(57)【要約】【課題】酸化亜鉛素子の劣化の程度を容易に検出できるタンク形避雷器を得る。【解決手段】両端面が酸化亜鉛素子１ａ、１ｂで挟まれるように配置される中間電極２と、中間電極２と接続可能にタンク５に配置される接地端子６と、を備え、中間電極２は、系統電圧印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群への印加電圧が動作開始電圧となる位置に設けられ、または系統電圧印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群から接地端子６に流れる電流が０．５ｍＡから３ｍＡの範囲となる位置に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非直線抵抗素子を複数枚積層してなる非直線抵抗素子群を収納し絶縁ガスが充填されたタンクを有するタンク形避雷器であって、
両端面が前記非直線抵抗素子で挟まれるように配置される中間電極と、
前記中間電極と電気的に接続可能に前記タンクに配置される接地端子と、
を備え、
前記中間電極は、系統電圧印加時において前記中間電極の高圧側に配置された非直線抵抗素子群への印加電圧が動作開始電圧となる位置に設けられていることを特徴とするタンク形避雷器。
【請求項２】
非直線抵抗素子を複数枚積層してなる非直線抵抗素子群を収納し絶縁ガスが充填されたタンクを有するタンク形避雷器であって、
両端面が前記非直線抵抗素子で挟まれるように配置される中間電極と、
前記中間電極と電気的に接続可能に前記タンクに配置される接地端子と、
を備え、
前記中間電極は、系統電圧印加時において前記中間電極の高圧側に配置された非直線抵抗素子群から前記接地端子に流れる電流が０．５ｍＡから３ｍＡの範囲となる位置に設けられていることを特徴とするタンク形避雷器。
【請求項３】
前記接地端子は、その先端が前記中間電極に対して進退動可能に前記タンクに配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のタンク形避雷器。
【請求項４】
前記接地端子の先端には、弾性体で付勢され前記中間電極と接離可能な可動接触子が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のタンク形避雷器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク形避雷器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸化亜鉛素子を使用した避雷器は、電圧非直線性、放電耐量などの優れた特性を有することから、近年では、絶縁ガスが封入された密閉容器に複数の酸化亜鉛素子が積層されて成る電圧非直線性抵抗体を収納して六弗化硫黄ガスなどの絶縁ガスを封入したタンク形避雷器が主流となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−１１９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に代表される従来技術では避雷器の劣化の程度を判定する方法として、例えば系統電圧印加時に酸化亜鉛素子に流れる電流（漏れ電流）を測定することによって酸化亜鉛素子の劣化の程度を検出する方法が採用されている。ところが、雷や開閉サージによって酸化亜鉛素子の劣化が生じた場合、劣化初期においては系統電圧印加時の漏れ電流が数μＡオーダであるため、このように微弱な漏れ電流では劣化の程度を検出することが困難である。このような劣化検出をするためには酸化亜鉛素子に数ｍＡ程度の電流を流し、そのときの酸化亜鉛素子の動作開始電圧を測定することが有効であると考えられるが、従来技術の避雷器では酸化亜鉛素子を工場などに持ち帰えらなければ動作開始電圧の測定が困難であり、酸化亜鉛素子の劣化の程度を容易に検出できる避雷器の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、酸化亜鉛素子の劣化の程度を容易に検出できるタンク形避雷器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、非直線抵抗素子を複数枚積層してなる非直線抵抗素子群を収納し絶縁ガスが充填