JPH04347534A - 電線支持碍子装置における雷撃エネルギー抑制構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電線支持碍子装置にお
いて雷撃が発生した場合に電線の支持碍子の課電側に作
用する雷撃エネルギーを抑制し、電線から支持碍子の沿
面をフラッシオーバーして鉄塔に流れる雷サージ電流に
よる地絡事故の発生確率を低減することができるととも
に、避雷碍子を装着した場合に、その小型、軽量化を図
ることができる電線支持碍子装置における雷撃エネルギ
ー抑制構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線を支持する鉄塔の電線支
持碍子装置においては、鉄塔本体の側部に水平に支持し
た支持アームに接地側の上部連結金具を介して懸垂碍子
連よりなる支持碍子が吊下され、この支持碍子の下端部
には課電側の下部連結金具及び電線クランプを介して送
電線が支持されている。又、前記鉄塔本体の頭頂部には
通信機能を兼用し、かつ鉄塔へ侵入する雷サージ電流を
軽減するための架空地線が支持されている。

【０００３】又、雷撃時に雷サージ電流が電線支持碍子
装置に侵入する形態として、次の５種類がある。 （１）前記架空地線の中間に侵入した後、前記鉄塔本体
の頭頂部に侵入する場合。 （２）鉄塔本体の頭頂部に直接侵入する場合。 （３）支持アームの先端部に侵入する場合。 （４）送電線の中間部に侵入した後、課電側の下部連結
金具に侵入する場合。 （５）前記課電側の下部連結金具に直接侵入する場合。

【０００４】又、近年、送電線路における雷撃後の続流
電流による一時的な停電事故を防止するため、鉄塔には
雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電流を抑制す
るための条件を備えた電圧−電流特性が非直線性の抵抗
素子を内蔵した避雷碍子が装着されるようになっている
。この避雷碍子には課電側の下部連結金具に支持した放
電電極と所定の気中放電間隙をもって対向する接地側の
放電電極が支持されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の電線支持碍子装
置においては、雷サージ電流の侵入形態により、（１）
の架空地線侵入形態の場合には、架空地線の落雷点を境
にして上流側と下流側に分流して半減した雷サージ電流
が鉄塔本体の頭頂部に侵入するため、鉄塔本体を通って
大地へ放電される電流はさらに低減されることから支持
碍子の沿面をフラッシオーバーする可能性が非常に低く
、このため雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電
流による地絡事故の発生確率は、非常に低くなり問題は
ない。

【０００６】ところが、（２）の鉄塔本体の頭頂部に直
接侵入する場合には、（１）に比べ鉄塔に流れる雷サー
ジ電流が増加するので、その場合の支持碍子の沿面をフ
ラッシオーバーする事故の確率が増大する。又、（３）
の支持アームの先端部に侵入する場合にも、前記（２）
の侵入形態とほぼ同様に支持碍子から送電線側にフラッ
シオーバーして地絡事故に至る確率が増大する。

【０００７】（４）の送電線の中間部に侵入した後、課
電側の下部連結金具に侵入する場合には、送電線の落雷
点を境にして上流側と下流側に分流して半減した雷サー
ジ電流が課電側の連結金具に侵入するため、支持碍子か
ら支持アーム側へフラッシオーバーする地絡事故の発生
確率は、（２）の形態に比べさらに大きくなる。さらに
、（５）の課電側の下部連結金具に直接もしくは付近の
送電線に侵入する場合には、雷サージ電流の殆どが支持
碍子部から分流することになるため、支持碍子から支持
アーム側にフラッシオーバーして地絡事故となる確率が
（４）の侵入形態に比べさらに増大する。

【０００８】ところで、電線支持碍子装置に避雷碍子を
適用した場合には、前述した（１）〜（５）の侵入形態
のうち（５）の侵入形態の想定される最も大きい雷サー
ジ電流を気中放電間隙及び避雷碍子の抵抗素子を介して
鉄塔の支持アームへ流し、大地に放電するとともに、そ
の後に生じる続流電流を抑制することができるように、
前記抵抗素子の容量を設定している。つまり、最も大き
い雷サージ電流に耐えるような径方向の寸法の大きい抵
抗素子を備えた避雷碍子を使用する必要があった。換言
すれば、想定される最大の雷サージ電流が流れても前記
抵抗素子が導通破壊しないような避雷碍子を使用する必
要がある。なお、抵抗素子の長さについては、適用する
送電線路の電圧階級により所定長さに設定される。

【０００９】一方、雷撃は大別して夏期に発生するもの
と、夏期雷と比較して雷サージ電流が一桁から二桁大き
い冬期に発生するものとの二種類がある。そして、夏期
雷に対しては実用的な抵抗素子の寸法設計が可能である
ため、避雷碍子も大型化せず製造上あるいは既設電線路
への適用上の問題は発生しない。ところが、冬期雷は雷
サージ電流が非常に大きいため、従来の設計基準で対応
しようとしても実用的な寸法で対応することが困難であ
る。そして、冬期雷が（５）の形態で支持碍子の課電側
の連結金具付近に侵入する場合が最も雷サージ電流が大
きくなり、非常に対応が困難となる。

