JP3803738B2 - Insulator device with built-in protection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は保護装置内蔵型碍子装置の改良に係り、閃絡(短絡)時における続流アークによる碍子の偏熱破壊や絶縁電線の溶断事故等を確実に防止できる保護装置内蔵型碍子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、高圧配電線路においては絶縁電線を支持する碍子装置に対し、避雷機能を有する保護装置が備えられている。この保護装置の種類にはアークホーンに限流素子を配した限流アークホーンや、限流素子を本体碍子に内蔵した碍子内蔵タイプや或いは限流素子ユニットとして前以て組み付けこれを碍子体に取り付けるようにした碍子外付けタイプ等がある。
【0003】
そして、これらの保護装置は、高圧配電線路の何処かで落雷が発生し、雷サージ等の異常高電圧が配電線(絶縁電線)を伝搬し、侵入して来た場合に絶縁的に弱点部である碍子装置に備えた保護装置を介して同サージを速やかに大地に逃がし、その際に保護装置の限流素子により閃絡に伴う続流アークを遮断するようにしたもので、続流アークの発生に起因する碍子体の偏熱破壊や絶縁電線の溶断事故を未然に防止しようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の保護装置にあっては長期使用により、限流素子が劣化したり或いは性能を越える雷サージの侵入があると、限流素子が閃絡(短絡)事故を起こして破壊したりすることがあるが、この場合限流素子の破壊だけに止まらず本体碍子(絶縁容器)までが損傷を受け、使用停止や機能停止を招いたりする等の問題があった。
【0005】
また、保護装置を取付するタイプにあっては、碍子装置全体の大型化や重量増大化が避けられないと言う問題がある。また従来の外部放電ギヤップタイプの場合は周囲の影響を大きく受け易いため放電開始電圧がバラついて放電特性が安定せず十分な保護特性が発揮できなかったりする等の動作上の問題もある。
【0006】
また、特に限流ア−クホ−ンタイプの場合は放電開始電圧がバラつくことはもとより側方に大きく飛び出した状態で取り付けられるため装柱上、美観上、絶縁上等でも問題がある。
【0007】
【課題を解決しようとするための手段】
本願発明は上記問題を解決するためのもので、碍子体(2)の下部(2b)に固着するベース金具(5)を介して腕金(16)等の支持部材に取付けると共にさらにその碍子体(2)の頭部(2a)に固着するキャップ金具(3)に絶縁電線(13)を支持するようにした碍子装置において、上記碍子体(2)の内部に上部を開放した収納空間(2c)を設けると共に、限流素子(20)と、同素子(20)の一端に接続する充電側電極(21)と、他端に接続される接地側電極(22)と、上記接地側電極(22)に接続される充電側放電電極(27)と放電ギャップ(G)を介して上記充電側放電電極(27)に対向して設けた接地側放電電極(28)とからなる放電ギャップ部(23)と、上記接地側放電電極(28)に接続される導出電極(24)とをゴム等の絶縁部材(25)で被覆した限流素子ユニット(6)を、内圧上昇発生時に上記内圧を外部へ放圧するための空間(8d)部を設けて機械的強度を有する絶縁性収納部材(8)に収納し、さらに上記絶縁性収納部材(8)を上記収納空間(2c)に収納し、而も上記碍子体(2)の開放部並びに上記キャップ金具(3)の放圧口(3b)を上記放圧された内圧により破壊されるシリコン樹脂等の充填剤(10)により密閉封鎖すると共に、さらに上記放圧口(3b)より放出された圧力を放射状に外部へ排出するための放圧ガイド部材(12)を上記放圧口(3b)に連設したことを特徴とする保護装置内蔵型碍子装置を提案するものである。
【0008】
【発明の実施形態】
以下、本願発明の実施例を図1に示し、それに基づき説明する。
1は本願発明の保護装置内蔵型碍子体であり、碍子体2と、キャップ金具3と、電線支持部4と、ベース金具5と、限流素子ユニット6と、絶縁キャップ7とから構成されるものである。次に上記各部分に付いて詳細に説明する。
【0009】
上記碍子体2は、頭部2a側から下部2b側に向かって貫通して設けられた収納空間2cがあり、絶縁性収納部材8並びに限流素子ユニット6を収納するようになっている。なお上記収納空間2cは上部収納空間2dより下部収納空間2eが細くなっており、碍子体2の縦方向の中間部分2fがテーパー状に形成されている。
【0010】
上記キャップ金具3は、鉄やステンレス鋼鈑等の金属からなるもので、セメント系或いは合成樹脂系の接着剤9により上記碍子体2の頭部2aに固設されている。そして上記キャップ金具3の上面3a側の中央には円形状の放圧口3bが設けられており、限流素子ユニット6において閃絡(短絡)等により限流素子ユニット6内の内圧が上昇した場合に、上記内圧を放圧できるようになっている。ここで、常時の使用状態にあって上記放圧口3bには雨水等の侵入を防止するためのシリコン樹脂等の充填剤10が充填されて密封されている。また、上記キャップ金具3の内側3cの中央部には限流素子ユニット6を皿バネ11を介して押さえ、接続するためのユニット押さえ部3dが形成されている。
【0011】
