JPH03285285A - 避雷装置の切離器 - 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〕 この発明は避雷碍子に内蔵された避雷素子の最大放電耐
量を越える雷サージ電流による避雷碍子の破損を、避雷
碍子を送電線から切離して保護する避雷装置の切離器に
関する。

〔従来の技術〕

送電線路においては、過大な電位を有する雷サージ電流
を大地に流すとともに、その後に続く運転電圧の続流を
限流遮断または無続流とするために、電圧−電流特性が
非直線性の避雷素子を内蔵した避雷碍子が知られている
。ところが、内蔵された避雷素子の長期使用による劣化
や、想定を越える雷撃による破壊により、導通状態にな
ると避雷素子を通じて故障地絡電流を遮断できず永久地
絡となる。この永久地絡を防止するため、避雷碍子と直
列に可溶性のヒユーズを連結したり又は火薬を使用して
、故障地絡電流が流れた際にはヒユーズを溶断したり火
薬を爆発させて避雷碍子を系統から切り離し、永久地絡
を防止する避雷装置の切離器が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の切離器では、避雷碍子に内蔵された避雷
素子が破損してから避雷碍子を電線路から切り離して永
久地絡を防止するものであったため、この場合には、碍
子の本来的機能である電線支持機能をこの避雷碍子に負
わせることができないという問題があった。

また、ヒユーズによる切離器では、たとえ避雷素子の最
大放電耐量よりも小さな電流により作動するヒユーズを
装着しようとしても、避雷素子の責務耐量以内で溶断し
ないヒユーズを装着する必要があり、あまり小さくする
ことができず、従ってまた、電流と時間とにより定ｔ−
６所定エネルギーを越えることにより溶断するヒユーズ
では異常電流が責務電流よりも余り越えていない電流の
ときには０．１秒程度の短時間では遮断できない。

すなわち、避雷素子の最大放電耐量を越える電圧・電流
の時間積の雷サージなどが襲来した際には、避雷素子は
短時間で熱暴走を起して破損するのを防止できないとい
う技術的課題を有していた。

また、火薬を爆発させる切離器では、装置が複雑になる
とともに、湿り等に弱い火薬では長期使用の際の信頼性
に欠けるという技術的課題を有していた。

この発明の目的は、避雷碍子に内蔵された避雷素子の最
大放電耐量を越える雷サージ電流が流れた際に、避雷碍
子を系統から速やかに電気回路的に切り離して永久地絡
を確実に防止しつつ、避雷碍子連は電線を機械的に保持
し、碍子としての機能を損なうことなく、更には高価な
避雷碍子を破損から保護できる避雷装置の切離器を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、本体に本体を送電
線側と接地側との間に架設支持する接続部を設け、本体
−内には、電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子を両接
続部に電気的に接続して収納するとともに、抵抗素子と
並列に放電ギャップを設け、避雷碍子の責務レベルの範
囲以上の雷サージ電流により放電ギャップでフラッシュ
オーバーし、接続部のいずれか一方を前記本体から切離
す構成としている。

〔作用〕

この発明では、切離器ｌの本体２には、接続部３．４を
設けているため本体２を送電線側と接地側との間に配設
された避雷碍子と直列に架空支持して接続できる。

また避雷碍子の責務レベル範囲内の雷サージ電流に対し
ては、電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子によりこれ
を大地に放電する。

また、避雷碍子の責務レベルの範囲以上の雷サージ電流
が流れると、抵抗素子１９と並列に設けられている放電
ギャップＧでフラッシュオーバーする。このフラッシュ
オーバー時に発生するガス圧の上昇により、接続部３，
４のいずれか一方が本体２から切り離される。これによ
り切離器１と直列に接続された避雷碍子３１は系統から
切り離される。

〔実施例１〕 以下、この発明の実施例を第１〜７図に基づいて詳細に
説明する。

この実施例１の切離器１では、気密とされた本体２と、
この本体２の左右両側に設けた接続部３゜４により可撓
性を有する連結導線５，６に接続し、連結導線５，６の
他端側を送電線側と接地側にそれぞれ連結している。

