JPS61165977A - 火花ギヤツプ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、屋内配線及び電気機械器具を゛１サージから
保護するための火花ギヤツブ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の火花ギャップ装置とくに遊′ａ！器に設けられて
いるものは第１の電極と第２のｉｌ！橋とを互いに離間
させて対向さ、せた構成である。

通常第１と第２の電極は、平板状等の略同形であり、平
面的に対向させたものである。

このようなｌ！雷器の火花ギャンブ装置は、構造が簡単
であり、電極間隔で決まる放電電圧が印加されれば放電
を開始して、しかも大電流を放流することが出来るもの
である。

〔解決しようとする問題点〕

しかし前記従来の火花ギャップｌｉｔには次のような欠
点があった。

■一度放電電流が流れ始めると、雷電圧が無くなったあ
とも、定常的に電力線にかかる電圧のため放電電流はな
くならず、いわゆる続流が切れない現象がある。

、り放電間隙を使用しているため、放電の際に１極の先
端が溶けて、アークの長さが伸びるため放’１ｌｆｌｔ
圧が上昇し、制限電圧が高くなって、避雷器としての保
護能力が低ドする。

（■）γ上りの早い′Ｓ電圧に対する応答速度が遅い。

本発明は、火花ギャップ装置の電極構造を改良してこれ
ら欠点を克服し１作動特性が安定しており作動寿命が充
分に長い火花ギャップを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

ｋ発明者は、前記従来の火花ギャップ装置の電極橋命を
研究し１種々の電極形状を案出し組合せて本発明に至っ
たものである。

ここにＡ：発明の１つは、鋸歯状部と平ｊ旦部とを有す
る電極を、少なくとも一方に組合せてなることを特徴と
する火花ギャップ装置である。

前記鋸歯状部が下向湾曲し前記）環部か垂下片を＃ｉＩ
えてタケに配置形成してなる構成や前記鋸歯状部の湾曲
先端が前記平坦部の垂下片より後方に位置してなる構成
も提供される。

又本発明の１つは、磁器等からなる本体に幅より深さ方
向に長くかつ縁の部分を湾曲縁とした溝を設けて、該溝
に鋸歯状部とモ環部とを有する電極を装着し、鋸歯状部
が前記湾曲縁に接触するように設けてなることを特徴と
する火花ギャップ装置である。

本発明の根本原理は、独自な作用をする二つの異形状の
電極を組合せて相互補完させるものであり、放電電流が
増大するにつれて放電個所が移行する発見に基づくもの
である。

平坦な形状の電極では、鋭利な先細形状例えば鋸歯状電
極にくらべ、放電電圧は高いが、電極先端部の放熱状態
が良好なため放電電流が持続した場合でも溶けにくいの
で、従ってアークが伸びないために固有の制限電圧を維
持することが容易であるという性質がある。

それにくらべ鋭利な先細形状例えば鋸歯状の電極では、
電気力線が先端部に集中し、先端の電界強度が大となる
ので、平坦な電極と同じ距離でも放電電圧は低く制限電
圧も小さくなる。

従って避雷器の固有の保護能力は、前記のものとくらべ
はるかに高くなるものの放電の際には、アークによる熱
が電極の先端部に集中し、その部分の放熱が悪いから電
極の先端が溶けて、そのためにアークが伸びるようにな
り、放ＴｒＬ電圧が上昇し、制限電圧は大となり固有の
保護能力は失われ、避雷器としての保護能力は低下する
。

このように平坦な電極と鋭利な電極には一長一短があり
、電極の形状設計には十分な研究が要請される。

又前記従来の火花ギャップ装置の欠点のとじて記載した
ように雷電圧が去ったあと、定常的にかかる電圧のため
、引続いて起こる続流を遮断するためには、電極間隙を
　定幅以りに保つ必要があるが、かような場合でも雷サ
ージに対しては低い放電電圧を維持するために電極の形
状を十分に考慮する必要がある。

