JP2000208307A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数が少ない避雷器を提供する。 【解決手段】複数の酸化亜鉛素子４が金属板１６を介し
て直列に積層されてなる避雷器において、金属板１６の
両面に酸化亜鉛素子４と嵌め合いになる凹み部１６Ｂが
形成され、凹み部１６Ｂは断面が丸みを帯びた金属リン
グ１６Ａを金属板１６の外周に設けることによって形成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、酸化亜鉛素子な
どの非線型素子が直列に積層されてなる避雷器に関し、
特に、部品点数の少ない避雷器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の避雷器の構成を示す断面
図である。絶縁碍子１の上下に金具２，３が取り付けら
れ、この絶縁碍子１の内部には、窒素ガスやＳＦ₆ ガス
などの絶縁ガスが封入されるとともに、複数の円柱状の
酸化亜鉛素子４が金属板５を介して直列に積層されてい
る。この積層された酸化亜鉛素子４が上部の金属押さえ
６と下部の金属押さえ７との間に介装され、金属押さえ
６，７には絶縁棒８が通され、その絶縁棒８の端部がね
じ締めされることによって酸化亜鉛素子４が挟持されて
いる。金属押さえ７の下部と金具３との間には、金属間
隙材１１が介装されている。一方、金属押さえ６の上部
には金属間隙材１０が配され、この金属間隙材１０と金
具２との間に圧縮性のばね９が介装され、積層された酸
化亜鉛素子４が金属押さえ６，７とともに絶縁碍子１の
内部に固定されている。

【０００３】図４において、酸化亜鉛素子４は非線型素
子であり、印加電圧に対してその抵抗値が変化する特性
を有している。すなわち、酸化亜鉛素子４に過電圧が加
わると、酸化亜鉛素子４自体の抵抗値が低下し放電電流
が酸化亜鉛素子４の内部に流れる。それによって、酸化
亜鉛素子４にかかる過電圧が低く抑えられ、その酸化亜
鉛素子４に並列につながる電気機器類を過電圧から保護
することができる。亜鉛素子４の直列積層数は、その系
統電圧によって決まり、系統電圧が高くなる程、酸化亜
鉛素子４の直列積層数が多くなる。金属押さえ６，７と
絶縁棒８とは、直列に積層された酸化亜鉛素子４を固定
するためのものであり、ばね９は、金属間隙材１０を介
して金属押さえ６を下方へ押圧するためのものである。

【０００４】また、図４のような避雷器の構成におい
て、積層された複数の酸化亜鉛素子４のそれぞれの間に
は金属板５が介装されない場合もあるが、積層された複
数の酸化亜鉛素子４のそれぞれの間に金属板を介装する
構成には、以下に述べるような３つの効果があることが
知られている。

【０００５】第１に、特開平８−４５７０８号公報によ
れば、酸化亜鉛素子同士の間の接合面に導電性接着剤を
介在させて金属板を介装することによって酸化亜鉛素子
同士の密着性が良くなることが開示されている。

【０００６】第２に、特開平８−２７９４０２号公報お
よび特開平９−６３８０９号公報によれば、金属板の介
装によって酸化亜鉛素子に放電電流が流れた時に発生す
る熱の放散性が良くなることが開示されている。すなわ
ち、金属板を銅など熱伝導性の優れた材料でもって形成
すれば、その金属板を介して酸化亜鉛素子の熱を外周に
放散させることができ、酸化亜鉛素子の寿命が長くな
る。

【０００７】第３に、特開平５−１３１４２号公報によ
れば、絶縁碍子を長くして、その表面漏れ距離を増加さ
せるようにした構成の耐汚損形避雷器においては、酸化
亜鉛素子の積層体に対して絶縁碍子が非常に長くなるた
め積層体の下端部と絶縁碍子との電位差が大きくなる
が、金属板の介装によって酸化亜鉛素子の積層体が積層
方向に伸びることにより、この積層体の下端部と絶縁碍
子との電位差が低下して、避雷器内部の電界ストレスが
格段に低下し、内部コロナの発生により絶縁劣化が抑制
される。

