JP2010015824A - 雷保護装置の絶縁電線側の放電部 - Google Patents

Abstract

【課題】雷保護装置は、電線路への直撃雷や誘導雷などにより、絶縁電線の断線や碍子の破損が発生するのを防止するもので、絶縁電線側の放電部と、気中間隙を介して対向する限流素子側の放電部とを備える。絶縁電線側の放電部について、その放電機能を十分に発揮しつつも、部品点数の削減および構造の単純化を図り、施工作業を容易にすること。
【解決手段】碍子２の接地部位に設けた限流素子側の放電部７に対して気中間隙を介して絶縁電線側に対向して設けた雷保護装置の絶縁電線側の放電部８において、大気から絶縁電線５の芯線５ａに到達する放電空間路９を絶縁電線５の絶縁被覆５ｂに形成し、芯線５ａのうち放電空間路９に面する部分が放電電極１０になることを特徴とする雷保護装置の絶縁電線側の放電部。放電空間路９は穴である。
【選択図】 図１

Description

雷保護装置は、電線路への直撃雷や誘導雷などにより、絶縁電線の断線や碍子の破損が発生するのを防止するものである。そして、雷保護装置は、絶縁電線側の放電部と、限流素子側の放電部を気中間隙を介して対向して設けたものである。本発明は、このうち絶縁電線側の放電部に関する。

従来の雷保護装置のうち、絶縁電線側の放電部としては、碍子の上端部付近において絶縁電線の外側を開閉可能な筒型のカバーで囲み、カバーと絶縁電線の間に絶縁コンパウンドを充填し、電線側の放電電極となるネジをカバーから締め付け、ネジの先端を絶縁電線の芯線に到達させるものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１０−１２０６８号公報 実開昭６２−１９２５１７号公報

一方、雷保護装置のうち、限流素子側の放電部は、限流素子が含まれた限流要素ユニットを碍子の下端部付近に配置してある。そして、限流要素ユニットの上下には課電側電極、接地側電極が設けられている。課電側電極には素子側の放電電極（アークホーン）が、電線側の放電電極に対向して設けられている。

上述の雷保護装置は、落雷による過電圧が絶縁電線に印加されると、芯線に接触したネジ（電線側の放電電極）からフラッシオーバーし、素子側の放電電極、課電側電極、限流素子、接地側電極等を介して雷撃電流が大地に流れ込む。また、雷撃電流に伴う続流を限流素子により遮断して、絶縁電線の断線や碍子の破損が防止される。

ところで、上述の絶縁電線側の放電部は、カバーと絶縁電線の間に絶縁コンパウンドを充填するものである。もし、ネジの先端と芯線との間に絶縁コンパウンドが介在していると、絶縁コンパウンドの絶縁性によって導通が妨げられることになり、放電側電極としての役割を果たせないおそれもある。例えば、絶縁コンパウンドの流動性により絶縁電線がカバー内で動くと、それによってネジの先端と絶縁電線の芯線の導通が不完全になるおそれもあった。

また、絶縁電線側の放電部は、ネジ、ネジ穴をあけたカバー、絶縁コンパウンドの他に、絶縁材料で作られたネジの頭部や、筒型のカバーの外側をさらに覆う別のカバーなど、多くの部品や、複雑な構造を採用していた。

さらに、絶縁コンパウンドは流動性があることから、ネジの締め付け作業時に、絶縁電線を中心にしてネジの反対側が柔らかなクッションで抑えられているような感じとなり、ネジを締め付け難くしていた。

なお、ネジの先端が芯線に達したことを確認するには、ネジの締め付けトルクが目標値に達するまで工具でネジを締める手法が一例として挙げられる。しかしながら、目標値は、絶縁コンパウンドの流動性を加味して設定しなければならず、その分だけ、目標値の設定も難しくなる。

本発明は上記実情を考慮して創作されたもので、その解決課題は絶縁電線側の放電機能を十分に発揮しつつも、部品点数の削減および構造の単純化を図り、施工作業を容易なものとすることである。

本発明は、碍子の接地部位に設けた限流素子側の放電部に対して気中間隙を介して絶縁電線側に対向して設けた雷保護装置の絶縁電線側の放電部を前提とする。

そして、請求項１の発明は、大気から絶縁電線の芯線に到達する放電空間路を絶縁電線の絶縁被覆に形成し、芯線のうち放電空間路に面する部分が放電電極になることを特徴とする。