されたタンクを有するタンク形避雷器であって、両端面が前記非直線抵抗素子で挟まれるように配置される中間電極と、前記中間電極と電気的に接続可能に前記タンクに配置される接地端子と、を備え、前記中間電極は、系統電圧印加時において前記中間電極の高圧側に配置された非直線抵抗素子群への印加電圧が動作開始電圧となる位置に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、タンク形避雷器に収納された酸化亜鉛素子の劣化の程度を容易に検出できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るタンク形避雷器の概略構造を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示される中間電極の概略構造を示す図である。
【図３】図３は、図１に示される接地端子の拡大図である。
【図４】図４は、酸化亜鉛素子の電圧−電流特性を示す図である。
【図５】図５は、中間電極と接地端子を用いて漏れ電流を測定するときの動作を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２に係るタンク形避雷器に用いられる接地端子の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係るタンク形避雷器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るタンク形避雷器１００の概略構造を示す断面図であり、図２は、図１に示される中間電極２の概略構造を示す図であり、図３は、図１に示される接地端子６の拡大図である。絶縁媒体が充填されたタンク５の中心部には絶縁筒３が設けられ、絶縁筒３には、電圧非線形特性を有する複数の非直線抵抗素子（酸化亜鉛素子）と導電性の中間電極２とが収納されている。中間電極２の高圧側と低圧側にはそれぞれ複数の酸化亜鉛素子（酸化亜鉛素子群）が配置されている。
【００１１】
図２に示されるように中間電極２は隣接する酸化亜鉛素子１ａ、１ｂと面接触するように形成された円形の接触部２ｅと、接触部２ｅの外径方向に延びる鍔部２ｃと、鍔部２ｃの先端に形成された接触部２ｄとを有して構成されている。中間電極２の一端２ａには高圧側酸化亜鉛素子群の酸化亜鉛素子１ａが配置され、中間電極２の他端２ｂには低圧側酸化亜鉛素子群の酸化亜鉛素子１ｂが配置される。これらの中間電極２と複数の酸化亜鉛素子とから成る直列体１の積層方向の一端には、押圧ばね（図示せず）が縮められた状態で配置され、直列体１が積層方向に付勢されることにより、個々の酸化亜鉛素子が隣の酸化亜鉛素子と密着し、かつ、中間電極２が両端の酸化亜鉛素子１ａ、１ｂと密着する。
【００１２】
なお、中間電極２の形状は、酸化亜鉛素子１ａ、１ｂと面接触し、かつ、後述する漏れ電流Ｉ２を測定可能な形状であれば図示例に限定されるものではなく、例えば中間電極２の鍔部２ｃを設ける代わりに中間電極２の外周面の一部を面取りして、この面に接地端子６の先端を接触させるように構成してもよい。
【００１３】
直列体１の高圧側は、絶縁スペーサ８で支持される高圧側導体７を介して主回路導体（図示せず）へ接続され、直列体１の低圧側は、低圧側導体９と開閉部１０を介して接地されている。また、直列体１の高圧側には円筒のシールド４が配置されている。
【００１４】
タンク５には、中間電極２と対向する位置に可動式の接地端子６が配置されている。図３（ａ）には中間電極２との接触状態を開放させるために接地端子６を取手１４側に引き出したときの状態が示され、図３（ｂ）には接地端子６を中間電極２に押し当てるため取手１４をタンク５側に押し込んだときの状態が示されている。
【００１５】
図３に示されるように接地端子６は、その先端が中間電極２に対して進退動可能にタンク５に配置されている。タンク５には中間電極２と対向する位置に貫通孔５ａが形成され、貫通孔５ａの機外側には、貫通孔５ａと同形状の貫通孔１１ａが形成された絶縁部材１１と、絶縁部材１１をタンク５に固定する固定部材１２とが設けられている。固定部材１２と絶縁部材１１は、例えば固定部材１２からタンク５に向けて螺入される締結部材（図示せず）によってタンク５に固定される。固定部材１２には接地端子６を挿入可能な貫通孔が形成されると共にシール１３が設けられている。接地端子６の一端には例えば手動で操作される取手１４が設けられており、接地端子６の他端は固定部材１２などの貫通孔に挿入される。
