JPH0224921A - 避雷碍子 - 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］ この発明は、送電線路あるいは配電線路に雷サージ電流
が流れた場合に、それを大地へ速やかに放電すると共に
、その後に発生する続流電流を抑制遮断することができ
る避雷碍子に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の避雷碍子としては、例えば、特開昭６１
−１５１９１３号公報や、特開昭６１−２４３６１５号
公報等に示された構成のものが知られている。この従来
構成においては、放圧孔を有する耐圧絶縁筒の両端部に
接地側及び課電側の電極金具が嵌合固定されると共に、
耐圧絶縁筒の内部にその内周面と所定の間隙をもって電
圧−電流特性が非直線性の限流素子が収容され、前記両
電極金具と限流素子の両端部とが電気的に接続され、前
記耐圧絶縁筒の外周に絶縁外套体が被覆されると共に、
前記間隙内に絶縁充填材が収容されている。

このように構成された避雷碍子において、想定を越える
大きな雷サージ電流が限流素子に印加されて、その限流
素子が導通状態になり、あるいは限流素子の外表面で閃
絡か生じた場合には、このときに発生する高温のアーク
によって絶縁充填材が熱分解されてガス化し、そのガス
がアークの通路及び限流素子と絶縁充填材の界面との微
小間隙に封じ込まれた状態になって極めて高圧になる。

そのために、従来の避雷碍子においては、耐圧絶縁筒が
ＦＲＰ等の耐圧強化樹脂により形成され、その強度が放
圧孔の形成に伴う強度低下を考慮しても２．０００１ｑ
ｒ／−以上あって、１００１ｑｒ／ｃ＋ｆｌ程度の強度
を有する絶縁充填材や絶縁外套体との間に大きな強度差
が生じるように構成され、前記の高圧カスが耐圧絶縁間
に形成された放圧孔のほぼ中心位置で、絶縁充填材及び
絶縁外套体を破裂させて外部に放出されるようになって
いた。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この従来の避雷碍子においては、前記耐圧絶
縁筒と限流素子との間の間隙内に収容された絶縁充填材
の硬度が特定されていないため、硬度の高い絶縁充填材
が使用されている場合には、前記高圧ガスの発生時に絶
縁充填材が耐圧絶縁筒の放圧孔側へ容易に変形されず、
内部ガス圧の異常な上昇により耐圧絶縁筒が破壊されて
、限流素子が損傷飛散するおそれがあるという問題点が
あった。

又、前記従来の避雷碍子においては、高温のアークによ
り絶縁充填材が熱分解されてガス化する際、完全にガス
化しないでカーボン化した熱分解生成物が生じ、その熱
分解生成物により導電路が形成されて、続流の遮断不能
に陥る危険があるという問題点があった。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に
着目してなされたものであって、想定を越える大きな雷
サージ電流が限流素子に印加され、そのときに発生する
高温のアークにより絶縁充填材が熱分解してガス化し、
耐圧絶縁筒の内部圧力が急激に上昇することがあっても
、耐圧絶縁筒が破壊されることがなく、限流素子が損傷
飛散するおそれを確実に防止することができる避雷碍子
を提供することを目的としており、さらに、前記高温の
アークにより絶縁充填材が熱分解される際に発生するカ
ーボン化した熱分解生成物がそのまま残留することがな
く、熱分解生成物による導電路の形成で、続流の遮断不
能に陥る危険を確実に防止することができる避雷硝子を
提供することを目的としている。

し課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の避雷碍子にお
いては、耐圧絶縁間とｒ＠流流子子の間の間隙内に収容
された絶縁充填材を、スプリング硬度が７５Ｈｓ　（Ｊ
ＩＳ　　Ａ）以下のゴム状弾性体で構成したものである
。

又、前記ゴム状弾性体としては、三水和アルミナを重量
比で２０〜５０％含むものを使用するとよい。

し作　用］ 上記のように構成された避雷碍子において、想定を越え
る大きな雷サージ電流か限流素子に印加され、そのとき
に発生する高温のアークにより絶縁充填材が熱分解して
ガス化し、耐圧絶縁筒の内部圧力が急激に上昇した場合
、スプリング硬度の低いゴム状弾性体にて構成されてい
る絶縁充填材が耐圧絶縁筒の放圧孔に向かって容易に変
形され、その放圧孔のほぼ中心位！付近で絶縁充填材及
び絶縁外套体が破裂されて、高圧のガスが外部に放出さ
れる。従って、耐圧絶縁筒が破壊されて、限流素子が損
傷飛散するおそれは全くない。

又、前記高温のアークにより絶縁充填材が熱分解されて
ガス化する際、完全にガス化しないでカーボン化した熱
分解生成物が生じた場合、そのカーボン生成物は絶縁充
填材に含有された三水和アルミナの触媒作用により酸化
されて減少されると共に、結晶水の放出により水蒸気流
が生じ、その水蒸気流により残りのカーボン生成物ら避
雷碍子の内部から外部に排出される。従って、カーボン
生成物に基づ（導電路の形成によって、続流の遮断不能
に陥る危険は全くない。

