JPH01106406A - 避雷器 - 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、電力の高品質化は、送配電線上に雷などによって
発生する有害な異常電圧を確実に吸収、抑制するために
通常ギャップをもたない酸化亜鉛系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。特に、この
中で保護性能を向上させた電力機器内蔵形の避雷器の実
用化は急速に進みつつある。これらギャップをもたない
避雷器の内部には特性要素として酸化亜鉛を主原料とす
るバリスタ素子が内蔵され、このバリスタ素子そのもの
の特性が避雷器の特性となる。このような観点からバリ
スタ素子の放電耐量特性や、あるいはバリスタ素子破壊
時の特性は重要である。

従来、この種の避雷器の内部構造は第３図に示すような
構成であらた。第３図は電力用避雷器あるいは電力機器
内蔵の避雷装置の主要断面図を示したもので、外部へ接
続される端子などは省略しである。第３図において、１
は酸化亜鉛を主原料トシ、ビスマス、プラセオジウムな
どの添加物を加えて高温焼結して得られた円柱状のバリ
スタ素子、２はバリスタ素子１の側面に設けられた沿面
放電を抑制する絶縁層、３はバリスタ素子１の両端面に
設けられた電極で、アルミニウムのメタリコン溶射など
によって形成される。この電極３はバリスタ素子１のサ
ージ電流の流入口、流出口となる部分である。そして、
バリスタ素子１は避雷器の定格電圧に合わせ必要数量が
積み重ねられる。

第３図では２個示した。４は上方のバリスタ素子１の端
面の電極３に圧接される圧接電極で、アルミニウム板や
銅合金からなる。６はバリスタ素子１ならびに圧接電極
４を直列に圧接するためのコイル状のスプリング、６は
スプリング５０両端を短絡する短絡バーで、導電性の金
属板からなる。

７はバリスタ素子１などの全体を収納するためのケース
で、碍子や樹脂からなる。第４図はバリスタ素子１の平
面図を示したもので、電極３はバリスタ素子１と同心円
状に形成されている。

以上のように構成された従来の避雷器のサージ吸収時の
挙動について、以下その動作を説明する。

まず、雷ブージ電圧が避雷器の両端（図示せず）に印加
された場合、それらの電圧に伴うサージ電流が避雷器に
流れ、避雷器の端子間の電圧が抑制される。この時、サ
ージ電流は極性によ電流れる方向は異なるが、−例とし
ては、まず、短絡バー６→圧接電極４→一方の電極３→
バリスタ素子１→他方の電極３と流れ、圧接された他の
バリスタ素子へも同様にサージ電流が流れる。

そして、サージ電流がバリスタ素子１の限界放電耐量以
下であれば、バリスタ素子１に沿面放電あるいはバリス
タ素子１の破壊は生じない。

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は、限界放電耐
量付近において、バリスタ素子１は沿面放電破壊に至る
か、あるいはバリスタ素子１の内部から飛散破壊に至る
か不明確となる。この場合、沿面放電破壊時におけるケ
ース７へ与える機械力はそれ程大きくないが、飛散破壊
の場合は破壊力が大きく、ケース７を大きく損傷させる
場合があり、避雷装置のように電力機器に内蔵されて用
いられる場合は、電力機器の機能への影響が太きいとい
った問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
バリスタ素子の限界放電耐量以下で、沿面放電を生じさ
せ、ケースへの損傷を低減しようとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するために、バリスタ素子の
電極エツジ部に欠損部を設け、限界放電耐量以下におい
て、この欠損部から沿面放電するように構成したもので
ある。

作用 本発明は前記した構成によシ、バリスタ素子の電極エツ
ジ欠損部と、隣接するバリスタ素子の電極間あるいは圧
接電極間にて、サージ電流流入時に部分放電が発生する
。そして、これはサージ電流が低い場合は何ら沿面放電
へのトリガーとならないが、限界放電耐量のような大電
流領域においては、この部分放電がトリガーとなシ、バ
リスタ素子の沿面放電へ移行する。そして、破壊モード
は必ず沿面放電となシ、ケースに与える影響は少なくな
るといった作用を発揮するものでおる。