本体２は絶縁性の磁器によりなる略円筒形状の筒体７と
され、その開放された両端には導電性を有する金属製の
蓋体８，９がセメント１０により接着固着されている。

なお、筒体７の内側壁中央には、溝状に切り欠かれた切
欠部１１がリング状に設けられ、筒体７の脆弱部位とな
っている。

第１図において右側の蓋体８の中央部には後述する放電
電極１２を螺着するネジ孔１３が形成されている。また
、蓋体８には接続金具１４がネジ孔１３を覆ってネジ１
５により取付けられている。

接続金具１４の中央は管状に突出していて、この内側に
雌ネジにより連結導線５の先端部に設けられた雄ネジ部
とネジ止め連結されて接続部３が形成されている。

気密状態とされた筒体７内には、筒体７の内径よりやや
小径とされたリング形状の抵抗素子１６が筒体７の軸線
方向中央部でスリーブ１７．１８に挟持されている。こ
の抵抗素子１６は電圧−電流特性が非直線性を示す酸化
亜鉛を主成分とし、避雷素子と同様に雷サージ電流を吸
収し続流は流さないという性質を有する。なお、抵抗素
子１６の最大放電耐量を越える電気エネルギーにより熱
暴走を生じ、熱ショックを伴って破壊する性質を有して
いる。

また、スリーブ１７．１８及び抵抗素子１６の外周には
、無機ガラスからなる固着材１９が筒体７との間に充填
され、スリーブ１７．１８及び抵抗素子１６を筒体７に
固着している。この固着材１９は筒体７を形成する磁器
より熱膨張係数の大きい無機ガラスからなり、加熱され
ると筒体７との熱膨張の差により筒体７に対して応力が
加わるようにされている。

左側の蓋体８と抵抗素子１６との間には、スリーブ１７
に収まるリング状のバネ受金具２０．２１が配設され、
バネ受金具２０．２１間に介装されたコイル状のバネ２
２により、蓋体８を外方に付勢している。また同様に抵
抗素子工６と右側の蓋体９との間には、スリーブ１８に
収まるリング状のバネ受金具２３．２４が配設され、バ
ネ受金具２３．２４間に介装されたコイル状のバネ２５
により、蓋体９を外方に付勢している。この両バネ受金
具２０．２１間及び両バネ受金具２３．２４間には可撓
性のアルミニウム箔あるいは銅箔からなる導通材２６．
２７がバネ２２．２５にそれぞれ巻き付けられていて、
両バネ受金具２０．２１の間及び両バネ受金具２３．２
４の間の電気的接続が確保されている。従って、抵抗素
子１６と蓋体８，９とは十分に電気的な接続が確保され
ている。すなわち連結導線５と連結導線６との間の電気
的接続は接続金具１４．蓋体８．バネ受金具２０、導通
材２６．バネ受金具２１そして抵抗素子１６を介してバ
ネ受金具２３．導通材２７．バネ受金具２７．バネ受金
具２４．蓋体９により確保されている。

また、左側の蓋体９の中央部にはアーク孔２８が形成さ
れ、このアーク孔２８を覆って破裂板２９が蓋体９の表
面にハンダにより溶着されてアーク孔２８を密封してい
る。破裂膜２９は０．３ｍｍ程度のアルミニウム板また
は銅板などの導電性金属から形成され、放電電極１２に
対向する放電電極としての機能を有している。なお、破
裂膜２９は薄膜のため、放電電極１２と破裂膜２９の間
でフラッシュオーバするとそのアーク熱とガス圧により
溶解破裂するよう形成されている。また、蓋体９にはこ
の破裂板２９を覆って接続金具３０がネジ３１により固
定されている。接続金具３０の中央部は肉厚の管状とさ
れ、内側に破裂膜２９を隔てアーク孔１４に連続する連
結室３２が設けられている。この連結室３２の口縁は内
部よりも小径とされ、連結導線６を係止する接続部４と
なっている。また連結室３２内にはコツプ形状の解除体
３３がその底面３４を破裂板２９に接し、また口縁３５
を連結導線６側として収容され、連結室３２内を移動可
能とされている。

