JPS61151912A - 避雷碍子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は懸垂碍子型の避雷碍子に関するものである。

（従来の技術） 雷サージあるいは回路の開閉に伴う開閉サージ吸収によ
る送電線地絡事故の防止は送電線路の保護あるいは一時
的な送電停止を避けるために極めて重要であり、従来よ
り非直線抵抗性を有する避雷素子とアークホーンとを組
合わせた続流Ｍ所持性を有する限流ホーン、あるいは電
線の絶縁及び支持機能と避雷機能とを兼ね備えた避雷碍
子等が種々考案されている。

前者の限流ホーンは複数本の電線を絶縁及び支持する支
持碍子装置毎にそれらの側方等に適宜の間隔をおいて取
付けられ、送電線路に異常電圧が印加された場合にはこ
れら限流ホーン側でフラッジオーバーさせてサージ電流
を吸収し、支持碍子側におけるフラッジオーバーを防止
して同支持碍子装置の損傷防止及び送電停止の防止が図
られている。ところが、限流ホーンにおける直列ギャッ
プの存在のためこれら複数の限流ホーン間におけるサー
ジ電流の均等な分流を達成することが困難であり、特定
の限流ホーンに過大なサージ電流が流れ、この限流ホー
ンが故障に至らないようにするため、大型化する必要が
生じるという問題がある。又、前記直列ギャップにおい
てフラッジオーバーに至る印加電圧に統計的なばら付き
が存在するため、雷サージあるいは開閉サージを常に安
定的に吸収して送電線路を保護する効果を限流ホーンに
望むことは難しい。

これに対し、避雷碍子においては、同碍子により支持さ
れる電線と送電線鉄塔とを避雷素子を介して電気的に接
続しており、前記のような直列ギャップは存在せず、避
雷素子の優れた非直線抵抗性によりサージ電流の吸収が
効果的に行なわれる。

このような避雷碍子としては、前記避雷素子そのもので
碍子形状を構成する方式、及び避雷素子と磁器とを組合
わせて碍子形状を構成する方式がある。

前者の避雷素子そのもので碍子形状を構成する方式（こ
の−例が特開昭５４−１２２８９８号公報に開示されて
いる）においては、碍子形状に避雷素子を成形すること
、その機械的強度、あるいは耐候性等の面において問題
があり、その実現は極めて困難である。

そこで、実現可能な避雷碍子としては後者の非直線抵抗
性を有する避雷素子と磁器とを組合わせた碍子が考えら
れ、このような方式の避雷碍子が特開昭５５−３２３０
８号公報に開示されている。

この従来装置においては、第３図に示すように、磁器か
らなる碍子本体１の頭部に非直線抵抗性を有する避雷素
子２を一体的に埋込み、前記頭部にはキャップ金具３を
嵌着固定して避雷素子２に電気的に接続し、又、碍子本
体１の下方に突出するピン金具４を避雷素子２の下端部
に電気的に接続して懸垂碍子型の避雷碍子を構成してい
る。又、前記公報には長筒状の磁器からなる碍子本体の
中心部を貫通するように避雷素子を一体的に埋め込んだ
長幹碍子型の避雷碍子も開示されている。これらの避雷
碍子は酸化亜鉛を主材とする非直線抵抗体と磁器とを同
時焼成したり、あるいは両者を別々に焼成した後に低融
点ガラスにて一体化した構造となっており、内部絶縁強
度、気密性等の特性が優れている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、碍子本体内に非直線抵抗体を一体的に埋蔵し
た避雷碍子においては、碍子本体及び非直線抵抗体の熱
膨張率の差によるクラックが生じやすい。又、懸垂碍子
型の避雷碍子においては、吸収能力を越える雷サージあ
るいは開閉サージの発生に伴う非直線抵抗体の異常、さ
らには放熱性低下による熱暴走といった非直線抵抗体の
異常によって碍子本体１の頭部内の圧力が上昇し、これ
により同頭部が破損して避雷碍子の電線支持機能が消失
する可能性が高い。又、長幹碍子型の避雷碍子において
も吸収能力を越える雷サージあるいは開閉サージ発生に
伴う破損が避けられず、これを防止するために非直線抵
抗体を圧力容器内に収納した上に適当な放圧構造を設け
た場合には避雷碍子の大幅な大型化を避けることができ
ないという問題点がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するため、本発明では磁器からなる碍
子本体の頭部を上方に開口された収納筒部に形成し、非
直線抵抗性を有する避雷素子を収容した密閉容器を前記
収納筒部内に収納し、前記避雷素子の底部には前記碍子
本体の下方−突出するピン金具を電気的に接続するとと
もに、同ピン金具と前記密閉容器との間に断熱部材を介
在し、又、前記収納筒部にキャップ金具を嵌着固定して
避雷素子の上部に電気的に接続するとともに、同キャッ
プ金具内の空隙を絶縁部材でモールドして前記密閉容器
内に絶縁ガスを封入し、更に、前記密閉容器内に連通ず
る放圧孔を同容器及び前記キャップ金具に設け、同放圧
孔を放圧板で密閉して懸垂碍子型の避雷碍子を構成した
。

