JPH03165479A - 避雷器の故障動作装置 - 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、避雷器の故障時、避雷器の電路からのｌ；
ｌｌ離しゃ故障表示を行う故障動作装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第７図は例えば特開昭５５−９５２８４号公報に開示さ
れたこの種従来の避雷器およびその切離し装置の設置状
況を示す構成図で、図において、（１）は送電鉄塔のア
ーム、（２Ｊはその上端がアーム（１）に取付けられた
避雷器で、その下端には切離し装置（３）が設けられて
いる。（４）はアーム（１）に取付けられた懸垂碍子で
、送電線（５１を支持しており、この送電線（５１と切
離し装置（３）とは接続電線（６）で接続されている。

第８図は避雷器（２）および切離し装置（３）の内部構
造を示す断面図、第９図は避雷器（ａと懸垂碍子（４）
とを静電容量で模擬して示した電気的な等価回路図であ
る。図において、（７）は避雷器（２の碍管（８）の内
部に収容されたＺｎＯ素子、（９）は碍管（８）の下端
を閉塞する導電性のフランジで、その上面はＺｎＯ素子
（７）と電気的に接触するとともに、その下面中央には
後述するギャップを構成するための曲面（９ａ）が形成
されている。ＱＯＩは絶縁筒（１１）を介してフランジ
（９）の下面に取付けられた絶縁口［（１２）の中央に
取付は固定された電極で、その上端の曲面部とフランジ
（９）の曲面（９ａ）とでギャップ（１３）を構成して
いる。（１４）は絶縁筒（１１）の内部に収容されたり
アクドルで、その一端はフランジ（９）に電気的に接続
され、他端はｔ！１．述する可溶線に接続されている。

そして、ギャップ（１３）とりアクドル（Ｉ４）とによ
りギャップ部（１５）を構成する。

（１６）は絶縁筒（１７）を介して絶縁円板（１２）の
下面に取付けられた導電性のフランジで、その下面は接
続電線（６）と電気的に接続されている。（１８）はり
アクＩ・ル（１４）とフランジ（Ｉ６）との間に接続さ
れた可溶線、（１つ）は断路部で、電極０■とフランジ
（１６）との間に挿入された圧縮バネ（２０）、この圧
縮バネ（２０）の下端をフランジ（１６Ｊに固定する止
め一５Ａ（２＋）および電極００）とフランジ（１６）
とを電気的に接続するシャント（２２）から構成されて
いる。そして、可溶線（１８）と断路部（１９）とで切
離し部（２３）を構成し、更に、この切離し部（２３）
と先のギャップ部（１５）とで故障動作装置としての切
離し装置（３）を構成する。

次に動作について説明する。先ず、送電線（５１に雷イ
ンパルスが印加されて避雷器（２）がその本来の保護動
作を行う場合を想定すると、ここではその周波数が瘉め
て高いため、リアクトル（１４ンのインピーダンスが大
きくなり、ギャップ（１３）は高電圧が印加されて直ち
に放電する。この結果、送電線（５）からの雷電流は、
接続電線（６）→フランジ（１６）　−シャント（２２
）→電極００）→ギャンブ（１３）−フランジ（９）→
ＺｎＯ素子（７）と流れ、リアクトル（１４）従って可
溶線（Ｉ８）にはほとんど流れず、上述の通り避雷器（
２）はその本来の保護動作を行う訳である。次に、避雷
器（２）のＺｎ○素子（７）に異常が発生しこれに商用
周波数の故障電流が流れた場合を想定すると、その周波
数は低くリアクトル（１４）のインピーダンスも小さく
なるので、ギャップ（１３）は印加電圧が低いため絶縁
状態を維持する結果、故障電流はりアクドル（１４）従
って可溶線（１８）に流れることになる。この状態で所
定時間が経過すると、可溶線（１８）が溶断してこの部
分にアークが発生して切離し部（２３）の絶縁筒（１７
）内の圧力が息激に上昇し、やがて絶縁筒（１７）が破
壊する。この結果、圧縮バネ（２０）によって断路部（
１つ）が開極し、避雷器（２を送電線（町から速やかに
切離すことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、避雷器には雷インパルスは勿論、峻度の比較
的低い開閉サージに対しても電圧を抑制する保護性能が
要求される。しかるに、従来の避雷器の切離し装置は以
上のように構成されているので、開閉サージ印加時には
、可溶線（１８）へも多少の電流が流れ、これが無視で
きない場合がある。

そして、これを考慮して、開閉サージ印加時の可溶線（
Ｉ８）の溶断を防止するためその太さを増大させると、
避雷器故障時の溶１新およびそれに続く切離し動作が不
安定になるという問題点があった。

