短絡板を、絶縁部
材の各端面の凹部に嵌込んで交互に配置して、各
酸化亜鉛素子の高圧側同士を高圧側短絡板で接続
すると共に接地側同志を接地側短絡板で接続した
避雷器ユニツトを、所定段数だけ積み重ねて避雷
器本体とし、絶縁ガスが封入された避雷器容器内
に避雷器本体を収納して成り、絶縁部材の各溝部
の溝寸法を、酸化亜鉛素子の厚さ寸法と、各短絡
板のそれぞれの厚さ寸法との和にほぼ等しくして
いる。

［考案の実施例］ 以下、本考案を図面に示す一実施例について説
明する。第４図ａ〜ｆは本考案によるギヤツプレ
ス避雷器の内部構成例を示すもので、図面ａはそ
の平面図、同図ｂ，ｃは同図ａのＡ−A′断面図、
同図ｄは電気的等価回路図、同図ｅはスペーサ部
を共有する短絡板の構成を示す図、同図ｆは同図
ａ〜ｃにおける絶縁部材６の外観を示す斜視図で
あり、第１図〜第３図と同一部分には同一符号を
付して示している。

本実施例の避雷器は図示の如く、２つのZnO素
子を絶縁部材６と短絡板７を使用して、並列接続
の直列（１柱）構成とするものである。つまり、
第４図ａ，ｂ，ｆに示す如く、高圧側、接地側の
各端面の中央部にZnO素子１が入る程度の円形の
溝部が設けられると共に、各端面の周縁部に短絡
板嵌込み用の２個の凹部６ａ，６ｂが設けられた
円柱状の絶縁部材６の、各溝部に円盤状のZnO素
子１をそれぞれ挿入し、かつZnO素子１と面接触
する２カ所のスペーサ部７′を有する高圧側、接
地側の各短絡板７ａ，７ｂを、絶縁部材６の各端
面の凹部６ａ，６ｂに図示の如く嵌込んで交互に
配置し、各ZnO素子１の高圧側同士を高圧側短絡
板７ａで接続すると共に、接地側同志を接地側短
絡板７ｂで接続することにより、２並列（２柱）
構成のZnO素子１を並列接続の直列（１柱）構成
の避雷器ユニツトとしたものである。ここで、絶
縁部材６の各溝部の溝寸法は、ZnO素子１の厚さ
寸法と、各短絡板７ａ，７ｂのそれぞれの厚さ寸
法との和にほぼ等しくしている。そしてかかる避
雷器ユニツトを、第４図ｃの如く多数段積み重ね
て同図ｄの如き電気的等価回路の避雷器本体と
し、これを同図ａの如く絶縁ガスを封入した避雷
器容器９内へ収納してギヤツプレス避雷器を構成
している。

かかる構成のギヤツプレス避雷器においては、
以下のような効果が得られるものである。

(a) 高圧側、接地側端面の夫々にZnO素子１が入
る程度の円形の溝部が設けられた円筒状絶縁部
材６によつてZnO素子１を切離し、ZnO素子１
の高圧側、接地側には２カ所のスペーサ部７′
を有する高圧側、接地側の各短絡板７ａ，７ｂ
を交互に配置して並列接続の直列（１柱）構成
としているので、２並列（２柱）構成が必要と
されるZnO素子を１柱構成とすることができ
る。

(b) 上記(a)項の構成が可能となるので、避雷器容
器９の径を大きくすることなく、避雷器据付の
スペース問題や避雷器特性（汚損特性等）の問
題を解決し、放電耐量の増加を図ることができ
る。

(c) 上記(a)項の理由により、避雷器の小形化、軽
量化を図り、極めて信頼性の高いものとするこ
とができる。

(d) 高圧側、接地側の短絡板７ａ，７ｂを、並列
接続するZnO素子１の１枚毎の所を通過させ接
地側まで及んで構成しているので、短絡板７
ａ，７ｂの長さを最小の長さとして絶縁の問
題、電位分布の乱れ等の問題をなくすることが
できる。これにより、電位分布、耐量、絶縁設
計等を考慮して、高定格の有効なギヤツプレス
避雷器を得ることが可能となる。

(e) ZnO素子１間を短絡する高圧側、接地側の短
絡板７ａ，７ｂの直接ZnO素子１と接触する箇
所には、ZnO素子１の電極メタリコンしてある
寸法よりも小さめの径の円形上のスペーサ部
７′を設け、且つこれら短絡板７ａ，７ｂとス
ペーサ部７′を夫々一体構造としているので、
構成的にも簡単で耐震性能を大幅に向上させる
ことができる。

