JPH0520947A - ポリマーがいし形避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 側面方向に放圧する放圧機能を備えた避雷器
において、ガスを放出させる放出孔を工夫して機械的強
度の高いポリマーがいし形避雷器を得ることを目的とす
る。 【構成】 ＦＲＰ絶縁芯部材１の外周にリング状のＺｎ
Ｏ素子２を積み重ね、且つ同様のリング状で側壁にガス
放出孔４′を設けた電極をＺｎＯ素子２の上下又は所定
のＺｎＯ素子間に配設して上下から金具３，３′に固定
してその外周を外被６で覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は非直線抵抗体による避
雷器に関し、特に送電線用等に適用されるポリマーがい
し形避雷器に関する。

【０００２】

【従来の技術】避雷器は大部分が密封構造となっている
ので、内部の要素が破壊して短絡アークを生ずると、避
雷器の内部圧力が急激に上昇し、がい管が爆発する危険
性があるので、これを防ぐため一般的に放圧装置を備え
ている。

【０００３】この放圧装置には、避雷器の上下に放圧装
置を設けて内部圧力が所定値に達したとき、避圧膜等が
破壊して上下の噴出孔からガスを外部に噴出させるよう
にしたものや、図３に示すように避雷器の容器の側面に
放出口を設けたものがある。

【０００４】図３はこの容器の側面に放出口を設けた従
来のポリマーがいし形避雷器の縦断正面図で、３１は繊
維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略称する）から成
り絶縁性の円筒から成るＦＲＰ外筒部材、３２はこのＦ
ＲＰ外筒部材３１の内部に積み重ねて収容した非直線抵
抗体のＺｎＯ素子、３３はＺｎＯ素子をＦＲＰ外筒部材
３１内に上下から挾持する金属性の蓋、３４はＦＲＰ外
筒部材３１の側面の所定位置に所定の数穿設されたガス
放出孔、３５は耐候性，絶縁部材の外被である。組み立
ては、ＦＲＰ外筒部材３１内にＺｎＯ素子３２を収容
し、ばね３６を介して上下から金属の蓋３３でＺｎＯ素
子３２を押え、上下の蓋をＦＲＰ外筒部材３１に固着し
て避雷部本体を形成し、この本体の外側面に外被５をモ
ールド又は熱収縮により装着する。なお、モールド成形
による場合は、ガスの放出孔３４を通してＦＲＰ外筒部
材とＺｎＯ素子３２間の空間を同時にモールドしてもよ
い。

【０００５】ＦＲＰ外筒部材内でガスが発生した場合
は、そのガスＧは図の矢印で示すように放出孔３４から
外被３５を破って避雷器の外部に放出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のも
のは、ＦＲＰ外筒部材に放出孔を設ける構成としたの
で、 （１）ＦＲＰ外筒部材には機械的強度が要求されるが、
放出孔を設けているので、内圧荷重，引張り荷重，曲げ
荷重が生じた場合、放出孔近傍に応力集中を招くため、
公称応力（応力集中のない部分の平均応力）を低減する
ことが必要となる。その結果、ＦＲＰ外筒部材の肉厚を
大きくする必要があり、ＦＲＰ外筒部材、外被、その他
の部品の大形化（サイズ，質量）を招く。

【０００７】（２）ＦＲＰ外筒部材に孔を穿設するとそ
の強度は低下するので、孔の形状、設置個数が制限さ
れ、結果的に放圧特性の向上が制限される。

【０００８】（３）ＦＲＰ自体は加工性が悪く、強度を
低下させないためには、孔を精密加工する必要があるの
で、加工に時間がかかり製品のコストアップを招く。

【０００９】という問題がある。

【００１０】本発明は上記の点に鑑み、強度の優れた此
の種の避雷器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明における上記の課
題を解決するための手段は、中心部に挿入孔を有するＺ
ｎＯ素子と、同様の挿入孔を中心に有するリング状で且
つ側壁に放射方向のガス放出孔を設けた電極と、強化プ
ラスチックより成る直線状のＦＲＰ絶縁芯部材を用意
し、このＦＲＰ絶縁芯部材の外周にＺｎＯ素子を積み重
ね、これらＺｎＯ素子上下または所定のＺｎＯ素子間に
前記電極を配設し、これらＺｎＯ素子および電極をＦＲ
Ｐ絶縁芯部材の両端側から金具固定して避雷部本体を形
成し、該避雷部本体の外周面を外被で覆う。

【００１２】

【作用】避雷器の内部に短絡事故等が生じガスが発生す
ると、そのガス発生がＺｎＯ素子の内径側（挿入孔側）
である場合は、発生ガスは挿入孔とＦＲＰ絶縁芯部材間
の間隙を通って電極４のガス放出孔より外被を破って外
部に噴出される。そしてこの電離されたガスの噴出によ
りアークが発生し、上部金具と下部金具とを短絡し、避
雷器の内部短絡を外部に移して避雷器の爆発を防止す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を図１および図２に示す実施例
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例の縦断正
面図、図２は電極の斜視図で、１は強化プラスチック
（ＦＲＰ）から成るＦＲＰ絶縁芯部材で、円柱状から成
る。２はＺｎＯ素子で中心部に芯部材１を挿入する挿入
孔２′を有する。３，３′は金属材料から成る上下の金
具、４は電極でリング状をなし、ＺｎＯ素子２と略同じ
外径および内径を有し、側壁には図２に示すように放射
方向に穿設したガス放出孔４′を有する。５は皿ばね、
６は耐候性，絶縁部材から成る外被を示している。

