JPH06103607B2 - 避雷碍子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は懸垂碍子の機能と避雷器の機能を兼ね備えた懸
垂碍子型の避雷碍子に関するものである。

（従来の技術） 従来、雷，開閉サージを吸収し送電線地絡事故を防止す
るために送電線路に避雷器を導入することが考えられて
いた。

しかし、単に避雷機能のみを持つ避雷器を送電線に取付
けることは送電線鉄塔構造及び碍子装置等が複雑となり
好ましくない。

又、避雷碍子には長幹碍子型と懸垂碍子型（いずれも特
開昭55−32308号公報参照）、避雷素子自体で碍子形状
を構成するものと避雷素子と磁器とで碍子形状を構成す
るもの（いずれも特開昭54−122898号公報参照）があ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記避雷素子で碍子形状を構成するものは避
雷素子の成形、機械的強度、耐候性等の面に問題があっ
た。

長幹碍子型の避雷碍子は避雷素子の異常内絡時の内部圧
力の上昇による避雷碍子の離断を防ぐため避雷素子を圧
力容器内に収納し、適当な放圧構造を設けなくてはなら
ず、大型化するという問題が生じた。

さらに、懸垂碍子型の避雷碍子は特殊条件下（冠雪時、
汚損時等）において碍子に加わる電圧が清浄時に比べ過
渡的、あるいは短時間の間に150〜250％に上昇する場合
があり、このとき、避雷素子に流れる電流が増加するこ
とから、加熱され温度上昇する。この熱に耐えるために
は避雷素子の長さ、径を大型化するか、避雷素子の耐量
を増大させるかのどちらかをとれば良いが、前者は避雷
碍子が大型化するという問題が、後者は技術的に困難で
あるという問題が生じた。

本発明は前記問題点を解決することを目的としている。

発明の構成 （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、笠部の中央上部
に形成した有蓋筒状の頭部にキャップ金具を被冠固定
し、頭部の内側にはピン金具を嵌入固定して碍子本体を
構成し、前記笠部に絶縁支持筒を上下方向に突出形成
し、同絶縁支持筒内には電圧電流特性が非直線性の避雷
素子を埋め込み、絶縁支持筒の上下両端部には前記避雷
素子に電気的に接続される上下両電極を取着し、さらに
前記上下両電極のうち少なくとも上部電極に対し同避雷
素子の放熱手段を施すという構成を採っている。

（作用） 本発明は前記手段により、送電線路に雷サージによる過
大電流が印加されると、避雷素子は速やかに抵抗値を減
じて雷サージによる大電流を放電させる。又、前記雷サ
ージに継続する続流に対しては線路電圧が低いため直ち
に抵抗値を復元して絶縁を回復するので、続流放電は抑
制遮断されて電線路は正常に復帰する。このとき、過大
電流によって避雷素子に発生する熱は放熱手段により効
率良く放散される。

又、特殊条件下（冠雪時、汚損時等）において避雷碍子
に加わる電圧が清浄時に比べ過渡的、あるいは短時間の
間に150〜250％に上昇した場合、避雷素子の温度が上昇
するが、この熱は放熱手段により効率良く放散される。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に従って説明
する。

第２図に示すように、鉄塔（図示しない）に設けられた
アーム１に支持金具２を介して懸垂碍子型の避雷碍子３
が多数直列に垂下され、同避雷碍子３の最下端には吊下
金具４を介して送電線Ｌが支持されている。

第１図に示すように避雷碍子３を構成する碍子本体５は
笠部5aと、同笠部5aの内側面に円環状に、かつ同心状に
形成されたひだ部5bと、さらに、前記笠部5aの中央上部
に一体形成された有蓋円筒状の頭部5cとにより一体成型
されている。又、同頭部5cの外周にはセメント６により
キャップ金具７が被冠固定され、同金具７には係合凹部
7aが形成され、直上の避雷碍子３のピン金具８を係合し
得るようにしている。ピン金具８の上部は前記頭部5cの
内部にセメント６により固定され、下端は直下の避雷碍
子３の前記キャップ金具７の係合凹部7aに対し係合され
ている。このようにして複数の避雷碍子３が直列に連結
されている。

