JPH0545034Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、絶縁電線に取付けた所定体積を有す
る放電電極と、この放電電極に対向するアークホ
ーンを有する限流要素ユニツトとから構成される
雷断線保護装置に関するもので、特に動作責務を
越える雷サージ等が到来して、酸化亜鉛等の限流
要素の機能が損われ、続流を遮断できなくなつた
とき、限流要素ユニツトが爆発・飛散するのを防
ぐための構造を、生産性に優れ、かつ高品質な装
置として提供することを目的とする。

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
護する目的で、配電線路に多くの雷断線保護装置
が設置されるようになつている。

絶縁電線の支持部に、従来の雷断線保護装置を
設けた状態を示す第１０図において、１は絶縁電
線で、碍子２の頭部２ａにバインド線３で把持さ
れている。４は雷断線保護装置で、限流要素ユニ
ツト５とアークホーン６とから構成されている。

ここで碍子２は、図示しない電柱に取付けられ
た腕金７に固定されている。また限流要素ユニツ
ト５は、その底部に固着されたＬ金具８を、腕金
７に締着された取付金具９にボルト締めすること
により固定されている。さらにアークホーン６
は、先端を絶縁電線１に対向させてギヤツプＧを
形成した状態で、限流要素ユニツト５の頭部１３
に固定されている。

この雷断線保護装置４の主要部である限流要素
ユニツト５の構造を説明すると、１０は磁器性の
碍管である。１１は碍管内に収容された限流要素
で、サージ電圧に対しては低抵抗、配電線路の通
常の対地電圧に対しては高抵抗を示す酸化亜鉛等
を主成分とする非直線性に優れた抵抗体が用いら
れる。１２，１３は接地側端子及び電線側端子
で、夫々限流要素に電気的接続された状態で碍管
１０の上下の開口を密閉封止する。なおこの限流
要素ユニツト５の接地側端子１２はＬ金具８、取
付金具９を通して接地される。

上記取付状態の雷断線保護装置４は、雷サージ
等の異常高電圧が到来すると、ギヤツプＧ間で放
電すると同時に限流要素１１が低抵抗値を示し
て、これを大地に逃す。そして線路の異常電圧が
消滅すれば、限流要素は高抵抗値に戻り、続流を
遮断してギヤツプＧ間の放電を消孤し、配電線路
の通常の対地電圧を遮断した状態となる。以上の
動作により、雷サージによる絶縁電線の断線を防
止する。

考案が解決しようとする問題点 上記従来の雷断線保護装置４に定格を越えるサ
ージ電圧が到来すると、限流要素１１が劣化し
て、続流の遮断機能を失う場合がある。この場合
にギヤツプＧ間のアークが遮断されないため絶縁
電線が溶断し、さらにこの続流により限流要素が
破壊することもある。また直撃雷により限流要素
が急激に破壊することもある。

これらの場合の破壊形態は、貫通破壊、或いは
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して、限流要素ユニツト５
の内部圧力は急激に上昇する。

而して、上記従来の限流要素ユニツト５は、限
流要素の耐候性を考慮して、磁器製の絶縁容器に
よる密閉構造を採る。このため内部圧力が急激に
上昇すると、磁器製の絶縁容器が、周囲に爆発・
飛散するという危険性があつた。これは市街地に
おいて使用した場合に、人身事故の可能性が高く
なるので、特に問題となる。

この問題を解決した装置として、特開昭61−
151913号公報に限流要素を収容した絶縁筒に放圧
孔を設け、その外周を有機絶縁材料で被覆した避
雷碍子が提案されている。

しかし、この装置は、絶縁筒の両端を封止する
金具の固定をネジによつて行ない、この金具と限
流要素との電気的接続を皿バネによつて行なつて
いるため、組立時の金具の回転とともに、金具と
皿ばねが一体となつて動き、内部に積層された限
流要素に摩擦で傷を付けたり、この限流要素を左
右に位置ずれさせ、これによつて限流要素の接触
抵抗を劣化させるおそれがある。

また、外周を被覆する有機絶縁材料は、その構
造上、絶縁筒に限流要素ユニツト及び両端電極を
組み立てた後にモールド成形する必要が有る。こ
のモールド工程は、絶縁筒の組立体に対して行な
われるため、外被絶縁体単品の成形に比べ、位置
決め等で工数がかかる問題がある。また、モール
ドの熱で限流要素が劣化しないように厳密な温度
管理をしなければならない問題がある。

そこで、本考案は、上記避雷碍子の持つ組み立
て性の問題を解決し、絶縁電線の雷断線保護装置
用の限流要素ユニツトとして生産性に優れ、かつ
高品質が得られる構造を提供することを目的とす
る。

