JPH05273294A - 懸垂型避雷碍子の不良検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 線路を停電状態にさせることなく運転状態の
ままで測定作業が簡単に行える懸垂型避雷碍子の不良検
出装置を提供することにある。 【構成】 本懸垂型避雷碍子の不良検出装置は上方の電
極に二つのバランス抵抗２８，２９を直列に接続すると
ともに、そのバランス抵抗２９の他端をピン金具１１に
導通している。下方の電極とピン金具１１間に挿入用抵
抗２５を接続し、バランス抵抗２８，２９、挿入用抵抗
２５及び限流素子でブリッジを構成する。下方の電極と
その二つのバランス抵抗２８，２９の接続部とをトラン
ス３０を介して導通し、その間を流れる電流によって限
流素子の抵抗値を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送電線路あるいは配電
線路に雷サージ電流が流れた場合に、それを速やかに大
地に放電するとともに、その後に生じる商用周波の続流
を抑制遮断することができる懸垂型避雷碍子の不良検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線路において、送電線に雷
サージ電流が侵入すると、その電流は送電線を支持する
支持碍子の両端に設けた接地側及び課電側のアークホー
ン間をフラッシュオーバーして、塔体の支持アームに流
れ、その後運転電圧に基づく続流電流により地絡事故と
なる。これは変電所の遮断器により遮断された後、再投
入され事故が復旧する。このような地絡事故を未然に防
止するため送電線支持碍子装置において、塔体の支持ア
ームに装着する避雷碍子が使用されている。この避雷碍
子は、その内部に電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛
等よりなる限流素子を収容している。この限流素子は想
定を越える繰り返し雷撃や吸湿等の原因により劣化する
ことがある。その結果避雷碍子としての機能が低下して
しまう。

【０００３】従って、送電線路の信頼性を確保していく
ためには、定期的に避雷碍子の点検を行って不良状態を
検出し、異常が認められた場合には新しいものと交換す
る必要がある。

【０００４】従来、懸垂型避雷碍子の不良検出には上下
に位置する碍子のキャップ金具間にそれぞれ接触する一
対の接触子を当接して、碍子の分担電圧を測定すること
により、碍子本体の良否を判別する方法が行われてい
る。すなわち、避雷碍子の両端にかかる電圧は、各碍子
に一定の分担電圧となってあらわれるが、劣化して不良
となった碍子があると、その碍子の分担電圧は他の正常
な碍子の分担電圧に比べ小さく検出される。この分担電
圧を測定する方法において、一般に通常の懸垂型碍子連
と、懸垂型避雷碍子連とを連結した避雷碍子装置では避
雷碍子の静電容量は通常碍子のそれよりも大きいため図
６に示すように分担電圧は避雷碍子の方がかなり小さく
なっている。

【０００５】このため、避雷碍子の分担電圧を大きくす
るため上部封止電極とキャップ金具及び下部封止電極と
ピン金具とをリード線でつながないマルチギャップ式と
呼ばれる避雷碍子が使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このマルチギャップ式
避雷碍子は上部封止電極とキャップ金具及び下部封止電
極とピン金具の間に空気ギャップが存在し、その部分で
電圧を分担するので従来碍子の分担電圧が減少し、耐汚
損特性及びコロナ特性が著しく改善される。

【０００７】ところが、このようなマルチギャップ式避
雷碍子の場合、避雷碍子全体での分担電圧は大きくなる
が、上述の空気ギャップのため限流素子が劣化しても限
流素子の分担電圧はほとんど変化しない。従って、この
装置について不良検出を行うためには限流素子の抵抗を
計るしかなく、抵抗計測用のメガー式不良検出器では線
路を停電状態にさせなければならないという問題があっ
た。

【０００８】そこで本発明は、このような従来技術に存
在する問題点に着目してなされたものであって、その目
的は、線路を停電状態にさせることなく運転状態のまま
で測定作業が簡単に行える懸垂型避雷碍子の不良検出装
置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、避雷碍子本体の笠部に設けた収容筒体
には、電圧−電流特性が非直線性を有する限流素子を収
容し、その収容筒体の上下両端部を封止部材により封止
して電極とし、前記笠部の中心部にピン金具が嵌入され
固定された懸垂型避雷碍子装置に使用され、前記両電極
間の抵抗値を計る懸垂型避雷碍子の不良検出装置におい
て、前記上方の電極とピン金具との間に直列に接続され
る二つのバランス抵抗を設け、前記下方の電極と前記ピ
ン金具間に接続される挿入用抵抗を設け、前記バランス
抵抗、挿入用抵抗及び前記限流素子でブリッジを構成す
るとともに、下方の電極とその二つのバランス抵抗の接
続部とをトランスを介して導通し、その間を流れる電流
によって限流素子の抵抗値を検知するように構成したこ
とをその要旨としている。

