JPH0777155B2 - 避雷器の切離し装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、避雷器故障時に、避雷器を電路から切離す
避雷器の切離し装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図および第８図は例えば特開昭55-95284号公報に示
された従来の避雷器の切離し装置である。図において、
避雷器（１）、リアクトル（２）とギャツプ（３）とで
構成されるギャップ部（４）および可溶線（５）と断路
部（６）とで構成される切離し部（７）が接続金具
（８）を介して送電線（９）に接続される。また、送電
線（９）は懸垂碍子（10）により別途支持されている。
第８図では避雷器（１）および懸垂碍子（10）は静電容
量として等価回路が書かれている。

次に、上記構成の従来の避雷器の切離し装置の動作につ
いて説明する。避雷器（１）が雷インパルスで動作する
時は周波数が高いためにリアクトル（２）のインピーダ
ンスが大きくなり、雷電流は可溶線（５）に流れないで
ギャップ（３）に電圧がかかることになる。従って、雷
インパルス電流はギャツプ（３）、シャント（11）を経
て接続金具（８）に流れる。一方避雷器（１）が異常状
態である時は、商用周波の地絡電流が流れるが、周波数
が低いのでリアクトル（２）のインピーダンスは十分低
く、従って地絡電流はリアクトル（２）を経由して、可
溶線（５）に流れる。地絡電流によって可溶線（５）が
切れると、この部分にアークが発生し、切離し部（７）
の絶縁筒（12）内の空間の圧力が上昇する。この空間の
内圧力上昇によって、絶縁筒（12）を破壊させることに
よって避雷器（１）を送電線（９）からすみやかに切り
離すことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の避雷器の切離し装置は、可溶線（５）が切れた後
のアークによる絶縁筒（12）内圧力上昇によつて、装置
の一部を破壊するものであるため、切り離し動作時に装
置の一部が飛散するので危険であるという課題があっ
た。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされ
たもので、雷サージ電流、開閉サージ電流に対しては、
不動作であり、避雷器故障時の交流電流に対して動作
し、電路から分離できる避雷器の切離し装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係わる避雷器の切離し装置は、固定電極とギ
ャップを介して配設された可動電極と、この可動電極に
対向して配設されたトリガーと、中間部がラッチ支持台
により回動自在に支承されているとともに一端部が可動
電極を係止し他端部が前記トリガーに係止されるラッチ
と、前記避雷器に前記故障電流が流れたときに前記ラッ
チと前記可動電極との係止を解除する係止解除手段と、
前記ラッチと前記可動電極との係止が解除されたときに
可動電極を固定電極から隔離するばねとを備えたもので
ある。

［作用］ この発明においては、避雷器に故障電流が流れたときに
は、ラッチと可動電極との係止は係止解除手段の動作に
より解除されると同時に、可動電極はばねの弾発力によ
り固定電極から隔離されて避雷器に支持される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は避雷器の切離し装置を取付けた状態を示す全体の正
面図で、送電線鉄塔（14）は、水平方向に張り出したア
ーム（13）を有しており、このアーム（13）に一端を固
定して垂下した送電線用懸垂碍子（10）の下端に送電線
（９）が吊り下げられている。また、同じアーム（13）
には、送電線用懸垂碍子（10）に対して所定の絶縁距離
をあけて避雷器（１）の一端が固定され、避雷器（１）
の下端には支持機構（15）によって、可動導体（17）の
一端が回動自在に支持されている。可動導体（17）の他
端は懸垂碍子（10）の下端で送電線（９）と導通状態で
取付けられた切離し機構（16）に連結されている。すな
わち、送電線（９）に落雷があった時、雷電流が切り離
し機構（16）から可動導体（17）を通り、さらに支持機
構（15）から避雷器（１）を通過しアーム（13）から鉄
塔（14）を経て大地へ致るように電路を構成している。

一方、避雷器（１）が故障をきたし地絡電流が流れはじ
めると、切離し機構（16）が作動し可動導体（17）の接
続部を切離し、２点鎖線の位置まで回動させる。

以下、第２図に示す詳細図によって部品構成を説明す
る。第２図は図に対して左側が可動導体（17）の支持機
構（15）で、右側が切離し機構（16）の断面図である。
取付板（24）の一端は送電線用懸垂碍子（10）の下部に
固定され、他端には円筒状のケース（25）が雨水等の侵
入を防ぐ状態でとりつけられている。ケース（25）の内
筒には、非磁性体で作られた円筒状の巻芯（2c）にトロ
イダル状巻線されたリアクトル（２）がシリンダ（27）
の外周とＯリング（55）とによって固定されている。

