JP2001237110A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種電子機器及び電気設備を雷や開閉サージ
等のノイズから保護する避雷器のサージ電流耐量及びエ
ネルギー耐量の向上を目的とする。 【解決手段】 円筒状碍子１と、その内部に積層収納し
た両面に溶射電極を形成した複数個の電圧非直線性素子
４と、一対の電極板５と、前記電極板５を介して前記電
圧非直線性素子４の溶射電極と電気的に接続し、かつ一
方から圧接保持するスプリング６と、前記円筒状碍子１
の開口部に端子２を有するキャップ３からなる避雷器に
おいて、積層した電圧非直線性素子４間に導電体７を介
在させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種電子機器及び電
気設備を雷や開閉サージ等のノイズから保護する避雷器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の避雷器の構成を図７に示す。図７
において１は円筒状碍子、２は端子、３はキャップ、４
は電圧非直線性素子、５は電極板、６はスプリングであ
る。

【０００３】避雷器は、円筒状碍子１の両開口部に取付
けられた端子２を有するキャップ３と、この一方の端子
２と電気的に接続し、かつ電極板５を介して積層した電
圧非直線性素子４を押圧保持するスプリング６からな
り、電圧非直線性素子４は両面にアルミニウムの溶射電
極（図示せず）を形成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記避
雷器の構造では電圧非直線性素子４の溶射電極は、表面
が粗く電圧非直線性素子４どうしの接触面が電極面積よ
り少ないため、電圧非直線性素子４が雷サージまたは開
閉サージに対し電流耐量及びエネルギー耐量等の性能を
十分に発揮させることができなかった。

【０００５】本発明は前記問題点を解決し避雷器のサー
ジ電流耐量及びエネルギー耐量を向上させることを目的
とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、円筒状碍子と、その内部に積層収納した両
面に溶射電極を形成した複数個の電圧非直線性素子と、
一対の電極板と、前記電極板を介して前記電圧非直線性
素子の溶射電極と電気的に接続しかつ一方から圧接保持
するスプリングと、前記円筒状碍子の開口部に端子を形
成した避雷器において、積層した電圧非直線性素子間に
導電体を介在させ両面に形成した電極面積と同等または
それ以上に電圧非直線性素子どうしを接触させることに
より、雷サージまたは開閉サージが電圧非直線性素子に
加わった時、電圧非直線性素子が有する本来の電流耐量
及びエネルギー耐量等の性能を十分に発揮させ所期の目
的を達成するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、円筒状碍子と、その内部に積層収納した両面に電極
を形成した複数個の電圧非直線性素子と、一対の電極板
と、前記電極板を介して前記電圧非直線性素子の溶射電
極と電気的に接続しかつ、一方から圧接保持するスプリ
ングと、前記円筒状碍子の開口部に端子を形成した避雷
器において、積層した電圧非直線性素子間に導電体を介
在させた避雷器であり、積層した電圧非直線性素子間に
導電体を介在させることにより電圧非直線性素子どうし
の接触面積を両面に形成した溶射電極面積と同等または
それ以上に大きくすることにより雷サージまたは開閉サ
ージが電圧非直線性素子に加わった時、電圧非直線性素
子が有する本来の電流耐量及びエネルギー耐量等の性能
を十分に発揮させることができるという作用を有するも
のである。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、導電体
が銀ペーストである請求項１に記載の避雷器であり、積
層した電圧非直線性素子間に導電体として銀ペーストを
介在させることにより、電圧非直線性素子の面に形成し
た溶射電極の凹凸を銀ペーストが埋め電圧非直線性素子
どうしの接触面積を形成した溶射電極面積と同等または
それ以上に大きくすることが可能となり雷サージまたは
開閉サージが電圧非直線性素子に加わった時、電圧非直
線性素子が有する本来の電流耐量及びエネルギー耐量等
の性能を十分に発揮させることができるという作用を有
するものである。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、導電体
が熱硬化性の導電性接着剤である請求項１に記載の避雷
器であり、積層した電圧非直線性素子間に導電体として
熱硬化性の導電性接着剤を介在させることにより、電圧
非直線性素子の面に形成した溶射電極の凹凸を熱硬化性
の導電性接着剤が埋め電圧非直線性素子どうしの接触面
積を形成した溶射電極面積と同等またはそれ以上に大き
くすることが可能となり、雷サージまたは開閉サージが
電圧非直線性素子に加わった時、電圧非直線性素子が有
する本来の電流耐量及びエネルギー耐量等の性能を十分
に発揮させることができ、また電圧非直線性素子どうし
を固着保持することができるという作用をも有するもの
である。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、導電体
が弾性を有する導電性ゴムである請求項１に記載の避雷
器であり、積層した電圧非直線性素子間に導電体として
弾性を有する導電性ゴムを介在させ、積層した電圧非直
線性素子の一方からスプリングで押圧することにより、
電圧非直線性素子面に形成した溶射電極の凹凸を弾性を
有する導電性ゴムが埋め、電圧非直線性素子どうしの接
触面積を形成した溶射電極面積と同等またはそれ以上に
大きくすることが可能となり、雷サージまたは開閉サー
ジが電圧非直線性素子に加わった時、電圧非直線性素子
が有する本来の電流耐量及びエネルギー耐量等の性能を
十分に発揮させることができるという作用をも有するも
のである。

