JPH0417283A - 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〕 この発明は避雷装置の切離器に係り、詳しくは、避雷碍
子に故障地絡電流が流れた際に、避雷碍子を送電線から
電気的に切離して、故障地絡電流を遮断する避雷装置の
切離器に関する。

〔従来の技術〕

送電線路においては、雷サージ電流を大地に放電し、碍
子装置のフラッシュオーバを防止するとともに、その後
に続く運転電圧の続流を限流遮断し地絡事故を防止する
ことを目的として、電圧−電流特性が非直線性の限流素
子を内蔵した避雷碍子を装着した避雷碍子装置が知られ
ている。ところが、避雷碍子に内蔵された限流素子が長
期使用により劣化したり、想定を越える雷撃により破壊
して導通状態になると、限流素子を通じて地絡電流が流
れ、避雷装置は故障地絡電流を遮断できないことになる
。このような永久地絡を防止するため特開平１−３０２
６７７号公報に示されるように、避雷碍子と直列に可動
導体を連結して、故障地絡電流が流れた際には可動導体
を機械的に切り離し、絶縁空間を確保することにより避
雷碍子を線路課電側より切離す機能を付加した避雷碍子
装置が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、可動導体を機械的に切り離す切離器では、鉄塔
に装着後長期にわたり正常に作動させる信頼性に欠ける
虞れがあった。

この発明の目的は、避雷碍子に内蔵された限流素子が劣
化したり破壊されて導通状態となった場合に、避雷碍子
を系統から速やかに切り離して、永久地絡を確実に防止
するとともに、長期使用に対しても信頼性のある避雷碍
子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、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２６と直
列に連結される避雷碍子の切離器１において、両端部に
電極６，７を設けた絶縁筒体５内にヒユーズエレメント
９を接続するとともに、ヒユーズエレメント９の作動に
伴い絶縁回復特性を有する絶縁反応材ｌＯを充填して、
故障地絡電流によりヒユーズエレメント９が作動して溶
断すると両電極６，７間の電気絶縁抵抗が急激に上昇し
両電極６，７間の電気的接続を切り離す構成としている
。

〔作用〕

この発明では、切離器１を送電線側と接地側との間に介
装した避雷碍子２６に直列に連結しているため、雷サー
ジ電流に対して作動することな（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。

また、避雷碍子に内蔵された限流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
なった際には、両端部に電極６゜７を設けた絶縁筒体５
内に接続されたヒユーズエレメント９が続流により生じ
るジュール熱によって作動して蒸発融解し、これととも
に絶縁筒体５内に充填された絶縁回復特性を有する絶縁
反応材１０と反応して絶縁体となり、両電極６，７間を
電気的に切り離す。なお、避雷碍子２６は機械構造的に
は避雷碍子装置に支持固定されたままの状態で系統から
電気的に切り離され、故障地絡電流を遮断する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例１を第１，２図に基づいて詳細
に説明する。

この実施例の切離器１は、本体２と、この本体２の両側
で避雷碍子に直列に連結する連結金具３゜４とにより形
成されている。

第１図に示されるように、絶縁筒体５は磁器やＦＲＰ等
の絶縁材により左右を開放した円筒状に形成され、切離
器ｌの電極としてのキャップ６゜７によりこの両端開口
を被覆して密閉固定されている。この絶縁筒体５内には
断面星形の磁器よりなる絶縁コア８が軸心部に差渡され
ている。絶縁コア８には銀線または銀メツキ銅線等から
なるヒユーズエレメント９がスパイラルに巻き付けられ
て、各端部はそれぞれキャップ６．７に接続されている
。なお、ヒユーズエレメント９は、雷サージ電流に対し
ては作動せず、故障地絡電流に対して作動するようにさ
れている。すなわち、ヒユーズエレメント９が蒸発又は
融解して作動するために必要な熱量Ｑは、 Ｑ＝ｉ２ｒ　ｔ　　　−（１） で表される。ここで、ｒはヒユーズエレメント９の電気
抵抗、ｉはヒユーズエレメント９を流れる電流、ｔは電
流継続時間である。さて、通常の雷撃により避雷碍子に
流れる雷サージ電流は約５ＫＡであり、その電撃電流は
避雷素子により処理され、電流継続時間ｔは波頭長Ｘ波
尾長−２×２０マイクロ秒程度である。従って、雷サー
ジ電流による熱量Ｑは５２Ｘ２Ｏｒ＝５００ｒ程度であ
る。

一方、地絡電流は有効接地系統では約５〜ｌ０ＫＡ、抵
抗リアクトル接地系統では約０．３〜０゜４ＫＡ程度で
あり、その電流継続時間ｔは３〜５サイクル（約０．１
秒とする。）である。従って、抵抗リアクトル接地系統
でも故障地絡電流による熱量Ｑは（０，３）　２ＸＯ，
ｌｘｌ　Ｏ”　ｒ＝９０００ｒ程度である。従って、雷
サージ電流による熱量は地絡電流による熱量と比較して
著しく小さいため、雷サージ電流に対しては作動せず、
故障地絡電流に対しては作動するヒューズエレメント９
を選択して装着できる。

絶縁筒体５の内部には絶縁反応材としての珪砂ｌＯが固
く詰められていて、大電流が流れた際にはヒユーズエレ
メント９が蒸発し、このヒユーズエレメント９と珪砂ｌ
Ｏとが反応して非常に高い絶縁体となるようにされてい
る。この高い絶縁体の耐電圧は遮断器投入時に発生する
開閉サージに対しても耐える絶縁レベルとされている。

