JPH0612573Y2 - 避雷碍子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は例えば雷撃によって送電
線に雷サージ電流が流れたとき、それを速やかに大地に
放電し、送電線の雷サージ電位上昇を抑制することによ
り、雷サージによる閃絡地絡事故による停電を未然に防
止して送電を可能にする避雷碍子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電線支持機能と避雷機能を兼ね備
えた懸垂碍子型の避雷碍子として、本願出願人は碍子本
体の笠部に電圧−電流特性が非直線性の限流素子を収納
したものを提案している。この避雷碍子は図７に示すよ
うに従来の変電用碍管型避雷器と同様に、笠部５ａに一
体形成した取付筒部５ｄ内に限流素子９を収容し、前記
取付筒部５ｄの上下両端部にガスケット３１を介して平
板状をなす金属製の上部電極３２及び下部電極３３を嵌
合固定し、さらに上部電極３２と下部電極３３の中央部
に放圧穴３４を設けて、この放圧穴３４を破裂板３５に
より遮蔽し、両部材を溶接３６により気密的に封着して
いた。そして、雷サージ電流により限流素子９が導通し
て取付筒部５ｄ内が高温のアークにより高圧になると、
前記破裂板３５が溶融して放圧されるようになってい
た。

【０００３】又、従来の懸垂碍子として、図８に示すよ
うに取付筒部５ｄの上下両端部に金属製のキャップ状の
上部電極３７及び下部電極３８を嵌合固定したものも提
案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ところが、前者の懸垂
碍子は、金属製の上部電極３２と下部電極３３を取付筒
部５ｄにガスケット３１を介して嵌合固定するため、長
期使用によりガスケット３１が劣化して取付筒部５ｄ内
の気密性を保持するのが難しく、気密性が低下すると、
限流素子９の電気絶縁性が損なわれ、運転電圧による劣
化あるいは雷撃時の絶縁低下により導通状態となり、雷
サージの放電あるいは運転電圧による続流を遮断するこ
とができず、地絡事故を生じるという問題があった。

【０００５】又、後者の懸垂碍子は一体封着方式のた
め、放圧時には容器全体に破損が及び碍子全体の破損に
もつながる虞れがあった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本考案は取付筒部の内側に電圧−電流特性が非直線
性の限流素子を収容し、同取付筒部の上下両端部を導電
性セラミックよりなる上部蓋部材と下部蓋部材により気
密的に封着し、前記上部蓋部材、下部蓋部材又は取付筒
部内壁の端部に対し高温・高圧のアークにより他の部位
よりも早期に破裂する薄肉部を形成し、さらに前記上部
蓋部材の上面には他端を支持体側の導電部分に固着され
たリード線の一端を固着し、前記下部蓋部材の下面には
他端を電源側の導電部分に固着されたリード線の一端を
固着するという構成を採っている。

【０００７】また、避雷碍子は碍子本体の笠部の中央上
部に形成した有蓋筒状の頭部にキャップ金具を被冠固定
し、頭部の内側にはピン金具を嵌入固定して構成された
懸垂碍子であって、前記笠部には貫通孔を有する取付筒
部を設け、同貫通孔には限流素子を嵌入し、上部電極を
兼用する上部蓋部材とキャップ金具をリード線により、
同じく下部電極を兼用する下部蓋部材とピン金具をリー
ド線によりそれぞれ電気的に接続してもよい。

【０００８】

【作用】即ち、上部及び下部蓋部材を構成するセラミッ
クは通常の使用環境下において耐候性、耐衝撃性、耐熱
性にも優れているため、取付筒部内の気密構造が長期に
わたって確保される。しかも、前記セラミックは導電性
を有しているため、上部電極及び下部電極と上部及び下
部蓋部材の部材兼用が図られている。そして、過大な雷
サージ電流により限流素子が導通状態となって取付筒部
内に高温・高圧のアークが発生した場合には、その発生
初期の段階で蓋部材又は取付筒部内壁の薄肉部に内圧及
び急加熱による応力集中が生じてクラックが発生する。
すると、セラミックには金属のように展延性がないた
め、前記クラックが一気に伸展して薄肉部が破壊され、
取付筒部内の圧力は外部へ速やかに放出される。また、
前記蓋部材はリード線に係着されているため、前記薄肉
部の破裂後にも地上等の下方へ落下するおそれはない。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案を懸垂型の避雷碍子に具体化した一実施例
を図１〜図４に従って説明する。

【００１０】図４に示すように、鉄塔（図示しない）に
設けられた支持アーム１に吊下金具２を介して懸垂碍子
型の避雷碍子３が多数直列に連結垂下され、同避雷碍子
３の最下端には吊下金具４を介して送電線Ｌが支持され
ている。

【００１１】図３に示すように、避雷碍子３を構成する
碍子本体５は笠部５ａと、同笠部５ａの内側面に円環状
に、かつ同心状に形成された複数のひだ部５ｂと、さら
に、前記笠部５ａの中央上部に一体形成された有蓋円筒
状の頭部５ｃとにより一体成型されている。又、同頭部
５ｃの外周にはセメント６によりキャップ金具７が被冠
固定され、同金具７には嵌合凹部７ａが形成され、直上
の避雷碍子３のピン金具８を係合し得るようになってい
る。ピン金具８の上部は前記頭部５ｃの内部にセメント
６により固定され、下端は直下の避雷碍子３の前記キャ
ップ金具７の嵌合凹部７ａに係合されている。このよう
にして複数の避雷碍子３が直列に連結されている。

