JPH10125510A - 避雷素子ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の非直線抵抗素子を積み重ねて接合した避
雷素子を備えた避雷素子ユニットにおいて、接合作業の
時間短縮と接合部の電気的、機械的安定を図る。 【解決手段】導電性ペーストを接合端面に塗布してなる
複数の非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ間に複数の貫通孔
１４ｂ，１４ｃを有するシート電極１４を介在し、導電
性ペーストをシート電極１４の各貫通孔１４ｂ，１４ｃ
に侵入させた状態で焼付けて接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、避雷素子ユニット
に関する。

【０００２】

【従来の技術】避雷素子ユニットの一形式として、特開
平７−３２０５７７号公報に示されているように、複数
の非直線抵抗素子をこれら非直線抵抗素子間にシート電
極を介在させて積み重ねて接合してなる避雷素子を備え
た避雷素子ユニットがある。当該避雷素子ユニットは、
複数の非直線抵抗素子を使用することにより、高電圧の
動作開始電圧を備えた構成となっている。

【０００３】しかして、この種形式の避雷素子ユニット
においては、避雷素子を構成する各非直線抵抗素子相互
の接合が、通電性を損なうことなく強固になされている
ことが必要である。このため、上記した公報に示された
避雷素子ユニットにおいては、非直線抵抗素子相互の接
合手段として以下の接合手段を採っている。

【０００４】先ず、各非直線抵抗素子の接合端面に銀粉
末、ガラス粉末、有機バインダー、および有機溶剤等か
らなる導電性ペーストを塗布してこれを焼付けて、各非
直線抵抗素子の接合端面の平滑性を高めることにより通
電性を高め、この状態の各非直線抵抗素子の各接合端面
に半田ペーストを塗布して金属製の電極板を介在させ、
これに加熱処理を施すことにより各非直線抵抗素子およ
び電極板を半田付けして接合している。

【０００５】この接合手段においては、導電性ペースト
が電極板に比較して導電性および耐久性に劣るため、導
電性ペーストの焼付け層を極力薄く形成しているととも
に導電性の高い電極板を介在させて、各非直線抵抗素子
間の通電性の向上を図っている。

【０００６】また、複数の非直線抵抗素子を接合してな
る避雷素子を備えた避雷素子ユニット、および単一の非
直線抵抗素子からなる避雷素子を備えた避雷素子ユニッ
トにおいては、避雷素子を各端面側から挟持する一対の
端子金具を備えているが、避雷素子の各端面と各端子金
具の端面間にもシート電極を介在させて接合しているの
が一般である。

【０００７】従って、この場合にも、上記したと同様の
接合手段を採用して、同様の作用効果を達成すべく意図
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種形式
の避雷素子ユニットの接合手段においては、導電性ペー
ストの塗布、焼付け、半田ペーストの塗布、加熱処理を
行うことから、接合手段が煩雑で接合作業に多くの時間
を要するとともに、接合コストが高くなることは避けら
れない。また、当該避雷素子ユニットにおいては、各非
直線抵抗素子間、および／または避雷素子と各端子金具
間に半田層が介在していることから、放電時の避雷素子
の温度上昇により、各非直線抵抗素子と電極板間、およ
び避雷素子と電極間の接合が不安定となるおそれがあ
る。

【０００９】従って、本発明の目的は、導電性ペースト
の接着性を有効に利用することにより半田付けを省き、
接合作業の時間短縮、コストの低減、各非直線抵抗素子
間、および避雷素子と各端子金具間の接合の安定化を図
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は避雷素子ユニッ
トに関するもので、その第１の発明は、導電性ペースト
を接合端面に塗布してなる複数の非直線抵抗素子を、こ
れら非直線抵抗素子間にシート電極を介在させて積み重
ねて接合してなる避雷素子を備えた形式の避雷素子ユニ
ットを適用対象とするのである。

【００１１】しかして、本発明は上記した形式の避雷素
子ユニットにおいて、前記シート電極が複数の貫通孔を
備えて前記各非直線抵抗素子の互いに対向する接合端面
に塗布されている前記各導電性ペーストの焼付け層にて
接着されているとともに、これら両導電性ペーストの焼
付け層は前記シート電極の各貫通孔を通して互いに結合
していることを特徴とするものである。

【００１２】本発明に係る避雷素子ユニットにおいて
は、前記避雷素子と、同避雷素子を各端面側から挟持す
る一対の端子金具と、これら避雷素子および各端子金具
の外周を被覆する弾性材料からなる絶縁被覆体とにより
構成することができる。この場合、前記避雷素子の各端
面と前記各端子金具の端面間には前記シート電極が介在
されていて、同シート電極が前記避雷素子の各端面およ
び前記各端子金具の端面に塗布されている各導電性ペー
ストの焼付け層にて接着されているとともに、これら両
導電性ペーストの焼付け層が前記シート電極の各貫通孔
を通して互いに結合している構成とすることができる。

