(57)【要約】【課題】雷の急峻過電圧に対して動作遅れがなく、かつ通過電荷量が大きい並列型避雷器及び並列避雷手法の提供【解決手段】この発明の並列型避雷器は、特定要素避雷器１と、外部ギャップ２を直列に配置し、特定要素避雷器１の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ特性要素避雷器１の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備えた放出型避雷器３または特定要素避雷器１’を並列に接続し構成している。したがって、雷のエネルギ−に強く、かつ雷過電圧を制限する能力が高い。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定要素避雷器（１）と、外部ギャップ（２）を直列に配置し、前記特定要素避雷器（１）の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ前記特性要素避雷器（１）の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備えた放出型避雷器（３）または特定要素避雷器（１’）を並列に接続してなることを特徴とする並列型避雷器
【請求項２】
急峻な雷電圧の波頭部は特定要素避雷器（１）によって抑制し、雷エネルギ−の大きい前記雷電圧の波尾部の電流は、外部ギャップ（２）を直列に配置し、前記特定要素避雷器（１）の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ前記特性要素避雷器（１）の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備え、前記特定要素避雷器（１）に並列に接続された放出型避雷器（３）または特定要素避雷器（１’）によって分担させることを特徴とする並列避雷手法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は並列型避雷器及び並列避雷手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
避雷器には、現在最も使用されている特性要素を用いる避雷器（以下特性要素避雷器と呼ぶ。）と特性要素を用いない放出型避雷器がある。
特性要素とは、非直線性電圧電流特性により、放電の際には大電流を通過させて端子間電圧を制限し、放電後は原状に復帰する作用を有する避雷器の構成要素で、現在では、酸化亜鉛を主成分とする燒結体である酸化亜鉛素子が最も一般的に使われている。
【０００３】
放出型避雷器とは、消孤室の両端に設置した電極間で火花放電させることで過電圧を制限し、火花放電の電流や続流に伴う熱によって発生する消孤ガスが放出孔から噴き出す作用や消孤室内の圧力上昇等を利用して続流を遮断し、原状に自復する機能を備えた装置をいう。
【０００４】
特性要素避雷器は、優れた非直線電圧電流特性を有することから、急峻過電圧に対して動作遅れがなく、安定して電圧を制限する能力を備えているが、通過電荷量が大きい場合には、特性要素が熱破壊するという弱点があり、この弱点を解消するためには、特性要素の断面積を通過電荷量に見合った大きさに拡大しなければならないため、雷害対策にかかる費用が大幅に増大するという問題点があった。
【０００５】
これに対して、前記放出型避雷器は、特性要素を用いないため安価で、かつ通過電荷量が大きい場合も破壊し難いという特長を有しているが、過電圧を制限する動作機構に気中での火花放電現象を利用しているため、放電遅れが生じ、動作遅れの間、過電圧を制御できないという欠点を有しているので、放出型避雷器は、碍子等の気中絶縁の保護には用いることはできるが、ケ−ブルや変圧器巻線等の固体絶縁には適さないという問題点があった。
【０００６】
また、放出型避雷器は、放電特性を改善する目的で、消孤室の壁材を挟んで放電路とは反対側に放電を誘導する金属層（背後電極）を配置することがあるが、このように背後電極を有する避雷器は、急峻波による過電圧に対しても消孤室壁材が貫通破壊しないように、消孤室壁材の絶縁性能を十分に高めておく必要があるため、避雷器価格を押し上げる要因になるという問題点があった。
【特許文献１】特開平８−３２１３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、背景技術で記述した問題点に鑑みなされたもので、雷の急峻過電圧に対して動作遅れがなく、かつ通過電荷量が大きい並列型避雷器及び並列避雷手法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の並列型避雷器は、特定要素避雷器と、外部ギャップを直列に配置し、前記特定要素避雷器の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ前記特性要素避雷器の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備えた放出型避雷器または特定要素避雷器を並列に接続してなることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の並列避雷手法は、急峻な雷電圧の波頭部は特定要素避雷器によって抑制し、雷エネルギ−の大きい前記雷電圧の波尾部の電流は、外部ギャップを直列に配置し、前記特定要素避雷器の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ前記特性要素避雷器の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備え、前記特定要素避雷器に並列に接続された放出型避雷器または特定要素避雷器によって分担させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は上述のように構成されているので、次のような効果を奏する。
