JPS6187301A - 避雷装置 - Google Patents
避雷装置Info
- Publication number
- JPS6187301A JPS6187301A JP59208052A JP20805284A JPS6187301A JP S6187301 A JPS6187301 A JP S6187301A JP 59208052 A JP59208052 A JP 59208052A JP 20805284 A JP20805284 A JP 20805284A JP S6187301 A JPS6187301 A JP S6187301A
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- Japan
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- voltage
- lightning arrester
- resistance element
- nonlinear resistance
- ratio
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- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
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〕
この発明は、酸化亜鉛形避雷装置、特にその内謬！（収
容する非直線抵抗素子の配列の仕方に工夫ゲ凝らした避
雷装置に関するものである。
容する非直線抵抗素子の配列の仕方に工夫ゲ凝らした避
雷装置に関するものである。
避雷装置は、１！力系統に発生する異常電圧を抑制し、
系統に接続される各種の被保護機器の絶縁破壊事故を防
止する。一般に避雷装置は、一定の過電圧レベルになれ
ば電流を放電し、また常規の運転電圧などの一定の電圧
レベルでは何ら動作せず、普通の絶縁物に近い特性を示
す。
系統に接続される各種の被保護機器の絶縁破壊事故を防
止する。一般に避雷装置は、一定の過電圧レベルになれ
ば電流を放電し、また常規の運転電圧などの一定の電圧
レベルでは何ら動作せず、普通の絶縁物に近い特性を示
す。
このような避雷装置として、現在、酸化亜鉛形避雷装置
が主流となっており、その代表的な例を説明する。第３
図は碍子形の酸化亜鉛形避雷装置を示す側断面図であり
１図においＣ（１）は碍管容器であってその両端部にフ
ランジ（２）を有している。
が主流となっており、その代表的な例を説明する。第３
図は碍子形の酸化亜鉛形避雷装置を示す側断面図であり
１図においＣ（１）は碍管容器であってその両端部にフ
ランジ（２）を有している。
（３）は酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物の焼結体か
ら成る非直線抵抗素子を複数枚（、？／）〜（３ｎ）直
列接続して構成された非直線抵抗素子柱である。
ら成る非直線抵抗素子を複数枚（、？／）〜（３ｎ）直
列接続して構成された非直線抵抗素子柱である。
この非直線抵抗素子柱（３）は、バネ（４’ｌを介して
密閉用フタＣｊ）にバネ圧で固定される。
密閉用フタＣｊ）にバネ圧で固定される。
次に動作について説明する。この第３図の避雷装置に雷
サージなどの異常電圧が襲来すると、過電圧に対して非
直線抵抗素子柱（３）は、その抵抗が大幅に小さくなり
、従って密閉用フタ（！ｒ）およびバネ（ｌＩ）を介し
てサージ電流を流し、これにより過電圧を固定レベル以
下に抑制する。一方、異常電圧抑制後は、非直１ｌｉＩ
ｉ！抵抗素子柱＜３）の抵抗が非常に高くなるため、非
直線抵抗素子柱（３）は普通の絶縁物に近い特性を示す
。このような通常の連続使用電圧に対しては、避雷装置
内部の電圧分担が避雷装置の課電寿命や熱安定性に影響
するようになる。
サージなどの異常電圧が襲来すると、過電圧に対して非
直線抵抗素子柱（３）は、その抵抗が大幅に小さくなり
、従って密閉用フタ（！ｒ）およびバネ（ｌＩ）を介し
てサージ電流を流し、これにより過電圧を固定レベル以
下に抑制する。一方、異常電圧抑制後は、非直１ｌｉＩ
ｉ！抵抗素子柱＜３）の抵抗が非常に高くなるため、非
直線抵抗素子柱（３）は普通の絶縁物に近い特性を示す
。このような通常の連続使用電圧に対しては、避雷装置
内部の電圧分担が避雷装置の課電寿命や熱安定性に影響
するようになる。
