JPH077689B2

JPH077689B2 - 切り離し装置

Info

Publication number: JPH077689B2
Application number: JP1343954A
Authority: JP
Inventors: 永也相河; 満寿夫山田; 英一栗原; 亨高山; 保幸芋生
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd; DIC Corp; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1995-01-30
Anticipated expiration: 2010-01-30
Also published as: JPH03201381A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は放電遅れ防止を図った電気回路等に適用される
切り離し装置に関し、特に避雷器が襲雷等により特性劣
化して、洩れ電流が大きくなった時に避雷器を接地回路
から切り離して電力系回路からの地絡異常を防止する避
雷器の切り離し装置である。

（従来技術）配電線等の充電部と大地との間に接続され、雷サージ等
の異常電圧から電機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電圧〜電流特性をもつ素
子、例えば、酸化亜鉛（ZnO）を特性要素として使用し
ている。

しかし、この特性要素は多回数の雷サージを受けたり定
格を大きく上回る雷サージを受けると、上記電圧〜電流
特性が劣化する。

この特性要素の劣化により徐々に洩れ電流が大きくな
り、又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ずる。

すると、避雷器が接続されている回路のリレー等を作動
させ、電力系統に大きな影響を与える。

これを防止する為に出願人は、第６図に示すような構成
の切り離し装置Ｓ（特開・昭62−208581号）を提案し、
第７図及び第８図に示すように避雷器(2)と共に配電線
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Ｓは、所定値に温度上昇した時に溶融
し、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。

上記切り離し装置Ｓ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(2)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回路への地絡異常を防止する。

しかし、上記切り離し装置Ｓ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、該溶断点に発
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為、消弧には溶
断した導電性プラスチック(5)の切断端同士が、例えば3
0cm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、通
常は自重により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、当該切り離し装置Ｓを用いる意味がなくな
る。

そこで、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時に続流を確実に遮
断できる第９図乃至第13図に示すような切り離し装置を
提案した。

即ち、第９図に示す切り離し装置Ｓは、符号（21）は所
定値に温度上昇した時に溶け、且つ発熱抵抗体として機
能するような導電率に選定された導電性プラスチックで
あって、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、その端部は雄螺子（2
3）（23）が形成されている。上記導電性プラスチック
（21）は、例えば、金属、黒鉛等の導体粉末を混入した
合成樹脂により作られ、引き出し金具との接触抵抗を小
さくする為雄螺子（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上記導電性プラス
チック（21）と一体的にモールド成形されている。

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れば水素ガス（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。又この第２の消弧性樹脂
（25）の素材は第１の消弧性樹脂（24）と同じものであ
る。

第10図ABCに示す符号（26）は金属帯板をハット形状に
曲げたギャップ金具で、第９図に示す切り離し装置Ｓに
端部側から外嵌出来るように頂面に孔（27）を形成し、
側面を円弧状に加工している。尚、側面には切り起こし
（26a）が形成されている。

次に、上記切り離し装置Ｓを具体的に使用する為にギャ
ップ金具（26）と組合せた構造を第11図により説明する
と、上記ギャップ金具（26）は、雄螺子（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
（27）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。

このようにギャップ金具（26）と組合わされた切り離し
装置Ｓは前述の第７図又は第８図に示すよう避雷器
（２）と共に接地回路を構成する。

次に、第12図に示す切り離し装置Ｓについて説明する
と、符号（21）は全長に亘って雄螺子を形成した棒状の
導電性プラスチックで、所定値に温度上昇した時に溶
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（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、金属端子との接触抵抗を小さくするためその
表面に金属メッキを施すことが好ましい。（22）（22）
は導電性プラスチック（21）の両端に固定した棒状の金
属端子で、上側の金属端子（22）は内端に雌螺子、外端
に雄螺子を形成している。また下側の金属端子（22）は
両端共に雌螺子を形成している。

符号（24）（24）は断面ハット形状の第１の消弧性樹脂
で、各金属端子（22）（22）の内端を囲むように形成さ
れている。この第１の消弧性樹脂（24）（24）の素材と
してはジュラコン、ユリア樹脂等を加熱すると水素ガス
（H₂）等の消弧性ガスを発生するものが使用される。符
号（25）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（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13図ABに示す（26）（2
6）はギャップ金具で、これは金属端子（22）（22）間
の放電ギャップＧを形成するＬ字状に曲げた金属帯板に
よって形成されている。

