JPS6044986A - 避雷器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は金属酸化物たとえば酸化亜鉛を主成分として
板状に成形された非直線抵抗素子を容器中に複数個積み
重ねて形成された避雷器の構造に関するものである〇 〔従来技術とその問題点〕 この種の避雷器は非直線抵抗素子を収納する容器として
碍管を使用する碍子形＞’Ｍ　’ｆＪ器と金属容器を使
用するタンク形１１７．　ｇ器とに分類される。第１図
に碍子形避雷器の従来のｊｊｌ造例を示す。図においで
１は碍管、２は碍管１と気密に接合された高電圧側フラ
ンジ、３は同じく接地側フランジ、２ａは高電圧側端子
、６ａは接地側端子、４は金属酸化物として酸化亜鉛を
使用した非直線抵抗素子、５は電気的接触を良好にする
ための−Ｌ部接触板、６は同じく下部接触板、７は接触
圧力を与える圧縮ばね、８は静電遮蔽リング、８ａはこ
の静電遮蔽リング８を支持する金属製支持部材、９はｉ
ｌＡ’を雷器の支持台であって常詩大地電位にある。

このように形成された避雷器に対して外部回路σ”、ｌ
Ｅｉ！転′１；Ｌ圧領域にお目る非直線抵抗素子はその
端ｆ−１，ｉ、圧と’ｌｊｊ　１ｌｌｆｉ、との関係か
らコンデンサとみなすことができるから、この非直線抵
抗素子が図のように１１□′、＜積み瓜ねられた場合の
高さ方向の′電圧分担に］必ずしも均一にならず、通常
高電圧側の非直練成わｉ：　＝ｊｇ子に電圧が集中して
印加される結果となる。

いまこの理由をＦ、’＞　２図に示す等価回路にもとづ
いて説明する。

第２図においてＱｌ　、　０２　、・・・、　Ｑｙｚは
各非直；：ｊ！抵抗素子自体の静電容量であって、従来
は第１１１に示されるようにこれらの非直線抵抗素子は
通常同一寸法、同一材料のものが使用されているからこ
れらのＩＪｐ電容Ｌ１はすべて等しい。一方、こ１１゜
らの非直線抵抗素子はそれぞれ大地に対して漂遊こ１７
電容１けＣ＝１　、　Ｏｓ２　、・・・、　ＱＳｎを有
するから、高（丸・ ′１（白ＩＩｊ☆１１Ｊ子２ａから流入する電流は第６
図のようＧこ分布する。ずなわら最頂部にある非直線抵
抗素子が形成するコンデンサＣ１に流入した電流、ｉｎ
は次ＧのコンデンサＣ２に流入する電流１ｎ−１と漂遊
静電界１１０Ｓ２に流入する電流ｉＳ２とに分流する。

またコンデンサＣ２に流入した電シ１（ｊｉ７ＺＩはざ
らに１ｎ−２とｉｓｇとに分流する。このようにして非
直線抵抗素子に流入する電流はさきに進むにつれ゛（小
さくなり、（−俗地側のコンデン′ｖＣｎを形成する非
直線抵抗素子に流入する電流ｉ１は他のし１〕子に流入
する電流に比して最も小ざくなる。このように非直線抵
抗素子を通過する電流は高電圧側が大きく、接地側が小
ざい。一方、前述の、にうに非直線抵抗素子が形成する
コンデンサの静（ｉＰ、容ｉ１λ０１゜０２　、・・・
、Ｏｎはすべて等しいから、各コンデンサにおける電位
降下は高１１も圧側が大きく、接地側が小さい。このこ
とは、高く積み屯ねられた非直線抵抗素子の高さ方向の
電圧分■Ｉの仕方が３Ｊ６電圧側において大きく、接地
側において小ざいことを意味する。第４図にｉＦ６さ方
向の電圧分担が非１ｆＣ線抵抗素子の静１σ容Ｊａ（０
１、０２、−、Ｏｎ　）と漂遊静電界５ｉ　（０８１’
、　Ｏ５２、・・・、　Ｃ５ｎ　）との比によってどの
にうに変化するかを示す。図においてイ、′＋３　＋ｉ
：Ｈ１（ｘζ−、ｌＪｌ’　！ｌｊ’、　ｆ５目１．抗
紫子の接地側からの高さを全？”６に対する割合で表わ
したもの、縦軸は接地側からｑ）高ざヱにおける非１ｆ
Ｃ線抵抗素子の対地電位ｅを開力１ビＩＦＬ圧］りの：
’；ｉ合で表わしたものである。ここで名非直練成抗系
子の漂遊静電容量は簡単のためにすべて蛤−しいと仮定
し、α＝Ｖ１Ｓ■７１ｈ□、Ｑｌ工０２　＝−−−＝−
Ｏｎ　、　０５１　＝　Ｏｓ２　＝川＝　Ｑｓｎとして
いる。ｒ４からみられるようにα＝０すなわち漂遊静’
−ｊ５容］瓜が存在しないときは、外部回路から高電圧
（１１に・１１″ｊ子全経由して非直ね抵抗素子に流入
する電流はすべて非Ｍ＝Ｃ刹！抵抗素子を通るから、高
さ方向の’＋ｆｆｆｌ　ｌト］分担は一様になり従って
対地電位の分布は１１σ）ように直線とｔ」゛る。しか
し漂遊静電容量が存在しかつその値が大きいときには対
地電位の分布は曲斜（１６のようになり、高電圧側の非
直線抵抗素子の′１ａ圧分４ＨＢの仕方は接地側に比し
て著しく大きく／′ｓ“る。ずｌｃわち高電圧側の非直
線抵抗素子に対して分しく高い′「ｕ圧が加わることに
なるから素子の劣化が促進され、いわゆる課電寿命が短
くなる。

