JP3103944B2 - アーク発生検知具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送配電線の碍子装置に
使用されているアークホーンの閃絡箇所を検知するため
のアーク発生検知具に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電力需要の増大に伴い送配電系統
が大規模化する一方で、コンピュータ等の普及があり、
電力の安定供給が望まれている。この電力を送る送電線
の経路は、社会的要請などから山岳地域を中心に配置さ
れる。このため送電線に雷撃故障が発生し易くなってい
る。

【０００３】雷対策の一つとして、電力線の上部に架空
地線が張られており、電力線を支持する碍子連の上下に
は破損防止のためのアークホーンが設けられている。し
かし、雷撃が架空地線または鉄塔に落ち、鉄塔に大電流
が流れた場合は、異常な高電圧が鉄塔に発生し、碍子の
絶縁能力を越えてアークホーンを通じて電力線へ雷サー
ジ電流が流れ込むことになる。いわゆる逆閃絡の発生で
ある。架空地線による遮蔽作用がきかず直接電力線に落
雷した場合は、電力線の電位が大幅に上昇し、この電位
が碍子連の絶縁能力を越えると閃絡し、アークホーンか
ら鉄塔を通して大地に電流が流れる。

【０００４】一方、架空地線の張られていない線路もあ
り、直接に鉄塔あるいは電力線に落雷した場合、前記と
同様に逆閃絡や閃絡が発生し、そのため変電所の継電器
を作動させて停電の原因となる。また鳥獣が碍子連の近
傍に接近してアークホーンの間で感電することでも地絡
故障となり、同様の停電になることがある。

【０００５】このような停電を早急に解消し送配電を安
定に確保するためには、地絡故障鉄塔を早急に発見して
故障の原因を調査すると共に、必要に応じて修理を行な
うことが重要である。

【０００６】地絡故障鉄塔を容易に発見するために、閃
絡表示器が知られている。この表示器は、鉄塔を流れる
雷サージ電流から誘導電流を誘起させ、送電電圧毎に発
生する一定の誘導電流で内蔵する微量の火薬に点火し、
そのガス圧を利用して表示布を放出垂下するものであ
る。

【０００７】また地絡故障電流を検知するために、送電
線の鉄塔を中心として左右に一対の取り付け自在の変流
器を設け、故障電流が流れた鉄塔を介して架空地線の左
右に分流する電流を変流器で検出し、故障電流検知回路
を用い内蔵する微量の火薬に点火し、そのガス圧を利用
して赤い表示布を放出垂下するものも使用されている。

【０００８】この他、簡便な方法としてアークホーンの
先端に感熱塗料を塗布しておき、アークホーンに流れる
アーク電流による発熱で感熱塗料を変色させる方法が採
られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一定電流以上の雷サー
ジ電流を検出する閃絡表示器は、鉄塔１基に１個を用い
れば良いが、大電流の場合架空地線を介して他の鉄塔へ
も電流が流れ込むため、複数個の閃絡表示器が作動する
こともあった。この閃絡表示器は雷サージ電流のみに作
動し、地絡故障電流では作動しない。

【００１０】地絡故障電流を検知する閃絡表示器は、変
流器からの電流を判別回路で判別するために、非常に複
雑となっている。その上、雷撃による誤動作防止のため
に電磁誘導や静電誘導等の対策が必要であった。これら
閃絡表示器は、故障の発生した鉄塔を発見するための表
示を行っているだけで、アークの発生したアークホーン
等の表示は行っていない。ところが、アークホーンは鉄
塔１基に対して最低でも３箇所、多い所では２４箇所も
設置されており、アークホーンの形状によってはその２
倍から４倍の数量が設けられている。このためアークの
発生したアークホーンを検出するには、作業員が鉄塔に
登り、個々のアークホーンや碍子を点検しなければなら
ず、故障箇所の調査に多大な労力が必要であった。

【００１１】落雷による故障電流は、通常雷鳴等から原
因が明確になるが、鳥獣等による地絡故障ではアークホ
ーンに生じるアーク痕が小さく、昇塔してもその発見が
非常に困難である。またアーク発生から継電器を遮断さ
せるまでの時間が短いため、アーク発生にもかかわらず
アークホーンに発生する熱量は小さく、感熱塗料が塗布
してあっても変色が小さく、その効果が不充分であっ
た。

【００１２】そのため故障箇所を容易に検出できるアー
ク発生検知具が送配電業界から強く要望されている。

【００１３】本発明は、このような課題を解決するため
なされたものであり、アーク電流が生じたアークホーン
を個々に表示し、故障箇所を容易に検出することができ
るアーク発生検知具を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明を適用するアーク発生検知具は、実施例に対
応する図１および図２に示すとおり、自己燃焼型発熱剤
２を収納した絶縁袋３を、外周に感熱示温材６を塗布し
てある金属製の半開放容器４の内部に配置し、半開放容
器４の開放部分で絶縁袋３を介してアークホーン１に固
着されており、アークホーン１に導通した電極７および
半開放容器４に導通した電極８が互いに離れた位置で自
己燃焼型発熱剤２に埋設されている。

【００１５】

【作用】上記本発明のアーク発生検知具によれば、アー
ク電流は、アークホーン１から電極７、自己燃焼型発熱
剤２、電極８を通って開放容器４に流れ、半開放容器４
からアーク放電する。その電流により自己燃焼型発熱剤
２が発熱し、その熱が伝わって感熱示温材６を変色させ
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。