【００１６】
このように構成することで、通常の運用電圧下（系統電圧Ｖ１印加時）では接地端子６を図３（ａ）のように引き出すことにより接地端子６と中間電極２との絶縁距離を十分に保つことができる。また図３（ｂ）のように押し込むことで後述する漏れ電流Ｉ２を容易に測定することが可能である。
【００１７】
なお、接地端子６の形状は、図示例に限定されるものではなく、中間電極２の接触部２ｄ（図２参照）をタンク５の外部に突出させるように形成し、通常の運用時ではこの接触部２ｄを絶縁材で覆い、漏れ電流Ｉ２の測定時にはこの接触部２ｄに測定器１１０（図５参照）を接続するように構成してもよい。このように構成した場合でも漏れ電流Ｉ２の測定が可能である。
【００１８】
図４は、酸化亜鉛素子群の電圧−電流特性を示す図である。縦軸は酸化亜鉛素子群全体に印加される電圧、横軸は酸化亜鉛素子群全体に流れる電流を対数で表したものである。Ｖ１は系統電圧、Ｖ２は酸化亜鉛素子の動作開始電圧を表す。
【００１９】
特性Ａは、中間電極２を用いていない一般的なタンク型避雷器内に積層された酸化亜鉛素子が劣化する前のものであり、この特性Ａによれば、積層された酸化亜鉛素子は、通常の運用電圧下（系統電圧Ｖ１印加時）では高抵抗特性を示すためこれらの酸化亜鉛素子に流れる漏れ電流Ｉ１は数μＡオーダ（例えば１０μＡから１００μＡ）である。一方、動作開始電圧Ｖを超える高電圧（サージなどの異常電圧）が発生した場合、低抵抗特性を示すため、放電電流が低圧側導体９を通じて対地に流れ、異常電圧が制限される。
【００２０】
特性Ｂ１は、中間電極２を用いていない一般的なタンク型避雷器内に積層された酸化亜鉛素子の劣化初期のものである。特性Ａと比較すると、特性Ｂ１では劣化により抵抗値が若干下がるため、その動作開始電圧Ｖ２ａが特性Ａの動作開始電圧Ｖ２よりも僅かに低い値となっているが、系統電圧Ｖ１を印加時の漏れ電流Ｉ１の値が特性Ａと略同じ数μＡオーダである。このような微弱な漏れ電流Ｉ１では、劣化前に測定された電流値と劣化後に測定された電流値との差分が非常に小さいため、劣化の程度を検出することが困難である。このような対策として、特性Ｂ１のように劣化初期の酸化亜鉛素子に数ｍＡ程度の電流を流し、そのときの酸化亜鉛素子の動作開始電圧を測定することが有効であるが、動作開始電圧の測定を行うためには酸化亜鉛素子を工場などに持ち帰えらなければならない。
【００２１】
このような問題を解決するため、本実施の形態に係るタンク型避雷器１００では、中間電極２が、系統電圧Ｖ１印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群（高圧側導体７と中間電極２との間の酸化亜鉛素子群）への印加電圧が動作開始電圧Ｖ２となる位置に設けられている。換言すると中間電極２は、系統電圧Ｖ１印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群から接地端子６に流れる電流（漏れ電流Ｉ２）が０．５ｍＡから３ｍＡの範囲となる位置に設けられている。特性Ｂ２はこのように配置された中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群の特性である。
【００２２】
漏れ電流Ｉ２の下限値が０．５ｍＡである理由は、従来技術の課題で説明したように数μＡオーダの漏れ電流Ｉ１では劣化の程度を検出することが困難なためである。漏れ電流Ｉ２の上限値が３ｍＡである理由は、系統電圧Ｖ１の変動に起因して酸化亜鉛素子群に過大な電流が流れた場合、一時的な測定であっても各酸化亜鉛素子の劣化が進み寿命が短くなるためである。
【００２３】