【００１４】組み立ては下部金具３にＦＲＰ絶縁芯部材
１の一端を螺合し、皿ばね５、電極４、ＺｎＯ素子２を
順次ＦＲＰ絶縁芯部材１の上端から挿入し、ＺｎＯ素子
２を所定の厚さ積み重ねた後、電極４を挿入し、その上
にまたＺｎＯ素子２を積み重ねる。必要な場合はこれを
繰り返し最後に電極４、皿ばね５を挿入して上部金具
３′をＦＲＰ絶縁芯部材１の上端に螺合して避雷部本体
を形成する。この避雷部本体の外周側を従来と同様にモ
ールド又は熱収縮の手段により形成した外被６で覆う。
なお、この外被６の材料としては、モールドタイプのも
のとしては、エポキシ樹脂、ＥＰゴム、また熱収縮性の
ものとしては熱収縮ポリマ等が用いられる。

【００１５】次に動作を説明すると、避雷器が故障して
ＺｎＯ素子２の挿入孔側でガスが発生すると、発生した
ガスは図１において矢印で示すように、ＦＲＰ絶縁芯部
材１とＺｎＯ素子２の挿入孔の内径側との間隙を通って
電極４の放出孔４′から外被６を破って外部に放出（噴
出）される。避雷器の外部では、この電離されたガスに
よりアークが発生し、上部と下部の金具を短絡する。従
って内部の短絡を外部に移すことにより避雷器の爆発が
防止される。なお、ＺｎＯ素子の外径側でガス発生が生
じたときは、ガスは外被を破って外部に放出される。

【００１６】図１に示す実施例においては、ＦＲＰ絶縁
芯部材が円柱であるので、部材に内圧が生ずることがな
いため、曲げ強度と引張り強度のみに耐えるように設計
すればよい。

【００１７】また、このＦＲＰ絶縁芯部材は、円筒で形
成してもよい。円筒とした場合、曲げ剛性（断面２次モ
ーメント）が上がるが内圧が生ずるため、強度を考慮す
る必要がある。これに対し円柱の場合は、円筒に比べ曲
げ剛性は低下し、曲げモーメントが生じた場合、変位が
大きくなるが、上下に皿ばねを介在させることにより、
変位を吸収してＺｎＯ素子に無理な力が生ずるのを防止
することができる。

【００１８】また、ガス放出孔を有する電極は、主とし
て金属等に任意の形状，個数の孔を内径側から外径側へ
貫通させて形成したものであるが、この孔は製造時空間
としてもよいし、外被部材を封入してもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように、ＦＲＰ絶縁芯部
材をＺｎＯ素子の中心部に配設し、ガスの放出は別個に
設けた電極のガス放出孔から放出するようにしたので、
強度部材であるＦＲＰ絶縁芯部材には一切孔を穿設する
必要がないため、従来ＦＲＰ外筒部材にガス放出孔を設
けたことによって強度欠陥またはこれに起因する上述の
課題はすべて解決される。

【００２０】また、ガス放出孔を金属の電極に設けたの
で、加工性が良く、従って放圧特性を考慮して任意の形
状、個数を適宜選定して設けることができ、放圧特性の
向上、並びに放出孔の加工のコストが低減される。

【００２１】さらに、ＺｎＯ素子をＦＲＰ外筒部材の中
に収納する従来のものと比較して、径方向の寸法を小さ
くでき、避雷器全体の小型化，軽量化ができ、コストダ
ウンが可能となる等極めて優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断正面図。

【図２】本発明の電極の一実施例の斜視図。

【図３】従来例の縦断正面図。

【符号の説明】

１…ＦＲＰ絶縁芯部材、２…ＺｎＯ素子、３…下部金
具、３′…上部金具、４…電極、４′…ガス放出孔、５
…皿ばね、６…外被。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 中心部に挿入孔を有するＺｎＯ素子と、
   同様の挿入孔を中心に有するリング状で且つ側壁に放射
   方向のガス放出孔を設けた電極と、強化プラスチックよ
   り成る直線状のＦＲＰ絶縁芯部材を用意し、このＦＲＰ
   絶縁芯部材の外周にＺｎＯ素子を積み重ね、これらＺｎ
   Ｏ素子上下または所定のＺｎＯ素子間に前記電極を配設
   し、これらＺｎＯ素子および電極をＦＲＰ絶縁芯部材の
   両端側から金具で固定して避雷部本体を形成し、該避雷
   部本体の外周面を外被で覆ったことを特徴とするポリマ
   ーがいし形避雷器。