［実施例］ 以下、この発明を具体化した避雷碍子の一実施例を、図
面に基づいて詳細に説明する。

第１図に示すように、耐圧絶縁筒１はＦＲＰ等の耐圧強
化樹脂により円筒状に形成されている。

円筒状をなす接地側の電極金具２は接着剤３により耐圧
絶縁筒１の上端外周部に気密的に嵌合固定され、その外
周面には図示しない鉄塔の支持アーム上の取付アダプタ
に装着するためのフランジ部２ａが一体に突出形成され
ている。有底円筒状をなす課電側の！極金具４は接着剤
５により耐圧絶縁筒１の下端外周部に気密的に嵌合固定
され、その下面には図示しない送電線側に設けられた課
電側のアークホーンと所定の気中放電間隙をもって対向
するように、接地側のアークホーンを取着するためのブ
ラケット４ａが一体に突出形成されている。

嵌合筒部４ｂは前記課電側の電極金具４の内底面に形成
され、その内部には課電側の導電金具６か嵌合固定され
ている。電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材と
する複数の限流素子７は直列に積層した状態で課電側の
導電金具６上に載置され、前記耐圧絶縁筒１の内部にそ
の内周面と所定の間隙をもった状態で収容されている。

有底円筒状をなす接地側の導電金具８は限流素子７の上
端面に支持され、この導電金具８によってバネ受けが兼
用されている。

締付はリング９は前記接地側の電極金具２の内周面に設
けられたネジ部２ｂに螺合され、その内部には中間導体
１０が嵌合されている。通電用のシャント１１を有する
コイル状のバネ１２は前記接地側の導電金具８と中間導
体１０との間に介装され、このバネ１２の作用により限
流素子７が課電側及び接地側の導電金具６．８間におい
て所定の押圧力で挟持されている。

第１図〜第３図に示すように、複数の放圧孔１ａは前記
耐圧絶縁筒１の周面に所定間隔をおいて形成され、円形
状又は長孔状になっている。絶縁外套体１３は耐圧絶縁
筒」の外周に被覆モールドされ、その外周面には多数の
絶縁ひだ１３ａが一体に設けられている。そして、この
絶縁外套体１３は前記両ｔｊｆｌ金具２，４の外周面上
に延在するように形成され、電極金具２．４との間の気
密性の向上か図られている。又、絶縁外套体１３は■圧
絶縁筒１上の各放圧孔１ａ内にも進入して形成されてい
る。

絶縁密閉＃、１４は前記絶縁外套体１３のモールドに際
して、接地側の電極金具２上に被覆モールドされ、この
絶縁密閉体１４によって接地側の電極金具２の上端開口
部か密閉されている。絶縁充填材１５は絶縁密閉体１４
のモールド時に、締付はリング９の外周に設けられた通
路９ａを通って。

耐圧絶縁筒１の内周面と限流素子７の外周面との間の間
隙内に注入され、その間隙を塞ぐようにモールドされて
いる。

そして、この実施例においては、前記絶縁外套体１３か
スプリング硬度８０Ｈｓ（ＪＩｓ　　Ａ）以下のゴム状
弾性体で構成され、絶縁密閉体１４及び絶縁充填材１５
がスプリング硬度７５Ｈｓ（ＪＩＳ　　Ａ）以下のゴム
状弾性体で構成されている。なお、この絶縁外套体１３
のスプリング硬度は５０〜８０Ｈｓの範囲内で、絶縁密
閉体１４及び絶縁充填材１５のスプリング硬度は４０〜
７０Ｈｓの範囲内で設定するのが好ましい。又、この実
施例では、特に前記絶縁密閉体１４及び絶縁充填材１５
のゴム状弾性体に、含水無機化合物としての三水和アル
ミナが重量比で２０〜５０％均質に分散含有されている
。

なお、避雷碍子は一般に２０〜３０年の長期の耐久信顆
性が要求されるため、前記絶縁外套体１３、絶縁密閉体
１４及び絶縁充填材１５のゴム弾性体としては、耐候性
に優れたシリコンゴム−ＥＰＭ、ＥＰＤＭ、クロルスル
フォン化ポリエチレン（Ｃ３Ｍ）、ふっ素ゴム（ＦＰＭ
）　、エチレンプロピレンゴム等の内から適宜に選択し
て使用するのが好ましい。又、特にエチレンプロピレン
ゴムを使用した場合には、重量比で０．０２〜０．０５
％のビニルトリエトキシシラン又はメルカプトプロピル
トリメトキシシランと、重量比で０．０３〜０．１５％
のカーボンとを均質に分散含有させるのが好ましく、こ
のようにすれば−層優れた耐候性を示すものとなる。

次に、前記のように構成された避雷碍子について作用を
説明する。

さて、この避雷碍子を鉄塔に装着した状態において、送
電線に雷サージ電流が流れると、その電流は図示しない
送電線側のアークホーンから避雷碍子側のアークホーン
にフラッシュオーバされ、課電側のｔｆ！金具４、課を
側の導電金具６、限流素子７、接地側の導電金具８、シ
ャント１１、中間導体１０及び締付はリング９を介して
接地側の電極金具２に流れ、さらに、図示しない取付ア
タプタを介して鉄塔に流れて大地に放電される。そして
、その後に生じる続流は前記アークホーンと限流素子７
とによって抑制遮断される。

