JPH0642345B2 - 耐雷カットアウト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、配電用変圧器の一次側に配設して過負荷電
流や短絡電流あるいは雷サージによる閃絡事故から、変
圧器を保護して電線路の停電事故を防止する耐雷カット
アウトに関するものである。

（従来の技術） 従来、耐雷カットアウトの本体碍子に収容部を設けて、
この収容部に非直線抵抗体や放電ギャップ部を形成する
一対の放電電極等を収容してなる避雷器内蔵カットアウ
トが種々知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来のカットアウトでは前記収容部外側の開
口部をＯリングやパッキン類等の密閉手段により密閉
し、収容部内側には空隙が残されているので、温度変化
や経年によるパッキン類等の劣化によって、空隙に湿気
や水分の浸入をきたし、空隙の内周壁面、非直線抵抗体
の外周面、あるいは放電ギャップ等を湿潤あるいは結露
させて、避雷器の放電特性を低下させたり、沿面漏洩電
流を増加させて非直線抵抗体の劣化や破損を招いて続流
遮断性能その他の避雷器機能を低下あるいは喪失させて
地絡事故などを誘発するなどの懸念があるとともに、そ
の設備数の膨大さの故に、故障検出あるいは取替など保
守上の経費や労力負担も大きく、電線路の安定的維持の
面から、無劣化の避雷器あるいはそれを内蔵したカット
アウトの開発が望まれていた。この発明は、上記問題点
を解消したカットアウトの提供を目的とするものであ
る。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するために、磁器製の本体
碍子の下方に課電側及び負荷側電極室を凹設して、該電
極室にそれぞれ固定電極を設け、両電極室の開口側に両
固定電極間を接続あるいは開放するヒューズ筒を本体碍
子に装着し、さらに、本体碍子には、上方及び下方へ開
口する空腔を形成して該空腔に放電ギャップ部と非直線
抵抗体とを収容し両者間を直列に接続してなる耐雷カッ
トアウトであって、 前記放電ギャップ部は外側筒状スペーサ内に内側筒状ス
ペーサを配し、両筒状スペーサの開口端に放電電極を有
する電極板を接合固定することにより内側の筒状スペー
サ内に放電ギャップを構成し、さらに、外側筒状スペー
サの外周面を空腔の内周面に対して無機質絶縁層の溶着
により固定して空腔の一方の開口部を封塞するととも
に、一端を前記負荷側の固定電極へ接続し、また、非直
線抵抗体は空腔内に弾力性絶縁材により包蔵して接着
し、一端を空腔を封塞するキャップ電極に接続するとと
もに放電ギャップ部と非直線抵抗体の間を弾発下に接続
するという構成を採用している。

（作用） この発明は前記手段を採用したことにより、次のように
作用する。

非直線抵抗体が本体碍子の空腔内に弾力性絶縁材により
包蔵されて空腔の開口部を封塞するキャップ電極に接続
され、さらに、空腔の内周面に対して放電ギャップ部を
無機質絶縁層によって溶着固定して空腔の一方の開口部
を封塞し、非直線抵抗体と放電ギャップ部とを弾発下に
接触させるようにしたので、温度変化や経年により同非
直線抵抗体の外周表面が吸湿、劣化することがなく、気
密性が長期にわたって安定的に保持でき、又、非直線抵
抗体が過大な雷サージにより破損してアーク放電しても
周囲の弾力性絶縁材により衝撃やアーク熱が緩和されて
本体碍子の破損や飛散を防止することができる。また、
放電ギャップ部の湿潤を防止して、適正な放電特性を長
期にわたって安定して維持することができる。

（実施例） 以下、この発明を具体化した第一実施例を第１図〜第３
図に基づいて説明する。

磁器製の本体碍子１の下方には隔壁２、２で区画した電
源側電極室３及び負荷側電極室４が凹設されている。該
両電極室３，４内には、それぞれ固定電極５，６及び消
弧室７，８が基端部分をセメントあるいは合成樹脂等の
充填物９をもって埋込固着されている。前記固定電極
５，６には、それぞれ接続端子１０，１１が取着され、
図示しない電源側リード線と負荷側リード線とにそれぞ
れ接続される。

本体碍子１の前記開放側には、絶縁蓋１２が開閉自在に
軸着され、該絶縁蓋１２の内側には前記固定電極５，６
間を接続あるいは開放する一対の接触刃１３ａ，１３ｂ
を備えたヒューズ筒１３が着脱可能に装着され、又、本
体碍子１の上面には接地側取付金具１４が締付バンド１
５により固定されている。以上は従来のカットアウトに
一般的な構造である。

この発明では、予め前記本体碍子１の中央上部に対し外
側へ開口する空腔１６ａを有する収納筒１６を一体に形
成し、該本体碍子１の内側中央部には下方の絶縁蓋１２
側へ開口する空腔１７が凹設され、該空腔１７と前記空
腔１６ａは連通孔１８ａを有する隔壁１８により区画さ
れている。前記空腔１７は隔壁２に形成した連通孔１９
により前記負荷側電極室４と連通されている。