前記笠部5aには円筒状をなす複数（本実施例では３箇
所）の絶縁支持筒９が等間隔に、かつ上下方向に同笠部
5aを貫通するように一体に突出形成されている。この絶
縁支持筒９はキャップ金具７に近付けることが、同支持
筒９を埋め込んだ部分に対応する笠部5aの汚損特性を向
上させる点で望ましい。又、絶縁支持筒９の上下高さは
キャップ金具７の係合凹部7a及びピン金具８を利用して
上下の避雷碍子3,3をその中心軸線が斜交する傾斜した
状態で、互いに連結するときの作業クリアランスを確保
できるよう決定される。

前記絶縁支持筒９の中には酸化亜鉛（ZnO）を主材とし
た続流遮断特性に優れた電圧電流特性が非直線性の避雷
素子11が嵌入され、絶縁支持筒９と避雷素子11とは低融
点ガラス素材12や有機絶縁材料、例えば耐熱シリコンゴ
ム等により無泡接着されるとともに、同素子11の上下両
端にはメタリコン、その他の方法で金属化処理層23が設
けられている。その金属化処理層23の表面には金属製で
薄板状の導通用保護板13が設けられ、前記絶縁支持筒９
の上下内径端部付近は銀焼付10等により金属化されてい
る。同保護板13と銀焼付10とは半田（融点150〜200℃程
度）14により気密封着されている。この銀焼付10を絶縁
支持筒９の上下内径端部付近に設けることにより特殊条
件下において熱膨脹係数の差から同支持筒９と半田14と
が離れて水密，気密性が破れることを防ぐようにしてい
る。

又、前記絶縁支持筒９の上下両端にはキャップ状の上部
及び下部電極15,16が気密的に嵌合され、前記絶縁支持
筒９の両端外周に形成された環状溝9aにそれぞれかしめ
着されている。両電極15,16の内面と導通用保護板13と
の間には導電性及び導熱性を有する押圧ばね17が介在さ
れ、上下両側に接触面を大きくしている。前記避雷素子
11は押圧ばね17により上部及び下部電極15,16間に圧接
固定され、かつ、避雷素子11と両電極15,16とは導通用
保護板13、押圧ばね17により電気的に接続されている。
又、電極15,16内側の空間にはゴム状接着性弾性体20が
封入され、気密性が保たれている。これらにより前記避
雷素子11の劣化を防止するようになっている。

第1,4図に示すように、前記上部及び下部電極15,16の外
側には同電極15,16をそれぞれ覆うように、かつ、キャ
ップ金具７、又はピン金具８を取り巻くようにほぼ円環
状の放熱カバー18,19が通電可能、かつ熱伝達可能に圧
着固定されている。上部放熱カバー18の外側にはフィン
18aが放射状に多数設けられている。前記上部放熱カバ
ー18はキャップ金具７と、下部放熱カバー19はピン金具
８と円環状、もしくはある幅を有する連結金具21,22を
介してそれぞれ連結されており、電気的に接続されてい
る。この放熱カバー18,19によって複数の避雷素子11間
が低インダクタンスで接続されて分流効果がよくなる。
従って、同放熱カバー18,19により特定の素子11への電
界の集中が緩和されるようになっている。なお、前記連
結金具21により放熱カバー18の熱がキャップ金具７に伝
導されるため、同連結金具21も放熱に役立つ。

さらに、各碍子３の電気的接続をより低インダクタンス
で実施したい場合、放熱カバー18,19に接続のための端
子を設け、これを可撓導体で結べばよい。

次に、前記のように構成された避雷碍子についてその作
用を説明する。

送電線Ｌに雷サージの過大電圧が印加されると、電流は
吊下金具４を経て最下端の避雷碍子３のピン金具８へ流
れ、連結金具22→放熱カバー19→電極16→下部押圧ばね
17→下部導通用保護板13→下部金属化処理層23→避雷素
子11→上部金属化処理層23→上部導通用保護板13→上部
押圧ばね17→電極15→放熱カバー18→連結金具21→キャ
ップ金具７へ流れる。その後、同キャップ金具７から、
直上の避雷碍子３のピン金具８へ流れる。同様に複数直
列に連結された避雷碍子３に伝達され、最上端の避雷碍
子３のキャップ金具７から支持金具２及びアーム１を経
て大地へアースされる。