【００１２】前記笠部５ａには図１及び図２に示すよう
に円筒状をなす複数（本実施例では４箇所）の取付筒部
５ｄが等間隔に、かつピン金具８と平行状に同笠部５ａ
を貫通するように一体に形成されている。前記各取付筒
部５ｄの内周面、つまり貫通孔５ｅには酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）を主材とした続流遮断特性に優れた電圧−電流特性
が非直線性の円柱状をなす複数（この実施例では３個）
の限流素子９が直列に嵌入されている。前記貫通項５ｅ
の内周面と限流素子９の外周面との間は空隙としている
が、シリコンゴム（図示略）等の弾性絶縁材を介在接着
してもよい。

【００１３】前記取付筒部５ｄの上下両端内周面には導
電性を有するセラミックよりなる厚肉円盤状の上部蓋部
材としての上部電極１１及び下部蓋部材としての下部電
極１２が嵌入され、それらの外周面はガラス、ガラス半
田、あるいは金属等の無機質結合材１３により取付筒部
５ｄの内周面に気密的に接合固定され、この無機質結合
材１３により取付筒部５ｄ内の気密性を確保し、前記限
流素子９の湿気による劣化を防止するようにしている。

【００１４】前記上部電極１１及び下部電極１２の内側
面には、円弧状の切り込み１４が四箇所に全体として円
環状に形成され、各切り込み１４により形成される薄肉
部１５が限流素子９に設計値以上の過大な雷サージ電流
が侵入して導通状態となった場合に、高温・高圧のアー
クにより早期に破裂して取付筒部５ｄの内部空隙と外部
とを連通して放圧し、取付筒部５ｄの圧力破壊を防止し
得るようにしている。

【００１５】又、前記限流素子９と上部電極１１との間
には、平面ドーナッツ板状の導電性を有する皿バネ１６
が介在され、限流素子９と上部電極１１及び下部電極１
２とのそれぞれの電気的接続を行うとともに、限流素子
９を定位置に機械的に保持するようにしている。

【００１６】前記上部電極１１の上面及び下部電極１２
の下面にはそれぞれ銀蝋等の金属結合材１７あるいは圧
接などによりリード線１８，１９の一端が接着固定さ
れ、上部のリード線１８の他端は前記キャップ金具７に
一体形成した端子部７ｂに接続され、下部のリード線１
８の他端は前記ピン金具８に一体形成した端子部８ａに
接続されている。

【００１７】次に、以上のように構成された避雷碍子に
ついてその作用を説明する。送電線Ｌに雷サージの過大
電圧が印加されると、このときの電流は吊下金具４を経
て最下側の避雷碍子３のピン金具８へ流れ、リード線１
９→下部電極１２→限流素子９→皿バネ１６→上部電極
１１→リード線１８→キャップ金具７へと伝達される。
その後、同キャップ金具７から、直上の避雷碍子３のピ
ン金具８へ伝達される。同様に複数直列に連結された避
雷碍子３のキャップ金具７から吊下金具２、及び支持ア
ーム１を経て大地へアースされる。

【００１８】このとき、碍子本体５に内蔵された限流素
子９はその特性により速やかに抵抗値を減じて雷サージ
による大電流を放電させる。又、前記雷サージに継続す
る運転電圧の続流に対して限流素子９は直ちに抵抗値を
回復して絶縁を回復するので、続流放電は形成されず電
線路は正常に復帰する。

【００１９】さて、この実施例においては、取付筒部５
ｄの上下両端内周面に対し、通常の使用環境下において
耐候性に優れ、かつ外部からの衝撃力、熱などに対して
も耐衝撃性、耐熱性に優れたセラミックよりなる上部電
極１１及び下部電極１２を嵌入し、無機質結合材１３に
より気密封着したので、取付筒部５ｄ内の気密性を長期
にわたって確保することができ、限流素子９の湿気によ
る劣化を防止し、限流素子９の耐久性を高め、信頼性を
向上することができる。

【００２０】しかも、導電性のセラミックにより上部及
び下部蓋部材を構成して、これら両蓋部材と上部及び下
部電極１１，１２とが部材兼用されているため、図７に
示す従来例と比較して構造の簡略化を図ることができ
る。

【００２１】また、限流素子９が雷サージにより導通状
態となって取付筒部５ｄ内が高温・高圧のアークにより
異常高圧となった場合には、他の部位に先がけて前記薄
肉部１５の部位に応力集中が生じてクラックが発生す
る。すると、セラミックには金属のように展延性が無い
ため、そのクラックは前記アーク発生に伴うガス圧によ
って一気に伸展し、この薄肉部１５の部位が他の部位に
先がけて破裂する。従って、前記異常高圧はその破裂し
た薄肉部１５の部位から外部へ速やかに放出される。こ
の結果、取付筒部５ｄ内の異常高圧により同取付筒部５
ｄが破壊されるのをなくして、碍子本体５が破壊される
のを防止することができ、ひいては避雷碍子の離断をな
くすことができる。

