JPS6027159B2 - 避雷器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、非直線性の良い抵抗体を用いた直列ギャッ
プの無い制限電圧抵減装置を備えた避雷器に関する。

最近、従来のＳＩＣと比べ非常に非直線性の良い、即ち
金属酸化物を主体成分とした例えばＺｎ○系の低抗体が
開発され、これを用いて直列ギャップの無い避電器（以
後ギャップレス避雷器と称する）が実現できるようにな
っている。

このＺｎ○系の新しい非直線抵抗体は普通従来のＳＩＣ
と同じように円板状に成形され、これを積み重ねて避電
器を構成する。このＺｎ○系の非直線抵抗体の電流−電
圧特性の一例を第１図に示す。

第１図の電圧軸は電流が１〔ｍＡ〕の時の値を１として
目盛ってある。ギャップレス避電器を構成するためには
」、避電器の定格電圧を常時印加した時に流れる電流で
、非直線抵抗体が破壊しないように非直線抵抗体を積み
上げなければならない。この電流値は例えば１〔ｍＡ〕
前後である。このようにして非直線抵抗体の積み上げを
決めると、雷サージ放電々流、開閉サージ放電々流に対
する制限電圧は第１図に示すような電流−電圧特性から
一義的に決まってしまう。従ってこの制限電圧を低くす
るために、例えば特開昭４８−２００４８号公報に示さ
れた第２図に示す如く非直線抵抗体の一部と並列に放電
ギャップを接続して、サージ電流により避雷器の端子電
圧が設定値以上に上昇した時にこの放電ギャップを放電
させ、非直線素子の一部を短絡することが考えられてい
る。第２図にこのことを示す電気回路図を示す。１は非
直線抵抗体、２は並列放電ギャップである。

さて、ギャップレス選雷器にその制限電圧が大きくなる
程の電流が流れる場合として、開閉サージを抑制した場
合と、雷サージを抑制した場合が考えられるが、一般に
開閉サージによる避雷器電流は、雷サージによる避雷器
電流と比べ、波高値が小さく、時間中が長い。

従って避雷器の制限電圧は雷サージの時の方が高くなる
。避雪器の消費するエネルギーから見た場合は、開閉サ
ージの方が大きい。第２図に示す並列放電ギャップ２付
のギャップレス避電器でサージ抑制時に並列ギャップ２
が放電すると、並列ギャップ２と並列の非直線抵抗体ｌ
ａは短絡されるので、サージのエネルギーは短絡されな
い残りの非直線抵抗体ｌｂで消費しなければならない。

並列ギャップ２が放電せず、非直線抵抗体１全体でサー
ジエネルギーを消費した方が、１個の非直線抵抗体の消
費するエネルギーは並列ギャップ２が放電した時よりも
小さくなる。従って、開閉サージ抑制時に並列放電ギャ
ップ２が放電すると、開閉サージの大きなエネルギーを
並列ギャップ２で短絡されない残りの非直線抵抗体ｌｂ
で消費しなければならず、大きな耐量の非直線抵抗体が
必要になる。これが欠点であった。制限電圧低減の目的
からは、雷サージによる高い制限電圧を４・さくするだ
けで、開閉サージによる比較的低い制限電圧は特に低減
しなくとも良い場合が多い。

従って、雷サージに対してだけ並列放電ギャップ２が放
電し、開閉サージに対しては並列放電ギャップ２は放電
しないようにしておけば、エネルギーの大きい開閉サー
ジエネルギーは並列ギャップ２と並列の非直線抵抗体ｌ
ａを含めた全体の非直線抵抗体１で消費するから、非道
線抵抗体のエネルギー耐量を小さくすることができる。
この発明は、開閉サージ抑制した時に非直線抵抗体に過
大な放電耐量を必要としない、非直線抵抗体の一部と並
列に放電ギャップを設けた直列ギャップの無い避電器を
得ることを目的としている。

