JPH02203501A - 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、配電線路等に設置された避雷器に定格を超え
る雷サージ等が到来した時の爆発・飛散を防止する為の
放圧構造を具備した避雷器に関するものである。

（従来の技術） 近年雷サージ等の異常電圧から各種機器を保護する目的
の下に配電線路に多くの避雷器が設置使用されているこ
とは周知である。

現在、−ｇに用いられている避雷器としては、酸化亜鉛
（ＺｎＯ）を主成分とした焼成品が優れた非直線抵抗特
性を有する点に着目し、これを限流要素として適用した
ギャップレス避雷器が主に使用されている。

これは直列ギャップの不要、応答性が良く、多重雷に充
分責務を果たす等避雷器の性能が向上すること、動作責
務時無続流でエレメントの劣化がないこと、小型軽量化
が可能なこと及びモールド形避雷器の開発が容易なこと
等の数多くの利点を有する。

そして、その代表的構造例としては、第５図及び第６図
の半分縦断正面図に示された避雷器が使用されている。

即ち、第５図の避雷器は、外周に傘状の突起（１）を多
段に設け、且つ両端に開口部を穿設した磁器製の外皮絶
縁碍管（２）（以下、単に碍管とする）内に複数個の限
流要素（３）−を重ねて収容固定し、前記開口部の線路
側開口部（同図の上端に相当する、）に線路側電極端子
（４）を配設し、これに電気的に接続した導電性接続板
（電極）（５）及び課電側電極（６）が配設されている
。

更に、前記課電側電極（６）の直下には弾性コイルばね
を有する圧支器（７）を配し、この圧支器（７）の弾性
コイルばねの弾力によって前記限流要素（３１−を押圧
固定するようにしている。

一方、碍管（２）の他の開口部、即ち、接地側開口部（
同図の下端に相当する。）にはシーマ金具（８）がシー
ル材（９）を介在して封着する如く設けられ、そして、
このシーマ金具（８）に接地側電極端子００）が電気的
に接続して取付けられている。

また、前記線路側開口部には、線路側電極端子（４）を
包蔵して碍管（２）内への水分や塵埃の侵入を封止する
キャンプ金具（ＩＩ）を被冠させている。

符号０２）は避雷器自体を配電線路に取付ける為の支持
金具であって、碍管（２）の下端外周に嵌着されている
。

第５図の避雷器の構成は以上の通りであるが、第６図に
示す避雷器は、同図にある通り、前述の非直線抵抗特性
を有する限流要素（３）を熱硬化性樹脂等の絶縁材料で
成形された耐圧絶縁筒０４１内に複数個積層し、その両
端に線路側或いは接地側の各電極０９０９を配設し、更
に、これらをエポキシ樹脂、シリコンゴム系、エチレン
アセテート系等の熱収縮性チューブ０６）で被覆した構
造である。

以上の如く、従来の避雷器は前述の構造を有するが、配
電線路に設置された場合には、通常の対地電圧に対して
は限流要素（３）が高抵抗値を示して遮断するが、雷サ
ージ等の異常電圧が発生すると、限流要素（３）が低抵
抗値を示して異常電圧を大地へ逃がし、配電線路の異常
電圧が消滅すれば、限流要素（３）が高抵抗値に戻って
通常の対地電圧を維持する。

この動作によって配電線路の周辺機器を雷サージ等から
保護する性能をもっている。

（発明が解決しようとする課題） 避雷器は上述の機能を果たすが、直撃雷等の定格を超え
るサージ電圧が到来した場合には、限流要素（３）が破
壊されることがある。

避雷器の破壊形態は、貫通破壊又は沿面閃絡等であるが
、いずれにしてもアーク熱により大量のガスが発生する
。

避雷器内に大量のガスが発生すると、内部圧力が急激に
上昇する。

このような事態に到った場合、上述の従来避雷器にあっ
ては次の問題が発生する。

即ち、第５図の避雷器は、限流要素（３）の耐候性を配
慮して磁器製の碍管（２）による密封構造とじている関
係上、内部圧力が急、激に上昇すると前記碍管（２）が
内部圧力に抗しきれず、終いには避雷器が爆発・飛散す
る危険があった。