８１￥５図はこの）ｆ！！！電寿命が知かくなるのを抑
制するために従来用いられてきた静電遮蔽リング（第１
図の８）の作用を説明するもので、漂遊静′Ｉｄ容社Ｃ
５２に向かって分流する電流ｊｓ２を、静電遮蔽リング
８と点Ｐ２と間の標遊静’ＥＬｔ容ＪＬ、’ｋ　Ｃｒ２
を介する電流ｉｒ２によって補供することにより、Ｃ２
に流入する電流１ｎ−１を増してｉｎとの差を小さくす
る作用をこの静〒１Ｌ遮蔽リングが持っていることを示
している。このように静ｔ１℃遮蔽リングは各非直線抵
抗素子を通過する１ｔＬ流の差を小さくすることによっ
て、高さ方向のｐｇ　１：）６分１！−１を均一化する
作用を有する。しかしながらこの静電遮（酸リングから
流出する補償電流ｉｒ２．　ｉｒＢ、・・・、　ｉｒｎ
を、洋遊静電容量ＱＳ２　、Ｈ（ｌｓａ　ｐ・・・、　
Ｃ３ｔｔに向かって分流する電流ｉｓ２　、　ｉｓＢ　
、・・・、　１Ｓ７ｚとそれぞれ一致させることは、静
電遮蔽リングの梅造と実用上の寸法とから困離であって
、その均一化の動床にはおのずから限界がある。

鋪６図は電圧分担を均一化する従来のさらに別の方法を
示す。第６図においてＣｐは各非直線１［（抗訛子に対
して並列に設けられた同一静電容量のコンデンサであっ
て、この静電容量１は各非直線抵Ｊノ’ｉ索子（／’）
　標；Ｊ、ｌ静′屯容量（ｊｓｌ　、　Ｃｓ２　、−　
Ｏ５ｎよりはるかに太きくｉｌり定されている。従って
このコンデンサＣｐをｉＬ！！過する電流と各非直線抵
抗素子を通、１゛１・Ｆｔ’ｌる′ｌ江流との和は前記
漂遊静電容量に分流する′、ＩＬ流によってほとんど変
化することがなくなるから並列コンデンサの端子電圧は
すべてほぼ等しくなり、非直線抵抗素子の高さ方向の電
圧分担も均一となる。しかしながらこの方法においては
付加される並列コンデンサのコストが高、＜、また碍管
（２”＞１図の１）が大形化するため経済性の面で問題
があった。

〔発明の目的〕

この発明は従来の避雷器の有する上述の欠点を除去し、
′１１Ｌ圧分担の不均一による非直線抵抗索子の課′１
１Ｌ寿命の短縮が経済的な方法によって抑制された避雷
器を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は金属酸化物を主成分とする板状の非直線抵抗
素子を容器中に複数個積み重ねて形成された避雷器にお
いて、前記非直線抵抗素子の静電容量を高電圧側から接
地側に向かって順に小さくすることにより、高さ方向の
電圧分相を均一ならしめようとするものである。

〔発明の実施例〕

第７図に本発明による碍子形避雷器の一実施例を示す。

図において１１が静電容量の大きい非直線抵抗素子であ
って、この例においては円板状に形成された高電圧側の
２個の非直線抵抗素子を、直径の大きい従って静電容１
：士の大きい素子−としている１、これは第４図からも
みられるように、電圧分担の不均一に基づく電圧集中は
、高電圧側に位置する少数個の非直線抵抗索子に生ずる
こと、・１うた高電圧側から接地側に向かって非直線抵
抗素子の直径を連続的に小さくすることは製作費の上で
必ずしも得策ではないことなどによるものである。

