JPH077613B2 - 懸垂型避雷碍子 - Google Patents
懸垂型避雷碍子Info
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- JPH077613B2 JPH077613B2 JP2024920A JP2492090A JPH077613B2 JP H077613 B2 JPH077613 B2 JP H077613B2 JP 2024920 A JP2024920 A JP 2024920A JP 2492090 A JP2492090 A JP 2492090A JP H077613 B2 JPH077613 B2 JP H077613B2
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- resistance element
- linear resistance
- voltage
- nma
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/12—Overvoltage protection resistors
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- Insulators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は落雷に起因する雷サージ電圧が運転中の送電
線に作用した時、雷サージ電圧を速やかに接地すると共
に、運転電圧によって生ずる続流を抑制又は限流あるい
は遮断し地絡事故を防止する懸垂型避雷碍子装置に使用
される懸垂型避雷碍子に関するものである。
線に作用した時、雷サージ電圧を速やかに接地すると共
に、運転電圧によって生ずる続流を抑制又は限流あるい
は遮断し地絡事故を防止する懸垂型避雷碍子装置に使用
される懸垂型避雷碍子に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、変電所などの碍管型避雷器などでは、酸化亜鉛素
子を主材とするバリスタ電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性が非
直線性の抵抗素子（以下単に非直線抵抗素子という）を
絶縁容器に内蔵している。前記非直線抵抗素子の雷サー
ジ吸収機能発現開始電圧をNmA（但しＮは常用の交流電
流１〜５）以上の電流が流れ始める電圧、即ち動作開始
電圧VNmAと定義した時、非直線抵抗素子の電界方向軸面
の長さHmmに対して、第１図の二点鎖線で示すように、 VNmA/Hmm＝200（V/mm） の特性を備えた非直線抵抗素子が使用されていた。
子を主材とするバリスタ電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性が非
直線性の抵抗素子（以下単に非直線抵抗素子という）を
絶縁容器に内蔵している。前記非直線抵抗素子の雷サー
ジ吸収機能発現開始電圧をNmA（但しＮは常用の交流電
流１〜５）以上の電流が流れ始める電圧、即ち動作開始
電圧VNmAと定義した時、非直線抵抗素子の電界方向軸面
の長さHmmに対して、第１図の二点鎖線で示すように、 VNmA/Hmm＝200（V/mm） の特性を備えた非直線抵抗素子が使用されていた。
又、前記非直線抵抗素子の所要全長は交流の最高使用電
圧、雷サージに対する絶縁協調特性などから与えられる
こととなる。なかでも、非直線抵抗素子の設計長さは交
流使用電圧の設定により、大きく影響を受ける。例え
ば、動作開始電圧がV1mA＝200（V/mm）の非直線抵抗素
子を用いて、懸垂碍子構造の磁器笠部に避雷機能を付与
する場合、交流最高印加電圧をJEC217に従い、短時間交
流過電圧（非常にまれに発生すると考えられる過電圧最
大値）とすると、非直線抵抗素子の使用長さは表１の通
りとなる。但し符号Umは各々の公称電圧Ｕにおける最高
運転電圧で一般に国内では次式によって表される。
圧、雷サージに対する絶縁協調特性などから与えられる
こととなる。なかでも、非直線抵抗素子の設計長さは交
流使用電圧の設定により、大きく影響を受ける。例え
ば、動作開始電圧がV1mA＝200（V/mm）の非直線抵抗素
子を用いて、懸垂碍子構造の磁器笠部に避雷機能を付与
する場合、交流最高印加電圧をJEC217に従い、短時間交
流過電圧（非常にまれに発生すると考えられる過電圧最
大値）とすると、非直線抵抗素子の使用長さは表１の通
りとなる。但し符号Umは各々の公称電圧Ｕにおける最高
運転電圧で一般に国内では次式によって表される。
Ｕ≦275KV;Um＝Ｕ×1.2/1.1 Ｕ＝500KV;Um＝525KV又は550KV （表１中の符号ｋは短時間過電圧に耐えるための設計定
数で、VNmAを基準とする補正係数） ここで、具体例を示すと、Ｕ＝66KVでは、68.8/K（cm）
となり、ｋが素子の固有の特性に依存するため、一定で
はないものの、1.02〜1.30程度になり、少くとも約530m
m以上の素子長さが必要となる。