8は限流素子20の閃絡(短絡)によるア−ク発弧や急激な圧力上昇に十分耐えられる機械的強度を有する絶縁性材料、例えばFRP(繊維強化プラスチック)或いは合成樹脂とゴムの複合体、セラミックと合成樹脂或いはゴム等の複合体等からなる絶縁性収納部材であり、該収納部材8は上端部を碍子体2の上面2gにかけるために形成されたつば状の引っ掛け部8aと、キャップ状に形成され、その底面には開口孔8bがある収納部8cとからなるもので、上記収納部材8には限流素子ユニット6がその先端部6aを上記開口孔8bから突出させた状態で収納されている。
【0012】
12はキャップ金具3の上面3a側に形成された放圧ガイド部であり、限流素子ユニット6内の内圧が上昇した時にキャップ金具3の放圧口3bから上方に放圧されたガスを碍子体2の図面の左右方向に放圧方向を変更するものである。
【0013】
上記電線支持部4は、上記した放圧ガイド部12の上面側に溶接等で固設されており、該電線支持部4は電線用凹み4aと同凹み4aに設けた内方に突出する刃付き電極部4bとからなる受け金具4cと、ボルト・ナットからなる締め付け具4dと、上記受け金具4cと同様に電線用凹み4eと同凹み4eに設けた内方に突出する刃付き電極部4fとからなる押さえ金具4gから構成されている。なお上記押さえ金具4gは、締め付け具4dによって受け金具4c側或いはその反対側に自由にスライドすることができるようになっている。
【0014】
また、上記構成の電線支持部4は、絶縁電線13を上記受け金具4c並びに押さえ金具4gの間に介在させ、締め付け具4dによって押さえ金具4gを受け金具4c側にスライドさせて絶縁電線13を受け金具4cと押さえ金具4gの間に挟みこみ、機械的に固定する。この時、受け金具4c並びに押さえ金具4gに設けた刃付き電極4b、4fが絶縁電線13の絶縁被覆13aを破り、芯線13bに接触しているため、電線支持部4並びにキャップ金具3は電気的にも接続され充電されている。
【0015】
上記ベース金具5は器状に形成され、碍子体2の下部2bにセメント系或いは合成樹脂系の接着剤14によって固着されている。また、上記ベース金具5の底面5aにはボルト15を貫通させる貫通孔5bが設けられている。ここで、保護装置内蔵型碍子装置1は上記ボルト15をベース金具5の貫通孔5b並びに電柱の腕金16に設けられた取付孔16aを貫通させ、取付ナット17によって締め付けることで腕金16に固定される。
【0016】
18は上記ベース金具5内に設けられた下部通電用台座であり、限流素子ユニット6のネジ形成した先端部6aとネジ着するためのネジ部18aと、下部側中央を凹ませた円形状の凹み部分18bとからなるものであり、該凹み部分18bに上記ボルトの頭部15a並びにベース金具5の底面5aが接続され、限流素子ユニット6を下方から上方に向かって押さえるようにして設けられているものである。
【0017】
上記限流素子ユニット6は、電圧非直線性に優れたZnO(酸化亜鉛)を主成分とする限流素子20と、同限流素子20の上端20aに設けられた充電側電極21と、同限流素子20の下端20bに設けられた接地側電極22と、限流素子20と直列接続された充電側放電電極27と放電ギャップGを介して充電側放電電極27に対向して設けた接地側放電電極28とからなる放電ギャップ部23と、一端を上記放電ギャップ部23の下側23aに接続すると共に、他端(ユニットの先端部6a)を上記下部通電用台座18のネジ部18aに取り付けるためのネジを形成した導出電極24と、導出電極24の下端の先端部24aを除く導出電極24並びに限流素子20の上端の充電側電極21を除く限流素子20及び放電ギャップ部23の外周面を一体的に被覆するようにしたEPゴム或いはEPRゴム等の絶縁部材25から構成されている。
【0018】
ここで、上記絶縁部材25は放電ギャップ部23の外周部分を厚く形成しており、限流素子20の閃絡(短絡)により続流アークが放電ギャップ部23の放電ギャップGに流れ、放電ギャップ部23内の内圧が急激に上昇した場合においても、放電ギャップ部23の外周部分の絶縁部材25aが破壊されないように機械的強度を増している。また上記限流素子20の外周部分の絶縁部材25bは薄く形成されており、限流素子ユニット6を絶縁性収納部材8に収納した状態で、その周りに空間8dが形成されるようになっている。
【0019】
また、上記した放電ギャップ部23についてさらに述べると、放電ギャップ部23は限流素子20と導出電極24との間に介在されており、コージライト磁器或いはアルミナ磁器からなる中空円筒状に形成されたスペーサー26と、該スペーサー26の内部上端側に半球状に形成した充電側放電電極27と、スペーサー26の内部下端側に半球状に形成した接地側放電電極28とから構成されており、上記放電電極27、28は互いに対向させて、放電ギャップGを形成している。
【0020】
上記絶縁キャップ7は絶縁部材からなり、電線支持部4並びにキャップ金具3の充電部全体を覆うようにしてキャップ状に形成されたものである。
【0021】
次に、上記構成の保護装置内蔵型碍子装置1の動作について説明する。上記構成の保護装置内蔵型碍子装置1は、平常時においては限流素子ユニット6内に、設けられた放電ギャップ部23内の放電ギャップGによって空気絶縁が保たれており、保護装置内蔵型碍子装置1は何も動作をしていない。
【0022】
