JPH0752622B2 - 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、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、該空腔に非直線性抵抗
素子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前記非直線性抵抗素
子部及び放電ギャップ部をばね導体等を介して蓋状電極
で封塞しているのみであり、例えば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った場合、続流ア
ークによる高温、高圧ガスが蓋状電極を開口させて外部
へ放出するが、この際本体碍子の破損などとともに、ア
ークで破砕された前記非直線抵抗素子部、放電ギャップ
部及びばね導体等が高圧ガスとともに放出されて地上に
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、 前記本体碍子に対し前記負荷側電極室と連通する空腔を
有する収納筒を一体に形成し、前記空腔にはギャップユ
ニットと、内腔を備えた非直線抵抗体ユニットとを前記
負荷側の固定電極に直列に接続して収納し、かつ前記収
納筒の外側開口部に導電筒とばね導体とを配設し、前記
収納筒の外部開口縁に放圧可能なキャップ部材を嵌合固
定し、さらに、前記ばね導体とキャップ部材とを係止部
材により係止するという手段を採用している。

（作用） この発明では、避雷ユニットの収容筒に固定したキャッ
プ部材と導電筒を介して避雷ユニットを押圧するばね導
体が係止部材により係止されているので、万一、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
になって、続流アークによる高温、高圧のガスがキャッ
プ部材を破口して噴出してもばね導体や収容部材の外部
への飛散が防止される。

（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により埋込み固定されてい
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２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２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、その内部には内腔21aが
形成されている。該内腔21aはその上部において開口
し、下部においては隔壁2,2間に開口されるとともに、
前記負荷側の隔壁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、該内腔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。

前記内腔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３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。前記
外筒26a及び内筒26bの上下両端面には放電電極27がそれ
ぞれ配置され、銀ペーストによる焼付けあるいは蝋着な
どにより固着されている。又、ギャップユニット23の外
周面と内腔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間の上部を除いて隙間なく溶着形成され、
ギャップユニット23を内腔21aに固定している。前記部
材23,21aの間隙の上部には発泡ゴムよりなる絶縁層28a
が形成されている。

前記非直線抵抗体ユニット24は酸化亜鉛（ZnO）を主体
とする焼結物により厚肉円筒状に形成された一対の非直
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等の軟質金属板をもってなる集電
電極30が配置されて、相互間が接合されている。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
線性抵抗体ユニット24の外周面はEPR（エチレンプロピ
レンブゴム）を主材とした熱収縮性チューブ31や、耐熱
性に優れたシリコンゴムチューブにより絶縁包蔵され、
かつ、内腔21aの周面間に若干の空隙を残して配設され
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。この耐圧電極35は前記絶縁層28により内腔21aの内
周面に固定されている。

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蝋着されている。該接触子37と
ばね受け32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の上端内側周縁との間に
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と内腔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。前記填材39は、前記ギャップユニット23の
外周及び耐圧電極35の外周と内腔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
熱溶融時に流動して下側導電ユニット22の内外周へ侵入
することを防止する。前記段部21bの開口と前記導電棒3
6との間にはＯリング41が介装されている。前記内腔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。さらに、前記導電
棒36下端には下側導電ユニット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は内腔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、互いに重ね合わされた第１〜第３の導
電筒45,46,47から構成されている。第１導電筒45は小径
の円筒部45aと、該円筒部45aと下部外周に形成された脚
板45bと、該脚板45bの外周に突設された周壁部45cとを
備え、該脚板45bにおいて非直線抵抗体ユニット24の集
電電極30に接合されている。

第２導電筒46は棚部46aを有する筒状部46bと、該筒状部
46bの下部外周に形成された脚板46cと、該脚板46cの外
周に突設された周壁部46dとを備え、該脚板46c及び周壁
部46dが前記第１導電筒45の脚板45b上面及び周壁部45c
内面に接合されている。この第２導電筒46の上端開口部
は鉛、銅等よりなる蓋48によって閉鎖されている。

