JPH01176689A

JPH01176689A - 放電ギャップ

Info

Publication number: JPH01176689A
Application number: JP33451787A
Authority: JP
Inventors: Mikio Sumiyoshi; 住吉　幹夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-13

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
や電子機器を保護するための放電ギャップに関するもの
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
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、抑制するために、シリコンカーバイド
、あるいは酸化亜鉛バリスタと直列に接続された放電ギ
ャップが避雷装置として、送配電設備の各所に取付けら
れている。また、電子機器においても、雷などの異常電
圧吸収用として、放電ギャップがもっばら単独で用いら
れている。特に、電話通信機器においては、サージ吸収
器に対し、静電容量が小さく、また漏れ電流のないこと
が要求されるため、放電ギャップが数多く適用されてい
る。

しかしながら、いずれの場合も大きな放電電流によって
放電ギャップが破壊することがあり、この放電ギャップ
の破壊によって引き起こされる他への損傷はできるだけ
少なくしなければならない。

従来、この種の放電ギャップの内部構造は、第５図に示
すような構成であった。第６図は放電ギャップの断面を
示したもので、第６図において、１ａ、１ｂは中央部に
凸部をもった円板状の電極で、凸部は対向して位置して
いる。これら電極１　Ｎ　、　１　ｂハ通常、鉄、二・
ンケル、コバルトｆｘ、トの合金からなる。これは後述
の中空絶縁筒などと熱膨張率を合わすためのものである
。２は電極１ａ、１ｂの凸部の極間に形成されたギャッ
プ部である。この極間の長さによって放電開始電圧が決
定される。３は中空絶縁筒で、ガラス、セラミクスなど
からなる。この中空絶縁筒３は電極１ａ。

１ｂ間を絶縁するものである。また、ギヤ、ツブ部２の
空間の状態を安定にするために、中空絶縁筒３の端面部
と電４ｉ１１Ｌ、１ｂはガラスによる融着や金属ロウ付
けによって封止されている。さらに、ギャップ部２の内
部の気体は、窒素、アルゴン、ネオンなどの不活性ガス
であり、１気圧もしくは１気圧以下に設定されている。

以上のように構成された従来の放電ギャップのサージ電
流吸収時の挙動について、以下その動作を説明する。ま
ず、雷サージ電圧が放電ギャップの電ｉ１ａ、１ｂ間に
印加され、その電圧がギヤ、ツブ部２の放電開始電圧よ
り高い場合、ギャップ部２は放電を開始し、それらの電
圧に伴うサージ電流が放電ギャップに流れ、放電ギャッ
プ両端の電圧が抑制される。また、サージ電圧だけでな
く、交流過電圧印加においても放電ギャップは放電を生
じ、放電ギャップ両端の電圧を抑制する。

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放電ギャップ
に交流過電圧が印加され、交流電流が長時間印加された
場合、放電電流によるジュール熱によって電Ｗｉ１１Ｌ
、１ｂが溶融し貫通孔を生じる。

そして、貫通孔を生じた電極間忙はアークガスが吹き出
し、周辺機器、部品に多大な影響を与える。

特に、電気接点、極間などにアークガスが吹けば、短絡
を生じ大きな事故となる可能性が大である。

従来例の場合、貫通孔が電極１＆、１ｂのいずれに発生
するか不明であり、したがって周辺機器、部品に影響を
与えない位置に放電ギャップを取付ける制約があるとい
う問題があった。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、放電ギャフプを形成する２個の電極の構成に差を設け
、必ず一方の電極が他方よりも速く放電電流によって貫
通孔を生じるようにし、アークガスの吹き出し方向を固
定しようとす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前記問題点を解決するために、放電ギャップを
形成する２個の電極のうち一方の電極を他方よりも実質
上厚くしたり、また融点の高い金属を用いるなどして放
電ギャップを構成したものである。

