JPH07201449A - 酸化亜鉛形避雷器 - Google Patents
酸化亜鉛形避雷器Info
- Publication number
- JPH07201449A JPH07201449A JP35994A JP35994A JPH07201449A JP H07201449 A JPH07201449 A JP H07201449A JP 35994 A JP35994 A JP 35994A JP 35994 A JP35994 A JP 35994A JP H07201449 A JPH07201449 A JP H07201449A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistance element
- starting
- current
- zinc oxide
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】我が国の日本海側で冬季に多く発生するいわゆ
る冬季雷のような超巨大エネルギーに対応可能な、抵抗
要素材料の主成分を酸化亜鉛とする避雷器を提供する。 【構成】ＺｎＯを主成分とする板状のＺｎＯ素子１Ｃの
積層体として構成される抵抗要素の両端子間に抵抗要素
と並列に、抵抗要素の端子電圧およびまたは抵抗要素の
通過電流と関連して主ギャップ２Ａを始動させる始動電
極８を備えた放電ギャップ２を接続する。主ギャップ２
Ａの始動は、具体的には、線路から抵抗要素に供給され
たエネルギー、抵抗要素の端子電圧あるいは通過電流が
所定値を超えたときに行うものとする。
る冬季雷のような超巨大エネルギーに対応可能な、抵抗
要素材料の主成分を酸化亜鉛とする避雷器を提供する。 【構成】ＺｎＯを主成分とする板状のＺｎＯ素子１Ｃの
積層体として構成される抵抗要素の両端子間に抵抗要素
と並列に、抵抗要素の端子電圧およびまたは抵抗要素の
通過電流と関連して主ギャップ２Ａを始動させる始動電
極８を備えた放電ギャップ２を接続する。主ギャップ２
Ａの始動は、具体的には、線路から抵抗要素に供給され
たエネルギー、抵抗要素の端子電圧あるいは通過電流が
所定値を超えたときに行うものとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、抵抗要素材料の主成
分に酸化亜鉛が用いられる酸化亜鉛形避雷器に関する。
分に酸化亜鉛が用いられる酸化亜鉛形避雷器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に従来の酸化亜鉛形避雷器構成の一
例を示す。雷電流が通過したとき、その非線形特性によ
り避雷器の端子電圧を所定値以下に抑える抵抗要素は、
粉末状のＺｎＯを主成分とし、これに粉末状の結合材を
混合して焼き固めた円板状の焼結体からなるＺｎＯ素子
２１を避雷器の定格電圧に従って必要高さに積み上げた
もので、この積層体ががい管２０内に絶縁棒２２で横ず
れしないように周面を押さえられて収納されている。Ｚ
ｎＯ素子相互の接触圧力はスペーサ２６を介してばね２
３で与えられる。がい管２０の上下両端面は放圧板２４
で気密に閉鎖され、この放圧板２４は放圧室内で外部か
らの損傷から守られている。放圧室は大気と連通する放
圧孔を備え、放圧孔を出たところに放電電極２８が位置
する。避雷器の線路側端子２５、大地側端子２６はそれ
ぞれ上下の放圧室に取り付けられている。
例を示す。雷電流が通過したとき、その非線形特性によ
り避雷器の端子電圧を所定値以下に抑える抵抗要素は、
粉末状のＺｎＯを主成分とし、これに粉末状の結合材を
混合して焼き固めた円板状の焼結体からなるＺｎＯ素子
２１を避雷器の定格電圧に従って必要高さに積み上げた
もので、この積層体ががい管２０内に絶縁棒２２で横ず
れしないように周面を押さえられて収納されている。Ｚ
ｎＯ素子相互の接触圧力はスペーサ２６を介してばね２
３で与えられる。がい管２０の上下両端面は放圧板２４
で気密に閉鎖され、この放圧板２４は放圧室内で外部か
らの損傷から守られている。放圧室は大気と連通する放
圧孔を備え、放圧孔を出たところに放電電極２８が位置
する。避雷器の線路側端子２５、大地側端子２６はそれ
ぞれ上下の放圧室に取り付けられている。
【０００３】送電線への落雷により、雷電流が線路側端
子２５を介してＺｎＯ素子積層体である抵抗要素を通過
すると、ＺｎＯ素子の非線形特性により避雷器の端子電
圧が低く抑えられ、送電線路の懸垂がいし、耐張がいし
や送電線末端の変圧器等の機器の対地絶縁が保護され
る。もしも避雷器を通過する雷電流が避雷器の定格値を
超えて流れ、ＺｎＯ素子が破壊し、続く電力系統運転周
波数電流が遮断不能となってアークが継続し、がい管２
０内の圧力が上がると、放圧板２４が放圧動作をし、が
い管２０内部の高温ガスが大気へ放出される。高温ガス
は耐圧が低いので、両放電電極２８、２８間は低い電圧
で放電し、がい管２０内のアークが消滅してがい管２０
内の圧力上昇がとまり、がい管２０は破損を免れ、周辺
の安全が守られる。
子２５を介してＺｎＯ素子積層体である抵抗要素を通過
