JP3543046B2 - 避雷素子ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は避雷素子ユニットに関し、特に、高圧の動作開始電圧を有する避雷素子ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
避雷素子ユニットの一形式として、特公平５−３４８１２号公報（第１の公報）、特開昭６２−４３１１２号公報（第２の公報）、および特開平７−３２０５７７号公報（第３の公報）に示されているように、複数個の非直線抵抗素子を直列的に結合してなる避雷素子と、同避雷素子をその両端部にて挟持する一対の端子金具を備えた避雷素子ユニットがある。当該形式の避雷素子ユニットは、非直線抵抗素子を複数個使用することにより、系統電圧に対応した高い動作開始電圧特性を得ている。
【０００３】
しかして、上記した第１の公報に示された避雷素子ユニットにおいては、複数個の非直線抵抗素子を如何に一体的に結合するかが問題であり、上記した公報に示された避雷素子ユニットにおいては、各非直線抵抗素子として同心的な貫通孔を有する非直線抵抗素子を採用するとともに、各端子金具として非直線抵抗素子の貫通孔に対向する貫通孔を有する端子金具を採用し、結合された複数個の非直線抵抗素子および各端子金具の各貫通孔に絶縁性のボルトを貫通して、同ボルトの端部に螺合したナットを締付けることにより、各非直線抵抗素子および各端子金具を一体化して避雷素子を形成し、かつこの避雷素子を絶縁チューブにて被覆する手段が採られている。
【０００４】
また、上記した第２の公報に示された避雷素子ユニットにおいては、複数個の非直線抵抗素子からなる避雷素子を備えた避雷素子ユニットにおいて、両非直線抵抗素子を結合する手段として、両非直線抵抗素子を強化プラスチックの収容筒内に収容して結合する手段が示されている。
【０００５】
また、上記した第３の公報に示された避雷素子ユニットにおいては、複数の非直線抵抗素子からなる避雷素子を備えた避雷素子ユニットにおいて、各非直線抵抗素子同士を結合する手段として、銀ペーストを焼付けて結合する結合手段が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、これらの公報に示された避雷素子ユニットのうち、第１の公報に示された避雷素子ユニットにおいては、非直線抵抗素子および端子金具として同心的な貫通孔を有するものを採用することが必要であるが、貫通孔を有する非直線抵抗素子は特殊なもので汎用性に欠け、一般に使用されるものではない。このため、避雷素子ユニットのコストが高くなる。
【０００７】
特に、非直線抵抗素子は酸化亜鉛等の焼結体であって、成形時に貫通孔を一体的に精度よく形成することは手間のかかる作業である。従って、この点からも、避雷素子ユニットは一層のコストの上昇をまねく。
【０００８】
また、当該形式の避雷素子ユニットにおいては、各非直線抵抗素子および各端子金具を一体化するために、絶縁性のボルトおよびナットによる締付け手段を採用している。このため、各非直線抵抗素子と各端子金具を一体化する組付け作業が煩雑になるとともに、組付け作業時間に相当の時間を要することになる。
【０００９】
また、第２の公報に示された避雷素子を備えた避雷素子ユニットにおいては、両非直線抵抗素子を収容する強化プラスチックの収容筒の各端部と各端子金具とを如何に結合するか、また過大サージの付加による避雷素子の破壊により発生するアークを如何に放出するかが問題になる。
【００１０】
当該避雷素子ユニットにおいては、収容筒の各端部との結合手段として、収容筒の各端部の内周に各端子金具の端部の外周を螺合する手段を採用し、かつアークの放出手段として、収容筒の周壁に放出用窓を形成する手段を採用している。このため、当該避雷素子ユニットにおいては、収容筒の各端部の内周にはネジ部を形成しなければならないとともに、その周壁に放出用窓を形成しなければならず、また各端子金具の端部の外周にもネジ部を形成しなければならず、収容筒および各端子金具のコストが高くなるとともに、それらの製作、および結合作業が面倒である。
【００１１】
また、第３の公報に示された避雷素子ユニットにおいては、結合手段として採用している銀ペーストを焼付けて結合する結合手段では、避雷素子ユニットが長尺になって大きな曲げモーメントを受ける場合には、非直線抵抗素子同士の結合強度がかならずしも十分に高いとは言えず、大きな外力が作用すると、各非直線抵抗素子間が離脱するおそれがある。
【００１２】
このため、当該避雷素子ユニットにおいては、これらの非直線抵抗素子からなる避雷素子を、磁器製の碍管内に収容して組付ける手段が採用されている。この結果、当該避雷素子ユニットは、採用する避雷素子に比較して極めて大型化になるとともに、重量が増大するという問題がある。
【００１３】