【００１０】この発明は前述した侵入形態のうち（５）
の場合であって、しかもエネルギーの大きい冬期雷に対
処するために提案されたものであり、その目的は電線支
持碍子と電線を連結する連結金具に至る雷サージ電流を
低減し、支持碍子の沿面をフラッシオーバーして支持ア
ームへ流れる地絡事故の発生確率を少なくすることがで
きるとともに、避雷碍子を装着した場合にそれに内蔵し
た抵抗素子の雷サージ電流に対する責務を軽減して、避
雷碍子の小型、軽量化を図ることができる電線支持碍子
装置における雷撃エネルギー抑制構造を提供することに
ある。

【００１１】

【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、鉄塔の支持アームに接地側の連結金具を介
して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側には連結金
具を介して電線を支持した電線支持碍子装置において、
雷サージ電流を捕捉するサージ捕捉導体を前記課電側の
連結金具から電線の外側方に離隔して絶縁支持棒により
併設し、該サージ捕捉導体の端部を前記電線の中間部に
接続するという手段をとっている。

【００１２】

【作用】この発明は上記手段をとったことにより、雷撃
時に雷サージ電流が空気中を飛来して支持碍子と電線を
連結する課電側の連結金具に至る以前に、サージ捕捉導
体により捕捉され、その後電線の中間部に流れて電線の
上流側と下流側に分岐して流れる。そして、半減した一
方の分流雷サージ電流のみが課電側の連結金具に達する
ため、支持碍子から支持アームへフラッシオーバーして
事故となる確率が低減する。

【００１３】又、電線支持碍子装置に避雷碍子を装着し
た場合には、避雷碍子に内蔵した抵抗素子を流れるサー
ジ電流が低減されることから、それだけ抵抗素子のエネ
ルギー責務を軽減して素子の小型化、軽量化を図ること
ができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に基づいて説明する。図３に示すように、鉄塔本体１の
左右両側には三相二回線用として片側三段、計六箇所に
支持アーム２が側方に支持されている。これらの支持ア
ーム２には図２に示すように接地側の連結金具３を介し
て懸垂碍子４を複数個直列に連結してなる支持碍子５が
吊下されている。この支持碍子５の下端部には課電側の
連結金具６及び電線クランプ７を介して送電線８，９が
支持されている。

【００１５】前記送電線８，９には第１〜第５の電線ス
ペーサ１０〜１４が支持されている。又、前記第１〜第
３の電線スペーサ１０〜１２には、第１〜第３の絶縁支
持棒１５〜１７が鉄塔本体１から離隔する外側方へ水平
に延びるように支持されている。さらに、第１〜第３の
絶縁支持棒１５〜１７の先端部にはサージ捕捉導体とし
てのサージ捕捉電線１８が把持金具１９により三箇所で
支持されている。前記サージ捕捉電線１８の両端部は上
流側及び下流側の接続金具２０Ａ，２０Ｂを介して前記
第４及び第５の電線スペーサ１３，１４に接続されてい
る。前記第１〜第３の電線スペーサ１０〜１２には、第
１〜第３のバランスウエイト２１〜２３が支持されてい
る。

【００１６】一方、前記支持アーム２には図２に示すよ
うに取付アダプタ２４が支持され、該アダプタ２４には
避雷碍子２５が吊下固定されている。この避雷碍子２５
は電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材とする抵
抗素子２６を内蔵している。又、前記抵抗素子２６は図
示しない耐圧絶縁筒に収容され、絶縁筒の両端部には接
地側及び課電側の電極金具２７，２８が嵌合されている
。又、前記耐圧絶縁筒の外周部にはゴム等の絶縁外套体
２９がモールド成形されている。さらに、前記課電側の
電極金具２８には前記課電側の連結金具６に支持した課
電側の放電電極３０と所定の気中放電間隙Ｇをもって対
向する接地側の放電電極３１が支持されている。

【００１７】次に、前記のように構成した送電線用避雷
碍子装置について、その作用を説明する。今、図２にお
いて、雷撃による雷サージ電流が支持碍子５の下端に位
置する連結金具６に向かって飛来すると、サージ捕捉電
線１８が連結金具６及び送電線８，９よりも外側に位置
しているので、連結金具６に落雷する以前にサージ捕捉
電線１８により捕捉される。この雷サージ電流Ｉは図１
に示すようにサージ捕捉電線１８上の落雷点Ｐを境にし
て同図に矢印で示すように、上流側と下流側にそれぞれ
２分の１の分流雷サージ電流（Ｉ／２）となって流れ、
両分流雷サージ電流は上流側と下流側の接続金具２０Ａ
，２０Ｂからさらに送電線８に流れる。

