JPH0459757B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気機器などを雷等による高電圧サ
ージから保護するために使用される、ガス入放電
管を備えた避雷器装置に係り、特に高電圧サージ
が長時間にわたつて印加して避雷器装置が発熱し
ても事故を未然に防止するフエイルセーフ機構、
およびガス入放電管の放電機能が失われた場合で
も、このガス入放電管に代わつて高電圧サージを
大地に放出するベントセーフ機能を有する避雷器
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

電気機器などを高電圧サージから保護するため
に、ガス入放電管の如き過電圧保護素子が使用さ
れている。この過電圧保護素子は、円筒形の接地
電極と、この接地電極の両端に配設された絶縁環
と、この絶縁環の端部に配設された主電極とを気
密に封着してなる密封容器を形成して、この密封
容器の中にガスを封入したものである。そして接
地電極を接地して、一方主電極には、保護される
べき電気機器等と接続している電線路を接続して
使用される。

雷など比較的時間の短い高電圧サージが電線路
に印加すると、この保護素子は、主電極と接続電
極との間で、放電動作してこの高電圧サージを大
地に安全に流すことにより、電線路に接続してい
る電気機器を保護する。このような短時間の放電
動作では保護素子が過熱することはない。

しかし電力線との接触などによる高電圧サージ
の印加時間は、一般に雷サージよりも長い。この
ため保護素子は長時間にわたつて放電動作するこ
とにより、その結果、過熱して火災に至る危険が
ある。またこの火災により、あるいは別の何らか
の原因で、保護素子のガスが漏出して保護素子の
放電機能が失なわれることも想定される。

そこでこのような場合の事故を防止するため
に、避雷器装置にはフエルセーフ機能やベントセ
ーフ機能が要求されている。

例えば米国特許第4150414号明細書に記載され
た避雷器装置は、フエイルセーフ機構とベントセ
ーフ機構の両方を備えている。すなわち、この避
雷器装置のガス入放電管は、金属の中央円筒（接
地電極）と絶縁環と金属キヤツプ（主電極）から
構成され、このガス入放電管に短絡用金具がクリ
ツプ留めされている。短絡用金具は、２個のクリ
ツプ部を連結部でつないで一体化したもので、ク
リツプ部は金属キヤツプに導通している。また中
央円筒には熱溶融性の細い絶縁スリーブが嵌めら
れており、短絡用金具のクリツプ部は、この絶縁
スリーブを介して中央円筒を挟もでいる。こうし
て短絡用金具は中央円筒とは絶縁され、金属キヤ
ツプとは電気的に接続するようになつている。長
時間の放電動作により放電管が過熱して絶縁スリ
ーブが溶融すると、クリツプ部は、そのばね圧で
中央円筒に当接する。こうして短絡用金具を介し
て金属キヤツプと中央円筒がシヨートするので、
避雷器装置および電気機器は過熱による事故から
保護される。

また上記中央円筒には金属棒が導通状態で取り
付けられており、また短絡用金具には一部孔があ
けられて、この孔は、つば部を有する金属部材で
閉じられている。金属部材の天井部と、金属棒の
間には絶縁部材が挟まれていて、この絶縁部材に
よつて金属棒と金属部材の間にエアギヤツプが形
成されている。したがつてガス入放電管が破損し
てガス漏れをきたした場合には、このエアギヤツ
プがガス入放電管に代わつて放電動作し、避雷器
装置をバツクアツプする。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記米国特許第4150414号明細書記載の避雷器
装置においては、短絡用金具のクリツプ部に、あ
る程度以上のスプリング圧が必要なのでアームが
長くなり、その結果、装置全体の寸法が大きくな
つている。またエアギヤツプを得るために金属棒
と金属部材の間に絶縁部材を挿入するので、構成
的に複雑となりスト高となる等の欠点がある。