リアクトル（２）のリード線（2a）はケース（25）に接
続され、もう一方のリード線（2b）は絶縁物で成形され
たトリガー（20）に取り付けられた端子台（30）に接続
されている。また、端子台（30）には係止解除手段の一
構成部材である可溶線（５）の一端が強固に取り付けら
れ、可溶線（５）の他端は可動電極（19）に強固に取り
付けられている。この可溶線（５）はトリガー（20）と
ラッチ（22）の端部にピン（32）で取付けられたローラ
（31）との係止を外そうとする第１のバネ（21）からの
力を阻止している。すなわち、常に可溶線（５）には引
張力が働いており、クリープ現象を阻止するために実施
例ではこの可溶線（５）の材料にバネ用ステンレス鋼線
を使用している。

絶縁物で成形されたシリンダ（27）はケース（25）に固
定されていて、その端部にラッチ（22）の中央部をヒン
ジピン（33）で回動自在に支持しているラツチ支持台
（28）が取付けられている。また、シリンダ（27）の内
筒部には、切離しエネルギーを与える第２のバネ（23）
によって可動するピストン（29）が摺動するように取付
けられている。このリング状のピストン（29）は、リン
グ断面がＺ形となっていて第２のバネ（23）が放勢され
た時、一定距離移動した後、シリンダ（27）の段付部と
係止して飛び出さないようになっている。このとき、ピ
ストン（29）の側面に設けたエア−抜き穴（29a）の大
きさと位置とによってピストン（29）の移動速度が調整
される。ピストン（29）の端部は、可動電極（19）と当
接し、可動電極（19）の端部内周は、可動電極（19）に
設けられたラッチ係止部の凸状の根本とはめ合わされる
ようになっていて、可動電極（19）の位置決めを行って
いる。この位置決めされた状態によって放電部の外周と
ケース（25）に取り付けられた固定電極（18）の放電内
周部とに所定の放電ギヤップ（３）が保たれる。なお、
可動電極（19）に設けられたラッチ（22）との係止凹部
の下部には結露等によって生じた溜まり水を排出する穴
（19a）が設けられ、そこから流出した水は絶縁物製の
可動蓋（34）に設けられた排水穴（34a）を通り外へ出
される。

円盤状の可動蓋（34）は可動電極（19）と接続金具（3
6）に挟まれる形で取付けられ、円盤状の内周は可動電
極（19）に設けられた軸部（19b）に沿って移動が可能
となっている。また、外周部はケース（25）に取付けら
れたカバー（26）の段付穴と、はめ合わされ、さらにそ
の外周部には凹状の切欠き部（34b）が円周に沿って数
ケ所設けられている。圧縮バネ（35）は可動蓋（34）を
カバー（26）に密着させて蓋をするためのものである。
ボルト（40）によって可動電極（19）に取付けられた接
続金具（36）には丸棒状の可動導体（17）の一端側を挿
入するための大きな遊隙を有する穴と可動導体（17）を
抜けなくするためのブッシュ（38）の挿入穴が設けら
れ、また、たわみケーブル（37）の一端が取り付けられ
ている。たわみケーブル（37）の他端はボルト（39）に
よってブッシュ（38）を介して可動導体（17）に通電可
能に取り付けられている。

可動導体（17）の他端は爪車（44）に設けられた遊合穴
に挿入され、ブッシュ（38）によって抜け止めされる。
ブッシュ（38）は、たわみケーブル（53）の一端と共に
ボルト（39）で可動導体（17）に取付けられ、たわみケ
ーブル（53）の他端は、取付け板（42）に接続される。
爪車（44）は取付け板（42）に固定されたケース（43）
と回動自在に軸（45）によって取り付けられ、軸（45）
は電気的に絶縁された軸受（46）によって支持されてい
る。

取り付け台（47）は取付板（42）に固定されていて、爪
（48）をピン（49）と絶縁軸受（50）によって回動自在
に支持し、図に示す取り付け台（47）の下端にはダンパ
ー（51）が取り付けられている。