また、本体２の中心部には基端をネジ孔１３に螺着され
た棒状の放電電極１２がアーク孔２８側に向けて取付け
られている。放電電極１２は、リング状とされたバネ受
金具２０，２１、抵抗素子１６及びバネ受金具２３．２
４の内側に挿通されたＦＲＰ等の絶縁性の合成樹脂から
なるスリーブ３６内に挿入され、その先端は破裂板２９
に気中放電間隙Ｇをもって対向配置されている。従って
、電気回路としては第２図に示されるように、放電電極
１２と破裂板２９の間に放電ギャップＧが形成され、こ
の放電ギャップＧが抵抗素子１６と並列に配置された構
成となっている。このため、抵抗素子１６の所定の制限
電圧を超過する大きな電流が流れる際には、放電ギャッ
プＧで放電が生じるように構成されている。

また、接続部４により係止される連結導線６の先端は、
第３図に示されるように、バネ３７により押圧されて外
方に付勢されたストッパ３８が設けられ、接続部４と係
合して連結導線６を係止している。また、解除体３３が
ストッパ３８側に移動するとストッパ３８の口縁３５が
バネ３７の付勢力に抗してストッパ３８を押圧して、ス
トッパ３８を連結導線６内に没入可能とされている。ま
た、連結導線６の先端には、ネジ部３９が形成され、こ
のネジ部３９に螺合して補強板４０が接続金具３０に密
着して取付けられている。この補強板４０を調節するこ
とにより連結導線６に対して確実に接続部４との係合接
続を可能にしている。

なお、第４，５図に示されるように、右側の連結導線５
は左側の連結導線６より長く形成されていて本体２が偏
った位置に連結されている。

次にこのように構成された実施例１の切離器１を装着し
て避雷装置４１を構成した例を第４図に基づいて説明す
る。

鉄塔の支持アーム４２には吊下金具４３を介して板材か
らなる上部の連結ヨーク４４がほぼ水平に支持されてい
る。この連結ヨーク４４の左右両側には支持碍子として
の懸垂碍子からなる左右の碍子連４５．４６が所定の絶
縁レベルを維持する間隔をもって振り分は支持されてい
る。この左側の碍子連４５は、碍子内に電圧−電流特性
が非直線性の避雷素子を内蔵して避雷機能を有する避雷
碍子４７が五個直列に連結され、最下部の避雷碍子４７
の下部に連結金具４８を介して避雷機能を有しない懸垂
碍子としての絶縁碍子４９が五個それぞれ連結されて構
成されている。また、右側の碍子連４６は、左側の碍子
連４５の避雷碍子４７と絶縁碍子４９との配列順序を逆
にして、絶縁碍子４９が五個直列に連結され、最下部の
絶縁碍子４９の下部に連結金具５０を介して避雷碍子４
７が五個それぞれ連結されて構成されている。

左右の両得子連４５．４６の下端部にはそれぞれ連結リ
ンク５１．５１が連結され、両連結リンク５１．５１に
は下部の連結ヨーク５２が吊下支持され、この連結ヨー
ク５２には連結リンク５３を介して電線クランプ５４が
連結され、この電線クランプ５４に送電線５５が支持さ
れている。

また、第４図に示すように、左側の碍子連４５と右側の
碍子連５１との連結金具４８．５０間には、切離器１が
水平に架空連結されている。

なお、避雷装置４１に装着される抵抗素子１６は、避雷
碍子４７に内蔵された避雷素子の最大放電耐量より同等
以下のものが選定されている。たとえば、避雷碍子４７
内の避雷素子と同じ動作開始電圧を有する酸化亜鉛を抵
抗素子として使用する際には、抵抗素子の断面積が避雷
素子よりも小さなものを採択されている。

また、放電ギャップＧは、避雷碍子４７に内蔵された避
雷素子の最大放電耐量を越えない電流で得られる抵抗素
子１６の制限電圧でフラッシュオーバする放電間隙とさ
れている。

また、上部及び下部の連結ヨーク４４．５２の両側には
左右の各碍子連４５．４６の沿面閃絡を防止するための
接地側の上部アークホーン５５゜５５と課電側の下部ア
ークホーン５６．５６がそれぞれ装着されている。

