JP2573397B2 - 酸化亜鉛形避雷器 - Google Patents
酸化亜鉛形避雷器Info
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- JP2573397B2 JP2573397B2 JP2161261A JP16126190A JP2573397B2 JP 2573397 B2 JP2573397 B2 JP 2573397B2 JP 2161261 A JP2161261 A JP 2161261A JP 16126190 A JP16126190 A JP 16126190A JP 2573397 B2 JP2573397 B2 JP 2573397B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、配電系統及び送変電系統に使用される酸化
亜鉛形避雷器に関するものである。
亜鉛形避雷器に関するものである。
（従来の技術） 従来、この種の避雷器は、主に、常時加わる交流また
は直流の運転電圧ストレスに対して十分な寿命特性を有
するように、動作開始電圧を選定し、また、大電流雷イ
ンパルスあるいは開閉サージ矩形波電流に耐えるように
酸化亜鉛素子径を選定していた。この様な酸化亜鉛径避
雷器に関する国際規格は、IECを中心として種々の検討
が行われ、多くのドラフトを経てまとまりを見せつつあ
る。
は直流の運転電圧ストレスに対して十分な寿命特性を有
するように、動作開始電圧を選定し、また、大電流雷イ
ンパルスあるいは開閉サージ矩形波電流に耐えるように
酸化亜鉛素子径を選定していた。この様な酸化亜鉛径避
雷器に関する国際規格は、IECを中心として種々の検討
が行われ、多くのドラフトを経てまとまりを見せつつあ
る。
また、近年、酸化亜鉛形避雷器の優れた保護性能、信
頼性に着目し、この避雷器を積極的に活用して、系統絶
縁レベルの低減、信頼度の向上を図る動きが世界的に進
んでいる。そのため、従来のギャップ付き避雷器に求め
られていた以上の信頼性が要求され、それを検証するこ
とが新しい規格に盛り込まれるようになった。例えば、
配電系統等の雷遮蔽の十分でない系統に適用される避雷
器に関しては、大電流インパルス耐量のレベルが引き上
げられると共に、大電流インパルス印加直後に安定性試
験として交流性過電圧が短時間印加され、その後、運転
電圧を印加して熱暴走を発生しないことを検証する試験
が追加された。これは、上記の様な系統では直撃雷の頻
度が比較的高いことを考慮したためである。
頼性に着目し、この避雷器を積極的に活用して、系統絶
縁レベルの低減、信頼度の向上を図る動きが世界的に進
んでいる。そのため、従来のギャップ付き避雷器に求め
られていた以上の信頼性が要求され、それを検証するこ
とが新しい規格に盛り込まれるようになった。例えば、
配電系統等の雷遮蔽の十分でない系統に適用される避雷
器に関しては、大電流インパルス耐量のレベルが引き上
げられると共に、大電流インパルス印加直後に安定性試
験として交流性過電圧が短時間印加され、その後、運転
電圧を印加して熱暴走を発生しないことを検証する試験
が追加された。これは、上記の様な系統では直撃雷の頻
度が比較的高いことを考慮したためである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、本発明者等が、上述した様な新しい規
格案に従って従来の酸化亜鉛形避雷器に対して試験を行
ったところ、従来の避雷器は大電流インパルスには耐え
られるものの、その後の安定性試験において熱暴走を発
生することが判明した。そのため、大電流インパルス印
加直後の安定性試験に十分耐えることのできる酸化亜鉛
形避雷器の開発が切望されていた。
格案に従って従来の酸化亜鉛形避雷器に対して試験を行
ったところ、従来の避雷器は大電流インパルスには耐え
られるものの、その後の安定性試験において熱暴走を発
生することが判明した。そのため、大電流インパルス印
加直後の安定性試験に十分耐えることのできる酸化亜鉛
形避雷器の開発が切望されていた。
本発明は、以上の欠点を解消するために提案されたも
ので、その目的は、大電流インパルス印加直後の安定性
試験に十分耐えることのでき、効率的且つ信頼性の高い
酸化亜鉛形避雷器を提供することにある。
ので、その目的は、大電流インパルス印加直後の安定性
試験に十分耐えることのでき、効率的且つ信頼性の高い
酸化亜鉛形避雷器を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の酸化亜鉛形避雷器は、大電流インパルス試験
時の通電電流密度が、5KA/cm2以上7KA/cm2以下になる様
な素子径の酸化亜鉛素子を用いて構成することを特徴と
する。
時の通電電流密度が、5KA/cm2以上7KA/cm2以下になる様
な素子径の酸化亜鉛素子を用いて構成することを特徴と
する。
（作用） 本発明によれば、大電流インパルス試験時の通電電流
密度が7KA/cm2以下になる様な素子径の酸化亜鉛素子が
用いられるため、動作開始電圧の低下率が20％以内に抑
えられ、常に動作開始電圧を最大運転電圧よりも高いレ
ベルに維持される。また、同時に大電流インパルス試験
時の通電電流密度が、5KA/cm2以上になる様な素子径の
酸化亜鉛素子が用いられるために、避雷器の素子径が増
大することがなく、避雷自体の小規模化へ寄与すること
