JP2001273825A - 碍子洗浄装置 - Google Patents
碍子洗浄装置Info
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- JP2001273825A JP2001273825A JP2000086453A JP2000086453A JP2001273825A JP 2001273825 A JP2001273825 A JP 2001273825A JP 2000086453 A JP2000086453 A JP 2000086453A JP 2000086453 A JP2000086453 A JP 2000086453A JP 2001273825 A JP2001273825 A JP 2001273825A
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- design wind
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Abstract
(57)【要約】
【課題】洗浄効果を損なうことなく、設備費用やランニ
ングコストを大幅に引き下げることが可能な碍子洗浄装
置を提供する。 【解決手段】碍子洗浄装置の本体１に，洗浄中の風速を
測定する手段２と，設計風速以下の風速の累積継続時間
が所定時間になったときに洗浄を終了する制御手段３と
を接続する。従来は設計風速が１０ｍ／ｓに設定されて
いたが，風速分布を分析することにより，本発明では設
計風速を７ｍ／ｓ以下に設定した。
ングコストを大幅に引き下げることが可能な碍子洗浄装
置を提供する。 【解決手段】碍子洗浄装置の本体１に，洗浄中の風速を
測定する手段２と，設計風速以下の風速の累積継続時間
が所定時間になったときに洗浄を終了する制御手段３と
を接続する。従来は設計風速が１０ｍ／ｓに設定されて
いたが，風速分布を分析することにより，本発明では設
計風速を７ｍ／ｓ以下に設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，碍子装置を活線状
態で洗浄する碍子洗浄装置の改良に関するものである。
態で洗浄する碍子洗浄装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】活線状態にある碍子装置にノズルから放
水し，碍子表面に付着した汚損物質を洗い落とす碍子洗
浄装置は，従来から各変電所等において広く用いられて
いる。実際の碍子洗浄装置においては，放水用のノズル
を充電部から所定の距離以上離して絶縁を確保しなけれ
ばならないので，強風時にはノズルからの放水を確実に
碍子表面に到達させることは困難となる。
水し，碍子表面に付着した汚損物質を洗い落とす碍子洗
浄装置は，従来から各変電所等において広く用いられて
いる。実際の碍子洗浄装置においては，放水用のノズル
を充電部から所定の距離以上離して絶縁を確保しなけれ
ばならないので，強風時にはノズルからの放水を確実に
碍子表面に到達させることは困難となる。
【０００３】そこで碍子洗浄装置は設計風速を設定し，
洗浄中の風速が設計風速となるまでは確実に洗浄が行え
るように設計されている。従来の碍子洗浄装置では設計
風速は１０ｍ／ｓとなっており，ノズルを工夫して主水
流の両側にガード水流を組み合わせることにより，弱風
時には主水流が直接碍子装置に注水され，設計風速付近
では風で変移されたガード水流が必ず碍子装置に注水さ
れるようにしてある。このように主水流とガード水流と
を使い分けるのは，主水流のみで設計風速まで対応させ
るには水量をかなり増大させねばならず，弱風時には碍
子表面を流下する水が多くなるため、碍子の洗浄中の耐
電圧が低下して閃絡事故を招くおそれがあるためであ
る。
洗浄中の風速が設計風速となるまでは確実に洗浄が行え
るように設計されている。従来の碍子洗浄装置では設計
風速は１０ｍ／ｓとなっており，ノズルを工夫して主水
流の両側にガード水流を組み合わせることにより，弱風
時には主水流が直接碍子装置に注水され，設計風速付近
では風で変移されたガード水流が必ず碍子装置に注水さ
れるようにしてある。このように主水流とガード水流と
を使い分けるのは，主水流のみで設計風速まで対応させ
るには水量をかなり増大させねばならず，弱風時には碍
子表面を流下する水が多くなるため、碍子の洗浄中の耐
電圧が低下して閃絡事故を招くおそれがあるためであ
る。
【０００４】ところが，このように主水流とガード水流
とを組み合わせ，設計風速である１０ｍ／ｓの風速下で
も的確に洗浄できるようにした従来の碍子洗浄装置は，
１個のノズル当たり毎分２００Ｌ以上の放水量を確保し
なければならず，大型の洗浄ポンプを必要としたり，配
管や弁サイズ等も大型化しなければならないことから，