バネ（52）は爪（48）を爪車（44）の外周に常に押圧す
るためのものである。取付板（42）は避雷器（１）の下
部に通電可能に取付けられる。（54）は凍結した状態を
示したもので、特に山間部の送電線用鉄塔に本装置が設
置された場合はこの現象が多くなる。そのために本装置
の外気に触れる固定部と可動部が接近している箇所に
は、各々に氷着防止剤がコーティングまたは塗装されて
いる。

本実施例において、可動導体（17）にはその外周に着色
したテフロン系の熱収縮チューブが、かぶせてある。
（41）は安全ピンで本装置を鉄塔アーム（13）に取り付
ける際、切離し装置が不慮の故障で動作した折りは、作
業者に害をあたえるため、安全ピン（41）で可動導体
（17）の動作を阻止するもので、装置の取付けが完了す
れば最後に取り外すものである。

次に、上記実施例の動作について説明する。第１図〜第
３図において避雷器（１）が雷インパルスで動作すると
きは、周波数が高いために、送電線（９）から取付板
（24）、ケース（25）を経て流れようとする雷電流は、
ケース（25）に接続されたリアクトル（２）のインピー
ダンスが大きくなり、リアクトル（２）にシリーズ接続
された可溶線（５）には流れないで、ギャップ（３）に
電圧が印加されることになる。従って、雷インパルス電
流はケース（25）に接続された固定電極（18）からギャ
ップ（３）の間で閃絡して可動電極（19）へ流れ、接続
金具（36）からケーブル（37）→可動導体（17）→ケー
ブル（53）→取付板（42）を経て避雷器（１）へと流れ
る。この時、ギャップ（３）での閃絡時には、周囲の空
間圧が上昇する。この時、内部の瞬時的な上昇圧力は、
可動蓋（34）を、圧縮バネ（35）の押圧に打ち勝って外
へ押し上げ、可動蓋（34）とカバー（26）の接触部に間
隙が生じる。この間隙と可動蓋（34）に設けられた外周
凹部（34b）が外部に通じるために内部圧力は下がる。

一方、避雷器（１）が異常状態である時は、商用周波数
の地絡電流は周波数が低いので、リアクトル（２）のイ
ンピーダンスが十分低く、従って地絡電流はリアクトル
（２）を経由して可溶線（５）に流れる。可溶線（５）
は所定の電流、実施例では約50Aの地絡電流が流れると
溶断する。この可溶線（５）が溶断すれば、第１のバネ
（21）によってトリガー（20）が上方へ移動する。する
と、ラッチ（22）の端部に取付けられたローラ（31）と
トリガー（20）との係止が外れ、一対のラッチ（22）は
フリーの状態となる。この時、ラッチ（22）の下端と可
動電極（19）の係止部において、第２のバネ（23）によ
ってピストン（29）を介してラッチ（22）の回動中心よ
り外側に力が作用するため、一対のラッチ（22）の下端
は図に示す可溶線（５）に向かって回動し、ラッチ（2
2）と可動電極（19）との係止関係が外れて可動電極（1
9）は下方へ飛び出す。この時の状態が第３図である。

飛び出した可動電極（19）は、爪車（44）に連結された
可動導体（17）と一体になってケース（43）に設けられ
た回動軸（45）を中心に回動し、爪車（44）に設けられ
た当接部（44b）がダンパ（51）に衝突し回動が停止す
る。続いて衝突の反力と自重によって逆転をするが、爪
（48）の停止部（48a）が爪車（44）に設けられた係止
部（44a）と係止し、第１図の２点鎖線の状態で保持さ
れ送電線側と避雷器側との電路が完全に切り離された状
態になる。また、風雨の力および鉄塔アーム（13）の振
動等で可動導体（17）が揺れ送電線へ近づき絶縁距離を
縮めることはない。

第４図はこの発明の他の実施例を示す断面図であり、第
１図ないし第３図と同一または相当部分は同一符号を付
し、その説明は省略する。

図において、リアクトル（２）のリード線（60）はケー
ス（25）に接続され、もう一方のリード線（61）は導電
物で成形されたトリガー（62）に接続されている。第１
のバネ（21）は、トリガー（62）とラッチ（22）の端部
にピン（32）で取付けられたローラ（31）との係止を外
そうとする力を阻止している。ラッチ（22）の中央部を
ヒンジピン（33）で回動自在に支持しているラッチ支持
台（28）が絶縁板（63）を介してケース（25）に取付け
られている。また絶縁板（63）には、切離しエネルギー
を与える第２のバネ（23）の一端が取付けられている。
またトリガー（62）の上部には係止解除手段の一構成部
材である磁性体（64）が取り付けられている。

