JPH071668B2 - 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） 従来の避雷ユニットを内蔵したカットアウトとしては、
本体碍子に負荷側電極室へ外側から連通する空腔を設
け、該空腔内に収容した避雷ユニットを接続導体によっ
て負荷側の固定電極に接続したのものがある。ところ
が、この従来のカットアウトでは、避雷装置が過大な雷
サージにより続流遮断不能になり、続流アークによる高
温、高圧ガスが発生した時、そのガスがヒューズ筒側へ
噴出し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砕されて、地上に飛
散、落下するという問題があった。

そこで、上記の問題点を解決するため、この出願人は第
３図に示すカットアウトを創案した。該カットアウトに
ついて、後述する実施例中の符号を援用して説明する
と、本体碍子１の背面側中央に形成した収納筒21の空腔
21a内には、放電電極27を有するギャップユニット23
と、筒形の非直線性抵抗素子29を有する非直線抵抗体ユ
ニット24とよりなる避雷ユニットが直列に接続配置さ
れ、それぞれ絶縁層28,31に包蔵されている。前記空腔2
1aの内周面に形成された段部21bと前記ギャップユニッ
ト23との間には導電性セラミックスよりなる耐圧電極35
及び金属製の底板55が配設され、両者35,55が互いに接
合された状態で、耐圧電極35が非直線抵抗体ユニット24
の下面に、底板55がシート56を介して段部21bに接合さ
れている。また、前記耐圧電極35は前記絶縁層28に包蔵
され、底板55と空腔21aの内面との間には紐状の填材39
が充填されている。

前記底板55には接続端子57が突設され、前記段部21bの
開口に挿入されている。該接続端子57の上端に固着され
た導電板58は、前記耐圧電極35と底板55との間の隙間に
配置された状態で、耐圧電極35に接合され、接続端子57
の下端はリード線44によって負荷側固定電極に接続され
ている。また、前記収納筒21の上部開口周縁に装着され
たキャップ金具51と非直線抵抗体ユニット24との間には
可撓導体52aによって上下両端を接続した圧縮ばね52が
ばね受け64を介して介装され、該圧縮ばね52及びキャッ
プ金具51上の端子金具53を介して前記非直線抵抗体ユニ
ット24が接地されている。

また、前記ギャップユニット23は外筒26aを備え、その
内部には２個の内筒26bが配設されている。両内筒26bの
上下端両端面には前記放電電極27がそれぞれ固着され、
両内筒26bの間において対向する一対の放電電極27間に
は導電材料よりなる圧縮ばね59が介装されている。さら
に、前記非直線抵抗体ユニット24は２個の非直線性抵抗
素子29を備え、その上下両面及び相互間に上部電極60,
中間電極61及び下部電極62を備えている。両ユニット2
3,24間には中央に開口を有する導電性セラミックスの導
電スペーサ63が介装されている。

従って、このカットアウトでは、避雷ユニットが過大な
雷サージにより続流遮断不能になり、続流アークによる
高温、高圧ガスが発生した時、ガスは溶融点が高くアー
ク損傷し難い導電性セラミックスの耐圧電極35によって
一方を遮蔽されて他方のキャップ金具51側へ噴出し、該
キャップ金具51を介して空腔21a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。

しかしながら、このカットアウトでは、空腔21a内に発
生する高温、高圧ガスの圧力衝撃が耐圧電極35及び底板
55を介して前記段部21bに直接的に加わるため、段部21b
が欠落したり本体碍子１全体にクラックが発生するおそ
れがあった。

この発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、
その目的は過大な雷サージにより、続流遮断不能となっ
た時に本体碍子１に加わる避雷ユニットからの圧力衝撃
を吸収、緩和して、その耐衝撃性を向上させることが可
能なカットアウトを提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、この発明では、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
内には避雷ユニットを収容するとともに、前記空腔の内
部に形成した段部と該避雷ユニットとの間には衝撃緩和
部材を配置し、該衝撃緩和部材を、前記段部に支持され
た筒状支持体と、前記避雷ユニットと筒状支持体との間
に配置された導電板と、前記段部を貫通して前記筒状支
持体に貫通された導電棒と、該導電棒を前記導電板を介
して前記避雷ユニットに密接させ、かつ導電板と筒状支
持体との間を弾発させる圧縮ばねをもって付勢した接触
子とから構成し、該導電棒を介して前記避雷ユニットを
負荷側の固定電極に接続するという構成を採用してい
る。