本発明は上記従来の問題点を解消し、フエイル
セーフ機能とベントセーフ機能とを備えた構造が
簡単化、小型化され、かつ信頼性の高い避雷器装
置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による避雷器装置は、絶縁部材で形成さ
れた中空筒体の両端開口部にそれぞれ気密に装着
されて前記中空筒体の内部において放電面が互い
に間隙を有して対向する一対の電極を有するガス
入放電管と、このガス入放電管を支持する絶縁支
持体と、互いに絶縁隔離された各一端部が前記一
対の電極とそれぞれ接触するように前記絶縁支持
体から外方に突出し、各他端部が前記絶縁支持体
に形成された切欠部内において互いに絶縁隔離さ
れて放電間隙を形成するように前記絶縁支持体に
モールドされた複数の導電性部材と、前記切欠部
内に装着され、前記ガス入放電管の正常動作時に
は、前記放電間隙を形成する前記各他端部の少く
とも一方と絶縁隔離した状態で、前記各他端部に
向つてスプリングにより押圧保持され、前記ガス
入放電管の過熱時には、その過熱により加熱され
て軟化溶融し前記スプリングの押圧力により前記
放電間隙内に流入して前記放電間隙間を短絡する
低融点導電性部材とを具備してなることを特徴と
する。

〔作 用〕

本発明による避雷器装置が接続されている電線
路に、雷等の比較的時間の短い高電圧サージが印
加された場合には、一対の電極間で放電動作し、
この高電圧サージを大地に放流することにより、
電線路に接続されている電気機器等を保護する。

本発明による避雷器装置に接続的に高電圧サー
ジが印加された場合には、長時間に亘る放電動作
により避雷器装置が過熱される。この過熱により
低融点導電性部材が軟化溶融し、スプリングに押
圧されて放電間隙内に流入してこの放電間隙間を
短絡する。この放電間隙間を短絡することにより
一対の電極間が短絡されるので、避雷器装置は過
熱損傷から保護され、電線路に接続されている電
気機器等も高電圧サージから保護される。これに
より避雷器装置のフエイルセーフ機能が達せられ
る。

さらに、例えば、ガス漏れ等によりガス入放電
管の放電機能が失なわれた場合、高電圧サージが
印加された時には、このガス入放電管に代わつ
て、絶縁支持体の切欠部内において、互いに対向
して配設されている導電性部材によつて形成され
ている放電間隙でエア放電が行なわれる。これに
より電線路に接続されている電気機器等も高電圧
サージから保護され、避雷器装置のベントセーフ
機能が達せられる。

さらにまた、本発明によれば、ガス入放電管を
支持する絶縁支持体に形成された切欠部内に、フ
エイルセーフ機能とベントセーフ機能との両機能
を組込むことにより、構造が簡単化、小型化され
るとともに、避雷器装置の信頼性を高めることが
できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成を示す部分展
開斜視図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図であ
り、ガス入放電管１は、第３図に示す如く、絶縁
部材で形成された中空筒体３３の両端開口部にそ
れぞれ気密に装着されて、前記中空筒体３３の内
部において、放電面３４および３５が互いに間隙
を有して対向する一対の電極３１および３２から
構成されている。このガス入放電管１は、後述の
方法で、絶縁支持体２に着脱自在に支持されてい
る。前記絶縁支持体２には、互いに絶縁隔離され
た一対の導電性部材、例えば、バネ性を有するＵ
字形の金属板３，３′および４，４′が、後述の配
設関係となるように、一体にモールドされてい
る。即ち前記金属板３，３′および４，４′の各一
端部３０１，３０１′および４０１，４０１′は、
それぞれ前記絶縁支持体２から外部に突出し、前
記一対の電極３１および３２とそれぞれ電気的に
接触するようになされている。また、前記金属板
３，３′および４，４′の各中間連結部３０２およ
び４０２は、それぞれ前記絶縁支持体２に形成さ
れた切欠部２０１内において、互いに絶縁隔離さ
れて放電間隙（エアギヤツプ）８を形成するよう
になされている。このように構成された絶縁支持
体２に、ガス入放電管１は、前記金属板３と３′
および４，４′との間に、前記各金属板３，３′，
４，４′のバネ圧に抗して挿入、係合され、かつ
その電極３１が前記金属板３と３′にバネ圧によ
り電気的に係合接触し、同様に電極３２が前記金
属板４と４′にバネ圧により電気的に係合接触さ
れる。前記絶縁支持体２に形成された前記切欠部
２０１の内側には、前記金属板３，３′および４，
４′の各中間連結部３０２および４０２の上方に
第１段部２０２を形成し、第１図および第２図に
示すように、この第１段階２０２にスプリング６
およびカバー７を嵌合保持させる。さらに前記切
欠部２０１の内側の前記中間連結部４０２の近傍
上方に第２段部２０３を形成し、この第２段部２
０３の上部に低融点導電性部材、例えば、半田デ
イスク５の一端を載置したときに、この半田デイ
スク５と前記中間連結部４０２とが直接電気的に
接触しないようになされている。