作用本発明は前記した構成により、交流電流通電時のように
大きなジュールエネルギーによって、電極の凸部が溶融
される時、貫通に至るまでの時間が両電極間で異なり、
結果として一方が相対的に速くなり、アークガスの吹き
出し方向が固定されるものである。

実施例第１図は本発明の放電ギャップの一実施例を示し、同図
は放電ギャップの断面図である。第１図において、４ａ
は電極、６はギャップ部、６は中空絶縁筒で、これらは
それぞれ従来の電極１ａ、ギヤ・ツブ部２、中空絶縁筒
３に対応するものである。４ｂは電極４ａよりも厚みを
厚くした電極であり、その厚みは電極４ａの２倍以上で
、電［４１Ｌと同様な材料で構成されている。また、中
空絶縁筒６と電極４ａ、４ｂは従来と同様にガラス融着
や金属ロウ付けが施され、ギャップ部６の密封が保たれ
ている。さらに、封入ガスも従来と同様な不活性ガスが
用いられている。

次に、以上のように構成された放電ギャップの動作を説
明する。従来例と同様に雷サージ電圧が放電ギャップの
電［４１Ｌ、４ｂ間に印加され、その電圧がギャップ部
６の放電開始電圧より高い場合、ギャップ部５は放電を
開始し、それらの電圧に伴うサージ電流が放電ギャップ
に流れ、放電ギヤラブ両端の電圧が抑制される。また、
サージ電圧だけでなく、交流過電圧印加においても放電
ギヤ９プは放電を生じ、放電ギャップ両端の電圧を抑制
する。これらは従来の放電ギャップの作用と異なるもの
ではない。しかしながら、交流電流などの電流が長時間
にわたって放電を継続した場合、そのアーク熱、ジュー
ルエネルギーによって電極＋ａ、４ｂの凸部は溶融しは
じめる。ここで、電極４ｂは電極４ａよりも厚みが厚い
ため、溶融する速度も遅く、また貫通に至る時間も当然
のことながら電極４ａよりも遅くなる。したがって、電
極４ａは電極４ｂよりも速く貫通孔を生じることとなり
、アークガスの吹き出し方向も電極４１Ｌ側と限定され
、同方向を周辺機器側でない安全側に設定することによ
り、放電ギャップの破壊時における周辺機器、部品への
影響が低減されるといった効果をもつものである。

次に、本発明の第二の実施例について第２図と共に説明
する。同図には第二の実施例の放電ギャップの断面図を
示した。前記第一の実施例との違いは、電極４ｂが１枚
の金属板から構成されていたのに対して、新たな電極板
を電極に接合し、実質的に電極厚みを増した点である。

第２図において、７ａ、７ｂは電極、８はギャップ部、
９は中空絶縁筒で、これらはそれぞれ従来の電１ｆｆｉ
１１Ｌ　。

１ｂ、ギャップ部２、中空絶縁筒３に対応するものであ
る。１０は電極７ｂに溶接などで接合した電極板で、電
極７１Ｌ、７ｂと同様な金属材料で構成される。このよ
うに構成された放電ギャップの作用も第一の実施例と同
様である。すなわち、電極凸部の溶融の程度は同様であ
っても電極板１゜がカバーしているため、アークガスの
吹き出しの固定効果には変わりはない。

次いで、本発明の第三の実施例について第３図と共に説
明する。同図には第三の実施例の放電ギャップの断面図
を示した。前記第一の実施例との違いは、電％４ｂが１
枚の同一厚みの金属板から構成されていたのに対して、
電極凸部を中実とし、実質的に放電機能をもつ部分の電
極厚みを増した点である。第３図において、１１２Ｌは
電極、１２はギャップ部、１３は中空絶縁筒で、これら
はそれぞれ従来の電極１ａ、ギャップ部２、中空絶縁筒
３に対応するものである。１１ｂは電極凸部を中実とし
た電極で、電極１１２Ｌと同様な金属材料で構成される
。このように構成された放電ギヤ、ツブの作用も第一の
実施例と同様で、アークガスの吹き出しの固定効果には
変わりはない。

