JP3210387B2 - 電線直付型避雷碍子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は送配電線に直付される
電線直付型避雷碍子に関わり、さらに詳しくは避雷碍子
と、絶縁碍子を直列に連結し、雷サージ電流が侵入した
場合にそれを速やかに大地側に放電し、その後に生じる
続流電流を抑制遮断して、地絡事故を未然に防止するこ
とができる電線直付型避雷碍子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、避雷碍子装置としては、電線支
持機能のみを有する絶縁碍子の付近に避雷機能のみを有
する避雷碍子を装設し、電線側に設けた課電側の放電電
極と避雷碍子側に設けた接地側の放電電極との間に所定
の気中放電間隙を設けるタイプのものが採用されてい
る。ところが、上記の避雷碍子装置を既設備に取付ける
場合、腕金、絶縁碍子等の寸法その他、取合いを決める
ための検討を行う必要があることから設計作業に時間を
要する。又、絶縁碍子と避雷碍子を別置きにするので、
腕金等の接地物に対する避雷碍子の取付用アダプタが必
要であり、これが大型化し運搬や取扱いにおいて作業が
面倒である等の問題があった。

【０００３】さらに、上記従来の避雷碍子装置には、絶
縁碍子が風圧等により揺動した場合にも、気中放電間隙
を一定に保つため課電側と接地側の電極形状や相互の配
列に特別の工夫を要求されるという問題があった。

【０００４】以上のような問題点に対応するため、本願
出願人は既に、特開平２−２３６９１７号公報に示す電
線直付型避雷碍子を提案している。この電線直付型避雷
碍子は絶縁碍子と避雷碍子を直列に連結固定し、絶縁碍
子の両端部には抵抗素子と直列に接続される気中放電間
隙をもって対向する一対の放電電極を設け、避雷碍子の
端部を腕金等の接地物に固定するとともに、絶縁碍子の
端部には電線を把持するための電線把持部を設けてい
る。避雷碍子の絶縁外被には安価なエチレン・プロピレ
ン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴム）を用いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記電線直
付型避雷碍子には、既設の送配電線に使用するとき、そ
のクリアランス内に納め適用性をより向上させる上で全
長をより短くする必要がある。又、避雷碍子の汚損条件
下において雷サージ電流に対する放電開始電圧を清浄時
に比べ上昇させてはならないという新たな問題が生じ
た。

【０００６】すなわち、雷サージを避雷碍子が放電する
とき、避雷碍子には運転電圧が、又、想定を越える雷サ
ージを受け避雷碍子が万一破損したときには絶縁碍子に
運転電圧が加わることから、想定する汚損耐電圧を避雷
碍子と絶縁碍子共に同じ値で考えたとき、避雷碍子はそ
の内部に電圧−電流特性が非直線性を有する抵抗素子を
収納する関係で、その絶縁外被体が太胴径になり、所定
の設計汚損度、つまり等価塩分付着密度に対して細胴径
のものに比べ、よく知られたように表面漏洩距離を長く
取る必要がある。これに対し絶縁碍子では、抵抗素子等
を収容する必要がなく、このために胴径を細くすること
ができる。従って、絶縁碍子側においては表面漏洩距離
が短くてすむ。このように構成したとすると、絶縁碍子
の胴径が小さいため表面漏洩電流に対する表皮抵抗が高
くなり、絶縁碍子側の両端部に作用する電圧が避雷碍子
側に比べて大きくなり、雷サージや運転電圧によって絶
縁碍子の絶縁外被体表面を閃絡し易くなる。これを防止
するためには両者を組合せることを考慮に入れた汚損耐
電圧設計が必要とされ、絶縁碍子側の表面漏洩距離をさ
らに増大させる必要が生じる。しかしながら、絶縁碍子
の長さを増大させると全体の長さが増大する。これを防
止し全体をより短くしようとしてエチレン・プロピレン
・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴム）等の撥水性のない外
被に代えて撥水性があり汚損耐電圧に優れたシリコンゴ
ム等を用いると全体のコストアップを引き起こす。