すると、ＺｎＯ素子の非線形特性により避雷器の端子電
圧が低く抑えられ、送電線路の懸垂がいし、耐張がいし
や送電線末端の変圧器等の機器の対地絶縁が保護され
る。もしも避雷器を通過する雷電流が避雷器の定格値を
超えて流れ、ＺｎＯ素子が破壊し、続く電力系統運転周
波数電流が遮断不能となってアークが継続し、がい管２
０内の圧力が上がると、放圧板２４が放圧動作をし、が
い管２０内部の高温ガスが大気へ放出される。高温ガス
は耐圧が低いので、両放電電極２８、２８間は低い電圧
で放電し、がい管２０内のアークが消滅してがい管２０
内の圧力上昇がとまり、がい管２０は破損を免れ、周辺
の安全が守られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】避雷器は、雷現象の観
測結果に基づき、通常の雷電流では、これに応動しても
全く問題のないように定格値を決められている。しか
し、近年、我が国の日本海側に発生する雷には巨大エネ
ルギーを持つもののあることが観測の結果明らかとな
り、このような巨大エネルギーの雷は多く冬季に発生す
ることも明らかにされている。従来、避雷器では、過大
なエネルギーを持つ雷に対しては、ＺｎＯ素子を並列に
することにより対応を図ってきた。しかし、このような
巨大エネルギーを持つ、いわゆる冬季雷といわれる雷を
処理可能な酸化亜鉛形避雷器を図３に示したような構造
で構成することは困難である。これは、冬季雷を処理可
能な並列数のＺｎＯ素子を１本のがい管内に収納しよう
とすると、がい管の径が著しく大きくなり、経済的に見
合う歩留まりをもってがい管を製作することが困難にな
ること、また、仮にそのような径の大きいがい管が経済
的に製作可能となっても、大形がい管は塩風等による表
面汚損時の絶縁に弱く、加えて日本海側は冬季の季節風
の湿度が高いために、耐汚損絶縁強度を付与しようとす
ると、がい管が異常に長いものとなり、１本のがい管で
そのような長大ながい管を製作することは再び困難にな
るからである。短いものを接続使用すると、耐汚損絶縁
強度が１本ものと比べて大きく低下する。
測結果に基づき、通常の雷電流では、これに応動しても
全く問題のないように定格値を決められている。しか
し、近年、我が国の日本海側に発生する雷には巨大エネ
ルギーを持つもののあることが観測の結果明らかとな
り、このような巨大エネルギーの雷は多く冬季に発生す
ることも明らかにされている。従来、避雷器では、過大
なエネルギーを持つ雷に対しては、ＺｎＯ素子を並列に
することにより対応を図ってきた。しかし、このような
巨大エネルギーを持つ、いわゆる冬季雷といわれる雷を
処理可能な酸化亜鉛形避雷器を図３に示したような構造
で構成することは困難である。これは、冬季雷を処理可
能な並列数のＺｎＯ素子を１本のがい管内に収納しよう
とすると、がい管の径が著しく大きくなり、経済的に見
合う歩留まりをもってがい管を製作することが困難にな
ること、また、仮にそのような径の大きいがい管が経済
的に製作可能となっても、大形がい管は塩風等による表
面汚損時の絶縁に弱く、加えて日本海側は冬季の季節風
の湿度が高いために、耐汚損絶縁強度を付与しようとす
ると、がい管が異常に長いものとなり、１本のがい管で
そのような長大ながい管を製作することは再び困難にな
るからである。短いものを接続使用すると、耐汚損絶縁
強度が１本ものと比べて大きく低下する。
【０００５】本発明の目的は、巨大エネルギーの雷に繰
返し応動可能にしてかつ応動により系統の絶縁を確実に
保護する酸化亜鉛形避雷器を提供することである。
返し応動可能にしてかつ応動により系統の絶縁を確実に
保護する酸化亜鉛形避雷器を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、酸化亜鉛形避雷器を、抵抗要
素の線路側端子と大地側端子との間に抵抗要素と並列
に、抵抗要素の端子電圧およびまたは抵抗要素の通過電
流と関連して主ギャップを始動させる始動電極を備えた
放電ギャップが接続された避雷器とする。
めに、本発明においては、酸化亜鉛形避雷器を、抵抗要
素の線路側端子と大地側端子との間に抵抗要素と並列
に、抵抗要素の端子電圧およびまたは抵抗要素の通過電
流と関連して主ギャップを始動させる始動電極を備えた
放電ギャップが接続された避雷器とする。
【０００７】そして、始動電極による主ギャップの始動
を、線路から抵抗要素に供給されたエネルギーが所定値
を超えたときに行うようにすれば極めて好適である。あ
るいは、始動電極による主ギャップの始動を、抵抗要素
の端子電圧が所定値を超えたときに行うようにするか、
抵抗要素の通過電流が所定値を超えたときに行うように
してもよい。
を、線路から抵抗要素に供給されたエネルギーが所定値
を超えたときに行うようにすれば極めて好適である。あ
るいは、始動電極による主ギャップの始動を、抵抗要素
の端子電圧が所定値を超えたときに行うようにするか、
抵抗要素の通過電流が所定値を超えたときに行うように
してもよい。
【０００８】そして、主ギャップの始動を、線路から抵
抗要素に供給されたエネルギーが所定値を超えたときに