また、切離し動作により、装置の一部が飛散するので安
全上好ましくないという問題点もあった。

この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、雷インパルスや開閉サージの電流に対しては
動作せず、避雷器異常時の交流故障電流に対して確実に
動作し、また安全性も硲保することができる避雷器の故
障動作装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る避雷器の故障動作装置は、１次コイルが
避雷器と直列に接続された可飽和形変流器、この可飽和
形変流器の２次コイルに接続された励磁コイル、この励
磁コイルの作る磁束による電磁力で移動する可動部、お
よびこの可動部が所定の変位を移動することにより係止
が解除されて所定の駆動動作を行う駆動部を備えたもの
である。

〔作　　用〕

可飽和形変流器はその鉄心が飽和することにより、１次
コイルの電流にかかわらずその２次コイル、従って励磁
コイルの電流はほぼ一定の大きさとなる。この結果、雷
インパルス、開閉サージ印加時と避雷器故障時とにおけ
る上記励磁コイルの電流は、その継続時間の差で峻別さ
れることになる。即ち、前者の場合は、電流継続時間が
短く可動部の移動量が少ないので駆動部の係止はｆ、ｆ
ｆｌ持される。これに対し、後者の場合は、電流継続時
間が長く、可動部の移動量が所定の変位を越え、この結
果、係止が解除されて所定の駆動動作がなされる。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の一実施例による避雷器の切離し装置
を示す断面図、第２図はその等価回路図、第３図はその
設置状況を示す構成図である。図において、（２４）は
導電性の取付は蓋で、図示は省略しているが、この上面
に位置する避雷器（２）の碍管（８）の下端を閉塞する
とともに碍管（８）内に収容したＺｎＯ素子ａ）と電気
的に接触している。（２５）は段１寸の円筒状に形成さ
れた導電性のケースで、その」一端は取付けｕ　（２４
＞の下面に固着されかつ後述の可飽和形変流器の１次コ
イルを構成している。

（２６）はケース（２５）の上部外周に配置された環状
の鉄心、（２７）はこの鉄心（２６）に巻回された２次
コイルで、１次コイルとしてのケース（２５）と鉄心（
２６）および２次コイル（２７）とで可飽和形変流器（
２８）を構成する。（２９）は鉄心（２６）と２次コイ
ル（２７）とを−（。仁１ヒモールドして取付け！（２
４）およびケース（２５）に固着しているモールド樹脂
である。

（３０）はケース（２５）の上部内周に図示しない支持
部材で固定された励磁コイルとしてのソレノイドで、そ
の両端はリード線（３１）を介して可飽和形変流２Ｈ（
２８）の２次コイル（２７）の両端に接続されている。

また、この２次コイル（２７）と並列に保護ギャップ（
３２）が接続されている。（３３）は取付は蓋（２４）
に固定されソレノイド（３０）と同心状に配置された支
持材、（３４）は支持材（３３）の下端に固着された段
付円筒状の接続器で、その下端近傍には周方向に沿って
所定の間隔で穴が形成されこの各人にボールベアリング
（３５）が挿通可能になっている。（３６）はソレノイ
ド（３０）と支持材（３３）との隙間に昇降可能に挿入
された円筒状の可動部としての可動鉄心、（３７）は可
動鉄心（３６）の下端に固着され可動鉄心（３６）と一
体となって昇降する円筒状の留め金具、（３８）は支持
材（３３）と留め金Ｆ、（３７）との間に挿入された第
１のバネである。

（３つ）はケース（２５）の下面中央に設けられた開口
を貫通し送電線（（５）からの接続電線（６）に接続さ
れた接続金具で、接続器（３４）に１．ｐし込まれたそ
の頭部には、上方へいくに従いその径寸法が増大するテ
ーパ部（３９ａ）が形成されており、このテーバ部Ｄ９
ａ）がボールベアリング（３５）と当接して接続金具（
３つ）を機械的に係止しその落下を阻止している９（４
０）は支持材（３３）と接続金具（３つ）との間に挿入
された第２のバネ、　（４１）は昇降可能な接続金具（
３９）に摺動してケース（２５）との電気的接触を確保
する接触子、（４２）はケース（２５）の開口および接
触子（４１）の部分を密閉するための底蓋で、シール材
（４２ａ）で取付けられている。そして、接続ＨＨ３４
）ボールベアリング（３５１，留め金具（３７）および
接続金具（３９）により駆動部（４３）を構成する。

次に動作について説明する。送電線（５）からの電流は
、接続金具（３９）→接触子（４１１＝ケース（２５）
−・取付は蓋（２４）−避雷器（２］の経路で流れ、こ
こでケース（２５）は可飽和形変流器（２８）の１次コ
イルを構成しているので、上記電流により可飽和形変流
ご；（２８）の２次コイル（２７）に電圧が誘起されリ
ード線（３１）を介してソレノイド（３ｏ）に電流が流
れて磁束が発生する。ソレノイド（３ｏ）の発生する磁
束によって可動鉄心（３６）には上向き（ソレノイド（
３ｏ）に引き込まれる方向）に電磁力Ｆが加わる。この
電磁力Ｆが第１のバネ（３８）による下向きのカと接続
金具（３９）の荷重とのｈカより大きいと可動鉄心（３
６）は電磁力Ｆの方向に変位移動する。

