JPH071667B2 - カットアウト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は変圧器を保護するとともに、電線路の事故を
防止するカットアウトに係り、特に避雷ユニットを内蔵
したカットアウトに関する。

（従来の技術） 従来、耐雷機能を有したカットアウトは、カットアウト
の本体碍子に空腔を設け、該空腔の外側開口部を密閉す
るとともに、該空腔に非直線抵抗部や放電ギャップ部を
収納して、装柱のコンパクト化あるいは美化を図ったも
のが知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来のカットアウトでは例えば過大な雷サー
ジなどによって避雷ユニットが続流遮断不能になり、続
流アークによる高温、高圧ガスが空腔内で発生すると、
該高温ガスがヒューズ筒側へも噴出されて該ヒューズ筒
が飛脱したり、噴出ガスによる偏熱や圧力衝撃によって
本体碍子が破壊されて地上に飛散、落下するという問題
があった。この発明は上記の問題点を解消したカットア
ウトの提供を目的とするものである。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記の問題点を解決するために、電源側及び
負荷側の電極室にそれぞれ固定電極を備えた磁器製の本
体碍子と、前記両固定電極間を接続あるいは開放するヒ
ューズ筒とを有するカットアウトにおいて、前記本体碍
子に外側より負荷側電極室に連通する空腔を設け、該空
腔の外側開口部を放圧可能なキャップ部材によって閉鎖
するとともに、該空腔内において前記ヒューズ筒に近接
する側には導電性セラミックスよりなる耐圧電極を配置
し、該耐圧電極とキャップ部材との間にギャップユニッ
ト及び非直線抵抗体ユニットを収容して相互間を直列に
接続するという手段を採用している。

（作用） この発明では、空腔内においてヒューズ筒に近接する側
に導電性セラミックスよりなる耐圧電極を配置し、該耐
圧電極と放圧可能なキャップ部材との間にギャップユニ
ット及び非直線抵抗体ユニットを収容して相互間を直列
に接続したので、過大な雷サージによって非直線抵抗体
ユニットが続流遮断不能になり、続流アークによる高
温、高圧ガスが空腔内で発生した時、該ガスが耐圧電極
によってヒューズ筒側を遮蔽されて他方のキャップ部材
側へ噴出し、該キャップ部材を介して空腔内が放圧さ
れ、ヒューズ筒の飛脱や本体碍子の飛散、落下が防止さ
れる。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って詳
細に説明する。

磁器製の本体碍子１内には隔壁2,2で区画した電源側電
極室３及び負荷側電極室４が形成されている。該両電極
室3,4内には、それぞれ固定電極5,6及び消弧室7,8がそ
の基端部分において充填物９により埋込み固着されてい
る。前記固定電極5,6には、それぞれ接続端子10,11が取
着され、図示しない電源側リード線と負荷側リード線と
にそれぞれ接続される。

本体碍子１の開放側（第１図において下側）には、絶縁
蓋12が開閉自在に軸着され、該絶縁蓋12の内側には前記
固定電極5,6間を接続あるいは開放する一対の接触刃13
a,13bを備えたヒューズ筒13が着脱可能に装着されてい
る。

本体碍子１の背面側（第１図において上側）の中央部に
は収納筒21が一体に形成され、その内部には空腔21aが
形成されている。該空腔21aはその上部において開口
し、下部においては開放側に開口されるとともに、前記
隔壁２に設けた導孔2aを介して前記負荷側電極室４に連
通している。又、該空腔21aの内周面には上側開口より
内径の小さな開口を有する段部21bが形成されている。

前記空腔21a内には下側導電ユニット22,ギャップユニッ
ト23,非直線抵抗体ユニット24及び上側導電ユニット25
が順次収容されている。

ここで、ギャップユニット23及び非直線抵抗体ユニット
24について説明する。第２図に示すように、ギャップユ
ニット23は磁器等の無機質材料によって形成された外筒
26aを備え、その内部には耐熱性及び耐衝撃性を有する
石英ガラス，アルミナ磁器あるいは吸音性の多孔質セラ
ミックス等の無機質材料によって形成された内筒26bが
配設されている。該外筒26aまたは内筒26bの上下両端面
には放電電極27が配置され、ガラス接着やろう着などに
よりそれぞれ固着されている。また、ギャップユニット
23の外周面と空腔21aの内周面との間には低融点ガラス
等の無機質材料を充填して本体碍子１とともに炉中で加
熱溶着して形成した絶縁層28が設けられている。この絶
縁層28は両者23,21a間に隙間なく溶着形成され、ギャッ
プユニット23を絶縁包蔵している。

