JP2013126304A - 避雷防止装置、及び避雷防止送電線システム - Google Patents

Abstract

【課題】既設の１条鉄塔を改造することなく、簡易な方法で雷撃遮蔽率を向上させることができる避雷防止装置を提供する。
【解決手段】避雷防止装置２を架空地線１と交差するように設置し、且つ避雷防止装置２の両端部２ａが送電線３と対向するように配置する。その結果、あたかも、送電線３と対向する位置に架空地線が存在するように働く。尚、避雷防止装置２の両端部２ａは、遮蔽角度が０度以下になる位置まで延在するのが理想的であるが、遮蔽角度が可能な限り０度に近づけるようにするだけでも、雷撃遮蔽率を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、避雷防止装置、及び避雷防止送電線システムに関し、特に、１条の架空地線を備えた送電線に対して雷撃遮蔽率を向上させる避雷防止装置に関するものである。

送配電線には落雷事故から設備機器等を保護することを目的として架空地線が設けられている。雷事故として、送電鉄塔から電線へ落雷する逆閃絡と、電線に直接落雷する直撃雷がある。このため、雷事故対策として、避雷装置の取り付けが進められているが、架空地線が１条の鉄塔では直撃雷の完全な防護は困難であるため、停電事故を皆無にすることは不可能であった。
図５は、現在の標準的な鉄塔と２条鉄塔の雷撃遮蔽について説明する図である。図５（ａ）は標準的な鉄塔３２であり、架空地線３０が１条の場合を示す。架空地線３０と送電線３１とを結ぶ直線３０ａと架空地線３０からの垂線３０ｂとの成す角（遮蔽角）αが約３５度となり、このときの雷撃遮蔽率は約９０％となる。また、図５（ｂ）の２条鉄塔３４は重要度の高い線路（超高圧線路等）に採用され、架空地線３３が２条設置されており、各架空地線３３が送電線３１の真上にある。従って、このときの遮蔽角は略０度であるため、約１００％雷撃を遮蔽することができる。
従来技術として特許文献１には、１条の架空地線を備えた電力線路に関するもので、鉄塔に支持された上、中、下３相の電力線のうち、上相に放電耐量の大きい標準型の避雷碍子を取り付け、中相及び下相には放電耐量の小さい軽責務型の避雷碍子を取り付けた避雷碍子装置について開示されている。

特開平１１−６９５３７号公報

架空地線が１条の従来の標準的な鉄塔では、雷撃遮蔽率は約９０％であり、２条鉄塔と比較して雷が直撃する可能性が高くなる。そこで、現状の１条鉄塔を全て２条鉄塔にすれば雷撃遮蔽率を向上させることができるが、莫大なコストと時間を要し、現実的でないといった問題がある。
また、特許文献１に開示されている従来技術は、各相に放電耐量の異なる碍子を取り付ける必要があり、工事に時間を要するばかりでなく、設置コストが高くなるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、既設の１条鉄塔を改造することなく、簡易な方法で雷撃遮蔽率を向上させることができる避雷防止装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、鉄塔間に支持された架空地線に取り付けられて、該架空地線の下方に離間して配設された送電線への雷撃遮蔽率を向上させる避雷防止装置であって、前記架空地線に対して一端部を固定されることにより他端部を該架空地線と交差する横方向へ突出させた導体から成る遮蔽角度調整部材を備えたことを特徴とする。
架空地線は、その位置を移動することはできない。そのため、架空地線と電気的に接続された導体を送電線に近づける必要がある。そこで本発明では、架空地線に一端部を固定し、他端部を架空地線と交差する横方向に突出させた導体を設ける。これにより、架空地線が等価的に送電線に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
請求項２は、前記遮蔽角度調整部材の他端部と該他端部の下方に配置された前記送電線とを結ぶ直線と、該他端部から垂下した垂線とのなす遮蔽角度を減少させる方向に前記遮蔽角度調整部材の他端部を延在するように構成したことを特徴とする。
遮蔽角度は、架空地線と送電線とを結ぶ直線と架空地線から垂下した垂線とのなす角度である。この角度が小さいほど、送電線への雷撃率を低下させることができる。そこで本発明では、遮蔽角度が減少する方向（即ち、遮蔽角度調整部材を送電線に近づける方向）に他端部を延在させる。これにより、架空地線が等価的に送電線に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。

