JPH03261011A - 避雷碍子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は送電線に雷撃による異常電流が流れたとき、
避雷機能によりそれを速やかに大地へ放電するとともに
、続流を抑制遮断して永久地絡を防止する避雷碍子装置
に関するものである。

［従来の技術］ 従来、支持碍子３０を雷サージから守るために、第８図
に示すように支持碍子３０の連結リンク３１に取付られ
た課電側のアークホーン３２に対し取付アダプタ３３に
吊下支持され避雷碍子３４の課電側に設けられた放電電
極３５と所定の気中放電間隙Ｇをもって対向配置した避
雷碍子装置Ｈが知られている。これは、避雷碍子装置Ｈ
側の雷サージによるフラッジオーバー電圧を支持碍子３
０例のフラッジオーバー電圧よりも低くすることによリ
、雷サージ電圧を避雷碍子装置Ｈ側でフラッジオーバさ
せようとするものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、第８図の支持碍子３０における上下両端のア
ーキングホーン３６ａ、３６ｂのＶ−を曲線は第９図に
示すように、雷インパルス電圧波形の印加電圧が低けれ
ば波尾においてフラッジオーバーし、雷インパルス電圧
波形の波高値が高くなると波頂においてフラッジオーバ
ーする傾向がある。すなわち、波高値を高くするとより
高い電圧で短時間でフラッジオーバーする傾向にある。

一方、避雷碍子装置ＨのＶ−を曲線も同様に波高値を高
くすると短時間でフラッジオーバーする特性を示すが、
避雷碍子装置ＨのＶ−を特性の短時間域での立ち上がり
がアーキングホーン３６ａ。

３６ｂのｖ−を特性に比べ大きいため、フラッジオーバ
ー電圧値が上昇し、支持碍子３０側のフラッジオーバー
電圧より高くなり、避雷碍子Ｈ側にてフラッジオーバー
させることができなくなってしまう。

ここで、前記支持碍子３０の長さを長くしてフラッジオ
ーバー電圧を避雷碍子装置Ｈ側のフラッジオーバー電圧
よりも高い電圧とすることにより、かかる事態を防ぐこ
とができる。しかし、耐汚損を考慮しなくてもよい山岳
地域の送電線路においては、通常課電電圧に対して碍子
連結個数が限界に近く、すなわち、鉄塔寸法も同様に限
界近く設定されているため、短時間領域において避雷碍
子装置Ｈ側のフラッジオーバー電圧より充分に大きくす
ることができないという問題がある。この結果、大きな
雷サージ電圧が印加された場合にはフラッジオーバーが
支持碍子３０側で行われてしまうという問題がある。

本発明の目的は、雷サージ電圧を常に避雷碍子装置側で
フラッジオーバーさせることができる避雷碍子装置を提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本願第１発明は、鉄塔の
支持アームに対し接地側連結金具、一対のアーキングホ
ーンを配設した支持碍子、課電側連結金具を介して送電
線を支持するとともに、同支持アームには取付アダプタ
を介して避雷碍子を支持固定し、一方前記送電線の課電
側には前記避雷碍子の課電側の放電電極と所定の第１気
中放電間隙をもって対向する課電側のアークホーンを設
けた避雷碍子装置において、前記避雷碍子装置の課電側
または接地側に前記所定の第１気中放電間隙よりも小さ
い第２気中放電間隙を前記第１気中放電間隙に対し直列
に少なくとも１以上設けたことをその要旨とする。

第２発明は、避雷碍子の課電側には絶縁部材を介して支
持電極が配設され、この支持電極と前記避雷碍子との間
に第２気中放電間隙が設けられるとともに、同支持電極
とアークホーンとの間に第１気中放電間隙が設けられて
いることをその要旨とする。

［作用１ 本願第１発明の作用は、第１気中放電間隙よりも小さい
第２気中放電間隙を少なくとも１以上第１気中放電間隙
に対し直列に設けたことにより、高い電圧が印加されて
も避雷碍子装置側のフラッジオーバー電圧が支持碍子側
のフラッジオーバー電圧を越えない。この理由は充分に
は明らかではないものの次のように説明できる。雷サー
ジによる高電圧が印加されると気中放電間隙でフラッジ
オーバーするが、その前に気中放電間隙にはストリーマ
放電が発生し、このストリーマ放電が順に成長して気中
放電間隙を短絡しフラッジオーバーする。したがって、
長い気中放電間隙においてはフラッジオーバーの発生に
時間がかかる。そのため、第１気中放電間隙および第２
気中放電間隙により、前記気中放電間隙を複数化し、か
つ、第２気中放電間隙を第１気中放電間隙より短くした
ので、まず第２気中放電間隙が短い時間内にストリーマ
放電により短絡する。すると、次に第２気中放電間隙よ
りも長い第１気中放電間隙に全ての電圧が加ため、第１
気中放電間隙もストリーマ放電により短絡するが、第１
と第２気中放電間隙を合わせた気中放電間隙が同一電圧
でフラッジオーバーするまでの時間を比べると、分離し
た場合に比ベ長い時間を要する。この結果、より低い電
圧で短時間でフラッジオーバーを行わせることができる
ものと考えられる。この作用は印加電圧の波尾でフラッ
ジオーバーする電圧領域ではほとんど現れない。