次に、この発明の他の実施例の動作について説明する。
避雷器（１）が雷インパルスで動作するときは、周波数
が高いために、送電線（９）から取付板（24）ケース
（25）を経て流れようとする雷電流は、ケース（25）に
接続されたリアクトル（２）のインピーダンスが大きく
なり、リアクトル（２）には流れないで、ギャップ
（３）に電圧が印加されることになる。従って、雷イン
パルス電流はケース（25）に接続された固定電極（18）
からギャップ（３）の間で閃絡して可動電極（19）へ流
れ、可動導体（17）→ケーブル（53）→取付板（42）を
経て避雷器（１）へと流れる。

一方、避雷器（１）が異常状態である時は、商用周波数
の地絡電流が、周波数が低いのでリアクトル（２）のイ
ンピーダンスは十分低く、従って地絡電流はリアクトル
（２）に流れる。リアクトル（２）に電流が流れるとリ
アクトル（２）は電磁石として動作し、トリガー（62）
に取り付けられた磁性体（64）を吸引する。この吸引力
が第１のバネ（21）の押圧力に打ち勝つとトリガー（6
2）が上方へ移動する。すると、ラッチ（22）の端部に
取付けられたローラ（31）とトリガー（62）との係止が
外れ、一対のラッチ（22）はフリーの状態となる。この
時、ラッチ（22）の下端と可動電極（19）との係止部に
おいて、第２のバネ（23）によってラッチ（22）の回動
中心より外側に力が作用するため、一対のラッチ（22）
の下端は中央に向かって回動し、ラッチ（22）と可動電
極（19）との係止関係が外れて可動電極（19）は下方へ
飛び出す。この時の状態が第５図である。

なお、第１および第２の実施例では、可動導体（17）は
下方にスイングする方法について示したが、水平方向に
スイングさせる方法でも良い。また、両実施例とも送電
線用避雷器の切離し装置について述べたが、避雷器が使
用されているところであればどこでも適用できる。さら
に、この発明の他の実施例ではトリガー（62）の上部に
磁性体を取り付けたが、トリガー（62）そのものを磁性
体としてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の避雷器の切離し装置
は、避雷器に故障電流が流れたときには、ラッチと可動
電極との係止は係止解除手段の動作により解除され、そ
れと同時に可動電極はばねの弾発力により固定電極から
隔離されるようになっているので、避雷器の故障に対し
て装置を破壊することなく切離し動作が行えるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の避雷器の切離し装置を取
付けた状態を示す全体の正面図、第２図はこの発明の一
実施例を示す断面図、第３図は第２図の使用態様を示す
断面図、第４図はこの発明の他の実施例を示す断面図、
第５図は第４図の使用態様を示す断面図、第６図は従来
の避雷器の切離し装置の一例を示す断面図、第７図は第
６図の全体図、第８図は避雷器の切離し装置の回路図で
ある。 図において、（１）は避雷器、（２）はリアクトル、
（３）はギャップ、（５）は可溶線、（９）は送電線、
（18）は固定電極、（19）は可動電極、（20）、（62）
はトリガー、（21）は第１のバネ、（22）はラッチ、
（23）は第２のバネ、（64）は磁性体である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀之内 雄作 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−95284（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−173985（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−32269（ＪＰ，Ａ) 実公 昭57−1573（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リアクトルとギャップとが並列接続されて
   並列回路を構成し、この並列回路に直列接続された避雷
   器に故障電流が流れたときに前記避雷器を電路から切離
   す避雷器の切離し装置において、 固定電極とギャップを介して配設された可動電極と、こ
   の可動電極に対向して配設されたトリガーと、中間部が
   ラッチ支持台により回動自在に支承されているとともに
   一端部が可動電極を係止し他端部が前記トリガーに係止
   されるラッチと、前記避雷器に前記故障電流が流れたと
   きに前記ラッチと前記可動電極との係止を解除する係止
   解除手段と、前記ラッチと前記可動電極との係止が解除
   されたときに可動電極を固定電極から隔離するばねとを
   備え、前記固定電極から隔離された前記可動電極は前記
   避雷器に支持されていることを特徴とする避雷器の切離
   し装置。