（発明が解決しようとする課題）前述の通り、従来の切り離し装置では次ぎの問題点があ
る。

即ち、前掲の第６図に示される切り離し装置Ｓ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、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)の対地電圧数千ボルトと高い
為、消弧には溶断した導電性プラスチック(5)溶断した
導電性プラスチック(5)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、自重により
通常少しの距離しか離れないからである。

また、第９図及び第11図の切り離し装置Ｓは、導電性プ
ラスチック（21）を外部電線との接触用の引き出し金具
に接続する為に金属端子（22）（22）を別に製作する必
要があり、コスト高となる問題を解消し、導電性プラス
チック（21）自体に上記金属端子機能をもたさせ、この
導電性プラスチック（21）に直接引き出し金具或いは避
雷器(2)の接続用電線を接続できる利点がある。

また、第12図の切り離し装置Ｓは導電性プラスチック
（21）の両端の螺子部を金属端子（22）（22）に螺合さ
せる構造の為、この部分の接触抵抗が比較的大きく且つ
製作の条件で変動し易く、一定の性能を得難い問題があ
った。

ところが、前述の切り離し装置Ｓは何れも後述する門題
点を抱えている。

即ち、上述の従来装置においては各々固有の問題点があ
ると共にこれらに共通する問題として、これらを避雷器
に適用した場合には、当該切り離し装置の構成の一部で
あるギャップ金具（26）（26）に形成されるギャップＧ
によるアークの放電開始遅れが生ずる。

この放電開始遅れの為に続流が切れるのが遅くなり、切
り離し装置Ｓとしての動作が的確に行えず、関連設備へ
種々の影響を与える。

本発明は前述の諸点に鑑み発明されたものであって、放
電開始遅れ防止を図った切り離し装置を提供することを
課題とする。

（課題を解決するための手段）前掲の課題を解決するために本発明は、所定値に温度上
昇した時に溶融し、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と、該導電性プ
ラスチックの外周に設けられた消弧性樹脂層と、該消弧
性樹脂層の外周に設けられた上下一対のギャップ金具と
を具備する他、前記消弧性樹脂層の最外周に前記ギャッ
プ金具により形成されるギャップ間に渡って線状の放電
遅れ防止用の抵抗導体若しくは導体を配設したことを特
徴とする切り離し装置を基本発明として採用し、又この
基本発明に、前記導電性プラスチックの両端各々に金属
端子を配設した構成、あるいは前記導電性プラスチック
の両端部は中間部より大径の螺子部を形成した棒状体と
すると共に前記消弧性樹脂層は導電性プラスチックの外
周面に螺子部を突出させ且つ中間を分離してモールド固
着した第１の消弧性樹脂の層と該第１の消弧性樹脂の層
に滑動自在に嵌合した筒状の第２の消弧性樹脂の層とか
らなる構成を付加した切り離し装置を採用したものであ
る。

（作用）前掲の本発明の切り離し装置によれば、消弧性樹脂の外
周に放電遅れ防止用の抵抗導体若しくは導体を配設した
ので、避雷器に適用した場合にあっても放電開始遅れが
防止でき、切り離し装置の動作が的確に行え、避雷器を
配電線から完全に切り離し、この配電線路の接地事故を
未然に防止できる。

上述のことは第14図及び第15図の電圧波形を示すオシロ
波形の写真により明瞭である。

即ち、第14図は上記抵抗導体若しくは導体を消弧性樹脂
の外周に配設しない従来装置のオシログラフであり、又
第15図は本発明装置の場合のオシログラフであって、こ
れら両者を比較すれば明らかな如く、従来装置では放電
開始遅れの現象が認められたのに対し、本発明装置では
それが認められなかった。

即ち、放電ギャップの分離が不充分で放電開始の遅れが
生じた時、抵抗体に流れる電流は故障電流ではないが、
その電流で発熱して動作するようになる。

例えば、性能試験（避雷器規格 JEC 203方形波インパ
ルス電流試験）で波形長2msの例では不動作が望ましい
が、従来構成の切り離し装置では初回で動作することが
確認されている。

