JPH0580769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は架空送電線用避雷碍子装置の装柱構造
に関し、さらに詳しくは左右両側に送電吊下用の
吊架碍子を備え、両吊架碍子間にガス放圧機能を
有する避雷碍子を装設した架空送電線用避雷碍子
装置の装柱構造に関するものである。

（従来の技術） 一般に、鉄塔上には落雷に起因する異常高電圧
を避雷碍子により速やかに大地へ放電し、地絡事
故の発生を防止し、系統の信頼度向上を目的とす
る架空送電線用避雷碍子装置が使用されている。
この従来例として、第８図に示すように、鉄塔１
に碍子取付金具８５を介して碍子連８６を吊下す
るとともに、同碍子連８６の下端部にクランプ８
７を介して電線３０を支持し、又、上部のキヤツ
プ金具８８には支持金具８９を介して避雷碍子９
０を斜状に片持ち支持し、同避雷碍子９０の下端
に止着したアーキングホーン９１と、前記碍子連
８６の下端部のキヤツプ金具９２に止着したアー
キングホーン９３とを対向させたものであつた。

一方、従来第９図に示すように、鉄塔１の先端
部に碍子連８６を吊下し、同碍子連８６の下端部
に支持した電線３０と鉄塔１との間には直接電碍
子９４を斜状に架設し、気中間隙無の方式、つま
り発変電所の避雷器に似た方式のものがあつた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、第８図に示す前者の従来装置は、避
雷碍子が吊架碍子に対して偏位して装着されてい
るので同碍子中心軸に対して対称とならず、この
ため架設時に安定した形状を保ち難く取付作業に
手間を要していた。

このような構成でなる避雷碍子装置において
は、避雷要素の放電耐量が小さく、耐汚損度レベ
ルが低く避雷碍子が吊架碍子に比べ相対的に小型
軽量である場合は、吊架碍子に直接取付けされた
避雷碍子単体が碍子装置全体の挙動に及ぼす影響
は無視し得るものであつた。しかしながら、適用
範囲が拡大するにつれて放電耐量の増加、安全対
策の実施や耐汚損特性の向上要求などから避雷碍
子が大型化するにつれ、この装柱方法の欠点が無
視し得なくなつた。

すなわち、無風時の静的なバランス、あるいは
強風下における線路方向や同直角方向横振れ時の
異常な振動によるクリアランス不足、吊架碍子の
端部金具に避雷碍子の自重分と振動による慣性力
による曲げ荷重が加わることによる強度不足、避
雷碍子の絶縁強度と気中間隙長を確保する上で避
雷碍子を水平に近い状態で取付けることによる線
下幅の拡大等である。

第９図に示す後者の従来装置は、無風時、無振
動時には避雷碍子の分担荷重は自重のみである
が、電線が強風あるいは着氷雪落下その他で振動
するような場合、電線に発生する水平方向荷重が
避雷碍子が大半を負担する形となつてしまい避雷
碍子に吊架碍子並みの強度と信頼性が要求され、
このため大型化し重量が格段に増加するという問
題があつた。

また、鉄塔アームもこの荷重に耐えるため特殊
な構造とする必要があつた。更に、電線を吊架碍
子と避雷碍子と２点で支持し、しかも垂直方向荷
重を水平方向荷重を分担して負担する構造である
ことから特殊なクランプを必要とし構造が複雑で
信頼性、価格面で問題があつた。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するため、鉄塔の支
持アームに対し、吊下金具を介して連結ヨークを
線路方向及びそれと直交する方向への回動可能に
連結するとともに、同連結ヨークの両端部に左右
一対の吊架碍子の上端部をそれぞれ回動可能に連
結し、両吊架碍子の下端部間には間隔保持部材を
架設し、前記両吊架碍子の下端部には送電線を支
持し、前記連結ヨーク又は前記間隔保持部材の中
央部には避雷碍子の上部又は下部の少なくとも一
方を取着し、同避雷碍子を左右方向の移動不能に
なし、前記連結ヨーク、前記左右一対の吊架碍
子、間隔保持部材及び避雷碍子を、前記連結ヨー
クの回動中心を通る垂線に関して左右対称状に配
置し、さらに同避雷碍子の放圧口を、左右方向、
つまり前記送電線の張設方向とほぼ直交する方向
に、かつ前記支持アームの先端方向と同方向へ指
向するという手段を採つている。

