JPH03280379A - 避雷碍子の故障表示器 - 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〕 この発明は避雷碍子の故障表示器に係り、詳しくは、避
雷碍子装置に所定の電流以上の異常電流が流れて避雷碍
子が破損する際に、この故障を表示する避雷装置の故障
表示器に関する。

〔従来の技術〕

送電線路においては、雷サージ電流を大地に流すととも
に、その後に続く運転電圧の続流を限流遮断するために
、電圧−電流特性が非直線性の限流素子を内蔵した避雷
碍子が知られている。ところが、限流素子の最大放電耐
量を越える雷サージ電流により避雷碍子が破損したり、
長期使用により限流素子が劣化すると、限流素子の限流
作用は失われて雷サージ電流を限流遮断できなくなり、
故障地絡電流が流れる。

従来、この避雷碍子の故障を表示する故障表示器として
、特開昭６２−２０９３７３号公報に示すように、故障
地絡電流により動作する変流器（ＣＴ）を避雷碍子の接
地側に装着し、この変流器からリード線を介して、表示
装置に内蔵した火薬を爆発させ、そのエネルギーを利用
して表示体を露出させて、避雷装置の故障を表示してい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来の火薬式の故障表示器では、湿気に弱
い火薬を使用しているため、長期使用に対する信頼性に
十分耐え得るものでなかった。また、高価な変流器を必
要とするなどコストダウンを図ることができない等の課
題を有していた。

この発明の目的は、長期に信頼でき、確実に故障を表示
できる避雷碍子の故障表示器を提供することにある。

〔課題を達成するための手段〕

請求項１の発明では上記目的を達成するため、ケース２
に送電線側と接地側との間に直列に連結する連結部８，
９を設け、該ケース２内には電圧−電流特性が非直線性
を有しかつ故障地絡電流により破損する抵抗素子１７を
前記両連結部８，９と電気的に接続して収納し、ケース
２に設けた開口部１５を放圧カバー５により被覆固定し
、該抵抗素子１７の破損に伴い前記放圧カバー５をケー
ス２から分離又は破損する構成としている。

請求項２の発明では上記目的を達成するため、ケース２
に送電線側と接地側との間に直列に連結する連結部８，
９を設け、該ケース２内には電圧−電流特性が非直線性
を有しかつ避雷碍子３４に内蔵された限流素子の最大放
電耐量より小さい最大放電耐量とした抵抗素子１７を前
記両連結部８゜９と電気的に接続して収納し、ケース２
に設けた開口部１５を放圧カバー５により被覆固定し、
該抵抗素子１７の破損に伴い前記放圧カバー５をケース
２から分離又は破損する構成としている。

〔作用〕

この請求項１の発明では、ケース２に連結部８゜９を設
けているため、送電線側と接地側との間に配設された避
雷碍子と直列に接続でき、雷サージ電流を大地に放電で
きる。

また、抵抗素子１７に故障地絡電流が流れると、抵抗素
子１７は電圧−電流特性が非直線性を有しているので、
短時間の内に熱暴走を生じて確実に破壊する。この抵抗
素子１７の破壊は、爆発を伴うため、放圧カバー５はケ
ース２から分離又は破損する。放圧カバー５がケース２
から分離又は破損することにより、この状態を外部から
視認でき、避雷碍子３４の故障が表示される。特に、避
雷碍子が破損してから流れる故障地絡電流により、故障
表示器が作動するため、故障表示器が作動すれば確実に
避雷碍子が破損していることが表示され、誤作動するこ
とがない。

請求項２の発明では、抵抗素子１７は避雷碍子３４に内
蔵された限流素子より小さい最大放電耐量の抵抗素子と
されているため、限流素子の最大放電耐量に匹敵するよ
うな大きな雷サージ電流が流れると、抵抗素子１７は限
流素子に先立ち、熱暴走を生じて破壊する。

