JPH11121138A - 放圧構造付き避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絶縁碍子内における急激な内部圧力の上昇に
よる放圧時、絶縁碍子内に収納された限流素子が絶縁碍
子から飛び出さないようにする。 【解決手段】 非直線性の電圧電流特性を有する限流素
子２１ａ〜２１ｃを絶縁碍子２２内に収納し、絶縁碍子
２２の内部圧力の上昇により破断可能な封止金具を絶縁
碍子２２の一端開口部に気密的に被嵌した放圧構造を具
備した避雷器であって、限流素子２１ａ〜２１ｃと電気
的に接続される電極部材２３を絶縁碍子２２の他端に気
密的に固着し、電極部材２３の限流素子２１ａと接合す
る部位及び限流素子２１ａ〜２１ｃに、非導電性繊維か
らなる絶縁布に熱硬化樹脂を含浸させたプリプレグシー
ト３１を巻き付け、電極部材２３及び限流素子２１ａ〜
２１ｃをプリプレグシート３１で一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放圧構造付き避雷器
に関し、詳しくは、雷サージ等による異常電圧の発生
時、送配電線等の設備を雷サージ等から保護し、また、
急激な内部圧力の上昇による放圧時、その内部に発生し
た電離ガスを放出させる放圧構造を具備した避雷器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、高圧や特高の送配電線付近へ
の落雷時、雷サージ等による異常電圧が発生した際、送
配電線等の設備を雷サージ等から保護するため、送配電
線の接地側と電線側との間に避雷器を取り付けている。

【０００３】この避雷器は、サージ電圧に対しては低抵
抗、送配電線の通常の対地電圧に対しては高抵抗を示す
非直線性の電圧電流特性を有するＺｎＯ等の限流素子を
絶縁碍子内に収納した構造を具備する。

【０００４】この避雷器では、雷サージ等による異常電
圧が発生すると、限流素子が低抵抗値となってこれを瞬
時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅すれば、限流素
子が高抵抗値となって通常の対地電圧を遮断する。この
弁作用により、送配電線等の設備を雷サージ等から保護
している。

【０００５】尚、直撃雷などの定格を超えるサージ電圧
が発生すると、限流素子が故障することがあり、その場
合、絶縁碍子内で内部アークが発生し、その内部アーク
により電離したイオンを含んだ大量のガスが発生して内
部圧力が急激に上昇する。この急激な内部圧力の上昇に
より、絶縁碍子が爆発的に破壊して限流素子を含む内部
要素が周囲へ飛散する。このように爆発的な破壊により
限流素子を含む内部要素が飛散すると、人身事故の原因
にもなって非常に危険であり重大問題となる。

【０００６】そこで、爆発的な破壊を未然に防止するた
め、急激な内部圧力の上昇による放圧時、その内部に発
生した電離ガスを放出させる放圧構造を具備した避雷器
がある。この放圧構造を具備した避雷器としては、例え
ば図２に示すように限流素子１ａ〜１ｃを磁器製の絶縁
碍子２に収納したギャップレス構造のものがある。

【０００７】その絶縁碍子２内で最上層に位置する限流
素子１ａの上方には、スプリング３及び板ばね４が挟み
込まれた二つの接続金具５，６が配置され、その一方の
接続金具６が限流素子１ａに接合し、他方の接続金具５
がボルト７に接合する。このボルト７が挿通された絶縁
碍子２の上端開口部にはシールゴム８を介して封止金具
９が気密的に装着され、その封止金具９に貫挿されたボ
ルト７をナット１０でもって封止金具９に固定し、その
ナット１０から突出するボルト７に電線側端子１１を螺
着させる。

【０００８】この電線側端子１１は絶縁性を有する安全
カバー１２で囲撓され、その安全カバー１２の頂部に貫
通形成された挿通孔１３に送配電線（図示せず）が挿入
されて電線側端子１１に電気的に接続された状態で取り
付けられる。尚、前述の安全カバー１２は封止金具９と
一体的に取り付けられた支持部材１４により支持固定さ
れる。

【０００９】一方、絶縁碍子２内で最下層に位置する限
流素子１ｃの下方には接続金具１５，１６が配置され、
この接続金具１５，１６を介して限流素子１ｃと電気的
に接続される封止金具１７が、絶縁碍子２の下端開口部
にＯリング１８を介して気密的に被嵌される。この封止
金具１７としては、急激な内部圧力の上昇による放圧時
に破断可能なシーマ金具が使用されている。この封止金
具１７（以下、シーマ金具と称す）には接地側端子１９
が取り付けられている。尚、絶縁碍子２の下部には、電
柱に取り付けるための支持バンド２０が固着されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな放圧構造の避雷器では、急激な内部圧力の上昇によ
る放圧時、絶縁碍子２の下端開口部を閉塞するシーマ金
具１７が破断することにより、電離ガスがシーマ金具１
７の破断部分から外部へ速やかに放出されることによ
り、絶縁碍子２が爆発的に破壊して限流素子１ａ〜１ｃ
を含む内部要素が周囲へ飛散することを防止している。