数で、VNmAを基準とする補正係数） ここで、具体例を示すと、Ｕ＝66KVでは、68.8/K（cm）
となり、ｋが素子の固有の特性に依存するため、一定で
はないものの、1.02〜1.30程度になり、少くとも約530m
m以上の素子長さが必要となる。
この場合、例えば、標準懸垂碍子の頭部又は笠部に530m
m以上の長さの素子を配置しようとすると、電気学会技
術報告（11）部第220号架空送電線路の絶縁設計要綱に
よれば、碍子連結個数が５個必要となり、碍子連結長と
しては730mmとなる。従って、従来の碍子連結長と同等
連結長を維持しようとすると、構造的に懸垂碍子のキャ
ップ金具とピン金具の占める長さに制約され、従来の碍
子連結長内に納めることができないという問題があっ
た。
m以上の長さの素子を配置しようとすると、電気学会技
術報告（11）部第220号架空送電線路の絶縁設計要綱に
よれば、碍子連結個数が５個必要となり、碍子連結長と
しては730mmとなる。従って、従来の碍子連結長と同等
連結長を維持しようとすると、構造的に懸垂碍子のキャ
ップ金具とピン金具の占める長さに制約され、従来の碍
子連結長内に納めることができないという問題があっ
た。
この発明の第１の目的は単位碍子の連結長を大きくする
ことなく、非直線抵抗素子を収納することができる懸垂
型避雷碍子を提供することにある。
ことなく、非直線抵抗素子を収納することができる懸垂
型避雷碍子を提供することにある。
又、この発明の第２の目的は、非直線抵抗素子を少くと
も磁器の肉厚と同等な長さまでに縮小して全体を小型化
することができる懸垂型避雷碍子を提供することにあ
る。
も磁器の肉厚と同等な長さまでに縮小して全体を小型化
することができる懸垂型避雷碍子を提供することにあ
る。
さらに、この発明の第３の目的は、非直線抵抗素子の避
雷機能を効率良く発現させることができる懸垂型避雷碍
子を提供することにある。
雷機能を効率良く発現させることができる懸垂型避雷碍
子を提供することにある。
請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、懸垂
碍子の碍子本体に酸化亜鉛素子等の非直線抵抗素子を組
み込んでなる懸垂型避雷碍子において、前記非直線抵抗
素子のサージ吸収機能発現開始電圧を、NmA（Ｎは１〜
数mA）以上の電流が流れ始める電圧、即ち動作開始電圧
VNmAとし、非直線抵抗素子の電界方向軸面の長さをHmm
とすると、 VNmA/Hmm≧300V/mm の非直線抵抗素子を碍子本体に組み込むという手段をと
っている。
碍子の碍子本体に酸化亜鉛素子等の非直線抵抗素子を組
み込んでなる懸垂型避雷碍子において、前記非直線抵抗
素子のサージ吸収機能発現開始電圧を、NmA（Ｎは１〜
数mA）以上の電流が流れ始める電圧、即ち動作開始電圧
VNmAとし、非直線抵抗素子の電界方向軸面の長さをHmm
とすると、 VNmA/Hmm≧300V/mm の非直線抵抗素子を碍子本体に組み込むという手段をと
っている。
又、請求項２記載の発明は前記第２の目的を達成するた
め、請求項１記載の発明において、懸垂碍子の磁器又は
硝子等によって構成される碍子本体の肉厚をTmmとした
場合、 Hmm≦Tmm としている。
め、請求項１記載の発明において、懸垂碍子の磁器又は
硝子等によって構成される碍子本体の肉厚をTmmとした
場合、 Hmm≦Tmm としている。
さらに、請求項３記載の発明は、前記第３の目的を達成
するため、請求項１又は請求項２において、内蔵される
非直線抵抗素子と、これを内蔵する碍子本体の内壁との
隙間に、硝子等の無機絶縁材あるいはエポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等の有機絶縁材を充填するか、又はSF6，C
O2，N2等の絶縁性気体を大気圧以上に封入するという手
段をとっている。
するため、請求項１又は請求項２において、内蔵される
非直線抵抗素子と、これを内蔵する碍子本体の内壁との
隙間に、硝子等の無機絶縁材あるいはエポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等の有機絶縁材を充填するか、又はSF6，C
O2，N2等の絶縁性気体を大気圧以上に封入するという手
段をとっている。
請求項１記載の発明は、懸垂碍子笠部の非直線抵抗素子
の単位長さ当たりの動作開始電圧を300V/mmと等しい
か、それ以上に設定したので、単位碍子当たりにおける
非直線抵抗素子の長さを短くすることができる。従っ
て、懸垂碍子連が揺動しても素子収納部分同士がぶつか
りあうことが無く、それを避けるため連結金具長を長く
したり複雑な配置構成をとる必要が無くなる。
の単位長さ当たりの動作開始電圧を300V/mmと等しい
か、それ以上に設定したので、単位碍子当たりにおける
非直線抵抗素子の長さを短くすることができる。従っ
て、懸垂碍子連が揺動しても素子収納部分同士がぶつか
りあうことが無く、それを避けるため連結金具長を長く
したり複雑な配置構成をとる必要が無くなる。
請求項２記載の発明は、碍子本体の肉厚と同等の長さを
有する非直線抵抗素子長さにすることにより、既製の懸
