JPH0724167B2 - 架空送電線用避雷碍子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は架空送電線用避雷碍子装置に関し、さらに詳し
くは左右両側に送電線吊下用の吊架碍子を備え、両吊架
碍子間に避雷碍子を装設した架空送電線用避雷碍子装置
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６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87
を介して電線30を支持し、又、上部のキャップ金具88に
は支持金具89を介して避雷碍子90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の下端部のキャップ金具92に止着した
アーキングホーン93とを対向させたものがあった。

一方、従来第７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、避雷碍子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
があった。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、第６図に示す前者の従来装置は、避雷碍子は
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った。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てどから避雷碍子
が大型化するにつれ、この装柱方法の欠点が無視し得な
くなった。

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、吊架碍子の端部長具に避雷碍子の
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７図に示す従来装置は無風時、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
水平方向荷重を避雷碍子が大半を負担する形となってし
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
があった。

また、鉄塔アームもこの荷重に耐えるため特殊な構造と
する必要があった。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、価格面で問題があった。

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、鉄塔に対し、吊下
金具を介して連結ヨークを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て、前記両吊架碍子をほぼ逆
Ｖ字状になし、前記両吊架碍子の下端部には、送電線を
二点で支持し、さらに前記連結ヨーク又は前記間隔保持
部材の中央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し、前
記連結ヨーク、吊架碍子及び間隔保持部材を、前記連結
ヨークの回動中心を通る垂線に対して線路方向に左右対
称状に配置し、前記避雷碍子を前記垂線上に配置すると
いう手段を採っている。

（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り、しかも送電線が二点で
把持されているため、装置全体が安定化し、送電線に風
圧等による外力が作用しても吊架碍子荷重のアンバラン
スの助長が抑制されるとともに、吊架碍子の衝突も生じ
難くなる。両吊架碍子のうちいずれか一方の吊架碍子が
離断した場合、この離断した吊架碍子は中心に位置する
避雷碍子に衝突する。このとき離断した吊架碍子の回動
力はほぼその自重によるもののみとなり、従って衝突に
よるショッックも小さく避雷碍子の破損が防止される。
この結果正常の吊架碍子の離断した吊架碍子が衝突する
こともなく、従って正常の吊架碍子の離断が防止される
ことから、送電線の地上落下もなく異常時においても高
い信頼性を確保することができる。

（実施例） 以下、本発明を具体化した第１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
ロッド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、前記間隔保持ロッド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10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、碍子を多数直
列に連結して構成した碍子連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1
9,20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ッド22が連結ピン23に
より架設され、同間隔保持ロッド22の中央部には、課電
側放電電極24がナット25により上下位置調節可能に取着
されている。

前記放電電極24は前記間隔保持ロット22に対し上下位置
調節可能にナット25により止着される左右一対の側面逆
Ｕ字状をなす金具24aと、両金具24a間に架設した金具24
bとにより構成されている。このように、この実施例で
は放電電極24と避雷碍子接地側放電電極52の相対運動に
対して間隙長G1を一定に保つため、放電電極24は線路方
向にもある長さを有し、同直角方向にも幅を有するよう
構成する方が好ましい。

連結ピン23と連結プレート18の連結は放電電極24の位置
を正確にするためガタのないように行うのが好ましい。

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及び間隔保持ロッド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にはアーマーロッド31,31が被覆され、クランプ28と
送電線30はナット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3
4,34がボルト35により垂下固定され、両固定取付板34,3
4の下端部間には避雷碍子33が具備する吊耳41がボルト3
6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4
2,43が複数（この実施例では８本であるが、１本のみ図
示する）のボルト44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45,45が
介装されている。

前記端子板42,43には碍管37内に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42,43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
近傍を囲撓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。

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と一定の間隙をもって対向する接地側
の放電電極52が下方に突設され、両放電電極24,52の放
電間隙をG1、前記アークキングホーン19,20の放電間隙G
2とすると、G1×1.3＜G2のように設定し、放電間隙G1側
において常に放電が行われるようにしている。

放電電極52は前述の相対変位に対して放電間隙G1を一定
に保つため、線路直角方向に吊下金具２と４の連結点を
中心とする円弧状とし、ある幅を持たせる方が好まし
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を余裕をもって取り巻くように
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50a,50a
と対応する位置において切欠かれている。前記下側のア
ーキングリング53と碍子連15の上端部に位置するキャッ
プ金具15aの下端との間隙をG3とすると、G1×1.3＜G3の
ように設定し、放電間隙G1において常に放電が行われる
ようにしている。

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ック（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側55,55が接着剤5
6により気密性をもっ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,5
5aが透設され、同通路55a,55aを密閉するように、同フ
ランジ金具55,55と取付筒57,58との間には、破裂板61,6
1が介在されている。フランジ金具55,55と破裂板61,61
の間及び破裂板61,61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57との間にもシール部材63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58a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には脱
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37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43cにシャント83を有するバネ84が収容され、その
上端が取付筒58の下面に押圧され、電気的な導通が計ら
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6
8,68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を挿通してナット71
により複数個積層されている。