（１）外部ギャップ無しの特性要素避雷器の通過電荷量及び処理エネルギ−を低減できる。
（２）外部ギャップを直列に配置し、外部ギャップ無しの特性要素避雷器に並列に接続された放出型避雷器または特定要素避雷器の雷過電圧を制限する能力を改善できる。
（３）外部ギャップ無しの特性要素避雷器によって雷の急峻な波頭部が抑制され、背後電極を有する放出型避雷器の消孤室壁材に発生する雷過電圧を制限できるため、消孤室壁材の貫通破壊を防止できる。、
（４）外部ギャップ無しの特性要素避雷器が雷過電圧の抑制、外部ギャップを直列に配置した放出型避雷器または特定要素避雷器が通過電荷量の分担という役割を担保する構成になっているので、それぞれの役割分担に相応して、コストの低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
雷の急峻過電圧に対して動作遅れがなく、かつ通過電荷量が大きい並列型避雷器及び並列避雷手法の提供という目的を、特定要素避雷器と並列に接続する外部ギャップを直列に配置した放出型避雷器または特定要素避雷器の採用により実現できた。
【実施例】
【００１２】
この発明の並列型避雷器の実施の一例を図面を参照しながら説明するに、図１〜図２に示すように、特定要素避雷器１と、外部ギャップ２を直列に配置し、特定要素避雷器１の制限電圧より低い電圧で動作するように設定し、かつ特性要素避雷器１の許容電荷量よりも大きい許容電荷量を備えた放出型避雷器３または特定要素避雷器１’を並列に接続している。
【００１３】
該並列型避雷器に雷過電圧が進入すると、まず特性要素避雷器１が動作を開始し、瞬時に雷過電圧を抑制できるようになっている。
【００１４】
雷過電圧は特性要素避雷器１の制限電圧まで上昇するため、該制限電圧よりも低い電圧で動作すように設定している放出型避雷器３または特定要素避雷器１’が動作し、放出型避雷器３または特定要素避雷器１’に殆どの雷電流が流れる。したがって、特性要素避雷器１に流れる雷電流を軽減できるようになっている。
【００１５】
特性要素避雷器１は雷の波頭部の電流が流れるのみであるので、特性要素の断面積を極めて小さくすることができる。したがって、特性要素のコスト低減を図ることができる。
【００１６】
また、放出型避雷器３が背後電極を有する構成である場合には、消孤室の壁材にかかる電圧も特性要素避雷器１の制限電圧以下に抑制されるので、壁材の絶縁性能を低減できる。したがって、放出型避雷器３のコスト低減を図ることができる。
【００１７】
なお、特性要素避雷器１’に流れる雷電流が大きくなるので、特性要素の面積を増大しなければならないが、特性要素数は、特性要素避雷器１の特性要素数の１／５程度に軽減できるため、特性要素避雷器１の雷エネルギ−処理の能力を高めることに比べば、約１／２〜１／３程度のコスト低減を図ることができる。
【００１８】
次に、図３に示すようなインパルス電圧実験回路図によって、図１に示す本願の並列型避雷器と図４に示す特性要素避雷器１のみに雷インパルス電圧を印加したときの避雷器の端子電圧、特性要素避雷器１の通過電流及びこれらから計算により求めた特性要素避雷器１が処理する瞬時電力をそれぞれ図５及び図６に示す。
なお、図３において、Ｉ．Ｇはインパルス発生装置、Ｖは避雷器の端子電圧測定装置、Ｉは特定要素避雷器１の通過電流測定装置である。
【００１９】
図５から分かるように、特性要素避雷器１のみの場合には、特性要素避雷器１を通過する電流が５０μｓ程度まで継続しており、これに対して特性要素避雷器１が処理する瞬時電力も継続している。
【００２０】
これに対して、図１に示す本願の並列型避雷器では、図６から分かるように、雷インパルス電圧印加から１μｓ以内に特性要素避雷器１を通過する電流が低減しており、これに対応して特性要素避雷器１が処理する瞬時電力も低減している。
【００２１】
本実験による特性要素避雷器１の全処理エネルギ−及び全電荷量を表１に示す。これから分かるように、図１に示す本願の並列型避雷器においては、特性要素避雷器１の全処理エネルギ−及び全電荷量を大幅に低減できることが分かる。
表１
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【産業上の利用可能性】
【００２２】
特に雷害の大きい地域において、経済的な雷害対策用の新型避雷器及び新たな避雷手法として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】発明の実施の一例を示す側面図
【図２】発明の実施の一例を示す側面図
【図３】インパルス電圧実験回路図
【図４】特性要素避雷器のみの結線図
【図５】特性要素避雷器のみの場合の実験結果を示す図面
【図６】本願の並列型避雷器の場合の実験結果を示す図面
【符号の説明】
【００２４】
１，１’ 特性要素避雷器
２ 外部ギャップ
３ 放出型避雷器
【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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