特に、限流素子の最大放電耐量に匹敵するような雷サー
ジ電流により限流素子が外観上破壊していなくても劣化
している可能性が大きい。このため、故障表示器が故障
を表示していれば取り替えの必要な劣化した避雷碍子も
表示でき、点検あるいは交換すべき避雷碍子を確実に表
示できる。

〔実施例１〕 以下、請求項Ｉの発明の実施例Ｉを第１〜５図に基づい
て詳細に説明する。

請求項１の発明は、故障地絡電流により故障表示器ｌを
作動させる場合である。

この実施例１では、故障表示器１のケース２は筒体３の
各一端をカバー４と放圧放圧カバー５とにより密閉固定
して構成し、この本体２の両側に連結導板６，７が連結
固定され、連結導板６，７の各端部に避雷碍子と直列に
連結する連結部８゜９が形成されている。

筒体３は絶縁性を有する肉厚の磁器からなり、−側が開
放された有底円筒形状に形成されている。

この筒体３の開放側の口縁部には肉厚のフランジ１０が
一体形成され、また底側の外周部には底部側に向かって
広がる傾斜状の傾斜面１１を有するフランジ１２か一体
形成されている。また、筒体３の底面１３の中央には、
筒体３の胴部の内周面１４よりも小径の開口部１５が貫
設されている。

カバー４は導電性を有する金属製の板材からなり、フラ
ンジ１０の外縁に沿って断面コ字状に折り曲げられて、
筒体３の開放側を被覆固定している。なお、フランジＩ
Ｏとカバー４間にはバッキング１６が介挿されてケース
２の気密性を確保している。また、放圧カバー５は導電
性を有する金属製の薄板からなり、周縁がフランジ１２
の傾斜面１１に沿って、断面り字状に折り曲げられて、
筒体３の底側を被覆固定している。このため、放圧カバ
ー５の固定は、断面コ字状とされているカバー４の固定
よりも内圧に対して弱く固定されている。なお、フラン
ジ１２とカバー４間にはバッキング１６が介挿されてい
てケース２の気密性が確保されている。

カバー４，５の各中央部には、溶接などの手段により連
結導板６，７が突出して固定されている。

この連結導板６，７は可撓性を有する薄板とされ、その
両端には、ケース２を送電線側と接地側との間に直列に
連結する連結部としての連結孔８，９がそれぞれ４箇所
に形成されている。

また、カバー４，５により気密状態とされた筒体３の内
部には、筒体３の内径よりやや小径とされた円柱形状の
抵抗素子１７が収納されている。

この抵抗素子１７は電圧−電流特性が非直線性を示す酸
化亜鉛を主成分としたものであって、単位時間当たりの
所定値を越える電気エネルギーにより熱暴走を生じ、熱
ショックを伴って破壊する性質を有している。すなわち
、抵抗素子１７は熱ショックを伴って爆発的に破壊する
特性を有している。

カバー４と抵抗素子１７との間には、抵抗素子１７の直
径とほぼ同じ直径に形成された板状のバネ受金具１８．
１９がそれぞれ設けられ、バネ受金具１８．１９間に介
装されたコイル状のバネ２０により、抵抗素子１７を底
面１３に押し付は固定されている。また、両バネ受金具
１８．１９間には可撓性のアルミニウム箔あるいは銅箔
からなる導通材２１がバネ２０の外側に介装されていて
、両バネ受金具１８．１９の間の電気的接続が確保され
ている。従って、抵抗素子１７とカバー４とは電気的に
十分に接続されている。

また、開口部１５内には、板状のバネ受金具２２．２３
がそれぞれ設けられ、バネ受金具２２゜２３間に介装さ
れたコイル状のバネ２４により、抵抗素子１７と放圧カ
バー５の中央部とを押圧付勢している。また、両バネ受
金具１８．１９間には可撓性のアルミニウム箔あるいは
銅箔からなる導通材２５がバネ２４の外側に介装されて
いて、両バネ受金具２２．２３の間の電気的接続が確保
されている。従って、抵抗素子１７と放圧カバー５とは
電気的に十分に接続されている。