行う場合には、主ギャップを始動させるエネルギーの検
出は、抵抗要素の端子電圧を検出する電圧センサと、抵
抗要素の通過電流を検出する電流センサと、前記電圧、
電流が入力されてこれら２つの量の積を時間積分するエ
ネルギー算出器とを用いて行われ、エネルギー算出器の
出力が比較器内に設定された所定値を超えたときに始動
電極が主ギャップを始動させるようにすれば好適であ
る。
抗要素に供給されたエネルギーが所定値を超えたときに
行う場合には、主ギャップを始動させるエネルギーの検
出は、抵抗要素の端子電圧を検出する電圧センサと、抵
抗要素の通過電流を検出する電流センサと、前記電圧、
電流が入力されてこれら２つの量の積を時間積分するエ
ネルギー算出器とを用いて行われ、エネルギー算出器の
出力が比較器内に設定された所定値を超えたときに始動
電極が主ギャップを始動させるようにすれば好適であ
る。
【０００９】また、上述のように、抵抗要素に供給され
たエネルギーあるいは抵抗要素の端子電圧が所定値を超
えたときに主ギャップを放電させる場合に必要となる、
抵抗要素の端子電圧を検出する電圧センサは、抵抗要素
の線路側端子と大地側端子との間に接続される分圧コン
デンサ、または抵抗要素と直列に接続される、電流通過
方向単位長当たりの電圧−電流特性が抵抗要素と同一の
抵抗体をセンサ本体として構成するようにするのがよ
い。
たエネルギーあるいは抵抗要素の端子電圧が所定値を超
えたときに主ギャップを放電させる場合に必要となる、
抵抗要素の端子電圧を検出する電圧センサは、抵抗要素
の線路側端子と大地側端子との間に接続される分圧コン
デンサ、または抵抗要素と直列に接続される、電流通過
方向単位長当たりの電圧−電流特性が抵抗要素と同一の
抵抗体をセンサ本体として構成するようにするのがよ
い。
【００１０】また、抵抗要素に供給されるエネルギーあ
るいは抵抗要素の通過電流が所定値を超えたときに主ギ
ャップを放電させる場合に必要となる、抵抗要素の通過
電流を検出する電流センサは、抵抗要素と直列に接続さ
れるシャントをセンサ本体として構成するようにするも
のがよい。
るいは抵抗要素の通過電流が所定値を超えたときに主ギ
ャップを放電させる場合に必要となる、抵抗要素の通過
電流を検出する電流センサは、抵抗要素と直列に接続さ
れるシャントをセンサ本体として構成するようにするも
のがよい。
【００１１】
【作用】この発明は、電力系統の運用が再閉路機能をも
つ遮断器を用い、かつ並列回線を構成して行われている
点に着目したものである。上述のように避雷器を構成
し、線路から抵抗要素に供給されるエネルギーあるいは
抵抗要素の端子電圧あるいは抵抗要素の通過電流などと
関連させて始動ギャップを放電させ、放電のアークで主
ギャップを照射して時間おくれなく確実に主ギャップを
放電させるようにすると、抵抗要素が熱破壊する前に雷
電流が抵抗要素から主ギャップに移行して大地に流れ、
抵抗要素は破壊を免れることができる。このようにして
巨大エネルギー雷電流の主ギャップへの移行後、主ギャ
ップにはひきつづき系統の短絡電流または地絡電流が流
れるが、この電流は遮断器により遮断され、主ギャップ
のアーク消滅後速やかに線路が再閉路されて送電が再開
され、この間は並列回線で送電が継続されているので、
電力供給面で支障を生じることなく抵抗要素を破壊から
守ることができ、周辺の安全性を確保することができ
る。また、この避雷器構成では、主ギャップ放電までは
線路の対地電圧は抵抗要素の端子電圧に等しく、主ギャ
ップ放電後は実質零となるので、線路は絶縁を確実に保
護される。一方、避雷器は繰返し雷撃に応動できる必要
があるので、主ギャップの電極は材質，構造面で短絡ア
ークの繰返しに耐えるものとする。
つ遮断器を用い、かつ並列回線を構成して行われている
点に着目したものである。上述のように避雷器を構成
し、線路から抵抗要素に供給されるエネルギーあるいは
抵抗要素の端子電圧あるいは抵抗要素の通過電流などと
関連させて始動ギャップを放電させ、放電のアークで主
ギャップを照射して時間おくれなく確実に主ギャップを
放電させるようにすると、抵抗要素が熱破壊する前に雷
電流が抵抗要素から主ギャップに移行して大地に流れ、
抵抗要素は破壊を免れることができる。このようにして
巨大エネルギー雷電流の主ギャップへの移行後、主ギャ
ップにはひきつづき系統の短絡電流または地絡電流が流
れるが、この電流は遮断器により遮断され、主ギャップ
のアーク消滅後速やかに線路が再閉路されて送電が再開
され、この間は並列回線で送電が継続されているので、
電力供給面で支障を生じることなく抵抗要素を破壊から
守ることができ、周辺の安全性を確保することができ
る。また、この避雷器構成では、主ギャップ放電までは
線路の対地電圧は抵抗要素の端子電圧に等しく、主ギャ
ップ放電後は実質零となるので、線路は絶縁を確実に保
護される。一方、避雷器は繰返し雷撃に応動できる必要
があるので、主ギャップの電極は材質，構造面で短絡ア
ークの繰返しに耐えるものとする。
【００１２】そこで、始動電極による主ギャップの放電
を、線路から抵抗要素に供給されるエネルギーが、抵抗
