JPH077688B2 - 切り離し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電気回路の切り離し装置に関し、特に避雷器が
雷撃等により特性劣化して、洩れ電流が大きくなったり
雷サージ到来後の続流を遮断できなくなったときに、避
雷器を接地回路から切り離して電力系統回路の地絡異常
を防止する避雷器の切り離し装置に関するものである。

〔従来の技術〕

配電線等の充電部と大地との間に接続され、雷サージ等
の異常電圧から電気設備を保護する避雷器は、一般に、
雷サージ等の高電圧印加時に低抵抗となり、配電線の通
常の対地電圧は完全に遮断するという電圧一電流特性を
持つ素子、例えばZnOを特性要素として用いる。

しかしこの特性要素は、多回数の雷サージを受けたり定
格を大きく上回るサージを受けると、上記電圧一電流特
性がどうしても劣化する。

この劣化によって、徐々に洩れ電流が大きくなり、また
雷サージ吸収動作時のエネルギーが過大となれば素子は
発熱し始め、熱暴走によりついには短絡破壊を起こして
地絡事故が生じる。すると避雷器が接続されている回路
の地絡リレー等を作動させ電力系統に大きな影響を与え
る。

そこで、本出願人はこれを防止するため、第４図に示す
ような切り離し装置（１）を提案し（特開昭62−208581
号）、第５図または第６図に示すように避雷器（２）と
ともに配電線等の充電部（３）と大地（４）間に接続す
るようにした。

この切り離し装置（１）は、所定値に温度上昇したとき
溶け、且つ発熱抵抗体として機能するように導電率を選
定した導電性プラスチック（５）を端子保持体として用
い、この両端に固定した一対の金属端子（６）（６）間
に、放電ギャップＧを形成している。

この切り離し装置（１）は、避雷器（２）が劣化して洩
れ電流が多くなった場合及び避雷器が短絡破壊した場合
には、自己発熱により溶断して、上下の金属端子（６）
（６）を分離し、避雷器（２）を接地回路から切り離
す。このような動作によって電力系統回路への地絡異常
を防止する。

しかしこの切り離し装置（１）は、避雷器（２）の劣化
等で導電性プラスチック（５）が溶断した際に、この溶
断点に発生するアークが消弧し難い問題があった。配電
線等の充電部（３）の対地電圧は数千ボルトと高いた
め、消弧には溶断した導電性プラスチックの切断端同士
が、例えば30cm以上離れる必要がある一方で、分離した
金属端子（６）（６）は、それに接続された太い電線に
よって支持され自重によっては通常少しの距離しか離れ
ないからである。このように続流が切れないと変電所で
復帰動作をする必要があり、切り離し装置（１）を用い
る意味がなくなる。

そこで、本出願人は導電性プラスチックが避雷器の不良
によって溶断して金属端子を分離したとき続流を確実に
遮断できる第７図に示すような切り離し装置（７）を発
明した。

第７図において、（８）は全長に亘って雄ネジを形成し
た棒状の導電性プラスチックで、所定値に温度上昇した
とき溶け、且つ発熱抵抗体として機能するように導電率
を選定されている。この導電性プラスチック（８）は、
例えば金属あるいは黒鉛等の導体粉末を混入した合成樹
脂により作られている。（10）（10）は導電性プラスチ
ックの両端に固定した棒状の金属端子で、上側の金属端
子（10）は内端に雌ネジ、外端に雄ネジを形成してい
る。また下側の金属端子（10）は、両端共に雌ネジを形
成している。（11）（11）は断面ハット形状の第１の消
弧性樹脂で、各金属端子（10）（10）の内端を囲むよう
に成形されている。第１の消弧性樹脂（11）（11）の素
材としてはジュラコン、ユリア樹脂等の加熱するとH₂等
の消弧性ガスを発生するものが使用される。（12）は円
筒状の第２の消弧性樹脂で、頂面部分を向かい合わせて
配置される第１の消弧性樹脂（11）（11）の外周に滑動
自在に嵌められる。この素材は第１の消弧性樹脂（11）
と同様である。

