JPS6312101A - バリスタ素子 - 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】 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用いられるバリスタ素子に関す
るものである。

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。

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、直列ギヤ、ツブをもたない酸化面船形の避雷器も実
用化させ、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。この電
力機器内蔵形の避雷器は機器内の気中あるいは機器内の
油中などで吏用され、機器からの熱あるいは絶縁油の熱
の影響などにより、通常、気中で一般に適用されている
場合に比較し、周囲温度が高くなる。そのため、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。そして、避雷器の
特性要素となるバリスタ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た。

従来、この種の避雷器に用いられていたバリスタ素子の
構造は第３図に示すような横取てあった。

第３図はバリスタ素子の斜視図である。第３・図におい
て、１は酸化亜鉛を主原料とし、ビスマスあるいはプラ
セオジウムなどの添加物を数種加え、１１００〜１３０
０°Ｃで高温焼結して得られた円柱形のバリスタ焼結体
で、そのダ１面はシリカ、アンチモン、亜鉛などで構成
された高抵抗層、ならびに低融点ガラス層によって覆わ
れている。２はバリスタ焼結体１の両端面上に設けられ
たメタリコン電極で、アルミニウムの溶射によって円板
状に形成されている（下端面は図示せず）。このような
構造を有したバリスタ素子は、避雷器の適用定格電圧に
合わせて、必要数が直列に績み重ねられて用いられる。

以上のように構成された従来のバリスタ素子の放熱につ
いて、以下その動作を説明する。

まず、雷サージ電圧、開閉サージ電圧、あるいは短時間
交流過電圧がバリスタ素子の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バリスタ焼結体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
熱となって一部バリスタ焼結体１の温度を上昇させ、そ
の後、主としてバリスタ焼結体１の側面から外部冷却媒
体（図示せず）へ放熱される。

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、従来の側面の放熱面積だけでは十分
でなく、バリスタ焼結体１の温度はきわめて高くなり、
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。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、バリスタ焼結体の放熱特性を高め、大きなエネルギー
処理時のバリスタ素子の熱安定性を高めることを目的と
するものである。

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、バリスタ焼結体
側面の一部もしくは全部に熱放散用の縦ヒダを有する構
成としたものである。

作用 本発明は上記した構成により、バリスタ焼結体の放熱を
、焼結体の縦ヒダを通じて行わすものであり、その放熱
面積の関係から、より速い放熱特性が得られるものであ
る。

実施例 第１図は本発明のバリスタ素子の一実施例を示したもの
である。第１図において、３は従来例と同様に酸化亜鉛
を主原料としたバリスタ焼結体、４はメタリコン電極で
、これらはそれぞれ従来のバリスタ焼結体１．メタリコ
ン主部２に対応するものである。５はバリスタ焼結体３
の全側面部に設けられた縦ヒダである。この縦ヒダ５は
一般に成形体作成時に、乾式プレス成形あるいは湿式押
出し成形などによって容易に形成される。また、側面高
抵抗層ならびに低融点ガラス層は必要に応じて縦ヒダ５
を■したバリスタ焼結体３の側面に従来通り形成されて
いる。

次に、以上のように構成されたバリスタ素子の動作全説
明する。今、従来ｆ／１］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、バリスタ焼結体３の
温度は従来り１」と同様に極めて高くなる。しかしなが
ら、バリスタ焼結体３内（（蓄積された熱は、バリスタ
完結体３の９！ｊ面の錠ヒダ５を介して外部の冷却媒体
へ放散さ扛、バリスタ完結体３の温此上昇を低く抑える
ことができる。

第１図の例ではその放熱面積が従来に比し２倍以上にお
よび、良好な放熱特性が得られた。

このようにバリスタ焼結体３のジュール熱を速やかに放
散することによって、連続的ＶＣａ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益金熱暴走から回避す
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、バリスタ焼結体３の特性劣化を低減させるとい
った効果も合わせてもつものである。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。

次に、本発明の第２の実施例について第２図と共に説明
する。第２図において、６は中空シリンダ状のバリスタ
焼結体、７はメタリコン電極、８は縦ヒダであり、それ
ぞれ第１図のバリスタ焼結　　・体３．メタリコン電極
４．縦ヒダ５に対応する。

第１の実施例との違いは、バリスタ焼結体らの中央に孔
９を有している点でちる。このようンて孔９を設けるこ
とによって、上記の効果に加えてバリスタ焼結体６の中
心部における熱の集中が緩和され、より熱的に安定なバ
リスタ素子を得ることができるものである。

また、本発明のバリスタ素子を高圧油入変圧器などに用
いられる高圧絶縁油中で適用すると、バリスタ焼結体の
縦ヒダからの熱放散は気中適用に比しさらに良好になり
、温度上昇低減により大きな効果を発揮するものである
。

なお、本発明の実施例では、メタリコン電極を円板状も
しくはドーナッツ状としたが、縦ヒダに沿った形、もし
くは端面への全面電極形成を行っても、本発明の効果を
損なうものではない。また、縦ヒダもバリスタ焼結体側
面の全部に必ずしも設けられる必要はなく、一部であっ
てもよいものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、バリスタ焼結体側面の一
部もしくは全部に熱放散用の縦ヒダを備えることによっ
て、連続して流入するエネルギーによる温度上昇を低く
抑え、避雷器の良好な熱安定性ｆ％供することができる
ものである。

また、中空シリンダ状のバリスタ焼結体に適用すること
によって、バリスタ焼結体の中心部における熱集中も緩
和され、より良好な熱安定性が得られる。

さらに、上記素子を油中にて適用することによって、そ
の熱放散特性はさらに高まり、さらに優れた熱安定性が
得られるといった効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるバリスタ素子の
斜視図、第２図は本発明の第２の実施例におけるバリス
タ素子の斜視図、第３図は従来のバリスタ素子の斜視図
である。 ３．６・・・・・・バリスタ焼結体、４．７・・・・・
・メタリコン電極、５．６・・・・・・縦ヒダ、９・・
・・・・孔。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｊ−
−−バｊヌタへ４本 ４−−−７クリコンＶ丞 トー圭陀、ヒク゛ 第１図 第２図　　　　７ 第３図 ？

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）バリスタ焼結体側面の一部もしくは全部に、熱放
   散用の縦ヒダを有してなるバリスタ素子。
2. （２）バリスタ焼結体が中空のシリンダ状をなしている
   特許請求の範囲第１項記載のバリスタ素子。