(57)【要約】【課題】曲げ剛性を向上させつつ、防爆性能を向上させたポリマー避雷がいしを提供すること。【解決手段】端未金属１ａ、１ｂの間に、非直線性抵抗素子６が配置され、その外周側に両端が端末金具部１ａ，１ｂで固定された絶縁性棒部材３が設けられ、全体がシリコーンゴム等の外被ゴム８でモールドされている。非直線性抵抗素子６の間に、金属で構成され、非直線性抵抗素子６の径より少し小さい金属製固定スペーサ５と絶縁性の円筒状の絶縁性リブ４が設けられ、絶縁性リブ４は、この金属製固定スペーサ５により挟まれて固定され。絶縁性棒部材３は絶縁性リブ４に設けられた貫通孔４２に貫通しているため、曲げ剛性を向上させることができる。また、絶縁性リブ４により、金属スペーサ表面で発生するアークの伸展を抑えることができ、防爆性能を向上させることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層した非直線性抵抗素子の外周部に絶縁性棒部材を設け、その両端部を端末金具部で固定し、ポリマー製外被で被覆したポリマー避雷がいしにおいて、
上記非直線性抵抗素子間に、該素子の径を超えない径の金属製固定スペーサと、非直線性抵抗素子径より大きく上記絶縁棒部材が貫通する貫通孔を有する絶縁性の円筒状リブから構成される部材を挿入し、上記貫通孔に前記絶縁性棒部材を貫通させた
ことを特徴とするポリマー避雷がいし。
【請求項２】
上記金属製固定スペーサは、複数の部材で構成され、該スペーサにより、上記絶縁材からなるリブを挟んで固定するように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載のポリマー避雷がいし。
【請求項３】
上記複数のスペーサの間にやわらかい導電性シートを挟んだことを特徴とする請求項２に記載のポリマー避雷がいし。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層した非直線性抵抗素子、例えば酸化亜鉛素子の外周部に絶縁性棒部材を設け、両端部を端末金具部で固定し、ポリマー製外被で被覆したポリマー避雷がいしに関し、特に、曲げ剛性を向上させるとともに、防爆性能を向上させたポリマー避雷がいしに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筒状絶縁体（筒状ＦＲＰ）の内部に積層した非直線性抵抗素子（避雷素子）を段積みし、両端部を端末金具部で固定し、シリコーンゴム、ＥＰゴムなどの樹脂で被覆したポリマー避雷がいしが知られている。
また、構造を簡単化し組み立てを容易にするため、上記ＦＲＰ筒に代えて絶縁性棒部材（ＦＲＰロッド）を非直線性抵抗素子（避雷素子）の外周部に設け、ポリマー製外被で被覆したポリマー避雷がいしが知られている（特許文献１参照）。
上記ポリマー避雷がいしは、外被がゴム材のため機械的強度は内部の絶縁部材である主にＦＲＰロッドもしくは筒状ＦＲＰで強度を保っている。
特に棒状ＦＲＰで固定する場合には、ＦＲＰをなるべく細くしたいが、細くすると剛性が充分得られない。また、特許文献１に示されるように金属性固定スペーサによる剛性向上方法も考えられているが、防爆性能が充分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
筒状絶縁体（筒状ＦＲＰ）を用いたポリマー避雷がいしは、放圧時の内部圧力上昇を逃すための放圧機構を設ける必要があり構造や加工が複雑になり大変であったが、棒状ＦＲＰ（ＦＲＰロッド）で強度分担するポリマー避雷がいしは、特に放圧機構を設ける必要がないため、筒状絶縁体を用いたものと比べると、軽量、コンパクトになる。しかし、曲げ剛性がやや弱く、防爆時は外被が破れ放圧する。
曲げ剛性を向上させるには、絶縁性棒部材を大きくすることも考えられるが、重量が増加したり大型化する。また、例えば特許文献１に示されるように、金属板５で構成される補強リブを設けることが考えられる。しかしこの構成の場合、金属板５が避雷素子より径方向に突出しているため、避雷素子の表面を走るアークが金属板５を経由し防爆性能が低下するといった問題がある。すなわち、曲げ剛性を向上させつつ、防爆性能を向上させるには、単に補強リブが入っているだけでは充分ではなかった。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は曲げ剛性を向上させつつ、防爆性能を向上させたポリマー避雷がいしを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
機械強度を分担する絶縁性棒部材を大きくすることなく曲げ剛性を向上および防爆性能を向上させる方法として、非直線性抵抗素子間に、酸化亜鉛素子径を越えない径を持つ導電性部材と上記素子径より大きな径を持つ絶縁性のリブからなる部材を設ける。