請求項３は、複数の前記遮蔽角度調整部材の一端部同士を連結一体化したことを特徴とする。
遮蔽角度調整部材の最も単純な構成は、架空地線から１本の導体を突出させることである。しかし、この構成の場合、避雷範囲が限定されてしまう。そこで本発明では、遮蔽角度調整部材の一端部同士を連結一体化して、例えば、放射状に構成したりする。これにより、避雷範囲を面的に捉えて拡張することができる。
請求項４は、前記遮蔽角度調整部材は、中空構造の導電性部材により構成されていることを特徴とする。
遮蔽角度調整部材は、架空地線に取り付けるため、軽量で風圧に耐えうる構造が好ましい。そこで本発明では、遮蔽角度調整部材の内部を中空にすることにより、軽量で且つ強固な構造を実現することができる。

請求項５は、前記遮蔽角度調整部材は、カーボングラスファイバーにより構成されていることを特徴とする。
カーボングラスファイバーは導電性でありながら、軽量であるため、架空地線で支える重量を軽くすることができる。また、金属でないため、塩害による腐食に対しても耐久性を高くすることができる。
請求項６は、前記遮蔽角度調整部材は、メッシュ状の導電性部材により構成されていることを特徴とする。
遮蔽角度調整部材をメッシュ状にすることにより、風圧を低減しつつ表面積を増やして雷撃遮蔽率を更に高めることができる。

請求項７は、請求項１乃至６の何れか一項の避雷防止装置を前記架空地線に所定の間隔で配置したことを特徴とする。
避雷防止装置は、架空地線に設置するため、鉄塔の間隔に応じて所定の距離で複数設置するのが効果的である。逆に言うと、避雷防止装置の数が多いほど効果が高くなる。しかし、コストとの兼ね合いで数を限定する必要があり、また、避雷防止装置を架空地線に取り付けることにより架空地線に掛かる重力の負荷が大きくなり、その結果、風圧による影響も大きくなる。従って、以上のことを総合的に勘案して数が決定される。このように、避雷防止装置を広範囲に鉄塔に設置することにより、雷撃遮蔽率が高い避雷防止送電線システムを構築することができる。

本発明によれば、架空地線に一端部を固定し、他端部を架空地線と交差する横方向に突出させた導体を設けるので、架空地線が等価的に送電線に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
また、遮蔽角度が減少する方向（即ち、遮蔽角度調整部材を送電線に近づける方向）に遮蔽角度調整部材の他端部を延在させるので、架空地線が等価的に送電線に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
また、遮蔽角度調整部材の一端部同士を連結一体化して、例えば、放射状に構成することにより、避雷範囲を面的に捉えて拡張することができる。
また、遮蔽角度調整部材の内部を中空にするので、軽量で且つ強固な構造を実現することができる。
また、カーボングラスファイバーは導電性でありながら、軽量であるため、架空地線で支える重量を軽くすることができる。また、金属でないため、塩害による腐食に対しても耐久性を高くすることができる。
また、遮蔽角度調整部材をメッシュ状にすることにより、風圧を低減しつつ表面積を増やして雷撃遮蔽率を更に高めることができる。
また、避雷防止装置を広範囲に鉄塔に設置することにより、雷撃遮蔽率が高い避雷防止送電線システムを構築することができる。

本発明に係る避雷防止装置を標準的な１条鉄塔に設置した場合の図であり、（ａ）は鉄塔の全体図、（ｂ）は（ａ）の鉄塔を上から見た図である。 本発明の第１の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図であり、（ａ）は避雷バーが中空の導電部材により構成されている図、（ｂ）は避雷バーがカーボングラスファイバーにより構成されている図である。 本発明の第２の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。 本発明の第３の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図であり、（ａ）は、避雷バーが１本の場合の図、（ｂ）は避雷バーが２本の場合の図である。 現在の標準的な鉄塔と２条鉄塔の雷撃遮蔽について説明する図であり、（ａ）は標準的な鉄塔を示す図、（ｂ）は２条鉄塔の図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

図１は本発明に係る避雷防止装置を標準的な１条鉄塔に設置した場合の図である。図１（ａ）は鉄塔の全体図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の鉄塔を上から見た図である。
図１（ａ）に示すように、鉄塔間に支持された架空地線１に取り付けられて、この架空地線１の下方に離間して配設された送電線３への雷撃遮蔽率を向上させる避雷防止装置２であって、架空地線１に対して一端部を固定されることにより他端部を架空地線１と交差する横方向へ突出させた導体１３から成る遮蔽角度調整部材を備えた（詳細は図２参照）。
即ち、避雷防止装置２を架空地線１と交差するように設置し、且つ避雷防止装置２の両端部２ａが送電線３と対向するように配置する。その結果、あたかも、送電線３と対向する位置に架空地線が存在するように働く。尚、避雷防止装置２の両端部２ａは、遮蔽角度が０度以下になる位置まで延在するのが理想的であるが、遮蔽角度が可能な限り０度に近づけるようにするだけでも、雷撃遮蔽率を高めることができる。

