KR20100005158A

KR20100005158A - 피뢰기

Info

Publication number: KR20100005158A
Application number: KR1020097025291A
Authority: KR
Inventors: 마코토 야마구치; 마사오 미즈시마
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2010-01-13
Also published as: WO2009044462A1; KR101099897B1

Abstract

산화 아연 소자 블록(1)과 가압 스프링(2)의 직렬체(3)의 양측에 한 쌍의 전극(4, 5)이 배치되고, 양 전극(4, 5)이 절연 로드(6)에 의해 체결되어 산화 아연 소자 모듈(8)이 구성된 피뢰기에 있어서, 양 전극(4, 5)과 절연 로드(6)의 체결부는, 절연 로드(6)의 일단측을 한쪽의 전극(4)의 부착구멍(4b)에 삽입하여 부착구멍(4b)의 양측에서 너트(7a, 7b)로 체결하고, 절연 로드(6)의 타단측을 다른쪽의 전극(5)의 부착구멍(5b)에 삽입하여 반직렬체측으로부터 너트(7c)로 체결하여 각 플랜지부(4a, 5a)에 고정하도록 구성하였다.

피뢰기

Description

피뢰기{LIGHTNING ARRESTOR}

본 발명은, 전력 계통에 접속되고, 회로에 발생하는 개폐 서지, 뢰(雷) 서지 등의 이상(異常) 전압으로부터 전기기기를 보호하는 피뢰기에 관한 것으로서, 특히, 복수의 산화 아연 소자를 적층한 외주부에, 실리콘 고무 또는 폴리머 등의 절연 재료에 의해 형성된 외피(外被)를 피착한 피뢰기에 관한 것이다.

실리콘 고무 또는 폴리머 등의 절연 재료를 외피로 한 피뢰기의 내부의 기본 구조는, 산화 아연 소자의 적층체의 주위에 배치한 FRP 등의 절연물이, 적층체의 양단에 배치한 전극에 체결되어 구성되고 있다. 외피의 절연 재료는 강성을 갖지 않기 때문에, FRP 등의 절연물로 피뢰기로서의 기계적 강도를 갖도록 하고 있다.

이와 같은 피뢰기의 종래의 기술로서는, 예를 들면, 적층한 산화 아연 소자의 상하에 상금구와 하금구를 배치하고, 상하의 금구(金具) 사이를 강도 부재인 FRP봉으로 고정하고, 그러한 주위를 고무계 고분자 재료를 주재(主材)로 하는 외피 부재로 몰드한 것이 알려져 있다. 상금구, 하금구와 FRP봉은, 양 금구에 FRP봉을 관통시키고, 그 양측에서 너트를 체결하여 고정하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

또한, 산화 아연 소자 블록의 양 단부에 배치된 상부 전극부 및 하부 전극부 와 절연 로드를 고착하는 다른 예로서, 단부측(端部側)으로 넓어지는 원추형상의 구멍이 형성된 가압판을 양 전극에 마련하고, 상하의 가압판의 원추구멍에 절연 로드를 삽입하고, 절연 로드의 양단측에서 원추 쌔기를 감입(嵌入)하여 절연 로드를 가압판에 고착함에 의해, 상하 전극과 절연 로드를 고정하는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

특허 문헌 1 : 특개평6-310307호 공보(제 2페이지, 도 1)

특허 문헌 2 : 특개2002-175905호 공보(제 2페이지, 도 1)

발명이 해결하고자 하는 과제

특허 문헌 1에 나타내는 바와 같은 종래의 피뢰기에서는, 적층한 산화 아연 소자의 상하에 배치한 전극인 상금구와 하금구에, FRP봉을 통과시키기 위해 관통 구멍을 마련하고, 이 관통 구멍에 FRP봉을 관통시켜서 양측에서 너트로 체결하고 있다. 따라서, 피뢰기의 조립 공정에서, 우선, FRP봉을 하금구의 관통 구멍에 통과시키고 단부측에서 너트를 체결하는데, 관통 구멍이 FRP봉의 직경보다도 크기 때문에, 이 상태에서는 FRP봉이 하금구에 고정되지 않고, 흘러내려 버린다. 또한, 하금구에 산화 아연 소자를 적층한 후 FRP봉을 상금구의 관통 구멍에 통과시키는 경우, 복수개의 FRP봉을 전부 들어올리고 동시에 상금구의 관통 구멍에 통과시킬 필요가 있기 때문에, 작업성이 극히 나쁘다는 문제점이 있다.