この発明は避雷器が劣化又は短絡破壊すると自己発熱に
より導電性プラスチック（８）が急速に溶断して、金属
端子を切り離す。この溶断時に発生する高温ガスは消弧
性樹脂によって囲まれて、内圧を急上昇させる。さらに
この高温ガスが消弧性樹脂の表面に作用して水素等を発
生させる。この内圧の上昇と水素等の発生の相乗作用に
より、溶断点におけるアークは急速に消滅する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記切り離し装置（７）は、導電性プラスチック（８）
の両端のネジ部を、金属端子（10）（10）に螺合させる
構造のため、この部分の接触抵抗が比較的大きくかつ製
作の条件で変動し易いため、一定の性能を得難い問題が
あった。また導電性プラスチック（８）を、外部電線と
の接線用の引出金具に接続するために、金属端子（10）
（10）を別に製作する必要がありコスト高となる問題も
あった。

そこで、本発明は、導電性プラスチック自体に、この金
属端子の機能を持たせ、この導電性プラスチックに直
接、引出金具あるいは避雷器等の接続用電線を接続でき
る構造を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、所定値に温度上昇したとき溶け、且つ発熱抵
抗体として機能するように導電率を選定し、両端に中間
部より大径のネジ部を形成した棒状の導電性プラスチッ
クと、 上記導電性プラスチックの外周面に、上記ネジ部を突出
させかつ中間を分離してモールド固着した第１の消弧性
樹脂と、 上記第１の消弧性樹脂にスライド自在に外嵌した筒状の
第２の消弧性樹脂とを備えることを特徴とする切り離し
装置を開示する。

〔作用〕

上記導電性プラスチックは、両端の大径部にネジ部が形
成され、金属端子が不用となる。またこのネジ部は大径
であるので、ここに接続される接続用導体との接触抵抗
が小さく、安定した性能の切り離し装置が提供できる。
さらに製作は第１の消弧性樹脂をモールド整形し、第２
の消弧性樹脂を嵌めるだけでよく工数が大幅に削減でき
る。

〔実施例〕

本発明を一実施例について説明する。

第１図に示す切り離し装置（20）において、（21）は所
定値に温度上昇したとき溶け、且つ発熱抵抗体として機
能するように導電率を選定された導電性プラスチック
で、中間外周に環状溝（21a）が形成され、両端が大径
部（22）（22）となっている。この大径部（22）にはフ
ランジ（22a）が形成され、その端部は雄ネジ（23）（2
3）が形成されている。この導電性プラスチック（21）
は、例えば金属あるいは黒鉛等の導体粉末を混入した合
成樹脂により作られ、引出金具等との接触抵抗を小さく
するため雄ネジ（23）の表面に金属メッキを施すことが
好ましい。

（24）（24）は第１の消弧性樹脂で、導電性プラスチッ
ク（21）のフランジ（22a）（22a）から環状溝（21a）
の手前までの部分を筒状に囲むように、導電性プラスチ
ック（21）と一体的にモールド整形されている。第１の
消弧性樹脂（24）（24）の素材としてはジュラコン、ユ
リア樹脂等の加熱するとH₂等の消弧性ガスを発生するも
のが使用される。（25）は一端に内側に向く鍔（25a）
を有する円筒状の第２の消弧性樹脂で、第１の消弧性樹
脂（24）（24）の外周に滑動自在に嵌められる。この素
材は第１の消弧性樹脂（24）と同様である。

第２図(a)(b)(c)に示す（26）は金属帯板をハット形状
に曲げたギャップ金具で、第１図に示す切り離し装置
（20）に端部側から外嵌できるように頂面に孔（27）を
形成し、側面を円弧状に加工している。なお側面に設け
た切起し（26a）が形成されている。

上記切り離し装置（20）を具体的に使用するためにギャ
ップ金具（26）と組合せた構造を第３図に示す。

前記ギャップ金具（26）は、雄ネジ（23）を形成した導
電性プラスチック（21）の大径部（22）に、その孔（2
7）を挿通させ、第２の消弧性樹脂（25）を両端から覆
うように嵌められる。そして、その先端のＲ状屈曲部を
対向させてギャップＧを形成する。この固定は引出金具
（28）とナット（29）による締め付けにより行われてい
る。

