JP5052190B2 - がいし装置 - Google Patents

Description

本発明は、避雷装置を備えたがいし装置に関するものであり、特にこの避雷装置の落下防止の為の構造に関するものである。

近年、避雷装置（送電用避雷装置）の軽量化（従来と比べて１／５以下）が実現されている。これに伴い、送電設備の更なる信頼度向上と落雷事故の防止を図って、現在、送電線の送電鉄塔上に避雷装置を設置することが進められている。避雷装置を送電鉄塔上に設置するには、満足しなければならない検証項目が種々ある。その検証項目の中に放圧試験（または耐アーク試験）という試験がある。この放圧試験の目的は、系統の事故時に想定される事故電流を避雷装置に通電し、その電流によって発生するアークにより避雷装置本体の内部要素が爆発的な飛散を起こさないことを確認することにある。

この放圧試験では、短絡電流として２０ｋＡ以上の交流電流が指定されており、その通電時間は０．２秒間と規定されている。対象となる送電用の避雷装置は、送電鉄塔などのような高所に設置されるため、発変電所等に用いられるものと異なり、避雷装置本体の爆発的な飛散は勿論のこと、避雷装置を取り付ける取付用金具の落下も許容されていない。そのため、溶損による落下を防止するために避雷装置取付用金具の形状を適切なものとする必要がある。

この避雷装置取付用金具は、一般に長尺細長状を成し、送電鉄塔のがいし装置固定部（がいし装置を送電鉄塔に固定するためのがいし装置取付用金具）に一端を固定され片持ち梁状に延び、その先端に避雷装置を固定する構造をなすものが多い（例えば、特許文献１から３参照）。

特開昭６１−２４０５１５号公報（第６図） 特開平３−２４５７１３号公報（第３図、第４図） 特開２００５−３０２５８４号公報（図１、図５）

しかしながら、上記従来の避雷装置取付用金具によれば、上記がいし装置取付用金具に共締めされており、避雷装置をがいし装置に取り付けることに主眼が置かれ、金具の板厚を所定以上の大きさとすることで、アーク熱に耐える構造とされていた。つまり、避雷装置に流れる短絡電流によりアークが発生して金具が溶損することに対して、厚さ以外に形状を工夫してこれを抑制しようとする試みはなされてなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、取付用金具の厚さを必要以上に大きくすることなく、避雷装置に短絡電流が流れてアークが発生した場合の避雷装置の落下を抑制することができるがいし装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のがいし装置は、支持構造物と送電線との間に設けられ送電線を絶縁支持するがいしと、支持構造物のがいし固定部から延びる取付用金具に支持された避雷装置とを備えたがいし装置において、避雷装置に短絡電流が流れた際に、この短絡電流により発生するアークによって溶損する延長部が、取付用金具の避雷装置固定位置よりがいしと反対側に突出して設けられていることを特徴とする。

この発明のがいし装置によれば、避雷装置に短絡電流が流れてアークが発生した場合に、このアークが延長部に集まり、まず延長部が溶損する。そして、この延長部は取付用金具の避雷装置固定位置よりがいしと反対側に突出して設けられており、避雷装置の支持には寄与していないので、避雷装置の支持は保持される。これにより、取付用金具の厚さを必要以上に大きくすることなく、短絡電流が流れてアークが発生した場合の避雷装置の落下を抑制することができるとともに、アークが延長部に集まりここにとどまるので、アークからがいしを保護することができる。

以下に、本発明にかかるがいし装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は本発明にかかるがいし装置の実施の形態１の側面図である。図２は図１の避雷装置の部分（Ｈ部分）を拡大して示す側面図である。図３は図２に比較して示す従来の送電線用支持装置の避雷装置の部分を拡大して示す側面図である。本実施の形態は、本発明を一連耐張がいし装置に適用した場合の例を示したものである。

図１および図２において、本実施の形態のがいし装置３０は、大地に立設された図示しない送電鉄塔（支持構造物）に設置され、この送電鉄塔から送電線を絶縁支持する。がいし装置３０は、上部の連結板３を送電鉄塔に固定され、下部の連結板７を送電線（図示しない）に連結されて、送電鉄塔から送電線を支持する。耐張型であるがいし装置３０は、送電線の加重により引っ張られて、一般に送電鉄塔から斜め下方に傾いた状態で送電線を支持する。

がいし装置３０は、がいし連（がいし）４と避雷装置１とを有している。がいし連４は、クレビスタイプの懸垂がいしが複数個連なって成り、連結板３と連結板７との間に設けられて送電線を絶縁した状態に吊り下げる。一方、避雷装置１は、送電鉄塔のがいし連固定部（がいし固定部：連結板３）から延びる避雷装置取付用金具（取付用金具）２に、２本の固定ボルト２ｂで上端部を固定され、がいし連４に対して所定の方向に延びて設けられている。