【００１７】図１は本発明を適用するアーク発生検知具
の実施例の側面図、図２はそのＡ−Ａ断面図である。

【００１８】これらの図面に示すとおり、アーク発生検
知具はアークホーン１に取り付けバンド５で結束され取
り付けられている。アークホーン１は、自己燃焼型発熱
剤２を収納した絶縁袋３を、外周に感熱示温材６を塗布
してある金属製の半開放容器４の内部に配置してある。
アークホーン１に導通した電極７および半開放容器４に
導通した電極８が互いに離れた位置で絶縁袋３中の自己
燃焼型発熱剤２に埋設されている。

【００１９】アークホーン１は、第３図に示すように鉄
塔の梁等の支持体１０に取付金具１１で取り付けられ、
同じく取付金具１１で取りつけられている碍子連１２を
支持している。アークホーン１は、電力線１４が取り付
けられている碍子連１２の下側取付金具１３にも取り付
けられている。これらのアークホーン１にアーク発生検
知具は取り付けられる。アークホーンは、図示の形状以
外に種々の形状のものがある。

【００２０】金属製の半開放容器４は、アークホーン１
の形状に合わせて変形可能なもので、例えば銅、鉄、ス
テンレスのフレキシブルチューブを半割りにしたものが
使用できる。自己燃焼型発熱剤２を収納するための絶縁
袋３は、収納物の防湿製造の容易さからしてアルミニウ
ムラミネートチューブが適している。自己燃焼型発熱剤
２は、電気を通し易いように金属粉末と金属酸化物との
混合物が適当である。使用可能な金属粉末は、例えばア
ルミニウム、マグネシウム、珪素鉄がある。使用可能な
金属酸化物には、例えば酸化鉄、酸化鉛、酸化銅があ
る。電極７（または電極８）は、図４に示すような屈曲
した針状電極であり、針状部分が絶縁袋３を突き通って
自己燃焼型発熱剤２に埋没し、水平部分はアークホーン
１（または半開放容器４）に接触する。金属製の半開放
容器４の外周に塗布してある感熱示温材６は、自己燃焼
型発熱剤２の燃焼熱により地上から判別できるように変
色するもので、150 〜300 ℃で変色するものが好まし
い。例えば日油技研工業株式会社製のサーモペイント
は、このような性能を満足する感熱示温材である。取り
付けバンド５は、アークホーン１と金属製の半開放容器
４が導通しないように電気絶縁性が必要であり、例えば
塩化ビニール樹脂製で加熱屈曲性のものやゴムや樹脂で
内張りした金属板で造ると取り付け、取り外しがやり易
い。図５に示す模擬雷インパルス発生装置で上記のアー
ク発生検知具の性能を試験試験を行った。この電気的回
路は、直流高圧電源発生装置２０によりコンデンサ２１
に充電し、その後スイッチ２２を導通させてコンデンサ
２１に充電された高電圧をアークホーン１の間にかけ、
アーク電流を発生させるものである。アーク電流は調整
用抵抗２３で波形レベルが調整できる。シャント抵抗２
４に流れる電流をオシログラフ（図示せず）で記録す
る。最高電流に達するまでの時間を１０マイクロ秒とな
るようにシャント抵抗２４を調整した。

【００２１】この回路中のアークホーン１に表１の実施
例１〜３の仕様のアーク発生検知具を取り付け回路電流
を変化させて試験を行った。試験結果は表１に併せて表
示してある。なお、比較例として、アークホーン１にア
ーク発生検知具を取り付けることなく、感熱塗料を直接
塗布したものについて同様の試験を行なった。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のア
ーク発生検知具は、アーク放電による僅かな故障電流で
表面に塗布されている感熱示温材がはっきりと変色す
る。そのため遠方からでも容易に、かつ確実に故障箇所
を見い出すことができる。しかも従来検出が非常に困難
であった鳥獣等による地絡電流でも動作するものであ
る。また構造が簡単である上に、取り付け取り外しが容
易であるため、メンテナンスが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するアーク発生検知具の実施例の
側面図である。

【図２】本発明を適用するアーク発生検知具の断面図で
ある。

【図３】本発明を適用するアークホーンが取り付けられ
た状態の全体図である。

【図４】電極の斜視図である。

【図５】模擬雷発生装置を示す回路図である。

【符号の説明】

１はアークホーン、２は自己燃焼型発熱剤、３は絶縁
袋、４は開放容器、５は取り付けバンド、６は感熱示温
材、７・８は電極、１０は支持体、１１・１３は取付金
具、１２は碍子連、１４は電力線、２０は直流高圧電源
発生装置、２１はコンデンサ、２２はスイッチ、２３は
調整用抵抗、２４はシャント抵抗である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己燃焼型発熱剤を収納した絶縁袋を、
   外周に感熱示温材を塗布してある金属製の半開放容器の
   内部に配置し、該半開放容器の開放部分で該絶縁袋を介
   してアークホーンに固着されており、該アークホーンに
   導通した電極および該半開放容器に導通した電極が互い
   に離れた位置で該自己燃焼型発熱剤に埋設されているこ
   とを特徴とするアーク発生検知具。
2. 【請求項２】 前記絶縁袋がアルミラミネートであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のアーク発生検知具。
3. 【請求項３】 自己燃焼型発熱剤が金属と金属酸化物と
   の混合物であることを特徴とする請求項１に記載のアー
   ク発生検知具。