また、第６図の避雷器にあっても上述の如く、避雷器の
定格を超えるサージ電圧が到来し、限流要素（３）が破
壊され、避雷器の内部圧力が急激に高まった場合には、
耐圧絶縁筒０４）が内部の高温高圧ガスによって破裂し
、次いで、熱収縮性チューブ０５１をも破裂して大気中
に放出される。

従って、前述の避雷器が市街地において使用された時に
は、いずれも人身事故の可能性が高くなる。

以上の如く、従来の避雷器においては、避雷器の定格を
超えるサージ電圧が到来し、限流要素が破壊され、避雷
器の内部圧力が急激に高まった場合に破裂脱落するが、
これは避雷器自体に放圧構造を具備していないことに起
因する。

この放圧構造を具備した避雷器としては、時開・昭６１
−２４３６１６号公報等に開示されて明らかな如く、碍
管の両端とそこに被冠したキャップ金具との間に破裂板
を配設し、雷サージによって限流要素が破壊し、碍管内
部の圧力が象、激に高まった時、この破裂板が破裂して
碍管内の高温高圧ガスの放圧路を形成し、ガスを大気へ
放出するような放圧構造を有する避雷器が提案されてい
るが、この避雷器では、碍管への破裂板の取付は金具等
が必要となり、避雷器を配電線路に取付ける際にそれら
が邪魔となるばかりでなく、高圧の内部ガスを瞬時に放
出することが困難となって、碍管が破裂し、爆発的飛散
状態になり品い。

また、時開・昭６１−１５１９１３号公報にある通り、
キャップ金具と耐圧絶縁筒との間に内部ガスの放出間隙
を形成し、この間隙より内部ガスを放出する構造の避雷
器や時開・昭６２−１９５８１１号公報にある通り、耐
圧絶縁筒を籠状に成形して開口部を形成し、これを放圧
構造とした避雷器が提案されているが、キャップ金具と
耐圧絶縁筒との間に特別の構成にする必要があること、
又耐圧絶縁筒自体を籠状に成形するので、その成形に特
別な手段を用いなければならないこと、また、何れも碍
管内部の高圧ガスを放出することが所定通りにいかず、
碍管が破裂脱落して内部の限流要素の飛散を防止するこ
とが困難である。

本発明は上述の諸点に鑑み発明されたものであって、避
雷器に定格を超える雷サージ等が到来した際でも、サー
ジ電圧を速やかに放出し、避雷器の爆発・飛散を防止す
る為の放圧構造を具備した避雷器を提供することを課題
とする。

（！ｉ題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明は、複数個の限流要素
とこの限流要素と電気的に接続された一対の電極を収容
した弾性絶縁材料よりなる耐圧絶縁筒を絶縁材料製の外
皮絶縁体内に収容固定した避雷器において、前記耐圧絶
縁筒周面にスリット状放圧孔を複数個設ける構成にし、
又このスリット状放圧孔は、該耐圧絶縁筒の軸方向に沿
い、且つ外部閃絡の移行に支障がない範囲及び限流要素
を収容固定する強度が必要な面積を除いた範囲にわたっ
て穿設する他、このスリット状放圧孔を２個以上、好ま
しくは３個穿設した構成にしたこと、そして、上記耐圧
絶縁筒は、熱硬化性樹脂にガラス繊維等の補強材を添加
し、且つその補強材は成形物の軸方向に対して３５〜５
５度の範囲内の配向方向となるべく成形した構成を避雷
器に採用し、課題の解決手段とした。

