JPH0454664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） この考案は変圧器を保護するとともに、電線路
の事故を防止するカツトアウトに係り、特に避雷
ユニツトを内蔵したカツトアウトに関する。

（従来の技術） 従来、本体碍子内に避雷ユニツトを収容したカ
ツトアウト構造として、第１０図に示すようなも
のがあつた。これは磁器製の収納筒８１の下端部
に一体形成した貫通孔８１ａを有する段部８１ｂ
に対し、ギヤツプユニツト８２を構成する電極金
具８３のフランジ部８３ａを支持し、端子部８３
ｂを貫通孔８１ａから外部へ導出していた。又、
ギヤツプユニツト８２は絶縁筒体８６の上部に放
電電極８４を備え、前記フランジ部８３ａの上面
に放電電極８５を備えていた。さらに、ギヤツプ
ユニツト８２の上部には非直線抵抗体ユニツト８
８が収納されていた。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、従来のカツトアウトでは経年的な劣
化により表面絶縁抵抗の低下などによつて雷サー
ジ放電の際に、ギヤツプユニツト８２に表面閃絡
などが生じ、避雷ユニツトの放電開始電圧や、ギ
ヤツプユニツト８２の放電電圧特性が変動した
り、又、過大な雷サージによつて、非直線抵抗体
ユニツト８８が破損して続流アークが流れ、高
温、高圧ガスの圧力衝撃によつて収容筒８１が破
損してアークがヒユーズ筒収容部などへ侵入して
カツトアウトの損傷を拡大するという問題があつ
た。

この考案は上記の問題点を解消したカツトアウ
トの提供を目的とするものである。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） この考案は前記の問題点を解決するために、磁
器製の本体碍子内に設けた電源側及び負荷側の固
定電極間を接続あるいは開放するヒユーズ筒を具
備するカツトアウトにおいて、 前記本体碍子に内腔を有する収納筒を一体に形
成し、前記内腔にはギヤツプユニツトと、非直線
抵抗体ユニツトとを直列に接続して収納し、該ギ
ヤツプユニツトを前記負荷側の固定電極に接続
し、かつ前記収納筒の外部開口縁を放圧可能なキ
ヤツプ金具によつて封口するとともに、前記ギヤ
ツプユニツトを構成する絶縁筒体の外周面を、前
記固定電極側に向かつて小径となるテーパ面と
し、このテーパ面とほぼ一致させて前記収納筒の
内周面をテーパ面に形成し、両テーパ面間には接
着や圧力受承のための絶縁物を介装してギヤツプ
ユニツトを支持するという手段を採用している。

（作用） この考案では、収納筒にテーパ面を設け、この
テーパ面にギヤツプユニツトを構成する絶縁筒体
の外周に設けたテーパ面を絶縁物を介装して支持
したので、ギヤツプユニツトの雷サージ放電の際
に、その圧力衝撃が楔作用によつて前記絶縁筒体
のテーパ面及び収納筒のテーパ面に伝達されて前
記絶縁物を圧縮するので、絶縁筒体の周面と収容
筒の接合界面が絶縁強化されて表面閃絡などを防
ぎ、ギヤツプユニツトの放電電圧特性を安定させ
る。万一、続流が発生しても、その圧力衝撃がテ
ーパ周面に分散されるので、応力集中が抑制され
て、収容筒の破壊が防止され、アークが前記両固
定電極側へ侵入しない。

（実施例） 以下、この考案を具体化した第一実施例を第１
図〜第５図に従つて詳細に説明する。

第３図に示すように磁器製の本体碍子１内には
隔壁２，２で区画した電源側電極室３及び負荷側
電極室４が形成され、両電極室３，４内には、そ
れぞれ固定電極５，６及び消弧室７，８がその基
端部分において充填物９により埋込み固定されて
いる。前記固定電極５，６には、それぞれ接続端
子１０，１１が取着され、電源側リード線と負荷
側リード線（図示略）とにそれぞれ接続される。

