JPS5894783A - 避雷器 - Google Patents
避雷器Info
- Publication number
- JPS5894783A JPS5894783A JP56194694A JP19469481A JPS5894783A JP S5894783 A JPS5894783 A JP S5894783A JP 56194694 A JP56194694 A JP 56194694A JP 19469481 A JP19469481 A JP 19469481A JP S5894783 A JPS5894783 A JP S5894783A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc oxide
- oxide element
- insulator
- lightning arrester
- heat
- 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.)
- Granted
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、避雷器に関するものであり、さらに詳しく
は、サージ処理能力の向上をはかった酸化亜鉛形の避雷
器に関するものである。
は、サージ処理能力の向上をはかった酸化亜鉛形の避雷
器に関するものである。
この種の避雷器において、サージ処理時の酸化亜鉛素子
め破壊は、主として熱的要因によっており、酸化亜鉛素
子の温度上昇を抑制することがサージ処理能力の向上に
つながる。実系統における避雷器の最大処理エネルギー
は、再閉路サージの動作責務と考えられ、しゃ断器の運
用上から、約／分間隔で連続３回の開閉サージを処理す
ることが、仕様として要求される。
め破壊は、主として熱的要因によっており、酸化亜鉛素
子の温度上昇を抑制することがサージ処理能力の向上に
つながる。実系統における避雷器の最大処理エネルギー
は、再閉路サージの動作責務と考えられ、しゃ断器の運
用上から、約／分間隔で連続３回の開閉サージを処理す
ることが、仕様として要求される。
ここで 再閉路サージ動作責務時の酸化亜鉛素子の温度
変化について、従来の避雷器を例示して説明する。
変化について、従来の避雷器を例示して説明する。
第１図、第２図は、従来の酸化亜鉛形避雷器を宜に接合
してなる３個の酸化亜鉛素子柱ダａ、Ｉｌｂ。
してなる３個の酸化亜鉛素子柱ダａ、Ｉｌｂ。
Ｑｃを挾持し、各酸化亜鉛素子柱は接続導体Ｓによって
直列接続され、８ＦＡガスまたはＮコガスあるいは空気
等のガス雰囲気中忙収容されるもので１ト ある。酸化亜鉛素子柱を３個並設したの汐、避雷器の高
さを抑えるためである。接続導体ｊＫ記した矢印は電流
経路を示している。
直列接続され、８ＦＡガスまたはＮコガスあるいは空気
等のガス雰囲気中忙収容されるもので１ト ある。酸化亜鉛素子柱を３個並設したの汐、避雷器の高
さを抑えるためである。接続導体ｊＫ記した矢印は電流
経路を示している。
高定格の避雷器は、以上の構成になるものをユニットと
し、そのユニットを必要数積み重ねて構成している。
し、そのユニットを必要数積み重ねて構成している。
こ〜で、酸化亜鉛素子柱ダａ、ダｂ 、４Ｉｃを順に第
１柱、第コ柱、第３柱と呼ぶととにする。このような構
成において、サージの処理によって発生した熱量は、第
１柱ダａ、第１柱４Ｌａにおいては酸化亜鉛素子コの端
面からシールドリング／ａまたは／ｂＫ逃げるが、第コ
柱ダｂにおいては酸化亜鉛素子−の両端面とシールドリ
ング／ａ、／ｂ。
１柱、第コ柱、第３柱と呼ぶととにする。このような構
成において、サージの処理によって発生した熱量は、第
１柱ダａ、第１柱４Ｌａにおいては酸化亜鉛素子コの端
面からシールドリング／ａまたは／ｂＫ逃げるが、第コ
柱ダｂにおいては酸化亜鉛素子−の両端面とシールドリ
ング／ａ、／ｂ。
との間には絶縁体３が介在しており、この絶縁体３は熱
抵抗が一般的にきわめて大きく、そのため酸化亜鉛素子