問題点を解決するための手段 本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、問題点を解決するための手段は、限流要素
を収容し腕金等の支持物に固定された限流要素ユ
ニツトと、所定体積の放電電極が突出形成され、
絶縁電線に、その内部導体と電気的接続された状
態で取付けられた電極構体と、上記放電電極と所
定の間隔で対向するように上記限流要素ユニツト
の電線側端子に固定されたアークホーンとからな
るものにおいて、 上記限流要素ユニツトを、 両端に位置決めピンを挿通する貫通孔、所定位
置に放圧用の孔若しくはスリツトを形成した円筒
状の絶縁筒と、 上記絶縁筒と同一外径の基部の一方の面に、絶
縁筒の端部開口に嵌合する縮径部を段状に形成
し、この縮径部に、前記貫通孔を通した位置決め
ピンを挿入する孔を形成した構造を有し、限流要
素を収容した絶縁筒の両端を封止する電線側端子
及び接地側端子と、 上記端子の一方の絶縁筒内に収容した限流要素
の間に圧縮状態で挟み込まれる圧縮スプリング
と、 内径を上記絶縁筒に合わせ、外周に傘状の突起
を多段に設けて弾性絶縁材料により形成され、上
記絶縁筒の外周に両端の端子部分をも含め、接着
剤によつて嵌め込み固定される筒状の外被絶縁体
とから構成したことを特徴とする絶縁電線の雷断
線保護装置である。

また、外被接続体を熱収縮性チユーブとした構
造、および、絶縁筒の内部空隙にシリコーンゴム
等の弾性を有する絶縁材料を充填した構造をも提
供する。

作 用 絶縁電線に電極構体を設けているので、限流要
素が劣化してアークの消孤が不可能になつても、
少なくとも、変電所が地絡検出をして系統を切り
離すまでの間の断線は防止される。このように断
線しないため、アーク発生時に受けるエネルギー
が大きくなつたり、直撃雷を受けた限流要素が破
壊して大量のガスが発生すると、このガス圧は、
放圧用の孔若しくはスリツトを通し、外被絶縁体
に直接作用する。そして、弾性を有する外被絶縁
体の一部を破ることにより、又は外被絶縁体が外
側に延びて形成される絶縁筒との間の隙間を通つ
て、大気中に放出される。従つて限流要素ユニツ
トの爆発・飛散は防止される。

特に、絶縁筒両端への電線側端子及び接地側端
子の取付は、限流要素ユニツトに当てた圧縮スプ
リングを圧縮しながら、両端子を嵌め合わせ、位
置決めピンを挿入するという方法によつて行なわ
れるので、限流要素に回転力が与えられることに
よる摩擦傷の発生及び左右の位置ずれは全く発生
せず、生産管理が容易になる。

また、外被絶縁体は別個に独立して製作し、絶
縁筒には接着剤を塗布して嵌め合わせられるの
で、限流要素を収容した絶縁筒に対して樹脂モー
ルド作業をした場合の問題、すなわち、モールド
熱による限流要素の劣化の問題及び別体成形の場
合に比べ位置決め精度を高く取らなければならな
い問題が解決される。すなわち、外被絶縁体を単
体で製作するコストは、絶縁筒と一体になるよう
にモールド成形する場合に比べ格段と低くできる
ものである。

実施例 本考案の一実施例を示す第１図において、２０
は碍子で、その頭部２０ａにバインド線２１によ
つて絶縁電線２２を把持する。この碍子２０は、
図示しない電柱から延びた腕金２３に取り付けら
れている。４００は雷断線保護装置で、限流要素
ユニツト５００、アークホーン６００及び電極構
体７００から構成される。この電極構体７００は
アークホーン６００に対向させ、放電ギヤツプＧ
を形成するように絶縁電線２２に取付けられる。

