JPH0654700B2

JPH0654700B2 - 避雷器

Info

Publication number: JPH0654700B2
Application number: JP31166486A
Authority: JP
Inventors: 孝義森; 節男向坂; 次郎北村
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPS63168984A

Description

【発明の詳細な説明】発明の目的（産業上の利用分野）本発明はギャップレス避雷器、さらに詳しくは該避雷器
のアーキングホーンの構造に関するものである。

（従来の技術）従来から第１１図に示すように前記避雷器１の一種とし
て碍管２とその下端部に取着された下部キャップ金具３
との間に下部シール部材４を設けるとともに、同じく該
碍管２とその上端部に取着された上部キャップ金具５と
の間に上部シール部材６を設け、さらに、前記二つのシ
ール部材４、６間に酸化亜鉛等を主成分とする非直線抵
抗素子７と鋼製のスペーサ８を積重した構造のものがあ
る。

この構造の避雷器１において、線路等に落雷があった場
合、責務を越えるサージ電圧の印加により碍管２内にガ
スが発生して内圧が上昇し、上下部シール部材４、６が
破壊して碍管２内の放圧が起こる。そして、該下部キャ
ップ金具３の放圧口３ｈや上部キャップ金具５の放圧口
５ｈを通して帯電した高温、高圧のアークジェットが碍
管２の外側に吹き出すようになっている。

さらに、アークジェットの放出に続く続流アークは下部
キャップ金具３のアーキングホーン（以下、下部アーキ
ングホーンという）３ａと上部キャップ金具５のアーキ
ングホーン（以下、上部アーキングホーンという）５ａ
から発生し、それらの間にアーク経路が形成される。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、第１２図に示すように上部アーキングホーン
５ａにおいて、例えば、前部左側のコーナ部Ｃ₁に一旦
アークＡが発生すると、同コーナ部Ｃ₁と下部アーキン
グホーン３ａとの間に形成されたアーク経路が横方向に
ふらつくことがない。そのため、碍管２のうち前記アー
ク経路に最も接近している部位はアークＡの熱により集
中的に加熱され、碍管２の破損を引き起こす。

また、上部キャップ金具５の上にカバーが設けられてい
る避雷器１においては、前記コーナ部Ｃ₁は前記カバー
に近い位置にあるので、該コーナ部Ｃ₁から放射される
アークＡがカバーにはねかえって、碍管２の表面の一部
に集中するという現象が生ずる。そのためアークＡの集
中照射を受けた碍管２は破壊し易いという問題があっ
た。

さらに、前記コーナ部Ｃ₁は２点鎖線に示すように溶損
し、その溶損量が多かった。

そして、前記現象及び問題は、放圧を伴なうことなく、
碍管２の内部に生じたアークが上下部アーキングホーン
５ａ、３ａ間に移行する場合や、前記コーナ部Ｃ₁から
他のコーナ部Ｃ₂にアーク放電部位が移行し、後者のコ
ーナ部Ｃ₂でアークＡが発生した場合等においても同様
に認められた。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は前記の問題点を解決するために、上下部アーキ
ングホーンの放電端を板状に形成し、少なくともそのほ
ぼ中央部に該放電端を分岐する切欠きを設けるという技
術的手段を採用する。

（作用）上下部アーキングホーンの放電端は切欠きの存在によっ
て二つに分岐された分岐放電端に分かれ、アーク放電を
誘発し易い部位が放電端の中央部に相対向して２か所に
形成される。前記二つのアーキングホーン間に外部アー
ク経路が形成されるとき相対向する前記部位のいずれか
にアーク放電が起こり、アーク放電部位が形成される。
アーク放電部位は前記分岐放電端を往復して動揺する。
そのため、アーク経路も動揺して碍管がアークの熱で集
中加熱されることは少なくなる。また、上部キャップ金
具上にカバーが設けられている避雷器においてはカバー
からのアークのはねかえり経路も動揺し、碍管の集中加
熱が緩和される。さらに、アーク放電部位の動揺により
放電端自体の溶損も少なくなる。