前記空腔１７内には一体にユニット化した放電ギャップ
部２０が収納され、該ギャップ部２０の外周面と空腔１
７の内周面との間隙には、硼硅酸鉛ガラスの粉末材料な
ど低融点ガラスを充填し、本体碍子１とともに加熱炉中
で４００℃〜６００℃に加熱して隙間なく溶着して無機
質絶縁層２１を形成して碍子本体１と放電ギャップ部２
０とを一体的に接合固定して前記空腔１７の下方の開口
部を封塞している。この放電ギャップ部２０を第２図に
基づいて詳細に説明すると、磁器製の円筒状をなす上下
一対の外側筒状スペーサ２２，２２は空腔１７に挿入す
る以前に接着剤２３により仮止めされ、該筒状スペーサ
２２の上下両端には前記無機質絶縁層２１よりも融点の
高いガラス２１ａなどにより後記する導電性セラミック
スよりなる電極板２４，２５が予め接合固定され、外側
筒状スペーサ２２内に収容空間２６を形成している。

この収容空間２６には耐熱性及び耐衝撃性に優れた石英
ガラス、アルミナ磁器あるいは吸着性の多孔質セラミッ
クス等の絶縁材により形成した上下一対の内側筒状スペ
ーサ２７，２７が収容され、これらの筒状スペーサ２
７，２７の上下両端部にはそれぞれ放電電極２８，２８
が内側筒状スペーサ２７内に構成した所定の放電ギャッ
プＧを介して対向するようにそれぞれ予め銀ペースト２
９による焼付け、又は、ろう着などによって接合固定さ
れている。前記放電電極２８，２８は金属材料のほか、
電気抵抗の小さい導電性セラミックス、例えば硼化ジル
コニウム（ＺｒＢ２：熱膨張係数４．５×１０^−６，比
抵抗２．５×１０^−５Ω．cm）あるいは硼化チタン（Ｔ
ｉＢ２：熱膨張係数４．６×１０^−６，比抵抗２〜３×
１０^−６Ω．cm）等、高温強度や熱的衝撃抵抗に優れ、
かつ熱膨張係数が磁器（熱膨張係数４〜６．５×１０
^−６）に近い材料を用いてもよい。また、前記電極板２
４，２５と放電電極２８とは金属材料をもって一体とし
てもよい。

前記下部の電極板２５には銀ペースト２９により電極金
具３０が接合され、該電極金具３０と前記負荷側の固定
電極６は連通孔１９を通る帯状の接続導体３１により可
撓状態に接続されている。

なお、前記電極板２５の下面には磁器製の短円筒状をな
す堰筒３２が予め接着剤２３により仮止めされ、前記無
機質絶縁層２１の溶着時には溶融ガラスが電極板２５側
へ流出するのを防止するようになっている。又、前記空
腔１７の下部及び連通孔１９には前記電極金具３０及び
接続導体３１を包蔵するように発泡ポリウレタン等の絶
縁弾性材３３が充填されている。

一方、前記収納筒１６の空腔１６ａ内には酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）を主体とした焼結物、すなわち、２個の非直線抵
抗体３４，３４が嵌入され、両者間、及び下部の非直線
抵抗体３４と隔壁１８の上面との間、及び上部の非直線
抵抗体３４の上面にはそれぞれ鉛、銅等の軟質導電材よ
りなる集電板３５が介在又は接触され、これらの外周面
と空腔１６ａの内周面との間隙には例えば独立発泡ゴム
等の弾力性絶縁材層３６が充填接着されている。

前記放電ギャップ部２０の上方の電極板２４と非直線抵
抗体３４の下方の集電板３５との間にはコイル状の圧縮
バネ３７を介装しリード線３８により電極板２４と集電
板３５とを弾発下に電気的に接続している。

前記収納筒１６の上端部には０リングやゴムシート等の
クッション部材３９を介してキャップ電極４０がカシメ
固定されていて、該電極４０と前記非直線抵抗体３４の
上方の集電板３５との間には中間電極４１及びコイル状
の圧縮バネ４２が介在され、リード線４３により中間電
極４１とキャップ電極４０を弾発下に電気的に接続して
いる。

又、前記キャップ電極４０の上面には端子金具４４が止
着され、該端子金具４４には接地線４５が接続されてい
る。以上により下方に固定した放電ギャップ部２０に対
して、上方の非直線抵抗体３４及びキャップ電極４０が
弾発下に直列に接続されることになる。

前記のように構成したカットアウトの作用について説明
する。

本発明では、カットアウト部分は略従来一般のカットア
ウトに準ずるが、負荷側の固定電極６より接地線４５に
至る間に雷サージが浸入すると、非直線抵抗体３４の非
直線抵抗作用により、又、放電ギャップＧでは、雷イン
パルスの過電圧が閃絡して雷サージ電流を放電するとと
もに電圧上昇を抑制して、カットアウトや変圧器ブッシ
ングでの閃絡や絶縁劣化及び続流放電を阻止して、変圧
器を保護する。