垂碍子に容易に組み込むことができる。
有する非直線抵抗素子長さにすることにより、既製の懸
垂碍子に容易に組み込むことができる。
さらに、請求項３記載の発明は、非直線抵抗素子を懸垂
碍子の頭部又は、笠部に内蔵させる素子と碍子本体の内
壁との間の隙間に高い絶縁性を有する絶縁媒体を充填す
ることにより、素子に雷サージ電流を吸収放電させた場
合に生ずる素子の電界方向長さの制限電圧に対して、素
子外側面でのフラッシオーバを防止、あるいは抑制を図
ることができ、懸垂型避雷碍子として構造的に要求され
る短い素子長を用いても、良好な避雷機能を発現させる
ことができる。
碍子の頭部又は、笠部に内蔵させる素子と碍子本体の内
壁との間の隙間に高い絶縁性を有する絶縁媒体を充填す
ることにより、素子に雷サージ電流を吸収放電させた場
合に生ずる素子の電界方向長さの制限電圧に対して、素
子外側面でのフラッシオーバを防止、あるいは抑制を図
ることができ、懸垂型避雷碍子として構造的に要求され
る短い素子長を用いても、良好な避雷機能を発現させる
ことができる。
以下、この発明を具体化した一実施例を第１図〜第６図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
（第一発明） 第３図に示すように、碍子本体１の笠部２の裏面には同
心状に複数のひだ部３が一体に形成され、笠部２の中央
上面には頭部４が一体に形成され、該頭部４の外側面に
はセメント５を介してキャップ金具６が嵌合固定されて
いる。又、前記頭部４の内部にはピン金具７の上部が挿
入されセメント５により固定されている。このピン金具
７の下端部は下側に位置する懸垂碍子のキャップ金具６
の嵌合凹部6aに取り外し可能に嵌合される。
心状に複数のひだ部３が一体に形成され、笠部２の中央
上面には頭部４が一体に形成され、該頭部４の外側面に
はセメント５を介してキャップ金具６が嵌合固定されて
いる。又、前記頭部４の内部にはピン金具７の上部が挿
入されセメント５により固定されている。このピン金具
７の下端部は下側に位置する懸垂碍子のキャップ金具６
の嵌合凹部6aに取り外し可能に嵌合される。
前記笠部２には一体状に取付筒部８が等角度隔てて２箇
所に形成され、両取付筒部８内には第２図に示すように
電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材とする非直
線抵抗素子９が収容されている。前記取付筒部８の上下
両端部にはテーパ状の斜面8aが形成され、該斜面には上
部内側封止電極10及び下部内側封止電極11がそれぞれ硝
子等の接着剤12により接着されている。又、前記非直線
抵抗素子９と上部内側封止電極10との間には中間電極13
が介在されている。
所に形成され、両取付筒部８内には第２図に示すように
電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材とする非直
線抵抗素子９が収容されている。前記取付筒部８の上下
両端部にはテーパ状の斜面8aが形成され、該斜面には上
部内側封止電極10及び下部内側封止電極11がそれぞれ硝
子等の接着剤12により接着されている。又、前記非直線
抵抗素子９と上部内側封止電極10との間には中間電極13
が介在されている。
さらに、前記取付筒部８の上下両端部にはキャップ状の
上部外側封止電極14及び下部外側封止電極15がパッキン
16を介して嵌合されカシメ等により固定されている。前
記上部内側封止電極10と外側封止電極14との間には、バ
ネ受けを兼用する電極金具17,18及びコイル状のバネ19,
20が介装されている。又、前記両電極金具17,18の間に
は導電板21が介在されている。これらの電極金具17,1
8、コイル状のバネ19,20及び導電板21は、下部内側封止
電極11と下部外側封止電極15との間にも介装されてい
る。
上部外側封止電極14及び下部外側封止電極15がパッキン
16を介して嵌合されカシメ等により固定されている。前
記上部内側封止電極10と外側封止電極14との間には、バ
ネ受けを兼用する電極金具17,18及びコイル状のバネ19,
20が介装されている。又、前記両電極金具17,18の間に
は導電板21が介在されている。これらの電極金具17,1
8、コイル状のバネ19,20及び導電板21は、下部内側封止
電極11と下部外側封止電極15との間にも介装されてい
る。
前記上下の外側封止電極14,15は、第３図に示すよう
に、リード線22,23によりキャップ金具６とピン金具７
にそれぞれ電気的に接続されている。又、前記キャップ
金具６の段差部には両上部外側封止電極14と対応してア
ーク捕捉板24が水平方向にボルト25により支持されてい
る。
に、リード線22,23によりキャップ金具６とピン金具７
にそれぞれ電気的に接続されている。又、前記キャップ
金具６の段差部には両上部外側封止電極14と対応してア
ーク捕捉板24が水平方向にボルト25により支持されてい
る。
前記素子９と取付筒部８との間の密閉空間には、SF6ガ
スがゲージ圧力で0.2kg/cm2の圧力で封入されている。
