JPH0594903A - 避雷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明に係る避雷装置は、非直線抵抗体であ
る酸化亜鉛素子２を必要個数積み重ねた素子柱を、絶縁
容器１内に配置収納し、絶縁媒体としてシリコーンゲル
７を注入したことを特徴とする。 【効果】 シリコーンゲルは熱伝導率が大きく、低弾性
体であるため、熱暴走温度領域が高く、耐熱衝撃性にも
優れた避雷装置を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は酸化亜鉛素子等の非直線
抵抗体を用いた避雷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化亜鉛等を主成分とした非直線性の優
れた抵抗体で構成された、いわゆるギャップレス避雷装
置は、通常の運転電圧領域では顕著な温度依存性を示
し、酸化亜鉛素子の温度上昇と共に漏れ電流が増加する
という特性を有している。したがって、過大なサージを
吸収したり、課電ストレスの厳しい使い方をすると、発
熱に因り熱暴走を起こす可能性がある。熱暴走に走る温
度領域を上げ、熱的安定性に優れた避雷装置を具現する
には、酸化亜鉛素子を取りまく絶縁媒体を熱伝導率に優
れた材料で構成する必要がある。

【０００３】ところで、従来の避雷装置は、例えば図３
に示すように、密封した絶縁容器１内に、酸化亜鉛素子
２を収納し、空気や窒素ガス３等の気体を絶縁媒体とし
て封入した構造のものが主として用いられている。しか
し絶縁容器１と酸化亜鉛素子２間に介在する気層は固体
や液体に比べ熱伝導率が著しく悪いので、このため酸化
亜鉛素子２の放熱効率は悪くなる。また、図４に示すよ
うに酸化亜鉛素子２をエポキシ樹脂４などの固体絶縁材
料で固め、気体を介在をさせないモールド形の避雷装置
も実用化されているが、この種の避雷装置は、酸化亜鉛
素子２と固体絶縁材料との熱膨張の違いに因り、サージ
吸収時の温度上昇や熱衝撃で、両者の界面に剥離や亀裂
が生じ易いといった問題点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の避
雷装置は熱衝撃に弱い、あるいは酸化亜鉛素子の放熱が
十分に行なわれないといった問題があった。そこで本発
明の目的は熱衝撃に強く、しかも放熱特性に優れた避雷
装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、絶縁容器内に非直線抵抗体を
必要個数積み重ねた素子柱を収納した避雷装置におい
て、前記絶縁容器と前記素子柱の間に、注入時は低粘度
の流動体としての性状を有し、硬化後は低弾性体として
の性状を保持するゲル材を注入したことを特徴とする避
雷装置を提供する。

【０００６】

【作用】絶縁容器と素子柱の間に注入されたゲル材は素
子柱を支持固定するとともに絶縁媒体として機能する。
ゲル材は気体に比べ熱伝導率が大きく、しかも取扱いが
容易であり、サージ等の熱トリガーを受けて温度上昇し
た素子柱の熱をすみやかに放熱させる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の避雷装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００８】図１において、無機又は有機絶縁材料から
成る避雷器絶縁容器１の内部に必要個数積み重ねた酸化
亜鉛素子２がほぼ同心状に収納・配置されている。この
酸化亜鉛素子２の素子柱の上部にはバックアップスプリ
ング５が配置され、このバックアップスプリング５は酸
化亜鉛素子２の相互の接触面に十分な通電接触圧を付与
し、酸化亜鉛素子２を支持、固定している。絶縁容器１
の上部には封入弁６が設けられており、絶縁容器１内の
気体はこの封入弁６から真空排気される。排気の後、封
入弁６からシリコーンゲル７を上部Ａ面まで注入して放
置する。シリコーンゲル７は硬化して寒天状の低弾性体
となり、酸化亜鉛素子２に完全密着するとともに、酸化
亜鉛素子２の低弾性の支持体となる。このシリコーンゲ
ル７は硬化後も絶縁耐力が低下せず、また長期にわたっ
て、この状態を保持する。以上の様に構成された本実施
例に依れば、以下の作用及び効果がある。 (1) 避雷器が各種サージを吸収した時の熱暴走温度領域
が上がり、熱的安定性が向上する。