【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、積層し
た電圧非直線性素子間に導電体と放熱性の優れた金属板
を介在させた請求項１に記載の避雷器であり、積層した
電圧非直線性素子間に導電体と放熱性の優れた金属板を
介在させることにより、導電体が電圧非直線素子どうし
の接触面積を形成した溶射電極面積と同等またはそれ以
上に大きくし、放熱性の優れた金属板が雷サージまたは
開閉サージが電圧非直線性素子に加わった時の電圧非直
線性素子の発熱した熱を外部に放散させ電圧非直線性素
子の温度上昇を緩和し電圧非直線性素子が有する本来の
電流耐量及びエネルギー耐量等の性能を更に向上させる
ことができるという作用をも有するものである。

【００１２】以下、本発明の避雷器について説明する。

【００１３】本発明の避雷器の構造を図１〜図４に示
す。図１〜図４において７は導電体、８は放熱体を示
し、その他の構成部材は従来例と同じであるために同一
番号を付し説明は省略する。

【００１４】先ず、出発原料として酸化亜鉛８７．９モ
ル％、酸化ビスマス５．３モル％、酸化コバルト０．９
モル％、酸化ニッケル０．９モル％、酸化アンチモン
３．３モル％、酸化マンガン０．５モル％、酸化珪素
０．３モル％、水酸化アルミ０．０２モル％を秤量した
後、公知の窯業的手法を用いて直径３２ｍｍ、厚さ３１
ｍｍの酸化亜鉛系電圧非直線性素子４の焼結体を作製す
る。

【００１５】次に、焼結体の両面を研磨し直径３２ｍ
ｍ、厚さ３１ｍｍとした後、研磨した両面に直径３０ｍ
ｍのアルミ電極１０を溶射して電圧非直線性素子４を完
成させる。

【００１６】次いで、図１に示す内径３４ｍｍ、長さ１
１３ｍｍの円筒状碍子１の一方の開口部に端子２を有す
るステンレス製のキャップ３の結合を行う。

【００１７】その後、円筒状碍子１の内部に銅製の電極
板５、電圧非直線性素子４を三個、電極板５、ステンレ
ス製のスプリング６を順次挿入した後、円筒状碍子１の
もう一方の開口部に端子２を有するキャップ３でスプリ
ング６を圧縮させた状態で結合を行った。尚、三個の電
圧非直線性素子４間には導電体７を介在させたものを用
いた。導電体７には三種類の材料を用い四種類の避雷器
を完成させた。試料（１）：銀ペーストを隣り合う溶射
電極面に塗布乾燥して電圧非直線性素子４の三個を一体
化したもの、試料（２）：導電性熱硬化樹脂を隣り合う
溶射電極面に塗布乾燥して電圧非直線性素子４の三個を
一体化したもの、試料（３）：導電性ゴムを隣り合う溶
射電極面に挿入したもの、試料（４）：銀ペーストを隣
り合う溶射電極面に塗布し更に塗布面に放熱体８を挿入
した後、乾燥して電圧非直線性素子４の三個を一体化し
たものである（図３、図４）。また比較例の試料（５）
として図５に示す導電体７を用いない従来例の避雷器も
作製した。

