JP2008181819A - 放電クランプおよび断線防止金具 - Google Patents

Abstract

【課題】振動疲労による素線の断線を防止でき、保守管理が不要で安価かつ効果的に素線の応力を抑制することが可能な放電クランプおよび断線防止金具を提供する。
【解決手段】放電クランプ１は、碍子部１８、その上端に装着されると共に架空電線２の一部の絶縁体２ｂを剥ぎ取って露出させた導体２ａ外周の下側に取り着けられる金具１３、導体２ａ外周の上側に取り着けられる電線支持具１４、電線支持具１４を導体２ａへ押圧すると共にボルト１５及びナット１６により金具１３に取り着けられる押し当て板１７を備える。更に、露出させた導体２ａ及びその両側の絶縁体２ｂの所定長を覆うようにして、電線押え具１１，１２が取り着けられている。電線押え具１１，１２の取り着けにより、振動疲労による応力が緩和される。
【選択図】図１

Description

本発明は、架空電線を取り着ける放電クランプ部およびこれに用いられる断線防止金具に関し、特に、高圧架空電線を落雷等から保護するために高圧架空電線の絶縁体の被覆を剥ぎ取った剥ぎ取り部に取り着ける放電クランプおよび断線防止金具に関するものである。

例えば、高圧６６００Ｖ系統の高圧架空電線の線路では、碍子部を有する放電クランプが配電設備の電線支持部の一部材として広く使用されている。放電クランプは、落雷等により電線の絶縁体の被覆が破壊され、その絶縁破壊点に続流アークが集中し、この部位から電線の損傷や溶断を防止するために、絶縁体の被覆を剥ぎ取り導体を露出させた導体部分を把持する電線把持部から電流を大地に放電させるために設けられている。

この放電クランプの電線把持部には、絶縁体が剥離されて導体がむき出しになった架空電線（以下、電線という）が直接把持されている。一方、電線や放電クランプは風によって振動するため、この繰り返しの振動による曲げ応力が電線把持部に集中する。振動が電線把持部に長時間付与されると、絶縁体剥離部分の導体に損傷等の経年劣化を招き、放置すると破断に至り断線するおそれがある。特に、配電線路の通過ルートが、市街地、住宅密集地、通学路、重要幹線道路など、地域環境に密接した場所にある場合、断線により電線が落下したり、または垂れ下がったりすると、感電や物損を含む事故を招く可能性がある。

そこで、上記したような事故を防止できるように、放電クランプの電線把持部における電線の導体を形成する素線の破断を生じ難くした構成が提案されている。例えば、下側が球面状の可動金具に押え金具との組み合わせにより導体を把持する電線把持部と、可動金具の球面と上部金具の凹部との間にベアリングを設け、電線把持部が電線の動く方向に回転できるようにし、電線把持部における導体に対して振動応力集中を回避できるようにした放電クランプがある（例えば、特許文献１参照）。
実開平２−８８１９号公報

しかし、従来の放電クランプによれば、回転機構を備えた独自の構成であるため、回転機構を有しない従来の放電クランプに付加したり、改造して適用することができない。そのため、製造工程の複雑化等のためにコストアップになる。また、可動構造であるため、強風等による電線の振動により、共振が増大する可能性もある。更に、ベアリングを使用しているために、潤滑油の補充などの点検を行う保守管理が必要となり、配電線路の運用面から管理項目が増えるという問題がある。

従って、本発明の目的は、振動疲労による素線の断線を防止でき、保守管理が不要で安価かつ効果的に素線の応力を抑制することが可能な放電クランプおよび断線防止金具を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、碍子部と、前記碍子部の一端に設けられて架空電線の一部の絶縁体を除去して露出させた導体部分を把持する電線把持部と、少なくとも前記電線把持部の近傍の前記導体部分をその長さ方向に覆うように取り着ける一対の電線押え金具と、を有することを特徴とする放電クランプを提供する。

また、本発明は上記目的を達成するため、架空電線の外周を保持するとともに前記架空電線の長手方向に一定の長さを有し、その中心から長手方向の端部にかけて断面が減少するように形成されている一対の電線押え具からなる断線防止金具を提供する。

また、本発明は上記目的を達成するため、架空電線の外周を保持するとともに前記架空電線の長手方向に一定の長さを有し、その中心から長手方向の端部にかけて変形強度が小になるように形成されている一対の電線押え具からなる断線防止金具を提供する。

本発明によれば、振動疲労による素線の断線を防止でき、保守管理が不要な安価かつ効果的に素線の応力を抑制することができる。

（放電クランプの構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る放電クランプを示し、（ａ）は絶縁カバーの一部を開放した側面図、（ｂ）は電線押え金具部分の縦断面図である。図２は、架空電線の長さ方向に見た放電クランプの側面図、図３は、絶縁カバーが未装着の状態での放電クランプの斜視図を示す。なお、図１においては、絶縁カバーを断面で示し、図２及び図３においては絶縁カバーの図示を省略している。

