JP3546576B2

JP3546576B2 - 避雷器

Info

Publication number: JP3546576B2
Application number: JP01722796A
Authority: JP
Inventors: 芳弘佐藤; 保幸蔵田; 克史高野
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: JPH09213507A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は避雷器に関し、特に、インサートを絶縁高分子材料で被覆した避雷器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在の避雷器は、基本的には、特性要素としての酸化亜鉛を主成分とする焼結体（以下、ＺｎＯ素子と称す）と、このＺｎＯ素子を挟みＺｎＯ素子に通電するための上・下電極と、ＺｎＯ素子と上下電極を一体的に形成してこれを密閉収容する絶縁容器と、この絶縁容器を被覆する外被とで構成されている。
【０００３】
この避雷器は、送電、配電線路又は保護機器に設置され、これらの線路又は機器等を異常電圧から保護するものであるが、従来は、外被として磁器製の碍管が用いられていたが、大型となり、且つ重量も増し、機械的にも脆いので、近年は磁器製の碍管に代えて、機械的強度に優れ、耐熱性、耐圧性のある繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと略称）により、耐圧絶縁筒を形成し、その外周を耐候性の良い絶縁高分子材料、例えばＥＰＤＭ（ＥＰゴム）やシリコン（ゴム）等のゴム外被（以下、外被と略称する。）で被覆した、所謂、ポリマー形避雷器の開発が進められている。
【０００４】
図６はこのポリマー形避雷器の電極とＺｎＯ素子の一体構成の要部断面図で、１および２は上部および下部の電極で、両電極は円柱状から成り、ともに、軸線方向の中央部外周に、周方向の溝部１ａおよび２ａが設けられている。
【０００５】
３はＺｎＯ素子で、該ＺｎＯ素子３は、避雷器の特性要素としての酸化亜鉛を主成分とする焼結体から成り、避雷器の定格電圧に応じて、１個又は複数個直列に重ねて使用される。４は圧接ばねで、ＺｎＯ素子３の一端側と電極板５を介して上部の電極１間に弾装され、ＺｎＯ素子間およびＺｎＯ素子と上部および下部の電極とを互いに圧接している。
【０００６】
６は防湿テープで、ＺｎＯ素子３全体の外周面と電極１および２の一部の外周面に、圧接ばね４を介在して一体とした状態で直接巻き付け、ＺｎＯ素子３に湿気が浸入するのを防止する。
【０００７】
７はＦＲＰレジンを含浸したレジン含浸テープ（プリプレグテープ）を、巻き付けて加熱硬化した耐圧絶縁筒で、この耐圧絶縁筒７はレジン含浸テープを防湿テープ６の外周、ならびに電極１および２の溝部１ａおよび２ａおよび電極の段部１ｂおよび２ｂまで空隙を設けずに密着して巻き付け、これを加熱硬化して形成する。８は電極支持手段で、内部圧が上昇したとき電極１，２が飛び出ないように保持するためのもので、溝部１ａ，２ａの部分に補強としてレジン含浸テープを巻き付け、耐圧絶縁筒７を加熱硬化させるときに同時に加熱硬化させる。又は圧縮金具で圧縮保持する。これらＺｎＯ素子３および電極１，２を耐圧絶縁筒７で一体化してインサート１０を構成する。
【０００８】
避雷器はこのインサート１０の外周に外被を装着して構成される。装着する手段としては、図７に示すように２つの方法がある。
【０００９】
図７は装着手段を説明するための避雷器の概念図で、（Ａ）は一体モールド方式といわれる方式で、インサート１０を外被１１で一体モールド形成する。
【００１０】
同図（Ｂ）はスリップオン方式といわれるもので、外被１２とインサート１０とを夫々別々に形成し、把持具１３，１４で外被１２を気密に支持し、外被１２とインサート１０間に生ずる空隙にシリコーンゴムなどの封入材１５を充填して形成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
一体モールド方式は、長所として、外被はインサートと一体成形されるため、外被とインサート間の密封性、あるいは密着性が良好であり、このため、外部から外被とインサート間に汚染物質の進入による電気的性能の劣化を受けにくい。
【００１２】
一方、短所として、外被成形時のインサートへの負荷による不良の発生、外被成形不良による健全なインサートの破棄など、製品の歩留まりが悪く、製品のコスト高の原因となる等があげられる。
【００１３】
また、スリップオン方式は、外被とインサートとを別々に成形し、インサートに外被を被せる構成のため、一体モールド方式の短所であるインサートへの負荷・歩留まりの悪さは解消することができる。
【００１４】
一方、短所として、外被を被せる手間がかかる。
【００１５】
しかし、外被の構造、製造面のコスト、あるいはＺｎＯ素子の機能劣化防止の観点からは、スリップオン方式がよい。
【００１６】
このスリップオン方式とするとき、解決しなければならない次の課題がある。
【００１７】
（１）封入材の流出防止
（２）外被装着の容易性の確保
（３）外被脱落の防止
特に、（２）と（３）の課題は、相反する性能を追及することになる。図７の（Ｂ）は（１）〜（３）の課題を解決するために、電極の両端で把持具によって固定するようにしているが、このようにした場合、把持具の形状によっては外被を傷めたり、外被の材料によっては、長期的な使用に際して応力緩和が起こり、脱落する可能性があり、（３）の課題を解決できない。
【００１８】
本発明は、このスリップオン方式において、これらの課題を解決することを目的としてなされたものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明において、上記の課題を解決するための手段は、ＺｎＯ素子と電極とを耐圧絶縁筒で一体構成したインサートと、該インサートの外周を被覆する絶縁高分子材料より成る外被とを別々に形成して、この外被をインサートに装着し、インサートと外被間に生ずる空隙に封入材を充填して成る避雷器において、