また、上記平常時に高圧配電線路の何処かで落雷が発生し、雷サージ等の異常高電圧が絶縁電線を伝搬し、保護装置内蔵型碍子装置1に侵入して来た場合に、該碍子装置1に内蔵された保護装置を通って速やかに大地に放電する。つまり、保護装置内蔵型碍子装置1の上部に設けた絶縁電線13と電気的に接続された電線支持部4から、キャップ金具3→充電側電極21→限流素子20→接地側電極22→放電ギャップG→導出電極24→下部通電用台座18→ボルト15→腕金16を通って大地に放電される。そして上記異常高電圧が大地に放電された後は限流素子20によって続流が遮断され、放電ギャップ部23内の放電ギャップGの空気絶縁が回復し、平常状態に戻る。
【0023】
しかしながら、長期使用或いは湿気の侵入等の何らかの原因により限流素子20が劣化したり、性能を越える雷サージが侵入してきた場合等に保護装置が正常に動作しないことがある。この場合、限流素子20は素子20の外部或いは内部において閃絡(短絡)を起こし、限流素子20が,破壊され、これによって上記した放電の経路に続流アークが流れる。上記続流アークは限流素子ユニット6の放電ギャップ部23内の放電ギャップGにおいても流れ、放電ギャップ部23内の内圧が急激に上昇する。この時、絶縁部材25の弱点部つまり限流素子20の外周部分の薄肉に形成されている部分を破壊し、絶縁性収納部材8と限流素子ユニット6との間にある空間8dを通り、限流素子ユニット6の上部側にある皿バネ11及び充填剤10を破壊し、キャップ金具3の放圧口3bから上方に向かって吹き飛ばして放圧される。このときに放圧されたガスは上方向からキャップ金具3上面側の放圧ガイド部12によって図面の左右(イ)(イ’)方向に放圧方向を変更されて放圧される。
【0024】
【発明の効果】
本願の発明は以上の構成からなり、
万が一、限流素子の劣化や素子の性能を越える雷サージが侵入してきたことで限流素子の外部或いは内部で閃絡(短絡)が起こり、続流アークが流れた場合でも限流素子は十分な機械的強度を有する絶縁性収納部材に収納されているため、限流素子の爆裂ひいては飛散が防止され、安全性を一段と高めることができる。
【0025】
また、絶縁性収納部材を使用することにより充電部側のキャップ金具と接地側の導出電極間の絶縁距離が、充分確保されて絶縁上の信頼性をも同時に高めることができる。
【0026】
また、放電ギャップも絶縁性収納部材内に収納されているため碍子体(碍子面)に対し続流ア−クが直接作用しないため、碍子体の熱的損傷が極力防止できる。
【0027】
また、上記したように限流素子ユニット(限流素子)を絶縁性収納部材に収納し、さらに碍子体内に収納或いは配置するようにしたため、保護装置を内蔵したにも拘わらず碍子装置全体の形状がさほど大きくならずコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の保護装置内蔵型碍子装置の第1実施例の要部の断面図。
【符号の説明】
1 保護装置内蔵形碍子体装置
2 碍子体
2a 碍子体の頭部
2b 碍子体の下部
2c 収納空間
3 キャップ金具
3b 放圧口
4 電線支持部
5 ベース金具
6 限流素子ユニット
7 絶縁キャップ
8 絶縁性収納部材
12 放圧ガイド部
13 絶縁電線
16 腕金
17 取付ナット
18 下部通電用台座
20 限流素子
21 充電側電極
22 設置側電極
23 放電ギャップ部
24 導出電極
25 絶縁部材
27 充電側放電電極
28 接地側放電電極
G 放電ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an insulator device with a built-in protection device, and relates to an insulator device with a built-in protection device that can surely prevent the thermal destruction of the insulator due to a continuation arc at the time of a flashover (short circuit) or the melting accident of an insulated wire. It is.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a high-voltage distribution line has been provided with a protection device having a lightning protection function against an insulator device supporting an insulated wire. This type of protection device includes a current-limiting arc horn with a current-limiting element arranged in the arc horn, a built-in type with a current-limiting element built into the main body insulator, or a current-limiting element unit that is pre-assembled into the insulator body. There is an insulator externally attached type.