そして、密閉空間を高絶縁化し、雷サージ電流が素子９
の外側沿面をフラッシオーバーするのを防止している。
前記取付筒部８の端面を斜面8aとしたのは、内側封止電
極10,11の電位傾度を緩和して、コロナ放電を防止し、S
F6ガスの化学分解による絶縁低下を防止するためであ
る。
スがゲージ圧力で0.2kg/cm2の圧力で封入されている。
そして、密閉空間を高絶縁化し、雷サージ電流が素子９
の外側沿面をフラッシオーバーするのを防止している。
前記取付筒部８の端面を斜面8aとしたのは、内側封止電
極10,11の電位傾度を緩和して、コロナ放電を防止し、S
F6ガスの化学分解による絶縁低下を防止するためであ
る。
次に、本発明の要部である非直線抵抗素子９の電気的特
性の設定について説明する。
性の設定について説明する。
従来の懸垂碍子連結長を変えることなく、笠部２に非直
線抵抗素子９を組込むためには、素子の所要長さを縮小
する必要があり、これを行うに動作開始電圧を向上させ
ることに着目し、この発明では動作開始電圧VNmA、非直
線抵抗素子の電界方向軸面の長さHmmで割算した（VNmA/
Hmm）が300V/mm以上の特性を有する非直線抵抗素子９が
必要となることを見出した。
線抵抗素子９を組込むためには、素子の所要長さを縮小
する必要があり、これを行うに動作開始電圧を向上させ
ることに着目し、この発明では動作開始電圧VNmA、非直
線抵抗素子の電界方向軸面の長さHmmで割算した（VNmA/
Hmm）が300V/mm以上の特性を有する非直線抵抗素子９が
必要となることを見出した。
懸垂碍子は使用状態では、第４図に示すようにキャップ
金具６とピン金具７が可動構造になっており、風、電線
等の荷重変動及び横振れ等の振動により傾斜する。笠部
に素子９を内蔵した標準懸垂碍子を連結して使用した場
合、公称電圧66KVを例にすると、各碍子の連結部の回動
により、その回動角度θが大きくなると、取付筒部８の
端部、つまり封止電極14,15が接触あるいはぶつかり合
うこととなる。取付筒部８の全長をLmmとすると、第５
図の平面図に示すように懸垂碍子がA,B,Cの各矢印方向
へ揺動した場合、取付筒部８が衝突する回動角度θがそ
れぞれ異なり、第６図の関係にあることがわかった。な
お、取付筒部８と碍子の中心との離隔距離は108mm、取
付筒部８の外径は90mm、笠径は254mmの標準懸垂碍子を
使用した。このグラフから明らかなように、Ｂ方向に揺
動した場合に最も前記衝突が生じ易くなる。
金具６とピン金具７が可動構造になっており、風、電線
等の荷重変動及び横振れ等の振動により傾斜する。笠部
に素子９を内蔵した標準懸垂碍子を連結して使用した場
合、公称電圧66KVを例にすると、各碍子の連結部の回動
により、その回動角度θが大きくなると、取付筒部８の
端部、つまり封止電極14,15が接触あるいはぶつかり合
うこととなる。取付筒部８の全長をLmmとすると、第５
図の平面図に示すように懸垂碍子がA,B,Cの各矢印方向
へ揺動した場合、取付筒部８が衝突する回動角度θがそ
れぞれ異なり、第６図の関係にあることがわかった。な
お、取付筒部８と碍子の中心との離隔距離は108mm、取
付筒部８の外径は90mm、笠径は254mmの標準懸垂碍子を
使用した。このグラフから明らかなように、Ｂ方向に揺
動した場合に最も前記衝突が生じ易くなる。
取付筒部８の構造を前述の構造にした場合、素子９の端
面から封止電極14,15外部面までの距離を3mmとすると、
許容できる素子の長さは（Ｌ−３）mmとなる。
面から封止電極14,15外部面までの距離を3mmとすると、
許容できる素子の長さは（Ｌ−３）mmとなる。
次に、碍子連結個数をＰ個とすると、公称電圧66KVの場
合、Ｐ＝５となり、碍子全連結長内における素子の全長
Hzは、 Hz＝Ｐ×（Ｌ−３）mm ＝５（Ｌ−３）mmとなる。
合、Ｐ＝５となり、碍子全連結長内における素子の全長
Hzは、 Hz＝Ｐ×（Ｌ−３）mm ＝５（Ｌ−３）mmとなる。
そして、交流最高印加電圧Usを短時間過電圧を使用電圧
として設計電圧とした場合、許容される素子の単位長さ
当たり動作開始電圧VNmAは次式によって得られる。
として設計電圧とした場合、許容される素子の単位長さ
当たり動作開始電圧VNmAは次式によって得られる。
本式でＬ＝67mmとし、ｋを1.02とした場合、 VNmA≧0.403〔KVpeak/mm〕となり、ｋを1.30とした場
合、 VNmA≧0.316〔KVpeak/mm〕必要となることがわかった。
合、 VNmA≧0.316〔KVpeak/mm〕必要となることがわかった。
このケースは、短時間過電圧を設計電圧とした場合であ
り、一線地絡時の健全相運転電圧の対地電圧上昇値を設
計電圧にする場合があり、Usの値を定めるためのk2は、
表２の値が一般に用いられる。
り、一線地絡時の健全相運転電圧の対地電圧上昇値を設
計電圧にする場合があり、Usの値を定めるためのk2は、
表２の値が一般に用いられる。
そこで、本例では、Ｕ＝66KVのケースについて表２に従
い、 を適用すると、 となることがわかった。
い、 を適用すると、 となることがわかった。
