(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個又は複数個重ねたＺｎＯ素子の両端側に線路側および接地側に接続される電極を圧接ばねを介して配列し、これら両電極とＺｎＯ素子の外周にレジン含浸テープを巻装して、該レジン含浸テープを加熱硬化させ、その外周にゴム外被を被せて構成した避雷器において、
前記電極を円柱状に形成し、該電極の外周面でレジン含浸テープと接合する接合面の少なくとも１箇所に平面部を設けたことを特徴とする避雷器。
【請求項２】
１個又は複数個重ねたＺｎＯ素子の両端側に線路側および接地側に接続される電極を圧接ばねを介して配列し、これら両電極とＺｎＯ素子の外周にレジン含浸テープを巻装して、該レジン含浸テープを加熱硬化させ、その外周にゴム外被を被せて構成した避雷器において、
前記電極をステンレス、真鍮、鉄、鉄亜鉛メッキのいずれかの材料で形成し、
かつ、前記電極を円柱状に形成し、該電極の外周面でレジン含浸テープと接合する接合面の少なくとも１箇所に平面部を設けたことを特徴とする避雷器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は避雷器に関し、特に、避雷器の内部圧力が上昇したときの爆発・飛散を防止する放圧機能を備えた避雷器に関する。
【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燃結体（以下、ＺｎＯ素子と称す）と、このＺｎＯ素子を密閉収容する絶縁容器と、放圧機構および電極から構成されている。そして、この避雷器は、送電、配電線路又は保護機器に設置され、雷サージ等の異常電圧が発生した場合、ＺｎＯ素子が低抵抗値を示し、異常電圧を大地に逃がし、線路等から異常電圧が消滅すると、ＺｎＯ素子は高抵抗値に戻り、通常の商用周波対地電圧を維持する。
【０００３】
避雷器は、このような作用により、被保護線路又は機器等を異常電圧から保護するものであるが、直撃雷等の責務外の負荷が課せられると、避雷器が内部せん絡又は貫通破壊をおこし、内部にアークが発生する。このアークエネルギーは内部ガスを膨張させると同時に、ＺｎＯ素子等の内部要素からガスを発生させ、内部圧力を上昇させる。また、絶縁容器内部を急激に加熱して熱破壊を生ずる。この内部せん絡状態が持続すると、アークエネルギーによっては内圧が上昇し、爆発飛散を生ずる恐れがある。更に、後者の熱破壊時に、もしも内部が高圧状態であれば、前者同様爆発飛散の現象が起きる。
【０００４】
このため、一般に避雷器には、爆発・飛散を防止するために、上昇した内部圧力を大気中に放出して下げるための放圧手段が採られている。
【０００５】
この放圧手段については種々提案されているが、次の手段が知られている。
【０００６】
（１）ＺｎＯ素子を機械的強度に優れ、耐熱性、耐圧性のある強化プラスチック（ＦＲＰ）等の材料よりなる耐圧絶縁筒に収容し、その上下に薄い放圧板を設けて、数気圧程度で破れて内圧を外部に放出する手段。
【０００７】
（２）また、特開昭６２−１３９３０１号公報に開示されているように、ＺｎＯ素子を収容する耐圧絶縁筒に放圧孔を設け、この耐圧絶縁筒とＺｎＯ素子との間および耐圧絶縁筒の外周にゴムモールドを設けて、避雷器の内部に高温・高圧のアークが発生したとき、耐圧絶縁筒の放圧孔付近の被覆およびゴムモールドの一部を軟化させ又は溶融破壊して高圧ガスによって飛散させ、外部に通ずるアーク放圧路を強制的に形成する手段。
【０００８】
（３）更に、特開平２−２０３５０１号公報に開示されているように、ＺｎＯ素子を収容する耐熱絶縁筒を弾性絶縁材料により形成して、その筒面に軸方向の複数のスリット状の放圧孔を設け、この耐熱絶縁筒の外周を、熱収縮性チューブで覆い、内部に発生したガス圧を放圧孔を介して熱収縮性チューブに直接作用させて、その局部的破壊によって放圧路を形成し、ガスを大気中に放出させて内部圧を下げ、避雷器の爆発・飛散を防止する手段が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）に記載の手段は、ＺｎＯ素子を収容する絶縁円筒の上下に放圧板を設置しなければならないので、避雷器の全長の長さ寸法が長くなり、送電用避雷器のように、既設の碍子連のアークホーンとの絶縁協調を図る必要から、送電用避雷器自身の外部ギャップ長に制約があり、全長が短い方が望ましい場合には適しない。
【００１０】
