JPH0224364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は避雷器、特に非直線抵抗素子の支持構
造に関する。

〔発明の背景〕 一般の避雷器は、放電特性を有するギヤツプと
特性要素との直列接続体から構成されている。特
性要素としては、SiC粒子の接触抵抗の非オーム
性を利用している。

これに対し、従来の直列接続体の相方の特性を
持つ酸化亜鉛焼結体を用いた避雷器が開発され
た。この酸化亜鉛焼結体は、、ZnOと小量の
Bi₂O₃、CoO、MnO、Sb₂O₃、Cr₂O₃等から成る
混合粉体を気中で焼成して得られる。

この種非直線抵抗を用いた避雷器を第１図に示
す。

碍管３内に複数の非直線抵抗素子１を段積み
し、素子群の両端に設けた接続板４間を絶縁支持
棒２によつて連結して、素子群を支持固定してい
る。絶縁支持棒２は、第２図から解かるように素
子１の外側に３本配置されている。素子１間の接
触圧は、上部の端子板５と接続板４間のばね６に
よつて与えられている。

素子１は、成形、焼成、表面コーテイング等の
条件から、通常第３図に示すように円板として製
作されている。このため、従来の避雷器は、素子
１の外側に絶縁支持棒２を配置する構成をとつて
いる。この構造において接続板４の外径Ｌは、素
子１の外径をａ、絶縁支持棒２の外径をｂ、素子
１と絶縁支持棒２間の絶縁距離をｃとする時、 Ｌ≧ａ＋2b＋2c ………(1) となり、避雷器の耐汚損設計上重要である寸法l₁
（碍管３と接続板４間の距離）を大きくとれず、
汚損時の碍管表面電位分布の変動を受けやすく、
避雷器の動作開始電圧が低下する欠点があつた。

また、碍管３に代えて金属容器を用いた避雷器
も知られている。この種の避雷器において、第１
図の如き構成をとつた場合、接続板４によつて直
径の大きな金属容器が必要となる。

また、いずれの型の避雷器においても、素子１
の外側に複数本の絶縁支持棒２を用いるため、構
造が複雑となつていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、冷却効果が良好で、しかも素
子の支持構造を簡単にして密閉容器の径を縮小し
た避雷器を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、中心部に貫通孔をもつ環状円板体と
して素子を構成し、貫通孔に挿入した絶縁支持棒
によつて、積層した素子を支持し、これを両端を
端子板によつて封じた碍管内に配置するようにし
たものである。各素子は積層方向の両端面にメタ
リコン層を有するが、このメタリコン層は、貫通
孔より大きな内径と素子の外径より小さな外径を
もつように設けられ、各素子と絶縁支持棒との間
に連続した空隙を作つたり、素子の支持構造の改
善によつて、素子の支持構造は著しく簡単となる
ばかりか冷却も良好にでき、接続板も素子と同程
度かあるいはそれ以下の径とすることができ、密
閉容器の径を縮小することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す各実施例によつて説
明する。

碍子型避雷器を示す第４図では、碍管３内に特
性要素としての酸化亜鉛焼結素子等の非直線抵抗
素子１０を収納している。素子１０は第６図に示
すように、中心部に貫通孔１０ｂを持つ環状円板
体であり、積層方向の両端面にはそれぞれメタリ
コン層１０ａが設けられている。このメタリコン
層１０ａは、素子１０の外径より小さな外径を有
し、また素子１０の内径より大きな内径を有して
おり、両者の径差は１〜２mm程度であり、これに
よつて後述する効果を達成する。

このような構成の素子１０は、第４図及び第５
図に示す如く碍管３の下端子板１４へ支持固定し
た絶縁支持棒１１へその貫通孔１０ｂを挿入して
積層されている。積層された素子１０の上端には
接続板１２が配置され、接続板１２と碍管３の上
端子板１５間に介在した加圧ばね１３によつて、
各素子間に接触圧が与えられている。素子１０の
上端は、碍管３の内面に接触したプレスボード等
の絶縁支持体１６を接続板１２へ固定することに
よつて支持されている。

接続板１２は、絶縁支持棒１１から独立してい
ても良いし、また絶縁支持棒１１の上端に取り付
けた端金具によつて、上方と径方向の移動を規制
しても良い。絶縁支持体１６は、環状であつても
良いし、また周方向に複数設けた板状のものでも
良い。