(f) 円筒状絶縁部材６の高圧側、接地側の夫々の
端面に、ZnO素子１が入る程度の円形溝を設け
ているので、これによりZnO素子１の構造上の
がたつきを防止すると共に、高圧側、接地側の
夫々の短絡板７ａ，７ｂ間、ないし高圧側、接
地側の各短絡７ａ，７ｂとZnO素子１との間等
における絶縁離隔の問題のない構成とすること
ができる。

(g) 避雷器をユニツト化しているので、極めて簡
単に積層して組み立てることができる。

(h) 絶縁部材６の各溝部の溝寸法を、ZnO素子１
の厚さ寸法と、各短絡板７ａ，７ｂのそれぞれ
の厚さ寸法との和にほぼ等しくしているので、
避雷器ユニツトを多段に積層した場合には、各
ユニツトの絶縁部材６の周縁部同士が互いに面
接触した状態で積層され、上方のユニツト全体
の重量が下方のユニツトのZnO素子１にかかる
ことがなく、重みによつてZnO素子１が破損す
るようなこともない。

尚、本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、次のようにしても実施することができるも
のである。

(a) 第５図ａおよびｂは、本考案の他の実施例に
よるギヤツプレス避雷器の平面図および電気的
等価回路図を示したものである。つまり本実施
例は、上記第４図の如く２並列接続した直列
（１柱）構成のものを２柱構成としたもの、換
言すれば４並列構成が必要とされるものを２並
列構成としたものである。かかる構成とするこ
とにより、前述したａ〜ｆと同様の効果が得ら
れるばかりでなく、可成りのZnO素子の並列数
が必要とされる内部構成を、その半分若しくは
半分以下の並列数構成の避雷器とすることが可
能となる。

(b) 上記実施例の避雷器としては、タンク形（密
閉形）、碍子形のいずれでも適用することが可
能である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、高圧側、
接地側の各端面の中央部に円形の溝部が設けられ
ると共に各端面の周縁部に短絡板嵌込み用の２個
の凹部が設けられた円柱状の絶縁部材の、各溝部
に円盤状のZnO素子をそれぞれ挿入し、かつZnO
素子と面接触する２カ所のスペーサ部を有する高
圧側、接地側の各短絡板を、絶縁部材の各端面の
凹部に嵌込んで交互に配置して、各ZnO素子の高
圧側同士を高圧側短絡板で接続すると共に接地側
同志を接地側短絡板で接続した避雷器ユニツト
を、所定段数だけ積み重ねて避雷器本体とし、絶
縁ガスが封入された避雷器容器内に避雷器本体を
収納して成り、絶縁部材の各溝部の溝寸法を、酸
化亜鉛素子の厚さ寸法と、各短絡板のそれぞれの
厚さ寸法との和にほぼ等しくするようにしたの
で、避雷器容器の径を大きくすることなくZnO素
子を並列接続することができ、かつ放電耐量の増
加を図ることができ、しかも組み立てが簡単で
ZnO素子の破損を生じることもない小形、軽量で
高定格を有する極めて信頼性の高いギヤツプレス
避雷器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のギヤツプレス避雷器の内部構成
を示す縦断面図、第２図および第３図は従来の避
雷器の要部を示す縦断面図、第４図ａ〜ｆは本考
案の一実施例を示す図、第５図ａ，ｂは本考案の
他の実施例を示す図である。 １ａ〜１ｄ……ZnO素子、２……金属スペー
サ、３ａ，３ｂ、７ａ，７ｂ……短絡板、４，４
ａ〜４ｈ……特性要素、５……絶縁板、６……絶
縁部材、６ａ，６ｂ……凹部、７′……スペーサ
部、８……絶縁ガス、９……避雷器容器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 高圧側、接地側の各端面の中央部に円形の溝部
   が設けられると共に前記各端面の周縁部に短絡板
   嵌込み用の２個の凹部が設けられた円柱状の絶縁
   部材の、前記各溝部に円盤状の酸化亜鉛素子をそ
   れぞれ挿入し、かつ前記酸化亜鉛素子と面接触す
   る２カ所のスペーサ部を有する高圧側、接地側の
   各短絡板を、前記絶縁部材の各端面の凹部に嵌込
   んで交互に配置して、前記各酸化亜鉛素子の高圧
   側同士を高圧側短絡板で接続すると共に接地側同
   志を接地側短絡板で接続した避雷器ユニツトを、
   所定段数だけ積み重ねて避雷器本体とし、絶縁ガ
   スが封入された避雷器容器内に前記避雷器本体を
   収納して成り、前記絶縁部材の各溝部の溝寸法
   を、酸化亜鉛素子の厚さ寸法と、各短絡板のそれ
   ぞれの厚さ寸法との和にほぼ等しくしたことを特
   徴とするギヤツプレス避雷器。