ここで、電磁力Ｆはソレノイド（３０）に流れる電流の
大きさに比例する。ところで、可飽和形変流）３（２８
）の鉄心（２６）は第４図に示す磁気特性を有しており
、１次コイルの電流が低いレベルで鉄心（２６）は飽和
し１次コイルの電流がそれ以上となっても２次コイル（
２７）、従ってソレノイド（３０）に流れる電流はほぼ
一定となる。なお、第４図において、１］はケース（２
５）を流れる電流による磁界の強さを示し、Ｂは鉄心（
２６）に生じる磁束密度を示す。

そして、磁束密度Ｂの飽和点に対応する磁界の強さＨ［
が交流故障電流値に相当するよう、鉄心（２６）の諸元
を設定する。

従って、可動鉄心（３６）に加わる電磁力Ｆ自体の大き
さは避雷器（ａに流れる電流の大きさにかかわらずほぼ
一定となり、可動鉄心（３６）の変位Ｕは主にその電流
が通電する継続時間の長短に依存することになる。

第５図はこの電流の継続時間と可動鉄心（３６）の変位
Ｕとの関係を示すものである。そして、雷インパルスや
開閉サージ電流の継続時間領域（０≦ｔ≦ｔｓ）に比較
して避雷器Ｆ２）異常時における商用周波数の故ＩＩＩ
電流の継続時間の最短時間ｔｃは十分長く（通常ｔｓは
２　ｍ５ｅｃ程度以下でｔｃは］０ｍ５ｅｃ程度以上で
ある）、この時間ｔｃに対応する可動鉄心（３６）の変
位を駆動部（４３）の動作変位レベルｕｃに設定してお
くことにより、避雷器（２）の異常を峻別して確実な切
離しの動作が達成される。

即ち、第１図において、可動鉄心（３６）が上方へ変位
移動し、その移動量が動作変位レベルＤａに達すると、
可動鉄心（３６）と一体に構成された留め金具（３７）
も上昇し、ボールベアリング（３５）が外側に押し出さ
れ、ボールベアリング（３５）によるテーバ部（３９ａ
ｌの係止が解除されて接続金具（３９）は第２のバネ（
４０）の蓄勢力と自重とにより急速に落下し接続器（３
４）およびケース（２５）底部の開口から抜は出て更に
接触子（４１）とも離反する。即ち、避雷器（２１が送
電線［５１から切離される訳である。第６図はこの切離
し動作の途中の状態を示すものである。

また、従来のように、装置の一部を飛散させるものでは
ないので安全である。

なお、（呆護ギャップ（３２）は何等かの原因で可飽和
形変流！（２８）の２次回路に高い電圧が誘起されたと
き、２次コイル（２７）やソレノイド（３０）を保護す
るたｙ）のものである。

また、上記実施例では可飽和形変流器（２８）の１次回
路をケース（２５）と共用し、このケース（２５）の外
周に可飽和形変流器（２８）を配置したが、ケース（２
５）と可飽和形変流器（２８）とを独立させ、可飽和形
変流器（２８）をケース（２５）の内部に収容するよう
にしてもよい。

更に、上記実施例では、駆動部（４３）として避雷器（
ａを送電線＋５１から電気的に切離す機構のものとした
が、避雷器（２）の異常を外部に表示する機構のものと
してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明では、所定の可飽和形変流器、
励磁コイル、可動部および駆動部を備えたので、避雷器
の異常による故障電流を雷インパルスや開閉サージの電
流から確実に峻別し、避雷器の異常時には駆動部が確実
に動牛して避雷器の送電線からの切離しや故障表示等の
故障動作を確実に達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による避雷器の切離し装置
を示す断面図、第２図はその等価回路図、第３図はその
設置状況を示す構成図、第４図は鉄心の磁化特性図、第
５図は可動鉄心の変位と電流継続時間との関係を示す特
性図、第６図は第１図の装置の切離し動作途中を示す断
面図、第７図は従来の避雷器およびその切離し装置の設
置状況を示す構成図、第８図はその内部構造を示す断面
図、第９図はその等価回路図である。 図において、（２５）は１次コイルとしてのケース、（
２６）は鉄心、（２７）は２次コイル、（２８）は可飽
和形変流器、（３０）は励磁コイルとしてはソレノイド
、（３６）は可動部としての可動鉄心、（４３）は駆動
部である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １次コイルが避雷器と直列に接続された可飽和形変流器
   、この可飽和形変流器の２次コイルに接続された励磁コ
   イル、この励磁コイルの作る磁束による電磁力で移動す
   る可動部、およびこの可動部が所定の変位を移動するこ
   とにより係止が解除されて所定の駆動動作を行う駆動部
   を備えた避雷器の故障動作装置。