JPS63313805A - 避雷器 - Google Patents

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、電圧電流特性が非直線性の材料からなる複数
個の避雷素子を収容する碍管が多層構造とされ、かつ前
記複数個の避雷素子相互間に導伝性材料からなる導伝媒
体を介在させた避雷器に係り、殊に高圧の架空送電用の
避雷装置に利用される。

（従来の技術） 避雷器としては、配電線用ならびに送電線用の避雷器が
知られているが、これらは、いづれも円筒状の碍管内へ
避雷素子を収容している。

そして、前記避雷素子は、当初炭化珪素（ＳｉＣ）を主
体として成形されているが、この避雷素子を使用する際
には直列ギャップを設けなければならないので応答特性
について放電の遅れが生じ、放電性能が良好でない問題
点を有し、この代替品として酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主体
とした焼成品からなる避雷素子が開発され、この種避雷
器に使用されるようになった。

酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主体とした焼成品の避雷素子は、
周知の通り電圧電流特性が非直線抵抗特性をもつもので
あって、直列ギャップの使用が不要となり、避雷器の性
能向上が図れること、あるいは避雷素子自体の劣化がな
いなど数々の有意性をもつものである。

以下、第３図の半分切欠縦断正面図に基づき従来の避雷
器を説明する。

碍管（１１は全体が陶磁性材料で成形された円筒状をな
し、その外周には尖端を沿面に加工した環状のかさ部（
１ａ）を複数条等間隔配置にして形成されている他、そ
の両端は開口されている。

そして、前記碍管（１）内には、当該碍管（１）線路側
開口部（図では上端に当る）に嵌着した線路側電極端子
（２）と電気的に接続した導伝性接続板（電極）（３）
が挿入配設されてあり、さらに当該導伝性接続板（３）
の直下には課電側電極（４）が当該導伝性接続板（３）
と電気的に接続して配設されると共に該課電側電極を囲
繞して弾性コイルばねを有する圧変器（５）が併設され
ている。

前記圧変器（５）は、当該圧支器の弾性コイルばねの付
勢保持力で固定される避雷素子（６）が２個直列配置し
て収容され、かつ前記碍管（１）の接地側開口部を密封
する底面金具（７）と電気的に接続されてい前記底面金
具（７）には、その内側に環状のシールリング（８）が
内設され、碍管（１）内への水分の侵入を防止するよう
にしであるが、さらには当該金具には接地側の電極端子
（９）が結合されている。

符号Ｑｆｌｌは、前記碍管（１）の線路側電極端子（２
）を包蔵するキャンプであって、当該端子を保護する他
、碍管開口部からの水分の侵入を阻止するためにシール
剤（ゴムなどの密封材）等（１２）を介在して碍管（１
）の上端に嵌着されている。

なお、符号（１１）は碍管（１）を支持し、架空送電線
等に取付けるための支持バンドである。

前記避雷素子（６）は、前述の通り、酸化亜鉛（ＺｎＯ
）を主体とし、スカンジウム（Ｓｃ）　、イツトリウム
（Ｙ）などの希土類元素と微量の金属酸化物を添加して
酸化亜鉛セラミックスとして焼成された電圧電流特性が
非直線抵抗特性を有する材料で形成されており、第３図
の避雷器では圧変器（４）の付勢保持力で固定されるよ
うな構成としであるが、これら避雷素子＋６１　［６１
を絶縁性の高い有機性材料で形成した円筒絶縁体（第３
図では図示省略）内へ収容固定し、当該円筒絶縁体を前
記碍管内へ収容する構成の避雷器も提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ′前述の構成の避雷器は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を焼成し
て成形された電圧電流特性が非直線性抵抗特性を有する
避雷素子を使用しているので、ｆｌ）直列ギャップの使
用が不要となり、避雷器としての性能を向上させること
ができる。