放電空間路は色々な形態がある。一例としては、請求項２の発明のように、放電空間路は穴であってもよい。

また、穴の形成箇所は問わないが、絶縁電線の下側から作業する場合を考慮すると、放電空間路としての穴は、絶縁電線を上下に二分した場合の下側に形成してあることが望ましい。絶縁電線の下側に穴を形成すれば、絶縁電線の真下であろうが真下から少しずれていようが、芯線の放電電極から限流素子側の放電電極までの距離に、大差はないので、放電機能を十分に発揮できる。したがって、穴あけ箇所を大まかに定めて施工できることから、施工作業を容易に行える。また、絶縁電線は架空されており、その下から作業を行うことが多いので、その点でも施工作業を容易に行える。

さらに、放電空間路の形態の別例としては、請求項３の発明のように、放電空間路は、絶縁被覆の円周方向に沿って連続する円弧状またはリング状であっても良い。

放電空間路の穴が小さいものであれば、鳥等が芯線の放電電極に触れるおそれがないので、このような場合、鳥等への対策としては、放電空間路を覆う絶縁カバーは原則必要ない。しかし、不測の事態を高いレベルで回避するには、請求項４の発明のように、放電空間路を覆う絶縁カバーを、絶縁電線の全周を囲んで固定してあることが望ましい。

請求項１の発明は、絶縁電線に放電空間路を形成してあるので、絶縁電線の芯線のうち放電空間路に面する部分が放電電極となり、放電機能を十分に発揮することができる。また、絶縁電線の芯線と大気の間の絶縁被覆を取り除いたり、絶縁被覆に針で穴をあけたりするだけで、放電空間路を形成できるので、絶縁電線に固定する特別な電極が不要となり、部品点数の削減および構造の単純化を図ることができる。さらに、放電空間路の施工作業を絶縁電線に直接行えるので、従来のような絶縁電線の外側を絶縁コンパウンドを介してカバーで囲むものに比べれば、絶縁コンパウンドがない分だけ、絶縁電線を押さえたり掴んだりする力が直に絶縁電線に加わるので、施工作業は容易なものとなる。また、従来のような心配、つまり、絶縁コンパウンドの流動性により絶縁電線がカバー内で動くことでネジの先端と絶縁電線の芯線の導通が不完全になる心配もなくなる。

また、請求項２の発明は、放電空間路が穴なので、絶縁被覆を取り除く部分（絶縁被覆に針で穴をあける部分も含む。）も小さくて済む。その上、例えば穿設工具を締め付けて穴を開けることもでき、締め付けトルクの目標値の設定が容易となる。

請求項３の発明は、放電空間路をリング状又は円弧状とし、かつ絶縁被覆の全周に亘って連続してあるので、放電空間路の施工が容易となる。つまり、穴あけの場合であれば、穴あけ箇所を作業者に明確に特定して、施工させなければならないが、円周方向の一部（円弧状）または全周（リング状）であれば施工領域が広いので、施工箇所の特定が多少大まかであってもよく、作業者への指示が容易になるし、作業者も気楽に放電空間路を施工できる。また、穴あけに比べて、放電電極の面積が広くなるので、より確実に放電機能を発揮できる。

請求項４の発明は、放電空間路を覆う絶縁カバーを、絶縁電線の全周を囲んで固定してあるので、不測の事態を高いレベルで回避できる。また、この場合であっても部品点数が絶縁カバー１つだけですむので、部品点数の削減および構造の単純化を図ることができるし、施工作業も容易である。

図１に示すように雷保護装置の設置箇所は次の通りである。図示しない電柱に対して腕金１を水平に固定し、腕金１の上に碍子２を載せ、碍子２からピン３が腕金１よりも下に突出している。このピン３にナット４を締め付け、それによって碍子２の下端部が固定される。碍子２の上端部にはその周囲に沿って、くぼみが環状に設けられており、くぼみに絶縁電線５をあて、碍子２の上端部において絶縁電線５にバインド線６を巻き付け、それによって碍子２の上端部が固定される。