【０００８】なお、従来例として示されてはいないが、
密閉形のガス絶縁開閉装置などで酸化亜鉛素子４がＳＦ
₆ ガスの封入された金属タンク内に収納される場合もあ
る。その場合は、図４における絶縁碍子１の代わりにひ
だの無い絶縁筒が用いられるだけであって、酸化亜鉛素
子４が絶縁棒８を介して挟持される構成は図４と全く同
じである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の避雷器は、部品点数が多いという問題が
あった。すなわち、酸化亜鉛素子が絶縁棒を介して固定
されているため、上下の金属押さえと、複数本の絶縁棒
と、その絶縁棒の端部をねじ締めするための複数のねじ
など多くの部品が使用されている。そのために、酸化亜
鉛素子の組み立てに時間がかかり、製作コストが嵩んで
いた。この発明の目的は、部品点数が少ない避雷器を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、複数の非線型素子が金属板を介
して直列に積層されてなる避雷器において、前記金属板
の両面に非線型素子と嵌め合いになる凹み部が形成さ
れ、この凹み部に非線型素子を嵌合させるようにすると
よい。それによって、非線型素子同士の固定は金属板の
凹み部に嵌合させるだけでよく、従来のように絶縁棒な
ど多くの部品は必要ない。

【００１１】また、かかる構成において、前記金属板の
外周に断面が丸みを帯びた金属リングを設けてもよい。
それによって、金属板の外周端部の電界が緩和されると
ともに非線型素子の放熱特性も良くなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１は、この発明の実施例にかかる避雷器
の構成を示す断面図である。円柱状の酸化亜鉛素子４の
間に金属板１６が介装され、金属板１６の両面に形成さ
れた凹み部１６Ｂに酸化亜鉛素子４が嵌め込まれてい
る。また、金属板１６の外周に断面が丸みを帯びた金属
リング１６Ａが設けられている。

【００１３】図２は、図１の要部拡大断面図である。金
属板１６の両面には、酸化亜鉛素子４と嵌め合いになる
凹み部１６Ｂが形成されている。図１および図２のその
他は、図４の従来の構成と同じであり、従来と同じ部分
は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略
する。

【００１４】図２において、凹み部１６Ｂの内径は、酸
化亜鉛素子４の外径Ｄと同じか、或いは僅かに小さく形
成され、凹み部１６Ｂと酸化亜鉛素子４とが嵌め合いに
なるようになっている。また、凹み部１６Ｂの深さＦを
確保することによって、凹み部１６Ｂに酸化亜鉛素子４
が嵌まり込むようになっている。

【００１５】図１において、酸化亜鉛素子４を凹み部１
６Ｂに嵌め込むことによって、酸化亜鉛素子４が金属板
１６に固定されるので、従来のような上下の金属押さえ
や絶縁棒などは不要である。部品点数が少なくなるの
で、酸化亜鉛素子４の組み立ての時間も減り、製作コス
トを低減させることができる。また、金属リング１６Ａ
が金属板１６外周の電界を緩和させている。それによっ
て、酸化亜鉛素子４の外周表面部の耐電圧が増し、酸化
亜鉛素子４の信頼性が向上する。さらに、金属リング１
６Ａは、金属板１６と一体にして銅など熱伝導性の優れ
た材料を使用すれば、酸化亜鉛素子４の冷却効果が図４
の従来の装置の場合より増大する。すなわち、金属リン
グ１６Ａが酸化亜鉛素子４から外周側に突出した分だけ
図４の場合よりガス中への放熱面積が増大し、冷却効率
が向上する。それによって、酸化亜鉛素子４の寿命が増
大する。

【００１６】なお、図２において、凹み部１６Ｂの深さ
Ｆは零であってもよい。その場合、酸化亜鉛素子４を凹
み部１６Ｂに嵌めれば、酸化亜鉛素子４と金属板１６と
の相対位置が決まるので、後は、図１のようにばね９で
もって複数の酸化亜鉛素子４および金属板１６からなる
積層体全体を締め付ければ、酸化亜鉛素子４を固定する
ことができる。

【００１７】図３は、この発明の異なる実施例にかかる
避雷器の構成を示す断面図である。金属リング１２Ａ
が、金属板１２の凹み部１２Ｂの開口部からリング部１
２Ｃを介して設けられている。その他は、図２の構成と
同一である。金属板１２を鋳型で製作する場合、酸化亜
鉛素子４の外径が変わっても凹み部１２Ｂの部分を成型
する中子だけを入れ換えれば、同じ鋳型でもって注型す
ることができる。