（２）動作責務時無続流で避雷素子の劣化がない。

（３）従来の避雷器に比し小形化ならびに軽量化が図れ
る。

（４）モールド型の避雷器の開発が可能となり、避雷器
としての使用条件が拡大される。

などの有意性をもっている。

しかしながら、旧来の避雷素子として上述の優れた効果
をもつ酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主体として焼成されたもの
を使用した避雷器にあっても以下の問題点を有している
。

′畳、への・　　　　の−占 前述の避雷器では、避雷素子２個を直列配置にし、上方
より圧支器の弾性力（約６０ｋｇ／ｃ＋ｆｌ）で付勢保
持するようにしている。

避雷素子を単数でなく、複数個使用する理由としては、
放電耐量の大小にも影響されるが、一般的に、避雷素子
は、大きな放電耐量を得るために該素子内部の均一性が
強く要求され、このため原材料の粉体の混合、粉砕を充
分に行い、分散度を高めるほか成形時に応力分布ができ
るだけ一様になるように造粒条件、成形条件を仔細に検
討しているが、この種材料で避雷素子を一体成形した場
合には、前述の如く電圧電流の非直線性抵抗特性を均一
にした避雷素子を成形することが設備上困難であり、止
むを得ず、避雷素子を電圧電流の非直線性抵抗特性の均
一性をもたせることができる大きさに成形し、避雷器の
仕様に適合した放電耐量を有するだけの避雷素子を複数
個使用するようにしている。

このように、複数個の避雷素子を碍管内に収容して使用
する際には、避雷素子相互の導通状態を良好にして固定
する必要がある。

何故ならば、避雷素子としての性能、 （１１常規大地電圧での連続使用にあっても熱破壊をお
こさない。

（２）急峻波過電圧に対しても放電の遅れがない。

（３）電圧・電流特性の温度依存性に変化がない。

（４）放電耐量が充分である。

（５）耐用寿命が長いこと。

を避雷素子の集合体として維持保全されていなければ、
避雷器としての本来性能が発揮できない。

このため、前述の通り、従来の避雷器では、圧支器の付
勢保持力で避雷素子を固定する手段が採用されているが
、避雷素子の端面ばメタリコン処理されている関係上、
端面が粗面状であって避雷素子相互において電気的に不
安定状態に接続されることとなり、安定した導通状態が
得られない。

避雷素子相互間の導通状態が不安定であれば、避雷素子
相互間においてアーク放電の現象が生じ、避雷素子自体
の電気的抵抗が減じ、素子自体の特性が乱され、その結
果、この種避雷素子２個の電圧・電流に対する非直線性
抵抗特性が損なわれ、所定の放電耐量が得られない。

以上の通り、前述の従来避雷器においては、圧支器の付
勢保持力が相当の弾性力をもたないと避雷素子間の電気
的接続を安定かつ良好に維持することが困難であり、ま
た、充分な圧点力を付勢しようとすれば、圧支器の大型
化に継かり、もって避雷器自体の小型化、軽量化が図れ
ないなどの副次的問題点を含め、避雷素子自体の劣化、
強いては避雷器自体の本来的な機能に対する障害が生ず
るなどの問題をもっている。

碍管の構成上の問題点 前述の通り、避雷器は避雷素子等を碍管内へ収容保持す
る他、当該碍管内への水分の侵入を阻止するための密封
構造とすると共に碍管内の気密性、絶縁性を高めるため
に乾燥空気や六フッ化イオウ（ＳＦ４）等の不活性ガス
を封入するようにしているために、避雷素子の集合体と
碍管とは間隙をもって収容されている。

ところが、この種避雷器は、配電用ならびに送電用とし
て使用され、配電用としてはそれほどの問題は生じない
が、山間部など自然環境が極めて厳しい送電用の避雷設
備に使用される場合には、雨風、その他の影響により避
雷器全体が横揺れ。