実施例 第１図は本発明の避雷器の一実施例を示したものである
。第１図は電力用避雷器あるいは電力機器内蔵の避雷装
置の主費断面図を示したもので、外部へ接続される端子
などは省略しである。第１図において、８はバリスタ素
子、９は絶縁層、１０は電極、１１は圧接電極、１２は
スプリング、１３は短絡バー、１４はケースで、これら
は従来例のバリスタ素子１、絶縁層２、電極３、圧接電
極４゜スプリング５、短絡バー６、ケース７にそれぞれ
対応するものである。１５は電極１０のエツジ部の一部
に設けられた電極の欠損部で、メタリコン溶射時のマス
キングによって形成される。そのため欠損部１５はバリ
スタ素子の焼結体がむき出しになっていると同時に、メ
タリコン電極厚だけ凹状になっている。第２図はバリス
タ素子８の平面図を示した。また、それぞれの構成物の
組立ては従来例と同様である。

次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。また、従来例と同様に雷サージ電圧が避雷器に印加さ
れた場合、それらの電圧に伴うサージ電流が避雷器に流
れ、避雷器の両端の電圧は°　　抑制される。また、サ
ージ電流の流通経路は従来例で示した経路と同様である
。ただし、サージ電流が大きくなってくると、電極の欠
損部１５のバリスタ焼結体と、圧接電極１１間あるいは
隣接するバリスタ素子の電極間の空間で部分放電が生じ
るようになる。この部分放電はサージ電流が低い場合は
ごくわずかであシ、これがバリスタ素子１全体の沿面放
電につながることはないが、サージ電流が大きい場合、
沿面放電のトリガーとなる。

そして、１個のバリスタ素子１に沿面放電が発生すれば
、避雷器内バリスタ素子全体の沿面放電へと移行する。

このようにすることによって、バリスタ素子１の破壊モ
ードは必ず沿面放電となシ、ケース１４へ与える影響は
少なくなシ、ケース１４の経済設計ができると同時に、
ケニス１４の破損による電力機器への影響を防止できる
といった効果をもつものである。また、欠損部１６の面
積を制御することによって、沿面放電に至るサージ電流
も設定できる特徴も併せてもっている。

なお、本発明の実施例では、バリスタ素子形状を円柱形
としたが、馬てい形、四角柱形、中空円柱形でも同様な
効果が得られる。また、中空円柱形の場合はリング状の
電極形状のため、内側もしくは外側の電極エツジ部に欠
損部を設けることができる。

また、本実施例では欠損部を１ケ所としたが。

複数でも良く、さらには欠損部を連続させた、いわゆる
電極径の小さなものでも同様な効果を発揮するものであ
る。なお、中空円柱形で欠損部を電極内径内周部に連続
形成する場合は、電極内径は逆に犬となることは言うま
でもない。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電極エツジ部に欠損部を
有したバリスタ素子を避雷器に組込むことによって、バ
リスタ素子の破壊早−ドを限界放電耐量以下の沿面放電
とすることができ、従ってバリスタ素子破壊時のケース
に与える機械的衝撃力が低減でき、ケースの経済的設計
を可能にすると同時に、周囲の電力機器への影響を防止
することができるといった効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による避雷器の主要部分を示
す断面図、第２図は本発明に組込まれたバリスタ素子の
平面図、第３図は従来の避雷器の主要部分を示す断面図
、第４図は従来の避雷器に組込まれたバリスタ素子を示
す平面図である。 ８・・・・・・バリスタ素子、９・・・・・・絶縁層、
１０・・・・・・電極、１１・・・・・・圧接電極、１
２・・・・・・スプリング、１３・川・・短絡バー、１
４・川・・ケース、１６・川・・欠損部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名８−
バリスタ素子 １０−・−電　極 １５−・−欠損部 ／、９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　両端面に電極をもち、少なくとも一方の前記電極のエ
   ッジ部の少なくとも一部に欠損部を設けたバリスタ素子
   を少なくとも１個用い、前記バリスタ素子の限界放電耐
   量以下で、前記欠損部のバリスタ焼結体と、これに対向
   する隣接のバリスタ素子の電極間もしくは圧接電極間に
   発生するサージ電流流通時の部分放電をトリガーとして
   前記バリスタ素子に沿面放電を生じさせることを特徴と
   する避雷器。