第２発明の作用は、絶縁部祠により支持電極と避雷碍子
との短絡を防止することができる。

［実施例］ 以下、本発明を６６〜ｌｌ０Ｖの送電線懸垂碍子連にお
ける避雷碍子装置に具体化した一実施例を第１図に基づ
いて説明する。

第１図に示すように、支持アーム１の先端部には連結金
具２が固着され、同連結金具２にはＵクレビスリンク３
および接地側連結金具としての上部吊下金具４を介して
支持碍子としての懸垂碍子連５が線路方向（第１図の左
右方向）および同直交方向（第１図の紙面と直交する方
向）へ揺動可能に支持されている。

前記懸垂碍子連５下端部の連結金具６ａには連結リンク
７を介して送電線８を支持する電線クランプ９が支持さ
れている。なお、前記連結金具６ａおよび連結リンク７
によって課電側連結金具としての下部吊下金具６が構成
されている。前記下部吊下金具６および連結リンク７に
は懸垂碍子連５の沿面閃絡の損傷をできるだけ軽減する
ためのアーキングホーン１０，１１が装着されている。

前記支持アーム１の先端部には断面コ字状、箱状あるい
は円柱状等に形成された取イ」アダプタ１２がボルトに
より固定され、同アダプタ１２の先端部下面には避雷碍
子１３が複数のボルトにより垂下固定されている。

前記避雷碍子１３はＦＲＰ等の耐張飼料により円筒状に
形成された耐圧絶縁等（図示しない）と、その内部に直
列に収容された酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主材とする電圧−
電流特性が非直線性の図示しない限流素子と、耐圧絶縁
筒の両端部に嵌合固定されたキャップ状をなす接地側お
よび課電側の電極金具１４．１５と、耐圧絶縁筒の外周
に設けられたモールドコム１６とから構成されている。

前記避雷碍子１３の両端には一刻のアーキングリング１
７．１８が対向配置されている。前記アーキングリング
１７は前記接地側の電極金具１４に接続され、一方アー
キングリング１８は前記課電側の電極金具１５に接続さ
れている。このアーキングリング１７．１８によって、
モールドゴム１６の沿面閃絡時の損傷が軽減される。

また、前記課電側の電極金具１５には課電側の放電電極
１９が締付固定されている。この課電側の放電電極１９
には絶縁部材２ｏを介して支持電極２１が吊下支持され
ている。そして、前記支持電極２１の上部電極２１ａと
課電側の放電電極１９との間には第２気中放電間隙Ｇ２
（本実施例においては５０ｍｍ離間させている）が設け
られている。

この支持電極２１を支持する前記絶縁部材２゜は笠部が
複数並設された絶縁碍子により構成されており、前記支
持電極２１が課電側の放電電極１９と雨水、汚損などに
より短絡しないように充分絶縁を確保している。

一方、前記懸垂碍子連５下部の連結リンク７にはアーク
ホーン２２が取り付けられている。したかって、このア
ークホ・−ン２２と前記支持電極２１の下部電極２１ｂ
との間に第１気中放電間隙Ｇ１が形成されている（本実
施例においては３４０ｍｍ離間させている）。

よって、避雷碍子１３の課電側には第１気中放電間隙Ｇ
ｌおよび第２気中放電間隙Ｇ２合計３９０ｍｍ（６６Ｋ
ｖ用の場合）の直列ギャップが構成されている。

上記のように構成された避雷碍子の放電電極についてそ
の作用を説明する。

今、雷撃により大電流が送電線８に印加されると、この
電流は電線クランプ９、連結リンク７およびアークホー
ン２２から第１気中放電間隙Ｇ１および第２気中放電間
隙Ｇ２を経て課電側の放電電極１９へ放電され、電極金
具１５から避雷碍子１３の図示しない限流素子に流れ、
接地側の電極金具１４および取付アダプタ１２を経て支
持アームｌへ流れ、さらに、鉄塔に流れて大地に放電さ
れる。その後、生じる続流は前記避雷碍子１３の限流素
子によって抑制遮断される。