また、雷保護装置の構成は、碍子２の接地部位に設ける限流素子側の放電部７と、絶縁電線５に設ける絶縁電線側の放電部８と、に大別され、限流素子側の放電部７と絶縁電線側の放電部８を気中間隙を介して対向して配置する。以下、絶縁電線側の放電部８、限流素子側の放電部７の順に詳述する。

絶縁電線側の放電部８は、絶縁電線５の芯線５ａに到達する放電空間路９を、絶縁電線５の絶縁被覆５ｂに形成し、芯線５ａのうち放電空間路９に面する部分が放電電極１０になるものである。また、放電空間路９を覆う絶縁カバー１１が、絶縁電線５の全周を囲んで固定されている。

放電空間路９は、絶縁電線５の芯線５ａを大気に晒す空間であって、絶縁電線５を上下に二分した場合の下側に形成してある。放電空間路９は、図１では絶縁電線５の外部から芯線５ａに到達する穴である。また、この穴は、芯線５ａに到達していれば、外部から芯線５ａが目視できるか否かは問わない。したがって、絶縁被覆５ｂに針を刺すことによって形成された穴であってもよく、この場合、絶縁被覆５ｂから針を抜くと、穴は絶縁被覆５ｂの弾力性によって目視では殆ど塞がっている。また、穴は、直径５ｍｍ以上のものであってもよく、この程度であれば、絶縁被覆５ｂと芯線５ａの色の違いから、芯線５ａに達しているか否かを目視で確認できる。通常、絶縁被覆５ｂは黒色で、芯線５ａは銅色（光沢のある赤茶色）である。

穴の形成は、通常、活線状態にある架空された絶縁電線５に対して行う。作業車のバケットに載った作業員が、公知の穴あけ工具を操作し、穴あけ工具のクランプ部を狭めて絶縁電線５を掴み、穴あけ工具の切削刃を回動して、絶縁被覆５ｂを切削する。この回動による締め付けトルクを表示する機能がついている穴あけ工具を用いた場合、締め付けトルクが目標値に達したら、締め付けを終了して穴あけ作業を終了する。

また、放電空間路９は、図２では絶縁被覆５ｂの円周方向の全周に亘って連続するリング状である。この場合、断面円形である芯線５ａの全周部分がワッカ状の放電電極１０となる。リングの幅（絶縁電線の長手方向の幅）は、限定されないが、１〜１０ｃｍ程度が望ましい。

リング状に形成する場合は、作業車のバケットに載った作業員が、公知の剥離工具を操作し、剥離工具のクランプ部を狭めて絶縁電線５を軽く掴み、剥離工具の刃先を絶縁被覆５ｂに深く押し込んだ後に、絶縁電線５を中心にして剥離工具自体を回転させて、絶縁被覆５ｂを全周に亘って連続して剥ぎ取る。

絶縁カバー１１は、開閉可能なものであって、放電空間路９を中心にして絶縁電線５の長手方向の両側を挟持して固定するものである。また、絶縁カバー１１は、絶縁電線５の全周を囲むことにより、放電空間路９を覆っているが、閉じた状態であっても内外に通じる隙間が自然と形成されるものである。例えば、絶縁カバー１１を開閉する部分、絶縁電線５の長手方向の両側を挟持する部分に隙間が形成される。

絶縁カバー１１の一例は、絶縁電線の左側を覆う左カバー１１ａと、右側を覆う右カバー１１ｂと、左右のカバー１１ａ、１１ｂの上端部を連続する柔軟な繋ぎ片１１ｃとからなる、合成樹脂製の一体成型品である。右カバー１１ｂの底片１１ｂ１の先部を左カバー１１ａの底片１１ａ１の上にまで延長して重ね合わせてある。また、各底片１１ａ１、１１ｂ１から複数の連結片１１ａ２、１１ｂ２がそれぞれ対向して垂下している。右の連結片１１ｂ２から突出する連結ピン１１ｄを左の連結片１１ａ２にあけた連結孔１１ｅに貫通させ、連結ピン１１ｄの先部に設けられた断面三角形状の膨大部で連結孔１１ｅから外れないようにして左右のカバー１１ａ、１１ｂが閉じた状態に保たれる。なお、右側の底片１１ｂ１には別の箇所に把持片１１ｆを垂下しており、これは絶縁カバー１１を絶縁電線５に取り付ける際に、作業員がマジックハンドで掴む箇所となる。