また、図１（ｂ）のように、避雷防止装置２は、架空地線１に設置するため、鉄塔４の間隔に応じて所定の距離で複数設置するのが効果的である。逆に言うと、避雷防止装置２の数が多いほど効果が高くなる。しかし、コストとの兼ね合いで数を限定する必要があり、また、避雷防止装置２を架空地線１に取り付けることにより架空地線１に掛かる重力の負荷が大きくなり、その結果、風圧による影響も大きくなる。従って、以上のことを総合的に勘案して数が決定される。このように、避雷防止装置２を広範囲に鉄塔４に設置することにより、雷撃遮蔽率が高い避雷防止送電線システムを構築することができる。
架空地線１は、その位置を移動することはできない。そのため、架空地線１と電気的に接続された導体を送電線３に近づける必要がある。そこで本実施形態では、架空地線１に一端部を固定し、他端部を架空地線１と交差する横方向に突出させた導体を設ける。これにより、架空地線１が等価的に送電線３に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
また、遮蔽角度は、架空地線１と送電線３とを結ぶ直線と架空地線１から垂下した垂線とのなす角度である。この角度が小さいほど、送電線３への雷撃率を低下させることができる。そこで本実施形態では、遮蔽角度が減少する方向（即ち、遮蔽角度調整部材を送電線に近づける方向）に他端部２aを延在させる。これにより、架空地線１が等価的に送電線３に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。

図２は本発明の第１の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図である。図２（ａ）は、架空地線１に取り付けて、架空地線１と送電線３との成す遮蔽角度を減少させる避雷防止装置であって、可動自在に軸１２により軸支された半円状の２つの固定片１０、２つの固定片１０を締め付けるボルト１１、及びボルト１１により支持された支柱１４を備え、２つの固定片１０により架空地線１を狭持してボルト１１により固定する接続クランプ１６と、支柱１４に取り付けられ、架空地線１と交差するように配設された避雷バー１３と、を備え、避雷バー１３は、送電線１との成す遮蔽角度が少なくともゼロ度となるように避雷バー（遮蔽角度調整部材）１３の両端部が送電線３と対向するように延在させる。尚、本実施形態に係る避雷バー１３は、中空構造の導電性部材により構成されている。また、移動時に折りたためるように、支柱１４の軸１５で軸支されている。また、本実施形態では、避雷バー１３を両方向に突出させているが、片方向だけでも構わない。

また、避雷バー１３は、架空地線１に取り付けるため、軽量で風圧に耐えうる構造が好ましい。そこで本実施形態では、避雷バー１３の内部を中空にすることにより、軽量で且つ強固な構造を実現することができる。
また、図２（ｂ）に示すように、避雷バー１３は、カーボングラスファイバーにより構成されている。カーボングラスファイバーは導電性でありながら、軽量であるため、架空地線１で支える重量を軽くすることができる。また、金属でないため、塩害による腐食に対しても耐久性が高くなっている。また、図示は省略するが、避雷バー１３は、メッシュ状の導電性部材により構成しても構わない。避雷バー１３をメッシュ状にすることにより、風圧を低減しつつ表面積を増やして雷撃遮蔽率を更に高めることができる。

図３は本発明の第２の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図である。図３（ａ）は側面図であり、図３（ｂ）は上面図である。本実施形態の避雷バー１３を接続クランプ１６に放射状に配設した。即ち、図３（ｂ）より明らかなとおり、接続クランプ１６の中央に架空地線１があり、それぞれ９０度の角度で４本の避雷バー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが放射状に伸びている。この構成により、図２に示す１本の避雷バーよりも、カバーする範囲が広くなり、更に雷撃遮蔽率を高めることができる。尚、本実施形態では、避雷バー１３を４本としたが、これより多くしても構わない。また、各避雷バー間の角度を９０度としたが、この角度に限定する必要はない。