前記インサートの上下部夫々に周方向の嵌合溝を設け、前記外被にはこの夫々の嵌合溝に弾性的に嵌合する周方向の突起部を設け、この突起部を前記インサートの嵌合溝に弾性的に嵌合して装着するようにする。また、前記インサートの上下部夫々に、外被の挿通方向に大径となるテーパー部を設け、前記外被には、この夫々のテーパー部に接合するテーパー孔を有する突起部を設け、この突起部のテーパー孔を前記インサートのテーパー部に接合して装着するようにする。更に、このテーパー部を有するインサートのテーパ部に周方向の嵌合溝を設け、外被にはテーパー部に接合するテーパー孔を有する突起部の他に、嵌合溝に弾性的に嵌合する周方向の突起部を設けて、突起部を嵌合溝に弾性的に嵌合し、テーパー部の接合と突起部の嵌合の両方で、外被を気密に支持するようにする。
【００２０】
インサートの外被の装着は、単に外被の弾性を利用して溝に嵌合し、又はテーパー部に接合するようにしたので、装着作業は極めて簡単であり、また気密の保持、外被の脱落防止も簡単に実現できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１〜図５に示す実施の形態に基づいて説明する。なお、図６，７と同一部分、又は相当部分には、これと同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態の説明図で、その（Ａ）は外被を断面した正面図、（Ｂ）はその外形図を示す。
【００２３】
本実施形態は、インサート１０の上部および下部の例えば電極１および２の外周の一部に、周方向の嵌合溝１ｃおよび２ｃを夫々設け、外被２０には、この嵌合溝１ｃおよび２ｃに対向する部位に、該嵌合溝１ｃおよび２ｃに嵌合して内部を封止する環状の突部２１および２２を夫々設けたものである。
【００２４】
この装着手段は、外被の弾性を利用する。即ち、突部２１，２２の内径は、電極１，２の外径より小さく、且つ嵌合溝１ｃ，２ｃの底部の外径と同じか、やや大きく形成し、その厚みは、電極の外周より小さい内径の突起部を挿通するとき、弾性により広がって容易に変形して電極の外周を滑って挿入できる厚さとし、嵌合溝の巾はこの厚さに合わせ、弾性的に嵌合する。
【００２５】
このようにして外被２０を突部２１，２２のゴムの弾性を利用して嵌合溝１ｃ，２ｃに嵌合して装着し、上下を封止した後、外被にあらかじめ設けてある封入材挿入部（図示省略）よりシリコーンゴム等の封入材１５を充填し、挿入部を封止する。
【００２６】
この装着部の嵌合溝と、これに嵌合する突部の形状は必ずしも断面矩形に限らない。図２の（ａ）に示すように断面が三角状でもよいし、また（ｂ）に示すように断面楕円形でもよい。
【００２７】
図３は本発明の第２の実施の形態の説明図で、その（Ａ）は外被を断面した正面図、（Ｂ）はその外形図を示す。
【００２８】
この実施の形態は、上部の電極１と下部の電極２との外径寸法を、前者を小、後者を大とし、且つ、電極１および２の外周には、外被の挿通方向（図３の上から下の方向）に向けて大径となるテーパー部１ｄおよび２ｄを設け、外被３０には、これら電極１および２の外形に合わせた挿通孔を有する突起部３１および３２を設けて、外被３０を、上部の外径の小さい電極１側から挿通して強く押し下げ、インサート１０と外被３０とを該外被の弾力によってインサート１０に強く装着する。
【００２９】
なお、外被の突起部で上部の電極のテーパー部に接合する挿通孔は、この電極に合わせたテーパー孔とする。また、下部の電極２のテーパー部２ｄは、図３に示すように突起部３２が挿通しやすいように、上端側のみに設けてもよいし、また、電極１のように全体に設けてもよい。
【００３０】
図４は本発明の第３の実施の形態の説明図で、その（Ａ）は外被を断面した正面図、（Ｂ）はその外形図を示す。
【００３１】
この実施の形態は、第１の実施の形態と第２の実施の形態を併用したもので、上部の電極１の外周はテーパー部１ｄとなし、中間部外周に嵌合溝１ｃを設け、下部の電極２は、内側にテーパー部２ｄを有し、中間部外周に嵌合溝２ｃを設けて、外被４０の上部には、小径の電極１のテーパー部１ｄと接合する挿通孔を有するテーパー接合部４１ａと、嵌合溝１ｃに嵌合する溝嵌入部４１ｂとから成る装着部４１を設け、下部には、大径の電極２が接合する接合４２ａと、嵌合溝２ｃに嵌合する溝嵌入部４２ａと、嵌合溝２ｃに嵌合する溝嵌入部４２ｂとから成る装着部４２を設ける。外被４０のインサート１０への装着は、外被４０の装着部４２側から電極１を挿通し、矢印の方向に押し下げて下部の突起部４２ｂを嵌合溝２ｃに、上部の突起部４１ｂを嵌合溝１ｃに嵌合する。
【００３２】
この実施の形態はテーパーの接合面と突起部と嵌合溝の両方での装着力で外被を支持し且つ気密を保持する。従ってインサートと外被との結合はより強固なものとなり、外被の脱落防止がより確実なものとなる。
【００３３】
図５はインサートに装着した外被の形状の例で、外被の沿面距離を大きくするために複数のひだＨを付けたものである。このひだ付の外被とするか、ひだ無しの外被とするかは、避雷器の定格電圧，使用場所等によって適宜選択して使用する。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、インサートの上下部に嵌合溝又はテーパー部を設け、外被には、この嵌合溝又はテーパー部に嵌合又は接合する突起部、又は装着部を設けて、外被のインサートへの装着は、外被の突起部をインサートの嵌合溝又はテーパー部に弾性的に嵌合又は接合して行われるので、外被の装着は極めて容易となり、且つ封入材の流出も完全に防止でき、更に、外被の脱落も防止でき、スリップオン方式の有する課題をすべて解決することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の説明図。
【図２】図１の嵌合手段の説明図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の説明図。
【図４】本発明の第３の実施の形態の説明図。
【図５】本発明の外被の実施例の外形図。
【図６】インサートの要部断面図。
【図７】従来例の避雷器の概念図。
【符号の説明】
１，２…電極
１ｃ，２ｃ…嵌合溝
３…ＺｎＯ素子
４…圧接ばね
５…電極板
６…防湿テープ
７…耐圧絶縁筒
８…電極支持手段
１０…インサート
１１，１２，２０，３０，４０…外被
１５…封入材
２１，２２，３１，３２…突起部
４１，４２…装着部

