JPS58243Y2 - 無間隙避雷器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は金属酸化物を主成分としたセラミックバリスタ
、例えばＺｎＯバリスタを特性要素として用いた無間隙
避雷器に係るもので、内部に収納された特性要素の温度
分布をより低く均等にすると同時に、特性要素破壊時に
伴なう内圧上昇を防き゛より効果的な防爆機能を提供す
るものである。

従来例としてＺｎＯバリスタを特性要素とした無間隙避
雷器について説明する。

ＺｎＯバリスタは避雷器の特性要素として従来用いられ
ていたＳｉＣバリスタに比較して、その電圧−電流特性
がきわめて優れているため、ＳｉＣバリスタの時に必要
であった直列ギャップ等は必要とせず、直接電源線に接
続されて用いられる。

すなわち、第１図に示すようにある一定電圧以下では電
流はほとんど流れず、サージ電圧のように一定電圧以上
のものに対しては低抵抗を示してサージ電流を流し、そ
のサージ電圧を低く制限する特性を有する。

第１図で、１はその電圧−電流特性を示し、２はバリス
タ電圧と呼ばれ、この電圧を境にして抵抗値が大きく変
化する。

また、バリスタ電圧は一般に直流１ｍＡが流れ始める電
圧を言い、ｖｌのシンボルで示される。

第２図の３はＺｎＯバリスタのバリスタ電圧Ｖ１の温度
依存特性の→１ｊを示したものである。

そして、ＺｎＯバリスタの直径あるいはバリスタ電圧Ｖ
ｌによっても異なるが、通常温度係数は最大でも−０，
０５％／℃であり、負の温度係数を有しているため温度
が上昇すればする程バリスタ電圧Ｖ１は低下することに
なる。

もし高い温度のもとで使用する場合は、バリスタ電圧ｖ
０が低下しているため適用回路電圧を低下させて使用す
る必要がある。

もし低下させずに用いた場合、通常の適用回路電圧にお
いても許容以上の漏れ電流が流れ込み。

劣化塑象を生じたり、あるいは熱暴走を発生する恐れが
出てくる。

いずれにしてもこのような状態を避けｋげれば避雷器の
寿命が短かくｋつたり、破壊したり、他の電源系統に悪
影響を与える。

第３図イは従来の無間隙避雷器であり、４は碍子、５は
この碍子４の両端に位置する外部に面した電極キャップ
、６は上記電極キャップ５に接続された端子、７は後述
する特性要素等を機械的に固定し電気的に接続する役目
をもつ電気的導電性並びに機械的弾性を有するスプリン
グ、８はこのスプリング７の両端を短絡する短絡バー、
９および１０は特性要素（ＺｎＯバリスタ）、１１は内
部の電気的接続に用いられている電極である。

このようにして従来は特性要素９，１０を碍子４内部の
どちらか一方に集め、他端にスプリング１を挿入してい
た。

このような構造の場合、連続的なサージ電流が印加され
た時には、特性要素９゜１００発熱量は同一であるが、
より内部に位置された特性要素９と、外気に接した電極
キャップ５と接する特性要素１０との熱放散の状態は自
づと異なり、特性要素９の方が常に高い温度にさらされ
る。

この状態を示したものが第３図口の温度上昇分布曲線１
２である。

このような状態に置かれた特性要素９は熱的なストレス
を受け、丁度加速試験下における状態と同じになり、通
常の印加電圧における抵抗値が低下（漏れ電流が増加す
るのと等価）し、印加電圧の負担が特性要素１０に移行
し、特性要素１０に対しては電圧的に過大なストレスが
かかり、これが長く続けば同様に特性要素１０にも劣化
状態を生じ、避雷器として漏れ電流が増加し、熱暴走か
ら破壊に至る。

また、万一特性要素９，１０が破壊した時、特性要素１
０は電極キャップ５に接しているため、特性要素１０で
発生した熱で電極キャップ５を溶かし内圧をその溶解し
た穴より吹き出させ、内圧の上昇を防止し爆発を防止し
ていたが、電流容量が大きかったりした場合には一方の
みの内圧上昇防接機構のみでは十分でない事態も生じて
いた。

本考案は上記の２つの問題点、すなわち２つの特性要素
の温度上昇分布が異なり一方の寿命が短かくなる。

また一方のみの防爆機構では不十分な場合もあるといっ
た点を解決しようとするものである。

以下、本考案の一実施例について第４図イとともに上記
と同一箇所には同→号を付して説明する。

第４図イに示すように本考案では２分された特性要素９
，１００中間にスプリングＴと短絡バー８を挿入し、特
性要素９，１０はともにＡｔでメタリコンされた電極（
図示せず）がそれぞれ直接〔もしくは熱伝導が良好な電
極板（図示せず）を介して〕電極キャップ５の内側に接
しており、左右対称形をなす構成としている。

このように構成した場合、連続サージが印加されても特
性要素９，１００熱放散条件は全く同一となり、一方が
もう一方の寿命を短かく縮めるということも起らない。

第４図イの１３はスプリング７〜特性要素９゜スプリン
グ７〜特性要素１０の間に挿入された中間電極である。

第４図口の１４．１５は特性要素９．１０の温度上昇分
布を示したもので、第３図口の従来例に比較して絶対値
が低いのと同時に特性要素９，１０の温度上昇分布が同
一であるため、熱的なストレスも小さく、避雷器として
の寿命が長期に亘り維持できる。

また、対称形にすることによって特性要素９，１００両
方が直接電極キャップ５に接することになり、電極キャ
ップ５が比較的低融点を有する銅もしくは銅の合金で形
成されるならば、特注要素９，１０が破壊しアークが発
生した場合、両方の電極キャップ５に溶解穴が開き、内
圧上昇の防止に１穴よりもより効果的な防爆機構となる
。

＼以上のように本考案は構成されているものであり、特
性要素を２分し対称構造となしたことによって特性要素
の温度上昇分布が従来の非対称形に比較してより均等化
され、避雷器の寿命が伸びるものである。

オた、防爆機構に関しては従来の内圧上昇防止の１穴に
比べ２穴とすることによってより大きな防爆特性が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＺｎＯバリスタの電圧−電流特性を示す図、第
２図は同バリスタの温度依存特性を示す図、第３図イは
従来の無間隙避雷器の断面図、第３図口は同第３図イの
特性要素における温度上昇分布を示す図、第４図イは本
考案に係る無間隙避雷器の一実施例を示す断面図、第４
図口は同第４図イの特性要素における温度上昇分布を示
す図である。 ４・・・・・・碍子、５，６・・・・・・金属端子（電
極キャップ・端子）、Ｉ・・・・・・スプリング、９，
１０・・・・・・特性要素（ＺｎＯバリスタ）。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１） 金属酸化物を主成分としたセラミックバリス
   タを特性要素として用い、碍子内に収納された上記特性
   要素を２分し、この２分された特性要素間に電気的導電
   性並びに機械的弾性を有したスプリングを挿入し、上記
   それぞれの特性要素の上記スプリングに接していない面
   を上記碍子の両端に位置する外部に面した両金属端子の
   内側にそれぞれ接触させてなる無間隙避雷器。
2. （２）両金属端子は銅もしくは銅の合金よりなり、それ
   ぞれの特性要素のＡｔでメタリコンされた電極が何らも
   介さず直接上記両金属端子の内側にそれぞれ接している
   構成とした実用新案登録請求の範囲第１項記載の無間隙
   避雷器。