[0003]
And these protection devices are insulatively weak when lightning strikes somewhere in the high-voltage distribution line, and abnormal high voltage such as lightning surge propagates through the distribution line (insulated wire) and enters. The surge is quickly released to the ground via the protective device provided in the insulator device, and the continuity arc accompanying the flash is interrupted by the current limiting element of the protective device. It is intended to prevent the thermal breakdown of the insulator and the accident of fusing of the insulated wire due to the occurrence of this.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional protective device, if the current limiting element deteriorates due to long-term use, or if there is a lightning surge intrusion exceeding the performance, the current limiting element may cause a flashover (short circuit) accident and be destroyed. However, in this case, there is a problem that not only the destruction of the current limiting element but also the main body insulator (insulating container) is damaged, and the use is stopped or the function is stopped.
[0005]
Moreover, in the type which attaches a protective device, there exists a problem that the enlargement and weight increase of the whole lever apparatus cannot be avoided. Further, the conventional external discharge gap type is susceptible to the influence of the surroundings, so that there are problems in operation such as the discharge start voltage varies, the discharge characteristics are not stable, and sufficient protection characteristics cannot be exhibited.
[0006]
In particular, in the case of the current-limiting arc type, there is a problem in terms of mounting columns, aesthetics, insulation, etc. since the discharge starting voltage varies and is mounted in a state of protruding greatly to the side.
[0007]
[Means for solving problems]
The present invention is for solving the above problem, and is attached to a support member such as a brace (16) via a base metal fitting (5) fixed to the lower part (2b) of the insulator (2) and further the insulator In the insulator device in which the insulated wire (13) is supported by the cap fitting (3) fixed to the head (2a) of (2), the storage space (2c) with the upper part opened inside the insulator body (2). ), A charging side electrode (21) connected to one end of the current limiting element (20), a ground side electrode (22) connected to the other end, and the ground side electrode ( 22) a discharge-side gap electrode (27) connected to the charge-side discharge electrode (27) provided opposite to the charge-side discharge electrode (27) via the discharge gap (G). 23) and a conductor connected to the ground-side discharge electrode (28). Mechanical strength and an electrode (24) a current limiting element unit which is covered with an insulating member (25) such as rubber (6), provided with a space (8d) unit for depressurized the internal pressure to the outside when the internal pressure rise occurs In the insulating storage member (8), and the insulating storage member (8) is further stored in the storage space (2c ). The opening of the insulator (2) and the cap fitting (3 The pressure release port (3b) is hermetically sealed with a filler (10) such as a silicone resin that is broken by the released internal pressure, and the pressure released from the pressure release port (3b) is radially increased. The present invention proposes a lever device with a built-in protection device, characterized in that a pressure release guide member (12) for discharging to the outside is connected to the pressure release port (3b) .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
Reference numeral 1 denotes an insulator with a built-in protection device according to the present invention, which comprises an insulator 2, a cap metal fitting 3, an
[0009]
The said insulator 2 has the
[0010]
The cap metal fitting 3 is made of a metal such as iron or stainless steel iron, and is fixed to the head 2 a of the insulator 2 with a cement-based or synthetic resin-based adhesive 9. A circular pressure relief port 3b is provided in the center of the cap metal 3 on the
[0011]
8 is an insulating material having sufficient mechanical strength to withstand arc arcing or sudden pressure increase caused by a flash (short circuit) of the current limiting
[0012]
[0013]
The
[0014]
Further, the electric
[0015]
The base metal fitting 5 is formed in a container shape and is fixed to the
[0016]
[0017]
The current limiting element unit 6 includes a current limiting
[0018]
Here, the insulating
[0019]
Further, the
[0020]
The insulating cap 7 is made of an insulating member, and is formed in a cap shape so as to cover the
[0021]
Next, the operation of the protective device built-in insulator device 1 having the above-described configuration will be described. The insulator device 1 with a built-in protection device having the above-described structure is such that air insulation is maintained by the discharge gap G in the
[0022]
Further, when a lightning strike occurs somewhere on the high-voltage distribution line in the normal state and an abnormally high voltage such as a lightning surge propagates through the insulated wire and enters the insulator device 1 with built-in protection device, the insulator device 1 quickly discharges to the ground through the protective device built in. That is, from the
[0023]
However, the protection device may not operate normally when the current limiting
[0024]
【The invention's effect】
The invention of the present application has the above configuration,
In the unlikely event that a lightning surge that exceeds the performance of the current-limiting device or the device's performance has entered, a short-circuit occurs outside or inside the current-limiting device, and the current-limiting device is sufficient even if a continuity arc flows. Since it is housed in an insulating housing member having a high mechanical strength, explosion of the current limiting element and its scattering are prevented, and safety can be further enhanced.
