JPH0451483A - アーク自己消弧型避雷装置 - 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、雷に起因する過電圧から配電設備を保護す
る装置に関する。

［従来の技術］ 避雷装置は、落雷等に起因する過電圧の波高値がある値
を越えた場合、電流を分流することにより過電圧を制限
し、かっ続流を短時間のうちに遮断して現状に自復する
機能を有するものである。

従来の避雷装置で一般的に用いられているものとして、
限流素子を内蔵した限流要素に直列ギャップを組合せた
ものを挙げることができる。通常、限流素子には優れた
非直線電圧電流特性を有する酸化亜鉛素子が用いられる
。この装置は、雷サージか課電端に侵入すると、直列ギ
ャップが閃絡し限流要素を通じて電流を放電する。放電
後は、限流要素の非直線電圧電流特性により、アークが
消弧され続流が遮断される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のこの種の装置は、放圧のため穴加工を行なったＦ
ＲＰ製の筒に、酸化亜鉛素子を何段か積重ね、さらにＥ
Ｐゴムなどの有機絶縁祠料でモールドする構造を取って
おり、その構造は複雑であった。また、上記装置は、故
障電流が流れ装置内部にアーク電流が発生すると、内圧
上昇に従い装置が爆発飛散するおそれが生じるため、こ
れを防ぐ目的で外部にさらにアーキングホーン（または
アーキングリング）を設ける必要があった。さらに、上
記装置において重量の大きな酸化亜鉛素子を何段か積む
場合、装置の重量が増し、その施工性が悪くなるという
問題が生じた。

この発明の目的は、以上述べてきた従来の避雷装置に比
べ、より簡単な構造で、かつ構成する部品数が少なくて
すみ、しかも施工性に優れた避雷装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ この発明に従うアーク自己消弧型避雷装置は、絶縁材料
で形成され、外側よりも内側が低い絶縁耐力を有する筒
体と、筒体内の空間を仕切るよう設けられ、筒体内で所
定の位置から筒体の内面に沿って摺動可能な隔壁と、隔
壁に設けられ、隔壁とともに移動可能な第１の電極と、
筒体内で隔壁によって仕切られた一方の空間を密閉する
ように設けられる密閉壁と、密閉壁に第１の電極と対向
するよう設けられる第２の電極とを備え、第１の電極と
第２の電極の間にアークが発生した際、アークのエネル
ギにより前記一方の空間の気体が膨張し、少なくとも上
記隔壁が移動して両電極間の距離か広がるよう構成され
ていることを特徴としている。

また、この発明に従うアーク自己消弧型避雷装置におい
て、上記筒体内で隔壁によって仕切られた空間において
、隔壁が所定の位置から摺動することにより圧縮された
気体を、隔壁を隔てたもう一方の空間に吹出す排気口を
さらに隔壁に設けることができる。

なお、この発明に従う隔壁と第１の電極ならびに密閉壁
と第２の電極は、それぞれ同一の材料で一体に形成され
ていてもよい。

また、この発明に従う密閉壁は必ずしも固定されている
必要がなく、摺動可能に設けてもよい。

［作用］ 上記のように構成されたアーク自己消弧型避雷装置は、
一方の電極をアース側に接続し、他方の電極を課電側に
直接接続するか、あるいはギャップを設けて配置する。

そして、課電側に雷サージが侵入すると、両電極間を閃
絡させ、雷電流をアースを通じて放電させる。

装置を形成する筒体は、外側よりも内側が低い絶縁耐力
を有しているため、課電側へ雷サージが進入した際、筒
体の外側で閃絡が起こることがなく、かならず筒体内の
電極の間で閃絡が起こりアークが発生する。

発生したアークのエネルギにより、電極間にある気体す
なわち第１の電極が設けられている隔壁と第２の電極が
設けられている密閉壁との間に存在する気体の圧力が上
昇する。この圧力の上昇により、筒体の内面に沿って摺
動可能な隔壁は気体が膨張する方向に移動させられる。

このとき、第１の電極は隔壁とともに移動して電極間の
距離が広がるので、アークが消弧されるようになる。

さらに、筒体内で隔壁によって仕切られた空間に存在す
る気体は、隔壁の摺動によって圧縮され、排気口を通じ
て電極の間の空間に吹付けられる。

このようにして両電極間で生じたアークは吹飛ばされ消
弧されるようになる。

［実施例］ 次に、この発明に従うアーク自己消弧型避雷装置につい
て図面に基づいて説明する。

（実施例１） 第１図に示すアーク自己消弧型避雷装置の実施例につい
て述べる。

第１図に示す装置において、セラミックス製で円筒形の
絶縁筒１の一端は、金属製の蓋体１０か被ぜられ、他端
は中心から筒体内に延びる電極部４ａが形成された下部
電極体４て密閉されている。