次にこのように構成された実施例１の故障表示器ｌを装
着して避雷装置２６を構成した例を第２゜３図に基づい
て説明する。

鉄塔の支持アーム２７には連結金具２８を介して懸垂碍
子２９が吊下げ固定されている。懸垂碍子２９の下部に
は連結金具３０を介して電線クランプ３１が連結され、
この電線クランプ３１に送電線３２が支持されている。

また、支持アーム２７には取付アダプタ３３が片持ち支
持され、この取付アダプタ３３の先端下面には避雷碍子
３４が懸垂碍子２９と並列に吊下されている。避雷碍子
３４は図示しない耐圧絶縁筒と、その上下両端部に嵌合
固定した設地側の取付金具３５と課電側の放電電極金具
３６、および耐圧絶縁筒に内蔵した電圧−電流特性が非
直線性を有する酸化亜鉛からなる限流素子（図示せず。

）と、耐圧絶縁筒の外周に設けたゴムモールド３７とに
より構成されている。

また、放電電極金具３６の先端には設地側の放電電極３
８が支持され、懸垂碍子２９側の連結金具３０に取付固
定した課電側の放電電極３９と所定の気中放電ギャップ
Ｇを設けて、対向して配置されている。

避雷碍子３４の取付金具３５は、第２，３図に示すよう
に、取付アダプタ３３に取付ボルト４０により固定され
、避雷碍子３４の上端部から絶縁端子４１を介して突出
した接地用端子４２には、故障表示器１の課電側を取り
付ける板状の取付金具４３が取付ボルト４４により締付
は固定されている。また、取付アダプタ３３の上面には
故障表示器１の接地側を取付ける板状の取付金具４５が
取付ボルト４６により締付は固定されている。また、故
障表示器ｌの連結導板６，７に形成した連結孔８，９と
、取付金具４３．４４の先端部に設けたボルト挿通孔（
図示せず。）を挿通して取付ボルト４７により連結固定
されている。

次に、避雷装置２６に対して装着する故障表示器ｌに内
蔵されている抵抗素子１７について説明する。

第４図は避雷碍子に内蔵される限流素子と故障表示器に
内蔵される抵抗素子１７との関係を表している。この第
４図において、限流素子の最大放電耐量ａに対し、大き
な最大放電耐量すの抵抗素子１７を内蔵する故障表示器
を選定する。従って、限流素子の最大放電耐量を越える
電サージ電流が流れても、限流素子が破壊され、抵抗素
子１７は作動しない。しかし、抵抗素子に交流過電流が
流れると、交流過電流はマイクロ秒単位の雷サージ電流
と比較して時間が非常に長（、従ってエネルギー量は非
常に大きいため、抵抗素子１７は作動し、熱暴走に伴い
、熱ショックを伴って破壊する。

なお、限流素子と同じバリスタ電圧を有する抵抗素子１
７を使用して、抵抗素子１７にこの作動をさせるために
は、抵抗素子１７の断面積を限流素子よりも大きくする
ことにより得られる。

また、抵抗素子１７の最大放電耐量を限流素子の最大放
電耐量よりもあまり大きなものを採択すると、抵抗素子
１７の作動開始時間が長くなるため、抵抗素子１７の最
大放電耐量と限流素子の最大放電耐量の差が可能な限り
小さい方が望ましく、製造上のバラ付きを考慮して、５
％程度大きくすれば十分である。