以上詳述したように、第一発明は素子の動作開始電圧を
300V/mmとすることにより、素子の長さを所定長さに押
さえて、規定寸法の懸垂碍子に組み込むことができる。
300V/mmとすることにより、素子の長さを所定長さに押
さえて、規定寸法の懸垂碍子に組み込むことができる。
なお、前記実施例では、ギャップをもたない避雷碍子装
置に具体化したが、これをギャップ付の避雷碍子装置に
具体化しても同様の作用が得られる。
置に具体化したが、これをギャップ付の避雷碍子装置に
具体化しても同様の作用が得られる。
（第二発明） 第一発明が懸垂碍子の封止電極の接触等を回避する手段
として素子長を縮めることを着想とし、素子９の動作開
始電圧VNmAを高くするとの発明に到ったものであるが、
第二発明はこれを着想とし、前記回動作用による影響を
全く受けぬようにするため、懸垂碍子の笠部２又は頭部
４を構成する碍子本体１の肉厚以下の素子長にすること
により、達成できるとの発明に至ったものであり、この
場合、素子９の動作開始電圧VNmAは、以下のように設定
される。
として素子長を縮めることを着想とし、素子９の動作開
始電圧VNmAを高くするとの発明に到ったものであるが、
第二発明はこれを着想とし、前記回動作用による影響を
全く受けぬようにするため、懸垂碍子の笠部２又は頭部
４を構成する碍子本体１の肉厚以下の素子長にすること
により、達成できるとの発明に至ったものであり、この
場合、素子９の動作開始電圧VNmAは、以下のように設定
される。
公称電圧が66KV用の場合、笠部２に素子９を埋め込んだ
第７図を例にして説明すると、笠部２の絶縁層は磁器で
あり、その肉厚ｔは20mmである。そして、この構造を可
能とする素子９の動作開始電圧VNmAは次式によって得ら
れる。
第７図を例にして説明すると、笠部２の絶縁層は磁器で
あり、その肉厚ｔは20mmである。そして、この構造を可
能とする素子９の動作開始電圧VNmAは次式によって得ら
れる。
となる。本例ではUsを一線地絡時の健全相上昇電圧を用
いることとし、k2を▲√▼としたが、実施例１と同様
に短時間過電圧上昇係数を用いれば、VNmAは前記値よ
り、高い値を必要とする。
いることとし、k2を▲√▼としたが、実施例１と同様
に短時間過電圧上昇係数を用いれば、VNmAは前記値よ
り、高い値を必要とする。
なお、本実施例では、磁器碍子の場合について示した
が、碍子碍子あるいは有機碍子の場合についても実施す
ることができる。又、第８図に示すように、頭部４に素
子９を組み込んでもよい。
が、碍子碍子あるいは有機碍子の場合についても実施す
ることができる。又、第８図に示すように、頭部４に素
子９を組み込んでもよい。
（第三発明） 第一発明あるいは第二発明により素子９の動作開始電圧
VNmAを、従来の200Vpeak/mmに比べ高く設定した結果、
概念的には第１図に示す様に、制限電圧特性つまり雷サ
ージ電流域のバリスタ電圧が1KV/mmを越え、2KV/mmに達
するというように全般的に高くなる弊害が生ずる。これ
が雷サージ電流（KA〜数10KA）での動作領域になると、
素子９の外側沿面でフラッシオーバを生ずる虞がある。
そこで、第一及び第二発明の実現を容易にするため、素
子外側沿面から、取付筒部８の内壁面までの空間の絶縁
を強化することにより、前記弊害を除去あるいは改善し
たものが第三発明である。
VNmAを、従来の200Vpeak/mmに比べ高く設定した結果、
概念的には第１図に示す様に、制限電圧特性つまり雷サ
ージ電流域のバリスタ電圧が1KV/mmを越え、2KV/mmに達
するというように全般的に高くなる弊害が生ずる。これ
が雷サージ電流（KA〜数10KA）での動作領域になると、
素子９の外側沿面でフラッシオーバを生ずる虞がある。
そこで、第一及び第二発明の実現を容易にするため、素
子外側沿面から、取付筒部８の内壁面までの空間の絶縁
を強化することにより、前記弊害を除去あるいは改善し
たものが第三発明である。
ところで、素子９を収納する取付筒部８の密閉空間は、
従来の素子の場合、乾燥清浄な空気のゲージ圧力以下で
あっても、素子の雷サージ電流域におけるバリスタ電圧
によって生じる気体中のフラッシオーバを防止し、素子
機能を発現させることが可能であった。すなわち、理想
的平等電界下における空気の絶縁強度は、絶縁試験法ハ
ンドブック（社団法人電気学会）によれば、約２〜3KV/
mmであり、素子端部の電極及びその近傍の電位を有する
金属等の電極構成要素によって不平等電界になるとして
も、電気学会技術報告（同電気学会）によれば、ほぼ80
0〜600V/mmの絶縁レバルを下回ることはなく、設計裕度
と電界緩和を考慮すれば、空気の適用も充分可能であつ
た。
従来の素子の場合、乾燥清浄な空気のゲージ圧力以下で
あっても、素子の雷サージ電流域におけるバリスタ電圧
によって生じる気体中のフラッシオーバを防止し、素子
機能を発現させることが可能であった。すなわち、理想
的平等電界下における空気の絶縁強度は、絶縁試験法ハ
ンドブック（社団法人電気学会）によれば、約２〜3KV/
mmであり、素子端部の電極及びその近傍の電位を有する