（作　用） 本発明の避雷器の構成として、放圧構造として耐圧絶縁
筒周面にスリット状放圧孔を穿設し、その穿設の範囲は
、軸方向に沿い外部閃絡の移行に支障がない範囲及び限
流要素を収容固定する強度が必要な面積を除いた範囲に
わたって穿設した理由は、耐圧絶縁筒は限流要素を収容
固定する為に軸方向に対する強度上、また、直接雷等に
よるサージ電圧による限流要素の破壊によって生ずる外
部閃絡の移行に支障がないだけの面積が必要であるとの
理由、及びこの絶縁筒の外周には、外周に傘状の突起を
多段に設けた碍管を被覆するので、放圧孔がその開口面
積が広いもの、例えば、円形放圧孔を散設した構造であ
れば、該傘状の突起と放圧孔とが相対する箇所ではその
部分が陥没し、放圧孔を閉鎖するので放圧機能上又は外
観上好ましくない状況となり、また、放圧孔が散在して
いると放圧孔以外において破裂することが多く、放圧孔
を耐圧絶縁筒に設けた意義がない、この為、本発明では
上記の如く放圧孔は連続して開口するスリット状とした
。

次に、放圧孔を耐圧絶縁筒周面に２個以上、好ましくは
２個乃至４個穿設した理由は、内部の高圧ガスの圧力に
抗するに必要な耐圧絶縁筒の強度上の観点からである。

即ち、高圧ガスの放出する際の放出圧に対する強度は、
放圧孔相互間に形成される面積により保持している関係
上、放圧孔を５個以上穿設すると、その面積が少なくな
り、高圧ガスの放出圧に抗しきれず、逆に２個未満の放
圧孔とすれば、その面積が大きくなり、放圧孔の開口面
積を大きくする必要があって強度上影響が生ずる。

この為、放圧孔は放圧機能と耐圧絶縁筒の強度上の理由
から、本発明は放圧孔を耐圧絶縁筒周面に２個以上、好
ましくは２個乃至４個穿設した。

そして、耐圧絶縁筒は、熱硬化性樹脂にガラス繊維等の
補強材を添加し、且つその補強材は成形物の軸方向に対
して３５〜５５度の範囲内の配向方向となるべく成形し
た理由↓よ、ガラス繊維等の補強材を半径方向に配向す
ると、該補強材が配向されている方向に対しての強度は
増すが、それはその方向のみに有効であって、耐圧絶縁
筒の半径方向に対する強度が劣化することが知見された
。

即ち、耐圧絶縁筒に配合する補強材が半径方向の配合状
態に成形された場合には第７図にある通り破裂脱落し、
内部の限流素子が飛散した状態となっているが、本発明
の場合には耐圧絶縁筒は破裂するが爆発的飛散状態にな
らなかったとの実験結果から、上述の通りの補強材配合
とした。

（実施例） 以下、本発明の実施例に係る避雷器について、第１図乃
至第３図に基すき詳述する。

第１図は本発明の実施例に係る避雷器を示す縦断面図で
あって、ガラス繊維状等の補強材を配合した熱硬化性樹
脂製の耐圧絶縁筒（２０）の一端に接地側電極（２１）
を挿入し、ビン孔（２８）にビン（２２）を挿入固定す
る。

この耐圧絶縁筒（２０）には後述する形状のスリット状
の放圧孔（２３）が軸方向に穿孔されている。

そして、前記耐圧絶縁筒（２０）内に複数個の限流要素
（３）　（３）を重ねて収容し、圧支器（２４）を介在
して他方の線路側開口部（同図の上端に相当する。）に
線路側電極（２５）を挿入し、上述と同様にしてピン孔
（２８）にビン（２２）を挿入固定する。

前記圧支器（２４）は、ばね受は部材（２４１）に帯状
導体板（２４２）を固定し、この中に弾性コイルばね（
２４３）を設けた構成であり、線路側及び接地側の電極
（２５）　（２１）間にある限流要素（３）を耐圧絶縁
筒（２０）内で押圧固定する。

