JPH01183015A

JPH01183015A - 避雷碍子

Info

Publication number: JPH01183015A
Application number: JP270988A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ohashi; 隆大橋; Toshiyuki Takagi; 俊幸高木
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-01-09
Filing date: 1988-01-09
Publication date: 1989-07-20

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）本発明は例えば送電線に雷撃によるサージ電流が印加さ
れたとき、それを速やかに大地に放電するとともに、そ
の後生じる続流を遮断し地絡事故を防止して再送電を可
能にする避雷碍子に関するものである。

（従来の技術）従来、電線支持機能と避雷機能を兼ね備えた懸垂碍子型
の避雷碍子として、本願出願人は第８図に示すように碍
子本体５の筒部５ａに円筒状の取付筒部５ｄを一体に形
成し、同取付筒部５ｄ内に電圧−電流特性が非直線性の
避雷素子９を収納したものを提案している。

（発明が解決しようとする課題）ところが１．従来の懸垂碍子は、碍子本体５の中心０１
と取付筒部５ｄ、５ｄの中心０２，０３を通る直線１．
１．１２が同一直線ａ−ｂ上に位置するため、避雷素子
９に雷サージ電流が流れて取付筒部５ｄ内が異常に高圧
となった場合に、取付筒部５ｄの内周面に作用する応力
により碍子本体５が前記直線ａ−ｂに沿ってクランクが
入り破壊され易いという問題があった。すなわち、前記
直線ａ−ｂに沿ってクラックを誘発させる応力Σ（以下
、この明細書ではクラック誘発応力Σという）は、取付
筒部５ｄの内周面に作用するラジアル方向の応力を第２
図に示すように便宜的に互いに直交する４つの応力Ｐ、
Ｐ′、Ｑ、Ｑ′に集約して考えると、応力Ｐ＝Ｐ′−Ｑ
＝Ｑ′　（、但し絶対値）であるから、ラジアル方向の
応力Ｑ、Ｑ’は無視すると、 Σ−２Ｐ＋２Ｐ′−４Ｐによって決まり、最大となる。このクラック誘発応力Σ
によりラジアル方向にクラックが発生すると、懸垂碍子
の強度が低下し、ひいては懸垂碍子が離断に至るという
おそれがあった。

本発明の目的は、クランク誘発応力を小さくして破損を
抑制することができる避雷碍子を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本発明は前記目的を達成するため、碍子本体の筒部に偶
数個の取付筒部を設け、各取付筒部の内側に電圧−電流
特性が非直線性の避雷素子を収容し、各取付筒部の上下
両端部に上部電極と下部電極を取着した避雷碍子におい
て、碍子本体の中心と各取付筒部の中心をそれぞれ通る偶数
本の直線を１〜１７９度の範囲の傾斜角をもって斜交す
るという構成を採っている。

（作用）本発明は碍子本体の中心と各取付筒部の中心をそれぞれ
通る偶数本の直線を１〜１７９度の範囲内で斜交角をも
って斜交させたので、避雷素子が設計耐量を上回る過大
な雷サージにより貫通して雷サージ電流及び運転電圧の
地絡短絡電流等の高温高圧アークにより前記取付筒部内
が異常高圧となって複、数の取付筒部の内周面にクラッ
クを誘発する応力が作用した場合、複数のクラック誘発
応力が互いに碍子本体の中心を通る同一直線上に伝播し
て作用することはなく、従って、クラック誘発応力の相
乗作用をなくしてクランクの発生が抑制され碍子本体の
破壊が防止される。

（実施例）以下、本発明を懸垂型の避雷碍子に具体化した一実施例
を第１〜５図に従って説明する。

第５図に示すように、鉄塔（図示しない）に設けられた
支持アーム１に吊下金具２を介して懸垂碍子型の避雷碍
子３が多数直列に連結垂下され、同避雷碍子３の最下端
には吊下金具４を介して送電線りが支持されている。

第３図に示すように、避雷碍子３を構成する碍子本体５
は筒部５ａと、同筒部５ａの内側面に円環状に、かつ同
心状に形成された複数のひだ部５ｂと、さらに、前記筒
部５ａの中央上部に一体形成された有蓋円筒状の頭部５
Ｃとにより一体成型されている。又、同頭部５Ｃの外周
にはセメント６によりキャップ金具７が被冠固定され、
同金具７には嵌合凹部７ａが形成され、直上の避雷碍子
３のピン金具８を係合し得るようにしている。

ピン金具８の上部は前記頭部５Ｃの内部にセメント６に
より固定され、下端は直下の避雷碍子３の前記キャップ
金具７の嵌合凹部７ａに係合されている。このようにし
て複数の避雷碍子３が直列に連結されている。