【００１８】このようにして作製した五種類の避雷器に
対し、端子２間にサージ電流耐量試験として８／２０μ
ｓ、２０ｋＡの電圧を端子２間に２回印加、またエネル
ギー耐量試験として２ｍｓ、２００Ａの電流を端子２間
に１回印加し、試験前後の避雷器の電圧特性変化率を
（表１）、（表２）にそれぞれ示した。

【００１９】また、試料（１），（５）についてサージ
電流耐量試験として８／２０μｓ、２０ｋＡの電圧を端
子２間に１０回印加と、エネルギー耐量試験として２ｍ
ｓ、２００Ａの電流を端子２間に１０回印加する限界寿
命試験を行い、その結果を図５、図６にそれぞれ示し
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】（表１）、（表２）に示すように本発明の
避雷器（１）〜（４）はいずれもサージ電流耐量試験、
エネルギー耐量試験とも変化率が従来品（５）より小さ
く性能が向上していることが分かる。

【００２３】これは従来品は溶射電極の凹凸のため、電
圧非直線性素子４どうしの接触面積が形成した溶射電極
面積より小さくなっているのに対し、本発明品は隣り合
う電圧非直線性素子４間に導電体７を介在させることに
より、導電体７が溶射電極の凹凸の凹部を埋め形成した
溶射電極と同等またはそれ以上の面積で接続されている
ため三個の電圧非直線性素子４に均等に負荷が加わり電
圧特性の劣化が小さくなったことを示しているものと思
われる。

【００２４】また試料（４）の電圧特性の劣化が試料
（１）〜（３）より小さいのは電流または電圧負荷が加
わった際に発生する電圧非直線性素子４の発熱を放熱体
８が放熱し電圧非直線性素子４の温度上昇を抑えたため
と思われる。また更に試料（３）が試料（１），（２）
に比べ電圧特性変化率がやや大きいのは溶射電極の窪み
を確実にカバーしきれなかったためと思われる。

【００２５】また、図５、図６に示すように限界寿命試
験においても従来品はサージ電圧、またはサージ電流負
荷回数が多くなるに従って電圧劣化傾向が大きくなるの
に対し、本発明品の劣化傾向が小さいことが分かる。

【００２６】以上の結果から円筒状碍子１の内部に挿入
する電圧非直線性素子４の間に導電体７を介在させるこ
とにより、サージ電圧、またはサージ電流が避雷器に負
荷された際に、電圧非直線性素子４が有する本来の性能
を十分に引き出し、信頼性の高い優れた避雷器が得られ
ることが明らかとなる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、避雷器を
構成する電圧非直線性素子間に導電体を介在させること
によって、電圧非直線性素子の面に形成した溶射電極の
凹凸が吸収され、電圧非直線性素子どうしの接触面積が
溶射電極と同等またはそれ以上に大きくなり、避雷器に
雷サージ電圧、またはサージ電流が負荷された際のサー
ジ電流耐量及びエネルギー耐量を向上させることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の避雷器の断面図

【図２】同一実施の形態の避雷器の要部拡大断面図

【図３】他の例の避雷器の断面図

【図４】同要部拡大断面図

【図５】サージ電流の繰返し負荷に対する限界試験結果
を示すグラフ

【図６】サージ電圧の繰返し負荷に対する限界試験結果
を示すグラフ

【図７】従来の避雷器の断面図

【符号の説明】

１ 円筒状碍子 ２ 端子 ３ キャップ ４ 電圧非直線性素子 ５ 電極板 ６ スプリング ７ 導電体 ８ 放熱体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状碍子と、その内部に積層収納した
   両面に溶射電極を形成した複数個の電圧非直線性素子
   と、一対の電極板と、前記電極板を介して前記電圧非直
   線性素子の溶射電極と電気的に接続しかつ一方から圧接
   保持するスプリングと、前記円筒状碍子の開口部に端子
   を形成した避雷器において、積層した電圧非直線性素子
   間に導電体を介在させた避雷器。
2. 【請求項２】 導電体が銀ペーストである請求項１に記
   載の避雷器。
3. 【請求項３】 導電体が熱硬化性の導電性接着剤である
   請求項１に記載の避雷器。
4. 【請求項４】 導電体が弾性を有する導電性ゴムである
   請求項１に記載の避雷器。
5. 【請求項５】 積層した電圧非直線性素子間に導電体と
   放熱性の優れた金属板を介在させた請求項１に記載の避
   雷器。