또한, 특허 문헌 2에 나타내는 피뢰기에서는, 전극부와 절연 로드를 원추 쌔기로 고정하고 있기 때문에, 조립 도중에 절연 로드의 미끄러짐이 없어지고, 조립 작업성은 향상하지만, 상하 전극부와 절연 로드와의 고정력이 약하고, 예를 들면, 피뢰기의 사고시에 발생하는 전자력에 의해 절연 로드에 하중이 걸린 경우, 절연 로드의 감입부(嵌入部)가 약점이 되어, 체결이 느슨해질 가능성이 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 조립시의 작업성의 개선이 도모됨과 함께, 전극과 절연 로드의 체결부에 충분한 강도를 확보한 피뢰기를 얻는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명에 관한 피뢰기는, 복수의 산화 아연 소자가 적층된 산화 아연 소자 블록과, 산화 아연 소자 블록의 일단면에 배치된 가압 스프링과, 산화 아연 소자 블록과 가압 스프링의 직렬체의 양측에 배치되고 직렬체에 대향하는 측에 플랜지부를 갖는 한 쌍의 전극과, 각 플랜지부에 형성된 부착구멍에 양 단부를 부착하여 양 전극을 체결하는 복수의 절연 로드로 산화 아연 소자 모듈이 구성되고, 산화 아연 소자 모듈의 주위에 고무계 고분자 재료를 주성분으로 하는 외피가 몰드에 의해 피착된 피뢰기에 있어서, 양 전극과 절연 로드의 체결부는, 절연 로드의 일단측이 양 전극중의 한쪽의 전극의 부착구멍에 삽입되어 그 부착구멍의 양측에서 너트로 체결되고, 절연 로드의 타단측이 다른쪽의 전극의 부착구멍에 삽입되어 반직렬체측(反直列體側)으로부터 너트로 체결되어 각 플랜지부에 고정되고 있는 것이다.

발명의 효과

본 발명의 피뢰기에 의하면, 산화 아연 소자 블록을 체결하는 절연 로드와 한쪽의 전극은, 부착구멍에 관통시킨 절연 로드를 부착구멍의 양측에서 너트로 플랜지부에 체결하고, 다른쪽의 전극과의 체결부는, 부착구멍에 관통시킨 절연 로드를 부착구멍의 반직렬체측으로부터 너트로 플랜지부에 체결하여 고정하도록 하였기 때문에, 산화 아연 소자 블록을 양 전극 사이에 조립할 때, 절연 로드가 흘러내리거나 흔들리거나 하지 않고, 또한, 너트를 체결할 때에 공회(共回 ; 함께 돌아감)가 발생하지 않기 때문에, 조립시의 작업성이 개선된다. 또한, 너트에 의한 체결이기 때문에, 전극과 절연 로드의 체결부에 충분한 강도를 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 피뢰기를 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 2에서의 피뢰기를 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 피뢰기의 다른 예를 도시하는 단면도.

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 피뢰기의 단면도이다. 도 의(a)는 측면 단면도, (b)는 (a)의 I-I로 본 주요부의 평면 단면도를 도시한다. 도면과 같이, 중심부에, 원주형상을 한 산화 아연 소자(1a)가 복수개 적층되여 형성되여 산화 아연 소자 블록(1)이 배치되어 있다. 이 산화 아연 소자 블록(1)의 일단측(도면에서는 상부측)에, 산화 아연 소자 블록(1)에 가압력을 주는 가압 스프링(2)이 배치되어 있다. 또한, 가압 스프링(2)은, 도면에서는 코일 스프링으로서 도시하고 있 지만, 접시 스프링 등이라도 좋다.

산화 아연 소자 블록(1)과 가압 스프링(2)으로 직렬체(3)를 구성한다. 직렬체(3)의 양측에, 하부 전극(4)과 상부 전극(5)이 배치되어 있고, 양 전극(4, 5)의, 직렬체(3)에 대향하는 측에는, 각각 플랜지부(4a, 5a)가 형성되어 있다. 각 플랜지부(4a, 5a)의 외주부에는 절연 로드(6)를 부착하기 위한 부착구멍(4b, 5b)이 복수개(도면에서는 각 4개) 마련되어 있다.