[0025]
Further, by using the insulating housing member, the insulation distance between the cap fitting on the charging unit side and the lead-out electrode on the ground side is sufficiently secured, and the insulation reliability can be improved at the same time.
[0026]
Further, since the discharge gap is also housed in the insulating housing member, the follow-up arc does not directly act on the insulator (insulator surface), so that thermal damage to the insulator can be prevented as much as possible.
[0027]
In addition, as described above, the current limiting element unit (current limiting element) is stored in the insulating storage member, and further stored or arranged in the insulator body, so that the shape of the entire lever apparatus is incorporated in spite of the built-in protection device. Is not so big and compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a first embodiment of a lever device with a built-in protection device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Protective-device built-in insulator apparatus 2 Insulator body
Claims (1)
上記碍子体(2)の内部に上部を開放した収納空間(2c)を設けると共に、限流素子(20)と、同素子(20)の一端に接続する充電側電極(21)と、他端に接続される接地側電極(22)と、上記接地側電極(22)に接続される充電側放電電極(27)と放電ギャップ(G)を介して上記充電側放電電極(27)に対向して設けた接地側放電電極(28)とからなる放電ギャップ部(23)と、上記接地側放電電極(28)に接続される導出電極(24)とをゴム等の絶縁部材(25)で被覆した限流素子ユニット(6)を、内圧上昇発生時に上記内圧を外部へ放圧するための空間(8d)部を設けて機械的強度を有する絶縁性収納部材(8)に収納し、さらに上記絶縁性収納部材(8)を上記収納空間(2c)に収納し、而も上記碍子体(2)の開放部並びに上記キャップ金具(3)の放圧口(3b)を上記放圧された内圧により破壊されるシリコン樹脂等の充填剤(10)により密閉封鎖すると共に、さらに上記放圧口(3b)より放出された圧力を放射状に外部へ排出するための放圧ガイド部材(12)を上記放圧口(3b)に連設したことを特徴とする保護装置内蔵型碍子装置。A cap that is attached to a support member such as a brace (16) via a base metal fitting (5) that is fixed to the lower part (2b) of the insulator (2), and that is further fixed to the head (2a) of the insulator (2). In the insulator device configured to support the insulated wire (13) on the metal fitting (3),
The housing body (2) is provided with a storage space (2c) having an open top , a current limiting element (20), a charging side electrode (21) connected to one end of the element (20), and the other end A ground side electrode (22) connected to the ground side electrode, a charge side discharge electrode (27) connected to the ground side electrode (22), and the charge side discharge electrode (27) via a discharge gap (G). A discharge gap portion (23) comprising a ground-side discharge electrode (28) provided and a lead-out electrode (24) connected to the ground-side discharge electrode (28) are covered with an insulating member (25) such as rubber. The current limiting element unit (6) is housed in an insulating housing member (8) having a mechanical strength by providing a space (8d) for releasing the internal pressure to the outside when an internal pressure rises. sex housing member (8) is housed in the housing space (2c), above Thus The opening part of the insulator (2) and the pressure release port (3b) of the cap metal fitting (3) are hermetically sealed with a filler (10) such as silicon resin that is broken by the released internal pressure. An insulator device with a built-in protection device, characterized in that a pressure release guide member (12) for discharging the pressure released from the pressure release port (3b) radially is connected to the pressure release port (3b). .
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- 1996-02-23 JP JP06186996A patent/JP3803738B2/en not_active Expired - Lifetime
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