このように、素子１０の貫通孔内に絶縁支持棒
１１を設けることによつて、接続板１２の外径
は、素子１０外径と同等もしくはそれ以下にする
ことができる。従つて、素子１０と碍管３の内面
間の漂遊容量を小さくでき、避雷器としての耐汚
損性能を向上することができる。また、素子１０
を環状とすることによつて、表皮効果から大電流
通電が可能となり、同一電流では素子１０の外径
は従来と同等にすることができる。

その上、本発明に用いる環状の素子１０は、そ
の積層方向両端面のメタリコン層１０ａの内径を
素子１０の内径より大きくしたため、素子１０の
沿面閃絡を有効に防止することができる効果があ
る。

絶縁支持棒１１への素子１０の挿入を容易にす
るためには、貫通孔１０ｂと絶縁支持棒１１の径
を適宜に定めると良い。例えば１mm程度の径差で
製作する。絶縁支持棒１１は、例えばFRP製と
すれば、その沿面耐圧は素子１０より高いので部
分的に接触しても問題ない。ただ両者間でコロナ
発生が問題となる時は、素子１０の貫通孔１０ｂ
の壁面に絶縁物をコーテイングしたり、あるい
は、両者間に絶縁筒を挿入して全長にわたつて均
一な間隙を形成すると良い。

本発明の異なる実施例の碍子型避雷器である第
７図は、第４図の絶縁支持棒１１の自由端（上方
端）を示し、他の部分は同一構成である。

上端子板１５の中央内面には凹状の受け部１５
ａが固定されている。絶縁支持棒１１は、下方で
下端板へ直接もしくは間接的に支持固定されて、
各素子１０の貫通孔内に挿入案内されている。ま
た、絶縁支持棒１１の上端は、素子１０および接
続板１２を貫通して導出されて、端部に端金具２
５が螺合されている。端金具２５は受け部１５ａ
へ嵌合しており、これによつて絶縁支持棒１１の
上端が支持されている。絶縁支持棒１１を直接受
け部１５ａへ嵌合しても良いが、端金具２５を密
接して設けて受け部１５ａへ嵌合するのが良い。

このように、絶縁支持棒１１を両端で支持する
結果、碍管３を横に配置することができ、また輸
送上の耐震強度も得られる。

接続板１２と上端子板１５間に配置した加圧ば
ね１３によつて、素子１０間に接触圧が与えられ
る。前述したように、素子１０と絶縁支持棒１１
間にコロナ発生防止用として、均一な間隙を形成
するのが望ましい。これは絶縁支持棒１１の両端
支持と、加圧ばね１３による素子１０の位置規定
によつて実現できるが、素子１０の数によつて、
上方部の素子１０の位置規定が難しい場合、第４
図の実施例と同様に、碍管３の内面に接触する絶
縁支持体１６を接続板１２へ固定すると良い。

この絶縁支持体１６については、第４図の場合
も同様であるが、接続板１２以外へ支持固定させ
ることもできる。例えば、素子１０間に端子板を
設けてメタリコン層間を接触させる実施例では、
端子板へ絶縁支持体１６を固定することができ
る。しかしながら、この場合の絶縁支持体１６を
固定する端子板は、図示の上方端部に位置するも
のとするのが良い。

また、このようにして素子１０と絶縁支持棒１
１間の軸方向に均一な間隙を形成することは、次
の実施例で述べるように、碍管を含む密閉容器内
に粘性のあるSF₆ガスを充填した場合特に有効で
ある。つまり、この間隙をガス流路として素子１
０の放熱を助ける。

この種避雷器は素子の温度上昇による劣化が問
題となる。このため、適切な冷却手段を設けるの
が望ましい。

上述したように本発明においては、素子１０の
貫通孔１０ｂを通した絶縁支持棒１１によつて素
子１０を支持しており、素子１０と絶縁支持棒１
１間に存在する軸方向の間隙により、煙突効果が
生じて対流が起こる。これによつて素子１０を冷
却することができる。しかし、上記間隙は主とし
て組立て作業の容易さと製作誤差から形成される
ため、必ず軸方向に連続しているとは限らない。
従つて、この効果を得るためには積極的に間隙を
形成しなければならない。また次の構成によつて
も、本発明の特徴を生かして素子１０の冷却効果
が得られる。