すなわち、段積みされた非直線性抵抗素子、例えば酸化亜鉛素子に、導通通路用の導電性部材（金属製固定スペーサ）を挟み込む。この導電性部材（金属製固定スペーサ）は、前記素子径よりやや小さい（もしくは素子径を超えない）径を持つ。
また、スペーサの外周側に絶縁材料からなり上記素子より径が大きいリブを設け、このリブに貫通穴を設けて前記絶縁性棒部材を通し、このリブを上記素子もしくは上記スペーサで挟み込み絶縁棒部材の圧縮力で固定する。
【０００６】
このように構成することで、従来のリブなしと比べ、従来の絶縁棒部材を大きくすることなく曲げ剛性を向上させることができる。また、金属製のスペーサは素子の外周側に突出せず、また、リブは絶縁材で形成されているので、素子と接する金属性スペーサ表面で発生するアークの経路を遮断することができ、アークの固定がなく、コンパクトでなおかつ防爆性能を向上させることができる。
上記金属製固定スペーサを複数の部材で構成し、該スペーサにより、上記絶縁材からなるリブを挟んで固定するように構成してもよく、また、上記絶縁材料からなるリブと金属製固定スペーサを一体成型した複合一体成型リブを用いてもよい。
さらに、複数のスペーサを用いる場合、スペーサの間に導電性シートを挟み込むことで、電気的接触を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
絶縁性棒部材で強度を分担しているポリマー避雷がいしは、放圧時の内部圧力上昇を逃がすための特別な放圧機構を設ける必要がなく、外被が破ける構造であり、生産性は良い。しかし、形状および設計にもよるが曲げ剛性がやや弱い。
本発明においては、非直線性抵抗素子間に、該素子の径を超えない径の金属製固定スペーサと、非直線性抵抗素子径より径が大きく上記絶縁棒部材が貫通する貫通孔を有する絶縁性の円筒状リブから構成される部材を挿入したので、曲げ剛性を向上させるとともに、放圧時の素子と接する金属性リブ面で発生するアークの伸展を抑えることができ、アーク固定もなく防爆性能に優れた、ポリマー避雷装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例のポリマー避雷装置の構造を示す図である。
【図２】金属製固定スペーサと絶縁性リブの構成例を示す図である。
【図３】絶縁性リブの取り付け間隔の一例を示す図である。
【図４】一端が固定され、もう一方に曲げ荷重が加わる場合の絶縁リブの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は本発明の実施例のポリマー避雷がいしの構成を示す図であり、同図（ａ）は長手方向の中心軸を通る平面で切った断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ断面図、同図（ｃ−１），（ｃ−１）はリブ部の部品の構成例である。
同図において、端未金属１ａ、１ｂの間に、ばね２と積層した非直線性抵抗素子６（例えば酸化亜鉛素子）と金属製スペーサ７が配置され、その外周側に両端が端末金具部１ａ，１ｂで固定された絶縁性棒部材３が設けられ、これら全体がシリコーンゴム等の外被ゴム８でモールドされている。
上記絶縁性棒部材３は、例えば、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ケブラー繊維などを例えばエポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂などの絶縁有機物で架橋したものでありポリマー避雷がいしの強度分担材として用いられている。
【００１０】
これらの強度を分担させている絶縁棒部材３は端末部金具１ａ，１ｂで非直線性抵抗素子６を囲うように留めているが、本実施例では、この非直線性抵抗素子６の間に、金属（例えばアルミや銅、鉄など）で構成され、非直線性抵抗素子６の径より少し小さい（もしくは素子径を超えない）径の金属製固定スペーサ５と、素子径より径が大きい絶縁性（例えばＦＲＰ、エポシキ、ベークライトなど）の円筒状の絶縁性リブ４が設けられ、絶縁性リブ４は、この金属製固定スペーサ５により、あるいは、金属製固定スペーサ５と非直線性抵抗素子６により挟まれて固定される。
絶縁性リブ４は、例えば同図（ｃ−１）に示すように、中心部分に円環状の穴４１が設けられた円板状であり、絶縁性棒部材３が貫通する貫通孔４２が設けられている。また、金属製固定スペーサ５は、金属製の第１、第２のスペーサ５ａ，５ｂから構成され、金属製固定スペーサ５ａ，５ｂには、円板状の絶縁性リブ４の中心部分に設けられた穴４１の内径に入る凸状部５１が設けられている。
【００１１】
絶縁性リブ４と金属製の第１、第２のスペーサ５ａ，５ｂは、同図（ｃ−２）に示すように、円板状の絶縁性リブ４の中心部分に設けられた穴４１に上記金属スペーサ５ａ，５ｂの凸状部５１を嵌合させた状態で、非直線性抵抗素子６の間に挿入される。上記金属スペーサ５ａ，５ｂの凸状部５１側の面はそれぞれ接触して導電性が保たれ、凸状部５１の裏面側の面はそれぞれ非直線性抵抗素子と接触する。