この発明を図面にもとづいて説明する。

第３図において１は金属酸化物を主体成分とした列えば
Ｚｎ０系の非直線抵抗体素子を積層して構成した非直線
抵抗体、２は非直線抵抗体１の一部ｌｂと並列に接続さ
れた放電ギャップ装置を示す。この並列放電ギャップ装
置２は、第４図に示す如く、立ち上りの速いインパルス
に対しては放電開始電技が低く、立ち上りの遅い開閉ィ
ンバルス及びＡＣに対しては、放電開始電圧が高くなる
ように設定されている。このような並列放電ギャップ菱
魔２は第３図に示す並列放電ギャップ装置で実現可能で
ある。即ち、Ｇ，，Ｇ２はそれぞれ一対の電極を有する
直列接続したギャップ、Ｒ，，Ｒ２は抵抗体で前記夫々
のギャップＧ，，Ｇ２に並列接続されＲ，＝Ｒ２のよう
に設定されている。Ｃ，，Ｃ２はコンデンサーで、前記
抵抗体Ｒ，，Ｒ２に夫々並列接続され、Ｃ，＞Ｃ２のよ
うに構成されている。そして、かつ、インパルスに対す
るコンデンサーＣ，，Ｃ２のインピーダンスはそれぞれ
低抗体Ｒ，，Ｒ２のインピーダンスよりも４・さくなっ
ている。又開閉ィンバルス及びＡＣに対するコンデンサ
ーＣ，，Ｃ２のインピーダンスは、それぞれ抵抗体Ｒ，
，Ｒ２のインピーダンスよりも大きくなるようにコンデ
ンサーＣ，，Ｃ２、抵抗体Ｒ，，Ｒ２の値が設定されて
いる。このようにしておけば、インパルスに対しては、
ギャップＧ，，Ｇ２の電位分坦は主としてコンデンサー
Ｃ，，Ｃ２で決まり、Ｃ，＞Ｃ２であるからインバルス
電圧の多くはギャップＧ２に印加され、ギャップＧ２が
最初に放電して続いてギャップＧ，が放電する。従って
、ギャップＧ，，Ｇ２に平等に電圧が分坦されるよりも
放電開始電圧は低くなる。開閉ィンパルス及びＡＣに対
しては、電圧分坦は主として抵抗体Ｒ，，Ｒ２で決まり
、Ｒ，＝Ｒ２であるからギャップＧ，，Ｇ２に電圧は平
等に分坦される。従って、ギャップＧ，，Ｇ２に不平等
に電圧分坦されるよりも放電開始鰭圧は高くなる。この
ようにして、第４図の放電特性は実現される。避電器は
普通、分割されたユニットをその定格電圧に応じて積み
重ねて構成される。第５図、第６図はその具体的構成例
である。第５図は分割ユニットを２柱構造配置してこれ
を２ケ直列接続したものであり、第６図は１柱構造配置
にした１ケの分割ユニットを示す。１は非直線抵抗体、
２は並列放電ギャップ装置、３は非直線抵抗体素子間に
配置した金属薮続板、４は接続リード板、５は絶縁板で
ある。

この第６図により第３図の回路が構成されている。又第
５図のものは非道線抵抗体の素子を２列に分割し、２柱
としたもので、回路的には第３図構成のものを２段積し
たものとなっている。第７図は、第４図のような放電開
始電圧−放電までの時間特性を有する並列放電ギャップ
装置の他の実施例を示すものである。

第７図において、Ｇ，，○２はおれぞれ一対の電極を有
する直列接続されたギャップ、Ｒ，，Ｒ２は前記ギャッ
プＧ，，○２に夫々並列に接続された抵抗体で、Ｒ，＝
Ｒ２のように設定されている。Ｃ，は抵抗体Ｒ，に並列
接続したコンデンサーである。インパルスに対するコン
デンサーＣ，のインピーダンスは抵抗体Ｒ，のインピー
ダンスよりも小さくしてある。また開閉インパルス及び
Ａ，Ｃに対するコンデンサーＣ，のインピーダンスは、
抵抗体Ｒ，のインピーダンスよりも大きくなるように抵
抗体Ｒ，、Ｒ２及びコンデンサーＣ，の値が設定されて
いる。するとィンパルスに対してはギャップＧ，，Ｇ２
に対して不平等電圧分垣になり、ギャップＧ，よりもギ
ャップＧ２に大きな電圧がかかり、また開閉ィンパルス
及びＡＣに対しては、平等電圧分坦になる。従って、第
７図に示す並列放電ギャップ装置の場合にも第４図に示
すような、ィンパルスに対してよりも開閉ィンンパルス
に対しての方が放電開始電圧の高い特性のギャップ装置
を得ることができる。第８図は、第４図のような放電開
始電圧−放電までの時間特性を有する並列放電ギャップ
装置の更に他の実施例を示すものである。第８図におい
て、Ｇ，，Ｇ２はそれぞれ一対の電極を有する直列接続
されたギャップ、Ｌ，はコイル、Ｃ，，Ｃ２はコンデン
サーである。このコイルＬ、コンンデンサーＣ，，Ｃ２
は直列接続されており、コイルＬ、コンデンサーＣ，は
ギャップＧ，に並列に、またコンデンサＣ２はギャップ
Ｇ２に並列に接続される。