절연 로드(6)는, 양 단부에 나사부가 형성되어 있고, 산화 아연 소자 블록(1)의 주위에 거의 등간격으로 배치되어 있다. 절연 로드(6)와 하부 전극(4), 상부 전극(5)과의 체결부는, 절연 로드(6)의 일단측이 하부 전극(4)의 부착구멍(4b)에 삽입되어, 부착구멍(4b)의 양측에서 너트(7a, 7b)로 체결되어 있고, 타단측이 상부 전극(5)의 부착구멍(5b)에 삽입되어, 직렬체(3)의 반대측(반직렬체측)으로부터 너트(7c)로 체결되어, 각각의 플랜지부(4a, 5a)에 고정되어 있다. 이 상태에서, 산화 아연 소자 블록(1)은 가압 스프링(2)의 가압력으로 가압되고, 양 전극(4, 5) 사이에 강고하게 고정되어 일체화되어 있고, 이들 전체로 산화 아연 소자 모듈(8)이 구성되어 있다.

산화 아연 소자 모듈(8)의 주위를 덮도록, 고무계 고분자 재료를 주성분으로 한 절연 재료(예를 들면, 내후성을 구비한 실리콘 고무 또는 폴리머 등)로 이루어지는 외피(9)가, 몰드에 의해 일체로 형성되어 피뢰기가 구성되어 있다.

산화 아연 소자 블록(1)과 절연 로드(6) 부분의 배치 관계를 평면 단면도로 도시하면, 도 1(b)와 같이 되고, 산화 아연 소자 블록(1)의 지름 방향으로 약간의 간극을 띄우고 절연 로드(6)가 배치되어 있다. 이것은, 하부 전극(4)의 산화 아연 소자 블록(1)에 접하는 측에 존재한 너트(7a)가, 산화 아연 소자(1a)와 간섭하지 않도록 하고, 또한 너트(7a)의 체결 작업을 가능하게 하기 위한 간극이다.

상기한 바와 같이 구성된 피뢰기에 있어서, 산화 아연 소자(1a)를 하부 전극(4)과 상부 전극(5) 사이에 적층하여 조립하는 조립 작업에 관해 설명한다.

우선, 최초에 절연 로드(6)의 일단측에 너트(7a)(너트에는 와셔가 조합되지만, 이하의 설명에서는 와셔에 관해서는 생략한다)를 삽입하고, 소정의 위치까지 체결하여 둔다. 다음에, 너트(7a)를 체결한 측의 단부를, 하부 전극(4)의 플랜지부(4a)에 형성한 부착구멍(4b)에, 너트(7a)가 맞닿을 때까지 삽입하고, 단부측으로부터 다른 너트(7b)를 체결한다. 그리고, 부착구멍(4b)의 양측의 너트중의 한쪽을 공구로 고정하여 두고, 다른쪽을 소정의 토오크로 체결하여 플랜지부(4a)에 고정한다. 모든 절연 로드(6)를, 같은 방법으로 플랜지부(4a)에 부착한다. 완료되면, 하부 전극(4)의 플랜지부(4a)에는, 수직으로 4개의 절연 로드(6)가 세워진 상태가 된다.

또한, 절연 로드의 갯수는, 4개로 한정하는 것이 아니라, 3개나 6개 등이라도 좋다.

다음에, 세워진 4개의 절연 로드(6)로 둘러싸인 중앙부에, 산화 아연 소자(1a)를 쌓아올려서 산화 아연 소자 블록(1)을 형성한다. 산화 아연 소자 블록(1)의 위에 가압 스프링(2)을 배치하고, 이 상방부터, 절연 로드(6)의 상단부에 상부 전극(5)의 부착구멍(5b)을 맞추어서 삽입하고, 부착구멍(5b)의 반직렬체측으로부터 너트(7c)를 체결하고 플랜지부(5a)를 조인다. 이 때 가압 스프링(2)의 강한 반력이 가해지기 때문에, 가압 스프링(2)을 가압하여 양 전극(4, 5) 사이를 소정의 거리로 유지하여 두는 치구를 사용하는 것이 바람직하다.

이들의 작업에 의해, 산화 아연 소자 블록(1)과 가압 스프링(2)의 직렬체(3)가, 양 전극(4, 5)에 끼여지고, 절연 로드(6) 및 너트 7(7a 내지 7c)에 의해 강고하게 고정되어 일체가 된, 산화 아연 소자 모듈(8)이 조립된다.

이 후는, 앞서 설명한 외피(9)를 산화 아연 소자 모듈(8)의 외주에 몰드에 의해 형성하여 피뢰기가 완성된다.

