JPH0219924Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、酸化亜鉛バリスタ素子を用いた避雷
器において、バリスタ素子が何らかの原因で劣化
した際に、その洩れ電流によるバリスタ素子の発
熱によつて低融点合金を溶かし、それによつて避
雷器を回路から切離す開放機構の低融点合金によ
る接合部の構造に係り、バリスタ素子に圧接され
る電極の密着度を上げて良好な熱伝導特性を得る
と共に、サージ電流のバリスタ素子への均等な分
流特性を得ることを目的とするものである。

酸化亜鉛を主体としたバリスタ素子は、その優
れた電圧−電流特性と大きな雷サージ吸収能力を
持つことからギヤツプレス避雷器として各種電気
機器の保護に広く使用されている。このバリスタ
素子は通常の定格以内の印加電圧に対しては極め
て高いインピーダンスを呈し、絶縁物として動作
し、その洩れ電流はマイクロアンペアのオーダで
十分無視できる特性をもつている。しかし定格を
大きく越えたサージ電流が流入した場合、その電
圧−電流特性が劣化し、通常の印加電圧において
も大きな洩れ電流が流れ、バリスタ素子の発熱を
もたらす。この状態が長く続くと、バリスタ素子
はある時間内に熱暴走を生じ短絡破壊に至る。も
し短絡破壊が生じると、このバリスタ素子が接続
されている電源のヒユーズ、ブレーカ等を動作さ
せるなど他の機器に影響を与える。このような状
態を避けるため第１図に示すような構造をもつた
避雷器が製品化されている。この避雷器は、バリ
スタ素子へ洩れ電流が流入し、規定値以上にバリ
スタ素子の温度が上昇すると、バリスタ素子が短
絡破壊するより前に避雷器の内部回路を開路しよ
うとするものである。

即ち、第１図において、１は円板状或は円柱状
のバリスタ素子で、その両面には銀電極２，２′
が焼き付けられている。電極２には図示せざるス
プリング等によつて第１の電極板３が圧接され、
これから延長される導線によつて配電線の一端に
避雷器の１つのターミナルとして接続される。他
方の電極２′には中央部にさらもみ形状の貫通穴
５を有する第２の電極板４が圧接されている。こ
の第２の電極板４の貫通穴５には金属棒６の先端
部が挿入され、さらもみ状の穴の中で低融点合金
７で半田付けされている。この低融点金属の共晶
温度は通常130〜190℃程度である。第２の電極板
４の背面にはフランジをもつた電気絶縁物８が重
ねられ、金属棒６はこの絶縁物８を貫通し、その
他端に埋込まれた樹脂成型体１２と絶縁物８との
間に介在するスプリング９によつて常時金属棒を
電極板４から引離す方向に力が加えられている。
絶縁物８は第２の電極板４とスプリング９を絶縁
し、且つ金属棒６を第２の電極板４に低融点合金
で半田付けするときのストツパの役目をしてい
る。又、一端をアース端子１１に接続した可撓導
線１０が金属棒６の端部に接続されている。

上述の構造の避雷器で、バリスタ素子が劣化す
ると、その洩れ電流によつて素子１が発熱し、そ
の熱が第２の電極板４を介して低融点合金７に伝
わる。そしてその温度が低融点合金７の融点を越
えると、半田付け部は溶融し、第２の金属板４と
金属棒６との間の拘束力はなくなり、予めスプリ
ング９によつて加えられていた引離し方向の力に
よつて金属棒６と電線１０及び樹脂成型体１２は
下方へ移動し、第２の電極板４と金属棒６は切離
され、第１の電極板３とアース端子１１の間は開
路状態となる。

この機構において重要な作用をなすのは低融点
合金７による半田付け部である。この部分の拡大
図を第２図に示す。通常この半田付けは半田ごて
を用いて行なわれるが、この半田付け作業の際、
溶融した低融点合金からさらもみ状貫通穴の径の
大きい開口端部の外側に付着し、第２の電極板４
の放熱特性が大きい場合、溶融した低融点合金７
の表面張力が十分でなく、さらもみ部と第２の電
極板の平面の境に図に示すようなリング状の凸部
１３を生じる。この凸部１３は第２の電極板４の
平面部より僅かながら突出しているため、その上
に圧接されるバリスタ素子１の電極２′と第２の
電極板４との密着度が十分でなく、結果的にバリ
スタ素子１より第２の電極板４へ伝わる熱伝導が
悪くなり、又サージ電流が流れた時、凸部１３の
みを通じて電流が流れるため、バリスタ素子１に
均等に電流が流れない、又不完全接触により電極
２′と電極板４の間にアークが発生するなどの問
題が生じる。

本考案は、第２の電極４のさらもみ形状の穴５
の構造に工夫を加えて上述のような問題点を解決
しようとするものである。

第３図は本考案の一実施例の要部断面図を示
す。本考案では上述の第１図について説明したよ
うな避雷器において、第２の電極板４に設けたさ
らもみ形状の貫通穴５のバリスタ素子に面した側
の径の拡がつた開口端部の外側にさらもみ状の穴
と同心で、さらもみ状の穴の最大径より大なる径
の座ぐり１４を施こすものである。この座ぐり１
４の深さは、低融点合金によるはんだの凸部１３
の高さよりも大きければよい。このような座ぐり
１４を設けることにより、半田の凸部１３が直接
電極２′に触れることがなく、電極２′と第２の電
極板４との間に良好な圧接状態が得られる。

以上のように本考案は、金属棒６が貫通した電
極板４のさらもみ状の貫通穴５のバリスタ素子に
近い端部の外側に、さらもみ状貫通穴と同心で、
貫通穴の最大径より大なる径の座ぐり１４を施こ
し、且つこの座ぐりの深さをさらもみ状貫通穴に
低融点合金を充填する時、さらもみ状貫通穴の周
縁部に生じる低融点合金の凸部の高さより深くし
たもので、このような構成とすることにより、バ
リスタ素子１と電極板４との間の熱伝導特性を良
くし、サージ電流のバリスタ素子への電流分布を
均等にし、且つ電極２′と第２の電極板４との間
の空隙にアークが発生するのを防止して、避雷器
の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の避雷器の開放機構を示す断面
図、第２図はその要部である金属棒の半田付部の
拡大断面図、第３図は本考案の実施例の要部断面
図である。 １……バリスタ素子、２，２′……電極、３，
４……電極板、５……貫通穴、６……金属棒、７
……低融点合金、９……スプリング、１１……ア
ース端子、１３……凸部、１４……座ぐり部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 酸化亜鉛バリスタ素子にさらもみ状の貫通穴を
   有する電極板を電気的及び熱的に伝導関係に当接
   し、前記貫通穴にスプリングで引離す方向に力を
   加えた金属棒の先端を挿通して金属棒の先端と電
   極板とを貫通穴に充填した低融点合金にて接合
   し、前記バリスタ素子の温度上昇によつて前記低
   融点合金を溶融させて前記電極板と金属棒とを切
   離す機構を具えた避雷器において、前記電極板の
   さらもみ状貫通穴のバリスタ素子に近い径の拡が
   つた端部の外側にさらもみ状貫通穴と同心で、貫
   通穴の最大径より大なる径の座ぐりを施こし、且
   つこの座ぐりの深さをさらもみ状貫通穴に低融点
   合金を充填する時、さらもみ状貫通穴の周縁部の
   外側に生じる低融点合金の凸部の高さより深くし
   たことを特徴とする避雷器の開放機構。