振動を受けることがしばしばであり、避雷器。

殊に碍管に引張りや曲げの応力を受ける。

従って、避雷器の碍管は、引張や曲げ強度の高い材質で
形成する必要があり、また、碍管内に収容する避雷素子
の位置ずれが生じないようにすると共に絶縁性をも高め
なければならないなどの必要性がある。

しかしながら、前述の避雷器では、上述の点を満足する
ものではなかった。

（本発明の目的） 本発明は前述の観点に鑑み、碍管内へ収容する避雷素子
に対する直列方向への付勢保持力と碍管に対しての引張
りや曲げ応力に充分な機械的強度をもった避雷器を提供
することにより、前記問題点を解決しようとする。

（問題点を解決するための手段） 碍管の両端開口部に対し、線路側電極端子ならびに接地
側電極端子を配挿してなり、前記碍管内には前記線路側
電極端子と電気的に接続した線路側電極、避雷素子に対
する付勢保持力を付与する圧支器、当該圧支器により付
勢保持される複数個の避雷素子ならびに当該避雷素子と
前記接地側電極端子とそれぞれ電気的に接続した接地側
電極を収容してなる他、前記碍管は、最外層が耐候性な
らびに熱収縮性を有する熱収縮性材料で形成され、かつ
前記避雷素子を密着保持する最内層は絶縁性を有する熱
収縮性材料で形成されてなる多層構造とし、さらに、前
記複数個の避雷素子相互間には導電性材料よりなる導伝
性媒体を配挿してなる構成を避雷器として採用すること
により前記問題点を解決する。

（実施例） 本発明の実施例を第１図の送電線への架設装置全体を示
す概念図および第２図の縦断正面図に基づき詳述する。

架設装置全体は第１図の概念図に示される通り、鉄塔（
Ｂ）のアーム部（Ｂ１）に吊下金具（Ｃ）により懸垂碍
子（Ｄ）が吊下され、当該懸垂碍子（Ｄ）下端には把持
金具（Ｆりにより電線（Ｆ）が把持固定されており、ま
た、把持金具（Ｅ）にはアーキングホーン（Ｇ）が上傾
斜状に設けられ、前記吊下金具（Ｃ）には本発明の避雷
器（Ａ）が取付金具（Ｈ）を介してアーキングホーン（
Ｇ）上方に配設されてなり、電線（Ｆ）に雷サージが発
生すると、この電圧は架設装置に印加されるが、この場
合電流は把持金具（Ｉｌ：）、アーキングホーン（Ｇ）
を経て避雷器（Ａ）、取付金具（Ｈ）ならびに鉄塔（Ｂ
）を経て大地へアースされる。

次に、本発明の避雷器（Ａ）の構成を第２図に基づき具
体的に説明する。

外周に尖端を沿面に加工したかさ部（２０ａ）を複数条
形成し、かつ両端部に開口部をもつ全体円筒状に形成し
た碍管（２０）の線路側開口部に、線路側電極端子（２
１）を課電側線路と電気的に接続できるように先端を突
出させて挿設してなり、他方、当該碍管（２０）の底面
開口部（接地側）には接地側型極端子（２２）が電気的
に接続されている接地側電極（２３）を挿設するが、前
記碍管（２０）は、最外層（２０１）はシリコン系樹脂
、フッ化樹脂、架橋ポリエチレン、エポキシ樹脂、耐候
性ゴム等の比較的機械的強度の高い特性を具備した熱収
縮性材料で形成し、最内層（２０２）は絶縁性が高い熱
収縮性絶縁材料で形成する他、これら最外層（２０１）
と最内１’！（２０２）との中間にはポリプロピレンな
どの機械的強度を補強する熱収縮性補強層（２０３）を
形成した多層構造としている。