この放電クランプ１は、図１（ａ）に示すように架空電線２（例えば、６６００Ｖ系統用）の絶縁体２ｂの被覆を剥ぎ取って露出させた導体２ａの外周およびその両側の所定の絶縁体外周に取り着ける一対の電線押え金具１１，１２と、電線押え金具１２の下側に配置された金具１３と、電線押え金具１１の上側に配置された電線支持具１４と、電線支持具１４を介してボルト１５及びナット１６により金具１３に取り着けられる金属製で楕円形状の押し当て板１７と、金具１３の下部に取り着けられた碍子部１８と、導体２ａの外周およびその両側に所定の長さで設けられる絶縁体外周を覆う上下２分割の絶縁カバー１９Ａ，１９Ｂとを備えて構成されており、以下、本明細書中でいう「取り着ける」とは、部材同士が面接触してゆるみや隙間を生じることなく固定されている状態をいう。なお、碍子部１８の下部には、放電クランプ１を固定系に固定するための金具が装着されているが、図１及び図２においては、図示を省略している。

上記した金具１３、電線支持具１４及び押し当て板１７により、電線把持部２０が構成される。

電線押え金具１１，１２は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属材料を半円断面形状に加工成形し、更に中心から端部に向けて断面が減少し先細りになるように傾斜した形状（テーパー状）を有し、架空電線２の電線把持部２０近傍の外径に合致した内面形状を有している。また、導体２ａの両側の絶縁体２ｂを覆う所定の長さを有するとともに、絶縁体の剥離部分の断面サイズが先端部分の断面サイズより大になるように形成されている。

また、電線押え金具１１，１２は、図１（ｂ）に示すように開口１１ａ，１２ａを中央に有し、この開口１１ａ，１２ａに電線支持具１４及び金具１３を貫通させることによって架空電線２の導体２ａを把持する。電線支持具１４は、ナット１６の締め付けによって図２に示す押し当て板１７が押し当てられて金具１３とともに絶縁体２ｂの剥離された導体２ａを固定し、電線押え金具１１、１２が導体２ａの両側の絶縁体２ｂを把持している。このように、架空電線２を一定の長さで覆うとともに、中心から端部に向けて断面が減少し、先細りになるように傾斜した形状の電線押え金具１１、１２を組み合わせて用いることによって断線防止金具を構成している。

また、金具１３は、図３に示すように導体２ａ外周の下側が嵌合する半円状の溝１３ａを有している。

電線支持具１４は、導体２ａ外周の上側に嵌合する半円状の溝を有し、上部には押し当て板１７を嵌入して位置決めする凹部を有している。

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）導体２ａ及び導体剥ぎ取り部近傍の絶縁体２ｂを覆うように電線押え金具１１，１２を取り着けることにより、架空電線２の繰り返し振動による電線把持部２０近傍の導体２ａへの応力集中を軽減または緩和でき、導体を構成する素線の振動疲労による断線の危険性を低減することができる。
（２）電線押え金具１１，１２は、応力集中の生じやすい露出させた導体部分おいて断面サイズを大きくするよう中心から２つの端部に向けて断面が減少し、先細りになるように傾斜した形状（テーパー状）であるから、中心から端部にかけて変形強度が小となり、端部側では架空電線２を把持しながらも繰り返し振動による変形を形状に基づく強度の範囲で許容することで、中心部分に応力が集中しない構造とできる。このように中心から一定の長さを有して断面が減少する対称的な形状を有することにより、露出させた導体部分応力集中を大幅に軽減でき、形状による応力緩和効果が得られる。
（３）従来から使用されている金具１３、電線支持具１４、碍子部１８、絶縁カバー１９Ａ，１９Ｂ等の設計変更が必要無いため、放電クランプ１の製造工程は従来と変わらず、コストアップを抑制することができる。
（４）導体２ａに装着後の放電クランプ１の状態は固定方式なので、強風でも架空電線２と共振を起こすことがない。また、ベアリングを使用していないので、潤滑油の補充等の必要が無く、点検を行う保守管理が不要になる。

（実施例１）
次に、本発明の実施例について説明する。
図４は、本発明の実施例に係る応力発生特性（応力発生歪−経過時間特性）を示し、図５は、電線押え具１１，１２を有しない構成の放電クランプによる比較例の応力発生特性（応力発生歪−経過時間（×０．１秒）特性）を示す。図４及び図５は、１往復の振動での応力発生を示し、導体２ａのアルミニウム素線径４．０ｍｍのうち４本で応力を測定したものである。

本実施例において、電線押え具１１，１２は、全長が約４００ｍｍで、放電クランプ１の金具１３の中心から両端にかけて各々約２００ｍｍの長さを持ち、架空電線２の延長方向と同一線上に沿わせる状態で取り着けている。

応力の測定は、放電クランプ把持部近傍で応力が集中する箇所の導体のうち、より線構成中の素線４本に歪ゲージを貼付け、図６に示す試験装置により架空電線２を一定の振幅で加振して架空電線２に１往復の振動を与え、その際に発生する応力の波形を測定した。