０ さて、前記第１気中放電間隙Ｇ１および第２気中放電間
隙Ｇ２に高い雷サージ電圧が印加されてもＶ−を曲線は
第２図に示すように従来とは異なり、高い電圧が印加さ
れても短時間領域（５μＳ以下）のフラッジオーバー電
圧が一点鎖線にて示すように急激に上昇しないため、懸
垂碍子連５のＶｔ曲線を越えることを防止することがで
きる。

この結果、特に碍子連結個数が限界に近く設定されてい
る山岳地域においては懸垂碍子連５個（６６〜７ＴＫｖ
用）の絶縁レベルよりも避雷碍子１３側の絶縁レベルが
上回らないため、フラッジオーバーを避雷碍子１３側に
て行わせることができる。

なお、短時間領域において避雷碍子１３側のフラッジオ
ーバー電圧が懸垂碍子連５側のフラッジオーバー電圧を
越えない理由は充分に明らかではないが、従来の気中放
電間隙Ｇにおいて雷サージによる高電圧が印加されると
気中放電間隙Ｇでフラッジオーバーするが、その前に気
中放電間隙Ｇにはストリーマ放電が発生し、このストリ
ーマ放電が順に成長して気中放電間隙Ｇを短絡しフラッ
ジオーバーする。したがって、長い気中放電間隙Ｇにお
いてはフラッジオーバーの発生に時間がかかる。

そのため、本実施例においては第１気中放電間隙Ｇｌお
よび第２気中放電間隙Ｇ２により、前記気中放電間隙Ｇ
を複数化し、かつ、第２気中放電間隙Ｇ２を第１気中放
電間隙Ｇ１より短くしたので、まず第２気中放電間隙Ｇ
２が短い時間内にストリーマ放電により短絡する。する
と、次に従来の気中放電間隙Ｇよりも短い第１気中放電
間隙Ｇ１に全ての電圧が加ため、第１気中放電間隙Ｇ１
もストリーマ放電により短い時間で短絡し、この結果、
避雷碍子１３側で短時間にフラッジオーバーを行わせる
ことができるものと考えられる。

この結果、短時間領域において避雷碍子１３例の第１気
中放電間隙Ｇ１および第２気中放電間隙Ｇ２の絶縁レベ
ルが懸垂碍子連５の絶縁レベルを越えないため、避雷碍
子１３の第１気中放電間隙Ｇ１および第２気中放電間隙
Ｇ２にてフラッジ第１ ２ 一バーさせることができる。よって、懸垂碍子連５と避
雷碍子１３との絶縁協調を容易に図ることができる。

本実施例においては前記第１気中放電間隙Ｇ１を３４０
　ｍｒｎ、第２気中放電間隙Ｇ２を５０ｍｍと設定した
が、第１気中放電間隙Ｇｌは運転電圧でフラッジオーバ
ーしないように異常時絶縁間隔１７０ｍｍ（６６Ｋｖ用
）以上とするのがよい。

また、懸垂碍子連５による送電線路において、前記第２
気中放電間隙Ｇ２を設ける別例を第３゜４図に示す。第
３図に示す第２気中放電間隙Ｇ２は課電側の放電電極１
９を略り字状に折曲形威し、その先端を電極部１９ａと
して若干湾曲形成している。そして、課電側の放電電極
１９の折曲部付近には支持棒２３を設けている。この支
持棒２３を介して前記課電側の放電電極１９を絶縁部材
２０の上部に支持している。また、支持電極２１は前記
電極部１９ａに沿うように湾曲形成し、この−端を前記
絶縁部材２０の下部に支持するように構成している。

また、第４図の第２気中放電間隙Ｇ２は絶縁部材２０の
上部に直接課電例の放電電極１９を直接埋め込むととも
に、支持電極２１の一端を絶縁部材２０の下部に直接埋
め込むように構成している。

第５，６図は耐張碍子による送電線路において、前記第
２気中放電間隙Ｇ２を設ける別例を示している。

第５図に示すように、第２気中放電間隙Ｇ２は課電側の
放電電極１９を水平配置し、その先端の電極部１９ａが
左斜め下方に向くように折曲形成している。そして、課
電側の放電電極１９の中間を絶縁部材２０の上部によっ
て支持している。さらに、絶縁部材２０の下部には湾曲
形成した支持電極２１の一端を埋め込み支持して構成し
ている。

また、第６図に示すように、第２気中放電間隙Ｇ２は絶
縁部材２０を課電側の放電電極１９から水平状に突出し
、その先端から略り字状に湾曲形成した支持電極２１の
一端を埋め込み、同支持電極２１の他端が電極部１９ａ
の先端に向かうように固定するように構成している。こ
の場合、雨水３ ４ が絶縁部材２０の表面を伝って支持電極２１に達しない
ため、課電側の放電電極１９と支持電極２１との短絡を
防止することができる。