第３導電筒47は断面波形の周壁部47aを備え、前記第２
導電筒46の脚板46c上に配置されるとともに、周壁部47a
の下部において前記第２導電筒46の周壁部46d内側に接
合されている。又、第１導電筒45と第２導電筒46との間
には乾燥剤49が収納されている。前記第２及び第３の導
電筒46,47の周壁部46d、47aと、内腔21a内周面との間に
は、シリコンゴム、ウレタンゴムあるいはRTVシリコン
ゴム等の絶縁層50が接着固定され、その下側には発泡ゴ
ムよりなる絶縁層50aが接着固定されている。

前記収納筒21の上端部に、クッション材51を介してカシ
メ着されたキャップ部材としてのキャップ金具52と前記
第２導電筒46の棚部46aとの間に、その上下両端を可撓
導体53によって接続したばね導体54が介装され、該ばね
導体54はキャップ金具52の内面に突設された係止部材と
してのフック52aに係止されている。

なお、前記キャップ金具52は続流遮断不能時の短絡電流
アークによる内部ガス圧力で膨出変形して放圧し易いよ
うに、その中央面を帽状に突出させた銅板等の薄肉金属
板をもって形成され、かつ、破口のためのノッチ（図示
略）等を設けている。又、放電電極27は低融点合金等の
薄肉金属板製とし、又、ノッチなどを適宜設けてガスに
よる溶失あるいは破口可能に構成しておくことが望まし
い。

前記キャップ金具52の上面には接地線接続用の端子金具
55が設けられている。

第４図に示すように前記収納筒21の外周には一対の半円
弧状をなす締付バンド56a,56bと、両バンド56a,56bの基
端部を連結する連結板部56cとからなる締付金具56がボ
ルト57及びナット58により締付固定されている。又、前
記締付金具56の連結板部56cには、第２図に示すように
電柱の腕金（図示略）等に固定される取付金具59が溶着
され、同取付金具59と連結板部56cには透孔60が貫設さ
れ、この透孔60には本体碍子１の背面に立設固定した係
止ピン61を遊嵌し、その上端部にナット62を螺合し、ピ
ン61の先端部には割りピン63を挿入係止して取付金具59
とピン61とを遊動可能に連結している。そして、前記収
納筒21あるいは本体碍子１が万一破損しても、係止ピン
61と取付金具59との連結により本体碍子１部分が離断，
落下しないようにしている。

また、取付金具59とピン61と遊動可能に連結しているの
で、ガス放出などの衝撃を緩和できる。

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を内腔21a内に組み付ける場合には、
内腔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を内腔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の外周と内腔21aの内周
との間に紐状の填材39及びガラス製ビーズ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と内腔21aとの間に絶縁層28の
無機質材料を充填する。この時、絶縁層28の無機質材料
が後記のように溶融しても前記填材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と内腔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
各部の収縮により支持筒33と導電蓋34との間に間隙Ｓが
形成される。なお、支持筒33と導電蓋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
間の間隙Ｓを拡大させる手段を取ることができる。

次に、上記のように構成されたカットアウトについてそ
の作用を説明する。

前記負荷側固定電極６から接地線用端子金具55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の非直線性抵抗素子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、かつ、続流も瞬時に遮断されるの
で、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。この実施例では、非直線抵抗体ユニット24
の外周に熱収縮性チューブ31を被覆し、ギャップユニッ
ト23及び上側導電ユニット25を絶縁層28,50,50aを介し
て内腔21aに封着し、第２導電筒46の開口部に蓋48を設
けているので、吸湿による非直線性抵抗素子29の劣化や
ギャップユニット23の放電電圧特性の変動を防止でき、
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。

又、この実施例では非直線抵抗体ユニット24の下側に溶
融点の高い導電性セラミックス製の耐圧電極35を配置し
ているので、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、非直線抵抗体ユニット24内に続流
アークによる高温、高圧ガスが発生した場合、下向きの
アーク噴流が遮断され、従って、高温、高圧ガスは耐圧
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、前記内腔21a内の空気を加熱膨脹させ
て圧力加速されて空腔29a内に臨む第２導電筒46上の蓋4
8を溶融し、キャップ金具52を膨出変形あるいは部分的
に溶融破口して噴出し、本体碍子１の偏熱や圧力衝撃を
緩和するので、カットアウトの飛散、落下を防止するこ
とができる。