このとき、碍子本体５に内蔵された避雷素子11はその特
性により速やかに抵抗値を減じて雷サージによる大電流
を放電させる。又、前記雷サージに継続する続流に対し
ては避雷素子11は直ちに抵抗値を復元して絶縁を回復す
るので、続流放電は抑制遮断されて電線路は正常に復帰
する。

又、特殊条件下（冠雪時、汚損時等）において避雷碍子
３に加わる電圧が清浄時に比べ過渡的、あるいは短時間
の間に150〜250％に上昇した場合、避雷素子11の温度が
上昇するが、この熱は良熱伝導性の導通用保護板13、押
圧ばね17、電極15、16及び放熱カバー18,19を介して外
部に放散され、さらに、放熱カバー18のフィン18aによ
り放熱が促進される。

このように特殊条件下における過大電流によって発生す
る熱が効率良く放散されることから避雷素子11内の温度
上昇により熱的暴走に至ることを抑制し、絶縁支持筒９
の熱的破損を未然に防止する。

又、本実施例においては、熱を効率良く放散できるた
め、例えば、冠雪時においては碍子本体５の笠部5aを覆
った雪が放熱カバー18のフィン18aから放散される熱に
よる融雪を早め、又、汚損時においては同じく碍子本体
５の笠部5a又はひだ部5bの乾燥を早め、特殊条件の継続
時間を短縮することができる。

本実施例では避雷素子11の許容温度の面から、従来と同
じ耐量の素子を使用した場合、放熱により素子内の温度
上昇が抑制されることから、素子を小型化できる。従っ
て、従来の避雷碍子と比較して上下方向の寸法を小さく
することができ、避雷碍子連長を短くし、避雷碍子装置
のコンパクト化を図ることができるとともに、送電線と
鉄塔とのクリアランスを縮小して鉄塔の小型化を図るこ
とができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
次のように具体化してもよい。

（１）押圧ばね17を省略して、良導体の半田14を封入す
ること。

（２）半田14の代わりに低融点金属ローを使用するこ
と。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は特殊条件下において避雷
素子に発生する熱を放熱手段により効率良く放散できる
ことから素子内の温度の上昇を抑制できる。従って素子
の小型化を図り、避雷碍子連長を短くし、避雷碍子装置
のコンパクト化を図るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す避雷碍子の部分半縦断
面図、第２図は同じく避雷碍子の使用状態を示す略体正
面図、第３図は上部放熱カバー付近の拡大断面図、第４
図は第１図のＡ−Ａ線縮小断面図、第５図は第１図のＢ
−Ｂ線縮小断面図である。 ５…碍子本体、5a…笠部、5c…頭部、７…キャップ金
具、８…ピン金具、９…絶縁支持筒、11…避雷素子、1
5,16…電極、17…押圧ばね、18,19…放熱カバー。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】笠部（5a）の中央上部に形成した有蓋筒状
   の頭部（5c）にキャップ金具（７）を被冠固定し、頭部
   （5c）の内側にはピン金具（８）を嵌入固定して碍子本
   体（５）を構成し、前記笠部（5a）に絶縁支持筒（９）
   を上下方向に突出形成し、同絶縁支持筒（９）内には電
   圧電流特性が非直線性の避雷素子（11）を埋め込み、絶
   縁支持筒（９）の上下両端部には前記避雷素子（11）に
   電気的に接続される上下両電極（15,16）を取着し、さ
   らに前記上下両電極（15,16）のうち少なくとも上部電
   極（15）に対し同避雷素子（11）の放熱手段を施したこ
   とを特徴とする避雷碍子。
2. 【請求項２】放熱手段は前記上下両電極（15,16）の内
   面と避雷素子（11）との間に介在された導電性及び導熱
   性を有する押圧ばね（17）と、前記キャップ金具
   （７）、又はピン金具（８）を取り巻くように円環状を
   なし、かつ、放熱フィン（18a）を備えた放熱カバー（1
   8,19）とにより構成された特許請求の範囲第１項に記載
   の避雷碍子。
3. 【請求項３】放熱カバー（18）はキャップ金具（７）
   と、放熱カバー（19）はピン金具（８）と、それぞれ連
   結金具（21,22）を介して連結されている特許請求の範
   囲第２項に記載の避雷碍子。