設備費用やランニングコストが高くつくという問題があ
った。
とを組み合わせ，設計風速である１０ｍ／ｓの風速下で
も的確に洗浄できるようにした従来の碍子洗浄装置は，
１個のノズル当たり毎分２００Ｌ以上の放水量を確保し
なければならず，大型の洗浄ポンプを必要としたり，配
管や弁サイズ等も大型化しなければならないことから，
設備費用やランニングコストが高くつくという問題があ
った。
【０００５】なお，上記のように設計風速を１０ｍ／ｓ
と設定した碍子洗浄装置においては，洗浄中の風速が１
０ｍ／ｓを超えている時間中は洗浄が保証されない。し
かも風速は絶えず変化するものである。そこで本出願人
の特公平１−５５７２８号公報に記載されているよう
に，洗浄中の風速を連続的に測定し，設計風速以下の風
速の累積継続時間が所定時間に達するまで洗浄を継続す
る工夫がなされている。
と設定した碍子洗浄装置においては，洗浄中の風速が１
０ｍ／ｓを超えている時間中は洗浄が保証されない。し
かも風速は絶えず変化するものである。そこで本出願人
の特公平１−５５７２８号公報に記載されているよう
に，洗浄中の風速を連続的に測定し，設計風速以下の風
速の累積継続時間が所定時間に達するまで洗浄を継続す
る工夫がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し，設備コストやランニングコストを従
来よりも低減することができ，しかも従来と同様に碍子
装置を確実に活線洗浄することができる碍子洗浄装置を
提供するためになされたものである。
の問題点を解決し，設備コストやランニングコストを従
来よりも低減することができ，しかも従来と同様に碍子
装置を確実に活線洗浄することができる碍子洗浄装置を
提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は，洗浄中の風速を測定する手段
と，設計風速以下の風速の累積継続時間が所定時間にな
ったときに洗浄を終了する制御手段とを備えた碍子洗浄
装置において，前記設計風速を７ｍ／ｓ以下に設定した
ことを特徴とするものである。なお，実用的には設計風
速を５〜７ｍ／ｓに設定することが好ましい。
めになされた本発明は，洗浄中の風速を測定する手段
と，設計風速以下の風速の累積継続時間が所定時間にな
ったときに洗浄を終了する制御手段とを備えた碍子洗浄
装置において，前記設計風速を７ｍ／ｓ以下に設定した
ことを特徴とするものである。なお，実用的には設計風
速を５〜７ｍ／ｓに設定することが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に示すように，本発明の碍子
洗浄装置はポンプやノズルを含む公知の装置本体１と，
風速を測定する手段２と，制御手段３とを備えている。
この制御手段３は，従来と同様に設計風速以下の風速の
累積継続時間が所定時間になったときに洗浄を終了する
機能を有するものである。
洗浄装置はポンプやノズルを含む公知の装置本体１と，
風速を測定する手段２と，制御手段３とを備えている。
この制御手段３は，従来と同様に設計風速以下の風速の
累積継続時間が所定時間になったときに洗浄を終了する
機能を有するものである。
【０００９】本発明者は、わが国における風速分布と碍
子洗浄装置の機能との関係を科学的に分析した結果、設
計風速を従来の１０ｍ／ｓから５〜７ｍ／ｓにまで引き
下げても，碍子洗浄効果に遜色を生じないことを見いだ
した。そしてこのように設計風速を従来よりも引き下げ
ることにより、洗浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化
できるので，設備費用やランニングコストを大幅に引き
下げることが可能となる。以下にその理由を詳述する。
子洗浄装置の機能との関係を科学的に分析した結果、設
計風速を従来の１０ｍ／ｓから５〜７ｍ／ｓにまで引き
下げても，碍子洗浄効果に遜色を生じないことを見いだ
した。そしてこのように設計風速を従来よりも引き下げ
ることにより、洗浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化
できるので，設備費用やランニングコストを大幅に引き
下げることが可能となる。以下にその理由を詳述する。
【００１０】最近の研究によれば，任意地点における風
速の度数分布はワイブル分布であり，風速Ｕの確率密度
関数ｆ（Ｕ）は数１で表される。ここでＣ及びＫは地点
を特定することにより定まる定数であり，それぞれワイ
ブル分布の尺度定数及び形状定数と呼ばれている。また
風速Ｕがワイブル分布に従っているとき，平均風速は数
２で示され，累積分布関数Ｆ（Ｕ）は数３で示される。
なお，形状定数Ｋを変化させたときのワイブル分布のグ
ラフを図２に示す。