【００１１】しかしながら、前述した放圧時、シーマ金
具１７の破断の程度が小さければ問題ないが、そのシー
マ金具１７の破断の程度が大きく、絶縁碍子２の下端開
口部がほぼ完全に開口した状態に至ると、限流素子１ａ
〜１ｃを含む内部要素が絶縁碍子２の下端開口部から落
下し、人身事故の原因にもなって非常に危険であり重大
問題となる。特に、限流素子１ａ〜１ｃは大きな重量を
有するものであり、これが人間に当たるようなことがあ
ると、大怪我をすることになる。

【００１２】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、絶縁碍子内に
おける急激な内部圧力の上昇による放圧時、絶縁碍子内
に収納された限流素子が絶縁碍子から飛び出さないよう
にし得る放圧構造付き避雷器を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、非直線性の電圧電流特
性を有する限流素子を絶縁碍子内に収納し、前記絶縁碍
子の内部圧力の上昇により破断可能な封止金具を絶縁碍
子の一端開口部に気密的に被嵌した放圧構造を具備した
避雷器であって、前記限流素子と電気的に接続される電
極部材を前記絶縁碍子の他端に気密的に固着し、前記電
極部材の限流素子と接合する部位及び限流素子に、非導
電性繊維からなる絶縁布に熱硬化樹脂を含浸させたプリ
プレグシートを巻き付け、前記電極部材及び限流素子を
前記プリプレグシートで一体化したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係る放圧構造付き避雷器
の実施形態を以下に詳述する。尚、この実施形態は図２
に示すギャップレス構造の避雷器に適用したものであ
る。

【００１５】本発明の避雷器は、図１に示すようにサー
ジ電圧に対しては低抵抗、送配電線の通常の対地電圧に
対しては高抵抗を示す非直線性の電圧電流特性を有する
ＺｎＯ等の限流素子２１ａ〜２１ｃを磁器製の絶縁碍子
２２に収納した構造を有する。

【００１６】複数個（図では３個）の限流素子２１ａ〜
２１ｃのうち、最上層に位置する限流素子２１ａの上方
には断面逆Ｔ字状の電極部材であるボルト２３が配置さ
れ、そのボルト２３の頭部２３ａはその下方に位置する
限流素子２１ａと接合され、その頭部２３ａから上方へ
延びる脚部２３ｂは絶縁碍子２２の上端開口部に挿通さ
れる。この絶縁碍子２２の上端開口部には、封止金具２
４がシールゴム２５により気密的に装着され、前述のボ
ルト２３の脚部２３ｂがシールゴム２５を介して封止金
具２４に貫挿されている。

【００１７】この封止金具２４に貫挿されたボルト２３
の脚部２３ｂをナット２６でもって封止金具２４に固定
し、そのナット２６から突出するボルト２３の脚部２３
ｂに電線側端子２７を螺着させる。この電線側端子２７
は絶縁性を有する安全カバー２８で囲撓され、その安全
カバー２８の頂部に貫通形成された挿通孔２９に送配電
線（図示せず）が挿入されて電線側端子２７に電気的に
接続された状態で取り付けられる。尚、前述の安全カバ
ー２８は封止金具２４と一体的に取り付けられた支持部
材３０により支持固定される。

【００１８】前述したようにボルト２３の頭部２３ａ、
その頭部２３ａに接合した最上層の限流素子２１ａ、中
間層、最下層の限流素子２１ｂ，２１ｃには、例えばガ
ラス繊維等の高強度の非導電性繊維やポリエステル繊維
等の低強度の非導電性繊維からなる絶縁布に、エポキシ
樹脂やポリエステル樹脂などの絶縁性の熱硬化樹脂を含
浸させたプリプレグシート３１が巻き付けられて加熱処
理により熱収縮でもって被着され、ボルト２３の頭部２
３ａ及び３個の限流素子２１ａ〜２１ｃの外周面全体を
プリプレグシート３１で被覆して一体化している。

【００１９】この絶縁材料からなるプリプレグシート３
１により、ボルト２３の頭部２３ａ及び限流素子２１ａ
〜２１ｃの外周面全体が被覆されているため、その内部
に湿気が侵入しにくくなって沿面閃絡を抑止する効果を
発揮する。尚、ボルト２３の頭部２３ａの外周面には、
プリプレグシート３１との被着性を良好なものとするた
め、ローレット加工が施されている。