次いで、本発明の第四の実施例について第４図と共に説
明する。同図には第四の実施例の放電ギャップの断面図
を示した。前記第三の実施例との違いは、中空絶縁筒が
単なる円筒形ではなく、−方の端部開放孔の大きさが他
方よりも小さく、かつ電極凸部と同等の大きさにした点
である。第４図において、１４１Ｌは電極、１６はギャ
ップ部で、これらはそれぞれ従来の電極１＆、ギャップ
部２に対応するものである。１８は中空絶縁筒であるが
、単なる円筒形ではなく、中実の電極側の端部開放孔の
大きさが他方よりも小さく、かつ電極凸部と同等の大き
さにしである。１７は中実の電極の凸部で、１８は凸部
１７にネジで接続された電極である。このように構成さ
れた放電ギャップの作用も第三の実施例と同様であるが
、一方の電極の凸部１７の周辺がすべて中空絶縁筒１６
でカバーされているため、第三の実施例よりも優れたア
ークガスの吹き出しの固定効果を呈するものである。

次いで、本発明の第五の実施例について説明する（図は
省略）。従来例ならびに前記第一、二。

三、四の実施例との違いは、貫通孔を生じてはまずい電
極側に他方よりも融点の高い金属材料を用いた点である
。このように構成された放電ギャップの作用も他の実施
例と同様である。すなわち、一方の電極材料にタングス
テンやステンレスを用い、他方に銅合金を用いるなどし
て、電極の溶融に差を設けることによって高い融点をも
つ電極側には貫通孔が発生しにくいという効果をもつも
のである。

発明の効果以上のように本発明によれば、放電ギヤ・ンプを形成す
る２個の電極のうち一方の電極を他方よりも実質上厚く
したり、また融点の高い金属を用いるなどして放電ギャ
ップを構成することによって交流電流通電時のように大
きなジュールエネルギーによって、電極の放電部が溶融
される時、貫通に至るまでの時間が両電極間で異なり、
結果として一方が相対的に速くなり、アークガスの吹き
出し方向が固定される。そして、その方向を周辺機器側
でない側に取付けることにより、周辺機器への熱的、機
械的影響を最小限にできるといった効果をもつものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す放電ギヤ、ツブの
断面図、第２図は本発明の第二の実施例を示す放電ギャ
ップの断面図、第３図は本発明の第三の実施例を示す放
電ギヤ、ツブの断面図、第４図は本発明の第四の実施例
を示す放電ギャップの断面図、第６図は従来の放電ギャ
フプの断面図である。４１Ｌ、４ｂ、７Ｎ、７ｂ、１１４．１１ｂ。１４ａ、１Ｂ・・・・・・電極、５，８，１２．１５・
・・・・・ギャップ部、６．９．１３．１６・・・・・
・中空絶縁筒、１０・・・・・・電極板、１７・・・・
・・電極の凸部。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４ａ
、４＆−・−電　　極５−ギマップ第２図ａ第３図１ａ第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中空絶縁筒と、前記中空絶縁筒の両端に凸部を前
記中空絶縁筒内で対向させた２個の電極とからなり、前
記電極は前記中空絶縁筒の端部で接合、封止され、前記
電極のいずれか一方が他方より速く放電電流によって貫
通孔を生じるように構成したことを特徴とする放電ギャ
ップ。
（２）一方の電極の厚みを他方よりも厚くしたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放電ギャップ。
（３）一方の電極の外部に電極板を接合したことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の放電ギャップ。
（４）電極の凸部の一方が中空で、他方が中実であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の放電ギャ
ップ。
（５）中空絶縁筒の端部開放孔のうち一方の開放部が電
極の中実の凸部まで達したことを特徴とする特許請求の
範囲第４項に記載の放電ギャップ。
（６）融点の相異なる２種の金属材料を電極にそれぞれ
用いるとともに、融点の高い金属材料を貫通孔を生じさ
せようとする電極の反対側の電極に用いたことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の放電ギャップ。