以下、この特性を図を用いて説明する。
第７図は、第３図に示した避雷装置の等価回路を示す回
路図で、簡単化のため非直線抵抗素子柱（，７）がダ枚
の非直線抵抗素子（３１）〜（，７ｕ）から成る場合を
示す。およびＣ（３ｉ〜Ｃｅｆ１は各非直線抵抗素子（
３／）、（３，２）、（３コ）、（，７１Ｉ）のそれぞ
れ非直線抵抗および消電容量であり、 Ｃｓｔ ％ Ｃ
ｓｓは対地浮遊容量である。避雷装置の形状や大きさに
もよるが、概略、系統電圧／ＪダｋＶ以上のｉ！雷装置
では、対地浮遊容量Ｃｓｔ −Ｃ５Ｊの並列静電容？値
は各非直線抵抗素子の静電容量Ｃｅ１− Ｃｅａの百列
静延答量値より犬きくなる。さらに通常の連続使用電圧
では、各非直線抵抗素子の抵抗よりもその静電容量によ
る容ｉ１Ｊアクタンスの方が小さく。
路図で、簡単化のため非直線抵抗素子柱（，７）がダ枚
の非直線抵抗素子（３１）〜（，７ｕ）から成る場合を
示す。およびＣ（３ｉ〜Ｃｅｆ１は各非直線抵抗素子（
３／）、（３，２）、（３コ）、（，７１Ｉ）のそれぞ
れ非直線抵抗および消電容量であり、 Ｃｓｔ ％ Ｃ
ｓｓは対地浮遊容量である。避雷装置の形状や大きさに
もよるが、概略、系統電圧／ＪダｋＶ以上のｉ！雷装置
では、対地浮遊容量Ｃｓｔ −Ｃ５Ｊの並列静電容？値
は各非直線抵抗素子の静電容量Ｃｅ１− Ｃｅａの百列
静延答量値より犬きくなる。さらに通常の連続使用電圧
では、各非直線抵抗素子の抵抗よりもその静電容量によ
る容ｉ１Ｊアクタンスの方が小さく。
数％〜約約２０程程である。このため１通常の連続使用
電圧では、対地浮遊容量Ｃｓｔ〜Ｃｓ、ｙのＶ響を父け
、非直線抵抗素子柱３の電圧分担が不平等になる。即ち
、第１Ｉ図の等価回路から分るように各非直線抵抗素子
に流れる電流をＩｅｌ〜Ｉｅ＜＋とすると、高圧側程非
直戯抵抗素子に流れる電流Ｉｅが大きく、それによる電
圧降下も大きくなるためである。
電圧では、対地浮遊容量Ｃｓｔ〜Ｃｓ、ｙのＶ響を父け
、非直線抵抗素子柱３の電圧分担が不平等になる。即ち
、第１Ｉ図の等価回路から分るように各非直線抵抗素子
に流れる電流をＩｅｌ〜Ｉｅ＜＋とすると、高圧側程非
直戯抵抗素子に流れる電流Ｉｅが大きく、それによる電
圧降下も大きくなるためである。
第３図（ａ） 、 （ｂｌは、それぞれ第３図：／Ｃ示
した辷１装置の非直線抵抗素子柱（１）の電位分布特性
および素子１枚当りの電圧特性を示す。破線は対地浮遊
容量Ｃｓｔ ％ Ｃ５Ｊがないと仮定したときに得られ
る電圧分担が平等な場合で、連続使用電圧において各非
直線抵抗素子柱加わる電圧は第５図（ｂ）から均等であ
ることが分る。しかし、対地浮遊容量を含めると破線の
カーブはそれぞれ実線の電圧分担不平等のカーブとなり
、＠！ｒ図（ｂ）から分るように高圧側の非直線抵抗素
子に他の非直線抵抗素子より大きな電圧が加わるように
なる。
した辷１装置の非直線抵抗素子柱（１）の電位分布特性
および素子１枚当りの電圧特性を示す。破線は対地浮遊
容量Ｃｓｔ ％ Ｃ５Ｊがないと仮定したときに得られ
る電圧分担が平等な場合で、連続使用電圧において各非
直線抵抗素子柱加わる電圧は第５図（ｂ）から均等であ
ることが分る。しかし、対地浮遊容量を含めると破線の
カーブはそれぞれ実線の電圧分担不平等のカーブとなり
、＠！ｒ図（ｂ）から分るように高圧側の非直線抵抗素
子に他の非直線抵抗素子より大きな電圧が加わるように
なる。
このように、避雷装置の電圧分担が不平等であると、一
部の非直線抵抗素子に設定値以上の電圧が加わるように
なり、この部分の非直線抵抗素子が大きく課電劣化を起
こし、ひいては避雷装置全体の課電寿命を短クシ、熱安
定性を悪化する可能性があった。このため大きな定格の
避雷装置では。
部の非直線抵抗素子に設定値以上の電圧が加わるように
なり、この部分の非直線抵抗素子が大きく課電劣化を起
こし、ひいては避雷装置全体の課電寿命を短クシ、熱安
定性を悪化する可能性があった。このため大きな定格の
避雷装置では。
電圧分担均一化のための分圧コンデンサを付加したり、
大形の分圧シールドを必要とするので装置が大形で高価
なものとなる問題点があった。
大形の分圧シールドを必要とするので装置が大形で高価
なものとなる問題点があった。
この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、各非直線抵抗素子の電圧分担が均一な避雷装
置を得ることを目的とする。
たもので、各非直線抵抗素子の電圧分担が均一な避雷装