上記実施例の内で特徴部分である限流要素ユニ
ツト５００、アークホーン６００及び電極構体７
００について、以下詳しく説明する。

限流要素ユニツト５００の内部構造を示す第２
図において、５０１は絶縁筒で、強化プラスチツ
ク〔FRP〕等の絶縁性材料を円筒形状に成型し、
第３図に示すような円形の放圧孔５０２，５０２
…を開けてある。５０３，５０３は絶縁筒５０１
の内部に積み重ねて収容された限流要素で、雷サ
ージに対して低抵抗値を示し、配電線路の通常の
対地電圧は遮断する特性を有する酸化亜鉛等を主
成分とする非直線性に優れた抵抗体を円柱状に成
型したものが用いられる。５０４，５０４は一対
の端子で、絶縁筒５０１と同一外径の基部５０４
ａの一方の面に雄ネジ５０４ｂを突出・形成し、
他方の面に絶縁筒５０１に嵌まり込む縮径部５０
４ｃを段状に形成したものである。５０５，５０
５…は位置決めピンで、絶縁筒５０１に各端子５
０４，５０４を固定する。５０６は圧縮スプリン
グ、５０７はスプリング受け、５０８は圧縮スプ
リング５０６の両端に引掛けて固定された帯状導
体板で、これらにより端子５０４，５０４と限流
要素５０３，５０３との確実な電気的接続がなさ
れる。５０９，５０９は平座金、５１０，５１０
はナツトで、これらにより端子の雄ネジ５０４
ｂ，５０４ｂに、アークホーン６００及び取付金
具２４が固定される。５１１は外周に傘状の突起
５１１ａ，５１１ａ…を多段に形成した筒状の外
被絶縁体で、上記絶縁筒５０１及び端子の基部５
０４ａの外周を覆うように接着剤５１２により固
定されている。この外被絶縁体５１１の素材は弾
性を有する絶縁材料であればよく、例えば、シリ
コーンゴム、EPR、弾性エポキシ樹脂等の弾性
樹脂材が使用できる。特に、外気に触れると収縮
する性質、或いは加熱すると収縮する性質を持つ
ものをチユーブ状に成型したものを使用すると、
絶縁筒５０１への嵌着・固定作業が容易に行な
え、製作上便利である。

上記限流要素ユニツト５００の組立例を、次に
説明する。

まず絶縁筒５０１に、一方の端子５０４を嵌着
し、絶縁筒５０１と端子５０４の対応位置に夫々
設けたピン孔５０１ａ，５０４ｄに、位置決めピ
ン５０５を挿通して固定する。次に、限流要素５
０３，５０３、スプリング受け５０７、帯状導体
板５０８が固定された圧縮スプリング５０６を入
れ、他方の端子５０４を嵌着して、位置決めピン
５０５を同様に挿通して、第４図に示すように組
付ける。この作業によれば、限流要素５０３，５
０３に回転力が加わることによる摩擦傷の発生及
び左右の位置ずれが起らない。これによつて限流
要素における接触抵抗の劣化を防止できる。

次に、シリコーンゴム等の弾性を有する外被絶
縁体５１１を用意し、この内面に接着剤５１２を
塗布した後、絶縁筒５０１および端子の基部５０
４ａの外周を覆うように嵌め合わせる。この外被
絶縁体５１１は、単体で製作されるので、生産性
が高く低コストで得られるものである。

この作業は加熱工程がないので、限流要素が熱
劣化するおそれは全くない。

また、組立作業をさらに容易にするには、外被
絶縁体５１１として熱収縮性チユーブを用いれば
よい。この場合の組み付け作業は、上述のように
組み立てた後、加熱炉内に入れ、所定温度条件下
で所定時間加熱すれば、熱収縮性チユーブの外被
絶縁体５１１が熱収縮すると同時に接着剤５１２
が硬化して、絶縁筒５０１の外周に密着・固定さ
れる。

この加熱工程では、外被絶縁材５１１のみに熱
を作用させればよく、さらに熱収縮性チユーブを
収縮させるのに必要な熱量は、モールド工程で必
要とする熱量に比べて小さいので、限流要素５０
３の熱劣化の問題は起らない。加熱炉内に入れ、
所定温度条件下で所定時間加熱すれば、外被絶縁
体５１１が熱収縮すると同時に接着剤５１２が硬
化して、絶縁筒５０１の外周に密着・固定され
る。

なお、絶縁筒５０１に開けられる放圧孔は、第
３図に示したような円形とは限られず、橢円等任
意の形状にすることができる。要するに、この放
圧孔は、絶縁筒５０１の機械的強度を余り損なわ
ず、かつ内部で急激に発生するガス圧を余り弱め
ないで外被絶縁体５１２に直接作用させることが
できる大きさを持つものであればよく、例えば第
５図に示すようなスリツト孔５１３でもよい。こ
こで第５図に示す実施例は、放圧孔がスリツト孔
５１３である点を除いて、第３図に示すものと全
く同一である。