前記筒部５ａには第３図に示すように円筒状をなす偶数
個（本実施例では第１図に示すように２箇所）の取付筒
部５ｄが後に詳述するように不等間隔に、かつピン金具
８と平行状に同筒部５ａを貫通するように一体に形成さ
れている。

前記各取付筒部５ｄの内周面、つまり貫通穴５ｅには酸
化亜鉛（Ｚ　ｎ　Ｏ）を主材とした続流遮断特性に優れ
た電圧−電流特性が非直線性の円柱状をなす複数の避雷
素子９が直列に嵌入されている。

前記取付筒部５ｄの上下両端内周面には導電性を有する
セラミックあるいは金属よりなる厚肉円盤状の上部電極
１１及び下部電極１２が嵌入され、それらの外周面はガ
ラス、ガラス半田、あるいは金属等の無機質結合材１３
により取付筒部５ｄの内周面に気密的に接合固定され、
この無機質結合材１３により取付筒部５ｄ内の気密性を
確保し、前記避雷素子９の湿気による劣化を防止するよ
うにしている。前記上部電極１１及び下部電極１２の内
側面には、円弧状の切り込み１４が四箇所に全体として
円環状に形成され、各切り込み１４により形成される薄
肉部１５が避雷素子９に雷サージが侵入して導通状態と
なった場合に、高温のアーク熱により早期に溶融して取
付筒部５ｄの内部空隙と外部とを連通して放圧し、取付
筒部５ｄの圧力破壊を防止し得るようにしている。

又、前記避雷素子９と上部電極１１との間には、平面ド
ーナッツ板状の導電性を有する皿バネ１６が介在され、
避雷素子９と上部電極１１及び下部電極１２とのそれぞ
れの電気的接続を行うとともに、避雷素子９を定位置に
機械的に保持するようにしている。

前記上部電極１１の上面及び下部電極１２の下面にはそ
れぞれ蝋等の金属結合材１７あるいは圧接などによりリ
ード線１８．１９の一端が接着固定され、上部のリード
線１８の他端は前記キャンプ金具７に一体形成した端子
部７ｂに接続され、下部のリード線１８の他端は前記ピ
ン金具８に一体形成した端子部８ａに接続されている。

ここで、第１図及び第２図を中心に本発明の要部につい
て説明する。

前記碍子本体５の中心０１と再取付筒部５ｄ。

５ｄの中心０２，０３をそれぞれ通る直線ｘ１゜１２は
１〜１７９度の範囲の斜交角θをもって交差するように
している。そして、過大な雷サージにより避雷素子９が
貫通状態となって、雷サージ電流及び運転電圧の地絡短
絡電流等による高温高圧アークにより取付筒部５ｄ内が
異常に高圧となった場合に、碍子本体５の中心０１と一
方の取付筒部５ｄの中心０２を通るラジアル方向の同一
直線ａ−ｂに沿ったクラック誘発応力Σは、第１図にお
いて左側の取付筒部５ｄに作用する応力Ｐ。

Ｐ′の和２Ｐ以下となる。すなわち、第１図において右
側の取付筒部５ｄに作用する応力Ｐ、Ｐ′は、直線７！
２に沿って頭部５ｃを越えて反対側へ伝播されるが、こ
の左側の筒部５ａに作用する応力Ｐｉ、Ｐｉ′　（Ｐ、
Ｐ′よりも小さい）は、直線ｌｌ上に作用することはな
く、かつ左側の取付筒部５ｄに作用する応力Ｐと反発す
る応力Ｐ１′が存在するので、直線ａ−ｂ上のクランク
誘発応力Ｐを打ち消す作用をなし、この結果、直線ａ−
す上での全体のクランク誘発応力Σは、２Ｐ−Ｐｉ　　
′ となり、従来の応力Σ（４Ｐ）の半分以下となる。

ところで、前記傾斜角θを１度以上としたのは、これ以
下であると、第１図において右側の取付筒部５ｄに作用
するクラック誘発応力が碍子本体の中心０１を越えて反
対側へ作用するとき、相手方の直線ａ−ｂに乗り易くな
るからである。

次に、以上のように構成された避雷碍子についてその作
用を説明する。

送電線りに雷サージの過大電圧が印加されると、このと
きの電流は吊下金具４を経て最下側の避雷碍子３のピン
金具８へ流れ、リード線１９−下部電極１２−避雷素子
９−皿バネ１６→上部電極１１−リード線１８→キャン
プ金具７へと伝達される。その後、同キャップ金具７か
ら、直上の避雷碍子３のピン金具８へ伝達される。同様
に複数直列に連結された避雷碍子３に伝達され、最上端
の避雷碍子３のキャップ金具７から支持金具２、及び支
持アーム１を経て大地へアースされる。

