JPH03201381A - 切り離し装置 - 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） 本発明は放電遅れ防止を図った電気回路等に適用される
切り離し装置に関し、特に避雷器が襲雷等により特性劣
化して、洩れ電流が大きくなった時に避雷器を接地回路
から切り離して電力系回路からの地絡異常を防止する避
雷器の切り離し装置である。

（従来技術） 配電線等の充電部と大地との間に接続され、雷サージ等
の異常電圧から電機設備を保護する避雷器は、一般に雷
サージ等の高電圧印加時に低抵抗となり、配電線の通常
の対地電圧は完全に遮断する電圧〜電流特性をもつ素子
、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を特性要素として使用し
ている。

しかし、この特性要素は多回数の雷サージを受けたり定
格を大きく上回る雷サージを受けると、上記電圧〜電流
特性が劣化する。

この特性要素の劣化により徐々に洩れ電流が大きくなり
、又雷サージ吸収動作時のエネルギーが過大となれば素
子は発熱し始め、熱暴走によりついには短絡破壊を起こ
して地絡事故が生ずる。

すると、避雷器が接続されている回路のリレー等を作動
させ、電力系統に大きな影響を与える。

これを防止する為に出願人は、第６図に示すような構成
の切り離し装置Ｓ（時開・昭６２−２０８５８１号）を
提案し、第７図及び第８図に示すように避雷器（２）と
共に配電線等の充電部（３）と大地（４）間に接続する
ようにした。

この切り離し装置Ｓは、所定値に温度上昇した時に熔融
し、且つ発熱抵抗体として機能するように導電率を選定
した導電性プラスチック（５）を端子保持体として用い
、この両端に固定した一対の金属端子（６）　（６）間
に放電ギャップＧを形成している。

上記切り離し装置Ｓは、避雷器（２）が劣化して洩れ電
流が多くなった場合及び避雷器（２）が短絡破壊した場
合には、自己発熱により溶断して上下の金属端子（６）
　（６）を分離し、避雷器（２）を接地回路から切り離
す。このような動作によって電力系回路への地絡異常を
防止する。

しかし、上記切り離し装置Ｓは、避雷器（２）の劣化等
で導電性プラスチック（５）が溶断した際に、該溶断点
に発生するアークが消弧し難い問題があった。配電線等
の充電部（３）の対地電圧は数千ボルトと高い為、消弧
には溶断した導電性プラスチック（５）の切断端同士が
、例えば３０ｃ＋ａ以上離れる必要がある一方で分離し
た金属端子（６）　（６）はそれに接続された太い電線
によって支持され、通常は自重により少しの距離しか離
れないからである。

このように続流が切れないと変電所で復帰動作をする必
要があり、当該切り離し装置Ｓを用いる意味がなくなる
。

そこで、出願人は導電性プラスチックが避雷器の不良に
よって溶断して金属端子を分離した時に続流を確実に遮
断できる第９図乃至第１３図に示すような切り離し装置
を提案した。

即ち、第９図に示す切り離し装置Ｓは、符号（２１）は
所定値に温度上昇した時に溶け、且つ発熱抵抗体として
機能するような導電率に選定された導電性プラスチック
であって、中間外周に環状溝（２１ａ）が形成され、両
端が大径部（２２）　（２２）となっている。この大径
部（２２）にはフランジ（２２ａ）が形成され、その端
部は雄螺子（２３）　（２３）が形成されている。上記
導電性プラスチック（２１）は、例えば、金属、黒鉛等
の導体粉末を混入した合成樹脂により作られ、引き出し
金具との接触抵抗を小さくする為ＩＪｊｔ螺子（２３）
の表面に金属メブキを施すことが好ましい。

（２４）　（２４）は第１の消弧性樹脂で、導電性プラ
スチフク（２１）のフランジ（２２ａ）　（２２ａ）か
ら環状溝（２１ａ）の手前までの部分を筒状に囲むよう
に上記導電性プラスチフク（２１）と一体的にモールド
成形されている。

第１の消弧性樹脂（２４）　（２４）の素材としてはジ
ュラコン、ユリア樹脂等の加熱すれば水素ガス（１１２
）等の消弧性ガスを発生するものが使用される。

（２５）は一端に内側に向く鍔（２５ａ）を有する円筒
状の第２の消弧性樹脂で、第１の消弧性樹脂（２４）（
２４）の外周に滑動自在に嵌められる。又この第２の消
弧性樹脂（２５）の素材は第１の消弧性樹脂（２４）と
同じものである。