又、この実施例では、磁器製の本体碍子１の空腔１７と
放電ギャップ部２０との間に低融点の無機質絶縁層２１
を隙間なく溶着形成して本体碍子１に放電ギャップ部２
０を一体に接合封着して空腔１７の下方を封塞している
ので、外部環境、温度変化及び経年による接合部の劣化
を防止して湿気や水分の浸入をなくすことができ、従っ
て、放電ギャップ部２０の外周面が湿潤、結露しないの
で、放電特性の低下や、沿面漏洩電流がなく、放電ギャ
ップ部の信頼性、耐久性が向上する。また、放電ギャッ
プ部２０は内側筒状スペーサ２７内に放電ギャップＧを
構成しているので、放電時の衝撃が緩和されて放電ギャ
ップ部２０と空腔１７との接合個所へのストレスが軽減
される。

さらに、カットアウトの固定電極６の接地側との間に
は、従来のカットアウトのように、連続した空隙部分が
なく、従って、非直線抵抗体３４の湿潤を防止してその
劣化をなくし、信頼性及び耐久性を向上することができ
るとともに、非直線抵抗体３４が過大な雷サージにより
破損してアーク放電しても前記弾力性絶縁材層３６によ
り衝撃やアーク熱が緩和されて本体碍子１の破損や飛散
を防止することができる。さらに、また、放電ギャップ
部２０と非直線抵抗体３４の間を弾発下に接続している
ので、温度変化や放電時の衝撃等に基づく相互の機械的
ストレスを軽減する利点がある。

発明の効果 以上詳述したように、本発明のカットアウトは非直線抵
抗体を本体碍子の空腔内に弾力性絶縁材により包蔵し、
かつ、内側筒状スペーサ内に放電ギャップを構成した放
電ギャップ部の外側筒状スペーサを無機質絶縁層により
接合して、両者を弾発下に直列に接続しているので温度
変化や経年により同非直線抵抗体の外周表面が吸湿、劣
化することがなく、気密性が長期にわたって安定的に保
持でき、又、非直線抵抗体が過大な雷サージにより破損
してアーク放電しても前記弾力性絶縁材により衝撃やア
ーク熱が緩和されて本体碍子の破損や飛散を防止するこ
とができる。また、放電ギャップ部の湿潤を防止して、
適正な放電特性を長期にわたって安定して維持すること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す中央部縦断面図、第
２図は放電ギャップ部付近の拡大縦断面図、第３図は接
地側取付金具及び締付バンド付近の側面図である。 １…本体碍子、３…電源側電極室、４…負荷側電極室、
５，６…固定電極、１２…絶縁蓋、１３…ヒューズ筒、
１６…収納筒、１６ａ，１７…空腔、１８…隔壁、１８
ａ，１９…連通孔、２０…放電ギャップ部、２１…無機
質絶縁層、２２…外側筒状スペーサ、２４，２５…電極
板、２７…内側筒状スペーサ、２８…放電電極、３１…
接続導体、３４…非直線抵抗体、３６…弾力性絶縁材
層、Ｇ…放電ギャップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 廣美 愛知県知多郡東浦町大字生路字狭間35番地 (72)発明者 石橋 千尋 愛知県知多郡東浦町大字緒川字丸池台17番 地の３ (72)発明者 松本 純一 愛知県名古屋市瑞穂区市丘町２丁目38番地 の２ (72)発明者 芥子川 明義 岐阜県羽島市正木町大浦1258番地の２ (72)発明者 長瀬 光義 愛知県尾張旭市南新町中畑127の８番地 (56)参考文献 特開 昭59−49178（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−48586（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁器製の本体碍子の下方に課電側及び負荷
   側電極室を凹設して、該電極室にそれぞれ固定電極を設
   け、両電極室の開口側に両固定電極間を接続あるいは開
   放するヒューズ筒を本体碍子に装着し、さらに、本体碍
   子には、上方及び下方へ開口する空腔を形成して該空腔
   に放電ギャップ部と非直線抵抗体とを収容し両者間を直
   列に接続してなる耐雷カットアウトであって、 前記放電ギャップ部は外側筒状スペーサ内に内側筒状ス
   ペーサを配し、両筒状スペーサの開口端に放電電極を有
   する電極板を接合固定することにより内側の筒状スペー
   サ内に放電ギャップを構成し、さらに、外側筒状スペー
   サの外周面を空腔の内周面に対して無機質絶縁層の溶着
   により固定して空腔の一方の開口部を封塞するととも
   に、一端を前記負荷側の固定電極へ接続し、また、非直
   線抵抗体は空腔内に弾力性絶縁材により包蔵して接着
   し、一端を空腔を封塞するキャップ電極に接続するとと
   もに放電ギャップ部と非直線抵抗体の間を弾発下に接続
   したことを特徴とする耐雷カットアウト。