（作用） 本発明は避雷碍子装置全体が連結ヨークの回動
中心を通る垂線に関して左右対称であるため、装
置全体が安定化するばかりでなく、離断した吊架
碍子が正常の吊架碍子に激突することもなく、従
つて正常の吊架碍子の離断が防止され、送電線の
地上落下による二次災害を確実に防止できる。さ
らに雷サージにより避雷碍子に異常電流が流れて
放圧口からアークが放出されても、吊架碍子や鉄
塔の支持アームにアークが作用することはなく、
従つて、鉄塔や吊架碍子の損傷を防止され、送電
線の信頼性が向上する。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜
第４図に基づいて説明する。

第２図に示すように、鉄塔１の支持アーム１ａ
には正面ほぼＵ字状をなす吊下金具２がボルト３
により固定され、同吊下金具２には側面ほぼ逆Ｕ
字状をなす別の吊下金具４が左右（線路）方向及
び前後（線路方向と直交する）方向の回動可能に
掛止され、同吊下金具４の下端部間には連結ピン
５により連結ヨーク６が左右方向の回動可能に吊
下されている。

この実施例の架空送電線用避雷碍子装置は概略
的にみて、前記連結ヨーク６の左右両端に支持さ
れ、かつ同一構造に形成した吊架碍子としての一
対の懸垂碍子連７，７と、同懸垂碍子連７，７の
下端部間に架設された間隔保持部材としての間隔
保持ロツド２２と、前記連結ヨーク６の中心部に
吊下固定された避雷碍子３３と、前記間隔保持ロ
ツド２２の両端部において送電線３０を二点で支
持するための左右一対のクランプ２８，２８とに
より構成されている。

そこで、次に前記両懸垂碍子連７，７について
説明すると、前記連結ヨーク６の左右両端部には
連結ピン８により第１連結リンク９が左右方向の
回動可能に連結され、同リンク９には連結ピン１
０により第２連結リンク１１が前後方向の回動可
能に連結されている。又、同第２連結リンク１１
には連結ピン１２により第３連結リンク１３が左
右方向の回動可能に連結されている。さらに、同
第３連結リンク１３の下端部には連結ピン１４を
介して、懸垂碍子を多数直列に連結して構成した
懸垂碍子連１５の上端部が左右方向の回動可能に
連結されている。前記碍子連１５の下端部には第
４連結リンク１６が左右方向の回動可能に連結さ
れ、同リンク１６には連結ピン１７により連結プ
レート１８が左右方向の回動可能に連結され、同
連結プレート１８と前記第３連結リンク１３には
課電側及び接地側のアーキングホーン１９，２０
がボルト２１により片持固定されている。

前記両懸垂碍子連７，７の下端部に位置する一
対の連結プレート１８，１８の間には間隔保持ロ
ツド２２が連結ピン２３により架設され、同間隔
保持ロツド２２の中央部には、ほぼ逆Ｕ字状の課
電側放電電極２４が上方に向けてナツト２５によ
り上下位置調節可能に取着されている。

前記両懸垂碍子連７，７は第２図から明らかな
ように全体として略逆Ｖ字状に装着されている。
又、前記連結ヨーク６、両懸垂碍子連７，７及び
間隔保持ロツド２２は、前記連結ピン５を通る垂
線Ｈ−Ｈに関して左右対称に、かつ全体として略
台形状に形成されている。

前記一対の連結プレート１８，１８には第５連
結リンク２６が連結ピン２７により左右方向の回
動可能に連結され、両リンク２６，２６にはそれ
ぞれクランプ２８，２８が連結ピン２９，２９に
より回動可能に連結され、両クランプ２８，２８
により送電線３０が二箇所において把持されてい
る。なお、送電線３０にはアーマーロツド３１，
３１が被覆され、クランプ２８と送電線３０はナ
ツト３２により相対移動不能に締着されている。