【０００７】又、汚損条件下では前述した漏洩電流が清
浄時に比べて大きくなる影響で、気中放電間隙の放電開
始電圧が清浄時に比べ上昇するという傾向を示してい
た。これは運転電圧の避雷碍子による分担電圧がより大
きくなり、これが気中放電間隙のみの放電開始電圧に加
算される状態になるためである。

【０００８】この発明は上記のような従来構成における
問題点を解消するためになされたものであって、その目
的は小型軽量化を図り、その達成をコストパフォーマン
スの高い手段で達成でき、又、雷サージに対する放電開
始電圧の低減を図ることのできる電線直付型避雷碍子を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記目的を達成するため、電圧−電流特性が非直線を有す
る抵抗素子を収容した避雷碍子に対し絶縁碍子を直列に
連結し、この絶縁碍子の両端部には抵抗素子に直列に接
続される所定の気中放電ギャツプを形成する課電側及び
接地側の放電電極を支持し、前記避雷碍子の絶縁外被体
をエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴ
ム）により形成し、絶縁碍子の絶縁外被体をシリコンゴ
ムあるいはエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等
の屋外で長期間撥水性を持続するゴム又はプラスチック
により形成するという手段をとっている。

【００１０】又、請求項２記載の発明は、請求項１にお
いて前記避雷碍子の絶縁外被体を太胴径で表面漏洩距離
の長いものとし、絶縁碍子の絶縁外被体を小胴径で表面
漏洩距離の短いものとしている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明は避雷碍子側の絶縁外被体
をエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴ
ム）により形成し、電位分担が大きくなる絶縁碍子側の
絶縁外被体をシリコンゴムにより形成したので、全体の
長さを従来に比べ短くできる。避雷碍子側の絶縁外被体
が汚損により表皮抵抗が減少した場合においても、絶縁
碍子側の外被体の表面は耐候性及び撥水性に優れてい
て、その表皮抵抗が低下しにくいので、汚損時の雷サー
ジや運転電圧による表面閃絡が防止される。この現象は
同じ表面漏れ距離での汚損耐電圧がその撥水性によりエ
チレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴム）
に比べ数倍近く高いために生じるものである。又、絶縁
碍子側の外被体のみをシリコンゴムあるいはエチレン・
酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の屋外で長期間撥水性
を持続するゴム又はプラスチックとし、避雷碍子側の外
被体をエチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤ
Ｍゴム）としたので、高価なシリコンゴム等を全体に使
用するものと比較してコストの上昇を最小限に留めるこ
とができる。さらに、汚損状態下での漏れ電流が絶縁碍
子の撥水性の影響で極めて小さく抑制されること、加え
て避雷碍子の外被体に撥水性がなく表皮抵抗がシリコン
ゴム等に比べて小さいことから避雷碍子による運転電圧
の分担電圧が清浄時に比べて小さくなり、これにより雷
サージを受けたときの気中放電間隙の放電開始電圧が低
減され、雷サージに対する保護性能の向上も図ることが
できる。

【００１２】又、請求項２記載の発明は前記避雷碍子の
絶縁外被体を太胴径で表面漏洩距離の長いものとし、絶
縁碍子の絶縁外被体を小胴径で表面漏洩距離の短いもの
としたので、上記の作用に加えて高価なシリコンゴム等
の使用量が減少し、さらにコストダウンを図ることがで
きる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、この電線直付
型避雷碍子は耐張あるいは懸垂鉄塔において送電線と鉄
塔アームあるいは塔体間に接続するように構成されてい
る。避雷碍子１の一端部には絶縁碍子２が直列に連結さ
れている。この避雷碍子１はＦＲＰ等よりなる耐圧絶縁
筒３と、その外周にモールドされたエチレン・プロピレ
ン・ジエン共重合体（以下、ＥＰＤＭゴムという）より
なる笠部４ａを有する絶縁外被体４と、前記絶縁筒３内
に収容された電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子５
と、さらに前記耐圧絶縁筒３の上下両端部に嵌合固定し
た課電側及び接地側の電極金具６，７とにより構成され
ている。

