JP7097728B2 - 電車線路の異常電圧防護装置 - Google Patents
電車線路の異常電圧防護装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7097728B2 JP7097728B2 JP2018057416A JP2018057416A JP7097728B2 JP 7097728 B2 JP7097728 B2 JP 7097728B2 JP 2018057416 A JP2018057416 A JP 2018057416A JP 2018057416 A JP2018057416 A JP 2018057416A JP 7097728 B2 JP7097728 B2 JP 7097728B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- arc
- protection device
- gap
- horns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Insulators (AREA)
- Electric Cable Installation (AREA)
- Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
大地1上には、レール2が敷設されている。レール2の近傍には、変電所から供給される矢印方向のき電電流iを受電するための構造物(例えば、支持柱)3が立設されている。支持柱3には、き電電流iを流す電車線(例えば、トロリ線)4及びき電線と、短絡故障電流を流すための保護線5と、が懸架されている。支持柱3には、碍子6,7を介して下部腕部材8,9が取り付けられている。下部腕部材8,9には、吊架部材10を介して、トロリ線4が懸架されている。トロリ線4の上方には、上部腕部材11が支持柱3に取り付けられている。上部腕部材11には、碍子12を介して、保護線5が懸架されている。
これを防止するために、放電間隙方式(S状ホーン方式)と呼ばれる地絡保護方式が知られている。
部分Xに示すように、保護線5を懸架する碍子12には、S状の一対のアークホーン(これを以下「S状ホーン」という。)13,14が設けられている。S状ホーン13,14の一端は、碍子12の上下端部に取り付けられ、その他端のホーン間15に、空気放電ギャップ(以下単に「放電ギャップ」という。)15aが設けられている。碍子せん絡7aが発生すると、放電ギャップ端子間電圧が上昇して放電することにより、矢印で示すように、支持柱3に取り付けられた地絡導体3aを通して、き電電流iである地絡電流iaが流れる。地絡電流iaの大半が保護線5へ流れ、地絡故障はき電回路短絡故障へ移行する。これにより、大地1への地絡電流iaの流出が抑制される。
ところが、支持柱3の種類(例えば、コンクリート柱3A、鋼管柱3B)によって、以下のような問題点がある。
S状ホーン方式では、碍子せん絡7aが発生してからS状ホーン13,14が放電を開始するまでの間、一瞬ではあるが、コンクリート柱3Aにも、S状ホーン13,14の放電開始電圧Vb並みの高電圧(例えば、ホーン間15が4.5mmで、AC11.6kV程度)が印加されることになる。しかし、一般的に、コンクリート柱3Aの絶縁耐圧Vaは、S状ホーン13,14の放電開始電圧Vbよりも低いため(例えば、AC5kV程度)、前記の印加電圧(≒Vb)に耐えられず、電柱バンドとコンクリート柱3A内の鉄筋との間の箇所16で、絶縁破壊が生じ、コンクリート柱3Aが破損し、地絡電流iaが大地1へ流れ出してしまうことがある。
鋼管柱3Bは、接地抵抗R1が低いため、矢印で示すように、地絡時に、地絡電流iaがその鋼管柱3Bを通して大地1へ流れてしまう。そのため、S状ホーン13,14のホーン間15の電圧が放電開始電圧Vbに至らず、動作しないことがある。
このような図8A及び図8Bの問題点を解決する技術として、例えば、特許文献1に記載された異常電圧防護装置が知られている。
この異常電圧防護装置20は、S状ホーン13,14の放電開始電圧Vbを低減させることを目的として使用されるものであり、例えば、2本のS状ホーン補助ギャップ(以下単に「補助ギャップ」という。)21-1,21-2により構成されている。2本の補助ギャップ21-1,21-2は、同一の構成であり、それぞれ、放電管であるアレスタ22と、酸化亜鉛素子からなるバリスタ23と、の直列回路により構成されている。各補助ギャップ21-1,21-2の両端には、取付金具24,25が装着され、この取付金具24,25により、S状ホーン13,14のホーン間15に取り付けて使用される。
図10(1)~(4)を参照しつつ、補助ギャップ21-1,21-2の動作を説明する。
交流在来線(AC22kVき電)と新幹線(AC30kVき電)とでは、地絡事故時にS状ホーン13,14に流れる地絡電流iaの大きさに差がある。地絡電流iaは、例えば、交流在来線の場合は3kA程度であるのに対し、新幹線では10kA程度と在来線の3倍以上になる。そのため、補助ギャップ21-1,21-2を新幹線に適用した場合には、放電時の衝撃によるバリスタ23の脱落や、アレスタ22の破片の飛散等が懸念され、沿線火災等の恐れがある。