【００１０】

【作用】本発明では上記構成により、バランス抵抗、挿
入用抵抗及び限流素子でブリッジを構成し、下方の電極
とその二つのバランス抵抗の接続部とをトランスを介し
て導通する。限流素子が劣化してその抵抗値が変化する
と、トランスに電流が流れる。従って、トランスを流れ
る電流によって限流素子の抵抗値の変化を知ることがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明を懸垂型避雷碍子用の劣化検出
装置について具体化した一実施例について図１〜図５に
従って説明する。

【００１２】図２に示すように鉄塔の支持アーム１には
複数個の懸垂型避雷碍子２が直列に連結され、その下部
に複数個の通常懸垂碍子３が直列に連結されている。さ
らに、その通常懸垂碍子３の下端には送電線４が支持さ
れている。又、前記避雷碍子２及び懸垂碍子３の両端部
には沿面閃絡時の碍子連の焼損を抑制するためのアーク
ホーン５，６，７が装着されている。

【００１３】前記避雷碍子２は図３に示すように碍子本
体８の頭部９にキャップ金具１０を嵌合して固定すると
ともに、前記頭部９の内側にピン金具１１が嵌入され固
定されている。さらに碍子本体８の笠部１２には収容筒
体１３が一体成形され、電圧−電流特性が非直線性を有
する酸化亜鉛を主材とする限流素子１４が直列に収容さ
れている。前記収容筒体１３の上下開口部は内部封止電
極１５，１５ａ及び上下の外部封止電極１６，１６ａに
より気密的に封止されている。

【００１４】前記キャップ金具１０にはアークガイド１
８がビスにより固定されている。万一限流素子１４が予
期しない雷サージ電流の侵入により導通破壊された場
合、このアークガイド１８はアークを図２に示す外側の
アークホーン５，６間に移行し、避雷碍子の沿面閃絡時
の焼損を抑制するようになっている。この避雷碍子２は
マルチギャップ式と呼ばれ、上部封止電極１６とキャッ
プ金具１０及び下部封止電極１６ａとピン金具１１とを
リード線で接続しない構成としている。

【００１５】上記避雷碍子の不良を検出する不良検出装
置は以下のように構成されている。図４に示すように絶
縁ロッド１９の先端部には取付アーム２０が取着され、
そのアーム２０には導電材よりなる第１の接触子２１が
取付角度調整可能に固定されている。又、前記絶縁ロッ
ド１９の先端部には導電材よりなるもう一つの取付アー
ム２２が支持され、その取付アーム２２には同じく導電
材よりなる第２の接触子２３が取付角度調整可能に連結
支持されている。第３の接触子２４が絶縁ロッド１９先
端に取着され、その第２の接触子２３と第３の接触子２
４との間に挿入用抵抗２５が橋絡し接続されている。前
記絶縁ロッド１９の基端部にはリード線２６を介してガ
ルバノメータ２７が接続されている。絶縁ロッド１９に
は図１に示すように、その内部には二つのバランス抵抗
２８，２９及びトランス３０が内蔵されている。二つの
バランス抵抗は直列に接続され、その残りの端子はそれ
ぞれ、第１の接触子２１及び第３の接触子２４に接続さ
れている。トランス３０の入力側端子は二つのバランス
抵抗２８，２９の接続部及び第２の接触子２３に接続さ
れ、出力側の端子は前記ガルバノメータ２７に接続され
ている。この状態の等価回路は図５に示されるように、
第１、第２のバランス抵抗２８，２９、挿入用抵抗２５
及び限流素子１４の抵抗でホイーストンブリッジ回路が
構成されている。バランス抵抗２８の両端には補償用の
コンデンサ３１が並列に接続されている。

【００１６】次に、前記のように構成した避雷碍子装置
の不良検出装置について検出方法を説明する。図２及び
図３に示すように、懸垂型避雷碍子２の上部の外部封止
電極１６に対し前記第１の検出用接触子２１の先端を接
触させる。これと同時に、避雷碍子２下部の外部封止電
極１６ａに対して第２の接触子２３の先端を接触させて
電気的に導通させる。又、第３の接触子２４先端を測定
碍子のピン金具１１あるいは、そのピン金具１１と電気
的に導通している次の碍子のキャップ金具１０に接触さ
せる。すなわち、上部の外部封止電極１６とピン金具１
１の間に二つのバランス抵抗２８，２９が直列に接続さ
れ、挿入用抵抗２５は下部の外部封止電極１６ａとピン
金具１１との間に接続されたことになる。この状態にお
いて、上下両側の外部封止電極１６，１６ａ間の抵抗値
すなわち、限流素子１４の抵抗値Ｒ_Z を測定する。