金属等の電極構成要素によって不平等電界になるとして
も、電気学会技術報告（同電気学会）によれば、ほぼ80
0〜600V/mmの絶縁レバルを下回ることはなく、設計裕度
と電界緩和を考慮すれば、空気の適用も充分可能であつ
た。
しかし、本発明による高い動作開始電圧の素子を使用す
ると、前記の通り雷サージ電流域におけるバリスタ電圧
が従来の素子の50％増し以上、すなわち1.8KV/mmを越
え、さらに理想的平等電界下における空気の絶縁強度の
それをも越えることがあり得る。そのため、素子の避雷
機能を十分に活用することなく、空気中でフラッシオー
バする。さらに、例えそれを越えないとしても、設計裕
度が少ないことによるコロナ劣化等の不都合が生じた
り、電界緩和レベルを理想モデルに近付ける必要がある
等の困難が伴う。これに対応するため、絶縁耐力の高い
材料を素子９の外側に配置することが必要となる。
ると、前記の通り雷サージ電流域におけるバリスタ電圧
が従来の素子の50％増し以上、すなわち1.8KV/mmを越
え、さらに理想的平等電界下における空気の絶縁強度の
それをも越えることがあり得る。そのため、素子の避雷
機能を十分に活用することなく、空気中でフラッシオー
バする。さらに、例えそれを越えないとしても、設計裕
度が少ないことによるコロナ劣化等の不都合が生じた
り、電界緩和レベルを理想モデルに近付ける必要がある
等の困難が伴う。これに対応するため、絶縁耐力の高い
材料を素子９の外側に配置することが必要となる。
絶縁媒体としては、次のようなものがある。
ａ酸化鉛を主成分とし融点が500℃以下の低融点無機硝
子 （12KV/mm） ｂ前述したSF6ガス （8.9KV/mm） ｃCO2ガス （3.1KV/mm ｄN2ガス （3.3KV/mm） ｅシリコン樹脂 （25KV/mm） ｆエポキシ樹脂 （19KV/mm） ｇエチレン・プロピレン・ジエチル・モノマー（20KV/m
m） （ ）内の数値は、平等電界を得られる電極を使用した
場合の絶縁耐力つまり交流耐電圧（実効値）を示す。
又、ガスの場合はゲージ圧力が0kg/cm2、常温、気体条
件下での測定結果を示す。
子 （12KV/mm） ｂ前述したSF6ガス （8.9KV/mm） ｃCO2ガス （3.1KV/mm ｄN2ガス （3.3KV/mm） ｅシリコン樹脂 （25KV/mm） ｆエポキシ樹脂 （19KV/mm） ｇエチレン・プロピレン・ジエチル・モノマー（20KV/m
m） （ ）内の数値は、平等電界を得られる電極を使用した
場合の絶縁耐力つまり交流耐電圧（実効値）を示す。
又、ガスの場合はゲージ圧力が0kg/cm2、常温、気体条
件下での測定結果を示す。
又、絶縁耐力は交流の耐電圧実効値で示したが、その波
高値換算電圧を雷インパルス耐電圧と見做してもそれほ
ど差し支えない。
高値換算電圧を雷インパルス耐電圧と見做してもそれほ
ど差し支えない。
第三発明の実施例を第９図によって説明すると、これに
用いた素子９の制限電圧は第１図に示すように、従来の
動作開始電圧VNmA＝200V/mmの素子に比べ1.5倍の高い制
限電圧となるため、取付筒部８の内壁と素子９外側沿面
との間に、融点が500℃の低融点無機ガラスよりなる無
機絶縁層26を充填して固化してあり、これにより、気中
絶縁に比較し高絶縁化されることから、素子９の動作開
始電圧をVNmA＝400V/mmに高く設定しても、素子９の外
側沿面が雷サージ電流によりフラッシオーバに至るのを
未然に防止できる。なお、素子９の両端面外周には仮焼
磁器よりなる絶縁リング27が接合されている。
用いた素子９の制限電圧は第１図に示すように、従来の
動作開始電圧VNmA＝200V/mmの素子に比べ1.5倍の高い制
限電圧となるため、取付筒部８の内壁と素子９外側沿面
との間に、融点が500℃の低融点無機ガラスよりなる無
機絶縁層26を充填して固化してあり、これにより、気中
絶縁に比較し高絶縁化されることから、素子９の動作開
始電圧をVNmA＝400V/mmに高く設定しても、素子９の外
側沿面が雷サージ電流によりフラッシオーバに至るのを
未然に防止できる。なお、素子９の両端面外周には仮焼
磁器よりなる絶縁リング27が接合されている。
又、前記無機硝子に代えて絶縁耐力のより高いエポキシ
樹脂を使用すると、素子９の動作開始電圧をVNmA＝500V
/mmに高く設定しても、素子９の外側沿面が雷サージ電
流によりフラッシオーバに至るのを未然に防止でき、取
付筒部８をさらに軽量、小型化することができる。
樹脂を使用すると、素子９の動作開始電圧をVNmA＝500V
/mmに高く設定しても、素子９の外側沿面が雷サージ電
流によりフラッシオーバに至るのを未然に防止でき、取
付筒部８をさらに軽量、小型化することができる。
以上詳述したように、請求項１記載の発明は従来の懸垂
碍子の連結長を変えることなく非直線抵抗素子を組み込
むことができる効果がある。
碍子の連結長を変えることなく非直線抵抗素子を組み込
むことができる効果がある。
また、請求項２記載の発明は請求項１記載の発明の効果
に加え、非直線抵抗素子を取付容器部の肉厚と同等以下
の長さにまで縮小して非直線抵抗素子を容易に組み込む
ことができる効果があり、更に、それにより、笠部に組
み込む方式のみでなく、磁器頭部に組み込むことが可能
となり、更に小さくできる効果がある。
に加え、非直線抵抗素子を取付容器部の肉厚と同等以下
の長さにまで縮小して非直線抵抗素子を容易に組み込む
ことができる効果があり、更に、それにより、笠部に組
み込む方式のみでなく、磁器頭部に組み込むことが可能
となり、更に小さくできる効果がある。
さらに、請求項３記載の発明は請求項１記載の発明又は
請求項２記載の発明により高くなった素子の制限電圧に
より素子の外側沿面がフラッシオーバに至るのを未然に
防止し、素子の避雷機能を有効に発現させる効果があ
る。
請求項２記載の発明により高くなった素子の制限電圧に
より素子の外側沿面がフラッシオーバに至るのを未然に
防止し、素子の避雷機能を有効に発現させる効果があ
る。
第１図は素子に流れるバリスタ電圧と電流との関係を示
すグラフ、第２図は非直線抵抗素子付近の拡大縦断面
図、第３図は懸垂型避雷碍子の半縦断面図、第４図は懸
垂碍子を連結した状態を示す半縦断面図、第５図は懸垂
碍子の平面図、第６図は懸垂碍子の可動角度と取付筒部
の全長との関係を示すグラフ、第７図及び第８図は懸垂
碍子の別例を示す半縦断面図、第９図は懸垂碍子の別例
を示す素子付近の縦断面図である。 １…碍子本体、２…笠部、６…キャップ金具、７…ピン
金具、８…取付筒部、９…非直線抵抗素子、V1mA…1mA
の電流を流すに必要な動作開始電圧、Ｔ…笠部２の肉
厚、Ｌ…取付筒部８の全長、Ｈ…非直線抵抗素子の長
さ。
すグラフ、第２図は非直線抵抗素子付近の拡大縦断面
図、第３図は懸垂型避雷碍子の半縦断面図、第４図は懸
垂碍子を連結した状態を示す半縦断面図、第５図は懸垂
碍子の平面図、第６図は懸垂碍子の可動角度と取付筒部
の全長との関係を示すグラフ、第７図及び第８図は懸垂
碍子の別例を示す半縦断面図、第９図は懸垂碍子の別例
を示す素子付近の縦断面図である。 １…碍子本体、２…笠部、６…キャップ金具、７…ピン
金具、８…取付筒部、９…非直線抵抗素子、V1mA…1mA
の電流を流すに必要な動作開始電圧、Ｔ…笠部２の肉
厚、Ｌ…取付筒部８の全長、Ｈ…非直線抵抗素子の長
さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 隆 愛知県春日井市西本町１丁目７番地
Claims (3)
- 【請求項１】懸垂碍子の碍子本体に酸化亜鉛素子等の非
直線抵抗素子を組み込んでなる懸垂型避雷碍子におい
て、 前記非直線抵抗素子のサージ吸収機能発現開始電圧を、
NmA（Ｎは１〜数mA）以上の電流が流れ始める電圧、即
ち動作開始電圧VNmAとし、非直線抵抗素子の電界方向軸
面の長さをHmmとすると、 VNmA/Hmm≧300V/mm の非直線抵抗素子を碍子本体に組み込んだことを特徴と
する懸垂型避雷碍子。 - 【請求項２】請求項１記載の発明において、懸垂碍子の
磁器又は硝子等によって構成される碍子本体の肉厚をTm
mとした場合、 Hmm≦Tmm として構成された懸垂型避雷碍子。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２において、内蔵され
る非直線抵抗素子と、これを内蔵する碍子本体の内壁と
の隙間に、硝子等の無機絶縁材あるいはエポキシ樹脂、
シリコン樹脂等の有機絶縁材を充填するか又はSF6，C
O2，N2等の絶縁性ガスを大気圧以上に封入した懸垂型避
雷碍子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024920A JPH077613B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 懸垂型避雷碍子 |
| US07/648,803 US5216570A (en) | 1990-02-02 | 1991-01-31 | Suspension-type line arrester |
| EP91300835A EP0440501B1 (en) | 1990-02-02 | 1991-02-01 | Insulators |
| DE69111841T DE69111841T2 (de) | 1990-02-02 | 1991-02-01 | Isolatoren. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024920A JPH077613B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 懸垂型避雷碍子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230424A JPH03230424A (ja) | 1991-10-14 |