（作用） 従って、過大な雷サージ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
内で発生した時、ガスは衝撃緩和部材によって一方を遮
蔽され、該衝撃緩和部材の導電板に加わる圧力衝撃がば
ねの付勢力によって筒状支持体との間の弾発力維持範囲
内で吸収あるいは緩和され、よって前記圧力衝撃が段部
に直接的に加わることが防止され、碍子本体が保護され
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内には衝撃緩和部材を構成する下側導電ユ
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
もに炉中で加熱溶解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
とする焼結物で内腔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ゴム等の弾力性に富む絶縁
材料が充填されて絶縁層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筒状支持体33が接合され、
該筒状支持体33にはその上部開口を覆う導電板34が配置
されている。該導電板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
と導電板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板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、該導電板34と前記筒状支持体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の集電電極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が対地へ放電されて電圧上
昇が抑制され、カットアウトや変圧器での閃絡等による
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の内腔29a内の空気を加熱膨張させ高温、高圧と
なった場合、本実施例では非直線抵抗体ユニット24の下
側に、すなわち、ヒューズ筒13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より下方に噴出される
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、高圧ガスは内腔29aに臨むば
ね受け48上の蓋49を溶融し、キャップ金具51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、キャップ
金具51を一部溶解、破口して噴出し本体碍子１への偏熱
や圧力衝撃を緩和して、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
板34が間隙Ｓの形成範囲、すなわち、圧縮ばね38の付勢
力で筒状支持体33との間の弾発力維持が可能な範囲内で
段部21b側へ移動し、圧力衝撃が段部21bに直接的に加わ
ることが防止され、よって、本体碍子１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
瞬時的に一方向に指向させることによって圧力加速さ
せ、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、筒状支持体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、筒状支持体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上に導電板34及び耐圧電極35を重ね合わ
せ、該耐圧電極35及び筒状支持体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を前記導電板34から離間させ
て、前記導電板34と筒状支持体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2
8の無機質材料を充填する。この時、該材料は後記のよ
うに溶融しても前記紐状の填材39によって堰き止められ
るため、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、冷却によ
る各部の収縮により筒状支持体33と導電板34との間に間
隙Ｓが形成される。なお、筒状支持体33と導電板34の対
向端の間に、あらかじめ高融点のガラスクロス等を介装
してこの間隙Ｓを拡大し、弾発力維持範囲を拡げて、圧
力衝撃の吸収効果を高めることもできる。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は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、該空腔内には避雷ユ
ニットを収容するとともに、前記空腔の内部に形成した
段部と該避雷ユニットとの間には衝撃緩和部材を配置し
たので、避雷ユニットが過大な雷サージにより続流遮断
不能になり、続流アークによる高温、高圧ガスが発生し
た時、衝撃緩和部材によって高温、高圧ガスがヒューズ
筒側へ噴出することを阻止するとともに、空腔内の段部
に加わる圧力衝撃を吸収緩和して、碍子本体の耐衝撃性
を向上させることができ、ガスがヒューズ筒側へ噴出し
て該ヒューズ筒の飛脱や、本体碍子の飛散、落下を未然
に防止することができる。

また、衝撃緩和部材はばねで圧力衝撃の伝達部材を弾発
的に支持させるのでクッションシートなどに比して、衝
撃緩和能力を格段に向上させることかできる。

【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一実施例
を示す断面図、第２図は要部拡大断面図、第３図は従来
のカットアウトの第２図相当図である。 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、22…衝撃緩和
部材としての下側導電ユニット、23…ギャップユニッ
ト、24…非直線抵抗体ユニット（前記23,24によって避
雷ユニットが構成されている）、33…筒状支持体、34…
導電板、36…導電棒、38…圧縮ばね、Ｓ…間隙。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳沢 英一 愛知県名古屋市名東区扇町２丁目１番地 (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 (1)

【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）内には避雷ユ
   ニット（23,24）を収容するとともに、前記空腔（21a）
   の内部に形成した段部（21b）と該避雷ユニット（23,2
   4）との間には衝撃緩和部材（22）を配置し、該衝撃緩
   和部材（22）を、前記段部（21b）に支持された筒状支
   持体（33）と、前記避雷ユニット（23,24）と筒状支持
   体（33）との間に配置された導電板（34）と、前記段部
   （21b）を貫通して前記筒状支持体（33）に貫通された
   導電棒（36）と、該導電棒（36）を前記導電板（34）を
   介して前記避雷ユニット（23,24）に密接させ、かつ導
   電板（34）と筒状支持体（33）との間を弾発させる圧縮
   ばね（38）をもって付勢した接触子（37）とから構成
   し、該導電棒（36）を介して前記避雷ユニット（23,2
   4）を負荷側の固定電極（６）に接続したことを特徴と
   するカットアウト。