従って、本発明の目的は、上記した形式の避雷素子ユニットにおいて、これらの問題点を解消することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数個の非直線抵抗素子をこれら各非直線抵抗素子間に介在させた導電性の接着剤により直列的に結合してなる避雷素子と、同避雷素子をその両端部にて挟持する一対の端子金具と、前記避雷素子の外周を被覆する網目状の絶縁性筒体と、同絶縁性筒体の外周を被覆する弾力性で所定厚みの絶縁性被覆体とを備えた避雷素子ユニット、およびその製造方法に関するもである。
【００１５】
しかして、本発明に係る避雷素子ユニットは、上記した形式の避雷素子ユニットにおいて、前記絶縁性筒体は伸縮性であって、伸長されて各端部を前記各端子金具の接合端部に掛止された状態で前記避雷素子の外周を被覆しているとともに、含浸された合成樹脂が硬化された状態で前記避雷素子の外周に固着し、かつ前記絶縁被覆体は前記絶縁性筒体の外周全体および前記各端子金具の接合端部を被覆していることを特徴とするものである。
【００１６】
当該避雷素子ユニットにおいては、前記絶縁性筒体が網目状の筒部の各端部に同絶縁性筒体の内径より小さい内径寸法の絶縁性の弾性リングを備えていること、同弾性リングが熱収縮性のゴム製リングであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る避雷素子ユニットの製造方法は、上記した形式の避雷素子ユニットの製造方法であって、前記絶縁性筒体を同絶縁被覆体の内部に前記避雷素子を収容した状態で伸長して同絶縁性筒体の各端部を前記各端子金具の接合端部に掛止し、次いで前記絶縁性筒体に合成樹脂を含浸して硬化し、前記絶縁被覆体にて被覆することを特徴とするものである。
【００１８】
当該製造方法においては、前記絶縁性筒体に含浸した合成樹脂を、前記絶縁被覆体を被覆するモールディング工程に先だって硬化する手段、または前記絶縁性筒体に含浸した合成樹脂を、前記絶縁被覆体を被覆するモールディング工程で硬化する手段を採用することができる。
【００１９】
【発明の作用・効果】
本発明に係る避雷素子ユニットにおいては、避雷素子を構成する各非直線抵抗素子同士は導電性の接着剤により結合し、かつ前記絶縁性筒体が前記避雷素子の外周を被覆した状態で避雷素子の外周に固着して避雷素子および両端子金具を結合しており、さらには、絶縁被覆体が絶縁性筒体の外周全体および各端子金具の接合端部を被覆して避雷素子と両端子金具を結合している。
【００２０】
このため、当該避雷素子ユニットにおいては、各非直線抵抗素子と各端子金具とは強固に結合していて、外力に対する非直線抵抗素子同士、および各端子金具との結合が高く、また避雷素子の外周面に対する絶縁性筒体および絶縁被覆体の密着性がよく、外力、周囲温度、内部発熱の作用を受けても、絶縁性筒体および絶縁被覆体が避雷素子の外周面から剥離してこれら両者間に微小な隙間が発生するようなことはなく、かかる微小隙間に起因する吸湿等により界面の絶縁低下が発生するようなことはない。
【００２１】
また、当該避雷素子ユニットにおいては、各非直線抵抗素子、および各端子金具を結合する手段として、網目状の絶縁性筒体を採用しているため、過大サージによる避雷素子の破壊によりアークが発生しても、アークの放出が円滑になされる。
【００２２】
また、本発明に係る製造方法によれば、本発明に係る避雷素子ユニットを容易で、かつ低コストで製造することができるとともに、各構成部材の組立が全く不要であるという利点がある。。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に基づいて説明するに、図１には、本発明に係る避雷素子ユニットの一例が示されている。当該避雷素子ユニット１０は、図４および図５に示すように、電柱の上部に配設されて横方向に突出する支持腕２１に取付けられて起立する碍子２２を利用して、下側の端子金具にて取付金具２３を介して取付けられて限流アークホーンを構成する。
【００２４】
碍子２２は、従来公知のタイトップ型碍子で、その頂部の外周に設けた環状溝部に沿って配線した電線２４を、図示しないバインド線を介して固定することにより支持している。碍子２２は、避雷素子ユニット１０の上側の端子金具に取付けたリング状のアークホーン２５の中央部を貫通して延びており、アークホーン２５と電線２４間に所定間隔の放電ギャップＬが形成されている。
【００２５】
しかして、当該避雷素子ユニット１０は、図１および図２に示すように、避雷素子１１、上下一対の端子金具１２，１３、絶縁性筒体１４、および絶縁被覆体１５により構成されており、また避雷素子１１は、酸化亜鉛の焼結体からなる複数の非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄにより構成されている。
【００２６】
各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄは円柱状のもので、図２に示すように、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄの端部同志、および両端部の非直線抵抗素子１１ａ，１４ｄと各端子金具１２，１３とは、接着剤１１ｅを介して互いに結合されている。
