JPH05326105A - 直列ギャップ変位型避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 避雷器の短絡故障時、避雷器側の直列ギャッ
プホーンを自動的に変位させて直列ギャップ距離を広げ
るようにした直列ギャップ変位型避雷器を提供する。 【構成】 有機絶縁材料又は導電性材料からなる耐圧容
器10内に限流素子９及び電極部材７，12を収納し、電極
部材の一端に直列ギャップ５を形成した避雷器におい
て、短絡事故等による内部アーク発生時、アークに伴う
エネルギーを利用して直列ギャップの電極側ギャップホ
ーン又は電極の一部を変位させ、直列ギャップの距離を
変更する直列ギャップ変位型避雷器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は雷サージによる異常電圧
から送電設備を保護するために設置される避雷器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の限流素子を有する避雷器技
術の一例の説明図である。図の右側に縦断面を示した避
雷器は、側壁に複数個の放圧孔11を設けた耐圧絶縁筒10
に限流素子９及び上下電極７，12を収納し、限流素子９
と耐圧絶縁筒10の間に有機絶縁材料８を充填するととも
に耐圧絶縁筒10を有機絶縁材料８で被覆した構造に、直
列ギャップホーン５及びアーキングリングホーン６を取
付け、短絡事故等による避雷器故障時に発生する内部ア
ークを、そのアークエネルギーを利用して放圧孔11より
放出し、外部に導くことにより避雷器の破壊を防ぐよう
にしたものである。

【０００３】図５は従来の限流素子を有する避雷器技術
の他の例の説明図である。図の右側に縦断面を示した避
雷器は、下方に開口部を設けた導電性耐圧容器13に限流
素子９及び上下電極７，12を収納し、限流素子９と導電
性耐圧容器13と限流素子９の間に有機絶縁材料８を充填
するとともに導電性耐圧容器13を有機絶縁材料８で被覆
した構造に直列ギャップホーン５を取付けたものであっ
て下部電極12には故障時のアークエネルギーを利用して
導電性耐圧容器13と下部電極12の一部を接続するための
短絡用刃部14を具えており、避雷器故障時のアークエネ
ルギーを利用して導電性耐圧容器13と下部電極12間を短
絡させることにより、アークを消滅させるようにしたも
のである。

【０００４】上述したこれらの避雷器はいずれも避雷器
の破壊を防ぐことに重点がおかれており、図４及び図５
に示すように、架空送電線４を支持する碍子装置２の直
列ギャップホーン５と組合せ使用することで、通常は絶
縁状態を維持し、雷撃時に雷サージのみを通過させ、送
電電圧では絶縁を回復して停電事故を防ぐ構造となって
いる。なお、図面において、１は鉄塔腕金、３は碍子装
置２のアーキングホーンである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４及び図５に示す避
雷器は、避雷器自身の破壊を防ぐ方法としては有効であ
るが次のような課題があった。直列ギャップとの組合せ
による避雷器は、直列ギャップ間の距離が短い程避雷器
が確実に作動するが、通常直列ギャップ付きの避雷器で
は、避雷器が故障状態（短絡状態）でも再送電可能なよ
うに、直列ギャップだけで開閉サージ電圧に耐えられる
ギャップ長に設定しておく必要があるので距離が長くな
り、そのため避雷器が確実に動作しない場合があった。

【０００６】即ち避雷器が健全な状態だけを考慮すれ
ば、開閉サージ電圧がかかったときに、直列ギャップに
かかる電圧は避雷器と直列ギャップで分担されるため、
直列ギャップにかかる電圧が低減され装置故障時に比べ
て直列ギャップが短くでき、雷撃に対してより確実に避
雷器が動作するようにできる。しかしながら、実際には
避雷器が万一故障した場合でも再送電可能なように、直
列ギャップだけで開閉サージに耐えるようにしておく必
要があった。

【０００７】又避雷器が故障状態になっていても、特に
故障表示装置を設けない限り、故障を容易に外部から判
定することは困難であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、避雷器の短絡故障時、避雷器側の直列ギャップ
ホーンを自動的に変位させて直列ギャップ距離を広げる
ようにした直列ギャップ変位型避雷器を提供するもの
で、その特徴は、限流素子を有する避雷器において、短
絡事故等による内部アーク発生時、アークに伴うエネル
ギーを利用して直列ギャップの電極側ギャップホーン又
は電極の一部を変位させ、直列ギャップの距離を変更す
ることにある。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の直列ギャップ変位型避雷器の
具体例の縦断面図である。図面において、図４と同一符
号は同一部位をあらわしている。耐圧絶縁筒10内には上
部電極７及び下部電極12に挟まれた円筒形状の限流素子
９を収納し、耐圧絶縁筒10と限流素子９の間には有機絶
縁材料８を充填し、耐圧絶縁筒10を有機絶縁材料８で被
覆してある。そして下部電極12内には、受圧板15、これ
と一体に形成された下方に延びる伝達用棒17、及び伝達
用棒17に装着された支持バネ16を収納してある。上記伝
達用棒17の下端にはロック用ピストン18が結合されてい
る。直列ギャップホーン５は支持軸21を中心に回転でき
るように取付けられており、バネ20によって先端が上が
る方向で常時力が加えられているが、直列ギャップホー
ン５のロック用ピストン18に面する側に溝が設けられて
おり、この溝に球19の一部が収まっているので、ロック
用ピストン18と球19により通常は固定された構造となっ
ており、直列ギャップ金具22に組込まれている。本具体
例は、図４に示すような耐圧絶縁筒方式の避雷器につい
て説明したが、図５のような導電性耐圧容器方式の避雷
器でも適用できるのは勿論であり、直列ギャップホーン
の移動方向が下方及び左右方向でも本発明の構造を用い
ることができる。