また、上記（２）および（３）に記載の手段は、いずれもＺｎＯ素子を収容する耐圧又は耐熱絶縁筒に放圧孔を設けて放圧させるので、放圧板は必要がなく、避雷器の全長の長さは短くなるが、しかし、放圧孔を設けるための機械加工が必要となり、また、放圧孔を有するため、ゴム外被を通して吸湿するので、このゴム材の材質として透湿係数のすぐれたものを使用する必要があるが、シリコングムなど透湿係数の大きい材料の選定には向かない。
【００１１】
また、放圧孔のような空間があると、吸湿した水分が空間内で結露し、避雷器の特性に影響をおよぼす等の課題がある。
【００１２】
そこで、本願の出願人は、先にこれらの課題を解決し、且つ、機械による自動化製作を容易にした避雷器を提案した（特開平９−７４００４号）。しかし、この先願の発明において線路側の電極と接地側の電極を円柱状にして大径部や小径部を形成した場合には、この電極に線路および設置用の外部接続導体をねじにより締め付ける際、ねじの締付力が大きいと、加熱硬化したレジン含浸テープと電極間が緩んだり、剥離が生じ、電極が回ってしまう恐れがあった。
【００１３】
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、電極とレジン含浸テープとの接着強度を高め、且つ、電極に外部接続導体をねじにより強く締め付けても、回ることのないようにした避雷器を提供せんとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に記載の避雷器は、１個又は複数個重ねたＺｎＯ素子の両端側に線路側および接地側に接続される電極を圧接ばねを介して配列し、これら両電極とＺｎＯ素子の外周にレジン含浸テープを巻装して、該レジン含浸テープを加熱硬化させ、その外周にゴム外被を被せて構成した避雷器において、前記電極を円柱状に形成し、該電極の外周面でレジン含浸テープと接合する接合面の少なくとも１箇所に平面部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
電極をこのように形成することで、電極の回転を押えて、電極に外部接続導体を強く締め付けても、電極とレジン含浸テープの接着面が緩んだり、剥離することが防止される。
【００１６】
また、請求項２に記載の避雷器は、１個又は複数個重ねたＺｎＯ素子の両端側に線路側および接地側に接続される電極を圧接ばねを介して配列し、これら両電極とＺｎＯ素子の外周にレジン含浸テープを巻装して、該レジン含浸テープを加熱硬化させ、その外周にゴム外被を被せて構成した避雷器において、前記電極をステンレス、真鍮、鉄、鉄亜鉛メッキのいずれかの材料で形成し、かつ、前記電極を円柱状に形成し、該電極の外周面でレジン含浸テープと接合する接合面の少なくとも１箇所に平面部を設けたことを特徴とする。
【００１７】
この避雷器では、請求項１の作用に加えて、電極とレジン含浸テープとの接着力を高めることが可能であり、電極に外部接続導体を強く締め付けても、電極とレジン含浸テープの接着面が緩んだり、剥離することが防止される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１９】
図２は本発明の避雷器の実施の形態における縦断正面図で、配電用等の比較的低定格電圧用の避雷器の例を示している。
【００２０】
図２において、１および２は線路側および接地側の電極を示す。これら両電極１および２は略同じ形状に形成されているので、以下、電極１について説明し、電極２の相当部分には（）で表示すると、電極１（２）は図１によって詳述するが、大径部１ａ（２ａ）、小径部１ｂ（２ｂ）、小径部の外周に周方向に設けられた溝部１ｃ（２ｃ）および外部導体接続用のねじが螺合されるねじ部１ｄ（２ｄ）および平面部ｐを有し、小径部１ｂはＺｎＯ素子３の外径と略同じ外径に形成されている。そして、これら電極１および２は線路端子を兼ね、電極１は線路側、電極２は接地側に接続される。
【００２１】
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。
【００２２】
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素子全体およびＺｎＯ素子と電極１および２を互いに圧接している。この圧接ばね４は板ばねを使用しているが、コイルばねでもよい。
【００２３】
６は防湿テープで、ＺｎＯ素子３全体の外周面、又はこの外周面と電極１，２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。