このようなギャップ金具（26）と組み合わされた切り離
し装置（20）は第５図又は第６図に示すように避雷器
（２）と共に接地回路を構成する。

次にこの切り離し装置（20）の動作を説明する。

雷サージ等の異常電圧はギヤップＧ及び避雷器（２）を
通して大地に流れる。避雷器（２）が劣化して配電線の
通常の対地電圧を遮断できなくなると、導電性プラスチ
ック（21）が発熱して溶断する。この溶断は強度的に弱
く、かつ発熱が集中する環状溝（21a）の形成部分に生
じ、この溶断点にアークが発生する。

溶断の直前から、導電性プラスチック（21）は気化を始
めているが、溶断直後の溶断点におけるアーク発生で、
気化量は急激に増加する。気化により発生するガスは、
溶断部の導電性プラスチックの全てが気化するので大量
のものとなり、熱エネルギーも与えられるので圧力上昇
は大きい。

この溶断時の発熱は、消弧性樹脂（24）（24）（25）に
作用し、H₂等の消弧性ガスを発生させる。この加熱は、
溶断前から行われるので、アークが消弧性樹脂の表面に
接触すると、瞬時に消弧性気体の発生量は急上昇する。

そして、導電性プラスチック（21）は、電線等の自重又
は図示しない引張スプリングの力で高速に上下に分離を
始める。

上記アーク発生直後から、第１の消弧性樹脂（24）（2
4）が上下に分離し、微小な隙間をもって嵌まり合って
いる円筒状の第２の消弧性樹脂（25）が外れるまでの期
間は、アークを発生する溶断部は、第１及び第２の消弧
性樹脂で囲まれる空間内に閉じ込められている。

したがって、溶断直後のアーク発生で瞬時に圧力が上昇
し、閉じ込められたアークが消弧性樹脂（24）（24）
（25）に充分に接触するので、消弧に十分な消弧性ガス
が発生する。これに、上記導電性プラスチック（21）の
分離によるアークの引き延ばしが加わるので、アークは
短時間で消滅し、配電系統の充電部における通常の対地
電圧による続流は遮断される。

なお、上記閉じ込められた空間の容積は、スプリング等
による第１の消弧性樹脂（24）（24）の分離によって増
加し、高圧化を妨げるようであるが、実際は、第１図に
示したような構造では、慣性を伴う機械的な運動より
も、上記予熱された樹脂のアークによる気化速度が速
く、容積の増加に比べガス発生量が膨大なため、高圧化
が妨げられることはなく、第２の消弧性樹脂（25）が第
１の消弧性樹脂（24）（24）から外れるまで、高圧状態
が保たれる。

以上説明した実施例は、本発明を避雷器の切り離し装置
として構成したものであったが、本発明は電気回路にお
ける切り離し装置としても用いることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、導電性プラスチックの溶断部分を消弧
性樹脂で囲んで狭い空間を形成し、溶断時のアークを確
実に消せるようにした切り離し装置において、導電性プ
ラスチックの形状に工夫をしたので、製作工数が大幅に
減少し、コストを大幅に削減できると同時に、接触抵抗
を小さくして性能の向上と安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図である。第２図
はギャップ金具を示す図で、その(a)は正面図、その(b)
は平面図、その(c)は側面図である。第３図は本発明を
ギャップ金具と組合せて示す断面図である。 第４図は従来の切り離し装置の断面図、第５図及び第６
図は切り離し装置を避雷器に取りつける状態を示す説明
図、第７図は本発明の前提となる切り離し装置の断面図
である。 （21）……導電性プラスチック、 （22）……大径部、（23）……ネジ部、 （24）……第１の消弧性樹脂、 （25）……第２の消弧性樹脂。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 亨 大阪府大阪市旭区中宮３丁目15番25号 (72)発明者 芋生 保幸 大阪府大阪市西淀川区佃１丁目26番２― 1306 (56)参考文献 特開 昭62−208581（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−167982（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定値に温度上昇したとき溶け、且つ発熱
   抵抗体として機能するように導電率を選定し、両端に中
   間部より大径のネジ部を形成した棒状の導電性プラスチ
   ックと、 上記導電性プラスチックの外周面に、上記ネジ部を突出
   させかつ中間を分離してモールド固着した第１の消弧性
   樹脂と、 上記第１の消弧性樹脂にスライド自在に外嵌した筒状の
   第２の消弧性樹脂とを備えることを特徴とする切り離し
   装置。