又、この避雷碍子において、想定を越える大きな雷サー
ジ電流が限流素子７に印加されて、その限流素子７が導
通状態になり、あるいは限流素子７の外表面で閃絡が生
じた場合には、このときに発生する高熱あるいは高温の
アークによって絶縁充填材１５が熱分解されてガス化し
、そのガスがアークの通路及び限流素子７と絶縁充填材
１５の界面との微小間隙に封じ込まれた状態になって、
耐圧絶縁筒１の内部圧力が急激に高まる。

ところが、この実施例においては、絶縁充填材１５がス
プリング硬度の低いゴム状弾性体にて構成されているた
め、その絶縁充填材１５が高圧ガスにより耐圧絶縁筒１
の放圧孔１ａに向がって変形されて、高圧ガスの存在す
る空間が一時的に拡大され、耐圧絶縁筒１に掛かるガス
圧力が低減されて、高圧ガスが一時的に内包される。そ
の後、機械的強度の低い耐圧絶縁ｌ！？ｉｌの放圧孔１
ａのほぼ中心位置付近において、絶縁充填材１５及び絶
縁外套体１３が破裂され、高圧ガスが外部に放出される
。従って、耐圧絶縁筒１が破壊されされることはなく、
限流素子７が損傷飛散するおそれを確実に防止すること
ができる。

又、この実施例の避雷碍子においては、絶縁充填材１５
のゴム弾性体に三水和アルミナか重量比で２０〜５０％
含有されているなめ、前記高熱あるいは高温のアークに
より絶縁充填材１５が熱分解されてガス化する際、完全
にガス化しないでカーボン化した熱分解生成物が生じた
場合でも、その生成カーボンは三水和アルミナの触媒作
用により酸化されて減少されると共に、結晶水の放出に
より水蒸気流が生じて、その水蒸気流により残りの生成
カーボンも避雷碍子の内部から外部に排出される。従っ
て、生成カーボンに基づく導電路の形成によって、続流
の遮断不能に陥る危険を未然に防止することができる。

なお、この発明は前記実施例の構成に限定されるもので
はなく、例えば、絶縁外套体１３、絶縁密閉体１４及び
絶縁充填材１５を、スプリング硬度が７０Ｈｓ　（ＪＩ
Ｓ　　Ａ）程度の同一硬度のゴム弾性体により一体的に
形成する等、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で、各
部の構成を任意に変更して具体化することも可能である
。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように構成されているため、
次のような効果を奏する。

耐圧絶縁筒と限流素子との間の間隙内に収容されな絶縁
充填材を、スプリング硬度が７５Ｈｓ（ＪＩＳ　　Ａ）
以下のゴム状弾性体で構成することにより、想定を越え
る大きな雷サージ電流が限流素子に印加され、そのとき
に発生する高温のアークにより絶縁充填材が熱分解して
ガス化し、耐圧絶縁筒の内部圧力が急激に上昇すること
があっても、耐圧絶縁筒が破壊されることがなく、限流
素子が損傷飛散するおそれを確実に防止することができ
る。

又、前記絶縁充填材のゴム状弾性体として、水和アルミ
ナを重量比で２０〜５０％含有するものを使用すること
により、前記高温のアークにより絶縁充填材が熱分解さ
れる際に発生するカーボン化した熱分解生成物がそのま
ま残留することがなく、熱分解生成物による導電路の形
成で、続流の遮断不能に陥る危険を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した避雷碍子の一実施例を示
す半断面図、第２図は耐圧絶縁筒の部分斜視図、第３図
は第１図のＡ−Ａ線における断面図である。 １・・・耐圧絶縁筒、１ａ・・・放圧孔、２・・・接地
側の電極金具、４・・・課電側の電極金具、７・・・限
流素子、１３・・・絶縁外套体、１５・・・絶縁充填材
。 特許出願人　　　　　日本碍子　株式会社代理人　　　
　　弁理士　　恩１）博宣第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．放圧孔（１ａ）を有する耐圧絶縁筒（１）の両端部
   に接地側及び課電側の電極金具（２，４）を嵌合固定す
   ると共に、耐圧絶縁筒（１）の内部にその内周面と所定
   の間隙をもって電圧−電流特性が非直線性の限流素子（
   ７）を収容し、前記両電極金具（２，４）と限流素子（
   ７）の両端部とを電気的に接続し、前記耐圧絶縁筒（１
   ）の外周に絶縁外套体（１３）を被覆すると共に、前記
   間隙内に絶縁充填材（１５）を収容してなる避雷碍子に
   おいて、 前記絶縁充填材（１５）を、スプリング硬度が７５Ｈｓ
   （ＪＩＳ　Ａ）以下のゴム状弾性体で構成したことを特
   徴とする避雷碍子。
2. ２．前記ゴム状弾性体は、三水和アルミナを重量比で２
   ０〜５０％含むことを特徴とする請求項１記載の避雷碍
   子。