（作用） すなわち、雷撃あるいは回路の開閉に伴って所定値以上
の異常電圧が印加されると、サージ電流が避雷素子を通
って吸収される。吸収能力を越える過大なサージ電圧が
印加されて高圧ガスが発生し、密閉容器内が所定圧以上
になると、前記放圧孔を密閉する放圧板が破断し、高圧
ガスが放出される。従って、高圧ガス発生に伴う内部圧
力の上昇によって碍子本体の頭部が破断してしまうおそ
れはない。この場合、密閉容器内の絶縁ガスの存在によ
り内部圧力が前記放圧板に直ちに加わり、放圧能力が向
上する。

雷サージあるいは開閉サージによって交流続流アークが
発生した場合にも、同アークによる発生熱は前記断熱部
材により下方への伝導を抑制され、ピン金具の溶損ある
いは碍子本体の熱損が防止される。従って、避雷碍子が
離断するおそれはなく、避雷碍子による電線支持機能は
維持される。

又、絶縁ガスの存在により放熱効果が向上するとともに
、放電耐量が向上する。

さらに、キャップ金具内の間隙を絶縁部材でモールドし
たので、同キャップ金具内の絶縁強度が高められるとと
もに、水分の侵入が防止される。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図に基づいて
説明する。

１１は磁器からなる円盤形状の碍子本体であって、その
頭部が上下に貢通する収納筒部１２に形成されている。

同筒部１２内には下側に小径孔部１２ａが形成されてい
るとともに、その上側には大径孔部１２ｂが形成されて
おり、小径孔部１２ａ内にはピン金具１３が碍子本体１
１の下方に突出する形でセメント１４により接着固定さ
れている。

大径孔部１２ｂ内には繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）
等からなる断熱部材１５が小径孔部１２ａと大径孔部１
２ｂとの段差部１２ｃに載置された状態で収容されてお
り、酸化亜鉛を主材とする非直線抵抗性を有する避雷素
子１６を収容した密閉容器１７が断熱部材１５の上に載
置固定された状態で大径孔部１２ｂ内に収納されている
。密閉容器１７は、ＦＲＰからなる絶縁筒１８と、同筒
１８の下端側に密閉固着された金属製の下部蓋体１９と
、絶縁筒１８の上端側に密閉固着された金属製の上部蓋
体２０とから構成されており、下部蓋体１９の下面中央
部に突設されたネジ部１９ａが前記ピン金具１３の上端
に螺着され、密閉容器１７全体がピン金具１３に締付固
定されている。

又、上部蓋体２０の側面には絶縁Ｉ！１８内に連通する
筒部２０ａが突設されており、上面中央部には接続突部
２０ｂが突設されている。そして、このように構成され
た密閉容器１７内に収容された避雷素子１６がその上端
に載置された金属製のバネ受２１と上部蓋体２ｏとの間
に介在されたスプリング２２により押圧固定されている
。