更に、前記碍管（２０）内には、前記線路側電極端子（
２１）の直下に電極（２４）が電気的に接続した状態で
配設されてなる他、当該電極（２４）に電気的に接続し
た避雷素子（２５）を複数個直列に配設してなり、また
、前記避雷素子（２５）の最下位位置に配設された避雷
素子（２５）には前記接地側電極（２３）が電気的に接
続するように配設している。

他方、前記避雷素子（２５）の接触面、換言すれば、複
数個の避雷素子（２５）　（２５）の相互間には、マル
テンサイト変態した金属を数％変形し、そのあとマルテ
ンサイト変態を起す前の母相への逆変態が終了する温度
以上に加熱した時、変形前の形状に戻る特性をもつ合金
（例えばＴｉ−Ｎｉ合金（４９〜５／原子％　Ｎｉ）＋
　　Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金など）、即ち、ゴム弾性ある
いは曲げ擬弾性を有する金属箔（厚み０．１ｍｍ）から
なる導伝媒体（２７）を介在させ、前記圧変器の付勢弾
力と共に当該導伝媒体（２７）の避雷素子（２５）　（
２５）・・・間における圧さくによる密着構成により強
固に付勢保持するようにする。

さらに、前記導伝媒体は、アルミニウムＰ！（０，１１
１１１１１厚み、硬度Ｈｖ２５．伸び７％以上、引張力
１０ｋｇ／ｄ）、銅箔としてもよいし、アルミニウム線
（ＡＩ　９９．７％、不純物Ｓｉ、　Ｆｅ＋　Ｃｕ＋　
Ｍｎ等）あるいは、アルミナ（Ａｘｔ　０３）等酸化物
を粉末状にしてよく、避雷素子（２５）の膨張係数に近
い膨張係数を有し、または避雷素子（２５）に雷サージ
による高電流が流れた場合にあっても避雷素子（２５）
　（２５）・・・間に密着し、かつそれに対応する如く
塑性変形が生ずるような材料であればよい。

また、上記材質によるものを塗布するようにしても同効
である。

符号（２８）は、線路側カバー金具であって、前記碍管
（２０）の線路側開口部に突出した線路側電極端子（２
１）を包蔵するようにシール剤（２９）ならびに密封リ
ング（３０）を内在して嵌着してあり、碍管（２０）内
への雨水、塵埃等の侵入を阻止する役目を果たす他、前
記線路側電極端子（２１）と電気的に接続し、かつ線路
側電線（３１）と接続するようにしている符号（３２）
は、安全キャンプであって前記線路側カバー（２８）を
内包して嵌着されている。

符号（３３）は、前記碍管（２０）の接地側開口部（底
面）を密封する密封用の金具であって、密封リング（３
４）を内在して当該碍管の接地側開口部からの雨水、塵
埃等の有害物の侵入を阻止する他、碍管（２０）に配装
された接地側電極（２３）と接地側端子（２２）とを電
気的に接続するようにしている。

符号（３５）は、碍管（２０）を架空送電線等へ取付け
る支持バンドである。

本発明の避雷器は、以上の実施例の通り構成されている
が、碍管（２０）の構造を最外層と最内層との２層構造
とする構成はもとより、中間層を多数層にした構成、碍
管（２０）の外周に数条のかさ部（２０ａ）を形成しな
い構成も本実施例に含まれる。

そして、避雷器（Ａ）を製作組立する場合は、碍管（２
０）内に避雷素子（２５）、電極（２３）　（２４）等
を収容したのち加熱収縮し、その後、碍管（２０）両端
開口部が密封機器を装填するようにする。