次に、前記連結ヨーク６に装着された避雷碍子
３３について説明する。

連結ヨーク６の左右両側部には、それぞれ固定
取付板３４，３４がボルト３５により垂下固定さ
れ、両固定取付板３４，３４の下端部間には避雷
碍子３３が具備する吊耳４１がボルト３６により
締付固定されている。この避雷碍子３３は前記連
結ピン５を通る垂線Ｈ−Ｈ上に位置している。

次に、第３，４図により前記避雷碍子３３の構
成を説明する。

磁器製の碍管３７の上端外周面及び下端外周面
には円筒状のフランジ金具３８，３９がセメンチ
ング４０により嵌合固定されている。上部のフラ
ンジ金具３８の外周面には前記固定取付板３４，
３４に対してボルト３６により取り付けられる吊
耳４１，４１が互いに180度をおいて一体に形成
されている。

前記碍管３７及びフランジ金具３８，３９の端
面には、端子板４２，４３が複数（この実施例で
は８本であるが、一本のみ図示する）のボルト４
４により固定されている。碍管３７の端面と端子
板４２，４３との間にはそれぞれシール部材４
５，４５が介装されている。

前記端子板４２，４３には碍管３７内の空間と
大気側とを連通する放圧通路４２ａ，４３ａが透
設されている。そして、端子板４２，４３の端面
には前記放圧通路４２ａ，４３ａを覆うように破
裂板４６，４６が当接され、同破裂板４６，４６
の表面には押圧リング４７，４７が当接され、前
記ボルト４４により固定されている。端子板４
２，４３の端面と破裂板４６，４６との間には、
それぞれシール部材４８，４９が同心状に２箇所
に介在され、こうして碍管３７内の空間は密閉状
態に保持されている。

前記端子板４２，４３の端面には前記押圧リン
グ４７，４７の外周近傍を囲繞するようにそれぞ
れ放圧路形成カバー５０，５０の開口縁が当接さ
れ、同カバー５０，５０は複数のボルト５１によ
り端子板４２，４３に固定されている。同カバー
５０，５０の外側には互いに接近する方向へ傾斜
して対応するように、放圧口５０ａ，５０ａが形
成されている。又、この両放圧口５０ａは前記送
電線３０の張設方向（第２図において左右方向）
と直交するように、しかも支持アーム１ａの先端
方向と同方向に指向している。

前記下部の放圧路形成カバー５０の下面中央に
は、前記課電側の放電電極２４と一定の間隙をも
つて対向する接地側の放電電極５２が下方に突設
されている。

ところで、第２図に示す実施例において懸垂碍
子連１５の絶縁強度は避雷碍子３３を正常に動作
させるために、これより高いことが必要である。
具体的には避雷碍子課電側アーキングリング５３
と塔体側懸垂碍子キヤツプ金具の絶縁間隙Ｌ１と
アーキングホーン１９，２０間の絶縁間隙Ｌ２
を、放電電極５２，２４間の絶縁間隙Ｇに比べ30
％以上大きく設定することが重要である。このよ
うな協調をとることによつて高峻度の電圧が印加
されても異常な内絡発生による動作の失敗を防止
することが出来る。

また、第２図に示す気中間隙を有するものにお
いては放圧路形成カバー５０と連結リンク１６間
の絶縁間隙Ｌ３が気中間隙Ｇより30％以上大きく
放電が確実に間隙Ｇで発生するように電極配置を
決定することが必要である。

さらに、保管管理の面で避雷素子に流れる電流
を引出し監視したい場合は、この実施例では取付
板３４と上部連結ヨーク６を絶縁することによ
り、避雷碍子を接地側より絶縁する方法がある。
監視用装置は碍子装置の線路方向あるいは同直角
方向の振れに容易に対応するための塔体側ヨーク
６の側面に取付ける方がよい。