次に上記本発明の一実施例の避雷器装置の組立
方法について説明する。

第１図および第２図に示す如く、バネ性の金属
板３，３′４，４′の各一端部３０１，３０１′，
４０１，４０１′がそれぞれ絶縁支持体２から外
部に突出し、前記金属板３，３′，４，４′の各中
間連結部３０２および４０２が前記絶縁支持体２
の切欠部２０１内においてエアギヤツプ８を形成
するように一体にモールドする。この状態で半田
デイスク５を前記切欠部２０１内に挿入し、その
一端を切欠部２０１の内側の第２段部２０３に係
合させて半田デイスク５と金属板４，４′の中間
連結部４０２とが直接接触しないように保持し、
他端を金属板３，３′の中間連結部３０２の上面
に載置することにより、半田デイスク５でエアギ
ヤツプ８の上方を覆うようにする。次にスプリン
グ６を切欠部２０１の第１段部２０２に係合し、
スプリング６の舌片６０１を半田デイスク５の上
面に当接し、スプリング６のバネ作用により、半
田デイスク５をエアギヤツプ８の方向に向つて押
圧保持する。この状態で第１段部２０２にカバー
７を取付け、切欠部２０１内に異物が侵入するの
を防止する。最後にガス入放電管１を金属板３と
３′および４と４′との間に、金属板のバネ圧に抗
して挿入、係合、保持させる。この時ガス入放電
管１の各電極３１および３２は、それぞれ金属板
３と３′および４と４′にバネ圧により電気的に接
触するように保持されて本発明の一実施例の避雷
器装置が構成される。

第２図は本発明の一実施例の避雷器装置からガ
ス入放電管を除いた絶縁支持体部の縦断面図であ
る。この第２図に示すように、本発明による避雷
器装置においては、絶縁支持体２と一体にモール
ドされた一対の金属板３，３′および４，４′と、
それら金属板３，３′および４，４′の中間連結部
３０２および４０２の間に形成されたエアギヤツ
プ８と、このエアギヤツプ８の上方に配設された
半田デイスク５とにより、フエイルセーフ機能と
ベントセーフ機能とが形成されている。

上記第１図〜第３図に示す本発明の一実施例の
避雷器装置が接続されている電線路に、雷等の比
較的時間の短い高電圧サージが印加されると、ガ
ス入放電管１の一対の電極３１および３２間で放
電動作し、この高電圧サージを一方の電極、例え
ば、電極３２がアースされている場合には、この
電極３２を介して大地に放流して電線路に接続さ
れている電気機器等を高電圧サージから保護する
ことができる。

ガス入放電管１の電極３１および３２間に高電
圧サージが持続して印加された場合には、電極３
１および３２間の長時間に亘る放電動作により、
ガス入放電管１が過熱される。この過熱により低
融点導電性部材である半田デイスク５が軟化溶融
し、これがスプリング６のバネ作用により押圧さ
れてエアギヤツプ８の放電間隙内に流入してエア
ギヤツプ８を短絡する。これにより一対の電極３
１および３２間が短絡されるので、ガス入放電管
１は過熱による損傷から保護される即ちフエイル
セーフ機能が達せられる。

さらに、例えば、ガス漏れ等によりガス入放電
管１の放電機能が失なわれた場合、高電圧サージ
が印加されたときには、このガス入放電管１の放
電動作の代りに、絶縁支持体２の切欠部２０１内
に形成されているエアギヤツプ８でエア放電が行
なわれる即ちベントセーフ機能が達せられる。

以上は本発明を２極のガス入放電管に適用した
場合の一実施例について説明したが、多極のガス
入放電管にも同様に適用できる。

第４図は本発明を３極のガス入放電管に適用し
た場合の実施例を示す部分展開斜視図、第５図は
第４図におけるＢ−Ｂ線上の部分断面図（ガス入
放電管を除く）、第６図は第４図におけるガス入
放電管を示す図で第６図Ａは側面図、第６図Ｂは
縦断面図である。