トロリ線4へき電電流iを供給する変電所では、地絡故障が発生した際、それを検知して遮断器を開放し、き電電流iの供給をストップさせる機能が備わっている。その際、S状ホーン13,14の放電も止まる。
通常、地絡故障は、鳥や飛来物による一過性の現象が多いため、例えば、変電所内の遮断器の開放から500ms後には、遮断器が自動再閉路し、き電電流iの供給を再開する。しかし、状況によっては地絡故障が継続している場合があり、その際には補助ギャップ21-1,21-2も再度放電を開始する。
そのため、補助ギャップ21-1,21-2は、複数回の放電に対応できる必要があるが、従来のS状ホーンギャップでは、補助ギャップ21-1,21-2の数が2個のため、3回以上の放電への対応が困難である。これまでは、補助ギャップ21-1,21-2を複数個取り付けることで対応していたが、現状、3個以上の取り付けは、取付スペース等の制約から困難であり、手間もかかる。
(a) 本発明の異常電圧防護装置は、発弧線の溶断・焼失箇所、又は、バックアップギャップに発生するアークをアークホーンへ移行させる方式であり、放電素子は破損しないため、その放電素子の脱落や破片の飛散等の懸念が無く、沿線火災等の恐れを防止できる。
(b) 前記(a)により、新幹線のような大電流が流れる電車線路においても、本発明の異常電圧防護装置を使用することで、アークホーンの放電開始電圧を低減させ、コンクリート柱の絶縁破壊や、鋼管柱の使用時のアークホーンの不動作を防止できる。
(d) 複数の放電素子は、絶縁性ケース内に収納されているので、これらの放電素子の汚損による劣化を防止できると共に、損傷時の落下等を防止できる。各発弧線は、第1絶縁性チューブ内にそれぞれ挿入されているので、外からの汚染等を防止できる。更に、バックアップギャップは、第2絶縁性チューブ内に挿入されているので、発弧線でのアーク発生による不要放電を防止できる。
(e) 前記(a)~(d)により、電車線路における地絡事故保護機能の更なる向上が期待できる。
図1(a)、(b)は、本発明の実施例1における電車線路の異常電圧防護装置30を示す構成図であり、同図(a)は、放電用の一対のアークホーン13,14に取り付けられた異常電圧防護装置30の外観の斜視図、及び、同図(b)は異常電圧防護装置30の回路図である。図2は、図1(a)の正面図である。図3Aは、図1(a)中の異常電圧防護装置30の外観の拡大斜視図である。図3Bは、図3Aを上方から見た斜視図である。更に、図3Cは、図3Aを上方から見た平面図である。
これらの図1~図3Cにおいて、従来の図6~図8B中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図4(1)~(4)は、図1の異常電圧防護装置30における碍子せん絡発生時の通常時(発弧線焼失前)の動作イメージを示す図である。
図4(1)~(4)を参照しつつ、異常電圧防護装置30の通常時(発弧線焼失前)の動作を説明する。
図5(1)~(4)を参照しつつ、異常電圧防護装置30における発弧線焼失後の動作を説明する。
図5(3)において、図5(2)で発生したアーク50fがトリガーとなり、S状ホーン13,14の箇所50gへアーク50fが移行する。これにより、S状ホーン13,14におけるホーン間15の放電ギャップ15aが放電する。
本実施例1の異常電圧防護装置30によれば、以下の(a)~(e)のような効果がある。
(a) 従来の図9の異常電圧防護装置20は、アレスタ22及びバリスタ23の破損箇所に発生するアークをS状ホーン13,14へ移行させる方式である。これに対して、本実施例1の異常電圧防護装置30では、各放電回路40-1,40-2内の発弧線43の溶断・焼失箇所、又は、バックアップギャップ45に発生するアークをS状ホーン13,14へ移行させる方式であり、アレスタ41及びバリスタ42は破損しないため、バリスタ42の脱落やアレスタ41の破片の飛散等の懸念が無く、沿線火災等の恐れを防止できる。
(b) 前記(a)により、新幹線のような大電流が流れる電車線路においても、本実施例1の異常電圧防護装置30を使用することで、S状ホーン13,14の放電開始電圧Vbを低減させ、コンクリート柱3Aの絶縁破壊や、鋼管柱3Bの使用時のS状ホーン13,14の不動作を防止できる。
(d) 2個のアレスタ41及び2個のバリスタ42は、ケース31内に収納されているため、これらのアレスタ41及びバリスタ42の汚損による劣化を防止できると共に、損傷時の落下等を防止できる。各発弧線43は、第1絶縁性チューブ43a内にそれぞれ挿入されているので、外からの汚染等を防止できる。更に、バックアップギャップ45は、第2絶縁性チューブ45a内に挿入されているので、発弧線43でのアーク発生による不要放電を防止できる。
(e) 前記(a)~(d)により、電車線路における地絡事故保護機能の更なる向上が期待できる。
本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、以下の(A)、(B)のようなものがある。
(B) 図1(b)の異常電圧防護装置30において、ケース31内の部品収納スペースに余裕があれば、放電回路40-1,40-2を3個以上設けても良い。これにより、多数回の地絡事故に対応できる。ケース31や取付金具34,35は、図示以外の形状及び構造に変更できる。更に、避雷回路40-1,40-2は、他の放電素子を追加する等して、図示以外の回路構成に変更しても良い。