【００１４】又、前記絶縁碍子にはＦＲＰ等よりなる耐
張絶縁ロッド８と、その外周にモールド成形されたシリ
コンゴムよりなる笠部９ａを有する絶縁外被体９と、前
記絶縁ロッド８の上下両端部に嵌合固定された課電側及
び接地側の電極金具１０，１１とにより構成されてい
る。又、前記接地側電極金具７と課電側電極金具１０は
連結ピン１２により回動可能に連結されている。さら
に、前記課電側及び接地側電極金具１０，１１には課電
側及び接地側の放電電極１３，１４が支持され、両放電
電極１３，１４間には所定の気中放電間隙Ｇが形成され
ている。

【００１５】前記避雷碍子１側の絶縁外被体４は抵抗素
子５を内蔵する関係で外被体４の胴径Ｄ１が大きく、絶
縁碍子２側の絶縁外被体９は、単に絶縁ロッド８を収容
するのみであるため、その胴径Ｄ２が小さい。ここで、
表面漏洩距離Ｌ１は、雷サージを受け気中放電間隙がフ
ラッシオーバーして電気的に導通状態となり、運転電圧
が避雷碍子に印加されることを考慮して、又、Ｌ２は万
一避雷碍子が想定を越える雷撃を受け破損して導通状態
となり、運転電圧が連続してこの部分に印加されること
を考慮してそれぞれ決定される。想定する運転電圧には
若干の幅があるが、この値を同一として考えれば、前述
の理由により両絶縁外被体４，９の表面漏洩距離Ｌ１，
Ｌ２との間には、Ｌ１＞Ｌ２の関係がある。又、両絶縁
外被体４，９の長さＨ１は所要の漏洩距離Ｌ１を確保す
るとともに、雷サージ電流通電時の制限電圧に耐えるよ
う、又、Ｈ２は所要の漏洩距離Ｌ２を確保するとともに
気中放電間隙Ｇに対し充分絶縁レベルが上迫るようそれ
ぞれ設定される。そして、前記絶縁外被体４，９の表面
における漏洩電流に対する表皮抵抗Ｒ１，Ｒ２の間に
は、両碍子１，２が汚損されている状態においては、Ｒ
１＜Ｒ２の関係が成立するようにしている。

【００１６】なお、前記気中放電間隙Ｇは、絶縁碍子２
側の外被体９の表面が汚損された場合においても、その
撥水性によって絶縁レベルの低下を最小限に留め、雷サ
ージが両放電電極１３，１４間で閃絡するように漏洩距
離Ｈ２を気中放電間隙Ｇに対して１２０％程度を下限と
して設定されている。

【００１７】以上のように構成した電線直付型避雷碍子
は、耐張鉄塔あるいは懸垂鉄塔において絶縁碍子２側の
接地側電極金具１１を鉄塔の支持アーム、塔体（図示
略）あるいは絶縁碍子のアーム側金具に連結し、避雷碍
子１側の電極金具６に対し送電線を図示しない連結金具
を介して連結して使用される。

【００１８】次に、前記のように構成した避雷碍子につ
いてその作用を説明する。今、図示しない送電線に雷サ
ージ電流が侵入すると、このサージ電流は課電側の電極
金具６から抵抗素子５に流れ、該抵抗素子５から接地側
電極金具７、絶縁碍子２の課電側電極金具１０を通っ
て、課電側放電電極１３から気中放電間隙Ｇを閃絡して
接地側放電電極１４に流れ、さらに接地側電極金具１１
を通して鉄塔に導かれる。このとき、雷サージ電流は抵
抗素子５を通して前述した経路で大地に放電されるが、
その後に生じる運転電圧に基づく続流電流は、抵抗素子
５の抵抗値の復元及び気中放電間隙Ｇにより抑制遮断さ
れ、地絡事故が未然に防止される。