第１０図ＡＢＣに示す符号（２６）は金属帯板をノ＼ッ
ト形状に曲げたギャップ金具で、第９図に示す切り離し
装置Ｓに端部側から外嵌出来るように頂面に孔（２７）
を形成し、側面を円弧状に加工している。尚、側面には
切り起こしく２６ａ）が形成されている。

次に、上記切り離し装置Ｓを具体的に使用する為にギャ
ップ金具（２６）と組合せた構造を第１１図により説明
すると、上記ギャップ金具（２６）は、雄螺子（２３）
を形成した導電性プラスチック（２１）の大径部（２２
）に、その孔（２７）を挿通させ、第２の消弧性樹脂（
２５）を両端から覆うように嵌められる。そして、その
先端のＲ状屈曲部を対向させてギャップＧを形成する。

この固定は引出金具（２８）とナノト（２９）による締
めイ４けにより行われている。

このようにギャップ金具（２６）と組合わされた切り離
し装置Ｓは前述の第７図又は第８図に示すよう避雫器（
２）と共に接地回路を構成する。

次に、第１２図に示す切り離し装置Ｓについて説明する
と、符号（２１）は全長に亘って雄螺子を形成した棒状
の導電性プラス千ンクで、所定値に温度」二昇した時に
溶け、且つ発熱抵抗体として機能するように導電率を選
定されている。この導電性プラスチツク（２１）は、例
えば金属あるいは黒鉛等の導体籾末を混入した合成樹脂
により作られ、金属端子との接触抵抗を小さくするため
その表面に金属メツキを施すことが好ましい。（２２）
　（２２）は導電性プラスチック（２１）の両端に固定
した棒状の金属端子で、上側の金属端子（２２）は内端
に雌螺子、外端に雄螺子を形成している。また下側の金
属端子（２２）は両端共に雌螺子を形成している。

符号（２４）　（２４）は断面ハント形状の第１の消弧
性樹脂で、各金属端子（２２）　（２２）の内端を囲む
ように成形されている。この第１の消弧性樹脂（２４）
　（２４）の素材としてはジュラコン、ユリア樹脂等を
加熱すると水素ガス（ｌｉｔ）等の消弧性ガスを発生す
るものが使用される。符号（２５）は円筒状の第２の消
弧性樹脂で、頂面部分を向かい合わせて配置される第１
の消弧性樹脂（２４）　（２４）の外周に滑動自在に嵌
められる。この素材は第１の消弧性樹脂（２４）と同様
である。第１３図ＡＢに示す（２６）　（２６）はギャ
ップ金具で、これは金属端子（２２）　（２２）間の放
電ギャップＧを形成するＬ字状に曲げた金属帯板によっ
て形成されている。

（発明が解決しようとする課題） 前述の通り、従来の切り離し装置では次ぎの問題点があ
る。

即ち、前掲の第６図に示される切り離し装置ｓは、避雷
器（２）の劣化等で導電性プラスチック（５）が溶断し
た際に、溶断点に発生するアークが消弧し難い問題があ
った。配電線等の充電部（３）の対地電圧数千ボルトと
高い為、消弧には溶断した導電性プラスチック（５）溶
断した導電性プラスチック（５）の切断端同士が、例え
ば３０ｃｍ以上離れる必要がある一方で分離した金属端
子（６）　（６）はそれに接続された太い電線によって
支持され、自重により通常少しの距離しか離れないから
である。

このように続流が切れないと変電所で復帰動作をする必
要があり、当該切り離し装置Ｓを用いる意味がなくなる
。

また、第９図及び第１１図の切り離し装置Ｓは、導電性
プラスチック（２１）を外部電線との接触用の引き出し
金具に接続する為に金属端子（２２）　（２２）を別に
製作する必要があり、コスト高となる問題を解消し、導
電性プラスチック（２１）自体に上記金属端子機能をも
たさせ、この導電性プラスチック（２１）に直接引き出
し金具或いは避雷器（２）の接続用電線を接続できる利
点がある。

また、第１２図の切り離し装置Ｓは、導電性プラスチッ
ク（８）の両端の螺子部を金属端子０ω０■に螺合させ
る構造の為、この部分の接触抵抗が比較的大きく且つ政
策の条件で変動し易く、一定の性能を得難い問題があっ
た。