前記非直線抵抗体ユニット24は酸化亜鉛（ZnO）を主体
とする焼結物で空腔29aを有する筒状に形成された非直
線性抵抗素子29を備え、該非直線性抵抗素子29の上面，
下面及び相互間には鉛板製の集電電極30が接合されてい
る。そして、非直線抵抗体ユニット24は下方の集電電極
30を介して前記ギャップユニット23に直列に接合されて
いる。前記非直線抵抗体ユニット24の外周面と空腔21a
の内周面との間には独立発泡ウレタンゴム等の弾力性に
富む絶縁材料が充填接着されて絶縁層31が形成され、こ
の絶縁層31により非直線抵抗体ユニット24が絶縁包蔵さ
れている。

前記下側導電ユニット22はギャップユニット23と収納筒
21の段部21bとの間に配設されている。該下側導電ユニ
ット22は銅あるいは真鍮等の導電材料によって形成され
るとともに、前記段部21bに接合されたばね受け32を備
え、その中央には導孔32aが形成されている。該ばね受
け32上には導電材料よりなる支持筒33が接合され、該支
持筒33にはその上部開口を覆う導電蓋34が配置されてい
る。該導電蓋34と前記ギャップユニット23との間には両
者34,23を電気的に接続可能な硼化ジルコニウム等の導
電性セラミックスよりなる耐圧電極35が接合されてい
る。

導電棒36は前記段部21bの開口に貫設され、その上端に
は導電材料よりなる筒形の接触子37がその中央部開口に
おいて嵌合された状態でろう着されている。該接触子37
と導電蓋34との間には導電材料よりなる圧縮ばね38が介
装され、そのばね力によって前記導電蓋34が前記耐圧電
極35に圧接されて、両者が電気的に導通されるととも
に、該導電蓋34と前記支持筒33との間に間隙Ｓが形成さ
れている。

前記下側導電ユニット22の外周にはガラスウールよりな
る紐状の填材39が巻回されるとともに、該導電ユニット
22と空腔21aの内面との間にはガラス製ビーズ40が充填
されている。該紐状の填材39は、前記ギャップユニット
23の外周と空腔21aとの間において絶縁層28を形成する
ために充填される無機質絶縁材料が加熱溶解時に流動し
て下側導電ユニット22の内外に侵入することを防止す
る。前記段部21bの開口と前記導電棒36との間にはＯリ
ング41が介装されている。前記空腔21aの下部には絶縁
物42が充填され、該絶縁物42と前記Ｏリング41との間に
充填されたシリコンシーラント43によって段部21bの開
口が閉塞されている。そして、該下側導電ユニット22の
導電棒36下端には該導電ユニット22を前記負荷側固定電
極６に接続するリード線44が装着されている。

次に、上側導電ユニット25について説明すると、該ユニ
ット25は空腔21a内において非直線抵抗体ユニット24の
上側に配置され、ほぼ筒形をなす内外一対の導電スペー
サ45,46を備えている。外側の導電スペーサ45の脚板45a
は前記非直線抵抗体ユニット24の鉛板30に接合され、そ
の中央には開口45bが形成されるとともに、内側の導電
スペーサ46の上部に形成した棚板46aと、外側の導電ス
ペーサ45の脚板45aとの間の空隙にはシリカゲルよりな
る乾燥剤47が収納されている。

前記内側導電スペーサ46の棚板46a上には導電材料より
なり、底部に開口48aを有する鉢形のばね受け48が接合
され、該開口48aは鉛，銅等よりなる蓋49によって密閉
閉鎖されている。前記収納筒21の上端部に、クッション
材50を介してカシメ着されたキャップ金具51と前記ばね
受け48との間にはその上下両端を可撓導体52aによって
接続した圧縮ばね52が介装され、該ばね52はキャップ金
具51の内面に突設されたフック51aに係止されている。