図６は、応力測定を行うための試験装置の概略構成を示す。試験装置３は、駆動源であるモータ３１と、モータ３１の回転軸３１ａに取り付けられた円板３２と、円板３２の外周寄りに設けられた軸３３に一端が結合されたロッド３４と、ロッド３４の他端に結合された連結部３５と、連結部３５に取り付けられたアーム３６とを備えて構成されている。アーム３６の他端には、架空電線２に外嵌されたリング３７が取り付けられている。

試験装置３は、モータ３１を駆動することにより円板３２が回転し、ロッド３４及びアーム３６が水平方向に往復運動する。このロッド３４の動作に伴って、架空電線２が水平方向に加振される。

次に、試験装置３による加振について説明する。１往復の振動は、長さが約１０ｍの架空電線２の中間部分を把持したアーム３６を、モータ３１の回転により水平方向に直線的に往復運動させることにより、架空電線２を振動させた。この振動周波数は、モータ３１の回転数を変更することにより任意に設定することができるが、図４に示す実施例の波形は、モータ３１を極めて低速に回転させた場合である。

図４に示すように、実施例は、素線Ｗ２、Ｗ３の発生歪が最大３００μｓｔであるのに対し、比較例は、素線Ｗ３、Ｗ４の発生歪が７５０〜１０２０μｓｔ、素線Ｗ２の発生歪が３００〜４２０μｓｔという大きな値になっている。

図４及び図５から明らかなように、実施例は、発生応力（発生歪）を大きく軽減されていることが確認できる。許容応力以下の応力であれば、経年による振動疲労破断にも至らない可能性があるため、実施の形態に示した構成の放電クランプ１は、応力緩和対策として有効な技術であることがわかる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

上記実施の形態においては、電線押え金具１１，１２を絶縁カバー１９Ａ，１９Ｂで保持するものとしたが、他の保持用部材、例えば、金属バンド等を用いて固定してもよい。

また、上記した電線押え金具１１、１２については、例えば、中心から端部にかけての断面が一定の形状でありながらも外周面の溝切り加工や、穴あけ加工によって端部にかけて機械的強度が段階的に異なるように形成され、そのことによって中心から端部にかけて変形に対する強度（変形強度）が小になるような構成としても良い。このように形成された電線押え金具１１、１２を組み合わせて用いることで、同様の応力緩和効果を奏する断線防止金具が得られる。

図１は、本発明の実施の形態に係る放電クランプを示し、（ａ）は絶縁カバーの一部を開放した側面図、（ｂ）は電線押え金具部分の縦断面図である。 図２は、架空電線の長さ方向に見た放電クランプの側面図である。 図３は、絶縁カバーが未装着の状態での放電クランプを示す斜視図である。 図４は、本発明の実施例に係る応力発生特性を示す特性図である。 図５は、比較例の応力発生特性を示す特性図である。 図６は、応力測定を行うための試験装置の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１…放電クランプ、２…架空電線、２ａ…導体、２ｂ…絶縁体、３…試験装置、１１，１２…電線押え金具、１１ａ，１２ａ…開口、１３…金具、１３ａ…溝、１４…電線支持具、１５…ボルト、１６…ナット、１７…押し当て板、１８…碍子部、１９Ａ，１９Ｂ…絶縁カバー、２０…電線把持部、３１…モータ、３１ａ…回転軸、３２…円板、３３…軸、３４…ロッド、３５…連結部、３６…アーム、３７…リング

Claims (7)

1. 碍子部と、
   前記碍子部の一端に設けられて架空電線の一部の絶縁体を除去して露出させた導体部分を把持する電線把持部と、
   少なくとも前記電線把持部の近傍の前記導体部分をその長さ方向に覆うように取り着ける一対の電線押え金具とを有することを特徴とする放電クランプ。
2. 前記一対の電線押え金具は、中心部から両端に向かって先細りとなるテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放電クランプ。
3. 前記一対の電線押え金具は、絶縁カバーによって保持されていることを特徴とする請求項１に記載の放電クランプ。
4. 前記一対の電線押え金具は、金属材料を用いて構成されると共に、前記架空電線の電線把持部近傍の外径に合致した内面形状を有することを特徴とする請求項１に記載の放電クランプ。
5. 架空電線の外周を保持するとともに前記架空電線の長手方向に一定の長さを有し、その中心から長手方向の端部にかけて断面が減少するように形成されている一対の電線押え具からなることを特徴とする断線防止金具。
6. 架空電線の外周を保持するとともに前記架空電線の長手方向に一定の長さを有し、その中心から長手方向の端部にかけて変形強度が小になるように形成されている一対の電線押え具からなることを特徴とする断線防止金具。
7. 前記一対の電線押え金具は、前記中心から２つの前記端部にかけて対称的な形状を有するように形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の断線防止金具。

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