一方、前記フランジ金具３８，３９の外周面に
は第３，４図に示すようにアーキングリング腕部
５３ａ，５３ａが取り付けられ、その端部には碍
管３７を余裕をもつて取り巻くように略円環状の
アーキングリング５３，５３が水平に片持支持さ
れ、その一部は第２図に示すように前記放圧口５
０ａ，５０ａと対応する位置において切欠かれて
いる。

次に、碍管３７の内部避雷構造について説明す
ると、碍管３７内には機械的強度に優れた強化プ
ラスチツク（FRP）等の材料よりなる耐張絶縁
筒５４が収容され、同絶縁筒５４の上下両端外周
部には内側のフランジ金具５５，５５が接着剤５
６により気密性をもつて嵌合固定されている。

両フランジ金具５５，５５の端面と前記端子板
４２，４３との間には取付筒５７，５８が介在さ
れ、複数のボルト５９，６０により固定されてい
る。そして、上部の取付筒５７を前記ボルト５９
により前記端子板４２に締付固定し、前記耐張絶
縁筒５４を所定位置に吊下保持している。

一方、前記フランジ金具５５，５５の蓋部には
放圧通路５５ａ，５５ａが透設され、同通路５５
ａ，５５ａを密閉するように、同フランジ金具５
５，５５と取付筒５７，５８との間には、破裂板
６１，６１が介在されている。フランジ金具５
５，５５と破裂板６１，６１の間及び破裂板６
１，６１と取付筒５７，５８の間には、シール部
材６２，６２がそれぞれ介在されている。又、端
子板４２と取付筒筒５７との間にもシール部材６
３が介在されている。

前記下部の取付筒５８の下端面には係合凹所５
８ａが形成され、ここに端子板４３の上面に突設
した係合突部４３ｂが上下方向の相対移動可能に
嵌入され、碍管３７と耐張絶縁筒５４の熱膨脹の
違いによる上下方向の相対移動を吸収して、耐張
絶縁筒５４の破損を防止するようにしている。
又、前記係合凹所５８ａと係合突部４３ｂとの間
にはシール部材６４が介在されている。さらに、
前記端子板４３は脱落防止ボルト６５が前記取付
筒５８を貫通してフランジ金具５５に螺合され、
碍管３７と耐張絶縁筒５４の相対移動を許容する
とともに、碍管３７が破壊されたとき同碍管の落
下を防止するようにしている。

また、前記端子板４３の上面には凹所４３ｃが
形成され、同凹所４３にシヤント７２を有するバ
ネ７３が収容され、その上端が取付筒５８の下面
に押圧され、電気的な導通が図られている。

前記耐張絶縁筒５４内には酸化亜鉛を主体とし
た電圧電流特性が非直線性の材料よりなる避雷素
子６７が収容されている。同避雷素子６７は上下
両端に当接された接触金具６８，６８に円環状の
締付部材６９，６９を係合させ、この締付部材に
FRPにより形成された締付棒７０を挿通してナ
ツト７１により複数個積層されている。

前記フランジ金具５５の凹所５５ｂと接触金具
６８との間には、第３図に示すように素子６７を
押圧し、素子相互の接触を良好ならしめ、又、外
的衝撃によつて素子相互の変位を防止するための
シヤント７４を有するバネ７５が収容されてい
る。

次に、前記のように構成した架空送電線用避雷
碍子装置について、その作用を説明する。

今、架空送電線に予期しない大規模雷撃による
異常電圧が襲来すると、この電圧はクランプ２
８、第５連結リンク２６、連結プレート１８、間
隔保持ロツド２２及び課電側の放電電極２４を径
て、避雷碍子の放電電極５２へ放電される。そし
て、避雷碍子３３内を通過した後、フランジ金具
３８の吊耳４１、固定取付板３４、連結ヨーク
６、吊下金具４，２及び支持アーム１ａを経て鉄
塔１へ流れ接地される。