ところが、前述の切り離し装置Ｓは何れも後述する問題
点を抱えている。

即ち、上述の従来装置においては各々固有の問題点があ
ると共にこれらに共通する問題として、こららを避雷器
に適用した場合には、当該切り離し装置の構成の一部で
あるギャップ金具（２６）　（２６）に形成されるギャ
ップＧによるアークの放電開始遅れが生ずる。

この放電開始遅れの為に続流が切れるのが遅くなり、切
り離し装置Ｓとしての動作が的確に行えなず、関連設備
へ種々の影響を与える。

本発明は前述の諸点に鑑み発明されたものであって、放
電開始遅れ防止を図った切り離し装置を提供することを
課題とする。

（課題を解決するための手段） 前掲の課題を解決するために本発明は、所定値に温度上
昇した時に溶融し、且つ発熱抵抗体として機能するよう
に導電率を選定した導電性プラスチックと、該導電性プ
ラスチックを狭小な空間に閉じ込めるように囲む消弧性
樹脂とを具備する他、該消弧性樹脂の外周に放電遅れ防
止用の抵抗導体若しくは導体を配設したことを特徴とす
る切り離し装置を基本発明として採用し、又この基本発
明に、前記導電性プラスチフクの両端に金属端子を各々
配設した構成、前記導電性プラスチックの両端部は中間
部より大径の螺子部を形成した棒状体とすると共に前記
消弧性樹脂は導電性プラスチックの外周面に螺子部を突
出させ、且つ中間を分離してモールド固着した第１の消
弧性樹脂と前記第１の消弧性樹脂に滑動自在に嵌合した
筒状の第２の消弧性樹脂とからなる構成、導電性プラス
千ツクの両端に放電ギャップを形成した構成を付加した
切り離し装置を採用したものである。

（作　用） 前掲の本発明の切り離し装置によれば、消弧性樹脂の外
周に放電遅れ防止用の抵抗導体若しくは導体を配設した
ので、避雷器に適用した場合にあっても放電開始遅れが
防止でき、切り離し装置の動作が的確に行え、避雷器を
配電線から完全に切り離し、この配電線路の接地事故を
未然に防止できる。

上述のことは第１４図及び第１５図の電圧波形を示すオ
シロ波形の写真により明瞭である。

即ち、第１４図は上記抵抗導体若しくは導体を消弧性樹
脂の外周に配設しない従来装置のオシログラフであり、
又第１５図は本発明装置の場合のオシログラフであって
、これら両者を比較すれば明らかな如く、従来装置では
放電開始遅れの現象がＢ、ｙ２められたのに対し、本発
明装置ではそれが認められなかった。

即ち、放電ギャップの分離が不充分で放電開始の遅れが
生した時、抵抗体に流れる電流は故障電流ではないが、
その電流で発熱して動作するようになる。

例えば、性能試験（避雷器規格　ＪＲＣ２０３方形波イ
ンパルス電？１ｆＬ試験）で波形瓦２ｍｓの例では不動
作が望ましいが、従来構成の切り離し装置では初回で動
作することが＆ｉ　ＵＷされている。

従って、上記の場合にはこの種切り離し装置としての機
能が発揮できないが、本発明の切り離し装置ではこのよ
うなことはない。

本発明における上記の抵抗導体若しくは導体としては、
例えば、黒鉛、銅、アルミニウム等の各種合金材料であ
る。

次に上記抵抗導体若しくは導体が配設される箇所である
が、これは消弧性樹脂の外周であり、且つ一対のギャッ
プ金具で形成される放電ギャップＧより円周方向に４５
°離れた箇所で上記消弧性樹脂の軸方向に所定の長さで
もって配設するようにしている。

また、上記消弧性樹脂が第１と第２の消弧性樹脂とで構
成される構造の場合には、最外側の消弧性樹脂の外周の
上述の位置に配設するようにしている。

また、上記抵抗導体若しくは導体の配設構成であるが、
消弧性樹脂の外周に嵌入溝を形成し、この嵌入溝に抵抗
導体若しくは導体を嵌入した構成とすることもよく、或
いは抵抗導体若しくは導体を加工して被覆や塗装するよ
うに構成しても同効であることは言うまでもない。