が可能となる。
密度が7KA/cm2以下になる様な素子径の酸化亜鉛素子が
用いられるため、動作開始電圧の低下率が20％以内に抑
えられ、常に動作開始電圧を最大運転電圧よりも高いレ
ベルに維持される。また、同時に大電流インパルス試験
時の通電電流密度が、5KA/cm2以上になる様な素子径の
酸化亜鉛素子が用いられるために、避雷器の素子径が増
大することがなく、避雷自体の小規模化へ寄与すること
が可能となる。
以下に、上記発明をなすに至った経緯を説明する。ま
ず、本発明者等は種々の実験を行い、大電流インパルス
２回印加後の動作開始電圧（ここでは0.12mA/cm2）の低
下率と、通電インパルス電流密度との間には、第１図に
示した様な強い相関関係があることを見出した。なお、
第１図に示した実験結果は、32mm,38mm,41mm,47mm,65mm
の径の素子に、40〜100KAのインパルス電流を２回印加
して得られたものである。また、第１図に示した変化率
（低下率）は、同極性の変化率と逆極性の変化率の平均
値を示している。また、一般に、インパルス電流を印加
すると、低電流領域の電圧−電流特性が劣化することが
知られている。即ち、第２図に示した様に、特性曲線ａ
は、インパルス電流印加前の初期特性を示し、特性曲線
b,cは、インパルス電流印加後のインパルス電流極性と
同極性及び逆極性の特性をそれぞれ示したものである。
図から明らかな様に、インパルス電流を印加すると、特
に低電流領域の電圧−電流特性が劣化することが分か
る。
ず、本発明者等は種々の実験を行い、大電流インパルス
２回印加後の動作開始電圧（ここでは0.12mA/cm2）の低
下率と、通電インパルス電流密度との間には、第１図に
示した様な強い相関関係があることを見出した。なお、
第１図に示した実験結果は、32mm,38mm,41mm,47mm,65mm
の径の素子に、40〜100KAのインパルス電流を２回印加
して得られたものである。また、第１図に示した変化率
（低下率）は、同極性の変化率と逆極性の変化率の平均
値を示している。また、一般に、インパルス電流を印加
すると、低電流領域の電圧−電流特性が劣化することが
知られている。即ち、第２図に示した様に、特性曲線ａ
は、インパルス電流印加前の初期特性を示し、特性曲線
b,cは、インパルス電流印加後のインパルス電流極性と
同極性及び逆極性の特性をそれぞれ示したものである。
図から明らかな様に、インパルス電流を印加すると、特
に低電流領域の電圧−電流特性が劣化することが分か
る。
ところで、従来の試験法では、インパルス電流の印加
と安定性の試験とが別の試供品に対して行われていたた
め、第１図に示した様な、動作開始電圧が低下するとい
った劣化は、安定性の試験に影響を与えていなかった。
しかし、新しい試験法においては、主に、配電用避雷器
に適用される第３図に示した試験シーケンス、あるいは
電力用避雷器に適用される第４図に示した試験シーケン
スにしたがって、同一の試供品に対して大電流インパル
ス印加と安定性試験とが行われるため、第１図に示した
劣化による漏れ電流、それに伴う発熱の増加の影響が現
れてくる。本発明者等の実験によれば、大電流インパル
ス通電時の電流密度が7KA/cm2を堺として、これより大
きい場合には、第３図及び第４図に示した試験に不合格
となり、これより小さい場合には、合格となることが判
明した。
と安定性の試験とが別の試供品に対して行われていたた
め、第１図に示した様な、動作開始電圧が低下するとい
った劣化は、安定性の試験に影響を与えていなかった。
しかし、新しい試験法においては、主に、配電用避雷器
に適用される第３図に示した試験シーケンス、あるいは
電力用避雷器に適用される第４図に示した試験シーケン
スにしたがって、同一の試供品に対して大電流インパル
ス印加と安定性試験とが行われるため、第１図に示した
劣化による漏れ電流、それに伴う発熱の増加の影響が現
れてくる。本発明者等の実験によれば、大電流インパル
ス通電時の電流密度が7KA/cm2を堺として、これより大
きい場合には、第３図及び第４図に示した試験に不合格
となり、これより小さい場合には、合格となることが判
明した。
この理由としては、以下の様に推定される。即ち、第
１図から明らかな様に、インパルス電流密度が4KA/cm2
に対応する動作開始電圧の低下率は約20％である。一
方、避雷器の定格電圧は通常必要な保護特性を得るため
に、およそ動作開始電圧付近となり、また、最大運転電
圧は系統の一線地絡時の健全相電圧上昇によって決ま
り、避雷器定格電圧の約80％である。従って、大電流イ
ンパルス印加により動作開始電圧が20％程度低下する
と、動作開始電圧は最大運転電圧に近いレベルになるた
め、運転電圧印加によりかなりの電流が流れ、安定性を
維持できなくなるものと考えられる。さらに、大電流イ
ンパルス印加により動作開始電圧が20％以上低下すると
（即ち、インパルス電流密度が7KA/cm2以上の場合）動
作開始電圧は最大運転電圧より低いレベルになるため、
運転電圧印加によりかなりの電流が漏れ出し、発熱等の
影響が顕著になると考えられる。また、第１図からも分
かるようにインパルス電流密度と動作開始電圧との関数
の勾配は、5KA/cm2未満である場合と比較して、5KA/cm2
以上7KA/cm2以下の場合の勾配の方が強い。よって、避
雷器自体の小規模化へ寄与するためにも素子径が小さ