본 실시의 형태의 발명은, 상술한 바와 같이, 절연 로드(6)의 일단을 하부 전극(4)에 부착할 때, 2개의 너트로 플랜지부(4a)의 양측에서 끼워서 고정한 점에 특징을 갖는다. 이와 같은 구성에 의하면, 조립 작업시에 절연 로드(6)가 하방으로 흘러내리거나, 또한 좌우로 흔들리거나 하는 일이 없기 때문에, 산화 아연 소자(1a)의 쌓아올림 작업을 용이하게 할 수 있고, 상부 전극(5)도 용이하게 절연 로드(6)에 삽입할 수 있다. 또한, 하부측은 2개의 너트(7a, 7b)를 이용하여 고정하고 있기 때문에, 상부측의 너트(7c)를 체결할 때, 하부 체결부가 함께 도는 일이 없기 때문에, 하부측의 너트를 스패너로 고정하여 두는 등의 작업이 발생하지 않고, 체결 작업이 간단하게 된다.

또한, 도면에서는 하부 전극(4)과 절연 로드(6)를 2개의 너트로 고정하고, 상부 전극(5)과 절연 로드(6)를 1개의 너트로 고정하는 경우를 도시하였만, 이와는 역으로, 상부 전극(5) 측을 2개의 너트로, 하부 전극(4)측을 1개의 너트로 고정하 여도 좋다.

이상과 같이, 본 실시의 형태의 발명에 의하면, 산화 아연 소자 블록의 양단에 배치한 전극과 절연 로드의 체결부는, 절연 로드의 일단측을 한쪽의 전극의 부착구멍에 삽입하여 그 부착구멍의 양측에서 너트로 체결하고, 절연 로드의 타단측을 다른쪽의 전극의 부착구멍에 삽입하여 반직렬체측으로부터 너트로 체결하여 각 플랜지부에 고정하였기 때문에, 산화 아연 소자 블록을 양 전극 사이에 조립하는 작업시에, 절연 로드가 흘러내리거나 흔들리거나 하지 않고, 또한 너트를 체결할 때에 함께 돌아감이 발생하지 않기 때문에, 조립시의 작업성을 개선할 수 있다. 또한, 너트에 의한 체결이기 때문에, 전극과 절연 로드의 체결부에 충분한 강도를 확보할 수 있기 때문에, 단락 전류가 흐른 경우에 발생하는 전자력에 대해, 충분한 강도를 갖는 피뢰기를 제공할 수 있다.

실시의 형태 2.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 피뢰기의 단면도이고, (a)는 측면 단면도, (b)는 (a)의 Ⅱ-Ⅱ로 본 주요부의 평면 단면도이다. 산화 아연 소자 블록, 가압 스프링, 상하 전극, 절연 로드, 너트 및 외피로 구성되는 기본 구조는 실시의 형태의 도 1과 동등하기 때문에, 동등 부분은 동일 부호로 나타내고 설명은 생략하고, 상위점을 중심으로 설명한다.

도 1과 다른 부분은, 2개의 너트에 의해 절연 로드와 체결되어 있는 측의 전극의 구조이다. 도 2의 경우는 하부 전극이 그것에 상당한다. 본 실시의 형태의 하부 전극(10)은, 기본적으로는 실시의 형태 1의 도 1에서 설명한 하부 전극(4)과 유 사하고, 산화 아연 소자 블록(1)과 가압 스프링(2)의 직렬체(3)에 대향하는 측에 플랜지부(10a)가 마련되고, 플랜지부(10a)에는 부착구멍(10b)이 형성되어 있다. 다른 것은, 또한 그 플랜지부(10a)의 직렬체(3)에 대향하는 면에, 산화 아연 소자(1a)의 외경보다 작은 외경부를 갖는 소자 받이부(受部)(10c)가 마련되어 있는 점이다.

또한, 소자 받이부(10c)는, 도면에서는 하부 전극(10)과 일체로 형성한 것을 나타냈지만, 별개 부재로 하여도 좋다. 또한, 도면과는 역으로, 상부 전극(5)측을 2개의 너트로 체결하고, 그 플랜지부(5a)의 면에 소자 받이부를 마련하여도 좋다. 요컨대, 절연 로드의 일단을 2개의 너트로 체결하는 측의 전극에 소자 받이부가 마련되어 있으면 좋다.