速の度数分布はワイブル分布であり，風速Ｕの確率密度
関数ｆ（Ｕ）は数１で表される。ここでＣ及びＫは地点
を特定することにより定まる定数であり，それぞれワイ
ブル分布の尺度定数及び形状定数と呼ばれている。また
風速Ｕがワイブル分布に従っているとき，平均風速は数
２で示され，累積分布関数Ｆ（Ｕ）は数３で示される。
なお，形状定数Ｋを変化させたときのワイブル分布のグ
ラフを図２に示す。
【数１】
【数２】
【数３】
【００１１】さて，ある地点における瞬間風速が年間の
形状定数と同じ形状定数となるワイブル分布に従うとの
前提をおけば，平均風速がＵＡＶのときの尺度定数は数
２から求めることができる。またこのようにして尺度定
数Ｃ及び形状定数Ｋが決まれば，そのときの任意の瞬間
風速の累積発生確率，すなわちその風速以下の瞬間風速
の発生確率は数３から求めることができる。
形状定数と同じ形状定数となるワイブル分布に従うとの
前提をおけば，平均風速がＵＡＶのときの尺度定数は数
２から求めることができる。またこのようにして尺度定
数Ｃ及び形状定数Ｋが決まれば，そのときの任意の瞬間
風速の累積発生確率，すなわちその風速以下の瞬間風速
の発生確率は数３から求めることができる。
【００１２】全国各地の風速は気象台により測定されて
おり，データ化されている。そのデータから算出された
尺度定数Ｃ及び形状定数Ｋは，例えば下記の通りであ
る。 測定地点：相川（日本海の島），Ｃ＝４．７４，Ｋ＝
１．２８ 測定地点：京都（本州の内陸），Ｃ＝１．８９，Ｋ＝
１．２５ 測定地点：室戸岬（四国の岬），Ｃ＝８．５４，Ｋ＝
１．７８ このように，平均風速の大小によって尺度定数Ｃの値は
変化するものの，わが国のほとんどの地点では形状定数
Ｋには大差がなく，１．２〜２の間に入るものとするこ
とができる。
おり，データ化されている。そのデータから算出された
尺度定数Ｃ及び形状定数Ｋは，例えば下記の通りであ
る。 測定地点：相川（日本海の島），Ｃ＝４．７４，Ｋ＝
１．２８ 測定地点：京都（本州の内陸），Ｃ＝１．８９，Ｋ＝
１．２５ 測定地点：室戸岬（四国の岬），Ｃ＝８．５４，Ｋ＝
１．７８ このように，平均風速の大小によって尺度定数Ｃの値は
変化するものの，わが国のほとんどの地点では形状定数
Ｋには大差がなく，１．２〜２の間に入るものとするこ
とができる。
【００１３】ここで碍子洗浄装置の設計風速をＵＮ と
すると，設計風速以下の瞬間風速の発生確率Ｆ（ＵＮ
）は数３から求めることができる。そこでその逆数を
取って洗浄時間倍率Ｂとし，通常洗浄時間（１区画１分
が標準）のＢ倍の時間にわたり洗浄を行えば，洗浄中
の、設計風速以下の瞬間風速の累積継続時間を通常洗浄
時間とすることができ、目標とする洗浄効果が得られる
こととなる。例えば設計風速以下の風速の発生確率Ｆ
（ＵＮ ）が５０％であれば，Ｂ＝２となり，通常の２
倍の時間洗浄すればよいこととなる。
すると，設計風速以下の瞬間風速の発生確率Ｆ（ＵＮ
）は数３から求めることができる。そこでその逆数を
取って洗浄時間倍率Ｂとし，通常洗浄時間（１区画１分
が標準）のＢ倍の時間にわたり洗浄を行えば，洗浄中
の、設計風速以下の瞬間風速の累積継続時間を通常洗浄
時間とすることができ、目標とする洗浄効果が得られる
こととなる。例えば設計風速以下の風速の発生確率Ｆ
（ＵＮ ）が５０％であれば，Ｂ＝２となり，通常の２
倍の時間洗浄すればよいこととなる。
【数４】
【００１４】また，平均風速がＵＡＶ１ とＵＡＶ２
の間の風速区間にある発生確率は数３から導かれる数４
により求めることができる。そこで，数３から求めた各
平均風速区間における洗浄時間倍率Ｂと，数４から求め
た各平均風速区間の発生確率の積を，洗浄を実施する風
速範囲の間で積分したものが，年間の洗浄倍率の期待
値，すなわち平均的な洗浄時間倍率となる。表１に設計
風速を３ｍ／ｓ，形状定数Ｋを２としたときのこの計算
手順の一部を示す。この表１1 では平均風速を１ｍ／ｓ
ごとに区画し，各平均風速区間について設計風速以下の
瞬間風速の発生確率，その逆数Ｂ（設計風速以下の瞬間
風速の出現時間を１とするための洗浄時間倍率），年間
における各平均風速区間の風の発生確率Ａ，Ａ×Ｂ（年
間の平均的洗浄時間）をそれぞれ計算したうえ，Ａ×Ｂ
を全平均風速区間にわたり積分して年間の洗浄倍率の期
待値，すなわち平均的な洗浄時間倍率を１．５２と算出
している。同様に，設計風速等の各パラメータを変えて
同様の計算を繰り返す。
の間の風速区間にある発生確率は数３から導かれる数４
により求めることができる。そこで，数３から求めた各
平均風速区間における洗浄時間倍率Ｂと，数４から求め
た各平均風速区間の発生確率の積を，洗浄を実施する風
速範囲の間で積分したものが，年間の洗浄倍率の期待
値，すなわち平均的な洗浄時間倍率となる。表１に設計
