JPS6035984Y2 - 避雷器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は耐張碍子型の避雷器に関するものである。

従来の避雷器としては第５図に示すように、両端にベー
ス金具１１を取付けた碍管等の筒状の絶縁体１２の内腔
部に炭化珪素のような電圧電流特性が非直線性を有する
材料よりなる複数の特性要素１３ａと常時の電圧を絶縁
する複数の間隔要素１３ｂからなる避雷器要素１３を直
列状に配列して前記絶縁体１２の両端開口を閉塞する蓋
１４に押えばね等の弾性体１５を介し押圧保持させたも
のが知られている。

ところが、このような従来の避雷器は軸方向の圧縮や引
張りに対して円筒状の絶縁体１２が荷重を負担する構造
であるため、その適用材質は限定されるうえにたとえば
円筒状の絶縁体１２の材質が磁器である場合、その引張
強度が圧縮強度の約１７１０と著しく低いので、配電線
路や送電線路さらには変電所等において送配電線を耐張
支持するなどして軸方向に引張荷重が働く碍子としての
機能を同時に備えさせようとすると、円筒状の絶縁体１
２の肉厚を非常に厚くしなければならないうえに気密構
造を要求されている避雷器がなんらかの原因で続流の遮
断に失敗すると避雷器内部には系統容量によって定まる
短絡電流が流れて過大な内圧を発生するとともに数千塵
といわれる高温アークによって絶縁体１２は爆発的に飛
散して送配電線を絶縁支持する碍子としての機能をも喪
失するおそれがあり、このためこの爆発的飛散を防ぐよ
うにたとえばバネ圧を利用した弁型の防爆構造なども考
慮しなければならず、したがって、避雷器全体の形状は
非常に大きくかつ重量も重いものとなって高所での取付
作業が困難となる。

さらに、このような従来の避雷器構造では円筒状の絶縁
体１２の内径公差により絶縁体１２と避雷器要素１３と
の隙間は大きくなることが避けられず、さらには避雷器
要素１３は押えばね等の弾性体１５の弾発力により押圧
保持されているために送配電線を絶縁支持するための送
配電線に直結させると風による電線の振動によって特性
要素１３ａ相互間あるいは特性要素１３ａと間隔要素１
３ｂの間に軸心のずれを生じるおそれがある。

今、仮に最上部と最下部の特性要素１３ａが図示左方に
移動して円筒状の絶縁体１２の内面に接触した場合にお
いて高電圧の雷サージが避雷器に加わると、間隔要素１
３ｂが放電して特性要素１３ａの端子間に高電圧が加わ
って前記した最上部と最下部の特性要素１３ａが接触し
ていた円筒状の絶縁体１２の内面に軸方向の閃絡が起り
、これによって短絡される特性要素１３ａはその機能を
失ない、このため他の特性要素１３ａに全電圧が加わり
、これに異常大電流が流れて焼損事故を生じる。

従って、特性要素１３ａおよび間隔要素１３ｂ相互の軸
心のずれ防止対策を考慮しなければならないということ
もあって実質的に実用性がないものとなる。

このような理由によって避雷器は地上または架台に据付
けるか塔体より吊下げて用いるものであって、送配電線
を絶縁支持する耐張碍子としての効果を併有させること
はできないというのがこの業界一般の常識であった。

筒状をした避雷器素子の外層体によって注射樹脂等の６
体を包囲した複合絶縁体よりなる主体の両端部に皿状の
金属キャップを固着した避雷器が特開昭５０−９４４９
６号公報によって知られているが、避雷器素子の外套体
に機械的強度を依存しているため、耐張碍子機能がない
うえに過大な雷サージ放電等により避雷器性能が劣化し
てしまい、長期間にわたり安定した避雷器性能を保持で
きないものであった。

一方、現在送電線でおこるトリップ事故のうちの９０％
は雷撃事故であるため、この雷撃事故を大幅に低減して
過渡安定度を決める故障条件を軽減して送電線の信頼度
を向上させ、過渡安定度から決定される送電容量を増大
させる目的で避雷器に耐張碍子としての機能を兼ね備え
させた避雷器の開発が要望されるようになった。

本考案はこのような要望に応じるとともに前記のような
欠点をも除いた耐張碍子型の避雷器を目的として完成さ
れたもので、以下、図示の実施例により詳細に説明する
。

第１図に示す第１の実施例において、１は細長の強化プ
ラスチックス体で、該強化プラスチックス体１はガラス
繊維や石綿繊維等の無機質繊維やポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維等の合戊繊維或いは綿等の天然繊維のよう
な繊維類の１種または２種以上よりなる糸またはクロス
等を補強材としてこれにポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、硅素樹脂らの熱硬化性樹脂やポリスチレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂のような合成樹脂を含
浸させて必要に応じ加熱固化させることにより所要の長
さおよび径となるよう棒状または管状に成形したもので
該強化プラスチックス体１は後記する筒状の絶縁体９に
貫通されて両端を該絶縁体９の両端より突出させる長さ
を有するものである。