第４図において、３極のガス入放電管４１は、
第６図に示す如く、絶縁部材で形成された中空筒
体６３の両端開口部にそれぞれ気密に装着され、
中空筒体６３の内部において放電面６４，６５が
互いに間隙を有して対向する一対の電極６１，６
２と、中空筒体６３の中間部に気密に装着され、
中空筒体６３の内部において、電極６１，６２の
放電面６４，６５とそれぞれ間隙を有して対向す
る放電面を有する中間電極（例えば接地電極）６
６とにより構成されている。

ガス入放電管４１を支持する絶縁支持体４２に
は、互いに絶縁隔離された３個のバネ性を有する
Ｕ字形の金属板４３，４３′と、４４，４４′と５
０，５０′が、後述の配設関係となるように一体
にモールドされている。即ち各金属板の各一端部
４３１，４３１′，４４１，４４１′，５０１，５
０１′はそれぞれ絶縁支持体４２から外部に突出
し、ガス入放電管４１の各電極６１，６２，６６
とそれぞれ電気的に接触するようになされてい
る。また各金属板の中間連結部４３２と５０２お
よび４４２と５０２′は、それぞれ絶縁支持体４
２に形成された切欠部４２１内において、互いに
絶縁隔離されて放電間隙（エアギヤツプ）４８お
よび４８′を形成するようになされている。

このように構成された絶縁支持体４２の各金属
板４３，４３′，４４，４４′，５０，５０′の間
に、これらの各金属板のバネ圧に抗してガス入放
電管４１を挿入し、かつその各電極６１，６２，
６６をそれぞれ各金属板４３，４３′，４４，４
４′，５０，５０′とバネ圧により電気的に係合接
触させることにより、ガス入放電管４１は絶縁支
持体４２に着脱自在に支持される。絶縁支持体４
２の切欠部４２１の内側に、第１図々示の第１段
部２０２と第２段部２０３と同様に各第１段部４
２２，４２２′および第２段部４２３，４２３′が
形成され、各半田デイスク４５，４５′をそれぞ
れ切欠部４２１内に挿入し、その各一端を各第２
段部４２３，４２３′に係合させ、各他端を金属
板５０，５０′の各中間連結部５０２，５０２′の
上面に載置することにより半田デイスク４５，４
５′で各エアギヤツプ４８，４８′の上部を覆うよ
うになされている。各第１段部４２２，４２２′
にスプリング４６を係合させ、その各舌片４６
１，４６１′をそれぞれ半田デイスク４５，４
５′の上面に当接し、バネ作用により各半田デイ
スク４５，４５′を各エアギヤツプ４８，４８′の
方向に向つて押圧保持し、さらに、各第１段部４
２２，４２２′には切欠部４２１内に異物が侵入
しないようにカバー４７が取付けられている。な
お第４図および第５図において、４９は各エアギ
ヤツプ４８，４８′間を仕切る仕切壁である。

上記第４図〜第６図に示す本発明の実施例にお
いては、２個のエアギヤツプ４８，４８′と、こ
れらのエアギヤツプ４８，４８′の上方にそれぞ
れ配設された半田デイスク４５，４５′とにより、
各電極６１，６２と中間電極６６との間にそれぞ
れフエイルセーフ機能とベントセーフ機能とが形
成されている。

第４図々示の本発明の実施例による避雷器装置
は、第１図々示の実施例による避雷器装置の場合
と同様な組立方法により組立てられる。この第４
図々示の避雷器装置は、通常の３極形避雷器と同
様な方法で被保護電線路に接続され、この電線路
に雷等の比較的時間の短い高電圧サージが印加さ
れた場合には、ガス入放電管４１が通常の３極形
避雷器と同様に放電動作して電線路に接続された
電気機器等の高電圧サージから保護する。また、
電線路に持続性の高電圧サージが印加された場合
のガス入放電管４１の過熱による損傷を保護する
フエイルセーフ機能、およびガス入放電管４１の
放電機能が失なわれた場合に、このガス入放電管
４１の代りに放電動作して電気機器等を高電圧サ
ージから保護するベントセーフ機能は、第１図々
示の実施例について説明したものと実質的に同一
であるからその説明を省略する。