風速を３ｍ／ｓ，形状定数Ｋを２としたときのこの計算
手順の一部を示す。この表１1 では平均風速を１ｍ／ｓ
ごとに区画し，各平均風速区間について設計風速以下の
瞬間風速の発生確率，その逆数Ｂ（設計風速以下の瞬間
風速の出現時間を１とするための洗浄時間倍率），年間
における各平均風速区間の風の発生確率Ａ，Ａ×Ｂ（年
間の平均的洗浄時間）をそれぞれ計算したうえ，Ａ×Ｂ
を全平均風速区間にわたり積分して年間の洗浄倍率の期
待値，すなわち平均的な洗浄時間倍率を１．５２と算出
している。同様に，設計風速等の各パラメータを変えて
同様の計算を繰り返す。
【００１５】
【表１】
【００１６】このようにして求めた平均的な洗浄時間倍
率を図３と図４に示す。図３はＫ＝１．２８の場合にお
いて，Ｃを３通りに変化させた場合における設計風速と
洗浄時間倍率Ｂとの関係を示すグラフであり，図４はＫ
＝２とした場合の同様のグラフである。これらのグラフ
から，設計風速ＵＮ が５〜７ｍ／ｓの範囲に変曲点が
表れることが発見された。換言すれば，従来のように設
計風速ＵＮを１０ｍ／ｓに設定していた場合と，設計風
速ＵＮ を７ｍ／ｓに設定した場合とでは，平均的な洗
浄時間倍率はほとんど変わらないことが初めて科学的に
確認された。
率を図３と図４に示す。図３はＫ＝１．２８の場合にお
いて，Ｃを３通りに変化させた場合における設計風速と
洗浄時間倍率Ｂとの関係を示すグラフであり，図４はＫ
＝２とした場合の同様のグラフである。これらのグラフ
から，設計風速ＵＮ が５〜７ｍ／ｓの範囲に変曲点が
表れることが発見された。換言すれば，従来のように設
計風速ＵＮを１０ｍ／ｓに設定していた場合と，設計風
速ＵＮ を７ｍ／ｓに設定した場合とでは，平均的な洗
浄時間倍率はほとんど変わらないことが初めて科学的に
確認された。
【００１７】上記の検討結果から，国内においてはＣや
Ｋが大きい場所（すなわち強風地帯）においても，洗浄
時間倍率Ｂを２まで許容するものとすれば，設計風速Ｕ
Ｎ を５ｍ／ｓまで落とすことができることがわかる。
しかしあまりに設計風速を小さくすると洗浄水が碍子に
注水されるときの衝撃が小さくなり，碍子表面に沿って
水幕を形成しながらだらだらと流れ落ちるようになって
活線洗浄中における碍子の耐電圧特性が低下する。従っ
て設計風速ＵＮ を５ｍ／ｓ未満とすることは好ましく
ない。以上の理由により，本発明では設計風速を７ｍ／
ｓ以下，より好ましくは５〜７ｍ／ｓに設定した。
Ｋが大きい場所（すなわち強風地帯）においても，洗浄
時間倍率Ｂを２まで許容するものとすれば，設計風速Ｕ
Ｎ を５ｍ／ｓまで落とすことができることがわかる。
しかしあまりに設計風速を小さくすると洗浄水が碍子に
注水されるときの衝撃が小さくなり，碍子表面に沿って
水幕を形成しながらだらだらと流れ落ちるようになって
活線洗浄中における碍子の耐電圧特性が低下する。従っ
て設計風速ＵＮ を５ｍ／ｓ未満とすることは好ましく
ない。以上の理由により，本発明では設計風速を７ｍ／
ｓ以下，より好ましくは５〜７ｍ／ｓに設定した。
【００１８】このようにして算出された平均的な洗浄時
間倍率（年間洗浄時間倍率）に，設計風速における単位
時間当たり放水量をかけることにより，年間の所要水量
の期待値が得られる。本発明にしたがって設計風速を低
減させると洗浄時間は従来よりも長くなるが，同時に設
計風速における単位時間放水量も低下するため，表２に
示すように年間の所要水量の期待値を大幅に低減でき
る。なお表２は，ノズル元水圧３ＭＰａ，流量係数０．
９のノズルを用い，所要到達距離を５．５ｍ（５００ｋ
Ｖの場合の所要離隔距離基準値）とした場合の年間の所
要水量の期待値を，指数で示したものである。また図５
にそのグラフを示す。
間倍率（年間洗浄時間倍率）に，設計風速における単位
時間当たり放水量をかけることにより，年間の所要水量
の期待値が得られる。本発明にしたがって設計風速を低
減させると洗浄時間は従来よりも長くなるが，同時に設
計風速における単位時間放水量も低下するため，表２に
示すように年間の所要水量の期待値を大幅に低減でき
る。なお表２は，ノズル元水圧３ＭＰａ，流量係数０．
９のノズルを用い，所要到達距離を５．５ｍ（５００ｋ
Ｖの場合の所要離隔距離基準値）とした場合の年間の所
要水量の期待値を，指数で示したものである。また図５
にそのグラフを示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】また，設計風速を落とすことによって，洗
浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化でき，設備費用や
ランニングコストを大幅に引き下げることが可能とな
る。特に設計風速を７ｍ／ｓ以下に設定すればガード水
流をなくすこともできるので単位時間当たり放水量を約
