JPH0644431B2 - 避雷碍子用の耐圧絶縁筒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は送電線あるいは配電線路に雷サージ電流が流れ
た場合にそれを速やかに大地へ放電するとともに、その
後生じる商用周波の続流電流を抑制遮断することができ
る避雷碍子に使用される耐圧絶縁筒に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来の避雷碍子として本願出願人は第８図に示すよう
に、円筒状をなす耐圧絶縁筒２１の両端開口部に対し、
キャップ金具３，４を嵌装固定し、該耐圧絶縁筒２１内
には限流素子（図示略）を収容して、前記キャップ金具
３，４に電気的に接続するとともに、該耐圧絶縁筒２１
には限流素子両端部に対応するように少なくとも一以上
の円形状をなす放圧孔２１ａを透設し、さらに、前記耐
圧絶縁筒２１の外周にはゴムをモールドして絶縁外套体
（図示略）を形成している。

［発明が解決しようとする課題］ 前述の避雷碍子は一般に鉄塔の支持アームに対し取付ア
ダプタを介して垂直方向又は水平方向に片持ち支持さ
れ、その先端部には送電線側の放電電極としてのアーク
ホーンと対向する接地側の放電電極としてのアークホー
ンを支持している。そして、線路電圧が大きくなると、
避雷碍子自体の重量も大きくなるので、鉄塔が風圧や地
震等により揺動したり、作業者が避雷碍子を押動する
と、該避雷碍子は基端部が取付アダプタに片持ち固定さ
れている関係上、その時に発生する外力により避雷碍子
の基端取付部に大きな曲げ応力が作用する。この曲げ応
力の大半は当然耐圧絶縁筒２１が分担することになるた
め、該耐圧絶縁筒２１の基端部には大きな応力が集中す
る。

もし、耐圧絶縁筒２１が放圧孔２１ａを有しない単なる
円筒形状の場合には、基端部への応力集中は生じ難い。
ところが、前記耐圧絶縁筒２１には円形状の放圧孔２１
ａが形成されているため、耐圧絶縁筒２１の基端部には
応力が集中し易い。耐圧絶縁筒２１に対し放圧孔２１ａ
を設けない場合Ａと、円形状の放圧孔２１ａを形成した
場合Ｂと、さらに、放圧孔２１ａの形状を円形以外の形
状にした場合とでは、耐圧絶縁筒２１の基端部に作用す
る応力集中係数（形状係数）Σ、つまり、曲げモーメン
トをその断面係数で割った見掛けの公称応力σｎに対し
て、円形状の放圧孔２１ａにより発生する最大応力σｍ
ａｘの比Σは、それぞれ異なる。前述した場合Ａの応力
集中係数Σを第７図に示すように１とすると、円形状の
放圧孔２１ａを設けた場合Ｂの同じ係数Σは約２．０と
大きくなる。従って、円形状の放圧孔２１ａを透設した
耐圧絶縁筒２１を使用する避雷碍子は、鉄塔の揺動時に
おける機械的な強度を向上するためには内径を挿入物の
関係で一定と仮定すれば肉厚を増さなければならないと
いう問題があった。

本発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消
して、機械的強度に優れ、小型軽重な避雷碍子用の耐圧
絶縁筒を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、円筒状をなす耐圧絶
縁筒の固定側端部に対し、該耐圧絶縁筒の長手方向に延
びる長孔状の放圧孔を設けるという手段を採っている。

［作用］ 本発明は上記手段を採ったので、耐圧絶縁筒の基端部に
おける応力集中係数が低減され、機械的強度が向上す
る。従って、避雷碍子に使用した場合に、小型軽重化が
可能となるとともに、鉄塔揺動時の機械的強度が向上
し、折損事故等が未然に防止される。

［実施例］ 以下、この発明の耐圧絶縁筒を備えた避雷碍子を具体化
した一実施例を第１〜６図に従って説明する。

第２図に示すように、塔体１に取着された接地側の吊下
金具２の左右両端には、吊下碍子３，３が回動可能に垂
下され、両吊下碍子３，３の下端には中央に放電電極５
を有する電線側の吊下金具４が取着され、この吊下金具
４にはクランプ６を介して電線７が吊下支持されてい
る。又、前記吊下金具２の中央に取着されたブラケット
８には、避雷碍子１０が取付けられている。

次に、避雷碍子１０について説明すると、第１，３図に
示すように機械的強度に優れ、耐熱性、耐圧性に優れた
強化プラスチック（ＦＲＰ）等の材料よりなる耐圧絶縁
筒１１の上端には、内面に段差部１２ａを有し、かつ、
上部外周に取付フランジ１２ｂを有する筒状の接地側電
極１２が嵌合接着され、下端には底部中央寄りに円筒状
の係合筒１３ａを突設した有底筒状の課電側電極１３が
嵌合接着されている。同課電側電極１３下面に設けた取
付片１３ｂには、放電電極１４が取付けられ、第２図に
示すように、前記吊下金具４に設けた放電電極５との間
に気中放電間隙Ｇを形成している。

第３図に示すように、前記耐圧絶縁筒１１内には素子組
体１５が収容されている。この素子組体１５は酸化亜鉛
（ＺｎＯ）を主材とする電圧−電流特性が非直線性の避
雷素子１６を複数直列に積層するとともに、上下両端の
避雷素子１６にそれぞれ上部及び下部の素子押え金具１
７，１８を接合し、避雷素子１６及び両素子押え金具１
７，１８の外周にＥＰＤＭゴムよりなる被覆１９を設け
て構成されている。そして、同素子組体１５の下端は、
下部の素子押え金具１８に形成した突部１８ａを前記課
電側電極１３の係合筒１３ａに係合して位置規制されて
いる。