| JPH077613B2 true JPH077613B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=12151582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024920A Expired - Lifetime JPH077613B2 (ja) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | 懸垂型避雷碍子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5216570A (ja) |
| EP (1) | EP0440501B1 (ja) |
| JP (1) | JPH077613B2 (ja) |
| DE (1) | DE69111841T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2837978B2 (ja) * | 1991-08-02 | 1998-12-16 | 日本碍子株式会社 | 避雷碍子及びその製造方法 |
| US6388197B1 (en) * | 2000-03-23 | 2002-05-14 | Hubbell Incorporated | Corona protection device of semiconductive rubber for polymer insulators |
| JP2001304281A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-10-31 | Nsk Ltd | 転がり軸受ユニット |
| US9464947B2 (en) * | 2012-10-19 | 2016-10-11 | Okazaki Manufacturing Company | Cryogenic temperature measuring resistor element |
| CN111373619B (zh) | 2017-09-29 | 2021-10-26 | 胡贝尔公司 | 电晕保护装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124242A (en) * | 1978-03-18 | 1979-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | Arrester for transmission line |
| JPS60927B2 (ja) * | 1980-01-18 | 1985-01-11 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
| JPS58225604A (ja) * | 1982-06-25 | 1983-12-27 | 株式会社東芝 | 酸化物電圧非直線抵抗体 |
| EP0165821B1 (en) * | 1984-06-22 | 1988-11-09 | Hitachi, Ltd. | Oxide resistor |
| ATE35344T1 (de) * | 1985-01-17 | 1988-07-15 | Siemens Bauelemente Ohg | Spannungsabhaengiger elektrischer widerstand (varistor). |
| JPS63136424A (ja) * | 1986-11-27 | 1988-06-08 | 日本碍子株式会社 | 避雷碍子 |
| JPH0831292B2 (ja) * | 1987-03-06 | 1996-03-27 | 東京電力株式会社 | 避雷碍子 |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2024920A patent/JPH077613B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-31 US US07/648,803 patent/US5216570A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-01 EP EP91300835A patent/EP0440501B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-01 DE DE69111841T patent/DE69111841T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5216570A (en) | 1993-06-01 |
| DE69111841T2 (de) | 1996-03-21 |
| JPH03230424A (ja) | 1991-10-14 |
| DE69111841D1 (de) | 1995-09-14 |
| EP0440501A3 (en) | 1992-06-17 |
| EP0440501A2 (en) | 1991-08-07 |
| EP0440501B1 (en) | 1995-08-09 |
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