【００２７】
接着剤１１ｅは、銀粉末、ガラス粉末、有機バインダー、および有機溶剤等からなる銀ペーストであり、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄの端部、各端子金具１２，１３の端部に塗布し、これらを互いに接合した状態で焼付けすることにより接着力を発揮して、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ同志、各非直線抵抗素子１１ａ，１１ｄと各端子金具１２，１３を結合する。また、接着剤１１ｅは、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ同志、各非直線抵抗素子１１ａ，１１ｄと各端子金具１２，１３間の中間電極としても機能している。
【００２８】
各端子金具１２，１３は、円盤状で平坦状の接合端部１２ａ，１３ａと、接合端部１２ａ，１３ａの表面側の中央部から突出する棒状の突起部１２ｂ，１３ｂとからなるもので、各接合端部１２ａ，１３ａの裏面側にて接着剤１１ｅを介して各非直線抵抗素子１１ａ，１１ｄの端面に接着されて結合されている。
【００２９】
各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄと各端子金具１２，１３は、図２に示すように、各接着剤１１ｅを介して互いに直列的に電気的に結合されていて、この状態で、各端子金具１２，１３の突起部１２ｂ，１３ｂを除く全ての部位を絶縁性筒体１４にて被覆されている。絶縁性筒体１４は、含浸された合成樹脂を硬化された状態で、直列的で電気的に結合した状態の各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄを収容して支持して避雷素子１１を構成しているとともに、避雷素子１１とその両端部に直列的に位置する各端子金具１２，１３を一体的に支持している。
【００３０】
絶縁性筒体１４は、図３に示すように、撚糸にて編織された網目状の筒部１４ａの各端部に弾性リング１４ｂを接合してなるもので、伸縮性に富んでいる。絶縁性筒体１４において、筒部１４ａは非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄの外径より小さい内径寸法で、かつ避雷素子１１の長さより短い長さ寸法に形成されている。また、弾性リング１４ｂは熱収縮性のゴム製のもので、各端子金具１２，１３の接合端部１２ａ，１３ａの外径より小さい内径寸法に形成されている。
【００３１】
絶縁性筒体１４に対する合成樹脂の含浸は、避雷素子１１および両端子金具１２，１３を被覆するに先だって、または避雷素子１１および両端子金具１２，１３を被覆した状態で、吹付け、浸せき等により行われる。
【００３２】
絶縁性筒体１４においては、筒部１４ａをその内部に図２に示す状態の避雷素子１１を収容した状態で伸長して、各端部の弾性リング１４ｂを各端子金具１２，１３の接合端部１２ａ，１３ｂに掛止されていて、この状態で含浸されている合成樹脂が加熱硬化されている。絶縁性筒体１４は、この状態で、避雷素子１１の外周に密着して固着しているとともに、各端子金具１２，１３に強固に掛止されていて、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、および各端子金具１２，１３を強固に結合している。
【００３３】
なお、絶縁性筒体１４に含浸した合成樹脂の加熱硬化は、後述する絶縁被覆体１５のモールディング工程中で行ってもよく、またこれに先立って行っていもよい。合成樹脂の加熱硬化の際、絶縁性筒体１４の各端部の弾性リング１４ｂは熱収縮して、各端子金具１２，１３の接合端部１２ｂ，１３ｂを強固に締め付け、これにより、絶縁性筒体１４の筒部１４ａは避雷素子１１の外周に一層密着している。
【００３４】
絶縁被覆体１５は、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄおよび両端子金具１２，１３を保持している絶縁性筒体１４の外周、および両端子金具１２，１３の突起部１２ｂ，１３ｂを除く全ての外周を被覆しているもので、避雷素子１１および端子金具１２，１３を被覆する筒部１５ａと、筒部１５ａの外周に一体的に形成された多数のひだ部１５ｂを備えている。
【００３５】
絶縁被覆体１５は、シリコーンゴム、エチレン−プロピレンゴム等の合成ゴムからなるもので、避雷素子１１および両端子金具１２，１３を被覆する絶縁性筒体１４の外周を被覆し、両端子金具１２，１３の突起部１２ｂ，１３ｂを突出させている。絶縁被覆体１５は、絶縁性筒体１４にて一体的に支持された状態の避雷素子１１および両端子金具１２，１３を所定の金型内に収容して、これらと一体にモールディングすることにより形成されている。
【００３６】
