JPH0719636B2 - 避雷器 - Google Patents

避雷器

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JPH0719636B2
JPH0719636B2 JP62335382A JP33538287A JPH0719636B2 JP H0719636 B2 JPH0719636 B2 JP H0719636B2 JP 62335382 A JP62335382 A JP 62335382A JP 33538287 A JP33538287 A JP 33538287A JP H0719636 B2 JPH0719636 B2 JP H0719636B2
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    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/15—Details of spark gaps for protection against excessive pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
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    • H01C7/126—Means for protecting against excessive pressure or for disconnecting in case of failure

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、酸化亜鉛を主成分とする,電圧−電流特性
が非直線性の抵抗素子が絶縁筒内に収容されてなる避雷
器において、この絶縁筒内にアーク事故が発生したとき
に生ずる絶縁筒内の過大ガス圧力を外部へ放出するため
の放出構造に関する。
〔従来の技術〕
第2図に酸化亜鉛を主成分とする,電圧−電流特性が非
直線性の抵抗素子(以下非直線素子と呼ぶ)が絶縁筒内
に収容されてなる避雷器における従来の放圧構造例を示
す(特開昭61−151913号公報参照)。非直線素子を収容
する,機械的強度がたとえばガラス繊維を用いて強化さ
れた強化プラスティック材からなる絶縁筒2の両端部外
周面には雄ねじが形成されるとともに長手方向の複数位
置のそれぞれ同一円周上にそれぞれ複数の放圧孔6が貫
設され、この絶縁筒の両端部に、内周面に前記雄ねじと
螺合する雌ねじが形成されたキャップ状金属フランジ3,
13が皿ばね4を押圧しつつねじ込まれ、非直線素子が互
いに所要接触圧力を受けて絶縁筒内に保持されている。
この絶縁筒の外周面側には、この絶縁筒の放圧孔6を気
密に封止して外部からの湿気の侵入を防ぐとともにこの
絶縁筒の外部絶縁を確保するための,リング状の襞5aを
複数個備えた碍管5が注型樹脂たとえばシリコンゴムな
どの有機弾性絶縁材を用いて注型成形されている。この
注型成形は絶縁筒2の内部空間にも注型樹脂が充填され
るように行われ、この樹脂により非直線素子を気密に覆
うことにより、たとえば金属フランジ3,13の内周面に沿
って外部から侵入する湿気から非直線素子を遮蔽し、非
直線素子の劣化を防止している。
このように形成された避雷器において、非直線素子にそ
の設計値以上の過大サージ電流が流れると、非直線素子
は貫通破壊するか沿面閃絡を生じ、このときのアーク熱
により非直線素子を覆っている注型樹脂の温度が上昇し
て樹脂が軟化し、あるいは溶解する。この軟化,溶解は
短時間に絶縁筒の放圧孔6に達し、この放圧孔に対応す
る碍管5の内厚部を軟化あるいは溶解する。これにより
絶縁筒2の内部のガスが放圧孔6を通って外部へ放出さ
れ、避雷器を爆発から防止する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
避雷器をこのように構成すれば、従来の通常の避雷器の
ように常時は絶縁筒の端面を閉鎖し、筒内のアーク事故
時に筒内の圧力により破裂してガスを外部へ放出する破
裂板や、この破裂板を収容しかつ放出されたガスの通路