前記異常電圧が前記避雷碍子３３の避雷素子６
７に流れて、同素子６７が破壊された電気的導通
状態においては、続流によつて超高温のアークが
発生する。このため、耐張絶縁筒５４内の圧力が
上昇し、このため破裂板６１，４６が順次破裂し
て端子板４２，４３の放圧通路４２ａ，４３ａか
ら超高温のアークが放任路形成カバー５０，５０
内に流れ、さらに放圧口５０ａ，５０ａから外部
へ放出され、このアークは上下一対のアーキング
リング５３，５３間に移行する。

さて、本発明実施例においては、支持アーム１
ａに回動可能に吊下された連結ヨーク６に対し
て、懸垂碍子連７，７を取着するとともに、同懸
垂碍子連７，７の下端部間に間隔保持ロツド２２
を架設固定し、同ロツド２２の両端部にて送電線
３０を二箇所で把持し、さらに前記連結ヨーク６
の中央部には避雷碍子３３の上端部を固定し、連
結ヨーク６の回動中心、つまり連結ピン５を通る
垂線Ｈ−Ｈに関して、前記各部材を左右対称状に
構成したので、風等により送電線３０に線路方向
の揺れが作用しても碍子連荷重のアンバランスの
助長が抑制されるとともに、碍子連の衝突を生じ
難くなる。また、線路方向と直交する方向に揺れ
ようとしても避雷碍子装置の重量が作用し、その
揺れ量が抑制され、異常な動きが防止されること
から課電側一塔体間のクリアランスが縮小できる
とともに電気的、機械的信頼性が向上する。

また、一対の懸垂碍子連７，７のいずれか一方
が万一離断したときには、一方のクランプ２８が
送電線３０の自重により下方へ移動されるが、そ
の量はそれほど大きくなく、しかも他方のクラン
プ２８も元位置から余り偏位しないので、離断し
た方の懸垂碍子連７はその自重のみによる作用で
連結ピン８を中心に避雷碍子３３側へ回動され
る。しかし、この回動力は弱いため避雷碍子３３
への衝突によるシヨツクは少なく、避雷碍子３３
が破壊されることがない。この結果離断された懸
垂碍子連７が避雷碍子３３に衝突して同避雷碍子
を多少損傷することはあつても、正常の懸垂碍子
連７の破壊を確実に防止して、送電線３０の地上
落下を防止することができる。

特に、本発明実施例においては、前記避雷碍子
３３の放圧口５０ａを線路（第２図の左右）方向
と直交する方向に指向させるとともに、支持アー
ム１ａの先端方向と同方向に指向させたので、避
雷碍子３３の避雷素子６７が予想しない電撃や劣
化等によつて導通状態となり続流が流れて、前記
放出口５０ａから高温、高圧のアークが放出され
ても、そのアークが懸垂碍子連７及び支持アーム
１ａにあたることなく、懸垂碍子連及び支持アー
ムの損傷を防止することができる。

さらに、放圧口が塔体吊架点に対して左右対称
となつていることから、放圧による吹出力によつ
て異常な回転をすることもなく、碍子装置に局部
的な応力集中の発生を防止できる。

なお、本発明は次のような実施例で具体化する
こともできる。

(1) 第５図に示すように、前記避雷碍子３３の下
端部を間隔保持ロツド２２に対して、左右及び
前後方向の回動可能に連結するとともに、避雷
碍子３３の下端部と間隔保持ロツド２２を電気
的に接続すること。この実施例は間隔保持ロツ
ド２２の中央と連結ヨーク６とが避雷碍子３３
により連結されているので、避雷碍子装置全体
がより安定化するのみならず、懸垂碍子連７，
７のいずれか一方が離断されとき、クランプ２
８の偏位量を前記実施例よりも減少して正常な
懸垂碍子連へのシヨツクをより緩和することが
できるとともに、離断した懸垂碍子連７の回動
をより少なくして避雷電碍子３３への影響を可
及的に小さくすることができる。その他の構
成、作用及び効果は前記実施例と同様である。