本体碍子１の開放側（第３図において下側）に
は、絶縁蓋１２が開閉自在に軸着され、該絶縁蓋
１２の内側には前記固定電極５，６間に接続ある
いは開放する一対の接触刃１３ａ，１３ｂを備え
たヒユーズ筒１３が着脱可能に装着されている。

本体碍子１の背面側（第３図において上側）の
中央部には収納筒１４が一体に形成され、その内
部には内腔１４ａが形成されている。該内腔１４
ａはその上部において開口し、下部においては隔
壁２，２間に開口されるとともに、前記負荷側の
隔壁２に設けた導孔２ａを介して前記負荷側電極
室４に連通している。又、該内腔１４ａの内周面
には上側開口より内径の小さな開口を有する環状
の段部１４ｂが形成されている。この段部１４ｂ
の上側に位置する収納筒１４の内周面は、前記固
定電極５，６に向かつて小径となるテーパ面１４
ｃに形成されている。

前記内腔１４ａ内には避雷ユニツトを構成する
下側導電ユニツト１５、ギヤツプユニツト１６、
非直線抵抗体ユニツト１７及び上側導電ユニツト
１８が順次収容されている。

そこで、第１図及び第２図を中心にギヤツプユ
ニツト１６及び非直線抵抗体ユニツト１７につい
て説明する。

第１図に示すように、ギヤツプユニツト１６は
アルミナ磁器等の無機質材料によつて形成された
絶縁筒体１９を備え、その上端面には溶融金属製
の薄板電極２０が銀蝋付けなどにより接着固定さ
れ、その中央部下面には上部放電電極２１が溶着
されている。前記絶縁筒体１９の外周面は、前記
収納筒１４のテーパ面１４ｃと同様にテーパ面１
９ａが形成されている。又、絶縁筒体１９の下面
には例えばFe−Ni合金製の耐圧電極板２２が銀
蝋などにより接着固定され、その中央部上面には
下部放電電極２３が溶着されている。この実施例
では前記絶縁筒体１９、薄板電極２０、耐圧電極
板２２及び両放電電極２１，２３等により、ギヤ
ツプユニツト１６を構成している。前記耐圧電極
板２２の中央部下面には後述する下側導電ユニツ
ト１５の導電棒３５を螺合するためのネジ筒２４
が固定されている。

前記耐圧電極板２２の下面にはアルミナ磁器等
の無機質材料によつて形成された熱歪防止リング
２５が銀蝋付け等により固定され、絶縁筒体１９
と耐圧電極板２２の熱膨張係数の相違による熱ス
トレスを緩和し、耐圧電極板２２の湾曲を防止し
て両者１９，２２の接着面の剥離や絶縁筒体の損
傷を防止し得るようにしている。前記熱歪防止リ
ング２５と前記段部１４ｂとの間には、平座金２
６及びクツシヨン材２７が介在されている。

前記絶縁筒体１９の上部外周面と収納筒１４の
内腔１４ａの内周面との間及び耐圧電極板２２の
外周面と前記テーパ面１４ｃとの間には、それぞ
れ独立発泡ゴム等のリング２８，２９が嵌装され
ている。さらに、前記テーパ面１４ｃと、ギヤツ
プユニツト１６の外周面、リング２８，２９、熱
歪防止リング２５、平座金２６及びクツシヨン材
２７との間には、ウレタンゴムや低融点ガラス等
の絶縁物３０が充填されている。

前記非直線抵抗体ユニツト１７は酸化亜鉛
（ZnO）よりなる所定数の筒状の非直線性抵抗体
素子３１を備え、該非直線性抵抗素子３１の上
面、下面及び相互間には電極板３２が配置され
て、相互間が接合されている。そして、非直線抵
抗体ユニツト１７は下方の電極板３２介して前記
ギヤツプユニツト１６に直列に接合されている。
前記非直線抵抗体ユニツト１７の外周面はEPR
（エチレンプロピレンゴム）を主材とした熱収縮
性チユーブ３３や、耐熱性に優れたシリコンゴム
チユーブにより絶縁包蔵され、かつ、内腔１４ａ
の周面間に形成された若干の空隙にはウレタンゴ
ム等の絶縁物３４が充填されている。