が熱絶縁された状態にあることになる。
抵抗が一般的にきわめて大きく、そのため酸化亜鉛素子
が熱絶縁された状態にあることになる。
そこで、第１柱４Ｌａの酸化亜鉛素子コの放熱対策を講
じるに当っては、再閉路サージ動作責務によるサージ侵
入間隔１分間においては、理論上、対流および輻射によ
るものはわずかであり、熱伝導のみを考えればよい。し
たがって、第コ柱ダｂの酸化亜鉛素子の温度は、第１柱
４Ｌａ、第３柱４ＩＣの酸化亜鉛素子の温度よりもきわ
めて高く保持されることＫなり、その値は％ ／、コ、
３回のサージエネルギーによる酸化亜鉛素子の瞬時的な
温度上昇値の和に周囲の温度を加えた値に近似する。
じるに当っては、再閉路サージ動作責務によるサージ侵
入間隔１分間においては、理論上、対流および輻射によ
るものはわずかであり、熱伝導のみを考えればよい。し
たがって、第コ柱ダｂの酸化亜鉛素子の温度は、第１柱
４Ｌａ、第３柱４ＩＣの酸化亜鉛素子の温度よりもきわ
めて高く保持されることＫなり、その値は％ ／、コ、
３回のサージエネルギーによる酸化亜鉛素子の瞬時的な
温度上昇値の和に周囲の温度を加えた値に近似する。
また、３回目のザージ侵入後、約／分以降の放熱は、避
雷器の内部構造を囲む雰囲気ガスとの対流により行なわ
れるが、第２柱ダｂの酸化亜鉛素子は絶縁体３が両端に
接している結果、放熱面積が酸化亜鉛素子−の局面に＠
定され、第１柱４１ ａ。
雷器の内部構造を囲む雰囲気ガスとの対流により行なわ
れるが、第２柱ダｂの酸化亜鉛素子は絶縁体３が両端に
接している結果、放熱面積が酸化亜鉛素子−の局面に＠
定され、第１柱４１ ａ。
第Ｊ柱ダＣの酸化亜鉛素子−に比較して、その放熱の時
定数はきわめて大となる。
定数はきわめて大となる。
高定格の避雷器においては、避雷器全体の高さが制限さ
れることから、構造的に酸化亜鉛素子柱を３個以上並設
することが不可欠になり、従来の構造によるときは、前
記の酸化亜鉛素子の温度上昇の問題は避・けられなかっ
た。さらに、高定格の避雷器はど再閉路サージ動作責務
の処理エネルギーが大きくなるので、酸化亜鉛素子の熱
容量を大きくするため罠、その体積を増大する岬の対策
が迫られる、このため、たとえば！ ００ ＫＶ用避雷
器においては、酸化亜鉛素子のサイズを大きくしたり、
酸化亜鉛素子を電気的に多数並列に接続して使用するこ
とが一般に行なわれている。
れることから、構造的に酸化亜鉛素子柱を３個以上並設
することが不可欠になり、従来の構造によるときは、前
記の酸化亜鉛素子の温度上昇の問題は避・けられなかっ
た。さらに、高定格の避雷器はど再閉路サージ動作責務
の処理エネルギーが大きくなるので、酸化亜鉛素子の熱
容量を大きくするため罠、その体積を増大する岬の対策
が迫られる、このため、たとえば！ ００ ＫＶ用避雷
器においては、酸化亜鉛素子のサイズを大きくしたり、
酸化亜鉛素子を電気的に多数並列に接続して使用するこ
とが一般に行なわれている。
しかしながら、以上のことは、当然に避雷器の製作コス
トを増大し、かつ、避雷器の大形化を招くという問題に
つながることになっていた。
トを増大し、かつ、避雷器の大形化を招くという問題に
つながることになっていた。
この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、
酸化亜鉛素子の温度上昇を抑制してサージ処理能力を向
上させた避雷器を提供することを目的とするものである
。
酸化亜鉛素子の温度上昇を抑制してサージ処理能力を向
上させた避雷器を提供することを目的とするものである
。
かかる目的を達成するため、この発明の避雷器は、酸化
亜鉛素子の放熱紗路に熱抵抗の小さな磁器絶縁体を配置
すると共に、放熱機能の大きい放熱板でシールドリング
を兼用させた構成になるものである。
亜鉛素子の放熱紗路に熱抵抗の小さな磁器絶縁体を配置
すると共に、放熱機能の大きい放熱板でシールドリング
を兼用させた構成になるものである。
以下、この発明を第３図の一実施例について説明する９
図において、酸化亜鉛素子ｌコ、接続導体ｉｓ＜ついて