要素を構成しているＺｎＯ素子の破壊が生じるエネルギ
ーに達する前に行わせるようにすると、始動ギャップを
放電させる際のエネルギー値設定を、ＺｎＯ素子自体の
熱破壊強度から直接行うことができ、ＺｎＯ素子のもつ
能力を無駄なく避雷動作に充当しつつＺｎＯ素子を破壊
から守ることができる。
を、線路から抵抗要素に供給されるエネルギーが、抵抗
要素を構成しているＺｎＯ素子の破壊が生じるエネルギ
ーに達する前に行わせるようにすると、始動ギャップを
放電させる際のエネルギー値設定を、ＺｎＯ素子自体の
熱破壊強度から直接行うことができ、ＺｎＯ素子のもつ
能力を無駄なく避雷動作に充当しつつＺｎＯ素子を破壊
から守ることができる。
【００１３】一方、雷電流の波形は、立上がりの早いも
のからおそいものまで幅広く存在し、立上がりのおそい
ものはＺｎＯ素子を破壊するエネルギーに達するまでの
時間も長くなる。そこで、従来の避雷器では対処できな
いエネルギーをもつ、いわゆる冬季雷電流の観測波形
中、立上がりの最もおそいものに属する波形の電流を対
象として、ＺｎＯ素子を破壊させないですむ電流値を始
動ギャップを放電させる際の電流値とすれば、立上がり
の早い電流の場合には始動ギャップ放電時点までの時間
が短くなり、この時点までにＺｎＯ素子に供給されたエ
ネルギーはＺｎＯ素子を破壊させるエネルギーと比べて
さらに小さく、より安全にＺｎＯ素子を破壊から守るこ
とができる。
のからおそいものまで幅広く存在し、立上がりのおそい
ものはＺｎＯ素子を破壊するエネルギーに達するまでの
時間も長くなる。そこで、従来の避雷器では対処できな
いエネルギーをもつ、いわゆる冬季雷電流の観測波形
中、立上がりの最もおそいものに属する波形の電流を対
象として、ＺｎＯ素子を破壊させないですむ電流値を始
動ギャップを放電させる際の電流値とすれば、立上がり
の早い電流の場合には始動ギャップ放電時点までの時間
が短くなり、この時点までにＺｎＯ素子に供給されたエ
ネルギーはＺｎＯ素子を破壊させるエネルギーと比べて
さらに小さく、より安全にＺｎＯ素子を破壊から守るこ
とができる。
【００１４】また、抵抗要素の端子電圧と通過電流との
関係は、通過電流の波形により多少の変動はあるが、ほ
ぼ一義的に決まるので、始動ギャップの放電を抵抗要素
の端子電圧を用いて行うようにしても同様に安全に抵抗
要素を破壊から守ることができる。そこで、主ギャップ
を始動させるエネルギーの検出を上述のように行い、か
つ検出されたエネルギーが所定値を超えたか否かの判別
を上述のように行うようにすると、エネルギー算出器と
比較器とは電子回路で簡易に構成することができ、ま
た、その電源は、避雷器が変電所等の電気所に設置され
るときに電気所の所内電源を用いて簡便に、また、送電
線に設置される場合には電圧センサを電源にも利用でき
るように構成して得ることができ、始動電極付き放電ギ
ャップの配備を容易に実現することができる。
関係は、通過電流の波形により多少の変動はあるが、ほ
ぼ一義的に決まるので、始動ギャップの放電を抵抗要素
の端子電圧を用いて行うようにしても同様に安全に抵抗
要素を破壊から守ることができる。そこで、主ギャップ
を始動させるエネルギーの検出を上述のように行い、か
つ検出されたエネルギーが所定値を超えたか否かの判別
を上述のように行うようにすると、エネルギー算出器と
比較器とは電子回路で簡易に構成することができ、ま
た、その電源は、避雷器が変電所等の電気所に設置され
るときに電気所の所内電源を用いて簡便に、また、送電
線に設置される場合には電圧センサを電源にも利用でき
るように構成して得ることができ、始動電極付き放電ギ
ャップの配備を容易に実現することができる。
【００１５】また、始動ギャップの放電を、抵抗要素に
供給されたエネルギー、あるいは抵抗要素の端子電圧が
それぞれ所定値を超えたときに行う場合に必要となる電
圧センサの本体を上述の分圧コンデンサあるいは抵抗体
とすれば、分圧コンデンサや抵抗体は時定数が極めて小
さく、立上がりの早い雷電流にも応動でき、始動電極を
おくれなく動作させてＺｎＯ素子を破壊から確実に守る
ことができる。
供給されたエネルギー、あるいは抵抗要素の端子電圧が
それぞれ所定値を超えたときに行う場合に必要となる電
圧センサの本体を上述の分圧コンデンサあるいは抵抗体
とすれば、分圧コンデンサや抵抗体は時定数が極めて小
さく、立上がりの早い雷電流にも応動でき、始動電極を
おくれなく動作させてＺｎＯ素子を破壊から確実に守る
ことができる。
【００１６】また、抵抗要素通電電流の検出にシャント
を用いるようにすると、シャントは例えば、２重円筒構
造として電流を内側円筒から外側円筒へと逆方向に流す
ようにすることにより、雷電流の大きさに見合った大き
さのものを時定数を小さく構成することができ、ＺｎＯ
素子を破壊から確実に守ることができる。
を用いるようにすると、シャントは例えば、２重円筒構
造として電流を内側円筒から外側円筒へと逆方向に流す
ようにすることにより、雷電流の大きさに見合った大き
さのものを時定数を小さく構成することができ、ＺｎＯ