なお、前記キャップ金具51は空腔21a内で発生する続流
アークなどの高温、高圧ガスによって部分的に溶融ある
いは破口してガスを放出できるようにノッチなどを設け
ておくことが望ましい。

該上側導電ユニット25は前記非直線抵抗体ユニット24と
ともに前記絶縁層31によって包蔵され、かつ上側導電ユ
ニット25の上端部外周と空腔21aの内面との間にはシリ
コンシーラント43が充填されて本体碍子１に取着されて
いる。又、前記キャップ金具51の上面には接地線接続用
の端子金具53が設けられている。

上記のように構成されたカットアウトにおいて、負荷側
固定電極６から接地線用端子金具53に至る間に配置され
た避雷ユニットに、雷サージが侵入すると、非直線抵抗
体ユニット24における非直線性抵抗素子29とギャップユ
ニット23とを通じて雷サージ対地へ放電されて電圧上昇
が抑制され、かつ、続流が瞬時遮断されるので、カット
アウトや変圧器ブッシングでの閃絡等による線路故障が
防止される。

そして、この実施例では、各ユニット22,23,24,25を絶
縁層28,31を介して空腔21aに封着しているので、吸湿を
防止して、ギャップユニット23における放電電圧特性の
変動や非直線抵抗体ユニット24の沿面漏れ電流による劣
化を防止でき、避雷ユニットの信頼性及び耐久性を向上
させることができる。

また、過大な雷サージ等によって避雷ユニットが続流遮
断不能になり、続流アークが発生して非直線抵抗体ユニ
ット24の空腔29a内の空気を加熱膨張させて高温、高圧
ガスとなった場合に、本実施例では非直線抵抗体ユニッ
ト24の下側、すなわち、ヒューズ筒側に、溶融点が高
く、アーク損傷し難い導電性セラミックスの耐圧電極35
を配置しているので、ガスは耐圧電極35に遮蔽されて下
方に噴出されることがなく、従って、絶縁蓋12やヒュー
ズ筒13が保護され、かつ、飛脱が防止される。耐圧電極
35によって下方への噴出を阻止された高温、高圧ガスは
空腔29aに臨む鉛板などの蓋49を溶融し、キャップ金具5
1を膨出変形させてクッション材50の隙間から噴出した
り、また、キャップ金具51を部分的に溶解破口して噴出
し、本体碍子１の偏熱破壊が防止され、カットアウトの
飛散、落下が防止される。

なお、前記上側導電ユニット25は前記開口45b,48aより
ガス放出させるが、この際、本体碍子１の開口部への熱
や圧力衝撃を遮蔽して本体碍子１の損傷を軽減させる。

さらに、本実施例では耐圧電極35と空腔21a内の段部21b
との間に圧縮ばね38で付勢した接触子37を配設したの
で、耐圧電極35を絶縁層28から剥離させる程の大きなガ
ス圧が耐圧電極35に加わった時、該耐圧電極35及び導電
蓋34が間隙Ｓの形成範囲内で段部21b側へ移動し、圧力
衝撃が該圧縮ばね38によって吸収緩和される。よって、
前記段部21bの耐衝撃性を高めることができる。

また、非直線抵抗体ユニット24の上側に設けた上側導電
ユニット25内に乾燥剤47を収納したので、たとえ該上側
導電ユニット25内に吸湿しても、該乾燥剤47によって除
去することができ、非直線性抵抗素子29の劣化要因の抑
制に寄与できる。

加えて、この実施例では、非直線抵抗体ユニット24より
ギャップユニット23を耐圧電極35に近接して配置したの
で、ギャップユニット23内で発生する高温、高圧ガスを
瞬時的に一方向に規制することによって効果的に放出さ
せることができる。

なお、この実施例において、下側導電ユニット22及びギ
ャップユニット23を空腔21a内に取付ける場合には、空
腔21a内にばね受け32、支持筒33及び圧縮ばね38を順次
収容し、それらを段部21b上に配置する。次に、予め一
体化された導電棒36及び接触子37を空腔21a内に挿入し
て、該導電棒36をばね受け32の導孔32a及び段部21bの開
口に挿通するとともに、接触子37を圧縮ばね38の上端に
係合させる。この状態において、接触子37は圧縮ばね38
のばね力により、支持筒33の上端より上方へ突出した位
置に保持される。