く、しかも動作開始電圧の低下率が安定性試験に耐え得
るような避雷器の素子を得るためには、インパルス電流
密度が動作開始電圧の低下率に与える影響が大きく、し
かも低下率が安定性試験に耐え得る範囲である5KA/cm2
以上7KA/cm2以下を選ぶことが最も効率的であると言え
る。
１図から明らかな様に、インパルス電流密度が4KA/cm2
に対応する動作開始電圧の低下率は約20％である。一
方、避雷器の定格電圧は通常必要な保護特性を得るため
に、およそ動作開始電圧付近となり、また、最大運転電
圧は系統の一線地絡時の健全相電圧上昇によって決ま
り、避雷器定格電圧の約80％である。従って、大電流イ
ンパルス印加により動作開始電圧が20％程度低下する
と、動作開始電圧は最大運転電圧に近いレベルになるた
め、運転電圧印加によりかなりの電流が流れ、安定性を
維持できなくなるものと考えられる。さらに、大電流イ
ンパルス印加により動作開始電圧が20％以上低下すると
（即ち、インパルス電流密度が7KA/cm2以上の場合）動
作開始電圧は最大運転電圧より低いレベルになるため、
運転電圧印加によりかなりの電流が漏れ出し、発熱等の
影響が顕著になると考えられる。また、第１図からも分
かるようにインパルス電流密度と動作開始電圧との関数
の勾配は、5KA/cm2未満である場合と比較して、5KA/cm2
以上7KA/cm2以下の場合の勾配の方が強い。よって、避
雷器自体の小規模化へ寄与するためにも素子径が小さ
く、しかも動作開始電圧の低下率が安定性試験に耐え得
るような避雷器の素子を得るためには、インパルス電流
密度が動作開始電圧の低下率に与える影響が大きく、し
かも低下率が安定性試験に耐え得る範囲である5KA/cm2
以上7KA/cm2以下を選ぶことが最も効率的であると言え
る。
（実施例） 以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明す
る。
る。
第１実施例 本実施例は配電様避雷器に本発明を適用したものであ
る。なお、配電用避雷器の仕様特性は下記の通りであ
る。
る。なお、配電用避雷器の仕様特性は下記の通りであ
る。
定格電圧 30KV 最大運転電圧 24KV 制限電圧（5KA） 80KV 大電流インパルス耐量 4/10μs,65KA この様な従来の配電用避雷器は、32mm径の酸化亜鉛素
子を用いているが、第３図の試験を実施したところ、熱
暴走を発生し不合格となった。これは、大電流インパル
ス印加時のインパルス電流密度が8.1KA/mmと7KA/mmを越
えているためである。そこで、本発明の要旨に基づいて
38mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流インパルス
印加時のインパルス電流密度を5.7KA/mmとすることがで
き、試験に合格することができた。
子を用いているが、第３図の試験を実施したところ、熱
暴走を発生し不合格となった。これは、大電流インパル
ス印加時のインパルス電流密度が8.1KA/mmと7KA/mmを越
えているためである。そこで、本発明の要旨に基づいて
38mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流インパルス
印加時のインパルス電流密度を5.7KA/mmとすることがで
き、試験に合格することができた。
第２実施例 本実施例は重責務配電用避雷器に本発明を適用したも
のである。なお、重責務配電用避雷器の仕様特性は下記
の通りである。
のである。なお、重責務配電用避雷器の仕様特性は下記
の通りである。
定格電圧 30KV 最大運転電圧 24KV 制限電圧（10KA） 80KV 大電流インパルス耐量 4/10μs,100KA この様な従来の重責務配電用避雷器は、41mm径の酸化
亜鉛素子を用いているが、第３図の試験を実施したとこ
ろ、熱暴走を発生し不合格となった。これは、大電流イ
ンパルス印加時のインパルス電流密度が7.6KA/cm27KA/c
m2を越えているためである。そこで、本発明の要旨に基
づいて47mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流イン
パルス印加時のインパルス電流密度を5.8KA/cm2とする
ことができ、試験に合格することができた。
亜鉛素子を用いているが、第３図の試験を実施したとこ
ろ、熱暴走を発生し不合格となった。これは、大電流イ
ンパルス印加時のインパルス電流密度が7.6KA/cm27KA/c
m2を越えているためである。そこで、本発明の要旨に基
づいて47mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流イン
パルス印加時のインパルス電流密度を5.8KA/cm2とする
ことができ、試験に合格することができた。
第３実施例 本実施例は線路放電電荷責務（開閉サージ）クラス１
の避雷器に本発明を適用したものである。なお、この避
雷器の仕様特性は下記の通りである。
の避雷器に本発明を適用したものである。なお、この避
雷器の仕様特性は下記の通りである。
定格電圧 96KV 最大運転電圧 77KV 制限電圧（10KA） 259KV 大電流インパルス耐量 4/10μs,100KA 線路放電電荷責務 2ms,210A このクラスの従来の避雷器は、41mm径の酸化亜鉛素子
を用いているが、第４図の試験を実施したところ、熱暴