이와 같은 구조로 함에 의해, 산화 아연 소자 블록(1)과 소자 받이부(10c)의 외경의 차분(差分)의 공간이 생기기 때문에, 너트(7a)와 산화 아연 소자 블록(1) 외주와의 간섭을 피할 수 있고, 절연 로드(6)를 산화 아연 소자 블록(1)의 외주면측에 접근하여 배치하는 것이 가능해진다. 산화 아연 소자(1a)의 외경과 소자 받이부(10c)의 외경과의 차분을, 너트(7a)의 외경과 절연 로드(6) 외경과의 차분보다 크게 하면, 절연 로드(6)를 산화 아연 소자 블록(1)에 밀착할 때까지 접근시킬 수 있다. 즉, 도 2(b)에 도시하는 바와 같은 상태로 배치할 수 있다.

또한, 도 3에, 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 피뢰기의 다른 예를 도시한다. (a)는 측면 단면도, (b)는 (a)의 Ⅲ-Ⅲ로 본 주요부의 평면 단면도이다.

피뢰기의 구성 부품에 관해서는 실시의 형태 1의 도 1과 동등하다. 도 1과 다른 부분은, 가압 스프링(2)의 삽입 위치와, 그것에 수반하는 절연 로드(6)의 배치이다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 가압 스프링(2)은, 2개의 너트(7a, 7b)를 사용하여 체결한 측의 전극, 즉 본 도면에서는 하부 전극(4)과, 산화 아연 소자 블록(1) 사이에 개재시키고 있다. 그리고, 가압 스프링(2)의 외경은, 산화 아연 소자(1a)의 외경보다 작게 하고 있다.

이와 같은 구성에 의해, 외경의 차분의 공간을 유효 이용하여, 도 2의 경우와 마찬가지로, 절연 로드(6)를 산화 아연 소자 블록(1)의 외주면측에 접근하여 배치하는 것이 가능해진다. 산화 아연 소자 블록(1)과 절연 로드(6)의 평면 단면은 도 3(b)와 같이 되고, 가압 스프링(2)의 외경 치수를 궁리함에 의해, 거의 밀착할 때까지 접근할 수가 있다.

이상과 같이, 본 실시의 형태의 발명에 의하면, 실시의 형태 1과 같은 구성의 피뢰기에 있어서, 2개의 너트에 의해 절연 로드의 일단이 체결되어 있는 측의 전극의, 직렬체와 대향하는 면에, 산화 아연 소자의 외경보다 작은 외경부를 갖는 소자 받이부를 마련하였기 때문에, 실시의 형태 1과 같은 효과에 더하여, 절연 로드를 산화 아연 소자 블록에 근접하여 배치할 수 있기 때문에, 실시의 형태 1에 비하여 외피의 외경을 작게 할 수 있고, 피뢰기를 소형 경량화할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 가압 스프링은, 2개의 너트에 의해 절연 로드의 일단이 체결되어 있는 측의 전극과 산화 아연 소자 블록 사이에 배치하고, 그 외경을 산화 아연 소자의 외경보다 작게 하였기 때문에, 간단한 전극 구조로, 상기한 바와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

Claims

복수의 산화 아연 소자가 적층된 산화 아연 소자 블록과, 상기 산화 아연 소자 블록의 일단면에 배치된 가압 스프링과, 상기 산화 아연 소자 블록과 상기 가압 스프링의 직렬체의 양측에 배치되어 상기 직렬체에 대향하는 측에 플랜지부를 갖는 한 쌍의 전극과, 상기 각 플랜지부에 형성된 부착구멍에 양 단부를 부착하여 상기 양 전극을 체결하는 복수의 절연 로드로 산화 아연 소자 모듈이 구성되고, 상기 산화 아연 소자 모듈의 주위에 고무계 고분자 재료를 주성분으로 하는 외피가 몰드에 의해 피착된 피뢰기에 있어서,

상기 양 전극과 상기 절연 로드의 체결부는, 상기 절연 로드의 일단측이 상기 양 전극중의 한쪽의 전극의 부착구멍에 삽입되여 그 부착구멍의 양측에서 너트로 체결되고, 상기 절연 로드의 타단측이 다른쪽의 전극의 부착구멍에 삽입되여 반직렬체측으로부터 너트로 체결되어 상기 각 플랜지부에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
제 1항에 있어서,

상기 부착구멍의 양측에서 너트로 체결된 상기 한쪽의 전극의 플랜지부의 상기 직렬체에 대향하는 면에, 상기 산화 아연 소자의 외경보다 작은 외경부를 갖는 소자 받이부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
제 1항에 있어서,

상기 가압 스프링은, 상기 부착구멍의 양측에서 너트로 체결되는 상기 한쪽의 전극과 상기 산화 아연 소자 블록 사이에 배치되고 외경이 상기 산화 아연 소자의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 피뢰기.