3 支持柱
4 トロリ線
5 保護線
6,7,12 碍子
13,14 S状ホーン
30 異常電圧防護装置
31 ケース
36 補助ギャップ回路
40-1,40-2 放電回路
41 アレスタ
42 バリスタ
43 発弧線
43a 第1絶縁性チューブ
45 バックアップギャップ
45a 第2絶縁性チューブ
Claims (4)
- 支持柱と保護線との間に吊架される碍子の一端部及び他端部にそれぞれ取り付けられた放電用の一対のアークホーンの近傍に配置され、前記一対のアークホーン間に接続される放電用の補助ギャップ回路を備えた地絡事故保護用の電車線路の異常電圧防護装置において、
前記補助ギャップ回路は、
複数の放電素子と発弧線がそれぞれ直列に接続され、前記一対のアークホーンの放電開始電圧よりも低い放電開始電圧をそれぞれ有する、並列接続された複数の放電回路と、
前記複数の放電回路に対して並列に接続され、前記一対のアークホーンの放電開始電圧よりも低く、且つ、前記複数の放電回路の放電開始電圧よりも高い放電開始電圧を有する放電用のバックアップギャップと、
を備え、
前記各放電回路内の前記複数の放電素子は、絶縁性ケース内に収納され、
前記各放電回路内の前記発弧線は、前記絶縁性ケース外であって前記一対のアークホーンの直下にそれぞれ配置され、
前記バックアップギャップは、前記絶縁性ケース外であって前記一対のアークホーンの直下に配置され、
前記各発弧線は、第1絶縁性チューブ内にそれぞれ挿入され、
前記バックアップギャップは、第2絶縁性チューブ内に挿入されている、
ことを特徴とする電車線路の異常電圧防護装置。 - 前記複数の放電回路は、2つの放電回路である、
ことを特徴とする請求項1記載の電車線路の異常電圧防護装置。 - 前記複数の放電素子は、アレスタ及びバリスタであり、
前記アレスタ、前記発弧線及び前記バリスタは、前記一対のアークホーン間に直列に接続されている、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の電車線路の異常電圧防護装置。 - 前記一対のアークホーンは、対向する2つのS字状のアークホーンを有し、
前記2つのS字状のアークホーン間には、空気放電ギャップが形成されている、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の電車線路の異常電圧防護装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018057416A JP7097728B2 (ja) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 電車線路の異常電圧防護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018057416A JP7097728B2 (ja) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 電車線路の異常電圧防護装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019167026A JP2019167026A (ja) | 2019-10-03 |
JP7097728B2 true JP7097728B2 (ja) | 2022-07-08 |
Family
ID=68107977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018057416A Active JP7097728B2 (ja) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 電車線路の異常電圧防護装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7097728B2 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000340094A (ja) | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒューズとこれを用いた電源装置 |
JP3102776U (ja) | 2004-01-13 | 2004-07-15 | 株式会社コンド電機 | サージ吸収素子 |
JP2005073316A (ja) | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Railway Technical Res Inst | 電車線路用保安装置 |
JP4116912B2 (ja) | 2003-03-26 | 2008-07-09 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 電車線路の異常電圧防護装置 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4823922U (ja) * | 1971-07-27 | 1973-03-19 | ||