インパルスに対してはコイルＬ，とコンデンサーＣ，の
直列インピーダンスはコンデンサーＣ２のインピーダン
スよりも大きく、開閉ィンパルス及びＡ，Ｃに対しては
コイルＬ，とコンデンサーＣ，の直列インピーダンスは
コンデンサーＣ２のィンピーグンスと等しくなるように
コイルＬ、コンデンサーＣ，，Ｃ２の値が設定されてい
る。

するとインパルスに対してはギャップＧ，，Ｇ２に対し
て不平等電圧分坦になり、ギャップ○２よりもＧ，に大
きな電圧がかかる。また開閉ィンパルス及びＡＣに対し
ては平等分坦になる。従って、第８図に示す並列放電ギ
ャップ装置の場合にも、第４図に示すようなィンパルス
に対してよりも開閉ィンパルスに対した方が放電開始電
圧の高い特性のギャップを得ることができる。上記のよ
うに構成された並列放電ギャップ装置付の直列ギャップ
レス避電器は、その並列放電ギャップは雷サージよりも
開閉サージの方が放電開始電圧が高くなる。

従って、雷サージ抑制時にだけ並列放電ギャップが放電
し、開閉サージ抑制時には並列放電ギャプが放電しない
ようにすることができる。本発明は、以上説明したよう
に、開閉サージ抑制時には並列放電ギャップは放電せず
、避雷器に流れる電流波高値が大きく従って制限電圧の
大きい雷サージに対してだけ並列放電ギャップが放電す
る。

それ故、並列放電ギャップによる避雷器の制限電圧低減
の効果をそのまま保持させることができる。そして開閉
サージ抑制時には並列放電ギャップは放電しないから、
開閉サージの大きなェネルギ一は並列放電ギャップと並
例の非道線抵抗体も含めた全部の非直線抵抗体で消費さ
れる。

従って「非直線抵抗体の通電耐量は、並列放電ギャップ
が開閉サージで放電する時よりも小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はＺｎ○系の非直線抵抗体の電流ｍ電圧特性の一
例を示す特性図、第２図は並列放電ギャップ装置付の直
列ギャップレス避雷器の電気回路図、第３図は本発明の
一実施例を示す回路図、第４図は本発明の並列放電ギャ
ップのｖ−ｔ特性図、第５図は本発明の臭体的実施例を
示す側面図、第６図は本発明の具体的実施例を示す−ユ
ニットの側面図、第７図は本発明の他の実施例を示す回
路図、第８図は本発明の更に他の実施例を示す回路図で
ある。 １・・…・非直線抵抗体、２・…・・並列放電ギャップ
装置、３……金属接続板、４・・・・・・接続リード板
、５・・・…絶縁板、Ｇ，，Ｇ２…・・・ギャップ、Ｃ
，，Ｃ２・・・・・・コンデンサー、Ｒ，，Ｒ２…・・
・抵抗体、Ｌ・…・・コイル。 第１図 第４図 第２図 第３図 第６図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属酸化物を主体成分とした非直線低抗素子を積み
   重ねて構成した非直線抵抗体と、この非直線抵抗体の一
   部に並列に接続された放電ギヤツプ装置とから成り、こ
   の放電ギヤツプ装置は直列接続された復数固のギヤツプ
   及びこのギヤツプに並列接続されたインピーダンス素子
   より構成し、前記ギヤツプは、開閉サージ抑制時には放
   電せず、雷サージに対してのみ放電するように前記イン
   ピーダンス素子のインピーダンス値を設定したことを特
   徴とする避雷器。 ２ 放電ギヤツプ装置が、２個直列接続されたギヤツプ
   に夫々低抗体とコンデンサーを並列接続したものを並列
   に接続して構成されている特許請求の範囲第１項記載の
   避雷器。 ３ 放電ギヤツプ装置が、並列接続されたコンデンサー
   と抵抗体を並列接続した第１のギヤツプ及び抵抗が並列
   接続された第２のギヤツプとを直列接続して構成されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の避雷器。 ４ 放電ギヤツプ装置が、直列接続されたコイルとコン
   デンサーが並列接続された第１のギヤツプ及びコンデン
   サーが並列接続された第２のギヤツプとを直列接続して
   構成されている特許請求の範囲第１項記載の避雷器。 ５ 非直線低抗体が、復数固の非直線抵抗素子の積重ね
   で形成され、この非直線抵抗体の一部に接続リード板を
   介して並列に放電ギヤツプ装置が接続されている特許請
   求の範囲第１項記載の避雷器。 ６ 非直線抵抗体が、複数個の非直線抵抗素子を積重ね
   て形成され、且つ接続リードで直列接続された第１及び
   第２の非直線抵抗体で構成され、第１の非直線抵抗体の
   一部に並列に接続された放電ギヤツプ装置が絶縁物を介
   して第２の非直線抵抗体と積重ねられている特許請求の
   範囲第１項記載の避雷器。