図４は本発明の第３の実施形態に係る避雷防止装置を説明する図である。図４（ａ）は、避雷バーが１本の場合の図であり、図４（ｂ）は避雷バーが２本の場合の図である。図４（ａ）から説明すると、本実施形態では、避雷バー２１を接続クランプ１６の上方に垂直に配設した。その避雷バー２１の端部Ａから送電線３に伸ばした直線と、避雷バー２１の端部Ａからの垂線との成す角をβとし、架空地線１の中心Ｐからの垂線と中心Ｐと送電線３とを結ぶ直線との成す角をαとすると、必ずα＞βとなり、この角度は遮蔽角度であり、図１で説明したとおり、遮蔽角度が小さいほど雷撃遮蔽率を高めることができる。従って、架空地線１を送電線３の上方へなるべく離すことが重要であるが、その分、架空地線１を支える鉄塔を高くしなければならず、コストが上昇してしまう。そこで、架空地線１と電気的に接続した避雷バー２１を架空地線１に対して上方に垂直に配置して、等価的に架空地線１が送電線３の上方へ離れるようにして、遮蔽角度を小さくするものである。尚、架空地線１の重量バランスを取るために、避雷バー２１と略同じ重量のバランスウエイト２０を下部に備える。これにより、風圧等で避雷バー２１が揺動するのを抑制することができる。

図４（ｂ）は、接続クランプ１６から、上方に２本の避雷バー２１ａ、２１ｂが伸びており、避雷バー２１ｂの先端Ｂからの垂線と先端Ｂと送電線３とを結ぶ直線との成す角βは、架空地線１の中点と送電線３とを結ぶ直線と避雷バー２１ｂの先端Ｂからの垂線との成す角αより小さくなる。この角度は遮蔽角度であり、図１で説明したとおり、遮蔽角度が小さいほど雷撃遮蔽率を高めることができる。また、本実施形態では、避雷バーが２本のため、夫々の送電線に対して雷撃遮蔽率を高めることができる。尚、架空地線１の重量バランスを取るために、避雷バー２１ａ、２１ｂと略同じ重量のバランスウエイト２０を下部に備える。これにより、風圧等で避雷バー２１ａ、２１ｂが揺動するのを抑制することができる。

以上に説明したとおり、本発明によれば、架空地線１に一端部を固定し、他端部を架空地線１と交差する横方向に突出させた導体を設けるので、架空地線１が等価的に送電線３に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
また、遮蔽角度が減少する方向（即ち、避雷バー１３を送電線３に近づける方向）に避雷バー１３の他端部を延在させるので、架空地線１が等価的に送電線３に近づいたことになり、その結果、遮蔽角度を小さくして雷撃遮蔽率を向上させることができる。
また、避雷バー１３の一端部同士を連結一体化して、例えば、放射状に構成することにより、避雷範囲を面的に捉えて拡張することができる。
また、避雷バー１３の内部を中空にするので、軽量で且つ強固な構造を実現することができる。
また、カーボングラスファイバーは導電性でありながら、軽量であるため、架空地線１で支える重量を軽くすることができる。また、金属でないため、塩害による腐食に対しても耐久性を高くすることができる。
また、避雷バー１３をメッシュ状にすることにより、風圧を低減しつつ表面積を増やして雷撃遮蔽率を更に高めることができる。
また、避雷防止装置２を広範囲に鉄塔４に設置することにより、雷撃遮蔽率が高い避雷防止送電線システムを構築することができる。

１ 架空地線、２ 避雷防止装置、３ 送電線、４ 鉄塔、５ 落雷、１０ 固定片、１１ ボルト、１２ 軸、１３ 避雷バー、１４ 支柱、１５ 軸、１６ 接続クランプ

Claims (7)

1. 鉄塔間に支持された架空地線に取り付けられて、該架空地線の下方に離間して配設された送電線への雷撃遮蔽率を向上させる避雷防止装置であって、
   前記架空地線に対して一端部を固定されることにより他端部を該架空地線と交差する横方向へ突出させた導体から成る遮蔽角度調整部材を備えたことを特徴とする避雷防止装置。
2. 前記遮蔽角度調整部材の他端部と該他端部の下方に配置された前記送電線とを結ぶ直線と、該他端部から垂下した垂線とのなす遮蔽角度を減少させる方向に前記遮蔽角度調整部材の他端部を延在するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の避雷防止装置。
3. 複数の前記遮蔽角度調整部材の一端部同士を連結一体化したことを特徴とする請求項１に記載の避雷防止装置。
4. 前記遮蔽角度調整部材は、中空構造の導電性部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の避雷防止装置。
5. 前記遮蔽角度調整部材は、カーボングラスファイバーにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の避雷防止装置。
6. 前記遮蔽角度調整部材は、メッシュ状の導電性部材により構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の避雷防止装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項の避雷防止装置を前記架空地線に所定の間隔で配置したことを特徴とする避雷防止送電線システム。

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