JP2005033033A

JP2005033033A - 避雷器モジュールの組立方法

Info

Publication number: JP2005033033A
Application number: JP2003271515A
Authority: JP
Inventors: Taisuke Onishi; 泰輔大西
Original assignee: Otowa Electric Co Ltd
Current assignee: Otowa Electric Co Ltd
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】避雷器における避雷器モジュールの組立において、その作業効率を向上させる。
【解決手段】非直線性の電流電圧特性を有する限流素子１を一対の金具２２，２３間に挟み込んで限流素子１の周囲に配設された複数の絶縁棒２５の両端を金具２２，２３に固定する避雷器モジュール２１の組立方法において、金具２２，２３の外側周縁部に凹溝２４を形成し、その凹溝２４に絶縁棒２５の端部を嵌入させ、凹溝２４の開口周縁部の外側から押え治具２６をその開口周縁部に押圧することにより金具２２，２３へ圧縮荷重を付与し、その圧縮荷重の付与により凹溝２４の開口周縁部を塑性変形によりかしめて絶縁棒２５の端部を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は避雷器モジュールの組立方法に関し、詳しくは、送配電線の周辺設備を雷サージ等から保護するための避雷器における主要構成部品をユニット化した避雷器モジュールの組立方法に関する。

一般的に、高圧や特高の送配電線付近への落雷時、雷サージ等による異常電圧が発生した際、送配電線の周辺設備を雷サージ等から保護するため、送配電線の接地側と電線側との間に避雷器を取り付けている。その避雷器の一例を図１１に示す。

この避雷器は、複数の限流素子１からなる避雷器モジュール２を絶縁性の碍管３に収納した構造を具備する。この避雷器モジュール２は、サージ電圧に対して低抵抗、送配電線の通常の対地電圧に対して高抵抗を示す非直線性の電流電圧特性を有するＺｎＯ等からなる複数の限流素子１と、それら限流素子１の両端で一対の板状金具４，５（以下、上部金具４および下部金具５と称す）とを同軸上に配置し、前記限流素子１を上部金具４と下部金具５間に挟み込んでユニット化した構造を具備する。

避雷器モジュール２において、図９および図１０に示すように下部金具５の四隅に絶縁棒６が植設されており、上部金具４の四隅に絶縁棒６よりも大径の孔７が貫通形成されている。下部金具５上に複数の限流素子１を載置して配列させ、その上から上部金具４を載置する。この上部金具４の孔７に絶縁棒６を挿通させ、その絶縁棒６の先端に形成された雄ねじ８にナット９を螺合させて締め付け固定することにより、限流素子１と上部金具４および下部金具５をユニット化している（例えば特許文献１参照）。

この避雷器モジュール２は、前述したように筒状の絶縁性碍管３内に収納される。具体的に、碍管３の下端開口部を下部端板１１で気密的に封止し、その下部端板１１と避雷器モジュール２の下部金具５との間に下部スペーサ１３を配置している。また、碍管３の上端開口部を上部端板１０で気密的に封止し、その上部端板１０と避雷器モジュール２の上部金具４との間にスプリング１４および上部スペーサ１２を配置している。

上部端板１０、下部端板１１、上部スペーサ１２および下部スペーサ１３はいずれも金属製であり、スプリング１４の弾性力により、避雷器モジュール２に対して押圧力を作用させることにより、上部スペーサ１２、避雷器モジュール２の上部金具４、限流素子１および下部金具５、下部スペーサ１３を所定の加圧力でもって押圧して密着させることによって、確実な電気的接続状態を得ている。なお、図示しないが、上部端板１０には、例えば電線側となる上部端子電極が、また、下部端板１１には、例えば接地側となる下部端子電極がそれぞれ装着される。

この避雷器では、雷サージ等による異常電圧が発生すると、限流素子１が低抵抗となってこれを瞬時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅すれば、限流素子１が高抵抗となって通常の対地電圧を遮断する。この弁作用により、送配電線の周辺設備を雷サージ等から保護するようにしている。
特開平５−１３１４２号公報