次に、前記のように故障表示器１を装着した避雷装置２
６について、その作用を説明する。

今、送電線３２に雷サージ電流が流れると、第２図に示
すように、サージ電流は電線クランプ３１を介して放電
電極３９へ流れ、気中放電ギャップＧからアーク放電し
て避雷碍子３４の放電電極３８へ流れる。そして、限流
素子内を流れ、接地用端子４２、取付金具４３、故障表
示器１、取付金具４５、取付アダプタ３３を経て鉄塔の
支持アーム２７へ流れて大地へ放電される。その後に生
じる運転電圧の続流は、避雷碍子３４に内蔵された限流
素子により限流遮断され、地絡事故が防止される。この
際、雷サージ電流は第１図において、故障表示器ｌ内を
右側の連結導板６からカバー４、バネ受金具１８、導通
材２１及びバネ受金具１９を経て抵抗素子１７に流れる
。そして、抵抗素子１７からバネ受金具２２、導通材２
５、バネ受金具２３を経て、放圧カバー５から左側の連
結導板７へ流れる。

抵抗素子１７は、避雷碍子３４に内蔵された限流素子の
最大放電耐量より大きく選定しであるため、雷サージ電
流に対しては、故障表示器ｌが作動することなくサージ
電流を流すことができる。

次に、避雷碍子３４に内蔵された限流素子が破壊されて
導通状態になった場合には、電撃に続く続流を遮断する
ことができなくなり、故障表示器ｌの抵抗素子１７を経
由して鉄塔の支持アーム２７へ交流過電流が流れる。こ
の際の交流過電流はマイクロ秒単位の雷サージ電流と比
較して時間が非常に長いため、エネルギー量が非常に大
きく、抵抗素子１７の交流過電流耐量を越える。このた
め、抵抗素子１７は熱暴走し、熱ショックを伴って破壊
する。この抵抗素子１７の爆発的破壊に伴い、気密とさ
れたケース２内の内部圧力が急激に高くなると共にバネ
２４の付勢力により、第５図に概念的に示されるように
、放圧カバー５が折曲げ部５ａで延びてフランジ１２か
ら分離又は一部が剥離する。なお、可撓性の連結導板６
，７の両端は取付金具４３．４５により固定されている
ため、放圧カバー５は、筒体３に食い違い状態で当接し
て分離又は剥離した外観を呈する。この外観から、故障
表示器１が作動したことを視認でき、避雷碍子３４の故
障が表示される。

また、可撓性の連結導板６，７の両端は取付金具４３．
４５により固定されており、放圧カバー５は筒体３から
大きく分離することがないため、バネ受金具１８，１９
、バネ２０、導通材２１゜抵抗素子１７の破壊物、バネ
受金具２２，２３、バネ２４及び導通材２５等が開口部
１５内に留まる。従って、故障表示器１の作動に伴い地
面への危険な落下物を少なくすることができる。

なお、この実施例１では、故障地絡電流により破壊する
抵抗素子１７を連結部８，９と電気的に接続して、故障
地絡電流により故障表示器１が作動する構成としている
ため、故障表示器１が故障表示すれば、避雷碍子３４が
確実に破損していることを表示でき、誤った表示をする
ことがない。

〔実施例２〕 次に、請求項２の発明の実施例２を説明する。

ここで、実施例２は実施例１と構成はほぼ同じである。

このため、実施例１と共通する事項についてはその説明
を省略し、相違する事項のみを説明する。

ここで、避雷碍子３４に内蔵された限流素子に最大放電
耐量と同程度の雷サージ電流が流れると、限流素子が外
観上明確に破壊されなくても、著しく劣化して限流作用
を失っている場合がある。かかる劣化した避雷碍子では
、次に襲来する雷サージに対して正常な限流作用を発揮
できない。このため、この実施例２では第４図において
、限流素子の最大放電耐量ａに対し、小さい最大放電耐
量Ｃの抵抗素子１７を内蔵する故障表示器としている。

この目的は、故障表示器ｌが故障を表示した場合には、
この避雷碍子３４は劣化しているものと見做して点検し
あるいは交換し、常に避雷機能を発揮できる避雷碍子装
置に維持することである。