なお図の１２は接触板である。

このように高電圧側における少数個の非１ｕ線抵抗紫子
を直径が大きく従って静篭容ｈ１が大きいものとした場
合の電わ１６分布は、第３図に示された従来の；（７宙
器における？ａ流分布とくらべてさほど大’、１’　＜
　液化することはない。従ってこの静電容量の大きい非
（１“１２線抵抗素子にかかる電圧は静電容量に反Ｊ１
１倒して小さくなり、金属酸化物を主成分とするこの索
子の材料に対する電圧ストレスが小さく／）ソ′１七と
もに、電流密度が小さくなることによって熱的なストレ
スも小さくなり、課電寿命が延びることとｌｆる。

ｍ　８図はこの発明をタンク形避雷器に適用した揚台の
実施例な示す。図において１１が直径の最ム太きい、従
って静電谷Ｕの最も大きい非直線抵抗５！５子、１２が
１１と４との中間の直径を持つ非直線抵抗索子、１６，
１４，１５が接触板、１６が高電圧何畳、す軍部の対地
電界を緩和する静電シールド、１７が絶縁スペーサ、１
８が外部回路と接続される引出し導体、１９がタンクを
形成する接地された金ｋｒ↓容Ｈ）；である。この実施
例における非直線抵抗素子１１．１２の電圧分担均一化
の作用と効果とは第７図に示す実施例の場合と同様であ
るが、この実施例のようなタンク形避雷器においては各
非直線抵抗素子の漂遊静電容量が第７図の場合よりも平
均的に大きくなり、このためその分流電流の影υも大き
くなるから、非直線抵抗索子１１の直径を第７図のもの
より太き目にするとともに、非直線抵抗素子４との間に
中間の大きさの直径を持つ非直線抵抗索子１２を挿入し
て伯径の変化を緩和することにより、均一性のより良好
な電圧分担を得ることができる。

以上の説明においては高′ｌ′［ε圧側に位１ｒｔする
非直線抵抗素子の静電容Ｊ辻の増加を素子１（ｉ径の増
加によって得ているが、同一寸法の素子であっても電気
的性質の異なった素子材オーまたとえば主成分である酸
化亜鉛に対して加えられる汐加物の種類を変えることに
よりこの目的を達成することができることは明らかであ
る。

〔発明の効果〕

この発明によれば非直に９抵抗素子のｊｉｌｔ！電が命
を延ばすのに必要な高ざ方向の電圧分担の均一化を、尚
電圧側に位置する少数個の非直晟′週抵抗；１ｉ子の静
′直答１１．１を接地側より大きくするのみで達成する
ことができ、しかもこの静電容力七の変更を素子直径ま
たは素子材料の変更によって行なうことができるので、
従来の′ハラ圧分担均−化の手段に比し著しく経済的な
避宙器を提供できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は碍子形避雷器の従来の例を示す縦断面図、第２
図は第１図における非直線抵抗素子により、常時の運転
’Ｗｔ圧領域に対して形成される等価回路！／、第６図
は第２図の等価回路における電流分布を示す図、第４図
は非’Ｆｆｉ、線抵抗素子の接地側からの高さと大地電
位との関係を、非直線抵抗素子自体の静電容量と対地涼
遊静電容坦との比をパラメータとしてめたもの、第５図
は従来の碍子形ｎｉｅ　／ａ？器における静電遮蔽リン
グの電圧分担均一化の作用を説明する図、第６図は並列
コンデンサの［ａ圧分担均−化の作用を説明する図、第
７図は碍子形避雷器における本発明の実施例を示す縦断
ｉｏｉ図、第８図はタンク形避雷器における本発明の実
施例を示す縦断面図である。 １：碍管（容器）、２：高電圧側フランジ、２ａ：高電
圧側端子、′６＝接地側フランジ、３ａ：接地側端子、
４，１１．１２：非直線抵抗素子、１９：接地金属容器
、Ｏｔ　ｒ　Ｏ’２　ｔ・・・、　Ｏｎ　：非直線第１
図 第４図 第５図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属ｒ官化物を主成分とする板状の非直線抵抗２に
   子を容器中に復数個積み重ねて形成された避１、ｒｉ　
   ：ｊｉｉにおいて、前記各非直線抵抗素子の静電容量を
   ＋’；ｂ　５ｉＪ：圧側から接地側に向がって順に小さ
   くしたことを！ｈ徴とする避雷４（：；。 ２）特ｉトム１ｆ求の範囲第１項記載の避雷器において
   、板状の非′ＦＪｉ線抵抗崇子が円板状に形成されると
   ともに、高ｔＵ圧佃から接地側に向がって順に小さくな
   る非直線抵抗素子の静電容量がこの円板の直径を高電圧
   側から接地側に向がって順に小さくすることによって得
   られることを特徴とする１ｌＨｆｔ＋４ｙ　。 ６）特ｔ′１・ｉ＋１１ｉ求の範囲？ｌ”５１項記載の
   避雷器にツ５い゛Ｃ１高電圧（１ｉ１１がら接地側に向
   がって順に小ざくなる非直線抵抗素子の静電容量が、非
   直線抵抗素子の材料を変えることによって得られること
   を特徴とする避雷器。