JPS62202503A - 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】 産業上の利用分野 本発明は雷サージを始めとする異常電圧から電力設備を
保護するための避雷器に関するものである。

従来の技術 近年、電力分野において、電力の安定供給の要望が以前
にも増して高まり、電力設備機器の高信頼化ならびに電
力の高品質化が進められている。

特に電力の高品質化においては、送配電線上に雷などに
よって発生する有害な異常電圧を確実に吸収するために
、直列ギャップを持たない酸化亜鉛系の避雷器も実用化
され、送′配電設備の各所に取付けられている。また、
電力機器の保護特性を経済的に向上させる観点から、電
力機器内蔵形の避雷器も実用化されつつある。電力機器
内蔵形の避雷器は油含浸型変圧器などで代表されるが、
これらの避雷器は変圧器の絶縁油の高温度に常にさらさ
れることになり、気中適用時の温度に比べかなり高くな
ること−Ａ−ら、サージ電流吸収ならびに、短時間交流
過電圧印加に対して、十分な熱放散を考慮しなければな
らない。そのため避雷器の特性要素となる素子から発生
する熱をどのように放散させるかが重要な課題となって
いる。

従来、この種の避雷器の内部構造は、第４図に示すよう
な構成であった。第４図は避雷器の主要構成部の断面を
示したもので、避雷器のターミナルとなる両端端子部は
省略している。第４図において、１は酸化亜鉛・を主原
料とし、ビスマス等の添加物を加えて高温焼結して得ら
れた円柱形のバリスタ素子で、その側面は高抵抗層、な
らびにガラス層によって覆われている。２１Ｌ、２ｂは
バリスタ素子１の両端面上に設けられたメタリコン端面
電極で、アルミニウムの溶射によって円板状に形成され
ている。両端面にメタリコン端面電極２ａ、２ｂ’ｊｉ
７有したバリスタ素子１は、第４図のように、避雷器の
適用定格電圧に合わせて、必要数が直列に積み重ねられ
ている（第４図では３．５個を図示）。３は、積み重ね
られたバリスタ素子１の一方の端部に圧接される電極板
、４は圧接に必要な圧接力を与えるスプリング、６はス
プリング４の両端を電気的に短絡する金属製の短絡バー
、６は内筒状の碍子、あるいはガラスエポキシ等で作ら
れた絶縁ケースで、バリスタ素子１などが収納される。

７は、バリスタ素子１と絶縁ケース６との内側の空間部
で、絶縁油がこの空間部７を流通する（なお第４図には
絶縁ケース６の内側〜外側間を流通する油の流通孔は図
示せず）。

以上のように構成された従来の避雷器の放熱について以
下その動作を説明する。

まず、雷サージ電圧、開閉サージ電圧、あるいは短時間
交流過電圧が避雷器両端に印加された場合、それらの電
圧に伴うサージ電流は避雷器によってバイパスされ、避
雷器が接続された線路の電圧は抑制される。この時、サ
ージ電流は直列接続されたバリスタ素子１を通過するこ
とになり、その時の消費エネルギーはジュール熱となっ
て、一旦、バリスタ素子１の温度を上昇させ、その後生
としてバリスタ素子１の側面から油中の空間部７へ放熱
される。

発明が解決しようとする問題点　′ しかしながら、このような従来の構成では前述のサージ
電圧あるいは短時間交流過電圧が連続的に、あるいは長
時間発生した場合、側面からの放熱だけでは十分でなく
、バリスタ素子１の素子温度は極めて高くなシ、定格交
流電圧における熱暴走など、熱安定性面での問題があっ
た。

本発明はこのような問題点を解決しようとするもので、
バリスタ素子からの放熱特性を高め、大きなエネルギー
処理時の避雷器の熱安定性を高めることを目的とするも
のである。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために、板状でその側面
に放熱フィンを有した放熱電極を直列に積み重ねられた
バリスタ素子の端面部もしくはノ（リスク素子間の少な
くともいずれかに挾み込んだものである。

作用 本発明は上記した構成により、バリスタ素子の放熱を単
にバリスタ素子側面のみならず、端面部からの放熱を放
熱電極の側面に設けられた放熱フィンを介して絶縁油中
へ行わせることができ、結果としてバリスタ素子全体の
放熱を速かに行わせることができるものである。

