JPS63294679A - 避雷装置のギャップユニット - 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） この発明は避雷装置において磁器製容器等に収蔵される
ギャップユニットに関する。

（従来の技術） 一般に、避雷装置では、磁器等の絶縁容器に非直線性抵
抗素子や放電ギャップ等を収蔵し、容器をパフキング等
を介してキャップ金具で密閉していた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、密閉手段としてのバッキング類が温度変化や
経年で劣化して、容器内への浸水や吸湿を招き、内部が
湿潤あるいは結露して放電ギャップの放電電圧特性が変
化したり、絶縁抵抗の低下によって非直線性抵抗素子に
沿面漏れ電流が発生して劣化を促進する等の問題があっ
た。

この発明は、容器内部への浸水や吸湿を防止するために
、非直線性抵抗素子や放電ギャップをガラス、ゴムある
いは合成樹脂等の絶縁層に包蔵して磁器製容器内に密閉
封入する避雷装置であってその製作に加熱工程を要する
ものにおいて、予め、放電ギャップを耐熱密閉して加熱
工程における密閉の安定性を維持するとともに、放電や
周囲の温度条件に対しても安定した避雷装置のギャップ
ユニットの提供を目的としている。

発明の構成 （問題点を解決するための手段及び作用）上記の目的を
達成するために、この発明においては、絶縁性セラミッ
クス筒体の両端面に、その内腔を閉塞する金属板電極を
介して導電性セラミックス電極を連接させ、該絶縁性セ
ラミックス筒体、金属板電極及び導電性セラミックス電
極をそれぞれ加熱接着させて一体化するという構成を採
用している。

この避雷装置のギャップユニットでは、前記のように絶
縁性セラミックス筒体と導電性セラミックス電極との間
に金属板電極を介在させて相互間を加熱接着させてギヤ
ツブユニットの放電空間を密閉している。

電極Ａギャップ容器である筒体とは共にセラミックスで
あって、熱膨張係数がほぼ等しい材料を選択することが
できるため、温度変化による両者間の膨張あるいは収縮
差を微小化して、両者間のすべりを抑制できる。また、
電極と筒体との間に金属板電極を介してギャップユニッ
トを一体化するので、その金属板電極の熱伝導作用によ
って接合固着面の温度分布を均等化して、温度変化に伴
う剪断応力を抑制できる。

一方、金属板電極を熱膨張係数がほぼ等しく、かつ体積
が大きなセラミックスの剛体間に挟着するので、その表
裏の接合面が拘束されて接着状態を安定的に維持できる
。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を第１図及び第２
図に従って説明する。

この実施例のギャップユニット１は磁器（熱膨張係数４
〜６．５　ＸＩＯ’）等の耐熱性に優れた絶縁性セラミ
ックス筒体２と、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ２．熱膨張
係数４．５　ＸＩＯ’）あるいは硼化チタン（ＴｉＢｚ
、熱膨張係数４．６Ｘ１０−’）等をもってなる環状の
導電性セラミックス電極３とを備え、該絶縁性セラミッ
クス筒体２の両端面に該導電性セラミックス電極３が配
設されている。導電性セラミックス電極３には絶縁性セ
ラミックス筒体２の内腔２ａに連通可能な開口３ａが形
成されている。該絶縁性セラミックス筒体２と導電性セ
ラミックス電極３との間には、絶縁性セラミックス筒体
２の内腔２ａ内に突出してその間に所定の放電間隙Ｇを
形成する放電端４ａを一体に備えた第１の金属板電極４
と、該第１の金属板電極４に重ねて配設され、前記絶縁
性セラミックス筒体２及び導電性セラミックス電極３よ
り外方へ突出する熱伝導用フィン５ａ＠備え、はぼ皿状
をなす第２の金属板電極５とが挟着されている。

第１の金属板電極４は厚さが０．５ｍ−〜１．０１程度
の例えば銅板をもって形成され、第２の金属板電極５は
厚さが０．５ｍｍ以下の銅板あるいはその他の熱伝導性
の高い金属箔をもって形成される。本実施例では、第２
の金属板電極５の中央に開口を形成してもよい。