また、図１（ｂ）に示すように上記絶縁性リブ４に設けられた貫通孔４２に両端が端末金具部１ａ，１ｂで固定された絶縁性棒部材３が貫通する。
【００１２】
このように、非直線性抵抗素子６間に、素子６の径より小さい金属製固定スペーサ５と、素子６の径より径が大きくい円筒状の絶縁性リブ４から構成される部材を挿入し、絶縁性リブ４の貫通孔に上記絶縁棒部材３を貫通させたので、曲げ剛性を向上させるとともに、金属スペーサ表面で発生するアークの伸展を抑えることができ、防爆性能を向上させることができる。
さらに防爆性能を向上させるには金属性固定スペーサ５の外周面（非直線性抵抗素子６あるいは他の金属製固定スペーサと接触しない側の面）にガラスまたはエポシキ等の絶縁材でコーティングしてもよい。これにより、表面で発生するアークの伸展を抑え、特性向上を図ることができる。
【００１３】
図２に、上記金属製固定スペーサ５と絶縁性リブ４の構成例を示す。同図は、中心軸を通る平面で切った断面図である。
同図（ａ）は、円筒状の絶縁性リブ４と１枚の金属製固定スペーサ５を組み合わせた例を示し、導電性の金属製固定スペーサ５に、絶縁性円筒リブ４の円筒の内側の穴４１の内径に入る導電性の凸状部５１を設け、該凸状部５１を絶縁性円筒リブ４の内側の穴に嵌合させ、非直線性抵抗素子６の間に挿入したものである。
上記凸状部５１側の面が一方の非直線性抵抗素子６に接触し、凸状部５１の裏側の面が他方の非直線性抵抗素子６に接触し、非直線性抵抗素子６は、金属製固定スペーサ５を介して導電性を保って積み重ねられる。  
なお、この場合は、非直線性抵抗素子６端面の接触面積が小さくなり、素子の電流密度が高くなるので、素子が破損するといった問題がある。
【００１４】
この問題を解決するために、図２（ｂ）に示すように、絶縁性リブ４と３枚の金属製固定スペーサ５を組み合わせ、絶縁性円筒リブ４の円筒の内径に入る第１の金属製固定スペーサ５ｂを絶縁性円筒リブ４の内側の穴に嵌合させ、該金属製固定スペーサ５ｂの両面に接触するように、第２、第３の金属製固定スペーサ５ａ，５ｃで絶縁性リブ４と第１の金属製固定スペーサ５ｂを挟むように構成することが考えられる。
なお、この場合は、部品点数が多くなるとともに、金属製固定スペーサ５ａ〜５ｃ、リブ４が中心からずれやすい問題がある。
さらに、図２（ｃ）に示すように、第１の金属製固定スペーサ５ａの凸状部５１を絶縁性リブ４の円筒の内側の穴４１に嵌合させるとともに、円盤状の第２の金属製固定スペーサ５ｂを、第１の金属製固定スペーサ５ａの凸状部５１側の面に接触するように重ね合わせる構成も考えられる。この場合も、部品点数が増加するとともに、前記したように芯ずれが生じやすいといった問題がある。
【００１５】
上記芯ずれが生じやすいという問題を解決するには、前記図１に示したように、円筒状の絶縁性リブ４の内径に入る２枚の凸状の金属製固定スペーサ５ａ，５ｂにより挟み込む構造が望ましいが、さらに、凸状の金属製固定スペーサ５ａ，５ｂ間の接触や、素子６との接触をよくするために、図２（ｄ−１）に示すように、導電性シート９をこれらの間に入れることが望ましい。導電性シート９としては、柔らかい金属、例えば鉛、金、銀、銅、錫、金属箔や、導電性樹脂シートがある。
すなわち（ｄ−２）に示すように、金属製固定スペーサ５ａ，５ｂ間の間に導電性シート９を入れて、上下から金属製固定スペーサ５ａ，５ｂで絶縁性リブ４を挟み込む。これにより接触抵抗を低減することができる。
さらに、金属スペーサ５と円筒状の絶縁性リブ４を一体成型し、図２（ｅ）（ｆ）に示すような形状とすることも考えられる。この場合は、部品数が少なくなるが高価になる問題がある。
【００１６】
ここで、図３に示すように、絶縁性リブ４は例えば非直線性抵抗素子６間に６０ｍｍ以上の間隔で入れるとよいが、あまり短い間隔で取り付けると生産性に問題があり、好ましくは２００〜５００ｍｍ間隔に１個程度配置すると良い。
また、例えばポリマー避雷がいしの一端が固定され、もう一方に曲げ荷重が加わる場合には、図４に示すように、全長の半分より固定側に絶縁リブ４を非対称に多く配置することで、強度を向上させることもできる。特に、荷重が一方向でない場合には、均等に絶縁リブ４が配置されることが好ましい。
【符号の説明】
【００１７】
１ａ，１ｂ    端末金具
２            ばね
３            絶縁棒部材
４            絶縁性リブ
５            金属製固定スペーサ
６            非直線性抵抗素子
７            金属製スペーサ
８            外被ゴム
９            導電性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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