従って、上記の場合にはこの種切り離し装置としての機
能が発揮できないが、本発明の切り離し装置ではこのよ
うなことはない。

本発明における上記の抵抗導体若しくは導体としては、
例えば、黒鉛、銅、アルミニウム等の各種合金材料であ
る。

次に上記抵抗導体若しくは導体が配設される箇所である
が、これは消弧性樹脂の外周であり、且つ一対のギャッ
プ金具で形成される放電ギャップＧより円周方向に45゜
離れた箇所で上記消弧性樹脂の軸方向に所定の長さでも
って配設するようにしている。

また、上記消弧性樹脂が第１と第２の消弧性樹脂とで構
成される構造の場合には、最外側の消弧性樹脂の外周の
上述の位置に配設するようにしている。

また、上記抵抗導体若しくは導体の配設構成であるが、
消弧性樹脂の外周に嵌入溝を形成し、この嵌入溝に抵抗
導体若しくは導体を嵌入した構成とすることもよく、或
いは抵抗導体若しくは導体を加工して被覆や塗装するよ
うに構成しても同効であることは言うまでもない。

（実施例）以下、本発明の切り離し装置の実施例を第１図乃至第５
図に基づき詳述する。

尚、符号は前述の従来例で使用した各部名称と同一のも
のについては同一の符号を使用する。

第１図に示す通り、符号（21）は所定値に温度上昇した
時に溶け、且つ発熱抵抗体として機能するような導電率
に選定された導電性プラスチックであって、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、その端部は雄螺子（23）（23）が形成され
ている。

上記導電性プラスチック（21）は、例えば、金属、黒鉛
等の導体粉末を混入した合成樹脂により作られ、引き出
し金具との接触抵抗を小さくする為雄螺子（23）の表面
に金属メッキを施すことが好ましい。

そして、上記第２の消弧性樹脂（25）には、その外周面
に後述する抵抗導体又は導体を嵌入する第２図ABCに示
すような構造の嵌入溝（30）を成形している。

上記嵌入溝（30）は、第２図Ｃにある通り、平面台形状
であり、且つ第２の消弧性樹脂（25）の軸方向に沿って
所定長さを持つ形状に形成されている（第２図Ａ参
照）。そして、この嵌入溝（30）は第２図Ｃに示す如
く、対向位置に配設されてなると共にこれらは第２の消
弧性樹脂（25）の軸中心Ｚに対して45゜の位相角を有す
る位置、換言すれば、後述するギャップ金具間に設けた
ギャップより円周方向に少し離れた位置に設けている。

上記嵌入溝（30）は以上の如く配設されているが、この
嵌入溝（30）には、第３図ABに示される嵌入溝（30）と
相似形に成形された抵抗導体又は導体（31）が嵌入され
ている。

上記抵抗導体又は導体（31）は、ギャップＧに乗ずるア
ークの放電の開始補助機能をするものであって、上述の
通り、嵌入溝（30）に装脱着可能とされている。

また、符号（26）は前掲の第10図ABCにおいて説明した
金属帯板をハット形状に曲げたギャップ金具で、前述の
切り離し装置Ｓ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。尚、側
面には切り起こし（26a）が形成されている。

上記ギャップ金具（26）は、雄螺子（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。

このようにギャップ金具（26）と組合わされた切り離し
装置（20）は前述の第７図又は第８図に示すよう避雷器
（２）と共に接地回路を構成する。

次に、切り離し装置Ｓの動作について説明すると、雷サ
ージ等の異常電圧はギャップ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（2
1）が発熱して溶断する。

この溶断は強度的に弱く、且つ発熱が集中する環状溝
（21a）の形成部分に生ずる。

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弾力で高速に上下に分離す
る。

この時上下の第１の消弧性樹脂（24）（24）は上下に分
離するが、円筒状の第２の消弧性樹脂（25）は、第１の
消弧性樹脂（24）（24）の双方に微小な狭い空間に閉じ
込める。そして、溶断点にアークと共にガスが発生す
る。