【００２０】一方、絶縁碍子２２内で最下層に位置する
限流素子２１ｃの下方にはスプリング３２が配置され、
その上端部が限流素子２１ｃと接合する。このスプリン
グ３２の上端部には前述のプリプレグシート３１を巻き
付けることが可能であり、このようにすれば、スプリン
グ３２が限流素子２１ｃから離脱することはない。この
スプリング３２を介して限流素子２１ｃと電気的に接続
される封止金具３３が、絶縁碍子２２の下端開口部にＯ
リング３４を介して気密的に被嵌される。この封止金具
３３としては、急激な内部圧力の上昇による放圧時に破
断可能なシーマ金具が使用される。この封止金具３３
（以下、シーマ金具と称す）には接地側端子３５が取り
付けられている。尚、絶縁碍子２２の下部には、電柱に
取り付けるための支持バンド３６が固着されている。

【００２１】この避雷器では、雷サージ等による異常電
圧が発生すると、限流素子２１ａ〜２１ｃが低抵抗値と
なってこれを瞬時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅
すれば、限流素子２１ａ〜２１ｃが高抵抗値となって通
常の対地電圧を遮断する。この弁作用により、送配電線
の設備を雷サージ等から保護している。

【００２２】ここで、直撃雷などの定格を超えるサージ
電圧が発生すると、限流素子２１ａ〜２１ｃが故障する
ことがあり、その場合、絶縁碍子２２内で内部アークが
発生し、その内部アークにより電離したイオンを含んだ
大量のガスが発生して内部圧力が急激に上昇する。この
急激な内部圧力の上昇による放圧時、絶縁碍子２２の下
端開口部を閉塞するシーマ金具３３が破断することによ
り、電離ガスがシーマ金具３３の破断部分から外部へ速
やかに放出されることにより、絶縁碍子２２が爆発的に
破壊して限流素子２１ａ〜２１ｃを含む内部要素が周囲
へ飛散することを防止している。

【００２３】この放圧時、シーマ金具３３の破断の程度
が大きく、絶縁碍子２２の下端開口部がほぼ完全に開口
した状態に至っても、スプリング３２及び限流素子２１
ａ〜２１ｃがプリプレグシート３１によりボルト２３と
一体化されており、そのボルト２３が絶縁碍子２２に封
止金具２４を介して固着されているので、スプリング３
２及び限流素子２１ａ〜２１ｃが絶縁碍子２２の下端開
口部から落下することはない。

【００２４】尚、上記実施形態では、ギャップレス構造
の避雷器について説明したが、本発明はこれに限定され
ることなく、放電ギャップを絶縁碍子２２の内部に有す
る構造の避雷器についても適用可能である。このギャッ
プ構造の避雷器の場合、図１に示すように３個の限流素
子２１ａ〜２１ｃのうち、真ん中に位置する限流素子２
１ｂの代わりに放電ギャップを形成するギャップスペー
サを配置してその上下に位置する２個の限流素子２１
ａ，２１ｃで挟み込んだ状態で、そのギャップスペーサ
を含む限流素子２１ａ，２１ｃをプリプレグシート３１
で被覆して一体化すればよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、限流素子と電気的に接
続される電極部材を絶縁碍子に気密的に固着し、電極部
材の限流素子と接合する部位及び限流素子にプリプレグ
シートを巻き付けて電極部材及び限流素子を一体化した
ことにより、急激な内部圧力の上昇による放圧時、絶縁
碍子の下端開口部を閉塞する封止金具が破断して大きく
開口しても、限流素子を含む内部要素がプリプレグシー
トにより一体化されて絶縁碍子に固定されているので、
限流素子を含む内部要素が絶縁碍子から飛び出すことは
なく、安全性が飛躍的に向上して商品的価値が高い避雷
器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放圧構造付き避雷器の実施形態を
示す一部断面部分を含む正面図

【図２】放圧構造付き避雷器の従来例を示す一部断面部
分を含む正面図

【符号の説明】

２１ａ〜２１ｃ 限流素子 ２２ 絶縁碍子 ２３ 電極部材（ボルト） ３１ プリプレグシート ３３ 封止金具（シーマ金具）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非直線性の電圧電流特性を有する限流素
   子を絶縁碍子内に収納し、前記絶縁碍子の内部圧力の上
   昇により破断可能な封止金具を絶縁碍子の一端開口部に
   気密的に被嵌した放圧構造を具備した避雷器であって、
   前記限流素子と電気的に接続される電極部材を前記絶縁
   碍子の他端に気密的に固着し、前記電極部材の限流素子
   と接合する部位及び限流素子に、非導電性繊維からなる
   絶縁布に熱硬化樹脂を含浸させたプリプレグシートを巻
   き付け、前記電極部材及び限流素子を前記プリプレグシ
   ートで一体化したことを特徴とする放圧構造付き避雷
   器。