避雷装置１は、複数の酸化亜鉛素子が積層されて、その周囲にシリコーンゴムまたは有機絶縁物等の絶縁材料が外被として被せられて構成され、先端にホーン５が設けられている。一方、がいし連４の先端である連結板７には、アークホーン６が設けられており、ホーン５とアークホーン６とで直列ギャップが構成され、この部分で確実に放電が起こるようにギャップ長が調整されている。

図３に示した従来例と比較して明確なように、避雷装置取付用金具２の避雷装置固定位置（固定ボルト２ｂの位置）のがいし連４と反対側に延長部２ａが設けられている。延長部２ａは、長尺細長状の避雷装置取付用金具２が避雷装置固定位置から外方に３０ｍｍ延長して形成されている。つまり、延長部２ａは、長手方向に延びる避雷装置取付用金具２の軸線上に設けられている。この延長部２ａは、落雷などに起因して避雷装置１に短絡電流が流れた際に発生するアークにより積極的に溶損する。

次ぎに動作を説明する。落雷等に起因して避雷装置に短絡電流が流れた場合、この短絡電流の後に非常に高温のアークが発生する。この高温のアークの発生により、避雷装置は勿論のこと避雷装置を取り付けている避雷装置取付用金具２も溶損することがある。このため、従来、避雷装置及び避雷装置取付用金具が爆発的な飛散をすることがないように、避雷装置本体の内部構造を強固にすると共に、避雷装置を取り付けている金具も溶損に耐えるように所定の板厚としていた。そして、一般にアークは、発生した箇所に関係なく、電磁力によってがいしとは反対側に移行するので、避雷装置取付用金具の板厚は、がいし装置とは反対側の部分が完全に溶損し切らないものとする条件で決まっていた。このため、金具の板厚はがいし装置から遠ざかるに連れて厚めにする必要があったが、金具製作上厚さは一定であることが望ましいので、金具の厚さは避雷装置を固定するための機械的な強度で決まる最低限の厚さよりも必要以上に大きな物となっていた。

この問題を解決するため、本実施の形態においては、避雷装置１を取り付けている避雷装置取付用金具２の全長を延ばし、この避雷装置取付用金具２上に積極的に溶損させる箇所を設けた。これにより、避雷装置取付用金具２の板厚を、上記のようなアークによる溶損に耐える条件ではなく、本来要求される風圧荷重や微風振動に耐えるという機械的強度の条件から決定でき、最適な厚さにすることが可能となる。

延長させる長さは、想定される短絡電流の大きさと通電時間により決まる。１５４ｋＶ系統クラスまでの避雷装置１に要求される放圧性能は、短絡電流の大きさが、一般に４０ｋＡ、通電時間０．２秒である。この条件で金具の溶損状況を確認した結果、延長部が１５ｍｍ以上あれば、避雷装置１を固定している箇所まで溶損の進展がないことが判明した。避雷装置１は送電鉄塔上という高所に設置され、かつ交換する際には停電が必要となることから、避雷装置取付用金具２を含む避雷装置１の交換は容易ではない。実際、事故現象が発見されてから、避雷装置１の交換が行われるまでに数週間から数ヶ月を要する場合もある。また、避雷装置１に短絡電流が流れる現象が１回限りのものであれば、金具溶損による避雷装置１の落下は避雷装置１の交換までには発生し得ないが、実際に短絡電流が流れる現象は複数回であることが多く、複数回の事故に対しても金具溶損による避雷装置１の落下は許容されない。そのため、その予想される回数応じて、延長部２ａの長さは適宜長くされて良い（本実施の形態の避雷装置取付用金具２は、通電電流４０ ｋＡ、通電時間０．２秒の条件を２回繰り返した場合にも耐える設計とされている）。

また、避雷装置取付用金具２を避雷装置固定位置よりも延長することによって、不安な挙動を示すアークを、この延長部２ａに集めてこの位置にとどめることができることが実際の検証にて確認されている。このように、本実施の形態の避雷装置取付用金具２は、短絡電流により発生するアークを避雷装置１の外側、つまり避雷装置取付用金具２のがいし連４と反対側に移行させる働きも併せ持つため、多くのユーザから望まれているがいし連４の保護にも役立つ。