は第一図に示した従来のものと同様であるが、シールド
リンク／／は放熱板１６と一体となっており、上下の放
熱板／６で酸化亜鉛素子柱／４１ａ、／ｌｂ、／ｌｃを
挾持している。
図において、酸化亜鉛素子ｌコ、接続導体ｉｓ＜ついて
は第一図に示した従来のものと同様であるが、シールド
リンク／／は放熱板１６と一体となっており、上下の放
熱板／６で酸化亜鉛素子柱／４１ａ、／ｌｂ、／ｌｃを
挾持している。
また絶縁体／３にはアルミナ磁器、ベリリア磁器のよう
な磁器絶縁体を用いている。
な磁器絶縁体を用いている。
以上の構成でなる実施例の作用を説明するために、この
構成の電気的相似法による第ダ図の熱回路を用いて考察
する。この熱回路は、第３図のものをきわめて単純化し
て示したもので、Ｃｍは酸化亜鉛素子／λの熱容量、Ｃ
ｈは絶縁体１３と放熱板１６の熱容量を主とする放熱回
路の総合的な熱容量であり、Ｒは酸化亜鉛素子ｌコ、絶
縁体／Ｊ、放熱板１６および各部接触面の接触熱抵抗を
主とする放熱回路の総合的な熱抵抗である。
構成の電気的相似法による第ダ図の熱回路を用いて考察
する。この熱回路は、第３図のものをきわめて単純化し
て示したもので、Ｃｍは酸化亜鉛素子／λの熱容量、Ｃ
ｈは絶縁体１３と放熱板１６の熱容量を主とする放熱回
路の総合的な熱容量であり、Ｒは酸化亜鉛素子ｌコ、絶
縁体／Ｊ、放熱板１６および各部接触面の接触熱抵抗を
主とする放熱回路の総合的な熱抵抗である。
酸化亜鉛素子の温度上昇は、第参図の回路を解いて、次
式で表わされる。
式で表わされる。
ここで、Δｔ！［ｌは酸化亜鉛素子の温度上昇値（ａｅ
ｇＬΔＴ８はサージ侵入直後の酸化亜鉛素子の瞬時的な
温度上昇値（ｄｏｇ）である。ｔは時間である。
ｇＬΔＴ８はサージ侵入直後の酸化亜鉛素子の瞬時的な
温度上昇値（ｄｏｇ）である。ｔは時間である。
Δｔｍの最終値は、（１）式のｔを無限大として４７ｍ
は低く抑えることができる。また４７ｍの時定数は、放
熱回路の熱抵抗Ｒが小さいほど小さくなることがわかる
。このため放熱板／６は、材質的に熱伝導率の大きな、
単位体積当りの熱容量の大きな鋼材やアルミニウム材が
適しており、形状的には熱抵抗を小、熱容量を大とし、
さらに熱伝達の効果をあげるために放熱面積を大きくと
ることが望ましいこととなる、 絶縁体１３は熱伝導率の大きい磁器で、たとえば、アル
ミニウムと同程度の熱伝導率Ｑ ４１ ｃａｔ／Ｃｍ−
１１１０・七を有するベリリア磁器、エポキシ樹脂のｌ
θＯｇ！Ｓ度の熱伝導率ａ ｏ ｓ ｃａｊ／ｃｍ−ｓ
ｅｃ−’Ｃをもつアルミナ磁器等が好適である。
は低く抑えることができる。また４７ｍの時定数は、放
熱回路の熱抵抗Ｒが小さいほど小さくなることがわかる
。このため放熱板／６は、材質的に熱伝導率の大きな、
単位体積当りの熱容量の大きな鋼材やアルミニウム材が
適しており、形状的には熱抵抗を小、熱容量を大とし、
さらに熱伝達の効果をあげるために放熱面積を大きくと
ることが望ましいこととなる、 絶縁体１３は熱伝導率の大きい磁器で、たとえば、アル
ミニウムと同程度の熱伝導率Ｑ ４１ ｃａｔ／Ｃｍ−
１１１０・七を有するベリリア磁器、エポキシ樹脂のｌ
θＯｇ！Ｓ度の熱伝導率ａ ｏ ｓ ｃａｊ／ｃｍ−ｓ
ｅｃ−’Ｃをもつアルミナ磁器等が好適である。
以上のように材質選択をすれば、７分根度で（１）式の
過渡項を許容できる程度まで４７ｍを減衰させることが
容易にできる。すなわち、７分根度の時間内の温度上昇
Δｔｍは、ｊＴＩｇから−Ｃｍ−０ΔＴｓＫＣＢ＋Ｃｈ 収束するっ熱伝導による温度収束後の放熱は、シールド
リングｉｉ、放熱板／４．絶縁体／３．酸化亜鉛素子／
コ等の表面と、雰囲気ガスとの対流によって行なわれ、
ごく概念的には次式に従う。
過渡項を許容できる程度まで４７ｍを減衰させることが
容易にできる。すなわち、７分根度の時間内の温度上昇
Δｔｍは、ｊＴＩｇから−Ｃｍ−０ΔＴｓＫＣＢ＋Ｃｈ 収束するっ熱伝導による温度収束後の放熱は、シールド
リングｉｉ、放熱板／４．絶縁体／３．酸化亜鉛素子／