（実施例）次に、本発明を架設装置に対して垂直状に取着されるギ
ャップレス避雷器に具体化した一実施例を第１〜６図に
基づいて説明する。

第２図に示すように架設装置（図示なし）のアーム９に
支持金具１０により避雷器１がその碍管２において支
持、固定されている。該碍管２は強化樹脂等の軽量な耐
圧絶縁性材料により円筒状に形成されており、その上下
端部の外周側には環状突起２ｂ、２ａが形成されている
とともに碍管２の内周面には耐熱絶縁物質からバリヤ１
１が形成されている。

前記碍管２の下端にはＯリング１２を介してステンレス
スチール等の弾性材料からなる逆傘状の下部シール部材
４が当てられ、その下部シール部材４を下方から支持す
るように該下部キャップ金具３が前記環状突起２ａに固
定されている。

第３図、第６図に示すように前記下部キャップ金具３の
外周側にはその周囲を三等分する位置に平面がほぼ舌状
をなす突片３ｂが突出形成されている。

第１〜５図に示すように隣接する一組の突片３ｂ間には
下部アーキングホーン３ａが形成されており、その基端
部が凹状をなしてアークジェットの放出口３ｈになって
いるのに対して、先端部が肉厚１０ｍｍの板状をなし、
アークの放電端Ｄとなっている。

この実施例の放電端Ｄの少なくとも中央部には深さＨが
該放電端Ｄの溶損を許容できる範囲で、幅Ｗがかみそり
の刃の厚み程度より大きく、好ましくは前記肉厚の２０
％以上で、２０ｍｍ以下、例えば７ｍｍの切欠きＢが形
成されている。そして、その切欠きＢによって該放電端
Ｄは二つの分岐放電端Ｄ₁、Ｄ₂に分岐し、それらも板
状に形成されているので、切欠きＢ側のコーナ部Ｃ₃、
Ｃ₄はアーク放電を誘発し易い尖鋭端となっている。

さらに、下部キャップ金具３において隣接する二つの突
片３ｂ間のうち前記下部アーキングホーン３ａが設けら
れていない部位には、凹部３ｘが設けられており、それ
らの凹部３ｘに碍管２の係合突起（図示なし）を嵌入す
ることによって、碍管２と下部キャップ金具３とが相対
的に回動しないようになっている。

第２図に示すように前記下部キャップ金具３は、前記環
状突起２ａを前記突片３ｂとコンプレッションプレート
１３との挟持させ、それらをボルト１４とナット１５で
締め付けることによって、碍管２に対して取着されてい
る。

前記下部キャップ金具３において突片３ｂの一つにはそ
の先端中央から舌状のリード線取付部３ｙが突出形成さ
れ、そのリード線取付部３ｙに接地側リード線１６がボ
ルト１７とナット１８とによって固定されている。な
お、下部キャップ金具３の放圧口３ｈにはポリ塩化ビニ
ル樹脂板製の蓋２３が碍管２の放圧時の障害にならない
程度に取着されている。

前記下部シール部材４上にはコイルスプリング１９が設
けられ、その内側に碍管２内が湿らないようにするため
のモレキュラーシーブ２０が置かれている。前記コイル
スプリング１９の上端部には側面形状ほぼＴ字形の下部
電極２１がその脚部において固定されている。

前記下部電極２１上には円板状のスペースプレート２２
を介して板状鋼製のスペーサ８が載置され、その上に酸
化亜鉛を主成分とするロッド状の非直線抵抗素子７が積
重され、さらにその上にスペーサ８と非直線抵抗素子７
とが交互に順次積重されている。

最上部の非直線抵抗素子７の上にはスペースプレート２
４を介して逆皿状の上部電極２５が設けられている。

前記碍管２の上端部にはＡｌ製の上部キャップ金具５が
冠着、固定され、同碍管２の開口をＯリング２６を介し
てステンレススチール等の弾性材料からなる傘状の上部
シール部材６によってシールするとともに、前記コイル
スプリング１９を圧縮して、非直線抵抗素子７とスペー
サ８との接触を確実にしている。そして、前記両キャッ
プ金具５、３間のアーク抵抗が下部アーキングホーン３
ａと後述する上部アーキングホーンとの間のアーク抵抗
より大きく設定されており、また、前記碍管２内の空間
Ｓは不活性ガス等が充填された状態で気密状に保持され
ている。