（実施例） 以下、本発明の切り離し装置の実施例を第１図乃至第５
図に基づき詳述する。

尚、符号は前述の従来例で使用した各部名称と同一のも
のについては同一の符号を使用する。

第１図に示す通り、符号（２１）は所定値に温度上昇し
た時に溶け、且つ発熱抵抗体として機能するような導電
率に選定された導電性プラスチフクであって、中間外周
に環状溝（２１ａ）が形成され、両端が大径部（２２）
　（２２）となっている。この大径部（２２）にはフラ
ンジ＜２２ａ）が形成され、その端部はｈｊｔ螺子（２
３）　（２３）が形成されている。

上記導電性プラスチック（２１）は、例えば、金属、黒
鉛等の導体粉末を混入した合成樹脂により作られ、引き
出し金具との接触抵抗を小さくする為雄螺子（２３）の
表面に金属メツキを施すことが好ましい。

（２４）　（２４）は第１の消弧性樹脂で、導電性プラ
ス千ンク（２１）のフランジ（２２ａ）　（２２ａ）か
ら環状溝（２１ａ）の手前までの部分を筒状に囲むよう
に上記導電性プラスチフク（２１）と一体向にモールド
成形されている。

第１の消弧性樹脂（２４）　（２４）の素材としてはジ
ュラコン、ユリア樹脂等の加熱すれば水素ガス（Ｈ２）
等の消弧性ガスを発生ずるものが使用される。

（２５）は一端に内側に向く鍔（２５ａ）を有する円筒
状の第２の消弧性樹脂で、第１の消弧性樹脂（２４）（
２４）の外周に滑動自在に嵌められる。又この第２の消
弧性樹脂（２５）の素材は第１の消弧性樹脂（２４）と
同しものである。

そして、上記第２の消弧性樹脂（２５）には、その外周
面に後述する抵抗導体又は導体を嵌入する第２図ＡＢＣ
に示すような構造の嵌入溝（３０）を成形している。

上記嵌入溝（３０）は、第２図Ｃにある通り、平面台形
状であり、且つ第２Ｑ消弧性樹脂（２５）の軸方向に沿
って所定長さを持つ形状に形成されている（第２図Ａ参
照）。そして、この嵌入溝（３０）は第２図Ｃに示す如
く、対向位置に配設されてなると共にこれらは第２の消
弧性樹脂（２５）の軸中心Ｚに対して４５°の位相角を
有する位置、換言すれば、後述するギャップ金具間に設
けたギャップより円周方向に少し離れた位置に設けてい
る。

上記嵌入溝（３０）は以上の如く配設されているが、こ
の嵌入溝（３０）には、第３図ＡＢに示される嵌入溝（
３０）と相似形に成形された抵抗導体又は導体（３１）
が嵌入されている。

上記抵抗導体又は導体（３１）は、ギャップＧに生ずる
アークの放電の開始補助機能をするものであって、上述
の通り、嵌入溝（３０）に装脱着可能とされている。

また、符号（２６）は前掲の第１０図ＡＢＣにおいて説
明した金属帯板をハツト形状に曲げたギャップ金具で、
前述の切り離し装置Ｓに端部側から外嵌できるように頂
面に孔（２７）を形成し、側面を円弧状に加工している
。尚、側面には切り起こしく２６ａ）が形成されている
。

上記ギヤツブ金具（２６）は、雄螺子（２３）を形成し
た導電性プラスチック（２１）の大径部（２２）に、そ
の孔（２７）を挿通させ、第２の消弧性樹脂（２５）を
両端から覆うように嵌められる。そして、その先端のＲ
状屈■部を対向させてギャップＧを形成する。

この固定は引出金具（２８）とナツト（２９）による締
め付けにより行われている。

このようにギャップ金具（２６）と組合わされた切り離
し装置（２０）は前述の第５図又は第６同に示すよう避
雷器（２）と共に接地回路を構成する。

次に、切り離し装置Ｓの動作について説明すると、雷サ
ージ等の異常電圧はギャップＧ＆び避雷器（２）を通し
て大地に流れる。避雷器（２）が劣化して配電線の通常
の対地電圧を遮断できなくなると、導電性プラスチック
（２１）が発熱して溶断する。

この溶断は強度的に弱く、且つ発熱が集中する環状溝（
２１ａ）の形成部分に生ずる。

そして導電性プラスチック（２１）は、電線等の自重又
は図示しない引張スプリングの弾力で高速に上下に分離
する。

この時上下の第１の消弧性樹脂＜２４）　（２４）は上
下に分離するが、円筒状の第２の消弧性樹脂（２５）は
、第１の消弧性樹脂（２４＞　（２４）の双方に微小な
狭い空間に閉じ込める。そして、溶断点にアークと共に
ガスが発生する。