また、絶縁筒５０１内の限流要素５０３、スプ
リング５０６等の周囲の空隙５１３にシリコーン
ゴム等の弾性を有する絶縁材料を充填してもよ
い。

上記限流要素ユニツト５００は第１図に示した
ように、一方の電極５０４が取付金具２４で腕金
２３に固定されることによつて機械的支持並びに
接地がなされる。

また、アークホーン６００は、例えば第６図に
示すように一端に突部６０１ａを円形状に切り起
こした平板状導体６０１からなるもので、第１図
に示すように限流要素ユニツト５００の電線側の
電極５０４の雄ネジ５０４ｂにネジ止め固定した
取付金具６０２にネジ６０３で固定して取付けら
れる。ここで、突部６０１ａが円形となつている
のは、放電特性が極性によつて異ならないように
し、安定した放電をさせるためである。

次に電極構体７００について説明する。この電
極構体７００は絶縁電線２２の内部導体と電気的
接続された状態で、アークホーン６００の先端と
対向して放電ギヤツプＧを形成するものである。

この電極構体７００を示す。第１図、第７〜９
図において、７０１は放電電極７０２を有する金
属製の抱持体で、碍子２０の近傍の絶縁電線２２
を、バインド線２１の上から挟むことにより固定
されている。７０３は上記金属製の抱持体７０１
の内面に添着された絶縁材で、例えば絶縁コンパ
ウンド７０３ａを介してゴムシート７０３ｂが貼
着されたものである。７０４は絶縁カバーで、そ
の弾性により開閉して上記抱持体７０１を囲繞す
るものである。この絶縁カバー７０４は、閉状態
で開口部端縁に設けた透孔に係止ピン７０５，７
０５…を圧入することにより止着されるもので、
放電電極７０２を覆う山形部７０４ａの頂端には
透孔７０４ｂが開けられている。

上記金属製の抱持体７０１は支点ピン７０１ａ
を中心にして開閉し、二個のボルト７０６，７０
６で掌合するように締め付け固定され、さらにネ
ジ部材７０７，７０７を抱持体７０１のネジ孔７
０１ｂ，７０１ｂに螺入することにより、絶縁電
線２２の芯線２２ａと電気的に接続されるもので
ある。ここで、上記放電電極７０２は続流によつ
て生じる放電エネルギーを気化することによつて
所定時間だけ吸収し得る容積で突出形成される。
通常、変電所等が地絡事故を検出して系統を切り
離すのは、12500Aで0.4秒後と設定されており、
放電電極７０２の材質を、例えば銅とした場合、
実験により約11cm³が溶け代として必要とされる。
また、上記ネジ部材７０７は、例えば第９図に示
すようにボルトの先端にネジ山のない部分を設
け、先端側から穿孔し且つ先端外周をテーパ面と
することによつて、先端が中心を向く円形の刃を
形成したものである。このネジ部材７０７，７０
７をネジ孔７０１ｂ，７０１ｂに螺入すると先端
の刃７０７ａは、絶縁材７０３と絶縁被覆２２ｂ
とを食い破りさらに芯線２２ａに突き当たり、内
側にカール状に折曲して、大きな接触面積を持つ
て電気的に接続される。

尚、この抱持体７０１は溶け代として、例えば
銅の場合約11cm³以上の容積の放電電極７０２を有
していればよく、形状は図示例以外のものにする
ことができる。また、絶縁カバー７０４も形状は
図示例以外のものでもかまわない。さらにネジ部
材７０７も他の構造のもの、例えば、予め接触部
分の絶縁被覆２２ｂを剥ぎ取ることにより、普通
の形状のボルトを使用することもできる。

以上のような構造を有する限流要素ユニツト５
００、アークホーン６００、及び電極構体７００
を、絶縁電線２２の碍子２０による支持部付近に
取り付ければ、アークホーン６００及び限流要素
ユニツト内の限流要素５０３，５０３の機能によ
り、配電線の通常の対地電圧は遮断し、雷サージ
は大地に逃がして、雷サージによる絶縁電線の破
断を防止できる。

一方限流要素ユニツト５００の定格を越えるサ
ージ電圧が到来し、限流要素５０３が破壊して続
流を遮断する能力を失つたときには、変電所等が
地絡を検出して系統を切り離すまでの間、放電電
極７０２が溶融気化することによつて、続流によ
る熱エネルギーを吸収する。従つて、絶縁電線２
２が溶断する事故が防止でき、地絡があつても絶
縁電線２２は確実に保護されるので、系統の安定
供給がはたされ信頼度が向上する。