【００１７】ホイーストンブリッジは図５に示すよう
に、バランス抵抗２８，２９の抵抗値をＲ₁ 、Ｒ₂ 、挿
入用抵抗２５の抵抗値をＲ_i とすると、

【００１８】

【数式１】Ｒ₁ ・Ｒ_i ＝Ｒ_Z ・Ｒ₂ が成り立つときはブリッジがバランスしてトランス３０
の両端に電流が流れなくなる。

【００１９】従って、いずれか一方のバランス抵抗を調
整し、トランス３０に接続されたガルバノメータ２７の
針が振れないようにすると、限流素子１４の抵抗値Ｒ_Z
は次式で表されることになる。

【００２０】

【数式２】Ｒ_Z ＝Ｒ₁ ・Ｒ_i ／Ｒ₂ 一方、バランス抵抗２８，２９の抵抗値Ｒ₁ 、Ｒ₂ をあ
らかじめ設定しておきガルバノメータ２７の振れで故障
を検出する場合は、例えば、Ｒ_i ＝１００Ｍオーム、Ｒ
₁ ＝１００Ｍオーム、Ｒ₂ ＝１００Ｍオームと設定する
と、 １）Ｒ_Z ＝１００Ｍオームの時、ガルバノメータ２７は
ゼロバランス。

【００２１】２）Ｒ_Z ＝２００Ｍオームの時、ガルバノ
メータ２７は右振れ。 ３）Ｒ_Z ＝５０Ｍオームの時、ガルバノメータ２７は左
振れ。 ４）Ｒ_Z ＝１０００Ｍオームの時、ガルバノメータ２７
は右振れ。

【００２２】５）Ｒ_Z ＝０オームの時、ガルバノメータ
２７は左振れ。 以上のように限流素子１４の抵抗値Ｒ_Z の値によりガル
バノメータ２７の振れが変化する。従って、ガルバノメ
ータ２７の振れを見れば限流素子１４の故障の状態を検
知できることになる。

【００２３】このように不良検出器にブリッジ回路を組
み込むことにより、送電線を停電状態にすることなく活
線で測定ができ、しかも非常に高い精度で限流素子１４
の抵抗値を測定することができる。又、その操作は非常
に簡単で挿入用抵抗の抵抗値Ｒ_i を変更することで色々
な抵抗値を持つ避雷碍子に対応することができる。

【００２４】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく例えば絶縁ロッド１９を複数の異径の
チューブを組み合わせて伸縮できるようにする等、発明
の趣旨を逸脱しない範囲で任意に構成することができ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、送電線路を停電させる
ことなく、活線で故障を検出できるという効果を奏す
る。

【００２６】又、構造が簡単で安価に供給できるととも
に、その操作方法が非常に容易であるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した懸垂型避雷碍子の不良検出
装置の一実施例の使用状態を示す等価回路図である。

【図２】懸垂型避雷碍子全体及び不良検出方法を示す正
面図である。

【図３】懸垂型避雷碍子の要部断面図である。

【図４】本発明を具体化した一実施例である懸垂型避雷
碍子の不良検出装置を示す正面図である。

【図５】不良検出装置及び懸垂型避雷碍子を含む等価回
路図である。

【図６】従来の不良検出装置により測定された各碍子の
分担電圧を示す特性図である。

【符号の説明】

２ 懸垂型避雷碍子、８ 碍子本体、１１ ピン金具、
１２ 笠部、１３ 収容筒体、１４ 限流素子、１５，
１５ａ 内部封止電極、１６，１６ａ 外部封止電極、
２５ 挿入用抵抗、２８ 第１のバランス抵抗、２９
第２のバランス抵抗、３０ トランス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 避雷碍子本体の笠部に設けた収容筒体に
   は、電圧−電流特性が非直線性を有する限流素子を収容
   し、その収容筒体の上下両端部を封止部材により封止し
   て電極とし、前記笠部の中心部にピン金具が嵌入され固
   定された懸垂型避雷碍子装置に使用され、前記両電極間
   の抵抗値を計る懸垂型避雷碍子の不良検出装置におい
   て、 前記上方の電極とピン金具との間に直列に接続される二
   つのバランス抵抗を設け、 前記下方の電極と前記ピン金具間に接続される挿入用抵
   抗を設け、 前記バランス抵抗、挿入用抵抗及び前記限流素子でブリ
   ッジを構成するとともに、下方の電極とその二つのバラ
   ンス抵抗の接続部とをトランスを介して導通し、その間
   を流れる電流によって限流素子の抵抗値を検知するよう
   に構成したことを特徴とする懸垂型避雷碍子の不良検出
   装置。