素子を破壊から確実に守ることができる。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例を図１に示す。図におい
て、符号１は本発明の避雷器における避雷器本体を構成
する従来の酸化亜鉛形避雷器を示し、その線路側端子１
Ａと大地側端子１Ｂとの間に放電ギャップ２が並列に接
続されている。放電ギャップ２は主放電電極を対向させ
て形成した主ギャップ２Ａと始動電極８とを密閉容器内
に収納した構成としている。この実施例に示した避雷器
構成は、ＺｎＯ素子１Ｃの積層体として構成された抵抗
要素に線路から供給された雷エネルギーが所定値を超え
たとき放電ギャップ２を放電させて雷電流を放電ギャッ
プ２へ移行させ、抵抗要素の熱破壊を防止しようとする
ものである。エネルギーを検出するために必要となる抵
抗要素端子電圧のセンサには分圧コンデンサ４が用いら
れ、一方の端子が避雷器本体１の線路側端子１Ａに接続
され、他方の端子ガ接地されている。この分圧コンデン
サ４は、静電容量が１０００ｐＦオーダの結合コンデン
サと、結合コンデンサの接地端子側に直列に接続された
低圧コンデンサとからなっている。また、抵抗要素通過
電流のセンサにはシャント３が用いられ、避雷器本体１
の大地側端子１Ｂと直列に接続されている。このシャン
トは抵抗材料を用いて２重円筒に形成され、一方の同側
端面にそれぞれ端子を設け、他方の同側端面同志を接続
してなるもので、内側円筒の端子から入った電流は内側
円筒を通り、他方の端面で外側円筒に入り、外側円筒を
通って外側円筒の端子から出るようにしたものである。
内側円筒と外側円筒とで電流が逆方向に流れ、各円筒電
流が形成する磁束が互いに打ち消し合うので円筒まわり
の磁束が少なくなってインダクタンスが著しく小さくな
り、時定数Ｌ／Ｒが極めて小さくなる。このように時定
数の小さいシャント３、分圧コンデンサ４からの出力
は、エネルギー算出器５に入力され、ここで両出力の積
の時間積分が行われる。アナログ量であるそれぞれの出
力がディジタル量に変換され、微小時間ごとに両ディジ
タル量の積が算出され、これにさらに微小時間の時間間
隔を乗じて得た結果が次々に加算されてエネルギーが求
められる。このエネルギーは比較器６内に予め設定され
たエネルギー値と次々に比較され、エネルギー算出器５
からの出力が比較器６内に設定されたエネルギー値を超
過した時点で比較器６から信号がインパルス発生器７へ
出力される。インパルス発生器７内には、変圧器と，整
流装置と，コンデンサと，サイリスタとが収納され、電
気所の所内電源９を用いて直流電圧に充電されたコンデ
ンサ出口のサイリスタのゲートに前記比較器６からの信
号が入り、これによってコンデンサが始動電極８と，主
ギャップ２Ａの大地側主放電電極とを介して放電する。
この放電によるアークによって主ギャップ２Ａが照射さ
れ、この時点に抵抗要素の両端すなわち避雷器本体１の
線路側端子１Ａと大地側端子１Ｂとの間に現れていた電
圧により主ギャップ２Ａが放電し、これにより、抵抗要
素を流れていた雷電流は、以後、主ギャップ２Ａを通っ
て流れ、抵抗要素への雷電流の流入が終息する。このと
きの抵抗要素の端子電圧，通過電流，エネルギー算出器
５内で算出されるエネルギーの各時間変化の様子ならび
にインパルス発生器８からの出力電流もしくは出力電圧
波形を図２に示す。主ギャップの放電により線路に短絡
電流あるいは地絡電流が流れるので、線路用遮断器が動
作して電流遮断が行われる。遮断器再閉路までの間はこ
の線路と並列な線路を介して送電が継続され、再閉路後
は両線路が再び送電電力を分担して送電を継続する。
て、符号１は本発明の避雷器における避雷器本体を構成
する従来の酸化亜鉛形避雷器を示し、その線路側端子１
Ａと大地側端子１Ｂとの間に放電ギャップ２が並列に接
続されている。放電ギャップ２は主放電電極を対向させ
て形成した主ギャップ２Ａと始動電極８とを密閉容器内
に収納した構成としている。この実施例に示した避雷器
構成は、ＺｎＯ素子１Ｃの積層体として構成された抵抗
要素に線路から供給された雷エネルギーが所定値を超え
たとき放電ギャップ２を放電させて雷電流を放電ギャッ
プ２へ移行させ、抵抗要素の熱破壊を防止しようとする
ものである。エネルギーを検出するために必要となる抵
抗要素端子電圧のセンサには分圧コンデンサ４が用いら
れ、一方の端子が避雷器本体１の線路側端子１Ａに接続
され、他方の端子ガ接地されている。この分圧コンデン
サ４は、静電容量が１０００ｐＦオーダの結合コンデン
サと、結合コンデンサの接地端子側に直列に接続された
低圧コンデンサとからなっている。また、抵抗要素通過
電流のセンサにはシャント３が用いられ、避雷器本体１
の大地側端子１Ｂと直列に接続されている。このシャン
トは抵抗材料を用いて２重円筒に形成され、一方の同側
端面にそれぞれ端子を設け、他方の同側端面同志を接続
してなるもので、内側円筒の端子から入った電流は内側
円筒を通り、他方の端面で外側円筒に入り、外側円筒を
通って外側円筒の端子から出るようにしたものである。
内側円筒と外側円筒とで電流が逆方向に流れ、各円筒電
流が形成する磁束が互いに打ち消し合うので円筒まわり