また、絶縁筒１の外周は有機絶縁材で傘状のひだが形成
された絶縁套管２て被覆されている。このため、絶縁筒
１の外側はその内側より絶縁耐力が高い。

一方、絶縁筒」７の筒内には、その内面に沿って摺動可
能な上部電極体３が設けられている。上部電極体３は、
その中心に電極部３ａか下部電極体４の電極部４ａと対
向するよう延びている。上部電極体３は、リード線９で
蓋体１０と電気的に接続されているとともに、通常は絶
縁筒１の筒体に向い合うよう固定された絶縁ストッパー
７ａおよび７ｂにより支持されている。

以上のように構成されるアーク自己消弧型避雷装置は、
蓋体１０または下部電極体４のどちらか一方をアースに
接続し、他方を課電側に直接接続するか、あるいはギャ
ップを設けて配置する。このように設置した装置におい
て、課電側に雷サージが進入すると、上部電極体３と下
部電極体４のそれぞれの電極部３ａと４ａの間にアーク
が発生する。このアークのエネルギにより電極間の気体
の圧力が上昇し、摺動可能な上部電極体３を押し上げる
ようになる。その結果、上部電極体３が図に示す矢印の
方向に移動し、電極の間が広がるため、アークが消弧さ
れる。なお、アーク消弧後、上部電極体３は自重によっ
て元の位置に戻る。

（実施例２） 第２図に示すアーク自己消弧型避雷装置の実施例につい
て述べる。

第２図に示す装置において、セラミックス製で円筒形の
絶縁筒１の両端は、金属製の蓋体１０ａおよび１０ｂが
被せられている。また、絶縁筒１の外周は有機絶縁材で
傘状のひだが形成された絶縁套管２で被覆されている。

絶縁筒１の筒内には、その内面に沿って摺動可能な上部
電極体３および下部電極体４が設けられている。上部電
極体３は、その中心に電極部３ａが下部電極体４の方向
に延びているとともに、リド線９ａて蓋体１−　Ｏａと
電気的に接続されている。また、上部電極体３は通常、
絶縁筒１の筒体に向い合うよう固定された絶縁ストッパ
ー７ａおよび７ｂにより支持されている。一方、下部電
極体４は、上部電極体３と適当な間隔をおいて筒体内に
ばね６によって支持されている。下部電極体４は、その
中心に上部電極体３方向に延びる電極部４ａが形成され
るとともに、リード線９ｂで蓋体１０ｂと電気的に接続
されている。

以上のように構成される装置は、蓋体１０ａまたは１０
ｂのどちらか一方をアースに接続し、他方を課電側に直
接接続するかあるいはギャップを設けて配置する。この
ようにして設置した装置において、課電側に雷サージが
進入すると、電極部３ａと４ａの間にアークが発生し、
そのエネルギにより電極間の気体の圧力か上昇する。そ
の結果、上部電極体３および下部電極体４がともに押さ
れて、電極の間隔が広がるのでアークが消弧される。

アークの消弧の後、上部電極体３は自重で、下部電極体
４はばね６の弾性力で元に戻る。

（実施例３） 第３図に示すアーク自己消弧型避雷装置の実施例につい
て述べる。

第３図に示す装置は、摺動可能な上部電極体３を除いて
、その構造は実施例１と同様である。

一方、上部電極体３には、その中心に形成された電極部
３ａの近傍に複数個の排気口３ｂおよび３ｃが形成され
ている。これらの排気口は、上部電極体３と蓋体１０の
間の気体が外へ出るとき、電極部３ａの方向に集中する
ように斜めに形成されている。

以上のように構成される装置は、実施例１．と同様にア
ースと課電側の間にセットし、課電側に雷サージが進入
すると、電極部３ａと４ａの間にアークか発生する。こ
のアークのエネルギにより電極間の気体の圧力は上昇し
、摺動可能な上部電極体３を押し上げる。その結果、電
極の間隔が広くなってアークが消弧されるようになるが
、さらに、上部電極体３の摺動によって上部電極体３と
蓋体１０との間の空気が圧縮され、排気口３ｂおよび３
Ｃより排出される。この空気の排出のためアークはより
速やかに消弧される。