【００１０】

【作用】図２（イ）及び（ロ）は、本発明避雷器の作用
の説明図である。通常、送電線路で雷撃を受けると、避
雷器の設計範囲の雷サージであれば、限流素子９の特性
により雷サージのみを通過させて送電電圧では絶縁を回
復し、停電事故を防ぐ。しかしながら、設計範囲を越え
た雷サージ等で限流素子９を破壊する等の故障が生じる
と、図２（イ）にみられるように、限流素子９内に短絡
電流23が流れ、アークによる温度上昇で内部の気体が急
激に熱膨張する。

【００１１】この熱膨張エネルギーによって受圧板15が
下方へ押し下げられると、図２（ロ）に示すように、受
圧板15と結合した伝達用棒17及びロック用ピストン18が
下方に移動して球19との間に空隙ができるので、球19が
バネの力によって矢印の方向へ移動する。そして避雷器
が正常の時、水平方向にロックされていた直列ギャップ
ホーン５は、球19の移動によってロックが解除されると
同時に、バネ20の復元力によって先端部を図のように上
方向に回転変位する。その結果、直列ギャップの距離は
Ａ→Ｂに変位して長くなり、再送電時等に生じる開閉サ
ージ電圧でも十分耐えられる距離が得られる。又このよ
うに直列ギャップホーンが変位するので、容易に外部か
ら装置の故障を判別することが可能となる。

【００１２】図３は本発明の避雷器を送電線鉄塔に設置
した状態図で、図３（イ）は正常時、図３（ロ）は避雷
器故障時を示す。図３（イ）に示すように、避雷器24を
架空送電線４を支持した碍子装置２と並列に鉄塔腕金１
に取付け、碍子装置２の直列ギャップホーン５と避雷器
24の直列ギャップホーン５の間に直列ギャップを形成す
る。避雷器24が正常時には、送電線路に落雷が生じる
と、避雷器24側の直列ギャップを確実に閃絡させて碍子
装置２側の閃絡を防ぎ、雷撃後の送電電圧では限流素子
の特性により絶縁を回復して送電線路からの短絡電流を
速やかに遮断し、停電事故を防ぐ。

【００１３】万一、避雷器24が設計値以上の雷サージに
より限流素子が破壊され、内部短絡等の不測の事態を生
じた場合は、短絡によるアークエネルギーを利用して前
述のように直列ギャップ距離を広げ、再送電時の開閉サ
ージ電圧に耐えられる体制を自動的にとることにより、
避雷器故障による短絡事故を防止する。又正常時と故障
時では図より明らかなように、直列ギャップホーン形状
が異なるので、一目で装置の故障が識別できる。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の直列ギャ
ップ変位型避雷器によれば、避雷器の短絡故障時、避雷
器側の直列ギャップホーンを自動的に変位させて直列ギ
ャップ距離を広げる構造であるので、従来のようにあら
かじめ短絡事故を想定した距離まで広げておく必要がな
く、直列ギャップ距離は通常の設置状態における開閉サ
ージ耐電圧距離まで狭くしておくことができるので、避
雷器がより確実に動作し、信頼性が大幅に向上する。又
避雷器の故障時、直列ギャップが変位するので、故障の
有無を容易に目視確認することが可能となり、故障表示
を備えた避雷器として架空送電線路に利用すると極めて
効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直列ギャップ変位型避雷器の具体例の
横断面図である。

【図２】（イ）及び（ロ）はいずれも本発明避雷器の作
用の説明図である。

【図３】本発明避雷器を送電線鉄塔に設置した状態図
で、図３（イ）は正常時、図３（ロ）は避雷器故障時を
示す。

【図４】従来の避雷器の一例の説明図である。

【図５】従来の避雷器の他の例の説明図である。

【符号の説明】

５ 直列ギャップホーン ７ 上部電極 ８ 有機絶縁体 ９ 限流素子 10 耐圧絶縁筒 11 放圧孔 12 下部電極 15 受圧板 16 支持バネ 17 伝達用棒 18 ロック用ピストン 19 球 20 バネ 21 支持軸 22 直列ギャップ金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機絶縁材料又は導電性材料からなる耐
   圧容器内に非直線性抵抗素子（以下、限流素子と呼ぶ）
   及び電極部材を収納し、電極部材の一端に直列ギャップ
   を形成した避雷器において、短絡事故等による内部アー
   ク発生時、アークに伴うエネルギーを利用して直列ギャ
   ップの電極側ギャップホーン又は電極の一部を変位さ
   せ、直列ギャップの距離を変更することを特徴とする直
   列ギャップ変位型避雷器。
2. 【請求項２】 直列ギャップの電極側ギャップホーン又
   は電極の一部の変位を利用し、外部に事故を表示させる
   ことを特徴とする請求項１記載の直列ギャップ変位型避
   雷器。