このとき、碍子本体５に内蔵された避雷素子９はその特
性により速やかに抵抗値を減じて雷サージによる大電流
を放電させる。又、前記雷サージに継続する続流に対し
ては避雷素子９は直ちに抵抗値を復元して絶縁を回復す
るので、続流放電は抑制遮断されて電線路は正常に復帰
する。

又、避雷素子９が雷サージにより導通状態となって取付
筒部５ｄ内が高温アークにより高圧となった場合に、前
記薄肉部１５が溶融して、上部電極１１の切り込み１４
の内側部が溶融落下され、この結果、取付筒部５ｄ内の
異常高圧により同取付筒部５ｄが破壊されるのをなくし
て、碍子本体５が破壊されるのを防止することができ、
ひいては避雷碍子の離断をなくすことができる。

特に、本発明は碍子本体５の中心０１と再取付筒部５ｄ
、５ｄの中心０２，０３をそれぞれ通る直線＃１．Ａ２
を斜交角θをもつように配置したので、碍子本体５の中
心０１を通る同一直線ａ−ｂに関して発生するクラック
誘発応力Σを前述したように軽減することができ、碍子
本体５の破損を抑制して、絶縁支持碍子としての電気的
特性及び送電線の機械的支持機能の信転性を向上するこ
とができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
次のように具体化してもよい。

（１）第６図に示すように取付筒部５ｄの個数を４個又
は図示しないが６個以上の偶数個にすること。

（２）第７図に示すように前記碍子本体５の中心０１と
取付筒部５ｄの中心０２を通る直線１１と、碍子本体５
の中心０１を通り、かつ避雷素子９の外周面に接する直
線Ｘｔとのなす角をβとすると、直線１１と１２との斜
交角θを、 β／３≧θ≧１に設定すること。

（３）各避雷碍子の取付筒部５ｄの配置を交互に異なら
せて、避雷碍子連全体の重心の不均衡を抑制すること。

（４）懸垂型の避雷碍子以外の筒状避雷碍子に具体化す
ること。

（５）前記実施例では取付筒部５ｄを円筒状に、避雷素
子９を円柱状にそれぞれ形成したが、これを円弧状、四
角状等に形成すること。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明は筒部に設けた避雷素子の
収納用取付筒部の配置を工夫したので、雷サージ電流に
より避雷素子が導通状態となった場合にも、碍子本体の
中心を通る直線に関して発生するクラック誘発応力を軽
減して碍子本体の破損を防止し、送電線の前記支持碍子
としの電気的特性及び機械的支持性能を向上し、安全性
を確保することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を懸垂型の避雷碍子に具体化した一実施
例を示す要部の略体平断面図、第２図は取付筒部内に作
用する応力の状態を示す断面図、第３図は避雷碍子を示
す半箱断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５
図は避雷碍子の使用状態を示す正面図、第６図及び第７
図は本発明の刷部を示す要部の路体平面図、第８図は従
来例を示す路体平面図である。３・・・懸垂型の避雷碍子、５・・・碍子本体、５ａ・
・・筒部、５ｃ・・・頭部、５ｄ・・・取付筒部、５ｅ
・・・貫通穴、７・・・キャップ金具、８・・・ピン金
具、９・・・避雷素子、１１・・・上部電極、１２・・
・下部電極、１８゜１９・・・リード線、０１・・・碍
子本体５の中心、０２゜０３・・・取付筒部５ｄ、５ｄ
の中心、１１　（β２）・・・碍子本体５の中心０１と
取付筒部５ｄの中心０２’（Ｏ３）を通る直線、θ・・
・前記直線１１，１２２の傾斜角、ａ−ｂ・・・碍子本
体５の中心０１を通る同一直線、Ｐ、Ｐ’・・・取付筒
部５ｄの内周面に作用する応力、！ｔ・・・碍子本体５
の中心０１を通り、かつ避雷素子９の外周面に接する直
線、β・・・直線１１と１ｔのなす角。

Claims

【特許請求の範囲】

１、碍子本体（５）の笠部（５ａ）に偶数個の取付筒部
（５ｄ〜５ｄ）を設け、各取付筒部（５ｄ〜５ｄ）の内
側に電圧−電流特性が非直線性の避雷素子（９）を収容
し、各取付筒部（５ｄ〜５ｄ）の上下両端部に上部電極
（１１）と下部電極（１２）を取着した避雷碍子におい
て、碍子本体（５）の中心（Ｏ１）と各取付筒部（５ｄ
〜５ｄ）の中心（Ｏ２〜Ｏｎ）をそれぞれ通る偶数本の
直線（ｌ１〜ｌｎ）を１〜１７９度の範囲の傾斜角（θ
）をもって斜交させたことを特徴とする避雷碍子。