次に、前記ネジ筒２４に装着された下側導電ユ
ニツト１５を第２図に基づいて説明すると、同ネ
ジ筒２４に螺合した導電棒３５にはＯリング３６
を介してシール金具３７が嵌合され、このシール
金具３７の上面と前記段部１４ｂの下面との間に
は、Ｏリング３８が介在されている。前記導電棒
３５の下端部には前記シール金具３７を皿バネ３
９及びバネホルダー４０を介して上方へ押圧する
ナツト４１が螺合されている。さらに、前記導電
棒３５の下端部にはビス４２により、下側導電ユ
ニツト１５を前記負荷側固定電極６に接続するリ
ード線４３が装着されている。なお、前記内腔１
４ａの下部には絶縁物４４が充填されている。

次に、上側導電ユニツト１８について説明する
と、該ユニツト１８は内腔１４ａ内において非直
線抵抗体ユニツト１７の上側に配置され、かつ同
ユニツト１７を構成する導電筒４５は小径の円筒
部４５ａと、該円筒部４５ａの下部外周に形成さ
れた底板部４５ｂと、該底板部４５ｂの外周に突
設された周壁部４５ｃとを備え、該底板部４５ｂ
において非直線抵抗体ユニツト１７の電極板３２
に接合されている。前記円筒部４５ａの上端開口
部は鉛、銅等よりなる蓋４６によつて気密的に閉
鎖されている。又、導電筒４５と内腔１４ａ内周
面との間にも前記絶縁物３４が充填されている。

前記収納筒１４の上端部に、シールリング４７
を介してカシメ着されたキヤツプ金具４８と前記
導電筒４５の底板部４５ｂとの間に、その上下両
端を可撓導体４９によつて接続したバネ導体５０
が介装されている。

なお、前記キヤツプ金具４８は続流遮断不能時
の短絡電流アークによる内部ガス圧力で膨出変形
して放圧し易いように、その中央面を帽状に突出
させた銅板等の薄肉金属板をもつて形成され、か
つ、破口のためのノツチ（図示略）等を設けてい
る。又、放電電極２１，２３は低融点合金等の薄
肉金属板製とし、ノツチなどを適宜設けてガスに
よる溶失あるいは破口可能に構成しておくことが
望ましい。

前記キヤツプ金具４８の上面には接地線５１接
続用の端子金具５２が設けられている。端子金具
５２の片面にはクランプ板５３がボルト５４によ
り締付固定され、クランプ板５３と端子金具５２
との間に接地線５１が挾着されている。又、この
接地線５１の他端は例えば腕金（図示略）等の接
地導体に止着されている。さらに、前記端子金具
５２はキヤツプ金具４８に接着固定される水平部
５２ａと同水平部５２ａに直交する垂直部５２ｂ
とからなり、水平部５２ａは二股上に分岐され、
両部５２ａ，５２ｂの境界部を折り曲げ可能な可
曲部５２ｃとしている。そして、収納筒１４内の
異常高圧により、キヤツプ金具４８が第４図に示
すように収納筒１４から外れて離脱し、あるいは
第５図に示すようにキヤツプ金具４８の一部が破
口して離脱する際、前記垂直部５２ｂが可曲部５
２ｃを中心に展開され、このキヤツプ金具４８の
移動エネルギによる接地線５１への衝撃を吸収し
て接地線５１の離断によるキヤツプ金具４８の飛
散を防止するようにしている。

次に、上記のように構成されたカツトアウトに
ついて、その作用を説明する。

本考案では収納筒１４の内周面及び絶縁筒体１
９の外周面にそれぞれ傾斜角αのテーパ面１４
ｃ，１９ａを設け、両テーパ面間に絶縁物３０を
介装してあり、ギヤツプユニツト１６は絶縁筒体
１９が第１図に示すように、前記固定電極５，６
側に対して段部１４ｂのテーパ面１４ｃで支承さ
れているので、雷サージによつてギヤツプユニツ
ト１６内が放電すると、その圧力衝撃の反動力が
両テーパ面１４ｃ，１９ａに介装した絶縁物を押
圧して、ギヤツプユニツト１６の表面を絶縁強化
する。