素子１０間の外部沿面閃絡を防止するために
は、素子１０の対向間に所定の間隙を形成するの
が良く、このため素子１０間に端子板が設けられ
る。そこで、この端子板に素子１０の半径方向に
貫通するスリツトや孔を形成する。これによる
と、素子１０と絶縁支持棒１１間は軸方向に不連
続な間隙であつても、端子板を介して並列的な流
路が複数形成される結果、部分的な複数の対流が
生ずる。この時、端子として放熱効果をもつよう
にしたり、冷却効果の大きな材料で造ると良い。

上記各実施例における絶縁支持棒１１として
は、中実でも中空でも良い。中空、すなわち絶縁
パイプの場合、その側壁に多数の孔を設けること
によつて、中空部内をガス流路とすることができ
る。また、端に中空部と中実部を有する１組の絶
縁棒を用い、素子１０の中間でこれらを嵌合して
１本の絶縁支持棒とすることもできる。また本発
明は、１本の絶縁支持棒１１によつて全ての素子
１０を支持したが、軸長が大きい場合、例えば第
８図の端金具２５より下方部までを１つのユニツ
トとすることにより、必要ユニツトを直列あるい
は並列に接続して構成できる。

また本発明は、対流を生じさせるための温度勾
配を与える手段として冷却装置を付加した避雷器
や、絶縁支持棒１１と素子１０間を流路とする強
制ガス循環装置を設けた避雷器とすることもでき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、素子を略環状円
板体とし、その中央の貫通孔を通して絶縁支持棒
を設け、これによつて素子の積み重ねたものを支
持し、しかも各素子は、その貫通孔の径より大き
な内径をもつメタリコン層を設けたため、沿面閃
絡を防止して上述の支持構造を可能にできるし、
各素子と絶縁支持棒間の軸方向の空隙を利用して
効果的に冷却を行なわせ、温度上昇による劣化を
防止できる。また、少なくとも素子の積み重ね体
の上端部に設ける接続板１２の外径の縮少によ
り、碍管と接続板間の漂遊容量を小さくして、電
気的性能を向上できるし、更には各素子の支持構
造を簡単にできる優れた効果を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の避雷器を示す縦断面図、第２図
は第１図の−線に沿つた断面図、第３図は第
１図の素子の斜視図、第４図は本発明避雷器の一
実施例を示す縦断面図、第５図は第４図の−
線に沿つた断面図、第６図は第４図の素子の斜視
図、第７図は本発明の避雷器の異なる実施例を示
す縦断面図である。 ３……碍管、１０……素子、１０ａ……メタリ
コン層、１０ｂ……貫通孔、１１……絶縁支持
棒、１２……接続板、１６……絶縁支持体、２５
……端金具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端を端子板によつて封じた碍管内に、直線
   的に積み重ねた複数個の素子を有し、加圧ばねに
   よつて各素子間の接触圧を与えた避雷器におい
   て、上記各素子は中央部に貫通孔をもつ略環状円
   板体とし、上記各素子の積み重ね方向両端面に、
   上記貫通孔の径より大きな内径をもつメタリコン
   層をそれぞれ設け、このメタリコン層によつて隣
   り合う上記素子間を電気的に接続し、上記各素子
   の貫通孔へ、少なくとも一端を支持固定した絶縁
   支持棒を挿入配置し、上記各素子と上記絶縁支持
   棒との間に、上記絶縁支持棒の軸方向に連続した
   空隙を形成したことを特徴とする避雷器。 ２ 両端を端子板によつて封じた碍管内に、直線
   的に積み重ねた複数個の素子を有し、加圧ばねに
   よつて各素子間の接触圧を与えた避雷器におい
   て、上記各素子は中央部に貫通孔をもつ略環状円
   板体とし、上記各素子の積み重ね方向両端面に、
   上記貫通孔の径より大きな内径をもつメタリコン
   層をそれぞれ設け、このメタリコン層によつて隣
   り合う上記素子間を電気的に接続し、少なくとも
   一端を支持固定した絶縁支持棒を上記各素子の貫
   通孔へ挿入配置し、上記各素子と上記絶縁支持棒
   との間に、上記絶縁支持棒の軸方向に連続した空
   隙を形成し、上記絶縁支持棒の他端側に、上記碍
   管の内面に接触すると共に上記他端側の端部に位
   置する上記素子を支持する絶縁支持体を設けたこ
   とを特徴とする避雷器。 ３ 上記特許請求の範囲第２項記載のものにおい
   て、上記絶縁支持棒の他端側端に位置する上記素
   子に接続板を接合し、この接続板と一方の上記端
   子板間に上記加圧ばねを設け、上記接続板へ上記
   絶縁支持体を固定した避雷器。