以上のように本実施の形態のがいし装置３０は、送電鉄塔と送電線との間に設けられ送電線を絶縁支持するがいし連４と、送電鉄塔のがいし連４の固定部から延びる避雷装置取付用金具２に固定された避雷装置１とを有しており、避雷装置取付用金具２の避雷装置固定位置よりがいし連４と反対側に、短絡電流が流れた際に発生するアークにより溶損する延長部２ａが突設されている。そのため、避雷装置１に短絡電流が流れてアークが発生した場合に、このアークが延長部２ａに集まり、まず延長部２ａが溶損する。そして、この延長部２ａは取付用金具２の避雷装置固定位置よりがいし連４と反対側に突出して設けられており、避雷装置１の支持には寄与していないので、避雷装置の支持は保持される。これにより、避雷装置取付用金具２の厚さを必要以上に大きくすることなく、アークによる避雷装置１の落下を抑制することができるとともに、アークが延長部２ａに集まりそこにとどまるので、アークからがいし連４を保護することができる。

また、本実施の形態のがいし装置３０においては、延長部２ａは、長手方向に延びる避雷装置取付用金具２の軸線上に突設されている。そのため、避雷装置取付用金具２が概略棒状となり形状が簡素化されるので作製容易である。

実施の形態２．
図４は本発明にかかるがいし装置の実施の形態２の側面図である。本実施の形態は、本発明を一連懸垂がいし装置に適用した場合の例を示したものである。懸垂型のがいし装置４０は、上部の連結板３を送電鉄塔に固定され、下部の連結板７を送電線（図示しない）に固定され、送電鉄塔から垂下した状態で送電線を支持する。がいし連４４は、クレビスタイプの懸垂がいしが複数個連なって成り、連結板３から下方に垂下して送電線を吊り下げる。その他の構成は実施の形態１と概略同様である。

このような構成のがいし装置４０においても、避雷装置取付用金具２の避雷装置固定位置よりがいし連４４と反対側に、短絡電流が流れた際に発生するアークにより溶損する延長部２ａが突設されているので、避雷装置取付用金具２の厚さを必要以上に大きくすることなく、短絡電流が流れてアークが発生した場合の避雷装置の落下を抑制でき、さらにアークが延長部２ａに集まるので、アークからがいし連４を保護することができるという効果を奏する。

なお、本発明の実施の形態として上記のように一連耐張がいし装置および一連懸垂がいし装置に適用した場合に関して説明したが、この用途に限らず、例えば二連、三連の耐張がいし装置および懸垂がいし装置、また、長幹がいしを使用したＶ吊り懸垂がいし装置あるいは長幹支持がいし装置などにも適用することができる。

本発明は、送電線の信頼度向上と雷事故防止の抜本的対策として、避雷装置を装備したがいし装置に適用されて最適なものである。送電線用のがいし装置は、一般に送電鉄塔（高所）に設置されるため、いかなる状況でも落下は許されないが、本発明を適用することで、万一避雷装置に事故電流が流れた場合でも、避雷装置を取り付けている金具の溶損が進展して避雷装置が落下することがないので、安全に利用できる。

本発明にかかるがいし装置の実施の形態１の側面図である。 図１の避雷装置の部分（Ｈ部分）を拡大して示す側面図である。 図２に比較して示す従来の送電線用支持装置の避雷装置の部分を拡大して示す側面図である。 本発明にかかるがいし装置の実施の形態２の側面図である。

符号の説明

１ 送電用避雷装置（避雷装置）
２ 送電用避雷装置取付用金具（取付用金具）
２ａ 延長部
３ 連結板
４，４４ がいし連
５ ホーン
６ アークホーン
７ 連結板

Claims (6)

1. 支持構造物と送電線との間に設けられ該送電線を絶縁支持するがいしと、前記支持構造物のがいし固定部から延びる取付用金具に支持された避雷装置とを備えたがいし装置において、
   前記避雷装置に短絡電流が流れた際に、この短絡電流により発生するアークによって溶損する延長部が、前記取付用金具の避雷装置固定位置より前記がいしと反対側に突出して設けられている
   ことを特徴とするがいし装置。
2. 前記延長部は、軸線方向に長尺の前記取付用金具の軸線上に突設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のがいし装置。
3. 前記避雷装置は、複数の酸化亜鉛素子が積層されて、その周囲にシリコーンゴムまたは有機絶縁物の絶縁材料が外被として被せられて成る
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のがいし装置。
4. 前記支持構造物は、大地に立設された送電鉄塔である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のがいし装置。
5. 前記がいしが、前記支持構造物と前記送電線との間に張り渡された耐張型のがいし連である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のがいし装置。
6. 前記がいしが、前記支持構造物から垂下して前記送電線を支持する懸垂型のがいし連である
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のがいし装置。

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