置を得ることを目的とする。
この発明に係る避雷装置は、比ＶＮｍＡ／Ｚｃの大きい
非直線抵抗素子を高圧側に配置したものである。
非直線抵抗素子を高圧側に配置したものである。
この発明においては、比ｖＮｍ人／Ｚｃの大きい非直線
抵抗素子を高圧側に配置し、しかも高圧側から接地側に
順番に配列することにより、避雷装置の電圧分担が平等
になる。、 〔実施例〕 以下、この発明の考え方を図面について説明する。第２
図は、各非直線抵抗素子の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を
示す図である。避雷器直列ギャップに対応させるため、
動作開始電圧が設定されており、それは電流ＮｍＡ （
通常ｌ〜ＪｍＡの電流を使用する）での電圧を言う。こ
のＶ−Ｉ特性は。
抵抗素子を高圧側に配置し、しかも高圧側から接地側に
順番に配列することにより、避雷装置の電圧分担が平等
になる。、 〔実施例〕 以下、この発明の考え方を図面について説明する。第２
図は、各非直線抵抗素子の電圧−電流（Ｖ−Ｉ）特性を
示す図である。避雷器直列ギャップに対応させるため、
動作開始電圧が設定されており、それは電流ＮｍＡ （
通常ｌ〜ＪｍＡの電流を使用する）での電圧を言う。こ
のＶ−Ｉ特性は。
広い電流範囲特に珈仏〜／ ＯＫＡにお（、・て、電圧
の変化が少ない優れた非直線性を糸しており、この領域
では、非直線抵抗素子を大量に製作した場合でも、はぼ
同一の安定なＶ−Ｉカーブが得られる。一方、 ＮｍＡ
以下の小電流領域のＶ−Ｉ特性は。
の変化が少ない優れた非直線性を糸しており、この領域
では、非直線抵抗素子を大量に製作した場合でも、はぼ
同一の安定なＶ−Ｉカーブが得られる。一方、 ＮｍＡ
以下の小電流領域のＶ−Ｉ特性は。
あまり非直線性を示さず、かつ、素子大ｉｆｆ炸時には
１図中斜線で示すようなバラツキが大きく。
１図中斜線で示すようなバラツキが大きく。
これは同一電圧に対して最大約±２Ｑ％程度もある。
一方、非直線抵抗素子の課電寿命は１図中に示した連続
使用電圧と動作開始電圧の比、即ち課電率Ｐに依存する
。一般に課電率Ｐが１０％増加すると１課電寿命は約１
桁縮まるとされており、避雷装置の電圧分担の不平等性
をなくし平均した一定の課電率で使用することが避雷装
置の寿命を高める方法である。
使用電圧と動作開始電圧の比、即ち課電率Ｐに依存する
。一般に課電率Ｐが１０％増加すると１課電寿命は約１
桁縮まるとされており、避雷装置の電圧分担の不平等性
をなくし平均した一定の課電率で使用することが避雷装
置の寿命を高める方法である。
この発明は、非直線抵抗素子が持っているこのような特
性を利用したものである。先ず、各非直線抵抗素子の動
作開始電圧ＶＮｍＡを測定する。医用素子数で割った平
均的なもの）で漏れ電流を測定する。そして両者の比か
らインピーダンスＺｃを求める。このようにして求めた
Ｚｃと上述のＶＮｍＡとから更に比−エヌν・を下記の
ようにして求ｃ める。
性を利用したものである。先ず、各非直線抵抗素子の動
作開始電圧ＶＮｍＡを測定する。医用素子数で割った平
均的なもの）で漏れ電流を測定する。そして両者の比か
らインピーダンスＺｃを求める。このようにして求めた
Ｚｃと上述のＶＮｍＡとから更に比−エヌν・を下記の
ようにして求ｃ める。
ここで、比ｖｘｍＡ／ Ｚｃは、非直線抵抗素子の適用
を決める指標で、大きな値を持つ素子程高課高率の所に
配置するのがこの発明の考え方である。
を決める指標で、大きな値を持つ素子程高課高率の所に
配置するのがこの発明の考え方である。
以下、この比の導出について説明する。動作開始ｉｔ圧
ｖＮｍ人、インピーダンスＺｃの非直線抵抗素子に連続
使用電圧（Ｐ Ｘ ＶＮｚ＊ ）を課電したとき。
ｖＮｍ人、インピーダンスＺｃの非直線抵抗素子に連続
使用電圧（Ｐ Ｘ ＶＮｚ＊ ）を課電したとき。
非直線抵抗素子に流れる電流をＩｅとすると１次式の関
係が成立する。
係が成立する。
Ｚｃ
Ｐを移項すると
Ｚｃ
ここで、避雷装置の各非直線抵抗素子の課電率Ｐを一定
にするためには、Ｐ＝一定とおいて０次式を成立させる
必要がある。
にするためには、Ｐ＝一定とおいて０次式を成立させる
必要がある。
ｖＮｍ人
ｏｃ工６
Ｚｃ
第７図の等価回路について述べたように、高圧側にある
電圧分担が高い非直線抵抗素子には他のの大きい非直線
抵抗素子を配置すれば、上式を満足することが可能であ
る。
電圧分担が高い非直線抵抗素子には他のの大きい非直線