なお、前記上側導電ユニット25は、とくに第３導電筒47
が噴出ガスを内腔21aの周壁に対して遮蔽し、収納筒21
への偏熱や圧力衝撃を防ぎ本体碍子１の損傷を軽減させ
る。また波形に形成した周壁部47aは周囲の絶縁層50,50
aに係止され離脱防止する。

本発明ではキャップ金具52の破口時にばね導体54が噴出
ガスによって吹き飛ばされないように係止部材、すなわ
ちフック52aにより、本体碍子１に固設したキャップ金
具52に連結したので、ばね導体54はもとより、該ばね導
体54に押圧された導電筒45,46及び47も内腔21a内に保持
されて外部へ飛脱しないので、非直線性抵抗素子29の破
砕片などの飛散、落下が併せて防止される。

又、前記実施例では非直線抵抗体ユニット24の外周面に
熱収縮性チューブ31を被覆し、かつ同チューブ31と内腔
21aとの間に空隙を設けたので、非直線性抵抗素子29の
放電発熱による膨脹に対して収納筒21のストレスを防止
することができるとともに、前記のような続流で非直線
性抵抗素子29が破砕されても本体碍子１への圧力衝撃を
緩和して防爆効果がある。

さらに、本実施例では耐圧電極35と内腔21a内の段部21b
との間に圧縮ばね３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、その圧力衝撃が該耐圧電極35及び導電蓋34が
間隙Ｓ、すなわち、圧縮ばね38の付勢力で支持筒33との
間の弾発維持が可能な範囲内で吸収されて段部21bへの
衝撃を緩和し本体碍子１の耐衝撃性を高めることができ
る。

又、前記上側導電ユニット25内に乾燥剤49を収納したの
で、たとえ該導電ユニット25内に吸気しても、乾燥剤49
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
一方向に規制して瞬時に放出させることができる。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は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、高圧のガスがキャップ部材を破口して
噴出する際ばね導体とともに、収容部材の外部への飛散
を防止することができる効果がある。

【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要部のみ
の断面図、第２図はカットアウト全体を示す断面図、第
３図は避雷ユニットの断面図、第４図は収納筒の平断面
図である。 １……本体碍子、３……電源側電極室、４……負荷側電
極室、5,6……固定電極、13……ヒューズ筒、21……収
納筒、21a……内腔、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、29a
……空腔、35……耐圧電極、47……導電筒、52……キャ
ップ部材としてのキャップ金具、52a……係止部材とし
てのフック、54……ばね導体、。

───────────────────────────────────────────────────── 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 加藤 和明 愛知県知多市八幡字田渕１番地の606 (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）に対し前記負荷側電極室（４）と連
   通する内腔（21a）を有する収納筒（21）を一体に形成
   し、前記内腔（21a）にはギャップユニット（23）と、
   空腔（29a）を備えた非直線抵抗体ユニット（24）とを
   前記負荷側の固定電極（６）に直列に接続して収納し、
   かつ前記収納筒（21）の外側開口部に導電筒（47）とば
   ね導体（54）とを配設し、前記収納筒（21）の外部開口
   縁に放圧可能なキャップ部材（52）を嵌合固定し、さら
   に、前記ばね導体（54）とキャップ部材（52）とを係止
   部材（52a）により係止したことを特徴とするカットア
   ウト。
2. 【請求項２】前記非直線抵抗体ユニット（24）は非直線
   性抵抗素子（29）と、その外周に被覆された熱収縮性チ
   ューブ（31）とにより構成されている特許請求の範囲第
   １項に記載のカットアウト。
3. 【請求項３】前記導電筒（47）はその周面に波形部分を
   形成したものである特許請求の範囲第１項に記載のカッ
   トアウト。