（発明の効果） 本発明の避雷器（Ａ）は、前記の構成を採用したことに
より、常には気密を確実に保持して避雷素子の吸湿等に
よる劣化を防止する避雷器本来の機能を維持保全できる
ことは云うまでもなく、避雷素子に対する付勢保持が碍
管内の圧支器の付勢保持力と避雷素子相互間に介在させ
た導伝性媒体との密着力とによって為されるので、前記
圧支器の付勢力を従来のこの種避雷器に用いられる避雷
素子に対する付勢力より４０％程度軽減することが可能
となり、もって、圧支器自体を小型化、軽量化すること
となり、避雷器全体の小型・軽量化が図れる有意性をも
つ。他方、碍管の構成を機械的強度に対して強い特性を
有する熱収縮性材料の多層構造としたので、雨風、振動
を受は易い送電線に架設された場合にも充分な耐候力を
発揮し、耐用寿命の格段の向上が図れる有意性を有する
他、碍管自体が加熱により収縮して内部に収容する避雷
素子等がずれないように強固に保持できるので避雷素子
の劣化を防止できる。

更に、碍管内をより気密状態に維持できるので碍管内へ
の水分の侵入をより向上することができる利点を有する
等従来の避雷器に比して優れた効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明避雷器の送電線への架設状態を示す概念
図、第２図は本発明の避雷器の実施例を示す縦断正面図
、第３図は従来の避雷器を示す半分切欠縦断正面図であ
る。 符号の名称は次の通りである。 （＾）は避雷器、　（２０）は碍管、　（２０１）は碍
管の最外層、　（２０２）は碍管の最内層、　（２０３
）は碍管の中間層、　（２１）は線路側電極端子、　（
２２）は接地側電極端子、　（２３）（２４）は電極、
　（２５）（２５）・・・は避雷素子。 （２６）は圧支器、　（２７）は導伝性媒体、　（２８
）は線路側カバー金具、　（３３）は碍管底部密封金具
、　（３２）は安全キャンプ。 特許出願人　　音羽電機工業株式会社 代理人　　　　弁理士　金　丸　章　−】も２ｍ ′７２　　　　　　　”　　　１ノ ＼さ〉 、Ｖ し ２？ ２１　　　　　　　　　〜 衣　　　。 ２ｖ／、りＣ ス今 ２、．１　　　” ２）３　”　’　　　” ２０２　　　　　　２７Ｅ 、４　　　　　、　　　　　２５ ２５　　　　　　　　　　　　　　２ン２〜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）碍管の両端開口部に対し、線路側電極端子ならび
   に接地側電極端子を配挿してなり、前記碍管内には前記
   線路側電極端子と電気的に接続した線路側電極、避雷素
   子に対する付勢保持力を付与する圧支器、当該圧支器に
   より付勢保持される複数個の避雷素子ならびに当該避雷
   素子と前記接地側電極端子とそれぞれ電気的に接続した
   接地側電極を収容してなる他、前記碍管は、最外層が耐
   候性ならびに熱収縮性を有する熱収縮性材料で形成され
   、かつ前記避雷素子を密着保持する最内層は絶縁性を有
   する熱収縮性材料で形成されてなる多層構造とし、さら
   に、前記複数個の避雷素子相互間には導電性材料よりな
   る導伝性媒体を配挿してなることを特徴とする避雷器。
2. （２）多層構造の碍管が、最外層は機械的強度の大きい
   熱収縮性材料とし、最内層は絶縁性を有する熱収縮性材
   料とする他、これら最外層と最内層との中間層は防曝性
   と機械的強度補強用の熱収縮性材料で形成された３層構
   造としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   避雷器。
3. （３）碍管の最外層は、シリコン系樹脂、弗化樹脂、架
   橋ポリエチレン、エポキシ樹脂、耐候性ゴムなど機械的
   強度が大きく熱収縮性をする材料とし、中間層はポリプ
   ロピレンなどの機械的強度補強用熱収縮性材料ならびに
   最内層は絶縁特性を有する熱収縮性材料で形成してなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の避雷器。
4. （４）導電性材料からなる導伝媒体は、Ｔｉ−Ｎｉ合金
   、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金などゴム弾性、曲げ擬弾性を有
   する金属箔、線、もしくはアルミニウム、銅などの粉末
   、ならびに導伝性接着剤であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の避雷器。