実施例 第１図は本発明の避雷器の一実施例を示し、同図は避雷
器主要部分の断面図で、避雷器のターミナルとなる両端
端子部は省略しである。第１図において、８は酸化亜鉛
を主原料とするバリスタ素子、９１Ｌ　、９ｂはメタリ
コン端面電極、１ｏは電極板、１１はスプリング、１２
は短絡バー、１３は絶縁ケース、１４は空間部で、これ
らはそれぞれ従来のバリスタ素子１、メタリコン端面電
極２Ｎ、２ｂ、電極板３、スプリング４、短絡バー６、
絶縁ケース６、空間部７に対応するものである。１５は
バリスタ素子８と同等の直径で円板状をなした放熱電極
で、アルミニウム、銅合金などの良熱伝導体を用いて作
られ、その側面の円周上にはバリスタ素子８の端面に平
行な放熱フィンが３枚設けられている。これらの放熱電
極１５はバリスタ素子の間に挾み込まれて用いられてい
る。

次に、以上のように構成された避雷器の動作を説明する
。従来例と同様にサージ電圧あるいは短時間交流過電圧
が連続的、あるいは長時間発生した場合、吸収されたエ
ネルギーによって、バリスタ素子８の素子温度は従来例
と同様、極めて高くなる。しかしながら、素子内に蓄積
された熱はバリスタ素子８の側面のみならず、放熱電極
１５の放熱フィンを介して端面部からも冷却媒体である
絶縁油中に放散されることとなり、バリスタ素子８の温
度上昇を低く抑えられることになる。実験例では、バリ
スタ素子８のメタリコン端面電極部における温度上昇を
従来の半分以下に抑えることも可能であった。また放熱
電極１５の放熱特性は放熱電極１６の熱伝導率、放熱フ
ィンの形状によって制御できるものである。

このようにバリスタ素子８のジュール熱を速かに放熱す
ることによって、連続的に流入するエネルギーによる温
度上昇を低く抑えることができ、結果として定格交流電
圧印加状態における避雷器を熱暴走から回避することが
できるなど、良好な熱安定性を得ることができる。また
、バリスタ素子８の特性劣化を低減させるといった効果
をもつものである。このような効果は熱放散の関係から
、特に直径の大きなバリスタ素子に顕著に現われるもの
である。

次に本発明の第２の実施例について第２図ａ。

ｂと共に説明する。同■＆には放熱電極の正面図、同図
すには同底面図を示した。上記第１の実施例の放熱電極
との違いは側面に設けられた放熱フィンの数が異なる点
である。１６は放熱電極１６と同様の形で放熱フィンが
６枚設けられた放熱電極で、第１の実施例と全く同様に
適用される。このように構成された避雷器の作用は第１
図と同様であるが、放熱効率がより高まる効果をもつも
のである。

次いで、本発明の第３の実施例について第３図ａ、ｂと
共に説明する。同図乙には放熱電極の正面図、同図すに
は同底面図を示した。上記第１の実施例の放熱電極との
違いは側面に設けられた放熱フィンの形状が、バリスタ
素子の端面に対して直角で、中心から放射状に伸びてい
る点である。

１７は上記の放熱フィンが１２枚設けられた放熱電極で
あり、第１の実施例と全く同様に適用される。このよう
に構成された避雷器の作用は第１図と同様であるが、絶
縁油の流れが軸方向の場合、放熱効果がよシ高まる効果
をもつものである。

なお、本発明の実施例では、放熱電極１６はバリスタ素
子８の間にすべて挾み込まれているが、必要に応じて１
個おきに挾み込んでもよい。さらに、直列に積み重ねら
れたバリスタ素子群の両端部に放熱電極１６を挾み込ん
でも放熱効果がそれぞれ現出されることは言うまでもな
い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、板状でその側面に放熱フ
ィンを設けた放熱電極を、直列に積み重ねられた柱状の
バリスタ素子の端面、もしくはバリスタ素子間の少なく
ともいずれかに挾み込むことによって、バリスタ素子内
で発生したジュール熱を速やかにバリスタ素子の側面に
加えて、端面からも放熱することによ−て、バリスタ素
子の温度上昇を抑制することができ、結果として避雷器
の良好な熱安定性を確保し、バリスタ素子の特性劣化を
抑制するという効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における避雷器の主要部分の断面図、第
２図ａ、ｂは本発明の第２の実施例に係る放熱電極の正
面図と底面図、第３図ａ、ｂは本発明の第３の実施例に
係る放熱電極の正面図と底面図、第４図は従来の避雷器
の主要部分の断面図である。 ８・・・・・・バリスタ、９１Ｌ、９ｂ・・・・・・メ
タリコン端面電極、１３・・・・・・絶縁ケース、１４
・・・・・・空間部（油）、１５，１６．１７・・・・
・・放熱電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１０
−・・を棒板 ｌ！−・・スプリング゛ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　板状で、その側面に放熱フィンを有した放熱電極を、
   絶縁ケース内に直列に積み重ねられた柱状のバリスタ素
   子の端面、もしくは前記バリスタ素子の少なくともいず
   れかに挾み込んだことを特徴とする避雷器。