上記第１図々示の実施例においては、絶縁支持
体２にモールドされる導電性部材として、バネ性
を有する金属板３，３′，４，４′を用い、これら
のバネ作用を利用してガス入放電管１を絶縁支持
体２に着脱自在に係合支持させると同時に、金属
板３，３′と電極３１との間および金属板４，
４′と電極３２との間の接続をそれぞれバネ圧を
利用して電気的に接触させるものについて説明し
たが、前記金属板３，３′，４，４′の代りに、例
えば、第７図に示す如く、通常の金属板７３，７
３′，７４，７４′（図示せず）を用い、金属板７
３，７３′と電極３１との間および金属板７４，
７４′と電極３２との間の各接続をそれぞれ半田
づけ等により電気的に接着するようにしてもよ
い。なお第７図において、フエイルセーフ機構お
よびベントセーフ機構等金属板７３，７３′，７
４，７４′以外の各部の構成、作用については第
１図について説明したものと同一である。

また第４図の実施例においては、絶縁支持体４
２にモールドされる導電性部材として、３個のバ
ネ性を有するＵ字状の金属板４３，４３′，４４，
４４′および５０，５０′を用い、これらのバネ作
用を利用してガス入放電管４１を絶縁支持体４２
に着脱自在に係合支持させると同時に、金属板４
３，４３′と電極６１との間、金属板４４，４
４′と電極６２との間および金属板５０，５０′と
中間電極６６との間の各接続をそれぞれバネ圧を
利用して電気的に接触させるものについて説明し
たが、前記金属板４３，４３′および４４，４
４′の代りに、例えば第８図に示す如く、バネ性
を有するＬ字状の金属板８３および８４を用い、
その各一端部８３１および８４１（図示せず）が
それぞれ電極６１および６２の各端面にバネ圧に
より接触し、各他端部８３２および８４２がそれ
ぞれ金属板５０，５０′の中間連結部５０２およ
び５０２′と放電間隙を形成するように対向配設
してその間にエアギヤツプ４８および４８′を形
成するように絶縁支持体４２に一体にモールド
し、これらの金属板５０，５０′，８３および８
４のバネ作用を利用してガス入放電管４１を絶縁
支持４２に着脱自在に係合支持させると同時に、
金属板８３と電極６１との間、金属板８４と電極
６２との間および金属板５０，５０′と中間電極
６６との間の各接続をそれぞれバネ圧を利用して
電気的に接触させるようにしてもよい。なお第８
図において、絶縁支持板４２の切欠部内に構成さ
れるフエイルセーフ機構およびベントセーフ機構
等の前記金属板８３，８４以外の各部の構成およ
び作用は第４図々示の実施例について説明したも
のと同一である。さらに第８図々示の実施例にお
いて、各金属板５０，５０′，８３および８４を
それぞれバネ性でない通常の金属板で構成し、こ
れらをそれぞれ半田づけ等により中間電極６６、
電極６１および６２に接着するようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フエイルセーフ機構とベント
セーフ機構とをガス入放電管を支持する絶縁支持
体の切欠部内に組込むことにより、全体の構成が
簡単化、小型化されるとともに、製造、組立が容
易となる。さらにフエイルセーフおよびベントセ
ーフ機構が絶縁支持体の切欠部内に組込まれ、カ
バーにて外部から隔離されるので、外部からの影
響を受けにくくなり、避雷器装置の信頼性を高め
ることができる等の優れた効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す展開斜
視図、第２図は第１図における絶縁支持体のＡ−
Ａ線上の断面図、第３図は第１図におけるガス入
放電管の側面図（第３図Ａ）および縦断面図（第
３図Ｂ）、第４図は本発明の他の実施例の構成を
示す展開斜視図、第５図は第４図における絶縁支
持体のＢ−Ｂ線上の断面図、第６図は第４図にお
けるガス入放電管の側面図（第６図Ａ）および縦
断面図（第６図Ｂ）、第７図および第８図は、そ
れぞれ本発明のさらに他の実施例を示す図であ
る。 １…ガス入放電管、２…絶縁支持体、３，３′，
４，４′…金属板、５…半田デイスク、６…スプ
リング、７…カバー、８…放電間隙。

【特許請求の範囲】

１ ガラスセラミツク材料からなるホツトプレー
トと、該ホツトプレートの下に取付けられる少な
くとも１本の赤外線ランプとを備え、該赤外線ラ
ンプが、菅状体内に支持されたフイラメントと、
該フイラメントの各端部を封入しかつ該フイラメ
ントに電気的に接続する接続手段を備えて該赤外
線ランプの両端に配設されたピンチシール部とを
具備する加熱装置において、 前記ピンチシール部から前記ホツトプレートへ
熱を伝導する熱伝導手段を備えていることを特徴