【００１３】また、本発明の第２の発明は、単一の非直
線抵抗素子からなる避雷素子と、同避雷素子を各端面側
から挟持する一対の端子金具を備えた避雷素子素子ユニ
ットを備えた形式の避雷素子素子ユニットを適用対象と
するものである。

【００１４】しかして、本発明は上記した形式の避雷素
子素子ユニットにおいて、前記避雷素子の各端面と前記
各端子金具の端面間には前記シート電極が介在されてい
て、同シート電極は前記避雷素子の各端面および前記各
端子金具の端面に塗布されている各導電性ペーストの焼
付け層にて接着されているとともに、これら両導電性ペ
ーストの焼付け層は前記シート電極の各貫通孔を通して
互いに結合していることを特徴とするものである。。

【００１５】本発明にかかる避雷素子ユニットにおいて
は、前記避雷素子と、同避雷素子を各端面側から挟持す
る一対の端子金具と、これら避雷素子および各端子金具
の外周を被覆する弾性材料からなる絶縁被覆体とにより
構成することができる。

【００１６】

【発明の作用・効果】本発明の第１の発明に係る避雷素
子ユニットにおいては、各非直線抵抗素子間には、シー
ト電極が介在した電気抵抗値の低い部分と、同シート電
極の各貫通孔に対応する導電性ペーストの焼付け層のみ
の電気抵抗値の高い部分とが形成される。このため、放
電時には、電気抵抗値の低いシート電極の本体部が電流
密度が高く、かつ電気抵抗値の高いシート電極の各貫通
孔部が電流密度が低くなる。この結果、シート電極の本
体部を通して放電が円滑になされるとともに、シート電
極における導電性ペーストの焼付け層間の結合部での電
気的、および機械的劣化が抑制される。

【００１７】また、当該避雷素子ユニットにおいては、
各非直線抵抗素子の接合端面に塗布した導電性ペースト
の焼付け層が接着層を形成して各非直線抵抗とシート電
極を接着しているとともに、両焼付け層はシート電極の
各貫通孔を通して互いに結合していることから、各非直
線抵抗素子とシート電極との結合強度は高く、各非直線
抵抗素子とシート電極を接合する手段としての半田付け
は不要である。

【００１８】従って、当該避雷素子ユニットによれば、
各非直線抵抗素子を接合するのに煩雑な接合作業が不要
で作業時間の短縮が図れるとともに、接合コストを低減
することができ、さらには、放電による避雷素子の温度
上昇時の、半田に起因する各非直線抵抗素子と電極板間
の接合の不安定性を解消することができる。

【００１９】また、本発明の第２の発明に係る避雷素子
ユニットにおいても、避雷素子と各端子金具間の接合に
関しては、上記したと全く同様の作用効果を奏するもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に基づいて説明
するに、図１には、本発明に係る避雷素子ユニットの一
例が示されている。当該避雷素子ユニット１０は、図５
および図６に示すように、電柱の上部に配設されて横方
向に突出する支持アーム２１に取付けられて起立する碍
子２２を利用して、下側の端子金具にて取付金具２３を
介して取付けられて限流アークホーンを構成する。

【００２１】碍子２２は、従来公知のタイトップ型碍子
で、その頂部の外周に設けた環状の溝部に沿って配線し
た電線２４を、図示しないバインド線を介して固定する
ことにより支持している。碍子２２は、避雷素子ユニッ
ト１０の上側の端子金具に取付けたリング状のアークホ
ーン２５の中央部を貫通して延びており、アークホーン
２５と電線２４間に所定間隔の放電ギャップＬが形成さ
れている。

【００２２】しかして、当該避雷素子ユニット１０は、
図１に示すように、避雷素子１０ａを構成する４個の非
直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、上下一対の端子金具１
２，１３、これらの間に介在する５枚のシート電極１
４、および絶縁被覆体１５からなるもので、避雷素子１
０ａを構成する非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄは酸化亜
鉛の焼結体で形成された所定長さの円柱状を呈してい
る。また、各端子金具１２，１３は、円盤状の接合端部
１２ａ，１３ａと、接合端部１２ａ，１３ａの表面側の
中央部から突出する棒状の突起部１２ｂ，１３ｂとを備
えた形状に形成されている。

【００２３】シート電極１４は、ステンレススチール、
アルミニウム合金、銅、銀等の金属材料にて形成されて
いるもので、所定厚み（例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍ
ｍ）の円板状を呈し、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ
の外径よりわずかに小さく、かつ各端子金具１２，１３
の各接合端部１２ａ，１３ａの外径と略同一寸法に形成
されている。シート電極１４においては、図２および図
３に示すように、円板状本体１４ａの中心部に貫通孔１
４ｂが形成されているとともに、貫通孔１４ｂの外周側
に同心的に多数の貫通孔１４ｃが形成されている。