の磁束が少なくなってインダクタンスが著しく小さくな
り、時定数Ｌ／Ｒが極めて小さくなる。このように時定
数の小さいシャント３、分圧コンデンサ４からの出力
は、エネルギー算出器５に入力され、ここで両出力の積
の時間積分が行われる。アナログ量であるそれぞれの出
力がディジタル量に変換され、微小時間ごとに両ディジ
タル量の積が算出され、これにさらに微小時間の時間間
隔を乗じて得た結果が次々に加算されてエネルギーが求
められる。このエネルギーは比較器６内に予め設定され
たエネルギー値と次々に比較され、エネルギー算出器５
からの出力が比較器６内に設定されたエネルギー値を超
過した時点で比較器６から信号がインパルス発生器７へ
出力される。インパルス発生器７内には、変圧器と，整
流装置と，コンデンサと，サイリスタとが収納され、電
気所の所内電源９を用いて直流電圧に充電されたコンデ
ンサ出口のサイリスタのゲートに前記比較器６からの信
号が入り、これによってコンデンサが始動電極８と，主
ギャップ２Ａの大地側主放電電極とを介して放電する。
この放電によるアークによって主ギャップ２Ａが照射さ
れ、この時点に抵抗要素の両端すなわち避雷器本体１の
線路側端子１Ａと大地側端子１Ｂとの間に現れていた電
圧により主ギャップ２Ａが放電し、これにより、抵抗要
素を流れていた雷電流は、以後、主ギャップ２Ａを通っ
て流れ、抵抗要素への雷電流の流入が終息する。このと
きの抵抗要素の端子電圧，通過電流，エネルギー算出器
５内で算出されるエネルギーの各時間変化の様子ならび
にインパルス発生器８からの出力電流もしくは出力電圧
波形を図２に示す。主ギャップの放電により線路に短絡
電流あるいは地絡電流が流れるので、線路用遮断器が動
作して電流遮断が行われる。遮断器再閉路までの間はこ
の線路と並列な線路を介して送電が継続され、再閉路後
は両線路が再び送電電力を分担して送電を継続する。
【００１８】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明において
は、冬季雷のように超巨大エネルギーの雷に応動させる
避雷器を以上の構成としたので、避雷器１相分を、従来
の通常の酸化亜鉛形避雷器１相分を用いて構成すること
ができた。この構成により、電力系統の運用面で支障を
生じることなく、かつ系統の絶縁保護の役目も果たしつ
つ、みずからは健全状態を維持して超巨大エネルギー雷
への繰返し応動を継続することが可能となった。以下請
求項２以下の効果につき記載する。
は、冬季雷のように超巨大エネルギーの雷に応動させる
避雷器を以上の構成としたので、避雷器１相分を、従来
の通常の酸化亜鉛形避雷器１相分を用いて構成すること
ができた。この構成により、電力系統の運用面で支障を
生じることなく、かつ系統の絶縁保護の役目も果たしつ
つ、みずからは健全状態を維持して超巨大エネルギー雷
への繰返し応動を継続することが可能となった。以下請
求項２以下の効果につき記載する。
【００１９】請求項２の避雷器では、主ギャップを始動
させるときのエネルギー値設定をＺｎＯ素子自体の熱破
壊強度から直接行うことができ、ＺｎＯ素子を避雷動作
に効率的に利用しつつ熱破壊から守ることができる。請
求項３および４の避雷器では、請求項２のものと比べ、
避雷器の避雷動作継続時間が短くなる方向となるが、避
雷器の構成がより単純となり、かつＺｎＯ素子をより安
全に熱破壊から守ることがてきる。
させるときのエネルギー値設定をＺｎＯ素子自体の熱破
壊強度から直接行うことができ、ＺｎＯ素子を避雷動作
に効率的に利用しつつ熱破壊から守ることができる。請
求項３および４の避雷器では、請求項２のものと比べ、
避雷器の避雷動作継続時間が短くなる方向となるが、避
雷器の構成がより単純となり、かつＺｎＯ素子をより安
全に熱破壊から守ることがてきる。
【００２０】請求項５の避雷器では、従来の酸化亜鉛形
避雷器以外の構成要素がすべてそれぞれ比較的安価に入
手でき、あるいは構成しやすく、頭記の効果を安価に得
ることができる。請求項６および７の避雷器では、電圧
センサ、電力センサに時定数が小さいものを用いるよう
にしたので、放電ギャップの放電のおくれが小さくな
り、ＺｎＯ素子の熱破壊保護がより確実に行われ、避雷
器の信頼性が向上する。
避雷器以外の構成要素がすべてそれぞれ比較的安価に入
手でき、あるいは構成しやすく、頭記の効果を安価に得
ることができる。請求項６および７の避雷器では、電圧
センサ、電力センサに時定数が小さいものを用いるよう
にしたので、放電ギャップの放電のおくれが小さくな
り、ＺｎＯ素子の熱破壊保護がより確実に行われ、避雷
器の信頼性が向上する。
【図１】本発明による酸化亜鉛形避雷器構成の一実施例
を示す機能ブロック図
を示す機能ブロック図
【図２】図１の構成による避雷器動作時の避雷器各部に
おける電気量の時間変化の様子を示す図であって、同図
(ａ) は抵抗要素の端子電圧波形図、同図 (ｂ) は抵抗
要素の通過電流波形図、同図 (ｃ) はエネルギー算出器
から出力される、線路から抵抗要素に供給されたエネル
ギー値の時間変化の様子を示す図、同図 (ｄ) はエネル