次に、接触子37上に導電蓋34及び耐圧電極35を重ね合わ
せ、該耐圧電極35及び支持筒33の外周と空腔21aの内面
との間に紐状の填材39及びガラスビーズ40を充填する。
そして、ギャップユニット23を前記耐圧電極35上に配置
した後、導電棒36を圧縮ばね38のばね力に抗して下方へ
引張り、その接触子37を前記導電蓋34から離間させて、
前記導電蓋34と支持筒33の対向端を当接させた状態で、
ギャップユニット23と空腔21aとの間に絶縁層28の無機
質材料を充填する。この時、該材料は前記紐状の填材39
によって堰き止められるため、後記のように溶融させて
も下側導電ユニット22の内外へ侵入することはない。

そして、前記の状態で前記無機質材料を加熱、溶解すれ
ば、ギャップユニット23と空腔21aとの間に絶縁層28が
形成されて、ギャップユニット23が固定され、冷却に従
って支持筒33と導電蓋34との間に間隙Ｓが形成される。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は空腔内おいてヒューズ
筒に近接する側に導電性セラミックスよりなる耐圧電極
を配置し、該耐圧電極とキャップ金具との間にギャップ
ユニット及び非直線抵抗体ユニットを収容して相互間を
直列に接続したので、過大な雷サージによって非直線抵
抗体ユニットの続流遮断能力が低下して続流アークによ
る高温、高圧ガスが空腔内で発生した時、ガスが耐圧電
極によって一方を遮蔽されてキャップ部材側へ噴出し、
該キャップ部材を介して空腔が放圧され、ヒューズ筒の
飛脱や本体碍子の飛散、落下が防止されるという優れた
効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化したカットアウトの断面図、
第２図はカットアウトの要部拡大断面図である。 図中、１…本体碍子、３…課電側電極室、４…負荷側電
極室、5,6…固定電極、13…ヒューズ筒、21a…空腔、23
…ギャップユニット、、24…非直線抵抗体ユニット、29
…非直線性抵抗素子、35…耐圧電極、51…キャップ金
具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 有二 静岡県静岡市向敷地211番地の２ (72)発明者 長坂 廣美 愛知県知多郡東浦町大字生路字狭間35番地 (72)発明者 石橋 千尋 愛知県知多郡東浦町大字緒川字丸池台17番 地の３ (72)発明者 松本 純一 愛知県名古屋市瑞穂区市丘町２丁目38番地 の２ (72)発明者 芥子川 明義 岐阜県羽島市正木町大浦1258番地の２ (72)発明者 長瀬 光義 愛知県尾張旭市南新町中畑127の８番地

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源側及び負荷側の電極室（3,4）にそれ
   ぞれ固定電極（5,6）を備えた磁器製の本体碍子（１）
   と、前記両固定電極（5,6）間を接続あるいは開放する
   ヒューズ筒（13）とを有するカットアウトにおいて、 前記本体碍子（１）に外側より負荷側電極室（４）に連
   通する空腔（21a）を設け、該空腔（21a）の外側開口部
   を放圧可能なキャップ部材（51）によって密閉するとと
   もに、該空腔（21a）内において前記ヒューズ筒（13）
   に近接する側には導電性セラミックスよりなる耐圧電極
   （35）を配置し、該耐圧電極（35）とキャップ部材（5
   1）との間にギャップユニット（23）及び非直線抵抗体
   ユニット（24）を収容して相互間を直列に接続したこと
   を特徴とするカットアウト。
2. 【請求項２】前記ギャップユニット（23）及び非直線抵
   抗体ユニット（24）の内、ギャップユニット（23）を前
   記耐圧電極（35）側に配置した特許請求の範囲第１項に
   記載のカットアウト。
3. 【請求項３】前記非直線抵抗体ユニット（24）は筒形の
   非直線性抵抗素子（29）を備えた特許請求の範囲第２項
   又は第３項に記載のカットアウト。