【００１９】ところで、避雷碍子１を屋外で長期使用し
ていると、前記両絶縁外被体４，９の表面が紫外線によ
り徐々に劣化される。避雷碍子１側の絶縁外被体４の表
面はＥＰＤＭゴムのため劣化が進行するに従い撥水性が
失われていくが、絶縁碍子２側の外被体９は耐候性及び
撥水性の保持に優れたシリコンゴムのため、その撥水性
の低下は殆どなく、このため、絶縁碍子２側の絶縁外被
体９の絶縁が長期間保持され、表面の漏れ距離をＥＰＤ
Ｍゴムを用いた場合より短くしても雷サージ電流を確実
に気中放電間隙でフラッシオーバーさせ、さらに通常の
運転電圧に対する絶縁が保持される。

【００２０】なお、避雷碍子１側の絶縁外被体４の材質
としてシリコンゴムを使用することも考えられるが、シ
リコンゴムはＥＰＤＭゴムに比較して数倍も高価である
ため、現実的な解決策にはならない。

【００２１】又、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、次のように実施することも可能である。 （１）連結ピン１２に代えて、接地側電極金具７と課電
側電極金具１０をボルトにより一体状に連結固定するよ
うに構成すること。

【００２２】（２）絶縁碍子の外被として熱収縮性ポリ
マー（シリコンゴム）あるいはエチレン・酢酸ビニル共
重合体（ＥＶＡ）等の屋外で長期間撥水性を持続するプ
ラスチックを用いること。 （３）前記実施例では絶縁碍子２の胴径を避雷碍子の胴
径よりも小さくしたが、これを同じ径にすること。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明は、両者の絶縁外被体の表面が汚損された場合も、絶
縁碍子側の絶縁外被体の材質を適切に選定して所要表面
漏洩距離を小さく設定し、これにより絶縁碍子の全長を
縮小して全体の長さをより短くし、既設鉄塔への取付を
容易とし、さらに全体の漏れ電流を抑制して避雷碍子の
運転電圧の分圧分を小さくして雷サージに対する保護性
能の向上も果し、製造コストの上昇も必要最低限に留め
ることができるという効果がある。

【００２４】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明の効果に加えて、さらにコストダウンを図ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電線直付型避雷碍子を示す正面図で
ある。

【図２】電線直付型避雷碍子の等価回路図である。

【符号の説明】

１ 避雷碍子、２ 絶縁碍子、４，９ 絶縁外被体、５
抵抗素子、１３ 課電側放電電極、１４ 接地側放電
電極、Ｌ１，Ｌ２ 表面漏洩距離、Ｄ１ 避雷碍子の胴
径、Ｄ２ 絶縁碍子の胴径、Ｇ 気中放電間隙、Ｒ１，
Ｒ２ 表皮抵抗。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧−電流特性が非直線を有する抵抗素
   子を収容した避雷碍子に対し絶縁碍子を直列に連結し、
   この絶縁碍子の両端部には抵抗素子に直列に接続される
   所定の気中放電ギャツプを形成する課電側及び接地側の
   放電電極を支持し、前記避雷碍子の絶縁外被体をエチレ
   ン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭゴム）によ
   り形成し、絶縁碍子の絶縁外被体をシリコンゴムあるい
   はエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の屋外で
   長期間撥水性を持続するゴム又はプラスチックにより形
   成したことを特徴とする電線直付型避雷碍子。
2. 【請求項２】 請求項１において前記避雷碍子の絶縁外
   被体を太胴径で表面漏洩距離の長いものとし、絶縁碍子
   の絶縁外被体を小胴径で表面漏洩距離の短いものとした
   ことを特徴とする電線直付型避雷碍子。