次に、前艶のように切離器ｌを装着した避雷装置４１に
ついて、その作用を説明する。

今、送電線５５に雷サージ電流が流れると、第４図に示
すように、サージ電流は連結リンク５３、下部の連結ヨ
ーク５２から右側の碍子連４６の各避雷碍子４７の避雷
素子に流れ、連結金具５０から切離器１を通って連結金
具４８に流れる。さらに連結金具４８から左側の碍子連
４５の各避雷碍子４７の避雷素子を経て上部の連結ヨー
ク４４、吊下金具４３、支持アーム４２に流れ、大地へ
放電される。その後に生じる運転電圧の続流は、右側の
碍子連４６と左側の碍子連４５の各避雷碍子４７の避雷
素子により限流遮断され、地絡事故が防止される。この
際、切離器１では、第１図において、右側の連結導線５
から接続部３、接続金具１４、蓋体８、バネ受金具２０
、導通材２６及びバネ受金具２１を経て抵抗素子１６に
流れる。そして、抵抗素子１６からバネ受金具２３、導
通材２７、バネ受金具２４を経て、蓋体９．接続金具３
０、左側の連結導線６へ流れる。なお、抵抗素子１６は
、避雷碍子４７に内蔵された避雷素子の雷サージ耐量よ
り小さく選定しであるため、抵抗素子１６の放電耐量以
下の雷サージ電流に対しては、切離器１か作動すること
なく左側の碍子連４５側にサージ電流を流すことができ
る。

次に、左右側の碍子連４５．４６の避雷碍子４７に内蔵
された避雷素子の最大放電耐量を越えるか、切離器１の
抵抗素子１６の最大放電耐量を越える雷撃が来襲した際
には、並列ギャップとしての放電ギヤツブＧ設けられて
いるため、この放電ギャップＧに応じた制限電圧でフラ
ッシュオーバする。フラッシュオーバすると急激な圧力
上昇を伴う放電エネルギーは破裂板２９を溶解破壊する
とともに解除体３３を第５図の左側に勢いよく発射する
。このため、解除体３３の口縁３５はバネ３７の付勢力
に抗してストッパ３８を傾動し、接続部４との係合が解
除される。係合が解除された本体２は自重により下方に
落下する。

切離器ｌが作動した後は、第６図に示されるように、連
結導線６は一端を左側の碍子連４５の連結金具４８に連
結されて垂れ下がる。また、連結導線７は右側の碍子連
４６の連結金具５０に一端を連結されて垂れ下がる。こ
れにより、接地側である左側の碍子連４５側の避雷碍子
４７は系統から切り離される。なお、切離器１が切り離
された後の運転電圧に対する絶縁は、左右の碍子連４５
゜４６の各五個の絶縁碍子４９により確保される。

また、連結導線６は短く、その垂れ下がった先端は左側
の碍子連４５の連結金具４８と近い位置にあるため、連
結導線６と送電線５５との絶縁距離が確保される。また
、連結導線７は連結導線６と比較して長く垂れ下るが、
右側の碍子連４６では、絶縁碍子４９が連結金具５０よ
り上部に吊下されているため絶縁距離は確保される。

なお、この実施例の切離器ｌによる切離は、連結導線６
が本体２から抜は落ちる構成としているため、切離器ｌ
の作動に伴う落下物を生じることがない。また、避雷碍
子４７と送電線５５は絶縁碍子４９によって連結されて
おり、電線は支持されたままとなる。

次に、たとえば相間短絡の生じるような想定を大きく越
える雷撃を受けた際には、避雷碍子４７に内蔵された避
雷素子のみならず抵抗素子１６の最大放電耐量を超過す
る。この際には、避雷碍子４７が破壊するとともに、続
流により抵抗素子１６も熱暴走し、熱ショックを伴って
破壊する。

この抵抗素子１６の爆発的破壊に伴い、切離器１の筒体
７には、熱ショックによる衝撃応力か固着材１９を介し
て加わるとともに、本体２の内部圧力が急激に高くなり
、第７図に概念的に示されるように切欠部１１の部位で
左右に破壊分断される。

分断すると、第６図に示されると同様に、連結導線６は
一端を左側の碍子連４５の連結金具４８に連結されて垂
れ下がる。また、連結導線７は右側の碍子連４６の連結
金具５０に一端を連結されて垂れ下がる。これにより、
接地側である左側の碍子連４５側の避雷碍子４７は系統
から切り離されて永久地絡が防止される。