なお、図示しないが避雷素子１６の上下両端には金属を
吹きつけて電極が形成されている。

収納筒部１２にはキャップ金具２３が接続突部２０ｂに
接するように嵌着されており、キャップ金具２３内の空
隙が絶縁部材２４によりモールドされている。そして、
収納筒部１２とキャップ金具２３の周縁部との間に充填
されたセメント２５により同キャップ金具２３が碍子本
体１１に対して接着固定されている。キャップ金具２３
の上部側面には前記筒部２０ａに連通する通孔２３ａが
設けられており、密閉容器１７内に六フフ化硫黄、窒素
あるいは乾燥空気等の絶縁ガスを封入した状態で周孔２
３ａには放圧板２６が密閉止着されている。すなわち、
前記筒部２０ａ及び通孔２３ａによって放圧孔２７が構
成され、密閉容器１７内の圧力が所定値に達すると、放
圧板２６が破断され、放圧孔２７から高圧ガスが放出さ
れるようになっている。

そして、キャップ金具２３の上端部に設けられた支持溝
２３ｂ内に別の避雷碍子のピン金具１３Ａが嵌入され、
同ピン金具１３Ａとキャップ金具２３との間に割りピン
２８が嵌入固定されて両避雷碍子が連結されるようにな
っている。

さて、このように構成された避雷碍子においては、雷サ
ージ電流あるいは開閉サージ電流がピン金具１３、下部
蓋体１９、避雷素子１６、バネ受２１、スプリング２２
及び上部蓋体２０を経由してキャップ金具２３に至り、
さらに、上方へ接続された複数の避雷碍子を順次経由し
て鉄塔側へ流れていく。すなわち、雷サージあるいは開
閉サージが避雷素子１６の能力を越える過大なものでな
い場合にはこのサージ電流が避雷碍子によって吸収され
、サージ電流吸収後には避雷素子１６が再び絶縁体とな
って通常の送電が継続される。

避雷素子１６は収容筒部１２内に収納された密閉容器１
７内に空隙をもって収容されているので、通常の送電に
よる印加電圧に起因する漏れ電流あるいはサージ電流の
通過に伴って避雷素子１６が熱を帯びて膨張しても、こ
の膨張が碍子本体１１に影響を与えることはなく、碍子
本体と非直線抵抗体とを一体的に組合わせた避雷碍子に
おいて問題となったクラック発生は解消される。

又、密閉容器１７内の絶縁ガスは放電耐量を高めるとと
もに、同ガスの対流により避雷素子１６の熱が効果的に
伝導され、放熱性が向上する。従って、熱による避雷素
子１６の非直線抵抗性の劣化が防止される。

万一過大なサージ電流が避雷素子１６を通過してガスが
発生すると、密閉容器１７内の圧力が急激に上昇するが
、急激に上昇した内部圧力が密閉容器１７内に封入され
た絶縁ガスを介して放圧板２６に直ちに作用し、内部圧
力が所定値以上の場合には放圧板２６が直ちに破断する
。従って、密閉容器１７内の内部圧力の急激な上昇によ
って碍子本体１１の頭部が破損することはない。従って
、避雷碍子の電線支持機能は維持され、電線の切断に至
ることはない。

このような避雷素子１６の破損に伴って発生する交流続
流アークは密閉容器１７内にとどまり、絶縁部材２４、
セメント１４等の密閉容器１７外部への影響が抑制され
る。又、前記アークによって下部蓋体１９が熱的損失を
受けるが、断熱部材１５の存在によりピン金具１３側へ
の熱伝導が抑制され、ピン金具１３の熱的損傷あるいは
セメント１４、収納筒部１２への熱的影響が回避され、
耐張能力の低下が抑制される。すなわち、下部蓋体１９
はピン金具１３に代わって熱的損傷を被る犠牲電極の役
目を果しており、碍子本体１１の頭部破損防止機能を備
えるものである。