【００２２】さらに、前記上部及び下部電極１１，１２
は薄肉部１５の部位において破裂すると取付筒部５ｄの
端部内周面から離間して地上等へ落下するおそれがある
が、この実施例においては銀蝋等の金属結合材１７を介
してリード線１８，１９に固着されているため、そのよ
うな地上等への落下のおそれを回避でき、公衆災害の発
生を未然に防止することができる。

【００２３】なお、本考案は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、次のように具体化してもよい。 （１）図５及び図６に示すように、取付筒部５ｄの上下
両端部に切り込み１４及び薄肉部１５を設けること。前
記切り込み１４は図６に示すようにキャップ金具７側へ
高温・高圧のアークが噴射されないようにキャップ金具
７側には設けていない。この別例の作用も前記実施例と
ほぼ同様である。 （２）図示はしないが切り込み１４の厚さを図示例より
も大きく又は小さくすること。又、切り込み１４を削り
出しにすること。 （３）前記取付筒部５ｄを別体で形成したり、笠部５ａ
の上面と面一になるようにしたりすること。 （４）前記切り込み１４を上下両電極１１，１２又は取
付筒部５ｄの外側面側に形成すること。 （５）懸垂型の避雷碍子以外の筒状避雷碍子に具体化す
ること。

【００２４】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案は取付筒部
の上下両端部が通常の使用環境下において耐候性、耐衝
撃性、耐熱性に優れたセラミックよりなる上部及び下部
蓋部材で気密的に封着されているので、取付筒部内側の
限流素子収容空間の気密性を長期にわたって確保でき、
限流素子の湿気による劣化を防止して、避雷碍子の耐久
性及び信頼性を向上することができる。しかも、導電性
のセラミックにより上部及び下部蓋部材を構成している
ので、上部及び下部蓋部材と上部及び下部電極とを部材
兼用でき、構造の簡略化が図れるとともに、コスト低減
を図ることができる。さらに、雷サージ電流により限流
素子が導通状態となって高温・高圧のアークが発生した
ときには他の部位に先がけて薄肉部に応力集中が生じて
クラックが発生し、しかもセラミックには金属のように
展延性が無く、そのクラックがアークガスの圧力によっ
て一気に伸展して薄肉部を破裂させ、この破裂した部位
から高圧ガスを外部へ速やかに放出するので、碍子本体
の破裂を未然に防止することができる。加えて、前記蓋
部材が薄肉部にて破裂した場合でも、その蓋部材にはリ
ード線が係着されているので、前記破裂に伴い蓋部材が
地上等へ落下するおそれを回避でき、公衆災害の発生を
未然に防止することができるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案を懸垂型の避雷碍子に具体化した一実
施例を示す要部の縦断面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】 避雷碍子を示す半縦断面図である。

【図４】 避雷碍子の使用状態を示す正面図である。

【図５】 本考案の別例を示す要部の断面図である。

【図６】 図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】 従来例の一つを示す部分断面図である。

【図８】 他の従来例を示す部分断面図である。

【符号の説明】

３ 避雷碍子、５ 碍子本体、５ａ 笠部、５ｃ 頭
部、５ｄ 取付筒部、５ｅ貫通孔、７ キャップ金具、
８ ピン金具、９ 限流素子、１１ 上部蓋部材として
の上部電極、１２ 下部蓋部材としての下部電極、１４
切り込み、１５ 薄肉部、１８，１９ リード線。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 取付筒部の内側に電圧−電流特性が非直
   線性の限流素子を収容し、同取付筒部の上下両端部を導
   電性セラミックよりなる上部蓋部材と下部蓋部材により
   気密的に封着し、前記上部蓋部材、下部蓋部材又は取付
   筒部内壁の端部に対し高温・高圧のアークにより他の部
   位よりも早期に破裂する薄肉部を形成し、さらに前記上
   部蓋部材の上面には他端を支持体側の導電部分に固着さ
   れたリード線の一端を固着し、前記下部蓋部材の下面に
   は他端を電源側の導電部分に固着されたリード線の一端
   を固着したことを特徴とする避雷碍子。
2. 【請求項２】 避雷碍子は碍子本体（５）の笠部（５
   ａ）の中央上部に形成した有蓋筒状の頭部（５ｃ）にキ
   ャップ金具（７）を被冠固定し、頭部（５ｃ）の内側に
   はピン金具（８）を嵌入固定して構成された懸垂碍子
   （３）であって、前記笠部（５ａ）には貫通孔（５ｅ）
   を有する取付筒部（５ｄ）を設け、同貫通孔（５ｅ）に
   は限流素子（９）を嵌入し、上部電極を兼用する上部蓋
   部材（１１）とキャップ金具（７）をリード線（１８）
   により、同じく下部電極を兼用する下部蓋部材（１２）
   とピン金具（８）をリード線（１９）によりそれぞれ電
   気的に接続した請求項１に記載の避雷碍子。