【００１８】図５は、従来の異なる避雷器の構成を示す
要部断面図であり、特開平８−２７９４０２号公報で公
開された構成である。酸化亜鉛素子４の間に金属板１４
が介装されるとともに、金属板１４の外周に断面が丸み
を帯びた金属リング１４Ａが設けられている。図５のそ
の他は、図４の構成と同じである。この金属板１４は、
図２の実施例とは凹み部１４Ｂの形状が異なる。すなわ
ち、金属リング１４Ａの丸みを帯びた形状は図２の金属
リング１６Ａと同じであるが、この凹み部１４Ｂは酸化
亜鉛素子４との嵌め合い構造になっていない。そのため
に、金属板１４だけでは酸化亜鉛素子４を支持すること
ができず、図４で示された絶縁棒８でもって酸化亜鉛素
子４を固定する必要がある。

【００１９】図６は、従来のさらに異なる避雷器の構成
を示す要部断面図であり、特開平５−１３１４２号公報
で公開された構成である。積層された複数の酸化亜鉛素
子４のそれぞれの間に金属板５が介装されている。酸化
亜鉛素子４の積層体を積層方向に伸ばすために介装され
るこの金属板５は、酸化亜鉛素子４と同形状に形成され
たものであり、酸化亜鉛素子４を固定するために酸化亜
鉛素子４と嵌め合いになる凹み部１６Ｂが形成された図
２の実施例の金属板１６とはその構成が異なるものであ
る。また、この酸化亜鉛素子４と金属板５とが交互に積
層された積層体は、所定枚数毎に金属製の仕切板１５で
区切られている。この仕切板１５の両面に酸化亜鉛素子
４および金属板５をそれぞれ受ける凹み部１５Ｂが形成
されている。また、仕切板１５の外周側の複数の貫通穴
には、酸化亜鉛素子４の積層体を積層方向に締付け固定
するための絶縁棒８が貫通している。図６のその他は、
図４の構成と同じである。

【００２０】この仕切板１５は、図２の実施例の金属板
１６と同様にその両面に凹み部が形成されているが、そ
の構成は異なるものである。すなわち、仕切板１５の凹
み部１５Ｂは、酸化亜鉛素子４を絶縁碍子の中心に配置
させるための位置決め用として形成されたものであっ
て、図２の実施例の金属板１６の凹み部１６Ｂのように
酸化亜鉛素子４を固定するために形成された凹み部とは
異なり、酸化亜鉛素子４と嵌め合いになっていない。ま
た、図６の仕切板１５は、複数の酸化亜鉛素子４のそれ
ぞれを固定させるためのものではないので、全ての酸化
亜鉛素子４の間に介装させる必要はないものであり、酸
化亜鉛素子４の積層方向の所々に設けられる構成となっ
ており、この点で、図２の実施例の金属板１６のような
全ての酸化亜鉛素子４のそれぞれに間に介装される構成
とは異なっている。また、図６の仕切板１５の外周部１
５Ａの断面形状は、図２の実施例の金属板１６の外周部
とは異なり、丸みを帯びていないために外周端部の電界
は緩和されない。

【００２１】

【発明の効果】この発明は前述のように、金属板の両面
に非線型素子と嵌め合いになる凹み部が形成され、凹み
部に非線型素子を嵌合させることによって、部品点数が
減り装置の製作コストを低減させることができる。

【００２２】また、かかる構成において、前記金属板の
外周に断面が丸みを帯びた金属リングを設けることによ
って、非線型素子の信頼性が向上するとともに非線型素
子の寿命も長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる避雷器の構成を示す
断面図

【図２】図１の要部拡大断面図

【図３】この発明の異なる実施例にかかる避雷器の構成
を示す要部拡大断面図

【図４】従来の避雷器の構成を示す断面図

【図５】従来の異なる避雷器の構成を示す要部断面図

【図６】従来のさらに異なる避雷器の構成を示す要部断
面図

【符号の説明】

４：酸化亜鉛素子、１２，１６：金属板、１２Ａ，１６
Ａ：金属リング、１２Ｂ，１６Ｂ：凹み部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の非線型素子が金属板を介して直列に
   積層されてなる避雷器において、前記金属板の両面に非
   線型素子と嵌め合いになる凹み部が形成され、前記凹み
   部に非線型素子を嵌合させることを特徴とする避雷器。
2. 【請求項２】請求項１に記載の避雷器において、前記金
   属板の外周に断面が丸みを帯びた金属リングを設けてな
   ることを特徴とする避雷器。