前記絶縁性セラミックス筒体２．導電性セラミックス電
極３及び第１．第２の金属板電極４，５はそれぞれガラ
ス溶着、ろう着あるいは銀ペーストの焼付けなどの手段
で加熱接着されることにより一体化されている。

次に、この発明のギャップユニット１を用いた避雷器に
ついて説明すると、第２図に示すように、避雷器の磁器
製容器６の内腔６ａには、ギャップユニット１．導電体
スペーサ７及び非直線性抵抗体８が収容され、相互間が
銀ペーストの焼付けによって接着固定されるとともに、
これらの外側面と内腔６ａの内周面との間に硼硅酸鉛ガ
ラスなどの低融点の無機質材料粉末を充填し、炉中で４
００℃〜６００℃に加熱することによって絶縁Ｎ９が溶
着形成され、その絶縁層９によって前記ギヤソプユニソ
）１及び非直線性抵抗体８等が密閉封入されている。前
記絶縁層９は独立発泡質ウレ多ンゴムなどの弾力性に冨
む絶縁材料を用いてもよい。

磁器製容器６の両端にはその両端開口を閉鎖する；トヤ
ップ金具１０がバッキング１１を介して装着され、該キ
ャップ金具１０と非直線性抵抗体８及びギャップユニッ
ト１との間にはばね用座金１２ａ及びばね導体１２ｂ等
よりなる中間導体１２が介在されている。

上記のように構成された避雷装置においては、その磁器
製容器６内に、ギャップユニット１を非直線性抵抗体８
とともに絶縁Ｎ９をもって密閉封入しているので、吸水
や吸湿によって内部が湿潤。

結露することがなく、放電電圧特性が安定する。

一方、絶縁性セラミックス筒体２及び導電性セラミック
ス電極３は前述したように熱膨張係数が近似した材料を
用いて形成されているため、前記絶縁ＷＪ９を溶着形成
するための加熱工程において、両者の膨張あるいは収縮
に伴う寸差を微小に抑制することができる。また、両者
２．３間に挟着された金属板電極４．５との接合面にお
ける剪断応力はほとんど等しくでき、それと相まって、
金属板電極４．５は薄肉の金属板あるいは金属箔であっ
て、前記両セラミックス剛体に比してはるかにその体積
が小さいため、その表裏の接合面での熱応力差が小さく
、従って接着状態を安定的に保持できる。

さらに、金属板電極４．５は前記の加熱工程におけるよ
り高温で接着されているため、その加熱工程においてギ
ャップユニット１の密閉を安定的に維持できる。

加えて、本実施例では金属板電極４，５によって絶縁性
セラミックス筒体２及び導電性セラミックス電極３の接
合面の温度分布をすみやかに均等化して熱ストレスを緩
和できるので、温度変化に対するギヤップユニンＩ−１
の密閉の信転性を向上させることができる。

また、第２の金属板電極５は外方へ突出するフィン５ａ
を備えているので、該フィン５ａを介して放熱あるいは
吸熱して、前記接合面の温度分布の均等化を図ることが
できる。

次に、この発明を具体化℃た第２実施例を第３図に従っ
て説明すると、この第２実施例では、前記第１実施例に
おける第１．第２金属板電極４゜５に代えて、放電端４
ａ及びフィン５ａを一体に形成した金属板電極１３を備
えている。従って、この実施例では前記第１実施例にお
ける効果に加え、構成が簡略化されて安価に製造するこ
とが可能になる。

この発明の第３実施例においては、第４図に示すように
、ギャップユニット１が二重筒状に構成され、前記絶縁
性セラミックス筒体２の内側に空隙を介して絶縁性セラ
ミックス内筒１４が配設されている。絶縁性セラミック
ス内筒１４の両端面には前記絶縁性セラミックス筒体２
と導電性セラミックス電極３とに接着した第２の金属板
電極５との間に挟持させて放電端４ａを一体に形成した
第１の金属板電極４が配され、その内腔１４ａが密閉さ
れている。