本発明は、このような形状による電極の性質を生かしか
つ放電電流が増大するにつれて放電個所が移行する発見
に基づき鋭利な先細例えば鋸歯状部分と平坦部分を交互
に組合わせた火花ギャップ装置を提案したものである。

更に本発明の１つは、　１Ｉ１１１ｓに湾曲した縁を有
する溝を設けて該溝に前記構成の電極を取付けた火花キ
ャンプ装置である。

この構成によれば、数回のアーク放電により磁器の表面
に金属化が起りその金属化面が寥導電性ｆｉ［とじて作
用し起上がりの速い電圧に対する応答性が速い火花ギャ
ップ装置が期待される。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を説明するが、あくまで−例で
あってこれに制限されるものではなく、デザイン、寸法
をはじめ細部については種々の変形が回旋である。

第１図は、導電性の一対の電極１２を間隙３をおいて設
けた火花ギャップ装置を示すものである。

第】図の火花ギャップ装置は上面的に対向させたもので
あり、電極１．２は平坦部４と鋭利な先細端を有する鋸
歯状部５を交互に設けている。

鋸歯状部５の先端は平坦部４を越えて間隙３の内側には
突出ない長さである。

゛心構１．２は、夫々の平坦部４を対向させ、夫々の鋸
歯状部５を対向させて、固有の放電電圧を決める間隙３
をおいて取付けられる。

第２図は、電極ｌと平坦部４のみからなる電極２０との
一対からなる火花ギャップ装置である。

本装置には、少なくとも一方の電極にｇＩＡ歯状部５を
設けることが必要である。

ＷＳ３図に示す電極２１は、水平部２２に直角に折り曲
げられた平坦な面を有する垂下片２３を設けるとともに
下向湾曲した鋸歯状１ｆｌ１５１を形成したものである
。

鋸歯状部５１は垂下片２３の後方に位置するように設定
される。

ここで一対の電極１，２又は１．２０からなる火花ギャ
ップ装置の動作原理を説明する。

電圧が印加されると、対向した電極１，２の間隙３では
両方の電極の電圧上昇につれてまず双方の鋸歯状部５の
間で電界密度が高くなり、電圧の上昇に伴ってコロナ放
電が始まり、間隙３に在る空気がイオン化され、つづい
て火花放電が起こる。

しかし放電電流が増大するにつれて放電は不安定となり
、放電は平坦部４の間の方に移行する傾向を示す。

この傾向は、電極ｌ、２０の火花ギャップ装置でも同様
であり、放電はその増大に従って鋸歯状部５の間から平
坦ｇ！１４の間へと移行する傾向を示す。

このような、電極構造の火花ギャップ装置では・１１坦
部４のみの場合にくらべ、はるかに低い１［を圧で放電
を開始することができ、しかも電極の消耗も少ないから
アークが伸びるおそれもなく安定した動作になる。

次に、前記第１図乃至第３図の構成の電極を磁器に取付
けた発明の実施例を第４図、第５図に基づいて説明する
。

磁器６には電極１．２の取付用のｎ７を設けている。

＋ｌＩＩ　７は幅Ｘより深さＹの方が大きく、溝７の長
手方向の縁７０は湾曲して形成される。

該Ｉ＋１１７には前記電極ｌ、２．２０．２１が一対で
対向して間隙３をおいて装着される。

第４図は、第３図の電極２１を一対取付けたものを示す
例である。

′電極２１は、前述の如く下向きに湾曲した鋸歯状部５
１および垂下片２３を具備する。

垂下片２３は溝７の内部に入り込み間隙３をおいて他の
電極２１の垂下片２３と相対している。

垂下片２３自体は磁器６の溝７とは接触していない。

鋸歯状部５１は縁７０の湾曲面に密着するように同湾曲
度で水平部２２に対しほぼ垂直に取付けられている。

特に鋸歯状部５Ｉの先細先端は、溝７の湾曲面によく接
触するように構成され、先端は真下に向いている。

そして他の電極２ＩのＭ歯状部５１と相対している。

この間隙は当然前記垂下片２３の間隙３より幅広になる
。

第５図は、本発明の火花ギャンプ装置を磁器製カットア
ウト型避雷器８に取付けた実施例を示すものであり、基
台８Ｇに着脱自在に取付られたＭＢ２に溝７を形成し、
火花ギャップ装置を取付けたものである。