このガスは第１及び第２の消弧性樹脂（24）（25）によ
って囲まれた狭い空間内に閉じ込められるので急速に高
圧になる。

また、アークは消弧性樹脂（24）（25）の表面に作用
し、水素ガス（H₂）等の消弧性気体を発生させる。この
ガス圧の急上昇と消弧性気体の発生の二つの条件によっ
て、アークは短時間で消滅し、配電線等の充電部におけ
る通常の対地電圧による続流は遮断される。

この時、アークの発生、換言すれば、放電開始遅れ現象
が生ずる場合があるが、本実施例ではギャップＧの近傍
に配設した抵抗導体又は導体（31）により、放電開始の
補助を行い、放電開始遅れの防止を図っている。

第４図の断面図は、本発明の他の実施例であって、前述
の第10図に示した従来の切り離し装置Ｓと基本的構造は
同じであるが、上記実施例と同様に第２の消弧性樹脂
（25）の外周面に嵌入溝（30）を前述と同様に設け、こ
の嵌入溝（30）内に抵抗導体又は導体（31）を装脱着自
在に嵌合した構成である。

その他の構成並びに動作は前述の実施例と同様であるか
ら、詳細な説明は省略する。

第５図の断面図は、導電性プラスチック（21）と第１の
消弧性樹脂（24）（24）とに凹凸（32）を形成し、相互
間の密着性を高めるような構成を採用したもので、その
他の構成は第１図と同様である。

以上の実施例は避雷器の切り離し装置として構成したも
のであるが、本発明は電気回路における切り離し装置と
しても使用できる。

（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
実に消弧す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、コストがも大幅に削減することができると共
に接触抵抗を小さくして性能の向上と安定化が図れる
等、この種切り離し装置固有の機能向上が期待できるば
かりでなく、避雷器に適用した時には放電開始遅れの防
止が図られ、避雷器の性能維持並びに電力系回路への地
絡異常を防止することができる等々の効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の切り離し装置の実施例を示す断面図、
第２図Ａは第２の消弧性樹脂の正面図、第２図Ｂは平面
図、第２図Ｃは第２図ＢのＸ−Ｘ断面図、第３図ABは抵
抗導体又は導体を示す正面図、平面図、第４図及び第５
図は本発明の他の実施例を示す断面図、第６図は従来の
切り離し装置の断面図、第７図及び第８図は避雷器と共
に適用した接地回路、第９図は従来の他の切り離し装置
を示す正面図、第10図ABCはギャップ金具を示す正面
図、平面図並びに側面図、第11図及び第12図は他の従来
の切り離し装置を示す断面図、第13図ABは従来の切り離
し装置に適用するギャップ金具を示す側面図、斜視図、
第14図及び第15図は放電時の電圧波形を示すオシロ波形
写真である。符号の名称は以下の通りである。（21）……導電性プラスチック、（21a）……導電性プ
ラスチックの大径部、（21b）……導電性プラスチック
の螺子部、（22）……金属端子、（24）……第１の消弧
性樹脂、（25）……第２の消弧性樹脂、（30）……消弧
性樹脂の嵌入溝、（31）……抵抗導体又は導体、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者栗原英一埼玉県熊谷市大字新島222番地 (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52−125738（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−108290（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定値に温度上昇した時に溶融し、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
プラスチックと、該導電性プラスチックの外周に設けら
れた消弧性樹脂層と、該消弧性樹脂層の外周に設けられ
た上下一対のギャップ金具とを具備する他、前記消弧性
樹脂層の最外周に前記ギャップ金具により形成されるギ
ャップ間に渡って線状の放電遅れ防止用の抵抗導体若し
くは導体を配設したことを特徴とする切り離し装置。
【請求項２】上記請求項(1)記載の切り離し装置におい
て、導電性プラスチックの両端各々に金属端子を配設し
た切り離し装置。
【請求項３】上記請求項(1)記載の切り離し装置におい
て、導電性プラスチックの両端部は中間部より大径の螺
子部を形成した棒状体とし、又消弧性樹脂層は導電性プ
ラスチックの外周面に螺子部を突出させ且つ中間を分離
してモールド固着した第１の消弧性樹脂の層と該第１の
消弧性樹脂の層に滑動自在に嵌合した筒状の第２の消弧
性樹脂の層とで構成されている切り離し装置。