すなわち、ギヤツプユニツト１６の絶縁筒体１
９に作用する反動力（圧力）Ｆは、楔作用によつ
て、 Ｆ＝F1sinα＋F2cosα ＝F1sinα＋F1・μ・cosα となり、F1はテーパ面に対する垂直方向の抗力、
F2はテーパ面に平行な抗力である。ここではテ
ーパ面１４ｃ，１９ａ間の摩擦係数μを零として
その影響分を便宜的に除去すれば、 Ｆ≒F1sinα となり、テーパ面に対する垂直方向の抗力F1は、
放電によつて生ずる圧力Ｆに対して、ほぼ１／
sinαになつて作用するので、テーパ面１４ｃ，１
９ａ間に介装した絶縁物に充分な圧縮力を得るこ
とができる。

前記傾斜角αが小さくなれば、テーパ面１４ｃ
に対する垂直方向の抗力が大きくなるので、実用
上傾斜角αを10〜30度程度で実施するのが望まし
い。この場合テーパ面１４ｃへの垂直方向の抗力
F1は2.0F〜6.0F程度になるが、テーパ面１４ｃ
の受圧面積によつて、本体碍子１側への単位面積
当たりの分散応力が微小になり、従つて、本体碍
子１の肉厚を増大するなどの必要は生じない。

又、前記のようにギヤツプユニツト１６に生じ
ずる圧縮衝撃が収容筒１４の周面に分散されて応
力集中による破損を防ぐので、万一、続流アーク
が発生しても前記両固定電極５，６あるいはヒユ
ーズ筒１３側へ侵入しない。

次に、本考案の第二実施例を第６図に基づいて
説明する。

この実施例においては、収納筒１４の段部１４
ｂを省略し、ネジ筒２４に対しリード線４３をビ
ス４２により止着している。又、前記テーパ面１
４ｃと、前記絶縁筒体１９のテーパ面１９ａとの
間には、例えばゴムで凝固させたアスベストジヨ
イントシートよりなる絶縁物としてのクツシヨン
材６３が介在されている。

この第二実施例は、段部１４ｂ及び下側導電ユ
ニツト１５が省略できるため、第一実施例と比較
して構造を簡素化することができるが、その他の
構造及び作用は第一実施例と同様である。

次に、第７図に基づいて本考案の第三実施例を
説明する。

この実施例では前記絶縁筒体１９の下端部に対
し耐圧電極板２２に代えて底部１９ｂを一体に形
成し、この底部１９ｂの中心に貫設した取付孔に
は電極棒６４を嵌挿し、この上端部に下部放電電
極２３を嵌合している。又、前記電極棒６４の下
端部にはネジ筒２４が螺合されており、ネジ筒２
４は前記底部１９ｂに銀ペーストあるいは蝋付け
等により固定されている。このネジ筒２４の下部
には下側導電ユニツト１５の導電棒３５が螺合さ
れている。

さらに、収納筒１４内に設けた段部１４ｂの水
平面の形成を省略してテーパ面１４ｃを形成し、
ゴム等の絶縁物としてのクツシヨン材６５を介装
している。この第三実施例も本体碍子１の構造を
簡素化することができるが、その他の構造及び作
用は第一実施例と同様である。

次に、本考案の第四実施例を第８図に基づいて
説明する。

この実施例においては、ギヤツプユニツト１６
の耐圧電極板２２に代えて薄板電極６６を使用す
るとともに、前記下側導電ユニツト１５の構造
を、導電棒３５に対しシール金具３７を一体に形
成し、導電棒３５の上部に段部１４ｂの上面へ当
接される皿状座金６７を嵌合して導電棒３５の上
端部にナツト６８を螺合し、前記皿状座金６７の
上端面にギヤツプユニツト１６を載置している。