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、また、外的衝撃によって素子相互の変位を防
止するためのシャント83を有するバネ84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電撃による異常電圧
が印加されると、この電圧はクランプ28、第５連結リン
ク26、連結プレート18、間隔保持ロッド22及び課電側の
放電電極24を経て、接地側の放電電極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を
経て鉄塔１へ流れ接地される。

極めて特異な状態として前記異常電圧が前記避雷碍子33
の避雷素子67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、異常放電し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
ため破壊板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圧路形成カバー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に移行す
る。

絶縁筒54の作用によって碍管37には内圧力が作用せず、
また、アーキングリング53、放圧口50aとの連成作用に
よって超高温のアークは碍管から遠ざけられ、その破損
が防止される。

さて、本発明実施例においては、鉄塔１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を略逆
Ｖ字状に取着するとともに、同懸垂碍子連7,7の下端部
間に間隔保持ロッド22を架設固定し、同ロッド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
に対して、前記連結ヨーク６、懸垂碍子連7,7及び間隔
保持ロッド22を線路方向に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、避
雷碍子に異常な応力が生じることもない。しかも線路方
向と直交する方向に揺れる場合においても異常な動きが
防止され、装柱状態が安定化する。

又、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、この回動力は弱く、避雷碍子33への衝突によるシ
ョックは少なく、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っても、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。

次に、本発明の第２実施例を第５図に基づいて説明す
る。

この第２実施例は前記第１実施例と比較して、避雷碍子
33の下端部を、間隔保持ロッド22との間に放電間隙を設
けないで電気的に接続しており、これに付随して連結ヨ
ーク６及び間隔保持ロッド22に対する避雷碍子33の取付
け構造が相違するのみで、その他の構成は第１実施例と
同様である。

そこで、この相違する部分のみについて説明すると、連
結ヨーク６の左右両側部にはピン72により連結リンク7
3,73が左右方向の回動可能に支持され、同リンク73、73
の下端部にはフランジ金具38に一体に上方へ突出形成し
た吊耳74,74の上端部をピン75,75により前後方向の回動
可能に連結している。

一方、前記間隔保持ロッド22の中央部上側には取付板76
が一体に形成され、同取付板と前記下部のフランジ金具
39に設けた吊耳77,77との間には、連結リンク78,78及び
連結リンク79,79がピン80により連結されている。又、
取付板76と放圧路形成カバー50との間にはノイズ防止用
のリード線81が接続され、ロッド22と避雷碍子33を電気
的に接続している。

なお、間隔保持ロッド22の下側には板状をなす補強リブ
82が一体に形成されている。

この第２実施例は間隔保持ロッド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たとき、クランプ28の偏位量
を第１実施例よりも減少して正常な懸垂碍子連７へのシ
ョッ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碍子33への影
響を可及的に少なくすることができる。その他の作用及
び効果は第１実施例と同様である。

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１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50の接地側放電電極52を側面
円弧状に形成して放電間隙G1を常に一定に保持するのが
望ましい。

（２）例えば破裂板61あるいは放圧路形成カバー50,50
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。

（３）懸垂碍子連15に代えて、長幹碍子（図示略）を一
つ又は複数個使用すること。

（４）前記第２実施例では避雷碍子33と間隔保持ロッド
22との間に放電間隙がないため、避雷素子67の劣化状況
を監視する必要がある。このために、避雷碍子33の上部
と連結ヨーク６との間を絶縁しておき、避雷碍子33の上
部からリード線（図示略）により測定器（又は劣化表示
装置、動作表示装置、いずれも図示略）への配線を行な
い接地すること。なお、測定器は連結ヨーク６に固定
し、入力側端子をフランジ金具38に出力側端子をヨーク
６に接続すればよい。第１実施例の放電間隙を有するも
のにおいては、前記測定器に代えて動作表示装置を使用
する。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は次のような効果がある。

（１）避雷碍子が大型化しても避雷碍子装置全体の静的
なバランスが保たれ架設が容易となる。

（２）強風下に横振れ時においても吊架碍子荷重のアン
バランスを抑制でき、吊架碍子の衝突もなく機械的信頼
度が増すとともに、経済的な設計が可能となる。

（３）強風下の横振れ時においてもギャップ長を一定に
確保できることから、この方式では避雷特性を一定に保
つことができ、信頼性の向上を図ることができる。

（４）碍子装置が吊下点に対して対称であることから、
強風下においても、異常な振動をすることがなく、この
ため避雷碍子に過大な応力が発生しない。

（５）また、吊下碍子には塔体側と課電側ヨークの作用
によって碍子軸方向の引張荷重しか加わらないことか
ら、機械的強度の確保も容易であり、信頼性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１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
は本発明の第２実施例を示す正面図、第6,7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
ロッド、26……第５連結リンク、33……避雷碍子、垂線
Ｈ−Ｈ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄塔に対し、吊下金具を介して連結ヨーク
   を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
   て、前記両吊架碍子をほぼ逆Ｖ字状になし、前記両吊架
   碍子の下端部には、送電線を二点で支持し、さらに前記
   連結ヨーク又は前記間隔保持部材の中央には避雷碍子の
   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、吊架碍子
   及び間隔保持部材を、前記連結ヨークの回動中心を通る
   垂線に対して線路方向に左右対象状に配置し、前記避雷
   碍子を前記垂線上に配置したことを特徴とする架空送電
   線用避雷碍子装置。