実施例２では、第４図において、限流素子の最大放電耐
量ａに対し、小さい最大放電耐量Ｃの抵抗素子１７を内
蔵する故障表示器を選定している。

従って、限流素子の最大放電耐量を越える電サージ電流
が流れると、限流素子の破壊に先き立ち、抵抗素子１７
が作動し、抵抗素子１７は熱暴走により熱ショックを伴
って破壊する。そして、実施例１と同様に放圧カバー５
は筒体３から分離し、避雷碍子３４の故障を表示する。

なお、例えば限流素子と同じバリスタ電圧を有する抵抗
素子１７を使用して、抵抗素子１７にこの作動をさせる
ためには、抵抗素子１７の断面積を限流素子よりも小さ
くすることにより得られる。

また、抵抗素子１７の最大放電耐量を限流素子の最大放
電耐量よりもあまり小さなものを採択すると、避雷装置
の所定責務電流により故障表示してしまうため、抵抗素
子１７の最大放電耐量と限流素子の最大放電耐量の差が
可能な限り小さい方が望ましく、製造上のバラ付きを考
慮しても、５％程度小さくすることが望ましい。

〔実施例３〕 次に、実施例３の故障表示器５１を第６図に基づいて説
明する。なお、実施例１と同じ部位については簡略して
説明する。

この実施例３の故障表示器５１のケース５２は、実施例
１の故障表示器１と同様にケース５２を筒体５３の各一
端をカバー５４．５５により密閉固定して構成し、この
ケース５２の両側に連結導板５６．５７が連結固定され
、連結導板５６，５７の各端部に避雷碍子と直列に連結
する連結部５８゜５９が形成されている。筒体５３の底
面６０の中央には、筒体５３の胴部の内周面６１よりも
小径の開口部６２が貫設されている。

筒体５３の両端部外周には、断面コ字状のフランジ６３
．６４が形成され、導電性を有する金属製のカバー５４
．５５がフランジ６３．６４の外縁を断面コ字状に折り
曲げられて、開口部を被覆固定している。またカバー５
５の中央部には放圧孔６５が形成され、この放圧孔６５
はその外縁部に固定される取付リング６６を介して放圧
カバー６７が被覆固定されている。なお、放圧カバー６
７とカバー５５間にはバッキング６８が介挿されていて
ケース５２の気密性が確保されている。

第６図において開口部６２内の抵抗素子１７と放圧カバ
ー６７との間には、皿状のバネ受金具６９が設けられ、
この間にバネ７０が介装されて放圧カバー６７を押圧付
勢している。また、バネ７゜にはテープ状の導通材７１
が捲装されていて、バネ受金具６９と放圧カバー６７の
間の電気的接続が確保されている。

バネ受金具６９には尖頭状のストライカ７２が接着固定
され、放圧カバー６７に対向して配置されている。

この実施例３の故障表示器５１を避雷装置に装着した際
の作用は、実施例１，２とほぼ同様であるが、抵抗素子
１７の熱ショックを伴う破壊に伴い、ストライカ７２が
その頭部により放圧カバー６７を突き破り、放圧カバー
６７から突出する。

この突き破られた放圧カバー６７の外観により故障が表
示される。このため、この実施例３では、故障表示器５
１の作動に伴う危険な落下物がほとんどないものとする
ことができる。

なお、ストライカ７２を白色、赤色又は黄色等の遠方か
ら視認可能な表示物とし、作動後に突出状態が維持され
るように構成しておけば、ストライカ７２によって故障
表示することもできる。

また、この実施例３の故障表示器５１も実施例１又は実
施例２に示したように、避雷碍子３４に内蔵された限流
素子との関係で、第４図の限流素子の最大放電耐量ａに
対し、最大放電耐量す又は最大放電耐量Ｃの抵抗素子１
７を内蔵する故障表示器を選定できる。

以上の実施例１から実施例３の他、この発明は次のよう
に具体化することもできる。なお、説明の簡略のため、
実施例１から実施例３と同じ部位については同一符号を
もってその詳細を省略する。