JP2004116912A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-04-15 | Toyo Radiator Co Ltd | タンクレス熱交換器 |
-
2018
- 2018-03-26 JP JP2018057416A patent/JP7097728B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000340094A (ja) | 1999-05-27 | 2000-12-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ヒューズとこれを用いた電源装置 |
JP4116912B2 (ja) | 2003-03-26 | 2008-07-09 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 電車線路の異常電圧防護装置 |
JP2005073316A (ja) | 2003-08-27 | 2005-03-17 | Railway Technical Res Inst | 電車線路用保安装置 |
JP3102776U (ja) | 2004-01-13 | 2004-07-15 | 株式会社コンド電機 | サージ吸収素子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019167026A (ja) | 2019-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108023275B (zh) | 一种可调间隙的户外避雷器 | |
RU2096882C1 (ru) | Линия электропередачи с импульсным грозовым разрядником | |
US6002571A (en) | Lightning arrester assembly for an overhead electricity line with a device for flagging an arrester malfunction | |
CA2338566C (en) | Creeping discharge lightning arrestor | |
JP7097728B2 (ja) | 電車線路の異常電圧防護装置 | |
JP4116912B2 (ja) | 電車線路の異常電圧防護装置 | |
JPH0142326Y2 (ja) | ||
Jankov et al. | HVDC system performance with a neutral conductor | |
JP7222079B2 (ja) | 外部ギャップ付き避雷器 | |
JPH08223752A (ja) | 一回線鉄塔の装柱構造 | |
JPH08138470A (ja) | 送電線路における避雷碍子装置の適用構造 | |
JP3665980B2 (ja) | 電車線路の地絡保護対策用直流電流阻止装置 | |
US2756367A (en) | Heavy duty arrester | |
JPH10269875A (ja) | 懸垂型避雷碍子装置 | |
JP2509741B2 (ja) | 送電線用避雷碍子装置 | |
JPS6026484Y2 (ja) | 架空配電線 | |
US1847421A (en) | Transmission tower having insulating sections with protecting gaps or resistance | |
JP2009153346A (ja) | 低電力保安器 | |
Robben et al. | Reducing Clearances by Integration of Externally Gapped Line Arresters on HV Transmission Lines | |
JP2509742B2 (ja) | 送電線用避雷碍子装置 | |
JPH10285794A (ja) | 配電線耐雷方式 | |
JP2509598B2 (ja) | 送電線用避雷碍子装置 | |
KR200332144Y1 (ko) | 연면거리를 증대시킨 피뢰기 | |
US1848071A (en) | Transmission line | |
KR20230109957A (ko) | 간접활선용 고리형 클램프 기능을 가진 피뢰기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220325 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220621 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220628 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7097728 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |