JPS62202503A - Arrestor - Google Patents
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は雷サージを始めとする異常電圧から電力設備を
保護するための避雷器に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a lightning arrester for protecting power equipment from abnormal voltages such as lightning surges.
従来の技術
近年、電力分野において、電力の安定供給の要望が以前
にも増して高まり、電力設備機器の高信頼化ならびに電
力の高品質化が進められている。BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, in the electric power field, the demand for a stable supply of electric power has increased more than ever before, and efforts have been made to improve the reliability of electric power equipment and the quality of electric power.
特に電力の高品質化においては、送配電線上に雷などに
よって発生する有害な異常電圧を確実に吸収するために
、直列ギャップを持たない酸化亜鉛系の避雷器も実用化
され、送′配電設備の各所に取付けられている。また、
電力機器の保護特性を経済的に向上させる観点から、電
力機器内蔵形の避雷器も実用化されつつある。電力機器
内蔵形の避雷器は油含浸型変圧器などで代表されるが、
これらの避雷器は変圧器の絶縁油の高温度に常にさらさ
れることになり、気中適用時の温度に比べかなり高くな
ること−A−ら、サージ電流吸収ならびに、短時間交流
過電圧印加に対して、十分な熱放散を考慮しなければな
らない。そのため避雷器の特性要素となる素子から発生
する熱をどのように放散させるかが重要な課題となって
いる。In particular, in order to improve the quality of electric power, zinc oxide-based lightning arresters without series gaps have been put into practical use in order to reliably absorb harmful abnormal voltages generated by lightning on power transmission and distribution lines. They are installed in various places. Also,
From the viewpoint of economically improving the protection characteristics of power equipment, lightning arresters built into power equipment are also being put into practical use. Surge arresters built into power equipment are represented by oil-impregnated transformers, etc.
These lightning arresters are constantly exposed to the high temperature of the transformer's insulating oil, which is considerably higher than the temperature when applied in air. , sufficient heat dissipation must be considered. Therefore, how to dissipate the heat generated from the elements that are the characteristic elements of lightning arresters has become an important issue.
従来、この種の避雷器の内部構造は、第4図に示すよう
な構成であった。第4図は避雷器の主要構成部の断面を
示したもので、避雷器のターミナルとなる両端端子部は
省略している。第4図において、1は酸化亜鉛・を主原
料とし、ビスマス等の添加物を加えて高温焼結して得ら
れた円柱形のバリスタ素子で、その側面は高抵抗層、な
らびにガラス層によって覆われている。21L、2bは
バリスタ素子1の両端面上に設けられたメタリコン端面
電極で、アルミニウムの溶射によって円板状に形成され
ている。両端面にメタリコン端面電極2a、2b’ji
7有したバリスタ素子1は、第4図のように、避雷器の
適用定格電圧に合わせて、必要数が直列に積み重ねられ
ている(第4図では3.5個を図示)。3は、積み重ね
られたバリスタ素子1の一方の端部に圧接される電極板
、4は圧接に必要な圧接力を与えるスプリング、6はス
プリング4の両端を電気的に短絡する金属製の短絡バー
、6は内筒状の碍子、あるいはガラスエポキシ等で作ら
れた絶縁ケースで、バリスタ素子1などが収納される。Conventionally, the internal structure of this type of lightning arrester was as shown in FIG. FIG. 4 shows a cross section of the main components of the lightning arrester, with terminals at both ends serving as the terminals of the lightning arrester being omitted. In Fig. 4, 1 is a cylindrical varistor element obtained by high-temperature sintering using zinc oxide as the main raw material, adding additives such as bismuth, and the sides thereof are covered with a high-resistance layer and a glass layer. It is being said. Reference numerals 21L and 2b are metallicon end face electrodes provided on both end faces of the varistor element 1, which are formed into a disk shape by thermal spraying of aluminum. Metallicon end face electrodes 2a, 2b'ji on both end faces
As shown in FIG. 4, the required number of varistor elements 1 having seven varistor elements 1 are stacked in series according to the applicable rated voltage of the lightning arrester (3.5 varistor elements are shown in FIG. 4). 3 is an electrode plate that is pressed against one end of the stacked varistor elements 1; 4 is a spring that provides the pressure contact force necessary for pressure contact; 6 is a metal shorting bar that electrically shorts both ends of the spring 4; , 6 is an insulating case made of an inner cylindrical insulator or glass epoxy, in which the varistor element 1 and the like are housed.
7は、バリスタ素子1と絶縁ケース6との内側の空間部
で、絶縁油がこの空間部7を流通する(なお第4図には
絶縁ケース6の内側〜外側間を流通する油の流通孔は図
示せず)。7 is a space inside the varistor element 1 and the insulating case 6, and insulating oil flows through this space 7 (FIG. 4 shows a hole for oil to flow between the inside and the outside of the insulating case 6). (not shown).
以上のように構成された従来の避雷器の放熱について以
下その動作を説明する。The operation of the heat dissipation of the conventional lightning arrester configured as described above will be explained below.
まず、雷サージ電圧、開閉サージ電圧、あるいは短時間
交流過電圧が避雷器両端に印加された場合、それらの電
圧に伴うサージ電流は避雷器によってバイパスされ、避
雷器が接続された線路の電圧は抑制される。この時、サ
ージ電流は直列接続されたバリスタ素子1を通過するこ
とになり、その時の消費エネルギーはジュール熱となっ
て、一旦、バリスタ素子1の温度を上昇させ、その後生
としてバリスタ素子1の側面から油中の空間部7へ放熱
される。First, when lightning surge voltage, switching surge voltage, or short-time AC overvoltage is applied across a lightning arrester, the surge current accompanying those voltages is bypassed by the arrester, and the voltage on the line to which the arrester is connected is suppressed. At this time, the surge current passes through the series-connected varistor elements 1, and the energy consumed at that time becomes Joule heat, which temporarily increases the temperature of the varistor element 1. Heat is radiated from the oil to the space 7 in the oil.
発明が解決しようとする問題点 ′
しかしながら、このような従来の構成では前述のサージ
電圧あるいは短時間交流過電圧が連続的に、あるいは長
時間発生した場合、側面からの放熱だけでは十分でなく
、バリスタ素子1の素子温度は極めて高くなシ、定格交
流電圧における熱暴走など、熱安定性面での問題があっ
た。Problems to be Solved by the Invention' However, in such a conventional configuration, when the above-mentioned surge voltage or short-time AC overvoltage occurs continuously or for a long time, heat radiation from the side is not enough, and the varistor Element 1 had problems in terms of thermal stability, such as extremely high element temperature and thermal runaway at the rated AC voltage.
本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
バリスタ素子からの放熱特性を高め、大きなエネルギー
処理時の避雷器の熱安定性を高めることを目的とするも
のである。The present invention aims to solve these problems,
The purpose is to improve the heat dissipation characteristics from the varistor element and improve the thermal stability of the lightning arrester when processing large amounts of energy.
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するために、板状でその側面
に放熱フィンを有した放熱電極を直列に積み重ねられた
バリスタ素子の端面部もしくはノ(リスク素子間の少な
くともいずれかに挾み込んだものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention aims to solve the above-mentioned problems by applying heat dissipation electrodes that are plate-shaped and have heat dissipation fins on their sides and stacked in series on the end faces or holes (between risk elements) of varistor elements. It is inserted into at least one of the following.
作用
本発明は上記した構成により、バリスタ素子の放熱を単
にバリスタ素子側面のみならず、端面部からの放熱を放
熱電極の側面に設けられた放熱フィンを介して絶縁油中
へ行わせることができ、結果としてバリスタ素子全体の
放熱を速かに行わせることができるものである。Function: With the above-described configuration, the present invention can dissipate heat from the varistor element not only from the side surface of the varistor element, but also from the end surface through the heat dissipation fins provided on the side surface of the heat dissipation electrode into the insulating oil. As a result, heat dissipation of the entire varistor element can be performed quickly.
実施例
第1図は本発明の避雷器の一実施例を示し、同図は避雷
器主要部分の断面図で、避雷器のターミナルとなる両端
端子部は省略しである。第1図において、8は酸化亜鉛
を主原料とするバリスタ素子、91L 、9bはメタリ
コン端面電極、1oは電極板、11はスプリング、12
は短絡バー、13は絶縁ケース、14は空間部で、これ
らはそれぞれ従来のバリスタ素子1、メタリコン端面電
極2N、2b、電極板3、スプリング4、短絡バー6、
絶縁ケース6、空間部7に対応するものである。15は
バリスタ素子8と同等の直径で円板状をなした放熱電極
で、アルミニウム、銅合金などの良熱伝導体を用いて作
られ、その側面の円周上にはバリスタ素子8の端面に平
行な放熱フィンが3枚設けられている。これらの放熱電
極15はバリスタ素子の間に挾み込まれて用いられてい
る。Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the lightning arrester of the present invention, and is a sectional view of the main parts of the lightning arrester, with terminals at both ends serving as terminals of the lightning arrester being omitted. In Fig. 1, 8 is a varistor element whose main material is zinc oxide, 91L, 9b is a metallicon end face electrode, 1o is an electrode plate, 11 is a spring, 12
1 is a shorting bar, 13 is an insulating case, and 14 is a space, which respectively correspond to the conventional varistor element 1, metallicon end face electrodes 2N, 2b, electrode plate 3, spring 4, shorting bar 6,
This corresponds to the insulating case 6 and the space 7. Reference numeral 15 denotes a disc-shaped heat dissipation electrode with a diameter equivalent to that of the varistor element 8, and is made of a good heat conductor such as aluminum or copper alloy. Three parallel radiation fins are provided. These heat dissipating electrodes 15 are used by being inserted between the varistor elements.
次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。従来例と同様にサージ電圧あるいは短時間交流過電圧
が連続的、あるいは長時間発生した場合、吸収されたエ
ネルギーによって、バリスタ素子8の素子温度は従来例
と同様、極めて高くなる。しかしながら、素子内に蓄積
された熱はバリスタ素子8の側面のみならず、放熱電極
15の放熱フィンを介して端面部からも冷却媒体である
絶縁油中に放散されることとなり、バリスタ素子8の温
度上昇を低く抑えられることになる。実験例では、バリ
スタ素子8のメタリコン端面電極部における温度上昇を
従来の半分以下に抑えることも可能であった。また放熱
電極15の放熱特性は放熱電極16の熱伝導率、放熱フ
ィンの形状によって制御できるものである。Next, the operation of the lightning arrester configured as above will be explained. As in the conventional example, when a surge voltage or short-time AC overvoltage occurs continuously or for a long time, the element temperature of the varistor element 8 becomes extremely high due to the absorbed energy, as in the conventional example. However, the heat accumulated in the varistor element 8 is dissipated not only from the side surfaces of the varistor element 8 but also from the end face via the radiation fins of the heat radiation electrode 15 into the insulating oil that is the cooling medium. This will keep the temperature rise low. In the experimental example, it was also possible to suppress the temperature rise in the metallicon end face electrode portion of the varistor element 8 to less than half of the conventional temperature. Further, the heat dissipation characteristics of the heat dissipation electrode 15 can be controlled by the thermal conductivity of the heat dissipation electrode 16 and the shape of the heat dissipation fins.
このようにバリスタ素子8のジュール熱を速かに放熱す
ることによって、連続的に流入するエネルギーによる温
度上昇を低く抑えることができ、結果として定格交流電
圧印加状態における避雷器を熱暴走から回避することが
できるなど、良好な熱安定性を得ることができる。また
、バリスタ素子8の特性劣化を低減させるといった効果
をもつものである。このような効果は熱放散の関係から
、特に直径の大きなバリスタ素子に顕著に現われるもの
である。By quickly dissipating the Joule heat of the varistor element 8 in this way, it is possible to suppress the temperature rise due to the continuous inflow of energy to a low level, and as a result, the arrester can be prevented from thermal runaway when the rated AC voltage is applied. Good thermal stability can be obtained. Further, it has the effect of reducing characteristic deterioration of the varistor element 8. Such an effect is particularly noticeable in varistor elements having a large diameter due to heat dissipation.
次に本発明の第2の実施例について第2図a。Next, FIG. 2a shows a second embodiment of the present invention.
bと共に説明する。同■&には放熱電極の正面図、同図
すには同底面図を示した。上記第1の実施例の放熱電極
との違いは側面に設けられた放熱フィンの数が異なる点
である。16は放熱電極16と同様の形で放熱フィンが
6枚設けられた放熱電極で、第1の実施例と全く同様に
適用される。このように構成された避雷器の作用は第1
図と同様であるが、放熱効率がより高まる効果をもつも
のである。This will be explained together with b. Figures 1 and 2 show a front view of the heat dissipation electrode, and Figure 2 shows a bottom view of the heat dissipation electrode. The difference from the heat dissipation electrode of the first embodiment is that the number of heat dissipation fins provided on the side surface is different. Reference numeral 16 denotes a heat dissipation electrode having six heat dissipation fins in the same shape as the heat dissipation electrode 16, and is applied in exactly the same manner as in the first embodiment. The action of the lightning arrester constructed in this way is as follows:
Although it is similar to the figure, it has the effect of further increasing heat dissipation efficiency.
次いで、本発明の第3の実施例について第3図a、bと
共に説明する。同図乙には放熱電極の正面図、同図すに
は同底面図を示した。上記第1の実施例の放熱電極との
違いは側面に設けられた放熱フィンの形状が、バリスタ
素子の端面に対して直角で、中心から放射状に伸びてい
る点である。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3a and 3b. Figure B shows a front view of the heat dissipation electrode, and Figure B shows a bottom view of the same. The difference from the heat dissipation electrode of the first embodiment is that the shape of the heat dissipation fins provided on the side surfaces is perpendicular to the end face of the varistor element and extends radially from the center.
17は上記の放熱フィンが12枚設けられた放熱電極で
あり、第1の実施例と全く同様に適用される。このよう
に構成された避雷器の作用は第1図と同様であるが、絶
縁油の流れが軸方向の場合、放熱効果がよシ高まる効果
をもつものである。Reference numeral 17 denotes a heat dissipation electrode provided with twelve of the above-mentioned heat dissipation fins, and is applied in exactly the same manner as in the first embodiment. The action of the lightning arrester constructed in this manner is similar to that shown in FIG. 1, but when the insulating oil flows in the axial direction, the heat dissipation effect is further enhanced.
なお、本発明の実施例では、放熱電極16はバリスタ素
子8の間にすべて挾み込まれているが、必要に応じて1
個おきに挾み込んでもよい。さらに、直列に積み重ねら
れたバリスタ素子群の両端部に放熱電極16を挾み込ん
でも放熱効果がそれぞれ現出されることは言うまでもな
い。In the embodiment of the present invention, the heat dissipation electrode 16 is entirely inserted between the varistor elements 8, but if necessary, one
You can also sandwich it in every other piece. Furthermore, it goes without saying that even if the heat dissipation electrodes 16 are sandwiched between both ends of the varistor element group stacked in series, the heat dissipation effect will be achieved.
発明の効果
以上のように本発明によれば、板状でその側面に放熱フ
ィンを設けた放熱電極を、直列に積み重ねられた柱状の
バリスタ素子の端面、もしくはバリスタ素子間の少なく
ともいずれかに挾み込むことによって、バリスタ素子内
で発生したジュール熱を速やかにバリスタ素子の側面に
加えて、端面からも放熱することによ−て、バリスタ素
子の温度上昇を抑制することができ、結果として避雷器
の良好な熱安定性を確保し、バリスタ素子の特性劣化を
抑制するという効果をもつものである。Effects of the Invention As described above, according to the present invention, a heat dissipating electrode having a plate shape and having heat dissipating fins on its side surface is sandwiched between at least one of the end faces of columnar varistor elements stacked in series or between the varistor elements. By absorbing the Joule heat generated within the varistor element, it is quickly applied to the side surface of the varistor element, and the heat is also radiated from the end face, thereby suppressing the temperature rise of the varistor element, and as a result, the surge arrester This has the effect of ensuring good thermal stability of the varistor element and suppressing deterioration of characteristics of the varistor element.
第1図は本発明における避雷器の主要部分の断面図、第
2図a、bは本発明の第2の実施例に係る放熱電極の正
面図と底面図、第3図a、bは本発明の第3の実施例に
係る放熱電極の正面図と底面図、第4図は従来の避雷器
の主要部分の断面図である。
8・・・・・・バリスタ、91L、9b・・・・・・メ
タリコン端面電極、13・・・・・・絶縁ケース、14
・・・・・・空間部(油)、15,16.17・・・・
・・放熱電極。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名10
−・・を棒板
l!−・・スプリング゛
第2図
第3図FIG. 1 is a sectional view of the main parts of the lightning arrester according to the present invention, FIGS. 2 a and b are front and bottom views of a heat dissipation electrode according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3 a and b are according to the present invention. A front view and a bottom view of a heat dissipation electrode according to the third embodiment, and FIG. 4 is a sectional view of the main parts of a conventional lightning arrester. 8...Varistor, 91L, 9b...Metallicon end face electrode, 13...Insulation case, 14
...Space (oil), 15, 16.17...
...Heat dissipation electrode. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person10
-... is a stick plate! -...Spring Fig. 2 Fig. 3
Claims (1)
絶縁ケース内に直列に積み重ねられた柱状のバリスタ素
子の端面、もしくは前記バリスタ素子の少なくともいず
れかに挾み込んだことを特徴とする避雷器。A heat dissipation electrode that is plate-shaped and has heat dissipation fins on its side.
A lightning arrester characterized by being inserted into at least one of the end faces of columnar varistor elements stacked in series within an insulating case or the varistor elements.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4443486A JPS62202503A (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Arrestor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4443486A JPS62202503A (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Arrestor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62202503A true JPS62202503A (en) | 1987-09-07 |
Family
ID=12691383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4443486A Pending JPS62202503A (en) | 1986-02-28 | 1986-02-28 | Arrestor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62202503A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014029528A1 (en) * | 2012-08-22 | 2014-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve diverter with heat sink |
-
1986
- 1986-02-28 JP JP4443486A patent/JPS62202503A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN104541337A (en) * | 2012-08-22 | 2015-04-22 | 西门子公司 | Valve diverter with heat sink |
US9861009B2 (en) | 2012-08-22 | 2018-01-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve diverter with heat sink |
EP2701163B1 (en) * | 2012-08-22 | 2020-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve arrester and cooling body for same |
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