を形成する放圧部を設ける必要がなく、避雷器全体の構
成として放圧機能が備わることから、避雷器全体が小形
化されるメリットが生ずるが、なお、本構成の避雷器に
おいても次のような問題点があるものと考えられる。
(1)絶縁筒に多数の放圧孔を設けても、実用上はすべ
ての放圧孔位置で一様に外部に通じる孔があくのではな
く、たとえば絶縁筒内のアーク事故が非直線素子の沿面
閃絡事故である場合、位置がたまたまアークの閃絡路上
にある放圧孔を充填している注型樹脂は容易に軟化,溶
解するが、閃絡路を外れた位置にある放圧孔の樹脂は容
易に軟化,溶解しないため、全体として内圧の放出が十
分でなく、樹脂が軟化,溶解した放圧孔位置からの強い
ガス放出が継続するため、避雷器まわりの絶縁空間を大
きくとる必要が生じる。
(2)内部アークのふるまいは複雑であるため、各所の
圧力にばらつきが生じ、圧力が高い部分の放圧孔の樹脂
がさきに押し出され、放圧状態が不十分のまま過圧状態
がつづき、多数の放出口が形成されにくい。
本発明の目的は、避雷器の大形化を避けつつ実質十分な
放圧能力を発揮することができ、また、これにより周り
に大きい絶縁空間を必要としない避雷器の構成を提供す
ることである。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、この発明によれば、主成分
が酸化亜鉛からなり電圧−電流特性が非直線性を有する
抵抗素子を絶縁筒内に収容してなる避雷器の構成を、前
記絶縁筒の少なくとも一方の端部に該絶縁筒の内部空間
と外部空間とを連通せしめる貫通孔を備えた金属フラン
ジを前記貫通孔部分を除いて絶縁筒端面が気密となるよ
うに固着するとともに該貫通孔の端面を絶縁筒外周面を
被覆する熱による軟化または溶解する有機絶縁材料で被
覆して気密に閉鎖し、かつ前記絶縁筒の少なくとも前記
金属フランジ側端部に該絶縁筒内部のアーク事故時に、
前記貫通孔から噴出するガスにより該絶縁筒の外部にア
ーク閃絡を生じせしめるアークガイドが配された構成と
するものとする。
〔作用〕
避雷器をこのように構成することにより、絶縁筒の内部
には注型樹脂が充填されないから、金属フランジに形成
された,絶縁筒内のアーク事故時のガス放出に必要かつ
十分な大きさの貫通孔を被覆している被覆材がアーク熱
の輻射、もしくは加熱された絶縁筒内ガスからの熱伝導
により軟化,溶解したときに、絶縁筒内のガスは絶縁筒
内でほとんど流れの抵抗を受けることなく前記貫通孔方
向へ流れて自由に放出され、急速に筒内の圧力が低下す
るとともに、絶縁筒の金属フランジ側には、このフラン
ジの貫通孔から放出されたガスの流れを絶縁筒の長手方
向に向きを変えて絶縁筒の外部にアークの閃絡路を形成
せしめ、これにより絶縁筒内部の閃絡路を絶縁筒外部へ
移行せしめるアークガイドが配されているから、閃絡路
が絶縁筒外部へ移行後は絶縁筒内部へ供給される電気エ
ネルギが消滅し、絶縁筒内部の圧力はより急速に低下す
る。
従って避雷器をこのように構成することにより避雷器全
体を大形化することなくかつより安全な放圧機能を備え
た,周りに大きい絶縁空間を必要としない避雷器が可能
となる。
〔実施例〕
第1図に本発明の一実施例による避雷器の構成を示す。
内部に非直線素子1を収容する絶縁筒22の両端部は圧縮
コイルばね24を押圧した状態で金属フランジ22,23と一
体に注形され、あるいは絶縁筒両端部の内周面に雌ねじ
を形成するとともに金属フランジ23,33の外周面に雄ね
じを形成して両金属フランジをそれぞれ絶縁筒両端部か
らねじ込むことにより絶縁筒に固着した後、金属フラン
ジ23,33に貫設された貫通孔23c,33cを絶縁筒外周面を含
んでたとえばシリコンゴムのような有機弾性絶縁材25で
注型被覆して気密に閉鎖している。金属フランジ23,33
にはそれぞれ軸方向外方へ実設するねじ部23b,33bが形
成されており、このねじ部に椀状のアークガイド26,27
が互いにその開放端側が対向するように同軸にねじ込ま
れている。
このように構成された避雷器の絶縁筒22の内部にアーク
事故が生ずると、アーク熱による輻射と、アーク熱によ
り加熱され圧力が上昇した非直線素子まわりのガクの管
通孔23c,33c側への移動とにより貫通孔まわりの金属が