ところで、従来の避雷器では、前述したように複数の限流素子１を上部金具４および下部金具５で挟み込んで絶縁棒６を介してナット止めした避雷器モジュール２を使用していた。そのため、避雷器モジュール２の組立において、複数本の絶縁棒６の先端に形成された雄ねじ８にナット９をそれぞれ螺合させて締め付け固定しなければならず、作業効率に難点があった。これを解決するために、絶縁棒の端部にくびれ部を設け、このくびれ部に止め輪を装着することでネジ止めを不要とした構造が提案されている（特開２００２−２７０４０５号公報）。この構造によれば、部材の加工やナットに代わる部材の手当て、さらにはその取り付けが必要となり、作業効率の向上には限界があった。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、避雷器における避雷器モジュールの組立において、その作業効率の向上を図り得る避雷器モジュールの組立方法を提供することにある。

前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の金具間に挟み込んで前記限流素子の周囲に配設された複数の絶縁棒の両端を前記金具に固定する避雷器モジュールの組立方法において、以下のＡ〜Ｃの手法を特徴とする。
Ａ前記金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に前記絶縁棒の端部を嵌入させ、前記金具への圧縮荷重の付与により前記凹溝の開口周縁部を塑性変形により加締めて絶縁棒の端部を固定する手法。ここで、前記金具への圧縮荷重の付与は、前記凹溝の開口周縁部の外側から押え治具をその開口周縁部に押圧することにより実現される。
Ｂ前記金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に前記絶縁棒の端部を嵌入させた上で、その絶縁棒の端部を押さえ込む押え部材を凹溝に圧入して絶縁棒の端部を固定する手法。
Ｃ前記金具の外側周縁部に凹溝を形成すると共に前記絶縁棒の端部にシート状部材を巻き付け、その絶縁棒の端部を前記凹溝に圧入して固定する手法。

本発明では、前記Ａ〜Ｃの手法により、従来のように限流素子を上部金具および下部金具で挟み込んで絶縁棒を介してナット止めする作業が不要となり、避雷器モジュールの組立が簡略化されるので、作業効率の向上が容易に図れると共に部品点数の削減も図ることができる。

本発明によれば、Ａ金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に絶縁棒の端部を嵌入させ、金具への圧縮荷重の付与により凹溝の開口周縁部を塑性変形によりかしめて絶縁棒の端部を固定する手法、Ｂ金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に絶縁棒の端部を嵌入させた上で、その絶縁棒の端部を押さえ込む押え部材を圧入して絶縁棒の端部を固定する手法、Ｃ金具の外側周縁部に凹溝を形成すると共に絶縁棒の端部にシート状部材を巻き付け、凹溝に絶縁棒の端部を圧入して固定する手法のいずれも、従来のように複数の限流素子を上部金具および下部金具で挟み込んで絶縁棒を介してナット止めする作業が不要となり、避雷器モジュールの組立が簡略化されるので、作業効率の向上が容易に図れると共に部品点数の削減が図れる。

本発明に係る避雷器モジュールの組立方法の実施形態を以下に詳述する。なお、図９乃至図１１と同一部分には同一参照符号を付す。

図２に示す実施形態の避雷器は、複数の限流素子１からなる避雷器モジュール２１を絶縁性の碍管３に収納した構造を具備する。この避雷器モジュール２１は、サージ電圧に対して低抵抗、送配電線の通常の対地電圧に対して高抵抗を示す非直線性の電流電圧特性を有するＺｎＯ等からなる複数の限流素子１と、それら限流素子１の両端で一対の円柱状金具２２，２３（以下、上部金具２２および下部金具２３と称す）とを同軸上に配置し、限流素子１を上部金具２２と下部金具２３間に挟み込んでユニット化した構造を具備する。なお、上部金具２２、下部金具２３の形状は円柱状に限らず、角柱状を含む他の形状であってもよい。

避雷器モジュール２１において、図１（ａ）（ｂ）に示すように上部金具２２および下部金具２３の側面の対向面部分それぞれに、複数の凹溝２４が等間隔に形成されている。そして、これら複数の凹溝２４は上部金具２２と下部金具２３で対応した位置関係にある。また、各凹溝２４の大きさは、絶縁棒２５の端部が嵌入可能な程度でよく、例えば凹溝２４の幅寸法および深さ寸法が絶縁棒２５の端部の外径とほぼ同程度以上に設定されている。