以下動作を説明する。図５は、中間電極２と接地端子６を用いて漏れ電流を測定するときの動作を説明するための図である。図５（ａ）には通常運用時におけるタンク型避雷器１００の状態が示され、図５（ｂ）には漏れ電流を測定する際のタンク型避雷器１００の状態が示されている。劣化前の酸化亜鉛素子群に流れる漏れ電流Ｉ２を測定する場合、（１）のように開閉部１０を開放し、その後（２）のように接地端子６を中間電極２に押し当てることにより、中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群には系統電圧Ｖ１が印加される。前述したように中間電極２は、系統電圧Ｖ１印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群から接地端子６に流れる電流（漏れ電流Ｉ２）が０．５ｍＡから３ｍＡの範囲となる位置に設けられている。そのため、接地端子６に接続された測定器１１０（例えば電流計）では漏れ電流Ｉ２が測定される。このとき測定される電流値は、説明の便宜上、例えば１．５ｍＡと仮定する。
【００２４】
測定が完了した場合、（３）のように接地端子６を引き出して接地端子６と中間電極２との接触状態を開放させ、その後（４）のように開閉部１０を閉塞する。このことにより、直列体１を構成する各酸化亜鉛素子は、通常の運用電圧下では高抵抗特性を示し、異常電圧発生時では放電電流が対地に流れて異常電圧が制限される（図４の特性Ａ参照）。
【００２５】
その後、例えば数ヶ月から数年程度経過した時点で、直列体１を構成する各酸化亜鉛素子の劣化の程度を検出する場合、上記（１）、（２）と同様の手順で系統電圧Ｖ１印加時の漏れ電流Ｉ２が測定される。このとき測定される電流値は例えば２．０ｍＡと仮定する。このようにして得られた劣化前の電流値（１．５ｍＡ）と劣化後の電流値（２．０ｍＡ）との差分の大きさより、直列体１を構成する各酸化亜鉛素子の劣化の程度が検出される。
【００２６】
以上に説明したように、本実施の形態に係るタンク型避雷器１００は、非直線抵抗素子を複数枚積層してなる非直線抵抗素子群を収納し絶縁ガスが充填されたタンク５を有するタンク形避雷器１００であって、両端面（２ａ、２ｂ）が酸化亜鉛素子１ａ、１ｂで挟まれるように配置される中間電極２と、中間電極２と電気的に接続可能にタンク５に配置される接地端子６と、を備え、中間電極２は、系統電圧Ｖ１印加時において中間電極２の高圧側に配置された酸化亜鉛素子群への印加電圧が動作開始電圧Ｖ２となる位置に設けられている。この構成により、タンク型避雷器１００を分解することなく、劣化初期における酸化亜鉛素子の劣化の程度を判定可能な大きさの電流値が測定できる。その結果、従来のタンク型避雷器に比べて保守点検費用を低減することができる。
【００２７】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係るタンク形避雷器に用いられる接地端子６の構造を示す断面図である。実施の形態１と異なる点は、接地端子６が弾性体１６で付勢され中間電極２と接離可能な可動接触子１５を備えている点である。
【００２８】
図６に示されるように接地端子６の先端部には中間電極２と対向する位置に窪み６ａが形成され、窪み６ａには、窪み６ａの内周面と接する導電性の擦動部１７を介して可動接触子１５が配置され、さらに可動接触子１５を付勢する弾性体１６（例えば導電性のばね）が設けられている。この構成により、可動接触子１５と中間電極２との接触時に可動接触子１５が中間電極２側に付勢され、可動接触子１５と中間電極２とが非接触、あるいは接触不良となることを防止できる。
【００２９】
なお、本発明の実施の形態は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明は、タンク形避雷器に適用可能であり、特に、酸化亜鉛素子の劣化の程度を容易に検出できる発明として有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１  直列体、１ａ  酸化亜鉛素子、１ｂ  酸化亜鉛素子、２  中間電極、２ａ  一端、２ｂ  他端、２ｃ  鍔部、２ｄ  接触部、２ｅ  接触部、３  絶縁筒、４  シールド、５  タンク、５ａ  貫通孔、６  接地端子、６ａ  窪み、７  高圧側導体、８  絶縁スペーサ、９  低圧側導体、１０  開閉部、１１  絶縁部材、１１ａ  貫通孔、１２  固定部材、１３  シール、１４  取手、１５  可動接触子、１６  弾性体、１７  擦動部、１００  タンク型避雷器、１１０  測定器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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