また、右カバー１１ｂには絶縁電線５を上下から押さえる押さえ片１１ｇが設けられている。押さえ片１１ｇは、弾力性を有するもので、上下二枚ずつ、絶縁電線５の長手方向の両側に離れて設けられてある。二枚の上側の押さえ片１１ｇは、「八」の字状に末広がりに設けられている。二枚の下側の押さえ片１１ｇは、上側と対称的に設けられている。上下の押さえ片１１ｇの先部は、図１の例では、絶縁被覆５ｂを押さえている。上下の押さえ片１１ｇの先部は、図２の例では、芯線５ａを押さえると共に、絶縁被覆５ｂと芯線５ａの境目に接しており、絶縁電線５の長手方向に位置ずれしないようになっている。

次に限流素子側の放電部７について述べる。限流素子側の放電部７は、前述のナット４によって腕金１に取付金物１２を碍子２と一緒に固定し、碍子２の接地部位に設けられた取付金物１２を介して限流要素ユニット１３を起立して固定してある。また、限流要素ユニット１３の上部には素子側の放電電極となるアークホーン１４を固定し、アークホーン１４（アークリング）で碍子２の周りを気中間隙を介して囲んでいる。アークホーン１４は、碍子２を中心にして限流要素ユニット１３とは反対側において、絶縁電線側の放電部８と対向している。

限流要素ユニット１３は、非直線性の電圧電流特性を有する限流素子を中心に配置し、限流素子の上には課電側電極、下には接地側電極をそれぞれ設け、限流素子、課電側電極、および接地側電極の外側を絶縁体でモールドしたものである。課電側電極および接地側電極にはアークホーン１４、取付金物１２をそれぞれ接続してある。

上述した雷保護装置は、落雷による過電圧が絶縁電線５に印加されると、芯線５ａの放電電極１０からフラッシオーバーし、放電空間路９、気中間隙（絶縁カバー１１の隙間を含む。）、アークホーン１４、課電側電極、限流素子、接地側電極等を介して雷撃電流が大地に流れ込む。また、雷撃電流に伴う続流を限流素子により遮断して、絶縁電線５の断線や碍子２の破損が防止される。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、放電空間路９は、絶縁被覆５ｂを半周分だけ剥ぎ取って、半円状の放電電極１０を芯線５ａに形成しても良い。

（イ）、（ロ）図は、雷保護装置を示す正面図、Ａ−Ａ線断面図である。 （イ）、（ロ）図は、絶縁電線側の放電部の別例を示す正面図、Ｂ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１腕金、２碍子、３ピン、４ナット、５絶縁電線、５ａ芯線、５ｂ絶縁被覆、
６バインド線、７限流素子側の放電部、８絶縁電線側の放電部、９放電空間路、
１０放電電極、１１絶縁カバー、１１ａ左カバー、１１ａ１底片、１１ａ２連結片、
１１ｂ右カバー、１１ｂ１底片、１１ｂ２連結片、１１ｃ繋ぎ片、１１ｄ連結ピン、
１１ｅ連結孔、１１ｆ把持片、１１ｇ押さえ片、
１２取付金物、１３限流要素ユニット、１４アークホーン

Claims (4)

1. 碍子（２）の接地部位に設けた限流素子側の放電部（７）に対して気中間隙を介して絶縁電線側に対向して設けた雷保護装置の絶縁電線側の放電部（８）において、
   大気から絶縁電線（５）の芯線（５ａ）に到達する放電空間路（９）を絶縁電線（５）の絶縁被覆（５ｂ）に形成し、芯線（５ａ）のうち放電空間路（９）に面する部分が放電電極（１０）になることを特徴とする雷保護装置の絶縁電線側の放電部。
2. 放電空間路（９）は穴であることを特徴とする請求項１記載の雷保護装置の絶縁電線側の放電部。
3. 放電空間路（９）は、絶縁被覆（５ｂ）の円周方向に沿って連続する円弧状またはリング状であることを特徴とする請求項１記載の雷保護装置の絶縁電線側の放電部。
4. 放電空間路（９）を覆う絶縁カバー（１１）を、絶縁電線（５）の全周を囲んで固定してあることを特徴とする請求項２又は３記載の雷保護装置の絶縁電線側の放電部。

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