このガスは第１及び第２の消弧性樹脂（２４）　（２５
）によって囲まれた狭い空間内に閉じ込められるので急
速に高圧になる。

また、アークは消弧性樹脂（２４）　（２５）の表面に
作用し、水素ガス（Ｈ２）等の消弧性気体を発生させる
。このガス圧の急上昇と消弧性気体の発生の二つの条件
によって、アークは短時間で消滅し、配電線等の充電部
における通常の対地電圧による続流は遮断される。

この時、アークの発生、換言すれば、放電開始遅れ現象
が生ずる場合があるが、本実施例ではギャップＧの近傍
に配設した抵抗導体又は導体（３１）により、放電開始
の補助を行い、放電開始遅れの防止を図っている。

第４図の断面図は、本発明の他の実施例であって、前述
の第１Ｏ図に示した従来の切り離し装置Ｓと基本的構造
は同しであるが、上記実施例と同様に第２の消弧性樹脂
（２５）の外周面に嵌入溝（３０）を前述と同様に設け
、この嵌入溝（３０）内に抵抗導体又は導体（３１）を
装脱着自在に嵌合した構成である。

その他の構成並びに動作は前述の実施例と同様であるか
ら、詳細な説明は省略する。

第５図の断面図は、導電性プラスチック（２１）と第１
の消弧性樹脂（２４）　（２４）とに凹凸（３２）を形
成し、相互間の密着性を高めるような構成を採用したも
ので、その他の構成は第１図と同様である。

以上の実施例は避雷器の切り離し装置として構成したも
のであるが、本発明は電気回路における切り離し装置と
しても使用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、導電性プラスチックの溶断部分を消弧
性樹脂で囲んで狭い空間を形成し、溶断時のアークを確
実に消弧するようにした切り離し装置において、導電性
プラスチックの形状に工夫をしたので、製作工数が大幅
に減少し、コストがも大幅に削減することができると共
に接触抵抗を小さくして性能の向上と安定化が図れる等
、この種切り離し装置固有の機能向上が期待できるばか
りでなく、避雷器に適用した時には放電開始遅れの防止
が図られ、避雷器の性能維持並びに電力系回路への地絡
異常を防止することができる等々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切り離し装置の実施例を示す断面図、
第２図ＡＢＣは第２の消弧性樹脂の正面図、断面図及び
平面図、第３図ＡＢは抵抗導体又は導体を示す正面図、
平面図、第４図及び第５図は本発明の他の実施例を示す
断面図、第６図は従来の切り離し装置の断面図、第７図
及び第８図は避雫器と共に適用した接地回路、第９図は
従来の他の切り離し装置を示す正面図、第１Ｏ図ＡＢＣ
はギャップ金具を示す正面図、平面図並びに側面図、第
１１図及び第１２図は他の従来の切り離し装置を示す断
面図、第１３図ＡＢは従来の切り離し装置に適用するギ
ャップ金具を示す側面図、斜視図、第１４図及び第１５
図は放電時の電圧波形を示すオシロ波形写真である。 符号の名称は以下の通りである。 （２１）−導電性プラスチック、（２１ａ）−導電性プ
ラスチックの大径部、（２１ｂ）　　−導電性プラスチ
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定値に温度上昇した時に溶融し、且つ発熱抵抗
   体として機能するように導電率を選定した導電性プラス
   チックと、該導電性プラスチックを狭小な空間に閉じ込
   めるように囲む消弧性樹脂とを具備する他、該消弧性樹
   脂の外周に放電遅れ防止用の抵抗導体若しくは導体を配
   設したことを特徴とする切り離し装置。
2. （２）上記請求項（１）記載の切り離し装置において、
   前記導電性プラスチックの両端に金属端子を各々配設し
   たことを特徴とする切り離し装置。
3. （３）上記請求項（１）記載の切り離し装置において、
   前記導電性プラスチックの両端部は中間部より大径の螺
   子部を形成した棒状体とし、又前記消弧性樹脂は導電性
   プラスチックの外周面に螺子部を突出させ且つ中間を分
   離してモールド固着した第１の消弧性樹脂と前記第１の
   消弧性樹脂に滑動自在に嵌合した筒状の第２の消弧性樹
   脂とで構成されていることを特徴とする切り離し装置。
4. （４）上記請求項（１）記載の切り離し装置において、
   導電性プラスチックの両端に放電ギャップを形成したこ
   とを特徴とする切り離し装置。