次に、外周に傘状の突起（２６ａ）を多段に形成した熱
収縮性チューブ（２６）を用意し、このチューブの内面
に接着剤（２７）を塗布した後、耐圧絶縁筒（２０）及
び線路側、接地側の両電極（２５）　（２１）の基部の
外周を覆うように嵌合する。

そして、上述のように組み込まれた避雷器を加熱炉の中
に入れ、所定の温度及び時間で加熱すると、熱収縮性チ
ューブ（２６）が熱収縮すると共に接着剤（２７）が溶
融硬化して耐圧絶縁筒（２０）の外周に密着固定される
。

尚、符号（２５ａ）　（２１ａ）は線路側、接地側の両
電極（２５）　（２１）の端子、（２９）　（２９）は
線路側、接地側に被冠させたキャップ金具である。

本発明の避雷器の基本構造は以上の通りであるが、耐圧
絶縁筒（２０）及びスリット状放圧孔（２３）の構成は
次の通りとした。

スリット状放圧孔（２３）は、第２図の正面図及び第３
図の横断面図にある通り、耐圧絶縁筒（２０）に幅６Ｉ
ＩＩ１１、長さ１５５ｍｍのスリット状の開口面積をも
つ放圧孔（２３）を、両端から約６０ｍ１Ｉｌの位置に
軸芯に沿って穿孔し、そして、それらは第３図に示す通
り、円周方向に１２０度の位相をもって３個設けている
。

放圧孔（２３）の数は前述の通り、上記の実施例に限ら
ず、２個又は４個設けるようにしてもよいが、放圧孔（
２３）を２個にした場合は、内部ガスの放圧量が少なく
なるので、スリット状の開口面積を３個の場合に比べて
幅を１．５倍の９ｆｆ１１にする必要がある。また、放
圧孔（２３）を４個にした場合は、内部ガスの放圧量が
多くなるが、放圧孔（２３）相互間の面積が３個の場合
に比べて小さく、内部ガスの放圧力に対して若干劣化す
るきらいがある。

このことは、実験の結果からＩｉＩ　ｉＵできたもので
あって、結局、放圧孔（２３）は円周方向に１２０度の
位相をもって３個設けた場合が放圧機能、耐圧絶縁筒（
２０）の強度上の観点からみて最適である。

次に、耐圧絶縁筒（２０）の成形手段について説明する
と、第４図の工程図にある通り、多数のガラス繊維のフ
ィラメントの束を適当にバインダーで付着して紐状に成
形した補強材Ｆを芯金Ａの軸芯に対して４５度の巻付は
角度でもって巻回する。

その後、熱硬化性樹脂として液状のエポキシ樹脂を巻回
した補強材Ｆに含浸させ、所定時間室温で放冷し、硬化
させる。

硬化後、芯金Ａを抜き取り、３箇所に前述の寸法をもつ
スリット状放圧孔（２３）を機械加工によって穿孔する
。

以上のようにして耐圧絶縁筒（２０）を成形するが、強
化材Ｆの巻付は角度は、上述の実施例では４５度の巻付
は角度としたが、５５度〜３５度の巻付は角度でも同効
である。

即ち、補強材Ｆの巻回を周方向とすれば、実験によれば
、放圧後破裂脱落した事実が認められたが、本実施例の
場合ではそのような事実は認められなかったことから、
上述の範囲とした。

そこで、本発明の避雷器を供試器として放圧試験を行っ
たところ、第８図Ａ−Ｄの結果が確認された。

即ち、第８図Ａ、Ｂは素子貫通例であるが、第８図Ａは
放圧時に熱収縮性チューブ並びに耐圧絶縁筒は一部破裂
するがいづれも爆発的飛散状態となっておらず、破片も
所定範囲に収まり断落していない。また、第８図Ｃ，Ｄ
は沿面閃絡（素子沿面）例であるが、この場合にあって
も第８図Ａ、Ｂの素子貫通例と同様の結果が認められた
。