コ等の表面と、雰囲気ガスとの対流によって行なわれ、
ごく概念的には次式に従う。
ここで、ｔｍａは熱伝導による温度収束後の酸化亜鉛素
子ｌコの温度、α、８．Ｃは放熱板／４のそれぞれ熱伝
導率、放熱面積、熱容量であり、 ＴＯは雰囲気ガス
の温度、ｔは熱伝導による温度収束時点を零点とした時
間である。
子ｌコの温度、α、８．Ｃは放熱板／４のそれぞれ熱伝
導率、放熱面積、熱容量であり、 ＴＯは雰囲気ガス
の温度、ｔは熱伝導による温度収束時点を零点とした時
間である。
第脅図は酸化亜鉛素子の温度抑制効果の比較図であり、
実線の曲線Ａは、この発明の第３図の第コ柱／ｆｂの酸
化亜鉛素子ｌコについて、前記のＣｍとＣｈを等しくし
た場合の酸化亜鉛素子ｌコの温度変化の計算値を示す。
実線の曲線Ａは、この発明の第３図の第コ柱／ｆｂの酸
化亜鉛素子ｌコについて、前記のＣｍとＣｈを等しくし
た場合の酸化亜鉛素子ｌコの温度変化の計算値を示す。
点線の曲線Ｂは、第一図の従来のものの第コ柱４！ｂの
酸化亜鉛素子−の温度変化を実測した結果であり、この
従来のものにおける酸化亜鉛素子の放熱は、第コ柱４１
ｂの酸化亜鉛素子コと雰囲気との対ｆｉＫよるものが大
部分を占める′ため、この発明の曲線ＡＫ比較して放熱
効果が著しく劣っている。この発明によれば。
酸化亜鉛素子−の温度変化を実測した結果であり、この
従来のものにおける酸化亜鉛素子の放熱は、第コ柱４１
ｂの酸化亜鉛素子コと雰囲気との対ｆｉＫよるものが大
部分を占める′ため、この発明の曲線ＡＫ比較して放熱
効果が著しく劣っている。この発明によれば。
酸化亜鉛素子の温度上昇の最大値は、従来のものの約コ
／Ｊ Ｋ抑えることができる。
／Ｊ Ｋ抑えることができる。
以上述べたように１、この発明は、熱抵抗の小さな磁器
絶縁体と熱容量の大きな放熱板を組合わせて構成するこ
とにより、酸化亜鉛素子の温度上昇を有効に抑制するも
のであり、その結果、下記の効果を奏する。
絶縁体と熱容量の大きな放熱板を組合わせて構成するこ
とにより、酸化亜鉛素子の温度上昇を有効に抑制するも
のであり、その結果、下記の効果を奏する。
（イ）酸化亜鉛素子のサージ処理能力を向上させること
ができ、避雷器の製造コストを低減できる。
ができ、避雷器の製造コストを低減できる。
また、酸化亜鉛素子の体積を小さくできるので避雷器の
小形化がはかれる。
小形化がはかれる。
（ロ）絶縁体を熱回路の導体に、放熱板をシールドリン
クに兼用させたので、同一機能を有する避雷器に比べて
小形化ができる。
クに兼用させたので、同一機能を有する避雷器に比べて
小形化ができる。
ヒ→ 避雷器の常規対地電圧による酸化亜鉛素子の定常
的な発熱による温度上昇抑制効果も明らかであるので、
酸化亜鉛素子の寿命を延ばすことができる。また、酸化
亜鉛素子の寿命を一定とすれば課電率を上げることが可
能となる。
的な発熱による温度上昇抑制効果も明らかであるので、
酸化亜鉛素子の寿命を延ばすことができる。また、酸化
亜鉛素子の寿命を一定とすれば課電率を上げることが可
能となる。
第１図は従来のものの概略平断面図、第一図４−１同じ
く展開立面図、第３図はこの発明の一実施例の展開立面
図、第参図は同じく熱回路図、第３図は同じく特性比較
線図である、 ／／・・シールドリング、ｌコ・・酸化亜鉛素子、／３
−−絶縁体、／＄ａ、／４１ｂ、／ｌｃ・・酸化亜鉛素
子柱のそれぞれ第１柱、第コ柱、第３柱、１５・・接続
導体、／Ａ・・放熱板。 代理人 葛 野 信 − 処１図 幣３図 焔４図 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭１４−／９参６を一号２
発明の名称 避雷器 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 （１） 明細臀の発明の詳細な説明の欄６、補正の内
容 明細書をつぎのとおり訂正する。
く展開立面図、第３図はこの発明の一実施例の展開立面
図、第参図は同じく熱回路図、第３図は同じく特性比較
線図である、 ／／・・シールドリング、ｌコ・・酸化亜鉛素子、／３