ギー算出器から出力されたエネルギー値が比較器内の設
定値を超えた時点で始動電極へ出力された始動信号の波
形図
おける電気量の時間変化の様子を示す図であって、同図
(ａ) は抵抗要素の端子電圧波形図、同図 (ｂ) は抵抗
要素の通過電流波形図、同図 (ｃ) はエネルギー算出器
から出力される、線路から抵抗要素に供給されたエネル
ギー値の時間変化の様子を示す図、同図 (ｄ) はエネル
ギー算出器から出力されたエネルギー値が比較器内の設
定値を超えた時点で始動電極へ出力された始動信号の波
形図
【図３】従来の酸化亜鉛形避雷器構成の一例を示す断面
図
図
１ 避雷器本体 １Ａ 線路側端子 １Ｂ 大地側端子 １Ｃ ＺｎＯ素子 ２ 放電ギャップ ２Ａ 主ギャップ ３ シャント（電流センサ） ４ 分圧コンデンサ（電圧センサ） ５ エネルギー算出器 ６ 比較器 ７ インパルス発生器 ８ 始動電極 ２１ ＺｎＯ素子 ２５ 線路側端子 ２６ 大地側端子
Claims (7)
- 【請求項１】抵抗要素材料の主成分に酸化亜鉛が用いら
れる酸化亜鉛形避雷器において、抵抗要素の線路側端子
と大地側端子との間に抵抗要素と並列に、抵抗要素の端
子電圧およびまたは抵抗要素の通過電流と関連して主ギ
ャップを始動させる始動電極を備えた放電ギャップが接
続されていることを特徴とする酸化亜鉛形避雷器。 - 【請求項２】請求項第１項に記載の避雷器において、始
動電極による主ギャップの始動は、線路から抵抗要素に
供給されたエネルギーが所定値を超えたときに行われる
ことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器。 - 【請求項３】請求項第１項に記載の避雷器において、始
動電極による主ギャップの始動は、抵抗要素の端子電圧
が所定値を超えたときに行われることを特徴とする酸化
亜鉛形避雷器。 - 【請求項４】請求項第１項に記載の避雷器において、始
動電極による主ギャップの始動は、抵抗要素の通過電流
が所定値を超えたときに行われることを特徴とする酸化
亜鉛形避雷器。 - 【請求項５】請求項第２項に記載の避雷器において、主
ギャップを始動させるエネルギーの検出は、抵抗要素の
端子電圧を検出する電圧センサと、抵抗要素の通過電流
を検出する電流センサと、前記電圧、電流が入力されて
これら２つの量の積を時間積分するエネルギー算出器と
を用いて行われ、エネルギー算出器の出力が比較器内に
設定された所定値を超えたときに始動電極が主ギャップ
を始動させることを特徴とする酸化亜鉛形避雷器。 - 【請求項６】請求項第３項または第５項に記載の避雷器
において、抵抗要素の端子電圧を検出する電圧センサ
は、抵抗要素の線路側端子と大地側端子との間に接続さ
れる分圧コンデンサ、または抵抗要素と直列に接続され
る、電流通過方向単位長当たりの電圧−電流特性が抵抗
要素と同一の抵抗体をセンサ本体として構成されること
を特徴とする酸化亜鉛形避雷器。 - 【請求項７】請求項第４項または第５項に記載の避雷器
において、抵抗素子の通過電流を検出する電流センサ
は、抵抗要素と直列に接続されるシャントをセンサ本体
として構成されることを特徴とする酸化亜鉛形避雷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35994A JPH07201449A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35994A JPH07201449A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201449A true JPH07201449A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=11471620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35994A Pending JPH07201449A (ja) | 1994-01-07 | 1994-01-07 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201449A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515424A (ja) * | 2007-01-04 | 2010-05-06 | デーン＋シェーネ ゲーエムベーハ＋ツェオー．カーゲー | 直流回路網に使用するための過電圧保護装置で、特に光起電性装置のための過電圧保護装置 |
| JP2010207078A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | General Electric Co <Ge> | 直列コンデンサバンクを保護するシステムおよび方法 |
| CN109448942A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 合肥金瑞配网电气设备有限公司 | 一种带电压监测接口的避雷器 |