（発明の効果） 本発明の避雷器によれば、限流要素を保持する耐圧絶縁
筒に軸方向のスリット状放圧孔を穿孔することにより、
内部に発生したガス圧を熱収縮性チューブに直接作用さ
せ、その局部的破壊によって放圧路を形成してガスを大
気中へ放出させ、内圧を下げて避雷器の爆発・飛散が防
止できる。

従って、この種避雷器の安全性を高め、配電線路に適用
した場合の保守・管理が従来に比べて容易となる。

そして、耐圧絶縁筒に穿孔した放圧孔は、放圧機能が最
適なスリット状に形成し、又耐圧絶縁筒自体も補強材の
配向を特別な方向にしたので、放圧路の形成が容易とな
るばかりでな（、放圧後の破裂脱落が無く、内部に収容
した限流要素が飛散せず、人身事故等の危険性が皆無と
なる。

しかも、その成形組立も容易である等々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る避雷器を示す正面断面図
、第２図は本発明の実施例に係る避雷器に適用する耐圧
絶縁筒の一部切欠正面図、第３図は同横断面図、第４図
は耐圧絶縁筒の成形工程を示す説明図、第５図及び第６
図は従来の避雷器を示す半分断面図、第７図は従来の避
雷器における破裂状態を示す斜視図、第８図Ａ−Ｄは本
発明の避雷器の放圧試験後の外観及び耐圧絶縁筒を示す
斜視図である。 符号の名称は以下の通りである。 （１）−ｍ−傘状の突起、（２）−碍管、（３）−・限
流要素、（４）線路側電極端子、（５）−電極導電板、
（６）−電極、（７）・・−圧支器、（８）−・シーマ
金具、（９）−シール剤、００）接地側電極端子、（ｌ
＋）　（２９）−キャップ金具、０２）・−支持ハンド
、０４）−耐圧絶縁筒、０５）−電極、θω−熱収縮性
チューブ、Ｑトー耐圧絶縁筒、（２１）−接地側電極、
（２１ａ）−接地側電極端子、（２２）・・・耐圧絶縁
筒固定ピン、（２３）−スリット状放圧孔、（２４）・
・圧支器、（２４１）・−ばね受は部材、（２４２）　
−’−帯状導体板、（２４３）−・−弾性コイルばね、
（２５）−線路側電極、（２５ａ）・・−線路側電極端
子、（２６）〜・熱収縮性チューブ、（２７）・・接着
剤、（２８）・・−耐圧絶縁筒固定ピン挿大孔、八−芯
金、Ｆ−補強材。 特許出願人　音羽電機工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の限流要素とこの限流要素と電気的に接続
   された一対の電極を収容した弾性絶縁材料よりなる耐圧
   絶縁筒を絶縁材料製の外皮絶縁体内に収容固定した避雷
   器において、前記耐圧絶縁筒にスリット状放圧孔を複数
   個穿設したことを特徴とする避雷器。
2. （２）前記請求項（１）記載の避雷器において、耐圧絶
   縁筒に穿設するスリット状放圧孔は、該耐圧絶縁筒の軸
   方向に沿い、且つ外部閃絡の移行に支障がない範囲及び
   限流要素を収容固定するに必要な面積を除いた範囲にわ
   たって穿設する他、このスリット状放圧孔は２個以上、
   好ましくは２個乃至４個穿設したことを特徴とする避雷
   器。
3. （３）前記請求項（１）記載の避雷器において、耐圧絶
   縁筒は、熱硬化性樹脂にガラス繊維等の補強材を添加し
   、且つその補強材は成形物の軸方向に対して３５〜５５
   度の範囲内の配向方向となるように成形されていること
   を特徴とする避雷器。