−−絶縁体、／＄ａ、／４１ｂ、／ｌｃ・・酸化亜鉛素
子柱のそれぞれ第１柱、第コ柱、第３柱、１５・・接続
導体、／Ａ・・放熱板。 代理人 葛 野 信 − 処１図 幣３図 焔４図 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭１４−／９参６を一号２
発明の名称 避雷器 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 （１） 明細臀の発明の詳細な説明の欄６、補正の内
容 明細書をつぎのとおり訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）複数の酸化亜鉛素子を積層し少くともその一端に
絶縁体を接してなる複数の酸化亜鉛素子柱をｌ対のシー
ルドリング間に挾持して並設し接続導体により前記酸化
亜鉛素子を直列接続してなる避雷器において、前記絶縁
体を熱抵抗の小さい磁器絶縁体とし、かつ、前記シール
ドリングの少くとも前記酸化亜鉛素子柱を挾持する部分
を放熱板で構成したことを特徴とする避雷器。 （コ）絶縁体がアルミナ磁器でなる特許請求の範囲第１
項記載の避雷器。 （３）絶縁体がべＩＪ １７７磁器でなる特許請求の範
囲第１項記載の避雷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194694A JPS5894783A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 避雷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56194694A JPS5894783A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 避雷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894783A true JPS5894783A (ja) | 1983-06-06 |
| JPS6244841B2 JPS6244841B2 (ja) | 1987-09-22 |
Family
ID=16328717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56194694A Granted JPS5894783A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 避雷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894783A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4790709B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2011-10-12 | アトラス コプコ セコロク エイビー | ダウンホール・ドリル用ストリングのための捕捉用流体チャネル移送デバイス |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56194694A patent/JPS5894783A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4790709B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2011-10-12 | アトラス コプコ セコロク エイビー | ダウンホール・ドリル用ストリングのための捕捉用流体チャネル移送デバイス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244841B2 (ja) | 1987-09-22 |
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