抵抗素子を配置すれば、上式を満足することが可能であ
る。
なお、この発明による避雷装置の構造は、第１図のもの
と全く同じであり、雷サージなどの異常電圧抑効果は何
ら変化しない。
と全く同じであり、雷サージなどの異常電圧抑効果は何
ら変化しない。
次にこの発明による避雷装置の通常の連続使用電圧にお
ける電圧分担特性について説明する。第１図（ａ） 、
（ｂ）は、この発明における非直線抵抗素子柱（３）
の電圧分担特性の一例で、それぞれ電圧分布特性および
素子１枚当りの電圧特性である。図中の実線は、高電圧
側から接地側に向って比ＶｇＩＡ／Ｚｃの大きい非直線
抵抗素子から順番に配列した場合であり、任意に配列し
た第Ｓ図（ａ） 、 （ｂｌの場合と比較Ｔると、高圧
側部分にある非直線抵抗素子に加わる電圧は大幅に小さ
くなり、破線の電圧分担平等の場合に近い特性を示す。
ける電圧分担特性について説明する。第１図（ａ） 、
（ｂ）は、この発明における非直線抵抗素子柱（３）
の電圧分担特性の一例で、それぞれ電圧分布特性および
素子１枚当りの電圧特性である。図中の実線は、高電圧
側から接地側に向って比ＶｇＩＡ／Ｚｃの大きい非直線
抵抗素子から順番に配列した場合であり、任意に配列し
た第Ｓ図（ａ） 、 （ｂｌの場合と比較Ｔると、高圧
側部分にある非直線抵抗素子に加わる電圧は大幅に小さ
くなり、破線の電圧分担平等の場合に近い特性を示す。
また、他の実施例として、上述のＺｃの代りに非直線抵
抗素子の容−１ｉ １Ｊアクタンスｌ／ωＣｅ を用
いても同様な効果が得られる。これは２通常の連続使用
電圧付近では非直線抵抗素子の抵抗がｌ／ωＣｅより十
分大きく、無視できるためである。
抗素子の容−１ｉ １Ｊアクタンスｌ／ωＣｅ を用
いても同様な効果が得られる。これは２通常の連続使用
電圧付近では非直線抵抗素子の抵抗がｌ／ωＣｅより十
分大きく、無視できるためである。
この発明は以上説明したとおり避雷装置の高圧したこと
により、避雷装置の電圧分担が平等になり、一部の高課
電率の非直線抵抗素子が大きく課電劣化するようなこと
がなくなる。このことは。
により、避雷装置の電圧分担が平等になり、一部の高課
電率の非直線抵抗素子が大きく課電劣化するようなこと
がなくなる。このことは。
避雷装置全体の課電寿命を長くするのみならす熱安定性
も向上させることが可能になり、大きな定格の避雷装置
では、！圧分担均−化のための分圧コンデンサをより小
容量のものにできたり、小形の分圧シールドで済むとい
う効果を生じる。
も向上させることが可能になり、大きな定格の避雷装置
では、！圧分担均−化のための分圧コンデンサをより小
容量のものにできたり、小形の分圧シールドで済むとい
う効果を生じる。
第１図はこの発明による避雷装置中の非直線抵抗素子柱
の電圧分布特性（ａ）と素子１枚当りの電圧特性（ｂ）
を示す図、第２図をま各非直線抵抗素子の電圧−電流（
Ｖ−Ｉ）特性を示す図、第３図は現在使用中の避雷装置
を示す側断面口、第を図は第３図に示した避雷装置の等
価回路を示す回路図、第３図は従来の避雷装置における
非直線抵抗素子柱の電圧分布特性（ａｔと素子１枚当り
の電圧特性（ｂ）を示す図である。 図において、（３）は非直線抵抗素子柱、（３１）〜（
３ｎ）は非直線抵抗素子、 Ｖ、、人は′非直線抵抗素
子の動作開始電圧、 Ｚｃは非直線抵抗素子のインピ
ーダンスである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 竿１図 （Ｑ） （ｂ） 篤２図 ！
の電圧分布特性（ａ）と素子１枚当りの電圧特性（ｂ）
を示す図、第２図をま各非直線抵抗素子の電圧−電流（
Ｖ−Ｉ）特性を示す図、第３図は現在使用中の避雷装置
を示す側断面口、第を図は第３図に示した避雷装置の等
価回路を示す回路図、第３図は従来の避雷装置における
非直線抵抗素子柱の電圧分布特性（ａｔと素子１枚当り
の電圧特性（ｂ）を示す図である。 図において、（３）は非直線抵抗素子柱、（３１）〜（
３ｎ）は非直線抵抗素子、 Ｖ、、人は′非直線抵抗素
子の動作開始電圧、 Ｚｃは非直線抵抗素子のインピ
ーダンスである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 竿１図 （Ｑ） （ｂ） 篤２図 ！
Claims (4)
- （１）酸化亜鉛を主成分とする金属酸化物から成る非直
線抵抗素子を複数枚直列接続して構成された非直線抵抗
素子柱を備える避雷装置において、各非直線抵抗素子に