絶縁筒体５の外周はゴム材１１により被覆され、その両
端部をバンド金具１２．１２により締付は固定されてい
る。またゴム材１１の外周には沿面閃絡の発生を防止す
るため複数の襞１３が形成されている。

両キャップ６．７の上部には、協調ホーン１４゜１５が
対向して設けられ、切離器１の作動後における過電圧に
対して協調ホーン１４．１５間でフラッシュオーバし、
切離器ｌの内部でフラッシュオーバを生じないようにし
ている。

また、両キャップ６．７の両側にはねじ１６゜１６によ
り連結金具３，４が取付けられている。

連結金具３，４は、導電性材料からなり、その先端側に
は碍子連と直列に連結するためのボルト挿通孔１７，１
７が形成されている。

次に、この実施例の切離器１を装着して避雷碍子装置１
８を構成した例を第２図に基づいて説明する。

鉄塔の支持アーム１９には所定の絶縁レベルを維持する
間隔をもった懸垂碍子からなる絶縁碍子２０が取付ボル
ト２１により取付られ吊下されている。この絶縁碍子２
０の下端部には連結金具２２を介して電線クランプ２３
がねじ２４より連結され、この電線クランプ２３に送電
線２５が支持されている。

また、支持アーム１９の先端には碍子内に電圧−電流特
性が非直線性の避雷素子（図示しない。）を内蔵した避
雷碍子２６が取付ボルト２７により取付られ吊下されて
いる。

切離器１の連結金具３はボルト挿通孔１７に連結ボルト
２９が挿通されて連結金具２２に連結固定されている。

また連結金具４はボルト挿通孔１７に連結ボルト３０が
挿通されて電極金具２８に連結固定され、避雷碍子２６
と絶縁碍子２０との間に水平に架空連結されている。

次に、前記のように切離器ｌを装着した避雷碍子装置Ｉ
８について、その作用を説明する。

内部異常電圧に対しては、避雷碍子２６の避雷素子によ
り大地と絶縁が確保されている。

今、送電線２５に雷サージ電流が流れると、第２図にお
いて、雷サージ電流は電線クランプ２３、連結金具２２
から切離器１を経て避雷碍子２６の限流素子を経て支持
アーム１９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、避雷碍子２６の限流素子により限流
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、連結金具３から本体２のヒユーズ
エレメント９を経て連結金具４へ流れる。なお、ヒユー
ズエレメント９は、装着する避雷碍子２６に内蔵された
限流素子の雷サージ耐量より大きく選定しであるため、
雷サージ電流に対しては、切離器１が作動することなく
大地にサージ電流を流すことができる。

次に、避雷碍子２６に内蔵された限流素子が想定を越え
る雷サージに対して破損した場合や劣化している場合に
は、導通状態となり、雷撃に続く続流を遮断することが
できなくなる。この際には、切離器１のヒユーズエレメ
ント９を経由して鉄塔ノ支持アーム１９へ地絡電流が流
れる。この際の地絡電流は２０マイクロ秒単位の雷サー
ジ電流と比較して時間が非常に長く、エネルギー量が非
常に大きいため、ヒユーズエレメント９の交流過電流耐
量を越え、ヒユーズエレメント９は作動して蒸発する。

このヒユーズエレメント９の蒸気はヒユーズエレメント
９の周囲の珪砂１ｏを融解しながら拡散浸透して、高い
抵抗体に変化する。また、ヒユーズエレメント９の気化
に伴い発生するアークは周囲の珪砂１０により冷却され
消弧される。

従って、切離器１の作動に伴い、避雷碍子２６は電気的
に系統から切り離されて運転電圧の続流が遮断される。

切離器ｌが作動した後も、本体２により機械的強度は確
保され、左右の連結部３，４により絶縁碍子２０と避雷
碍子２６に連結支持されている。

なお、切離器１が電気的に切離された後の開閉サージ、
運転電圧に対する絶縁は、切離器１の絶縁抵抗により確
保され、変電所の遮断器の再投入により永久地絡が防止
される。また、本体２には、襞１３が形成され、連結金
具３，４間の沿面距離が充分に取られているため、この
間の絶縁強度も充分なものとされ、かつ協調ホーンによ
り切離器ｌの破損は防止される。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明は、連結部間の電気的接
続を切り離す構成ととしたため、避雷碍子に内蔵された
限流素子が劣化したり破壊されて導通状態となった場合
に、避雷碍子を電気的に系統から速やかに切り離して永
久地絡を確実に防止するとともに、機械的可動部を有し
ないため長期使用に対しても信頼性のある避雷碍子の切
離器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図はこの発明の実施例を示し、第１図は切離器
の断面図、第２図は装着した避雷装置を示す側面図であ
る。 １・・・切離器、５・・・絶縁筒体、６・・・電極とし
てのキャップ、７・・・電極としてのキャップ、９・・
・ヒユーズエレメント、１０・・・絶縁反応材としての
珪砂、２６・・・避雷碍子 特許出願人　　　日本碍子株式会社 代理人　　　　　弁理士　恩田博宣 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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（２６）と直列に連結される避雷装置の切
   離器（１）において、両端部に電極（６、７）を設けた
   絶縁筒体（５）内にヒューズエレメント（９）を接続す
   るとともに、該ヒューズエレメント（９）の作動に伴い
   絶縁回復特性を有する絶縁反応材（１０）を充填して、
   故障地絡電流により該ヒューズエレメント（９）が作動
   して前記両電極（６、７）間の電気的接続を切り離すこ
   とを特徴とする避雷装置の切離器。