この結果、絶縁部祠２０により支持電極２１と課電側の
放電電極１９との短絡を防止することができるため、確
実に第２気中放電間隙Ｇ２によって放電を行わせること
ができる。

本実施例においては、絶縁部材２０としての絶縁碍子を
使用したが、撥水性のよい樹脂等を使用することも可能
であるが、第２気中放電間隙Ｇ２をできるだけ空気のキ
ャパシタンス程度にするため、誘電率の高い樹脂はでき
れば避けるべきである。したがって、低誘電率のセラミ
ック粉を混在させたエポキシ樹脂などが望ましい。

さらに、第２気中放電間隙Ｇ２を避雷碍子１３の課電側
に設けたが、第７図に示すようにＦＲＰ等の絶縁材料に
よって形成し、その表面にはＥＰＤＭ等の外被材を設け
て耐候性の向上を図った取付アダプタ１２に取り換え、
さらには、支持アーム１の先端に接地側電極２４を取付
板２５を介して取付る。そして、避雷碍子１３上端部に
おける接地側の電極金具１４には課電側電極２６を取り
付け、第２気中放電間隙Ｇ２としての第３気中放電間隙
Ｇ３を構成し複数の直列ギャップにすることも可能であ
る。

また、第２気中放電間隙Ｇ２を無くし、第１気中放電間
隙Ｇ１および前記第３気中放電間隙Ｇ３を第２気中放電
間隙としての直列ギャップにすることも可能である。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で任意に変更す
ることは可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば高い電圧が印加
されても避雷碍子装置側のフラッジオーバー電圧を急激
に上昇することを防止するため、支持碍子側のフラッジ
オーバー電圧を越えることが無くなり、この結果、支持
碍子と避雷碍子との絶縁協調を容易に図ることができ、
さらにはフラッジオーバーを避雷碍子側にて確実に行わ
せるこ５ ６ とができるという効果がある。

また、絶縁部材により支持電極と避雷碍子の課電側との
短絡を防止することができるため、確実に第２気中放電
間隙によって放電を行わせることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる全体の構成を示す正面図、第２
図は支持碍子および避雷碍子それぞれのＶ−を曲線を示
す特性図、第３図は懸垂型の支持碍子に設ける第２気中
放電間隙の正面図、第４図は懸垂型の支持碍子に設ける
第２気中放電間隙の別例を示す斜視図、第５図は耐張型
の支持碍子に設ける第２気中放電間隙の別例を示す正面
図、第６図は耐張型の支持碍子に設ける第２気中放電間
隙の別例を示す正面図、第７図は取付アダプタを利用し
て接地側に第２気中放電間隙を設けた別例を示す正面図
、第８図は従来例の避雷碍子の放電電極を示す正面図、
第９図は従来の支持碍子および避雷碍子それぞれのｖ−
を曲線を示す特性図である。 ｌ・・・支持アーム、４・・・接地側連結金具としての
上部吊下金具、５・・・支持碍子としの懸垂碍子連、６
・・・課電側連結金具としての上部吊下金具、８・・・
送電線、１０・・・アーキングホーン、１１・・・アー
キングホーン、１２・・・取付アダプタ、１３・・・避
雷碍子、１９・・・課電側の放電電極、２０・・・絶縁
部材、２１・・・支持電極、２２・・・アークホーン、
２４・・・接地側放電電極、２６・・・課電側放電電極
、Ｇ１・・・第１気中放電間隙、Ｇ２・・・第２気中放
電間隙、Ｇ３・・・第２気中放電間隙としての第３気中
放電間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄塔の支持アームに対し接地側連結金具、一対のア
   ーキングホーンを配設した支持碍子、課電側連結金具を
   介して送電線を支持するとともに、接地側連結金具ある
   いは同支持アームには取付アダプタを介して避雷碍子を
   支持固定し、一方前記送電線の課電側には前記避雷碍子
   の課電側の放電電極と所定の第１気中放電間隙をもって
   対向する課電側のアークホーンを設けた避雷碍子装置に
   おいて、 前記避雷碍子装置の課電側または接地側に前記所定の第
   １気中放電間隙よりも小さい第２気中放電間隙を前記第
   １気中放電間隙に対し直列に少なくとも１以上設けたこ
   とを特徴とする避雷碍子装置。 ２、避雷碍子の課電側には絶縁部材を介して支持電極が
   配設され、この支持電極と前記避雷碍子との間に第２気
   中放電間隙が設けられるとともに、同支持電極とアーク
   ホーンとの間に第１気中放電間隙が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の避雷碍子装置。