【０００９】シリコーンゲル７の熱伝導率は気体に比べ
数百倍も大きいため、雷・開閉サージ等の熱トリガーを
受けて酸化亜鉛素子２が温度上昇した際、酸化亜鉛素子
２に蓄積された熱エネルギーは、シリコーンゲル７を介
して素早く放散されてしまう。したがって従来のように
気体を用いた場合に比べ、酸化亜鉛素子２の温度降下が
早く、その後の運転電圧下で熱暴走に走ることはない。
換言すれば、避雷装置の放熱特性が格段に良くなり、熱
暴走温度限界が上がる。図２はこの関係を定性的に説明
したグラフで、気体を媒体とした従来の避雷装置の熱暴
走温度がｔ₁ であるのに対し、本実施例による避雷装置
では、ｔ₂ まで上がる事を示している。又、従来の避雷
装置では酸化亜鉛素子２の中央部放熱が悪く、酸化亜鉛
素子２の積み上げ高さに比例して、熱暴走温度が低くな
るきらいがあった。しかし本実施例によれば、酸化亜鉛
素子２の放熱は、積み上げ高さに関係無く、ほぼ一様
で、大きな放熱効果が期待できるため、熱的安定性の良
い高定格避雷装置を実現できる。 (2) 酸化亜鉛素子の耐サージ吸収能力が向上する。

【００１０】従来の空気・窒素等の気体を媒体とした避
雷装置では、大きな雷サージを通電した場合、酸化亜鉛
素子２間の接合部における外周エッジ部の気体が部分放
電を起こして火花を発生し、この火花がトリガーとなっ
て酸化亜鉛素子２の側面で閃絡破壊するケースがあっ
た。しかし本実施例によれば、気層が一掃され、酸化亜
鉛素子２の周りには空気の数倍の絶縁耐力を有するシリ
コーンゲル７が注入されているので、上記のような火花
閃絡は起こらない。この結果、酸化亜鉛素子２のサージ
吸収能力を向上させる事ができる。 (3) 熱衝撃に強い。

【００１１】熱伝達材・絶縁媒体たるシリコーンゲル７
は硬化しても、比較的小さな荷重や圧力で容易に変形で
きる低弾性体としての性質を有するので、サージ吸収時
の熱衝撃や熱膨張で、酸化亜鉛素子２境界面に亀裂や剥
離またはボイドを生ずる事は無い。 (4) 防爆特性が向上する。

【００１２】万一、避雷装置が焼損した場合、従来の気
体を媒体とした避雷装置は、アーク熱による気体の急激
な膨張に因る内圧上昇で爆発する恐れがあるため、防爆
装置が必要であったが、本実施例では、シリコーンゲル
７の膨張係数が気体に比べて十分小さく、避雷装置上部
“Ａ”面の空間部で膨張を吸収できるので防爆装置無し
でも爆発・飛散することはない。 (5) 酸化亜鉛素子を保持・固定する機能を有する。

【００１３】シリコーンゲル７は、その性状より、酸化
亜鉛素子２をセンターホールドし、周囲から酸化亜鉛素
子２を固定・支持する機能を有するため、従来の避雷装
置のように酸化亜鉛素子２を絶縁ロッド８で締め付け・
固定するため必要がなく、上記(5) 項と合せ、小型で経
済的な避雷装置を提供できる。 (6) シリコーンゲルは漏れない。

【００１４】気体や液体を絶縁媒体とした従来の避雷装
置では、シール構造の経年劣化に因り、外部に漏れた
り、外部から湿気が入って絶縁低下を招く恐れがあった
が、本実施例によれば、たとえシール部が劣化し気密不
良になっても、シリコーンゲル７が外部に漏れる心配は
ない。また気相部が無いので、湿気が侵入しにくいと言
う利点がある。

【００１５】

【発明の効果】以上のように絶縁媒体としてゲル材を使
用することによって熱暴走をおこす温度の上限が高く耐
熱衝撃性にも優れた熱的安定性の高い避雷装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す避雷装置の断面図

【図２】酸化亜鉛素子の発熱特性と避雷装置の放熱特性
の関係を示す特性図

【図３】従来の避雷装置の断面図

【図４】従来の避雷装置の断面図

【符号の説明】

１…絶縁容器、２…酸化亜鉛素子、７…シリコーンゲ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁容器内に非直線抵抗体を必要個数積
   み重ねた素子柱を収納した避雷装置において、前記絶縁
   容器と前記素子柱の間に、注入時は低粘度の流動体とし
   ての性状を有し、硬化後は低弾性体としての性状を保持
   するゲル材を注入したことを特徴とする避雷装置。