２は強化プラスチックス体１の両端に装着して該強化プ
ラスチックス体１に連結固定される導電材料よりなるキ
ャップ金具で、該強化プラスチックス体１の端部を嵌合
させる取付穴３と耐張金具取付部４を備えている。

５は強化プラスチックス体１に遊嵌される円筒状の避雷
器要素で、炭化硅素を主材としてその両端面に電極部を
金属溶射法により形成するとともに内径が強化プラスチ
ックス体１の外径より僅かに大きな短円筒状の特性要素
５ａと短円筒状の間隔要素５ｂの各複数個とよりなるも
ので、前記強化プラスチックス体１の一端にキャップ金
具２を装着して連結固定したうえこの特性要素５ａと間
隔要素５ｂとを所定の順序で遊嵌して避雷器要素５とし
たうえ環状の押え板６とコイル状の押えばね等の弾性体
７および放電シャフト８を順次嵌装するとともにエポキ
シ樹脂やゴム等のプラスチックス類や磁器等よりなる内
部が避雷器要素５の外径より僅かに大きくて長さが前記
強化プラスチックス体１より短い筒状の絶縁体９を該避
雷器要素５が絶縁体９の内腔部に収納されるように嵌装
して該絶縁体９のテーパー外面を有する一端部を該絶縁
体９の一端より突出した強化プラスチックス体１の端部
の前記キャップ金具２に支持させることにより該絶縁体
９の一端開口を閉塞し、次いで、絶縁体９の他端より突
出している強化プラスチックス体１の他端にキャップ金
具２を装着して前記配給縁体９のテーパー外面を有する
他端部を該キャップ金具２に支持させることにより該絶
縁体９の他端開口を閉塞し、このような手順によって、
強化プラスチックス体１に遊嵌した避雷器要素５を該強
化プラスチックス体１の両端に連結固定された耐張金具
取付部４付のキャップ金具２間に弾性体７を介して保持
させるとともに該避雷器要素５を両キャップ金具２，２
により両端開口が閉塞される筒状の絶縁体９内に包蔵密
封させている。

なお、強化プラスチックス体１内に対するキャップ金具
２の連結固定手段として図示の実施例では強化プラスチ
ックス体１をキャップ金具２の取付穴３に嵌合させてキ
ャップ金具２を部分的にかしめた圧縮固定方式を採用し
ているが、所定の引張荷重が働いた場合にはキャップ金
具２と強化プラスチックス体１との装着部分が引張荷重
に充分耐える連結固定手段であれば、エポキシ樹脂系接
着剤等を使用した接着でも、キャップ金具２と強化プラ
スチックス体１とを貫通させるノックピンを使用したピ
ン固定でもよく、また、キャップ金具２に対する筒状の
絶縁体９の端部の支持手段として図示の実施例はキャッ
プ金具２のテーパー溝部１０に絶縁体９のテーパー外面
を有する端部を嵌合させたのみであるが、絶縁体９の材
質によってこのような支持手段では絶縁体９の内腔部の
気密状態を保持できない場合にはキャップ金具２と絶縁
体９あるいは強化プラスチックス体１との間にパツキン
やオイルシール等を介在させる等して気密を保持できる
ようにすることが必要である。

他方、第２図に示す第２の実施例は第１図に示す第１の
実施例と主要部分の構成においては略同様であるが、避
雷器要素５として酸化亜鉛を特徴とする特性要素５Ｃを
用いたもので、この特性要素５ｃは小電流領域から大電
流領域にいたるまで電圧電流の非直線指数の変化が少な
く、かつ線路電圧などの常時の低電圧に対しては抵抗値
が炭化珪素と比べてはるかに高いので、漏洩電流も微小
となって発熱による劣化や破損が起りにくいのでギヤツ
ブレス構成とすることができ、炭化珪素を主材とした特
性要素５ａを用いた前記第１の実施例よりさらに小型、
簡略化することができる。

また、絶縁体９の内腔部に絶縁性コンパウンドまたはグ
リースを充填して内腔沿面の絶縁強化を図ることも可能
であり、さらにまた酸化亜鉛は高誘電体でもあるので通
常の運転状態ではコンデンサの役割をはたし、沿面方向
の電位分布を改善する効果もある。