このとき、放電電極７０２の作用によつて所定
時間の間は絶縁電線２２が溶断しないようになつ
ているので、続流遮断能力を失つた限流要素５０
３，５０３の破壊によるガス発生量は、第１０図
に示した電極構体がない従来例の場合に比べて、
一般に大きく、限流要素ユニツト内の圧力は高く
なる。また直撃雷が到来したときには、絶縁電線
２２が溶断する前に、限流要素５０３，５０３が
破壊して、内部圧力は急激に増加する。このよう
に、限流要素５０３，５０３が破壊して内部圧力
が増大した場合には、絶縁筒５０１に設けてある
放圧孔５０２を通して、このガス圧が直接外被絶
縁体５１１に作用する。このため、外被絶縁体５
１１の対応部分に孔が開くか、又は外被絶縁体５
１１が外方に剥れて絶縁筒５０１との間に隙間を
生じる。そして、この孔又は隙間からガスが大気
に向つて噴出する。従つて内圧は低下し、限流要
素ユニツト５００の爆発・飛散は防止される。

考案の効果 本考案は、限流要素を保持する絶縁筒に放圧孔
を開けることにより、内部で発生したガス圧を弾
性材料よりなる外被絶縁体に直接作用させ、その
局部的な破壊によつて放圧路を形成させてガス圧
を大気に放出させ、内圧を下げて限流要素ユニツ
トの爆発・飛散を防止できる。従つて、この種の
雷断線保護装置の安全性を高め、配電線路等の保
守・管理を従来よりも容易に行なうことができ
る。さらに、本考案は、限流要素ユニツトの構造
上の改良により、組立て易くして生産性を高める
とともに、組立時の限流要素の接触抵抗劣化の問
題を解決し、限流要素の特性劣化の原因となる熱
を加えないで外被絶縁体の組み付けを可能とした
から、製造コストを低減し、製品の品質を向上で
きる。

特に、本考案は、所定体積の放電電極を持つ電
極構体を使用し、絶縁電線の溶断事故を防止する
構成、すなわち、限流要素ユニツトにエネルギー
が集中し、爆発・飛散する確率が高くなつている
構成において適用されているので、実用的な価値
が高くなつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である雷断線保護装
置を絶縁電線の碍子による支持部に取付けた状態
を示す正面図である。第２図乃至第５図は限流要
素ユニツトの実施例を示し、第２図は正面図、第
３図及び第４図は第２図に示す限流要素ユニツト
から外被絶縁体を取り除いた状態を示す正面図
で、第４図は左半分を断面で示す。第５図は他の
実施例の絶縁筒の形状を示す正面図である。第６
図はアークホーンの平面図である。第７図乃至第
９図は電極構体を示す図で、第７図は側断面図、
第８図は抱持体の動きを説明するための側面図、
第９図はネジ部材と芯線との接続状態を示すため
の断面図である。第１０図は従来の雷断線保護装
置の取付例を示す正面図である。 ２０……碍子、２２……絶縁電線、２３……腕
金、４００……雷断線保護装置、５００……限流
要素ユニツト、５０１……絶縁筒、５０２……放
圧孔、５０３……限流要素、５０４……端子、５
１１……外被絶縁体、６００……アークホーン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 限流要素を収容し腕金等の支持物に固定され
   た限流要素ユニツトと、所定体積の放電電極が
   突出形成され、絶縁電線に、その内部導体と電
   気的接続された状態で取付けられた電極構体
   と、上記放電電極と所定の間隔で対向するよう
   に上記限流要素ユニツトの電線側端子に固定さ
   れたアークホーンとからなるものにおいて、 上記限流要素ユニツトを、 両端に位置決めピンを挿通する貫通孔、所定
   位置に放圧用の孔若しくはスリツトを形成した
   円筒状の絶縁筒と、 上記絶縁筒と同一外径の基部の一方の面に、
   絶縁筒の端部開口に嵌合する縮径部を段状に形
   成し、この縮径部に、前記貫通孔を通した位置
   決めピンを挿入する孔を形成した構造を有し、
   限流要素を収容した絶縁筒の両端を封止する電
   線側端子及び接地側端子と、 上記端子の一方と絶縁筒内に収容した限流要
   素の間に圧縮状態で挟み込まれる圧縮スプリン
   グと、 内径を上記絶縁筒に合わせ、外周に傘状の突
   起を多段に設けて弾性絶縁材料により形成さ
   れ、上記絶縁筒の外周面に、両端の端子部分を
   も含め、接着剤によつて嵌め込み固定される筒
   状の外被絶縁体とから構成したことを特徴とす
   る絶縁電線の雷断線保護装置。 (2) 外被絶縁体が熱収縮性チユーブからなること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の絶縁電線の雷断線保護装置。 (3) 絶縁筒の内部空隙にシリコーンゴム等の弾性
   を有する絶縁材料が充填されていることを特徴
   とする絶縁電線の雷断線保護装置。 (4) 外被絶縁体が熱収縮性チユーブからなること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第３項に
   記載の絶縁電線の雷断線保護装置。