この実施形態における避雷器モジュール２１の組立は以下の要領でもって行われる。まず、下部金具２３の上に複数の限流素子１を載置して配列させ、さらにその上に上部金具２２を載置する。この時、上部金具２２、複数の限流素子１および下部金具２３が同軸上に配列され、上部金具２２と下部金具２３の対応する凹溝２４同士が軸方向に平行な同一直線上に位置するように配置される。また、上部金具２２、複数の限流素子１および下部金具２３はその配列方向に沿って上下から押圧力を作用させた状態でチャック用治具（図示せず）により姿勢保持されている。この状態で、図３（ａ）（ｂ）に示すように上部金具２２と下部金具２３の対応する各凹溝２４に絶縁棒２５の端部をそれぞれ嵌入させる。

この実施形態では、図４（ａ）（ｂ）に示すように絶縁棒２５の端部を上部金具２２および下部金具２３の凹溝２４に嵌入させた状態でその外側から押え治具２６により凹溝２４の開口周縁部に圧縮荷重を付与し、その圧縮荷重により凹溝２４の開口周縁部を塑性変形によりかしめる。このかしめにより凹溝２４の開口周縁部が絶縁棒２５の端部を包囲するように変形し、その絶縁棒２５の端部が固定される〔図１（ｂ）参照〕。この絶縁棒２５の端部の固定は、上部金具２２および下部金具２３の両方についてその外側周縁部の円周等配位置に形成された全ての凹溝２４に対して同時に行われる。

以上のようにして、複数の限流素子１を上部金具２２および下部金具２３で挟み込んで絶縁棒２５を介してユニット化した避雷器モジュール２１を製作する。このように製作された避雷器モジュール２１は、前述のチャック用治具（図示せず）により姿勢保持された状態から上部金具２２および下部金具２３に作用させていた押圧力を解除すれば、上部金具２２と下部金具２３との間で固定された絶縁棒２５に引張り力が作用することになり、上部金具２２と限流素子１間、各限流素子１間および限流素子１と下部金具２３間で良好な密着状態が得られ、機械的な接合と電気的な接続が確実になる。

この避雷器モジュール２１は、前述したように筒状の絶縁性碍管３内に収納される。具体的には、碍管３の下端開口部を下部端板１１で気密的に封止し、その下部端板１１上に避雷器モジュール２１の下部金具２３が載置される。また、碍管３の上端開口部を上部端板１０で気密的に封止し、その上部端板１０と避雷器モジュール２１の上部金具２２との間にスプリング１４が配置されている。

避雷器モジュール２１は、スプリング１４の弾性力により下部端版１１に対して押圧され、上部端板１０とスプリング１４、スプリング１４と避雷器モジュール２１の上部金具２２、ならびに避雷器モジュール２１の下部金具２３と下部端板１１とが密着して、電気的に接続されている。

なお、図示しないが、上部端板１０には上部端子電極が、また、下部端板１１には下部端子電極がそれぞれ装着される。この上部端子電極または下部端子電極は、上部端板１０または下部端板１１に一体的に形成されることにより、その上部端板１０または下部端板１１で兼用することも可能である。

この避雷器では、雷サージ等による異常電圧が発生すると、限流素子１が低抵抗となってこれを瞬時に大地に逃がし、その異常電圧が消滅すれば、限流素子１が高抵抗となって通常の対地電圧を実質的に遮断する。この弁作用により、送配電線の周辺設備が雷サージ等から保護される。

前述した実施形態では、上部金具２２および下部金具２３の凹溝２４に絶縁棒２５の端部を嵌入させ、押え治具２６でもって凹溝２４の開口周縁部を塑性変形によりかしめて絶縁棒２５の端部を固定するという手法について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、以下に説明する他の実施形態でもよい。