【００２４】シート電極１４は、各非直線抵抗素子１１
ａ〜１１ｄ間、非直線抵抗素子１１ａと上側の端子金具
１２間、非直線抵抗素子１１ｄと下側の端子金具１３間
に介在されている。各非直線抵抗１１ａ〜１１ｄと各端
子金具１２，１３は、導電性ペーストの焼付け層１６を
介して各シート電極１４に接着されて互いに接合されて
いる。焼付け層１６は、銀粉末、ガラス粉末、有機バイ
ンダー、および容器溶剤等からなる導電性ペーストを焼
付けて形成されている。

【００２５】各焼付け層１６は、各非直線抵抗素子１１
ａ〜１１ｄの下側の接合端面、および端子金具１２の接
合端部１２ａの接合面に焼付けられている焼付け層部１
６ａと、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄの上側の接合
端面、および端子金具１３の接合端部１３ａの接合面に
焼付けられている焼付け層部１６ｂと、各シート電極１
４の各貫通孔１４ｂ，１４ｃを貫通して両焼付け層部１
６ａ，１６ｂを互いに結合している結合部１６ｃとによ
り形成されている。

【００２６】各焼付け層１６を形成するには、導電性ペ
ーストを各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄの接合端面、
および各端子金具１２，１３の接合端部１２ａ，１３ａ
の端面に塗布するとともに、これらの間に各シート電極
１４を介在させて、この状態を保持して加熱炉内にて加
熱する。これにより、各接合端面、各接合面に塗布され
た導電性ペーストは各シート電極１４の各貫通孔１４
ｂ，１４ｃに侵入した状態で焼付けられ、これにより各
非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、各端子金具１２，１
３、および各シート電極１４を強固に接合する。

【００２７】なお、導電性ペーストの焼付け時の加熱温
度は、銀粉末とガラス粉末との混合ペーストでは、６０
０℃〜８５０℃、銀粉末と有機バインダーとの混合ペー
ストでは使用するバインダーに応じて低温域での加熱を
行う。

【００２８】絶縁被覆体１５は、シリコーンゴム、エチ
レン−プロピレンゴム等の合成ゴムからなるもので、各
非直性性抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、および各シート電極
１４からなる避雷素子１０ａの外周、両端子金具１２，
１３の突起部１２ｂ，１３ｂを除く全ての外周を被覆し
ている。絶縁被覆体１５は、避雷素子１０ａおよび両端
子金具１２，１３を所定の金型内に収容して、これらと
一体に成形することにより形成されているもので、避雷
素子１０ａおよび端子金具１２，１３を被覆する筒部１
５ａと、筒部１５ａの外周に一体的に形成された多数の
ひだ部１５ｂを備えている。

【００２９】かかる構成の避雷素子ユニット１０は、図
５および図６に示すように、その上側の端子金具１２に
環状のアークホーン２５を取付けられた状態で碍子２２
に取付けられて限流アークホーンとして使用され、例え
ば高圧の配電線路において雷サージ等の異常電圧により
電線２４からフラッシュオーバが発生した場合、避雷素
子１１の弁作用により配電線路からの続流を阻止して、
碍子２２の破損および断線を誘発しないように保護す
る。

【００３０】ところで、当該避雷素子ユニット１０にお
いては、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ間には、各シ
ート電極１４の円板状本体１４ａが介在した電気抵抗値
の低い部分と、同シート電極１４の各貫通孔１４ｂ，１
４ｃに対応する焼付け層１６の結合部１６ｃのみの電気
抵抗値の高い部分とが形成される。このため、放電時に
は、電気抵抗値の低いシート電極１４の円板状本体１４
ａが電流密度が高く、かつ電気抵抗値の高い各貫通孔部
１４ｂ，１４ｃが電流密度が低くなる。この結果、各シ
ート電極１４の円板状本体１４ａを通して放電が円滑に
なされるとともに、各シート電極１４の各貫通孔１４
ｂ，１４ｃを貫通する焼付け層１６の結合部１６ｃでの
電気的、および機械的劣化が抑制される。

【００３１】また、当該避雷素子ユニット１０において
は、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、各端子金具１
２，１３、各シート電極１４間に介在する焼付け層１６
の各焼付け層部１６ａ，１６ｂがこれらを接着している
とともに、各焼付け層部１６ａ，１６ｂは各シート電極
１４の各貫通孔１４ｂを貫通する結合部１６ｃにて互い
に結合していることから、各非直線抵抗素子１１ａ〜１
１ｄ、各端子金具１２，１３、および各シート電極１４
の結合強度が高く、これらを接合する手段としての半田
付けは不要である。