１／３にすることができ，この点からも放水水量を大幅
に削減できる効果がある。
浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化でき，設備費用や
ランニングコストを大幅に引き下げることが可能とな
る。特に設計風速を７ｍ／ｓ以下に設定すればガード水
流をなくすこともできるので単位時間当たり放水量を約
１／３にすることができ，この点からも放水水量を大幅
に削減できる効果がある。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように，本発明はわが国
における風速分布と碍子洗浄装置の機能との関係を科学
的に分析することにより，碍子洗浄効果を低下させるこ
となく，設計風速を従来の１０ｍ／ｓから５〜７ｍ／ｓ
にまで引き下げたものである。このように設計風速を従
来よりも引き下げることにより、放水水量を大幅に削減
でき，洗浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化できるの
で，設備費用やランニングコストを大幅に引き下げるこ
とが可能となる利点は大きい。
における風速分布と碍子洗浄装置の機能との関係を科学
的に分析することにより，碍子洗浄効果を低下させるこ
となく，設計風速を従来の１０ｍ／ｓから５〜７ｍ／ｓ
にまで引き下げたものである。このように設計風速を従
来よりも引き下げることにより、放水水量を大幅に削減
でき，洗浄ポンプ，配管，弁サイズ等を小型化できるの
で，設備費用やランニングコストを大幅に引き下げるこ
とが可能となる利点は大きい。
【図１】本発明に実施形態を示すブロック図である。
【図２】ワイブル分布のグラフである。
【図３】設計風速と洗浄時間倍率との関係を示すグラフ
である。
である。
【図４】設計風速と洗浄時間倍率との関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】設計風速と年間所要水量との関係を示すグラフ
である。
である。
１ 装置本体，２ 風速を測定する手段，３ 制御手段
Claims (2)
- 【請求項１】 洗浄中の風速を測定する手段と，設計風
速以下の風速の累積継続時間が所定時間になったときに
洗浄を終了する制御手段とを備えた碍子洗浄装置におい
て，設計風速を７ｍ／ｓ以下に設定したことを特徴とす
る碍子洗浄装置。 - 【請求項２】 設計風速を５〜７ｍ／ｓに設定したこと
を特徴とする請求項１記載の碍子洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000086453A JP2001273825A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 碍子洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000086453A JP2001273825A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 碍子洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001273825A true JP2001273825A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18602618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000086453A Pending JP2001273825A (ja) | 2000-03-27 | 2000-03-27 | 碍子洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001273825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004504A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 清华大学深圳研究生院 | 复合绝缘子的起振风速评估方法及选型方法 |
-
2000
- 2000-03-27 JP JP2000086453A patent/JP2001273825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105004504A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 清华大学深圳研究生院 | 复合绝缘子的起振风速评估方法及选型方法 |
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