（実施例４） 第４図に示すアーク自己消弧型避雷装置の実施例につい
て述べる。

第４図に示す装置において、セラミックス製で円筒形の
絶縁筒１の１端は、金属製の蓋体１０が被せられ、他端
は中心から筒体内に延びる電極部４ａか形成された下部
電極体４で密閉されている。

また、絶縁筒１−の外周は、有機絶縁材で傘状のひだが
形成された絶縁套管２で覆われている。

絶縁筒１の筒内には、その上方にさらに円筒状の絶縁ガ
イドパイプ５が設けられている。なお、絶縁ガイドパイ
プ５は支持部（図示せず）を介して絶縁筒１の内壁に取
付けられている。また、絶縁ガイドパイプ５は下方電極
体４に近い一端が円錐状に細くなっている。絶縁ガイド
パイプ５内には、その内壁に沿って摺動可能な上部電極
体３が設けられている。上部電極体３は、その中心に下
部電極体４に対向するよう延びる電極部３ａが形成され
、リード線９で蓋体１０と電気的に接続されている。ま
た通常、上部電極体３は絶縁ガイドパイプ５内において
、細くなった部分で留められている。

一方、絶縁ガイドパイプ５の細くなった先端部５ａの周
囲には、円錐状の排気壁８が絶縁筒子の内壁に取付けら
れて設けられている。この排気壁８は絶縁筒１の内壁に
密着され、絶縁ガイドパイプ５と絶縁筒１との間を通る
気体を筒内の中心に導くための排気口１１−を形成して
いる。

以上のように構成される装置は、実施例１と同様、アー
スと課電側の間にセラｌ−Ｌ、課電側に雷サージが進入
すると、電極部３ａと４ａの間にアークが発生する。こ
のとき、電極間の気体が膨張し、上部電極体３が絶縁ガ
イドパイプ５内を矢印の方向に摺動する。その結果、電
極間の距離が広がりアークは消弧されるようになるが、
さらに、この摺動により圧縮された空気が絶縁ガイドパ
イプ５と絶縁筒１の間を通って排気口子１から吹出され
、アークを吹き消す。

１．２ ［発明の効果］ 以上説明したように、この発明に従うアーク自己消弧型
避雷装置は、電極間で発生したアークのエネルギを有効
に利用して続流を速やかに遮断するものであり、その構
造は非常に簡単なものですむ。したがって、この発明は
限流素子を使用する従来の避雷装置に代わって、構造か
簡単で、部品数が少なく、コストが低く、シかも施工性
に優れた従来に無い避雷装置を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う第１の実施例を示す断面図で
ある。 第２図は、この発明に従う第２の実施例を示す断面図で
ある。 第３図は、この発明に従う第３の実施例を示す断面図で
ある。 第４図は、この発明に従う第４の実施例を示す断面図で
ある。 図において、１は絶縁筒、２は絶縁套管、３は上部電極
体、３ａおよび４ａは電極部、３ｂおよび３ｃは排気口
、４は下部電極体、５は絶縁ガイドパイプ、６はばね、
７ａおよび７ｂは絶縁ストッパー、８は排気壁、９はリ
ード線、１０は蓋体、１１は排気口を示す。 １．３ 第１ 図 第２図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁材料で形成され、外側よりも内側が低い絶縁
   耐力を有する筒体と、 前記筒体内の空間を仕切るよう設けられ、前記筒体内で
   所定の位置から前記筒体の内面に沿って摺動可能な隔壁
   と、 前記隔壁に設けられ、前記隔壁とともに移動可能な第１
   の電極と、 前記筒体内で前記隔壁によって仕切られた一方の空間を
   密閉するように設けられる密閉壁と、前記密閉壁に前記
   第１の電極と対向するよう設けられる第２の電極とを備
   え、 前記第１の電極と前記第２の電極の間にアークが発生し
   た際、前記アークのエネルギにより前記一方の空間の気
   体が膨張し、少なくとも前記隔壁が移動して両電極間の
   距離が広がるよう構成されていることを特徴とするアー
   ク自己消弧型避雷装置。
2. （２）前記筒体内で、前記隔壁によって仕切られた他方
   の空間において、前記隔壁が所定の位置から摺動するこ
   とにより圧縮された気体を前記一方の空間に吹出す排気
   口が前記隔壁に設けられていることを特徴とする請求項
   １に記載のアーク自己消弧型避雷装置。