この上部キャップ金具５にも下部キャップ金具３と同様
に上部アーキングホーン５ａが形成されているとともに
碍管２との相対回動を防止するための凹部５ｘが設けら
れている。そして、該上部アーキングホーン５ａの放電
端Ｄには切欠きＢが形成されている（第３図参照）。

なお、上部キャップ金具５は碍管２に対しては、その環
状突起２ｂをコンプレッションプレート２７と上部キャ
ップ金具５の突片５ｂとに挟持させて、それらをボルト
２８とナット２９で締め付けることによって固定されて
いる。

前記上部キャップ金具５にもリード線取付部５ｙが形成
されており、そのリード線取付部５ｙに課電側リード線
３０がボルト３１とナット３２とにより固定されてい
る。該課電側リード線３０は、架設装置の線路に導通さ
れている。

前記上部キャップ金具５上にはカバー３３が設けられ、
避雷器１を雨水又は鳥害等から保護している。また、上
部キャップ金具５の放圧口５ｈにもその機能が阻害され
ないようにしてポリ塩化ビニル樹脂製の蓋３４が取り付
けられている。

次に、この実施例の作用、効果について説明すると、線
路（図示なし）に落雷があった場合、雷サージ電圧は架
設装置に印加される。すると、架設装置に設けられてい
る避雷器１では、課電側リード線３０−上部キャップ金
具５−上部シール部材６−上部電極２５−スペースプレ
ート２４に雷サージ電流が流れるが、雷サージ電流のよ
うな大電流の通電下では前記非直線抵抗素子７は抵抗値
が小さいという電圧電流特性を有しているので、雷サー
ジ電流は非直線抵抗素子７−スペーサ８−スペースプレ
ート２２−下部電極２１−コイルスプリング１９−下部
キャップ金具３に流れ、接地側リード線１６を経て架設
装置からアースされる。

しかしながら、避雷器１に雷サージ電流が通過した後、
流れる続流を非直線抵抗素子７は導通させないからその
外表面に閃絡が生じ、碍管２内にアーク経路が形成され
るが、内部のアーク抵抗が上下部アーキングホーン５
ａ、３ａ間のアーク抵抗より大きくなるように設定され
ているので、アーク経路が碍管２の外部に移行する。そ
して、上部キャップ金具５のアークホーン５ａと下部キ
ャップ金具３の下部アークホーン３ａとの間にアーク経
路が形成される。

また、責務を越える異常電圧により非直線抵抗素子７等
が劣化して碍管２の内部にガスが発生した場合、碍管２
内は急激に加圧され、上下部シール部材６、４は第１図
の２点鎖線で示すように反りかえり放圧される。そし
て、アークジェットが放圧口５ｈ、３ｈから放出され、
上部アーキングホーン５ａと下部アーキングホーン３ａ
間にアーク経路が形成される。

このようにアーク経路が碍管２の外部で形成されると
き、放電端Ｄからアークが発生するが、この実施例の放
電端Ｄにおいては、その中央部に切欠きＢが形成され、
放電端Ｄが分岐放電端Ｄ₁、Ｄ₂に分岐しているので、
それらの分岐放電端Ｄ₁、Ｄ₂のうちいずれかの分岐放
電端の切欠きＢ側コーナ部、例えば、第１図の左側の分
岐放電端Ｄ₁のコーナ部Ｃ₃にアークＡが発生する。該
コーナ部Ｃ₃の対向側に分岐放電端Ｄ₂のコーナ部Ｃ₄
が近接して形成されているとともに、該分岐放電端Ｄ₁
を流れる電流ｅは前記コーナ部Ｃ₃に収斂するように流
れ、右手の法則による方向の磁界ｚが発生する。その磁
界ｚはコーナ部Ｃ₃から放射されるアークＡを左手の法
則により偏向させる。従って、アーク放電部位はコーナ
部Ｃ₃からコーナ部Ｃ₄に移行し、以降同様に前記二つ
のコーナ部Ｃ₃、Ｃ₄を往復し両者間を動揺する。その
ため、アーク経路も動揺し、アーク経路が動揺しない従
来技術に比較して、該アーク経路から碍管２が受ける輻
射熱が分散し、碍管２の集中的な加熱が緩和され、従っ
て、碍管２の破損が抑制される。しかも、アーク放電は
放電端Ｄの中央部側のコーナ部Ｃ₃、Ｃ₄に起こるの
で、外側のコーナ部Ｃ₁、Ｃ₂にアーク放電が起る従来
技術に比較して、そのアーク放電部位は上部キャップ金
具５上にカバー３３からより遠くなり、該カバー３３に
対するアークＡのはねかえりが起りにくく、従って、ア
ークＡのはねかえりによる碍管２の破損を防止すること
ができる。また、放電端Ｄの溶損を軽減させることがで
きる。