【００３２】従って、当該避雷素子ユニット１０によれ
ば、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、各端子金具１
２，１３、および各シート電極１４を接合するのに煩雑
な接合作業が不要で作業時間の短縮を図れるとともに、
接合コストを低減することができ、さらには、放電によ
る避雷素子の温度上昇時の、半田付けに起因するこれら
の接合の不安定性を解消することができる。

【００３３】図４には、本発明に採用するシート電極の
他の一例が示されている。当該シート電極１７は、シー
ト電極１４とは貫通孔の形状および数を相違するのみ
で、その他の構成は同様である。しかして、当該シート
電極１７においては、円板状本体１７ａに扇形状の貫通
孔１７ｂが４個形成されているもので、各貫通孔１７ｂ
はシート電極１４の各貫通孔１４ｂより大きく形成され
ている。なお、本発明においては、シート電極として、
任意の形状で任意の数の貫通孔を有するシート電極を採
用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例に係る避雷素子ユニットの一部縦
断側面図である。

【図２】同避雷素子ユニットを構成する避雷素子の部分
拡大縦断面図である。

【図３】同避雷素子における図２の矢印３−３線方向に
見た横断平面図である。

【図４】同避雷素子ユニットを構成するシート電極の他
の一例を示す平面図である。

【図５】同避雷素子ユニットの使用状態を示す側面図で
ある。

【図６】同避雷素子ユニットの使用状態を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１０…避雷素子ユニット、１０ａ…避雷素子、１１ａ〜
１１ｄ…非直線抵抗素子、１２，１３…端子電極、１２
ａ，１３ａ…接合端部、１４，１７…シート電極、１４
ａ，１７ａ…円板状本体、１４ｂ，１４ｃ，１７ｂ…貫
通孔、１５…絶縁被覆体、１５ａ…筒部、１５ｂ…ひだ
部、１６…焼付け層、１６ａ，１６ｂ…焼付け層部、１
６ｃ…結合部、２１…支持アーム、２２…碍子、２３…
取付金具、２４…電線、２５…アークホーン。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性ペーストを接合端面に塗布してなる
   複数の非直線抵抗素子を、これら非直線抵抗素子間にシ
   ート電極を介在させて積み重ねて接合してなる避雷素子
   を備えた避雷素子ユニットにおいて、前記シート電極は
   複数の貫通孔を備えて前記各非直線抵抗素子の互いに対
   向する接合端面に塗布されている前記各導電性ペースト
   の焼付け層にて接着されているとともに、これら両導電
   性ペーストの焼付け層は前記シート電極の各貫通孔を通
   して互いに結合していることを特徴とする避雷素子ユニ
   ット。
2. 【請求項２】請求項１に記載の避雷素子ユニットにおい
   て、当該避雷素子ユニットは、前記避雷素子と、同避雷
   素子を各端面側から挟持する一対の端子金具と、これら
   避雷素子および各端子金具の外周を被覆する弾性材料か
   らなる絶縁被覆体とにより構成されていることを特徴と
   する避雷素子ユニット。
3. 【請求項３】請求項２に記載の避雷素子ユニットにおい
   て、前記避雷素子の各端面と前記各端子金具の端面間に
   は前記シート電極が介在されていて、同シート電極は前
   記避雷素子の各端面および前記各端子金具の端面に塗布
   されている各導電性ペーストの焼付け層にて接着されて
   いるとともに、これら両導電性ペーストの焼付け層は前
   記シート電極の各貫通孔を通して互いに結合しているこ
   とを特徴とする避雷素子ユニット。
4. 【請求項４】単一の非直線抵抗素子からなる避雷素子
   と、同避雷素子を各端面側から挟持する一対の端子金具
   を備えた避雷素子ユニットにおいて、前記避雷素子の各
   端面と前記各端子金具の端面間には複数の貫通孔を有す
   るシート電極が介在されていて、同シート電極は前記避
   雷素子の各端面および前記各端子金具の端面に塗布され
   ている各導電性ペーストの焼付け層にて接着されている
   とともに、これら両導電性ペーストの焼付け層は前記シ
   ート電極の各貫通孔を通して互いに結合していることを
   特徴とする避雷素子ユニット。
5. 【請求項５】請求項４に記載の避雷素子ユニットにおい
   て、当該避雷素子ユニットは、前記避雷素子と、同避雷
   素子を各端面側から挟持する一対の端子金具と、これら
   避雷素子および各端子金具の外周を被覆する弾性材料か
   らなる絶縁被覆体とにより構成されていることを特徴と
   する避雷素子ユニット。