(2) 第６図に示すように、上下一対の連結ヨーク
６，６の間に一対の懸垂碍子連７，７を垂直
に、かつ互いに平行に連結した懸垂碍子連装置
において、上部の連結ヨーク６に前記避雷碍子
３３の上端部を左右方向の回動不能に吊下固定
し、第避雷碍子３３の課電側放電電極５２を、
間隔保持部材としての下部の連結ヨーク６に取
着した課電側放電電極２４と一定の放電間隙を
もつて対向し、放圧口５０ａを前記実施例と同
じ方向に指向させること。

この実施例は懸垂碍子達７の離断時に破壊さ
れた懸垂碍子連７が避雷碍子３３によつて受け
止められ、従つて正常な懸垂碍子連７が保護さ
れ送電線の地上落下が防止されるとともに、避
雷碍子装置全体が左右対称であるため安定性が
あり、避雷碍子３３の放圧口５０ａから噴射さ
れるアークによる懸垂碍子連７，７及び支持ア
ーム１ａの損傷が防止されることはいうまでも
ない。

(3) 第７図に示すように、第６図で述べた実施例
において、避雷碍子３３の下端部を下部の連結
ヨーク６の中央部に左右方向の回動不能に連結
するとともに、同連結ヨーク６と避雷碍子３３
を電気的に接続すること。

この実施例は懸垂碍子連７が離断したとき、
上下両連結ヨーク６，６が中央部において互い
に連結されているので、離断により連結ヨーク
６がほとんど偏位せず、従つて安定性が向上す
る。その他の構成、作用及び効果は第６図に示
す実施例と同様である。

(4) 前記各実施例において、避雷碍子３３を左右
方向の回動不能に、かつ前後方向に回動可能に
装着すること。このとき、放圧路形成カバー５
０の放電電極５２を側面円弧状に形成すること
により、避雷碍子３３が風により前後方向に揺
れても放電間隙Ｇを常に一定に保持するように
するのが望ましい。

(5) 例えば破砕板６１を省略したタイプの避雷碍
子等、任意の避雷碍子を使用すること。

(6) 前記懸垂碍子連１５に代えて、長幹碍子（図
示略）を一又は複数個使用すること。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は送電線吊下用避
雷碍子装置全体を安定化することができるととも
に、吊架碍子が万一離断しても、正常の吊架碍子
の破壊を防止して、送電線の地上落下を防止する
ことができ、さらに避雷碍子の放圧口から高温の
アークが放出されてもその吹出力によつて、異常
な応力集中を生じることなく、鉄塔や吊架碍子の
損傷を防止することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す送電線用避雷
碍子装置の装柱状態の略体斜視図、第２図は避雷
碍子装置を拡大して示す正面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ線拡大半断面図、第４図は第２図のＢ−
Ｂ線拡大半断面図、第５図〜第７図はそれぞれ本
発明の別の実施例を示す略体正面図、第８，９図
はそれぞれ従来例を示す正面図である。 ６……連結ヨーク、７……懸垂碍子連、２２…
…間隔保持ロツド、２６……第４連結リンク、３
３……避雷碍子、５０……放圧路形成カバー、５
０ａ……放圧路、Ｈ−Ｈ……垂線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄塔の支持アームに対し、吊下金具を介して
   連結ヨークを線路方向及びそれと直交する方向へ
   回動可能に連結するとともに、同連結ヨークの両
   端部に左右一対の吊架碍子の上端部をそれぞれ回
   動可能に連結し、両吊架碍子の下端部間には間隔
   保持部材を架設し、前記両吊架碍子の下端部には
   送電線を支持し、前記連結ヨーク又は前記間隔保
   持部材の中央部には避雷碍子の上部又は下部の少
   なくとも一方を取着し、同避雷碍子を左右方向の
   移動不能になし、前記連結ヨーク、前記左右一対
   の吊架碍子、間隔保持部材及び避雷碍子を、前記
   連結ヨークの回動中心を通る垂線に関して左右対
   称状に配置し、さらに同避雷碍子の放圧口を、左
   右方向、つまり前記送電線の張設方向とほぼ直交
   する方向に、かつ前記支持アームの先端方向と同
   方向へ指向したことを特徴とする架空送電線用避
   雷碍子装置の装柱構造。