走を発生し不合格となった。これは、大電流インパルス
印加時のインパルス電流密度が7.6KA/cm2と7KA/cm2を越
えており、また、線路放電電荷責務（開閉サージ）２回
の吸収エネルギーが大電流インパルス１回の吸収エネル
ギーにほぼ等しいためである。そこで、本発明の要旨に
基づいて47mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流イ
ンパルス印加時のインパルス電流密度を5.8KA/cm2とす
ることができ、試験に合格することができた。
を用いているが、第４図の試験を実施したところ、熱暴
走を発生し不合格となった。これは、大電流インパルス
印加時のインパルス電流密度が7.6KA/cm2と7KA/cm2を越
えており、また、線路放電電荷責務（開閉サージ）２回
の吸収エネルギーが大電流インパルス１回の吸収エネル
ギーにほぼ等しいためである。そこで、本発明の要旨に
基づいて47mm径の酸化亜鉛素子を用いた結果、大電流イ
ンパルス印加時のインパルス電流密度を5.8KA/cm2とす
ることができ、試験に合格することができた。
［発明の効果］ 以上述べた様に、本発明によれば、大電流インパルス
試験時の通電電流密度が5KA/cm2以上7KA/cm2以下になる
様な素子径の酸化亜鉛素子を用いて酸化亜鉛径避雷器を
構成することによって、大電流インパルス印加直後の安
定性試験に十分耐えることのでき、効率性及び信頼性の
高い酸化亜鉛径避雷器を提供することができる。
試験時の通電電流密度が5KA/cm2以上7KA/cm2以下になる
様な素子径の酸化亜鉛素子を用いて酸化亜鉛径避雷器を
構成することによって、大電流インパルス印加直後の安
定性試験に十分耐えることのでき、効率性及び信頼性の
高い酸化亜鉛径避雷器を提供することができる。
第１図は大電流インパルス印加後の動作開始電圧低下率
を示す図、第２図は大電流インパルス印加による劣化後
の酸化亜鉛素子の電圧−電流特性の変化を示す図、第３
図は配電用避雷器に対する試験シーケンスを示す図、第
４は電力用避雷器に対する試験シーケンスを示す図であ
る。
を示す図、第２図は大電流インパルス印加による劣化後
の酸化亜鉛素子の電圧−電流特性の変化を示す図、第３
図は配電用避雷器に対する試験シーケンスを示す図、第
４は電力用避雷器に対する試験シーケンスを示す図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】大電流インパルス試験時の通電電流密度
が、5KA/cm2以上7KA/cm2以下になる様な素子径の酸化亜
鉛素子を用いて構成したことを特徴とする酸化亜鉛形避
雷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161261A JP2573397B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161261A JP2573397B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0453204A JPH0453204A (ja) | 1992-02-20 |
| JP2573397B2 true JP2573397B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=15731739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161261A Expired - Lifetime JP2573397B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 酸化亜鉛形避雷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573397B2 (ja) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5919450B2 (ja) * | 1979-10-11 | 1984-05-07 | 株式会社東芝 | 非直線抵抗体の良否判定方法 |
| JPS61170001A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-31 | 株式会社日立製作所 | 電圧非直線抵抗体 |
| JP2591068B2 (ja) * | 1988-06-02 | 1997-03-19 | 株式会社明電舎 | 避雷器 |
| JPH0282503A (ja) * | 1988-09-19 | 1990-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電圧非直線抵抗素子 |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2161261A patent/JP2573397B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0453204A (ja) | 1992-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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