又、キャップ金具２３と密閉容器１７との間の空隙が絶
縁部材２４によりモールドされているので、キャップ金
具２３内への水分の侵入が防止され、キャップ金具２３
内の気密性及び絶縁強度が確保されている。すなわち、
碍子本体内に非直線抵抗体を一体的に埋蔵した場合と同
じような気密保持機能及び絶縁強度が達成されている。

なお、第１図に示すように、収納筒部１２の大径孔部１
２ｂの高さｈｌは避雷素子１６の高さｈ２の半分以上に
設定されているが、ｈｌがｈ２の半分以下の場合には同
図にＰｉ、Ｐ２で示す部位間において短絡するおそれが
ある。

さらに、前記のように種々の優れた利点を有する懸垂碍
子型避雷碍子においては、碍子本体１１の頭部に避雷素
子１６を収容した耐圧力性に優れる密閉容器１７を収納
することにより、碍子本体１１の大型化を回避できると
ともに、絶縁ガス及び絶縁部材２４により放電耐量のア
ップを図ることができる。従って、本発明の避雷碍子に
よればその使用個数を少なくして電線と鉄塔の支持アー
ム部とのクリアランスを縮小することができ、このクリ
アランス縮小と避雷碍子全体の重最軽減とに基づいて鉄
塔の小型化を図ることが可能である。

このような効果は大幅な大型化を図ることなしには碍子
本体内に非直線抵抗体を埋設することができない長幹碍
子型の避雷碍子においては達成不可能である。

本発明は前記実施例のみに限らず、例えば第２図に示す
ように密閉容器１７の筒部２Ｏａ側に放圧板２６を設け
、キャップ金具２３の通孔２３ａを絶縁部材２９により
モールドしてもよい。

あるいは、避雷素子１６下端部とピン金具１３とを電気
的に接続するために、密閉容器１７とピン金具］３との
間にスプリングを介在したり、あるいはリード線によっ
て連結してもよい。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の懸垂碍子型の避雷碍子は
内部絶縁強度及び気密性を充分に確保することができ、
碍子本体の破損を防止して電線の絶縁及び支持機能を維
持することができ、さらには鉄塔の小型化を図つ１〔す
、雷サージによる送電停止を防止し得るという優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例を示す縦断面図、
第２図は本発明の別個を示す要部縦断面図、第３図は従
来の懸垂碍子型の避雷碍子を示す縦断面図である。 碍子本体１１、収納筒部１２、ピン金具１３、断熱部材
１５、避雷素子１６、密閉容器１７、キャップ金具２３
、絶縁部材２４、放圧板２６、放圧孔２７゜ 特許出願人　　　東京電力　株式会社 日本碍子　株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁器からなる碍子本体の頭部を上方に開口された収
   納筒部に形成し、非直線抵抗性を有する避雷素子を収容
   した密閉容器を前記収納筒部内に収納し、前記密閉容器
   の下側には前記碍子本体の下方に突出するようにピン金
   具を固定して同金具と前記避雷素子の下部とを電気的に
   接続するとともに、同ピン金具と前記密閉容器との間に
   断熱部材を介在し、又、前記収納筒部にキャップ金具を
   嵌着固定して避雷素子の上部に電気的に接続するととも
   に、同キャップ金具内の空隙を絶縁部材でモールドし、
   さらに、前記密閉容器内に連通する放圧孔を同容器及び
   前記キャップ金具に設け、前記密閉容器内に絶縁ガスを
   封入して同放圧孔を放圧板で密閉したことを特徴とする
   避雷碍子。 ２、前記密閉容器は、繊維強化プラスチック製の絶縁筒
   と、同筒の下端側に密閉止着された金属製の下部蓋体と
   、前記絶縁筒の上端側に密閉止着された金属製の上部蓋
   体とにより構成されている特許請求の範囲第１項に記載
   の避雷碍子。