【００１８】上流側に流れたサージ電流（Ｉ／２）は接
続金具２０Ａを境にして送電線８の上流側と下流側にさ
らに分流雷サージ電流（Ｉ／４），（Ｉ／４）となって
流れる。そして、下流側に流れたサージ電流（Ｉ／４）
は支持碍子５側に流れる。同様に下流側に位置する接続
金具２０Ｂに流れた雷サージ電流（Ｉ／２）は接続金具
２０Ｂを境にして送電線８の上流側と下流側に分流雷サ
ージ電流（Ｉ／４），（Ｉ／４）となって流れ、この上
流側に流れた雷サージ電流（Ｉ／４）は支持碍子５側に
流れる。従って、課電側の連結金具６には（Ｉ／４＋Ｉ
／４＝Ｉ／２）の雷サージ電流が流れ、最初に侵入した
雷サージ電流Ｉの約２分の１の雷サージ電流が流れるこ
ととなる。

【００１９】従って、この半減した雷サージ電流により
、課電側の放電電極３０から気中放電間隙Ｇをフラッシ
オーバーして接地側の放電電極３１へ流れる電流も小さ
くなり、避雷碍子２５に内蔵した抵抗素子２６へ流れる
雷サージ電流が小さくなり、それだけ抵抗素子２６の電
気エルルギー処理責務が低下する。この結果、冬期雷の
ような大きな雷撃エネルギーが直接連結金具６に侵入す
る場合を想定して、抵抗素子２６の設計をする必要がな
くなり、抵抗素子２６の通電断面積を小さくして素子の
小型化及び軽量化を図り、製造を容易に行い、避雷碍子
のコストダウンを実現することができる。

【００２０】又、雷サージ電流は最初にサージ捕捉電線
１８に侵入するので、この雷サージ電流に対しては対地
絶縁が支持碍子５の絶縁強度に第２絶縁支持棒１６の絶
縁強度を加算した大きな値となるため、支持碍子５の沿
面をフラッシオーバーして支持アーム２に至る雷サージ
電流が大きくなり、地絡事故の発生確率が低下する。な
お、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
次のように具体化してもよい。

【００２１】（１）前記実施例ではサージ捕捉電線１８
の両端を送電線８に接続したが、一端のみを接続するこ
と。 （２）前記実施例では第２絶縁支持棒１６からサージ捕
捉電線１８の接続金具２０Ａ，２０Ｂまでの長さを等し
くしたが、これを一方を長く、他方を短くすること。

【００２２】この場合には両接続金具２０Ａ，２０Ｂで
分岐され、連結金具６に侵入する雷サージ電流Ｉ／４，
Ｉ／４の時間的位相が若干異なるので、さらに避雷碍子
２５の抵抗素子２６に流れる最大電流が抑制される。 （３）前記捕捉電線１８の途中に誘雷突起（図示略）を
止着すること。 （４）支持碍子５自身に避雷機能を付与した電線支持碍
子装置に構成すること。

【００２３】（５）前記サージ捕捉電線の電気抵抗を送
電線に比べやや大きくし、通常の運転電圧下での分流が
生じ難いように構成すること。 （６）絶縁支持棒の長さを連結金具部で最も長く、両側
ではこれより短くすること。 （７）絶縁支持棒としてＦＲＰ（強化合成樹脂）の外周
にヒダを有するＥＰＤＭ、シリコンゴム等の外被を設け
ること。

【００２４】（８）懸垂型の電線支持碍子装置以外に耐
張型の電線支持碍子装置に適用すること。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は電線支
持碍子装置付近に雷サージ電流が侵入した場合にも、そ
の雷サージ電流を分流して、支持碍子の課電側に至る雷
サージ電流を低減し、電線から支持碍子の沿面をフラッ
シオーバーして支持アームへ流れる地絡事故の発生確率
を少なくすることができるとともに、避雷碍子を装着し
た場合に、それに内蔵した抵抗素子の雷サージ電流に対
する責務を軽減して、避雷碍子の小型、軽量化を図るこ
とができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電線支持碍子装置における雷撃エネ
ルギー抑制構造を具体化した一実施例を示す平面図であ
る。

【図２】電線支持碍子装置の斜視図である。

【図３】電線支持碍子装置の全体を示す略体正面図であ
る。

【図４】電線スペーサ及び絶縁支持棒の取付構造を示す
断面図である。

【符号の説明】

１　　鉄塔本体、２　　支持アーム、３　　接地側の連
結金具、５　　支持碍子、６課電側の連結金具、８，９
　　送電線、１５〜１７　　第１〜第３の絶縁支持棒、
１８　　サージ捕捉導体としてのサージ捕捉電線、２０
Ａ，２０Ｂ　　接続金具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄塔の支持アームに接地側の連結金具
   を介して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側には連
   結金具を介して電線を支持した電線支持碍子装置におい
   て、雷サージ電流を捕捉するサージ捕捉導体を前記課電
   側の連結金具から電線の外側方に離隔して絶縁支持棒に
   より併設し、該サージ捕捉導体の端部を前記電線の中間
   部に接続したことを特徴とする電線支持碍子装置におけ
   る雷撃エネルギー抑制構造。