（１）実施例１から実施例３におけるケース２゜５２は
、円筒状の筒体３，５３としたが、ケースとカバーとが
一体に形成されたものであってもよく、円筒形状のケー
スに限られない。

（２）実施例１から実施例３におけるケース２には、バ
ネにより放圧カバー５，６７に内部からの付勢力を付し
て放圧カバー５，６７の作動を容易なものとしているが
、必ずしも付勢力を付与することを必要とせず、抵抗素
子が破壊する際のショックにより作動させる構成として
もよい。

（３）実施例１では、故障表示器１を懸垂碍子２９の取
付アダプタ３３に装着した例を示したか、故障表示器を
懸垂碍子２９の取付金具３５に連結してもよく、その他
適宜部位に取り付けることも可能である。

（４）実施例１では、連結導板６，７は、可撓性を有す
る板材から形成されているが、剛性を有する材料から形
成し、連結導板に下方に回動可能とした回動部を設けて
もよい。

（５）実施例１，２では、懸垂碍子２９と並列に配設す
るとともに気中放電ギャップＧを直列に設けた避雷装置
２６に装着した例を示したが、装着できる避雷装置はこ
れに限られることなく広く適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、請求項１の発明は、故障地絡電流
により破壊する抵抗素子を連結部と電気的に接続して、
抵抗素子の破壊に伴い放圧カバーが分離又は破損する構
成としたため、長期に信頼でき、確実に避雷碍子の故障
を表示できる避雷碍子の故障表示器を提供することがで
きる。また、故障表示器の表示により、避雷碍子が確実
に破損されていることを表示でき、避雷碍子の交換の必
要性が認識できる。

請求項２の発明は、電圧−電流特性が非直線性を有しか
つ避雷碍子に内蔵された限流素子の最大放電耐量より小
さい最大放電耐量とした抵抗素子を両連結部と電気的に
接続して、抵抗素子の破損に伴い放圧カバーをケースか
ら分離又は破損する構成としたため、信頼性のある避雷
碍子の故障表示器を提供することができる。また、故障
表示器の表示により、交換の必要な劣化した避雷碍子を
も故障表示でき、従って健全な送電線路を維持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの発明の実施例１を示し、第１図
は断面図、第２図は装着した避雷装置を示す正面図、第
３図は同装着部の拡大正面図、第４図は限流素子と抵抗
素子の関係を示すグラフ、第５図は作動後の状態を概念
的に示す断面図、第６図は実施例３を示す一部の断面図
である。 １・・・故障表示器、２・・・ケース、５，６７・・・
放圧カバー　８・・・連結部としての連結孔、９・・・
連結部としての連結孔、１５・・・開口部、１７・・・
抵抗素子、３４・・・避雷碍子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケース（２）に送電線側と接地側との間に直列に連
   結する連結部（８、９）を設け、該ケース（２）内には
   電圧−電流特性が非直線性を有しかつ故障地絡電流によ
   り破損する抵抗素子（１７）を前記両連結部（８、９）
   と電気的に接続して収納し、ケース（２）に設けた開口
   部（１５）を放圧カバー（５）により被覆固定し、該抵
   抗素子（１７）の破損に伴い前記放圧カバー（５）をケ
   ース（２）から分離又は破損する構成としたことを特徴
   とする避雷装置の故障表示器。 ２、ケース（２）に送電線側と接地側との間に直列に連
   結する連結部（８、９）を設け、該ケース（２）内には
   電圧−電流特性が非直線性を有しかつ避雷碍子（３４）
   に内蔵された限流素子の最大放電耐量より小さい最大放
   電耐量とした抵抗素子（１７）を前記両連結部（８、９
   ）と電気的に接続して収納し、ケース（２）に設けた開
   口部（１５）を放圧カバー（５）により被覆固定し、該
   抵抗素子（１７）の破損に伴い前記放圧カバー（５）を
   ケース（２）から分離又は破損する構成としたことを特
   徴とする避雷装置の故障表示器。