図５（ａ）（ｂ）に示す実施形態のように上部金具２２および下部金具２３の凹溝２４に絶縁棒２５の端部を嵌入させた上で、図６（ａ）（ｂ）に示すようにその絶縁棒２５の端部を押さえ込む押え部材２７を凹溝２４内に圧入して絶縁棒２５の端部を固定するようにしてもよい。この場合、凹溝２４の深さは、その凹溝２４内に圧入された押え部材２７が上部金具２２および下部金具２３の外周面から突出しない程度に設定すればよい。また、押え部材２７の幅寸法は、その押え部材２７の圧入が可能なように凹溝２４の幅寸法よりも若干大きく設定されている。さらに、押え部材２７の絶縁棒２５と当接する面は、絶縁棒２５の外径面と合致した凹曲面となっている。

また、図７（ａ）（ｂ）に示す実施形態のように絶縁棒２５の端部にシート状部材、例えば銅板２８などを巻き付けて固着する。このようにすれば、絶縁棒２５の端部外径が凹溝２４の幅寸法よりも大きくなるため、図８（ａ）（ｂ）に示すようにその絶縁棒２５の端部を上部金具２２および下部金具２３の凹溝２４に圧入して固定することができる。

なお、以上で説明した各実施形態では、複数個の限流素子１を内蔵しているが、単一の限流素子を内蔵する場合も適用可能である。また、これら実施形態では、避雷器モジュール２１を絶縁性容器である碍管３に収納した構造のものであるが、避雷器モジュール２１を例えば弾性を有するポリマー、例えばエポキシ樹脂やシリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＤＭ）等の絶縁材料からなる絶縁外被体でモールドした構造のものにも適用可能である。

（ａ）は本発明の実施形態で、避雷器モジュールを示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。図１の避雷器モジュールを碍管に収納した避雷器を示す縦断面図である。本発明の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝に押え治具により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は絶縁棒を凹溝に嵌入する前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。本発明の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝に押え治具により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は絶縁棒を凹溝に嵌入した後の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。本発明の他の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝に押え部材により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は押え部材を凹溝に押し込む前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う横断面図である。本発明の他の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝に押え部材により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は押え部材を凹溝に押し込んだ後の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う横断面図である。本発明の他の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝にシート状部材により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は絶縁棒を凹溝に嵌入する前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿う横断面図である。本発明の他の実施形態で、避雷器モジュールの組立において絶縁棒の端部を金具の凹溝にシート状部材により固定する手法を説明するためのもので、（ａ）は絶縁棒を凹溝に嵌入した後の状態を示す縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う横断面図である。従来の避雷器モジュールを示す斜視図である。図９の避雷器モジュールを組み立てる要領を説明するための組立分解正面図である。図９の避雷器モジュールを碍管に収納した避雷器を示す縦断面図である。

符号の説明

１限流素子
２１避雷器モジュール
２２金具（上部金具）
２３金具（下部金具）
２４凹溝
２５絶縁棒
２６押え治具
２７押え部材
２８シート状部材（銅板）

Claims

非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の金具間に挟み込んで前記限流素子の周囲に配設された複数の絶縁棒の両端を前記金具に固定する避雷器モジュールの組立方法において、前記金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に前記絶縁棒の端部を嵌入させ、前記金具への圧縮荷重の付与により前記凹溝の開口周縁部を塑性変形によりかしめて絶縁棒の端部を固定することを特徴とする避雷器モジュールの組立方法。
前記金具の凹溝に絶縁棒の端部を嵌入させた状態で、前記凹溝の開口周縁部の外側から押え治具により圧縮荷重を付与することを特徴とする請求項１に記載の避雷器モジュールの組立方法。
非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の金具間に挟み込んで前記限流素子の周囲に配設された複数の絶縁棒の両端を前記金具に固定する避雷器モジュールの組立方法において、前記金具の外側周縁部に凹溝を形成し、その凹溝に前記絶縁棒の端部を嵌入させた上で、その絶縁棒の端部を押さえ込む押え部材を凹溝に圧入して絶縁棒の端部を固定することを特徴とする避雷器モジュールの組立方法。
非直線性の電流電圧特性を有する限流素子を一対の金具間に挟み込んで前記限流素子の周囲に配設された複数の絶縁棒の両端を前記金具に固定する避雷器モジュールの組立方法において、前記金具の外側周縁部に凹溝を形成すると共に前記絶縁棒の端部にシート状部材を巻き付け、その絶縁棒の端部を前記凹溝に圧入して固定することを特徴とする避雷器モジュールの組立方法。