このように構成されたものは、例えば第３図、第４図に
示すような変圧器イ、断路器口、遮断器へ等よりなる電
気施設二と鉄塔ホとを接続する線路へを該電気施設二を
囲む鉄骨構造物ト付近において絶縁支持するように該鉄
骨構造物トに取付けられている碍子連結金具チの両端に
それぞれクレビス金具等の連結金具りを介して一端のキ
ャップ金具２の耐張金具取付部４をもって連結するとと
もに他端のキャップ金具２の耐張金具取付部４をもって
線路へに咬持させている耐張クランプ等の耐張金具ヌに
連結させて使用すれば、キャップ金具２は細長の強化プ
ラスチックス体１の両端に装着して、連結固定されてい
るために軸方向の引張荷重は内腔部に避雷器要素５を包
蔵密封している筒状の絶縁体９には全くかからずに強化
プラスチックス体１が全部負担することとなり、従って
、従来鉄塔ホと電気施設ことを接続する線路へを鉄骨構
造物ト付近において絶縁支持させるために使用される耐
張碍子としての機能を常時発揮することは勿論のこと、
なんらかの原因によって持続の遮断に失敗して内部に短
絡電流が流れて絶縁体９が損傷しても送配電線を絶縁支
持する碍子としての機能は両端のキャップ金具２と連結
固定した強化プラスチックス体１によって確保できるの
で送配電線の落下による二次的な事故の発生を防止でき
ることとなる。

しかも、両端開口がキャップ金具２により閉塞密封され
ている筒状の絶縁体９内において該キャップ金具２が両
端に装着して連結固定されている細長の強化プラスチッ
クス体１には避雷器要素５が嵌装されていて避雷器本来
の機能を発揮するから、電気施設二の変圧器イと断路器
口との間に避雷器を別に設置する手数は全く不要となる
。

さらに、細長の強化プラスチックス体１に遊嵌されたう
えにキャップ金具２，２間に押えばね等の弾性体７の弾
発下に保持されている避雷器要素５はその内径と強化プ
ラスチックス体１の外径交差を厳しくしておけば、中心
を通る強化プラスチックス体１と弾性体７の弾発力によ
って特性要素５ａ相互間や特性要素５ａと間隔要素５ｂ
の間に軸心のずれを生じることがないから組立作業も簡
単であり、また、軸心のずれによっておこる閃絡のおそ
れもなくて極めて信頼度の高い避雷器特性を備えたもの
となる。

また、引張荷重を負担する強化プラスチックス体１は磁
器の約ｍ倍の引張強度を持たせることができるうえに避
雷器要素５を密封する円筒状の絶縁体９も単にキャップ
金具２，２間の電気的絶縁および内腔部の気密を保つ強
度を有すればよいので、その材質もゴムやエポキシ樹脂
など磁器と比較して比重の小さい材料を使用することが
できるうえその肉厚も薄くすることができるので、軽量
でコンパクト化できる利点もあり、さらに、避雷器要素
５を密封する円筒状の絶縁体９の材質をゴムのような弾
性力のある材質としておけば、なんらかの原因で内部に
短絡電流が流れて高温高圧ガスが発生したとしても円筒
状の絶縁体９はその弾性力によって飛散することなくキ
ャップ金具２との間にガス放出間隙を生じてガスを放出
させることが可能で防爆上の効果を兼ね備えることがで
きる。

本考案は前記説明によって明らかなように、避雷器に耐
張碍子の機能を兼ね備えさせたため、従来送配電線のト
リップ事故の９０％以上を占める雷撃事故を大幅に低減
して過渡安定度を決める故障条件を軽減するとともに送
電線の信頼度を向上させて過渡安定度から決定される送
電容量の増大を可能にし、さらに、耐張碍子の省略など
送配電線建設部材の簡略化を遠戚できるうえにその形状
も非常に軽量でコンパクトなものとすることができるの
で高所における取付作業も容易であり、その性能も信頼
度の高い等種々の利点があるもので、実用的価値極めて
大なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す一部切欠正面図、
第２図は本考案の第２の実施例を示す一部切欠正面図、
第３図は本考案の使用状態の説明図、第４図は第３図の
部分拡大図、第５図は従来の避雷器の１例を示す一部切
欠正面図である。 １：細長の強化プラスチックス体、２：キャップ金具、
４：耐張金具取付部、５：避雷器要素、７：弾性体、９
：筒状の絶縁体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒状の絶縁体９に貫通されて両端を該絶縁体９の両端よ
   り突出させた細長の強化プラスチックス体１の中間に円
   筒状の避雷器要素５を適当数遊嵌するとともに該強化プ
   ラスチックス体１の両端には耐張金具取付部４付のキャ
   ップ金具２，２を連結固定して該キャップ金具２，２に
   より両端が閉塞された前記絶縁体９内において前記強化
   プラスチックス体１に遊嵌された避雷器要素５を該キャ
   ップ金具２，２間に弾性体７を介して保持させたことを
   特徴とする避雷器。