本発明は前記実施例に限定されることなく、例えば、次
の態様で変更して具体化することも可能である。

（１）放電端Ｄ及び切欠きＢ等の形状は本発明の技術的
思想を踏襲し、その効果を著しく損わない限度において
種々変更することができる。

例えば、第７図に示すように切欠きＢの幅を放電端Ｄの
基端部側が広く先端部側が狭くなるようにできるし、ま
た、第８図に示すように切欠きＢをほぼ円形にして連続
的に幅を変化させるとともに、相対向するコーナ部
Ｃ₃、Ｃ₄を尖鋭端にすることができる。これらの態様
においてはアーク発生部位が動揺し易くなる。

第９図に示すように放電端の中央部近くにアークＡが発
生し易い突起３５を形成することもできる。さらに、第
１０図に示すように放電端Ｄの外側におけるコーナ部Ｃ
₁、Ｃ₂の外周面を曲面にして非尖鋭化することもでき
る。この態様で一層アーク放電部位が動揺するので、本
発明においては第１０図の態様が最も推奨される。

（２）切欠きＢの位置はその個数との関係で決定するこ
とができる。

（３）スペーサ８を磁器等の耐熱性絶縁材料で中実のロ
ッド状に形成し、その側面において下端面から上端面に
かけてＳｎ、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｕその他の低融点金属又は
それらを少なくとも一成分とする低融点合金等からなる
ほぼ線状の溶断性導電体を設け、続流が流れたときその
溶断性導電体を溶断させて、内部アーク経路を外部に移
行し易くすることができる。

（４）コイルスプリング１９の外側に下部シール部材４
と下部電極２５とを短絡させる短絡部材をコイルスプリ
ング１９以外に設けることもできる。

（５）本発明は非直線抵抗素子７を使用する避雷器１に
広く適用できる。

発明の効果以上詳述したように、本発明はアーク放電部位を動揺さ
せて碍管破壊を軽減させるとともに、放電端の溶損を少
なくし、さらに、カバーが設けられている避雷器にあっ
てはアークのはねかえりを少なくして碍管がアークの輻
射熱によって集中的に加熱されるのを防止するという優
れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１〜１０図は本発明に係る図面で、第１図は実施例の
要部斜視図、第２図は実施例の部分縦断面図、第３図は
上部又は下部キャップ金具の平面図、第４図は第３図の
IV−IV方向の断面図、第５図は第３図のＶ−Ｖ方向の断
面図、第６図は第３図のVI−VI方向の断面図、第７〜１
０図は放電端の形状について実施例とは異なる態様を示
す部分平面図、第１１図は従来技術の部分縦断面図、第
１２図は同じく要部斜視図である。３ａ……アーキングホーン（下部アーキングホーン）、
５ａ……アーキングホーン（上部アーキングホーン）、
Ｂ……切欠き、Ｄ……放電端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アーキングホーン（３ａ、５ａ）の放電端
（Ｄ）を板状に形成し、少なくともそのほほ中央部に該
放電端（Ｄ）を分岐する切欠き（Ｂ）を設けたことを特
徴とする避雷器。
【請求項２】前記放電端（Ｄ）における外側コーナ部
（Ｃ₁、Ｃ₂）の外周面は非尖鋭化している特許請求の
範囲第１項記載の避雷器。