-
1994
- 1994-01-07 JP JP35994A patent/JPH07201449A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515424A (ja) * | 2007-01-04 | 2010-05-06 | デーン＋シェーネ ゲーエムベーハ＋ツェオー．カーゲー | 直流回路網に使用するための過電圧保護装置で、特に光起電性装置のための過電圧保護装置 |
| JP2010207078A (ja) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | General Electric Co <Ge> | 直列コンデンサバンクを保護するシステムおよび方法 |
| CN101895106A (zh) * | 2009-03-03 | 2010-11-24 | 通用电气公司 | 用于保护串联电容器组的系统和方法 |
| CN109448942A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-03-08 | 合肥金瑞配网电气设备有限公司 | 一种带电压监测接口的避雷器 |
| CN109448942B (zh) * | 2018-12-13 | 2024-03-12 | 合肥金瑞配网电气设备有限公司 | 一种带电压监测接口的避雷器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6683770B1 (en) | Tri-mode over-voltage protection and disconnect circuit apparatus and method | |
| US6829129B2 (en) | Tri-mode over-voltage protection and disconnect circuit apparatus and method | |
| US8018705B2 (en) | Spark gap protection device | |
| EP0462694A2 (en) | Protective device for temporary system overvoltages | |
| US7755873B2 (en) | Device for protection against voltage surges with parallel simultaneously triggered spark-gaps | |
| US6930871B2 (en) | Lightning arrester device for low-voltage network | |
| US3848156A (en) | Surge arrestor for high voltage electric power applications | |
| JPH07201449A (ja) | 酸化亜鉛形避雷器 | |
| JPS60187002A (ja) | サ−ジアブソ−バ | |
| CN111431034A (zh) | 一种串联电阻片多腔室真空避雷器 | |
| US10672581B2 (en) | Type-II overvoltage protection device | |
| RU2304835C1 (ru) | Устройство защиты от перенапряжений | |
| JPH01268427A (ja) | 異常電圧抑制装置 | |
| JPS63294218A (ja) | 火花ギャップ式高速度避雷器 | |
| RU194140U1 (ru) | Устройство защиты оборудования от импульсных перенапряжений | |
| CN221175884U (zh) | 一种具有预组装阀片组段的避雷器 | |
| CN220710046U (zh) | 一种便于组装的避雷器 | |
| US4807082A (en) | Current surge protector for power fuses | |
| KR100273599B1 (ko) | 낙뢰 인식 제어기 장치 및 그 제어 방법 | |
| Ehrhardt et al. | Device for Protection Against Transient and Temporary Overvoltage Including Limitation of the Specific Energy | |
| JPS61110985A (ja) | サ−ジ吸収器 | |
| CA1060947A (en) | Discharge gap device | |
| JPH0316256Y2 (ja) | ||
| SU624337A1 (ru) | Устройство дл защиты от перенапр жений высоковольтной электрической сети | |
| JPH02170385A (ja) | 直列ギャップ付き避雷器 |