【００２４】
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）でこのレジン含浸テープ７は、防湿テープ６の外周、ならびに電極１，２の小径部１ｂの外周全体に空隙を設けずに密着して巻き、電極１，２の溝部１ｃ，２ｃに位置する部分を周方向に切断し、その端部を溝に沿って折り曲げ、その溝部１ｃ，２ｃにレジン含浸テープ７′を補足巻回し、溝部を充填する。
【００２５】
このようにレジン含浸テープ７，７′を巻回した後、加熱してこれらレジン含浸テープ７，７′を硬化させる。加熱硬化した後、レジン含浸テープ７，７′の外周をゴム外被８を被せて避雷器を形成する。このゴム外被８は、外周に複数段の笠部８′を有する耐候性の良いＥＰＤＭ（ＥＰゴム）やシリコン（ゴム）等から成る。
【００２６】
本発明は、この図２に示した避雷器において電極１および２の材質および形状に特徴を有する。
【００２７】
即ち、上記に記載の発明では、電極はステンレス、真鍮、鉄、鉄亜鉛メッキのいずれかの材料により形成する。
【００２８】
これらの金属がレジン含浸テープと強固に接着することは、次の剪断接着力の測定により明らかとなった。
【００２９】
剪断接着力の測定は、まず、鉄、鉄（電気亜鉛メッキ）、ステンレス、アルミニューム、銅を用いて厚さ２ｍｍ×５ｍｍ×９０ｍｍの支持体を作り、次にレジン含浸テープ（新興化学工業（株）製品記号Ｐ−ＥＧＴ１４）で５ｍｍ×５ｍｍの試験片を作り、これを溶剤で清浄した支持体に挟み、クルップで固定し、１５０℃×９０分で硬化させ、引張速度５ｍｍ／分の条件で測定した。
【００３０】
表１はその測定結果を示す。なお、表１においてｎは、各支持体において同一条件で行ったテストの回数を示す。
【００３１】
【表１】
0003684773.tif 000002
【００３２】
この測定結果から、従来、価格が安く、重量も軽いことで使用されていたアルミニューム（鋳造）は、レジン含浸テープと接着力が弱く、ステンレス、真鍮、鉄、鉄亜鉛メッキが接着力が強いことが判明した。
【００３３】
次に、電極の構成に関する発明について、図１によって説明する。
【００３４】
図１は、線路側の電極１の詳細な説明図で、同図の（Ａ）は電極１の正面図、（Ｂ）は（Ａ）図の下面図、（Ｃ）は（Ａ）図のＡ−Ａ断面図、（Ｄ）は（Ａ）図のＢ−Ｂ断面図を示す。
【００３５】
本発明の電極は、断面円形で、レジン含浸テープが直接又は間接（防湿テープを介して）に巻き付けられる部分（以下、接合面と略称する）に、平面部ｐを設けるものである。
【００３６】
即ち、１ｂ−ｐは、小径部１ｂに設けた平面部で、図１（Ｂ）の例は小径部１ｂの内端側（ＺｎＯ素子側）に平面部を６面形成した場合、また１ｂ−ｐ′は図１（Ｄ）に示すように、小径部１ｂの溝部分１ｃを挟んだ外側（ねじ部側）に２面設けた例である。
【００３７】
１ｃ−ｐは溝部１ｃに設けた平面部で、図１（Ｃ）に示すように１面設けた場合を示している。
【００３８】
この平面部の形成は、図１の例に限るものではなく、小径部又は溝部のいずれか１箇所又は両方に形成しても良く、また、平面部の面積も、適宜選定して１面又は複数面形成する。要は電極に外部接続導体を接続するときのねじの締付応力（回転力）に対して、電極と防湿テープやレジン含浸テープとの接着強度を考慮して適宜選択して形成する。
【００３９】
以上の説明は線路側の電極１について説明したが、接地側の電極２についても同様に形成する。
【００４０】
このように、電極の外周で、レジン含浸テープとの接合面に平面部を形成すると、円形に比較して回転しにくくなり、接着面の緩みや剥離は抑えられる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、電極とレジン含浸テープとの接着力が強固なものとなり、電極に外部接続導体を締め付ける時の応力（回転力）に対して、緩みや剥離等の不具合は生じないので、避雷器としての信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の電極の説明図。
【図２】本発明を適用する避雷器の縦断正面図。
【符号の説明】
１，２…電極
３…ＺｎＯ素子
４…圧接ばね
５…電極板
６…防湿テープ
７，７′…レジン含浸テープ
８…ゴム外被
１ａ…大径部
１ｂ…小径部
１ｃ…溝部
１ｂ−ｐ，１ｂ−ｐ′，１ｃ−ｐ…平面部。
【図１】
0003684773.tif 000003
【図２】
0003684773.tif 000004