温度上昇し、貫通孔を被覆している有機弾性絶縁材が軟
化もしくは溶解して前記圧力ガスが貫通孔から噴出して
アークガイド26,27の内周面へ吹き付けられる。これら
のアークガイドは椀状に形成されているから、噴出され
たガスは絶縁筒22の長手方向に向きを変えられ、かつこ
の噴出されたガスはアーク熱によりすでに電離されてい
るから絶縁筒の外部に耐電圧の極めて小さい閃絡路が形
成される。一方絶縁筒内のアークは非直線素子まわりの
挟隘なスペース中に生じており、かつ貫通孔へ向かうア
ークまわりのガスの流れにより冷却作用を受けているか
ら、絶縁筒内のアーク電圧は通常の広い静止ガス空間中
のアーク電圧に比して著しく高く、このため、このアー
ク電圧により前記閃絡路は容易に絶縁破壊し、アークは
直ちにこの閃絡路へ移行する。アークの移行後は、もは
や電気エネルギは絶縁筒内部へは供給されないから、絶
縁筒内のガス圧力は急速に低下する。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、主成分が酸化亜
鉛からなり電圧−電流特性が非直線性を有する抵抗素子
を絶縁筒内に収容してなる避雷器の構成を、前記絶縁筒
の少なくとも一方の端部に該絶縁筒の内部空間と外部空
間とを連通せしめる貫通孔を備えた金属フランジを前記
貫通孔部分を除いて絶縁筒端面が気密となるように固着
するとともに該貫通孔の端面を絶縁筒外周面を被覆する
熱による軟化または溶解する有機絶縁材料で被覆して気
密に閉鎖し、かつ前記絶縁筒の少なくとも前記金属フラ
ンジ側端部に該絶縁筒内部のアーク事故時に、前記貫通
孔から噴出するガスにより該絶縁筒の外部にアーク閃絡
を生じせしめるアークガイドが配された構成としたの
で、絶縁筒内部には金属フランジに貫設された貫通孔を
被覆する,熱によって軟化または溶解する物質が充填さ
れることがないから、絶縁筒内に生じたアークがどのよ
うな経路を賀いても、アーク熱によって圧力が上昇した
絶縁筒内のガスはほとんど流れの抵抗を受けることなく
前記貫通孔へ向かうことができ、従って貫通孔を被覆し
ている物質が軟化もしくは溶解してガスが噴出したとき
の絶縁筒内の圧力低下が急速に行われるとともにこの噴
出されたガスはアークガイドにより絶縁筒の軸線方向に
向きを変えられて絶縁筒の外部に軸線方向の閃絡路を形
成し、アークをこの閃絡路に移行させるから、絶縁筒内
ガス圧力の低下速度はこの閃絡路が形成されない場合に
比し著しく速くなる。また、閃絡路の形成過程から、避
雷器まわりに大きい絶縁空間を必要としなくなる。さら
に、貫通孔が形成されているフランジは熱容量の小さい
金属製であるから、アーク熱の輻射または高温ガスから
の熱伝導による温度上昇が速く、貫通孔の開放が早期に
行われるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による避雷器の構成を示す縦
断面図、第2図は従来例による避雷器の構成を示す縦断
面図である。 1:抵抗素子、2,22:絶縁筒、3,13,23,33:金属フランジ、
6,23c,33c:貫通孔、25:有機絶縁材、26,27:アークガイ
ド。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主成分が酸化亜鉛からなり電圧−電流特性
    が非直線性を有する抵抗素子を絶縁筒内に収容するとと
    もに、該絶縁筒の少なくとも一方の端部に該絶縁筒の内
    部空間と外部空間とを連通せしめる貫通孔を備えた金属
    フランジを前記貫通孔部分を除いて絶縁筒端面が気密と
    なるように固着するとともに、該貫通孔の端面を絶縁筒
    外周面を被覆する熱による軟化または溶解する有機絶縁
    材料で被覆して気密に閉鎖し、かつ前記絶縁筒の少なく
    とも前記金属フランジ側端部に該絶縁筒内部のアーク事
    故時に、前記貫通孔から噴出するガスにより該絶縁筒の
    外部にアーク閃絡を生じせしめるアークガイドが配され
    ていることを特徴とする避雷器。
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