かかる構成の避雷素子ユニット１０においては、避雷素子１１を構成する各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ同士、および各非直線抵抗素子１１ａ，１１ｄと各端子金具１２，１３とは導電性の接着剤１１ｅにより結合し、かつ絶縁性筒体１４が避雷素子１１の外周を被覆した状態でその外周に固着して避雷素子１１および両端子金具１２，１３を結合しており、さらには、絶縁被覆体１５が絶縁性筒体１４の外周全体および各端子金具１２，１３の接合端部１２ａ，１３ａを被覆して避雷素子１１と両端子金具１２，１３を結合している。
【００３７】
このため、当該避雷素子ユニット１０においては、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄと各端子金具１２，１３とは強固に結合していて、外力に対する非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ同志の結合力、および各端子金具１２，１３との結合力が高く、また避雷素子１１の外周面に対する絶縁性筒体１４および絶縁被覆体１５の密着性がよく、外力、周囲温度、内部発熱の作用を受けても、絶縁性筒体１４および絶縁被覆体１５が避雷素子１１の外周面から剥離してこれら両者１１，１５間に微小な隙間が発生するようなことはなく、かかる微小隙間に起因する吸湿等により界面の絶縁低下が発生するようなことはない。
【００３８】
また、当該避雷素子ユニット１０においては、各非直線抵抗素子１１ａ〜１１ｄ、および各端子金具１２，１３を結合する手段として、網目状の絶縁性筒体１４を採用しているため、過大サージによる避雷素子１１の破壊によりアークが発生しても、アークの放出が円滑になされる。
【００３９】
また、当該避雷素子ユニット１０においては、容易にかつ低コストで製造することができるとともに、構成部品の組立作業が全く不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る避雷素子ユニットの一例を示す部分縦断側面図である。
【図２】同避雷素子ユニットを構成する避雷素子および端子金具の結合状態を示す側面図である。
【図３】同避雷素子ユニットを構成する絶縁性筒体の側面図である。
【図４】同避雷素子ユニットの使用状態を示す側面図である。
【図５】同避雷素子ユニットの使用状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１０…避雷素子ユニット、１１…避雷素子、１１ａ〜１１ｄ…非直線抵抗素子、１１ｅ…接着剤、１２，１３…端子金具、１２ａ，１３ａ…接合端部、１２ｂ，１３ｂ…突起部、１４…絶縁性筒体、１４ａ…網目状の筒部、１４ｂ…弾性リング、１５…絶縁被覆体、１５ａ…筒部、１５ｂ…ひだ部、２１…支持腕、２２…碍子、２３…取付金具、２４…電線、２５…アークホーン。

Claims (6)

1. 複数個の非直線抵抗素子をこれら各非直線抵抗素子間に介在させた導電性の接着剤により直列的に結合してなる避雷素子と、同避雷素子をその両端部にて挟持する一対の端子金具と、前記避雷素子の外周を被覆する網目状の絶縁性筒体と、同絶縁性筒体の外周を被覆する弾力性で所定厚みの絶縁性被覆体とを備えた避雷素子ユニットであり、前記絶縁性筒体は伸縮性であって、伸長されて各端部を前記各端子金具の接合端部に掛止された状態で前記避雷素子の外周を被覆しているとともに、含浸された合成樹脂が硬化された状態で前記避雷素子の外周に固着し、かつ前記絶縁被覆体は前記絶縁性筒体の外周全体および前記各端子金具の接合端部を被覆していることを特徴とする避雷素子ユニット。
2. 請求項１に記載の避雷素子ユニットにおいて、前記絶縁性筒体は網目状の筒部の各端部に同筒部の内径より小さい内径寸法の絶縁性の弾性リングを備えていることを特徴とする避雷素子ユニット。
3. 請求項２に記載の避雷素子ユニットにおいて、前記弾性リングが熱収縮性のゴム製リングであることを特徴とする避雷素子ユニット。
4. 複数個の非直線抵抗素子をこれら各非直線抵抗素子間に介在させた導電性の接着剤により直列的に結合してなる避雷素子と、同避雷素子をその両端部にて挟持する一対の端子金具と、前記避雷素子の外周を被覆する網目状の絶縁性筒体と、同絶縁性筒体の外周を被覆する弾力性で所定厚みの絶縁性被覆体とを備えた避雷素子ユニットの製造方法であり、前記絶縁性筒体を同絶縁被覆体の内部に前記避雷素子を収容した状態で伸長して同絶縁性筒体の各端部を前記各端子金具の接合端部に掛止し、次いで前記絶縁性筒体に合成樹脂を含浸して硬化し、前記絶縁被覆体にて被覆することを特徴とする避雷素子ユニットの製造方法。
5. 請求項４に記載の避雷素子ユニットの製造方法において、前記絶縁性筒体に含浸した合成樹脂を、前記絶縁被覆体を被覆するモールディング工程に先だって硬化することを特徴とする避雷素子ユニットの製造方法。
6. 請求項４に記載の避雷素子ユニットの製造方法において、前記絶縁性筒体に含浸した合成樹脂を、前記絶縁被覆体を被覆するモールディング工程で硬化することを特徴とする避雷素子ユニットの製造方法。

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