以上の実施例の他、この発明は次のように具体化するこ
ともできる。なお、説明の簡略のため、実施例と同じ部
位については同一符号をもってその詳細を省略する。

（１）実施例では、左側の接続部４で切り離す構成とし
たが、右側の接続部３で切り離す構成としてもよい。こ
の右側の接続部３で切り離す構成では、切離し時に絶縁
碍子４９と衝突する際のショックを小さいものとするこ
とができ、磁器からなる筒体７の破壊をより防止できる
。

（２）実施例における本体２には、溝状の切欠部１１を
形成しているが、この切欠部１１を形成することは必ず
しも必要としない。但し、切離部を設けていない本体を
有する切離器においては、抵抗素子１６が爆発破壊する
際に、本体２が多数の破片に分割され、落下物が多（な
り易い。

（３）実施例における本体２には、バネにより本体２に
内部からの付勢力を付与する構成としているか、必ずし
も付勢力を付与することを必要としない。

（４）実施例においては、本体２の各−側に連結導線５
，６がそれぞれ設けられているが、連結導線５．６は必
ずしも必要なく、本体を長尺なものとして、碍子側に直
接に連結する構成としてもよい。また、−側のみに連結
導線を設ける構成としてもよい。この切離器によれば、
切離し後に本体が長く垂れ下がることかなく、切離し後
の碍子装置の絶縁距離を確保し易くなる。

（５）実施例においては、連結導線５，６は、可撓性を
有する線材から形成されているが、剛性を有する材料か
ら形成し、連結導線の一部に下方に回動可能とした回動
部を設けてもよい。

（６）実施例では、切離器１を碍子連４５．４６を二列
並列に配置した避雷装置に装着した例を示したが、装着
できる避雷装置はこれに限られることなく広く適用でき
る。例えば第８図に示されるように、鉄塔の支持アーム
４２に絶縁碍子４９を吊下した懸垂碍子連５８を吊下す
るとともに、この懸垂碍子連５８の下部に送電線５５を
支持し、かつ、避雷碍子５９を懸垂碍子連５８と並列に
吊下し、懸垂碍子連５８の下部と避雷碍子５９の下部と
を切離器１により連結する避雷装置としてもよい。

（７）実施例では、抵抗素子１６の放電耐量を避雷碍子
５９に内蔵された避雷素子の放電耐量と同等以下とした
が、同等以上の抵抗素子１６としてもよい。この構成を
採択すれば、避雷碍子５９が破損し、その後の運転電圧
の地絡続流により切離器が作動し、永久地絡が防止でき
る。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明の切離器は本体内には、
電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子を両接続部に電気
的に接続して収納するとともに、抵抗素子と並列に放電
ギャップを設け、避雷碍子の責務レベルの範囲以上の雷
サージ電流により前記放電ギャップでフラッシュオーバ
ーし、接続部のいずれか一方を本体から切離す構成とと
したため、避雷碍子に内蔵された避雷素子の最大放電耐
量を越える雷サージ電流が流れた際に、送電線の支持機
能を失うことなく避雷碍子を系統から速やかに切り離し
て高価な避雷碍子を破損から保護するとともに、永久地
絡を確実に防止する避雷装置の切離器を提供する効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図はこの発明の実施例１を示し、第１図
は断面図、第２図は電気回路図、第３図は接続部の拡大
断面図、第４図は装着した避雷装置を示す正面図、第５
図は切離しの状態を示す断面図、第６図は第４図の切離
し後の状態を示す避雷装置の正面図、第７図は本体が破
壊分断する状態を示す概念的な断面図、第８図は他の避
雷装置に装着した側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送電線側と接地側との間に介装して雷サージ電流を
   接地するとともにその後に生じる運転電圧の続流を遮断
   する避雷碍子（４７）と直列に連結される避雷装置の切
   離器（１）において、切離器（１）は本体（２）に該本
   体（２）を送電線側と接地側との間に架設支持する接続
   部（３、４）を設け、 前記本体（２）内には、電圧−電流特性が非直線性の抵
   抗素子（１６）を前記両接続部（３、４）に電気的に接
   続して収納するとともに、該抵抗素子（１６）と並列に
   放電ギャップ（Ｇ）を設け、避雷碍子（４７）の責務レ
   ベルの範囲以上の雷サージ電流により前記放電ギャップ
   （Ｇ）でフラッシュオーバーし、前記接続部（３、４）
   のいずれか一方を前記本体（２）から切離す構成とした
   ことを特徴とする避雷装置の切離器。