ついて、測定した動作開始電圧Ｖ＿Ｎ＿ｍ＿Ａと所定の
電圧において測定した漏れ電流とからインピーダンスＺ
ｃを求め、これらのＶ＿Ｎ＿ｍ＿ＡとＺｃから更に比Ｖ
＿Ｎ＿ｍ＿Ａ／Ｚｃを求め、この比の大きい非直線抵抗
素子を前記避雷装置の高圧側に配置したことを特徴とす
る避雷装置。 - （２）避雷装置の高圧側から接地側に向つて比Ｖ＿Ｎ＿
ｍ＿Ａ／Ｚｃの大きい非直線抵抗素子から順番に配列し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の避雷装
置。 - （３）漏れ電流を測定する所定の電圧が連続使用電圧で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
項記載の避雷装置。 - （４）Ｚｃの代りに非直線抵抗素子の容量リアクタンス
１／（ωＣｅ）を使用することを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項記載の避雷装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208052A JPS6187301A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 避雷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59208052A JPS6187301A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 避雷装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187301A true JPS6187301A (ja) | 1986-05-02 |
| JPH0577165B2 JPH0577165B2 (ja) | 1993-10-26 |
Family
ID=16549843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59208052A Granted JPS6187301A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 避雷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187301A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4929437A (ja) * | 1972-07-20 | 1974-03-15 | ||
| JPS54144956A (en) * | 1978-05-02 | 1979-11-12 | Tokyo Shibaura Electric Co | Gapless lightning arrestor |
| JPS5596585A (en) * | 1979-01-18 | 1980-07-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of assembling arrester |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP59208052A patent/JPS6187301A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4929437A (ja) * | 1972-07-20 | 1974-03-15 | ||
| JPS54144956A (en) * | 1978-05-02 | 1979-11-12 | Tokyo Shibaura Electric Co | Gapless lightning arrestor |
| JPS5596585A (en) * | 1979-01-18 | 1980-07-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of assembling arrester |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0577165B2 (ja) | 1993-10-26 |
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