ＭａＩ側に二つの溝７を間板８２をおいて設け、＠ｓｉ
に火花ギャップ装置を取付けることにより、動作状態の
検査や交換性の容易化を企図したものである。

尚、溝７を有する火花ギャップ装置は、容器の素材とし
て磁器６を選定したことにより磁器６の特性を生かすと
ともに火花ギャップの性能を向トさせることになってい
る。

つまり磁器６の比誘電率が空気に比して著るしく大であ
ること等が原因で鋸歯状部５．５１間のコロナ放電は、
他の素材に比しいっそう促進され、溝７内のイオン化現
象が顕著に増大する。

また、多数回アーク放電すると、ｍ器９の表面に金属化
が起り、その金属化表面が半導電性薄膜として作用し、
よりｔ上りの速い電圧に対する応答が著るしく早くなる
ことが期待される。　　　′ さらに、溝７の深さＹは幅ＸにくらべてＹ〉Ｘの関係に
あるので５溝７の内部までは汚れにくく、半導電性Ｓ膜
の半導電性の状態を長期間保つ結果となる。

〔効　果〕

本発明に係る火花ギャップ装置は、前記の構成のもので
あり、その構成により次のような特有な技術的効果があ
る。

■鋸歯状部と平坦部とを有する電極は、鋸歯状電極の有
する特質と平坦状′電極の有する特質をもち、９Ｍ歯状
部では放電電圧が低く固有の保護能力を有し、放電電流
が持続した場合は、平坦部へ放電個所が移行し固有の制
限電圧を維持することが容易になる。

■鋸歯状部と平坦部を有する電極を磁器製本体の溝に装
着したことにより、アーク放電により磁気の表面に半導
電性薄膜が生成され３　を上がりの速い電圧に対する応
答性が速い火花ギャップが提供できる。

■溝は、その幅間隔より深さを長くシたので溝の下方内
部は汚れることがなく、アーク放電による半導電性の状
態を長期間保つことができる。

このように本発明に係る火花ギャンプ装置は急峻な雷サ
ージも高速で制限するほか、作動寿命が長く、長期間安
定して動作するものであり、避雷器等の火花ギャップ装
置として極めて有益である。

製造コストも低廉でありかつ耐久性もあり経済的１ｉｆ
ｆＩ値もある。

【図面の簡単な説明】

図面は１本発明に係る火花ギャップ装置の一実施例を示
すものであり、第１図、第２図は一対の電極の平面図、
第３図は他の実施態様の電極の斜視図、ｙＳ４図は磁器
の溝に一対の゛電極を取伺けた状態の部分断面斜視図、
第５図は避雷器の蓋に火花ギャップを取付けた状態を示
す開蓋図である。 符号の簡単な説明 １．２，２０．２１＠＠電極 ３・・ｅ拳拳φ・φ間隙 ４１０−・１乎坦部 ５・・・・Ｃ−−Φ′ｉｌＡ崗状部 １３　＠　６１１　ｅ　ＩＩ　Ｉｔ　６１１磁器１７１
０・Φ・・溝

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋸歯状部と平坦部とを有する電極を少なくとも一
   方に組合せてなる火花ギャップ装置。
2. （２）前記鋸歯状部が湾曲し、前記平坦部が垂下片を備
   えて交互に形成されてなる特許請求の範囲第１項記載の
   火花ギャップ装置。
3. （３）前記鋸歯状部の湾曲先端が前記平坦部の垂下片よ
   り後方に位置するように形成してなる特許請求の範囲第
   １項および第２項記載の火花ギャップ装置。
4. （４）磁器等からなる本体に幅より深さ方向に長くかつ
   縁の部分を湾曲縁とした溝を設けて、該溝に鋸歯状部と
   平坦部とを有する電極を装着し、鋸歯状部が前記湾曲縁
   に接触するように設けてなる火花ギャップ装置。