前記接地側電極１２の内周面に形成した雌ねじ１２ｃに
は、第３図に示すように外周面に雄ねじ２０ａを有する
締付金具２０が螺合されている。同締付金具２０中央の
挿通孔２０ｂには、筒状の絶縁スペーサ２１を介して端
子金具２２が貫通固定され、素子組体１５上部の素子押
え金具１７との間には、素子組体１５を同端子金具２２
と課電側電極１３との間に圧着固定するとともに、避雷
素子１６に接触圧を付与するばね２３が介在されてい
る。なお、ばね２３にはシャント２４が複数（この実施
例では３）介在され、電気的接続を良くしている。

前記耐圧絶縁筒１１の上部、中間部２ケ所及び下部に
は、異常時のアークを放出するための放圧孔１１ａが直
径方向に９０゜ごと（第４図参照）に形成されている。
同放圧孔１１ａの長さＬは幅Ｓの５倍以内が好ましく、
又、各放圧孔１１ａの縦方向の間隔は、耐圧絶縁筒１１
内径の６倍以内とするのが好ましい。さらに、放圧孔１
１ａを接地側電極１２及び課電側電極１３の近傍とその
中間部に設けることにより、アークを効率良く放出でき
る。又、第１図に示すように、同耐圧絶縁筒１１の外周
面には各放圧孔１１ａの上下中間部に強化プラスチック
（ＦＲＰ）よりなる円環状の補強リング２５が耐熱性を
有する樹脂接着剤（図示略）により接着固定されてい
る。

前記耐圧絶縁筒１１と素子組体１５との間、接地側電極
１２と端子金具２２との間及び耐圧絶縁筒１１の外側に
は、ＥＰＤＭゴムよりなるゴムモールド２６が形成さ
れ、接地側電極１２の下部外周面及び課電側電極１３の
上部外周面まで延在され、外周にはひだ２６ａが一体に
形成されている。

又、ゴムモールド２６には、第４図に示すように前記耐
圧絶縁筒１１の放圧孔１１ａと対応する位置に放圧口２
６ｂが設けられている。

第２図に示すように、前記ブラケット８の一側には図示
しないアーキングリング腕部を介して、前記上部の放圧
口２６ｂと対応するようにアーキングリング２８が設け
られている。一方、前記課電側電極１３の取付片１３ｂ
にも図示しないアーキングリング腕部を介して、前記下
部の放圧口２６ｂとほぼ対応するようにアーキングリン
グ２８が設けられている。

次に、前記のように構成した碍子装置についてその作用
を説明する。

今、電撃により電線７に雷サージが侵入すると、電流は
電線７からクランプ６→吊下金具４→放電電極５から気
中放電間隙Ｇを介して避雷碍子１０の放電電極１４にア
ーク放電され、課電側電極１３から下部の素子押え金具
１８を経て避雷素子１６に流れ、さらに上部の素子押え
金具１７→シャント２４→端子金具２２→吊下金具２を
経て塔体１から大地へと流れる。これに伴う続流は避雷
素子１６により遮断される。

又、予期しない大規模電撃によって避雷素子１６が異常
放電して、高温・高圧のアークが発生すると、耐圧絶縁
筒１１の放圧孔１１ａ付近の被覆１９の一部及びゴムモ
ールド２６の一部が軟化又は溶融破壊され、高圧のガス
によって飛散され、外部に通ずるアーク放出路が強制的
に形成される。

避雷碍子１０外部に放出されたアークは両アーキングリ
ング２８間へ移行され、上下互いに繋がる。

さて、本発明実施例では耐圧絶縁筒１１の固定側端部と
なる接地側の電極金具１２に近接して、長孔状の放圧孔
１１ａを透設したので、耐圧絶縁筒１１の基端部の応力
集中係数Σを円形状の放圧孔を設けた場合と比較して小
さくでき、この結果、鉄塔の揺動時に曲げ荷重を受けた
場合に、耐圧絶縁筒１１の基端部に応力が集中するのを
抑制して、その破損を防止することができる。又、発生
応力の低減を計ることができるため、耐圧絶縁筒１１の
薄肉化が可能となり、避雷碍子の小型化を達成すること
ができる。

第７図において、本発明の耐圧絶縁筒１１の応力集中係
数Σを表すと、約１．５となり、円形状の放圧口２１ａ
を形成した従来例と比較して、応力集中係数Σが約０．
５だけ軽減していることがわかる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は耐圧絶縁筒の機械的強
度の向上、及び小型軽量化を計ることができ、避雷碍子
に使用した場合に、その機械的機強度を向上して避雷碍
子の破損を未然に防止するとともに、既設設備への適用
性を増大させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す斜視図、
第２図は避雷碍子装置全体を示す正面図、第３図は本発
明の耐圧絶縁筒を組み込んだ避雷碍子の縦断面図、第４
図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ
線断面図、第６図は第３図のＣ−Ｃ線端面図、第７図は
放圧孔の有無及び形状と応力集中係数との関係を示すグ
ラフ、第８図は従来例を示す斜視図である。 １１……耐圧絶縁筒、１１ａ……放圧孔、１２……接地
側電極、１３……課電側電極、１６……避雷素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒状をなす耐圧絶縁筒の固定側端部に対
   し、該耐圧絶縁筒の長手方向に延びる長孔状の放圧孔を
   設けたことを特徴とする避雷碍子用の耐圧絶縁筒。