フィン５ａを備えた第２の金属板電極５はその中央に放
圧口１５が形成されて、例えば続流アークの高温、高圧
ガスの発生時には第１の金属板電極４の放電端４ａの溶
失とともにガスが噴出してギャップユニット１の放電空
間が放圧される。

このボ３実施例では、ギャップユニット１が二重構造に
なっているため、また、絶縁性セラミックス内筒１４と
して、耐熱性の高いアルミナ磁器や多孔質の吸音性セラ
ミックスなど、特殊材料を用いることによって、熱遮蔽
や圧力衝撃の吸収あるいは抑制作用を高めることができ
、絶縁容器の破砕を防止できる。

この発明の第４実施例では、第５図に示すように、一方
の導電性セラミックス電極３に座面１６が凹設され、そ
の座面１６に第１の金属板電極４を嵌合した状態で、両
温電性セラミックス電極３が絶縁性セラミックス筒体２
に接着固定されている。一方の導電性セラミックス電極
１７は蓋状に形成され、絶縁性セラミックス筒体２の内
腔２ａを閉塞している。

従って、この実施例における蓋状の導電性セラミックス
電極１７を備えたギャップユニット１を避雷装置内に配
置すれば、過大な雷サージによって続流遮断不能になっ
た場合にも、放電空間における続流アークの高温、高圧
ガスを耐熱性の高い該導電性セラミックス電極１７によ
って遮蔽させ、その噴出方向を一方に規制することがで
きるので、周辺機材などへのアーク障害の波及を阻止で
きる。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は熱膨張係数の差が小さ
い絶縁性セラミックス筒体と導電性セラミックス電極と
の間に、金属板電極を介在させて相互間を加熱接着させ
てギャップユニ７）の放電空間を密閉したので、温度変
化による絶縁性セラ間に金属板電極を介してギャップユ
ニットを一体化したので、その金属板電極の熱伝導作用
によって接合固着面の温度分布をすみやかに均等化して
、熱ストレスを軽減して剪断応力を抑制できる。さらに
、金属板電極は薄肉であり、また、熱膨張係数がほぼ等
しく、かつ体積が大きなセラミックスの剛体間に挟着し
たので、その表裏の接合面が効果的に拘束されて接着状
態を安定的に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した第１実施例におけるギャ
ップユニットの断面図、第２図は該ギャップユニットを
装着した避雷装置の断面図、第３゜第４図及び第５図は
第２．第３及び第４実施例におけるギャップユニットの
断面図である。 図中、２．１７・・・絶縁性セラミックス筒体、２ａ・
・・内腔、３・・・導電性セラミックス電極、３ａ・・
・開口、４．　５．　１３・・・金属板電極、４ａ・・
・放電端、５ａ・・・フィン、１４・・・絶縁性セラミ
ックス内筒、１４ａ・・・内腔。 特許出願人　　　　　　日本碍子　株式会社第１図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　絶縁性セラミックス筒体（２、１４）の両端面に、
   その内腔（２ａ）を閉塞する金属板電極（４、５、１３
   ）を介して導電性セラミックス電極（３、１７）を連接
   させ、該絶縁性セラミックス筒体（２、１４）、金属板
   電極（４、５）及び導電性セラミックス電極（３、１７
   ）をそれぞれ加熱接着させて一体化したことを特徴とす
   る避雷装置のギャップユニット。 ２　前記金属板電極（５、１３）は絶縁性セラミックス
   筒体（２、１４）及び導電性セラミックス電極（３）よ
   り外方へ突出するフィン（５ａ）を備えたものである特
   許請求の範囲第１項に記載の避雷装置のギャップユニッ
   ト。 ３　前記金属板電極（４、１３）は放電端（４ａ）を一
   体に突出形成したものである特許請求の範囲第１項又は
   第２項に記載の避雷装置のギャップユニット。 ４　前記導電性セラミックス電極（３、１７）の少なく
   とも一方は前記絶縁性セラミックス筒体（２、１４）の
   内腔（２ａ、１４ａ）に連通可能な開口を備えている特
   許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の
   避雷装置のギャップユニット。