この第四実施例は下側導電ユニツト１５の構造
を簡素化することができるが、その他の構造及び
作用は第一実施例と同様である。

ここで、本考案のカツトアウトの要部であるテ
ーパ面１４ｃ，１９ａの構造を、避雷器に実施し
た応用例を第９図に基づいて説明する。

この応用例はガラスあるいはゴム等の絶縁物よ
りなる円筒型の碍管７１内の上端部にギヤツプユ
ニツト１６を内蔵するとともに、その下部に非直
線抵抗体ユニツト１７を内蔵し、碍管７１の下部
に上側導電ユニツト１８と同様の導電ユニツト１
８′を介してキヤツプ金具４８を装着している。
前記導電棒３５の上端露出部には高圧側リード線
７２が接続されている。

この応用例においても、前例と同様に、ギヤツ
プユニツト１６の放電衝撃により、ギヤツプユニ
ツト１６の表面絶縁を強化できるとともに、碍管
７１の損傷が防止される。

考案の効果 以上詳述したように、この考案は雷サージの放
電の際にギヤツプユニツトに生ずる押圧力を利用
してギヤツプユニツトの表面絶縁が強化ささるの
で、避雷ユニツトの放電開始電圧や放電電圧特性
を安定化させるとともに、圧力衝撃がギヤツプユ
ニツトの収容部周面に分散されるので、絶縁容器
の損傷を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案を具体化したカツトアウトの
要部のみの断面図、第２図はカツトアウトに装着
した避雷ユニツトの断面図、第３図はカツトアウ
トの全体を示す断面図、第４図及び第５図はそれ
ぞれキヤツプ金具が破壊された状態を示す部分断
面図、第６図〜第８図はそれぞれ本考案をカツト
アウトに具体化した第二〜第四の実施例を示す要
部のみの断面図、第９図は本考案を避雷器に応用
した例を示す中央部縦断面図、第１０図は従来例
におけるギヤツプユニツトの収納構造を示す部分
断面図である。 １……本体碍子、５，６……固定電極、１３…
…ヒユーズ筒、１４……収納筒、１４ａ……内
腔、１４ｂ……段部、１４ｃ，１９ａ……テーパ
面、１５……下側導電ユニツト、１６……ギヤツ
プユニツト、１７……非直線抵抗体ユニツト、１
８……上側導電ユニツト、１９……絶縁筒体、１
９ｂ……底部、２１，２３……上部（下部）放電
電極、２２……耐圧電極板、２４……ネジ筒、３
０……絶縁物、３１……非直線性抵抗素子、３５
……導電棒、４５……導電筒、４８……キヤツプ
金具、６３，６５……絶縁物としてのクツシヨン
材、Ｆ……反動力、F1……テーパ面に対する垂
直方向の抗力、F2……テーパ面に対する水平方
向の抗力、α……テーパ面１４ｃ，１９ａの傾斜
角。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 磁器製の本体碍子１内に設けた電源側及び負荷
   側の固定電極５．６間を接続あるいは開放するヒ
   ユーズ筒１３を具備するカツトアウトにおいて、 前記本体碍子１に内腔１４ａを有する収納筒１
   ４を一体に形成し、前記内腔１４ａにはギヤツプ
   ユニツト１６と、非直線抵抗体ユニツト１７とを
   直列に接続して収納し、該ギヤツプユニツト１６
   を前記負荷側の固定電極６に接続し、かつ前記収
   納筒１４の外部開口縁を放圧可能なキヤツプ金具
   ４８によつて封口するとともに、前記ギヤツプユ
   ニツト１６を構成する絶縁筒体１９の外周面を、
   前記固定電極５．６側に向かつて小径となるテー
   パ面１９ａとし、このテーパ面１９ａとほぼ一致
   させて前記収納筒１４の内周面をテーパ面１４ｃ
   に形成し、両テーパ面１４ｃ，１９ａ間には接着
   や圧力受承のための絶縁物３０，６３，６５を介
   装してギヤツプユニツト１６を支持したことを特
   徴とするカツトアウト。