Claims

ＺｎＯ素子と電極とを耐圧絶縁筒で一体構成したインサートと、該インサートの外周を被覆する絶縁高分子材料より成る外被とを別々に形成して、この外被をインサートに装着し、インサートと外被間に生ずる空隙に封入材を充填して成る避雷器において、
前記インサートの上下部夫々に周方向の嵌合溝を設け、前記外被にはこの夫々の嵌合溝に弾性的に嵌合する周方向の突起部を設け、この突起部を前記インサートの嵌合溝に弾性的に嵌合して装着したことを特徴とする避雷器。
ＺｎＯ素子と電極とを耐圧絶縁筒で一体構成したインサートと、該インサートの外周を被覆する絶縁高分子材料より成る外被とを別々に形成して、ゴム外被をインサートに装着し、インサートとゴム外被間に生ずる空隙に封入材を充填して成る避雷器において、
前記インサートの上下部夫々に、外被の挿通方向に大径となるテーパー部を設け、前記外被には、少なくとも上部のテーパー部に接合するテーパー孔を有する突起部を設け、この突起部のテーパー孔を前記インサートのテーパー部に接合して装着したことを特徴とする避雷器。
前記インサートの各テーパー部に周方向の嵌合溝を設け、外被にはこの夫々の嵌合溝に弾性的に嵌合する周方向の突起部を設けて、この突起部を嵌合溝に弾性的に嵌合したことを特徴とする請求項２記載の避雷器。