JPS6324605A - 避電器 - 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
にも増して高まシ、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、送配電線上に雷等に
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形の避雷器も実用化
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。

さらに、これらの避雷器の小型化、低コスト化の市場ニ
ーズから、特性要素として用いられているバリスタ素子
の高電圧化が近年、積極的に進められている。この高電
圧化に際しては、ブージ電流吸収ならびに短時間交流過
電圧印加時のバリスタ素子からの発生熱をどのように放
散させるか、またサージ耐Ｊｔをいかに確保するかが重
要な課題となっている。

従来、このような避雷器の内部構造は、第３図に示すよ
うな構成であった。第３図は避雷器の主要構成部の断面
を示したものである。この第３図において、１は酸化亜
鉛を主原料とし、ビスマス。

プラセオジウム等の添加物を加えて高温焼結した円板形
のバリスタ素子で、上下面にはアルミニウムメタリコン
で円板状の電極が形成され、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。このバリスタ素子１
の単位長さ肖りのバリスタ電圧（立上がり電圧）は、約
２００　Ｖ　／　ｍｎ＋であり、このようなバリスタ素
子１は必要な定格電圧を得るため、必要枚数が積み重ね
られている。

また、２は電力線へ接続される充電端子、３はグランド
に接続される接地端子、４はバリスタ素子１を収納する
中空円筒状のヒダ付きの碍子である。

以上のように構成された従来の避雷器について、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
交流過電圧が避雷器の両端子に印加された場合、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
、避雷器に接続された線路のサージ電圧は抑制される。

この時、サージ電流は直列接続されたバリスタ素子１を
通過することにより、その時の消費エネルギーはジュー
ル熱となって、−旦バリスタ素子１の温度を上昇させ、
−その後徐々に外部へ放熱される。

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、バリスタ素子
１の単位長さ轟りのバリスタ電圧を高電圧化、例えば１
．６倍の３００　Ｖ　／　ｍｍとした時、上述のサージ
電流あるいは短時間交流過電圧印加時のバリスタ素子１
の温度上昇は１．５倍となり、放熱が他部分よりも碍子
４の中央に位置するバリスタ素子等においては、熱暴走
等、熱安定性面で問題が起こる。

また、避雷器にサージ電流が流れた時の電位傾度は、特
性要素積み重ね体の端部が大きくなる傾向があり、上記
のバリスタ電圧の高電圧比においては、単位長さ当りの
耐電圧面がますます厳しくなるといった問題がある。

本発明は、バリスタ素子の高電圧比に伴うこのような問
題点を解決しようとするもので、バリスタ素子の温度上
昇を抑制し、かつサージ耐量面での厳しさを除去しよう
とするものである。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明の避雷器は、単位長
さ当りのバリスタ電圧が異なるバリスタ素子を、複数個
組合せて直列に積み重ね、特性要素を形成してなるもの
である。

作用 本発明は上記した構成、すなわち単位長さ当りのバリス
タ電圧の低いバリスタ素子を特性要素の温度上昇的に厳
しいバリスタ素子間に位置させることにより、その部分
の熱容量を増加させ、結果としてその部分の温度上昇を
抑制し、避雷器としての熱安定性を確保することができ
ることとなる。

また同様に、単位長さ当りのバリスタ電圧の低いバリス
タ素子を特性要素の端部に用いることにより、その部分
の電位傾度を緩和し、結果として、端部におけるサージ
耐量特性の厳しさを除去することができることとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について第１図を参照しながら
説明する。

第１図は本発明における避雷器の一実施例を示す断面図
である。第１図において、５は酸化亜鉛を主原料とし、
ビスマス、プラセオジウム等の添加物を加えて高温焼結
した円板状のバリスタ素子で、上下面にはアルミニウム
メタリコンで円板状の電極が形成され、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。このバリ
スタ素子６の単位長さ当りのバリスタ電圧は例えば３０
０ｖ／ｍｔａであり、このようなバリスタ素子５は必要
な定格電圧を得るために必要枚数が積み重ねられている
。また、ｅは電力線へ接続される充電端子、７はグラン
ドに接続される接地端子、８はバリスタ素子５および後
述するバリスタ素子９を収納する中空円筒状をしたヒダ
付きの碍子である。上記バリスタ素子９はそのバリスタ
電圧がバリスタ素子５よりも低く（例えば２００　Ｖ　
／　ｍｍ　）、碍子８の中央部の放熱面で不利な位置に
用いられている。

次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。今、従来例と同様にサージ電圧あるいは短時間交流過
電圧が印加された場合、吸収されたエネルギーによって
バリスタ素子５，９は発熱する。この時、バリスタ素子
９の発熱は、バリスタ素子５のそれに比較して２／３と
なる。これは単位長さ轟シのバリスタ電圧に比例するた
めである。

そのため、バリスタ素子９ならびにそれに隣接する位置
のバリスタ素子６の温度上昇は緩和され、特性要素全体
の温度上昇が均一化され、避雷器としての熱安定性が確
保できるものである。

なお、第１図の実施例では、バリスタ素子９を中央部に
２ケ設置した場合について示しているが、これはバリス
タ素子５と交互に複数個配置するなどしても、同様の効
果が得られるものである。

次に、本発明の第２の実施例を第２図と共に説明する。

第１の実施例と異なる点は、単位長さ当りのバリスタ電
圧が低いバリスタ素子９を特性要素の両端部に位置させ
た点である。このことによって、サージ吸収時の特性要
素端部の廠しい電位傾度をバリスタ素子９が緩和するこ
とになり、結果として高電圧化に伴なうサージ耐量低下
を防止する効果をもつものである。

なお、上記の実施例では、単位長さ当りのバリスタ電圧
が高い万ｆ　３００　Ｖ　／ｎ＋ｍ、低い方ｆｔ２００
Ｖ／ｍｍとしたが、本発明はこの値に限定されるもので
はない。また、上記実施例では２種のバリスタ素子の組
合せとしたが、これは３種以上の組合せでも同様な効果
を得ることができるものである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、単位長さ当りのバリスタ
電圧が他よりも低いバリスタ素子を、特性要素の素子間
に用いることによって、サージ吸収などにおけるバリス
タ素子の温度上昇を抑制することができ、避雷器の熱安
定性を向上させる効果をもつものである。また、単位長
さ当りのバリスタ電圧が他よりも低いバリスタ素子を、
特性要素の端部に用いることによって、サージ吸収時の
厳しい電位傾度を緩和するという効果をもつものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における避雷器の一実施例を示す断面図
、第２図は本発明における避雷器の第２の実施例を示す
断面図、第３図は従来の避雷器を示す断面図である。 ５．９・・・・・・バリスタ素子、６・・・・・・充電
端子、７・・・・・・接地端子、８・・・・・・碍子。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名５、
プー−−バリスタ素子 、（−−一充覧槁子 ７−−一岸廻塙子 ６−−−Ａ−子 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）単位長さ当りのバリスタ電圧が異なるバリスタ素
   子を、複数個組合せて直列に積み重ね、特性要素を形成
   してなる避雷器。
2. （２）単位長さ当りのバリスタ電圧が他よりも低いバリ
   スタ素子を、特性要素の素子間に少なくとも１個用いて
   なる特許請求の範囲第１項記載の避雷器。
3. （３）単位長さ当りのバリスタ電圧が他よりも低いバリ
   スタ素子を、特性要素の端部に少なくとも１個用いてな
   る特許請求の範囲第１項記載の避雷器。