JPH07272574A - 避雷碍子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 避雷碍子を複数並列に設けたり大型化したり
することなく、避雷碍子の雷サージ電流に対する責務を
軽減して、電力線に直撃する冬季雷にも確実に対処でき
るようにする。 【構成】 鉄塔１の支持アーム２に支持碍子３を介して
電力線５を支持する。支持アーム２の先端には取付アダ
プタ７を介して限流素子１２を内蔵する避雷碍子８を垂
下支持する。支持碍子３の下端部には課電側の放電電極
６を設ける。避雷碍子８の下端部には前記課電側の放電
電極６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１１を設ける。隣接する鉄塔１に設けられた
同相間の避雷碍子８を、それらの放電電極１１側におい
て導線１７により相互に接続する。支持碍子３の放電電
極６から避雷碍子８の放電電極１１にフラッシオーバさ
れた雷サージ電流は、導線１７を介して隣接する鉄塔１
に設けられた避雷碍子８に分流される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、雷撃により送電線に
侵入した雷サージ電流を速やかに大地へ放電するととも
に、その後の続流を遮断することができる避雷碍子装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 一般に、鉄塔の支持アームには支持碍
子を介して電力線が支持されるとともに、同支持アーム
の先端には避雷碍子が支持されている。この避雷碍子の
内部には、電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材
とする限流素子が収容されている。又、支持碍子の下端
には課電側の放電電極が設けられるとともに、避雷碍子
の下端には接地側の放電電極が設けられ、両放電電極は
所定の気中放電間隙をもって対向されている。そして、
電力線に雷撃による雷サージ電流が侵入すると、その電
流は支持碍子の課電側の放電電極から避雷碍子の接地側
の放電電極にフラッシオーバされるとともに、避雷碍子
内の限流素子を通って支持アーム及び鉄塔を流れて大地
に放電される。又、その後の続流は前記限流素子により
抑制遮断される。

【０００３】ところで、隣接する鉄塔間において電力線
に直撃雷があると、その雷撃による雷サージ電流は電力
線を介して隣接する２つの鉄塔側に流れるが、この場
合、雷サージ電流は電力線上の雷撃地点から近い方の鉄
塔に設けられた避雷碍子に先にフラッシオーバされる。
すると、雷サージ電流はフラッシオーバされた側の避雷
碍子に集中して流れて、その１つの避雷碍子に雷サージ
電流のほぼ８０％が加わる。このため、電力線に直撃雷
があった場合には、雷サージ電流に対する避雷碍子の責
務が厳しくなるものであった。

【０００４】因みに、鉄塔や鉄塔の先端に架設されてい
る架空地線に雷撃があった場合には、その雷撃による雷
サージ電流は例えば２００ｋＡという非常に大きなもの
である。しかし、その雷サージ電流の殆どは鉄塔を流れ
てそのまま大地に放電され、避雷碍子には雷サージ電流
のほぼ５〜１０％程度しか加わらないため、避雷碍子が
雷撃の際に受ける影響は小さい。これに対して、電力線
に直撃雷があった場合には、その雷撃による雷サージ電
流は例えば５０ｋＡ程度のものであるが、前述のように
雷サージ電流のほぼ８０％が避雷碍子に加わるため、そ
の避雷碍子が雷撃の際に受ける影響が大きくなるのであ
る。このため、避雷碍子の設計に際しては、電力線への
直撃雷を想定して、避雷碍子内に設けられる限流素子の
容量を決定しているのが通常である。

【０００５】ところが、一般に冬季に発生する雷（以
下、冬季雷という）は、その雷撃による雷サージ電流が
大きく、しかもその継続時間が長いものである。従っ
て、このような冬季雷が電力線に直撃した場合には、雷
サージ電流に対する避雷碍子の責務が非常に厳しいもの
となり、避雷碍子が早期に劣化するとともに、場合によ
っては避雷碍子が耐量限界に至って破壊されるおそれが
あった。

【０００６】このようなこともあって、従来では、特に
冬季雷が発生し易い地域においては、支持アームに対す
る避雷碍子の設置箇所に複数の避雷碍子を並列に設置し
たり、或いは避雷碍子として内部に設けられる限流素子
が大径の大型のものを使用したりして、過大な雷サージ
電流の侵入に耐え得るようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 ところが、前記従来
のように、避雷碍子を複数並列に設けたり大型化したり
すると、それらの重量が増大する。従って、このような
大重量の避雷碍子を安定して支持するために、その避雷
碍子の重量を考慮して支持アーム及び鉄塔を高強度な構
造とする必要があり、それらの構造が重厚で複雑になる
という問題があった。加えて、避雷碍子の設置作業が煩
雑で面倒なものになるという問題もあり、避雷碍子の設
置に要するコストが上昇するものであった。

【０００８】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、避雷碍子を複数並列に
設けたり大型化したりすることなく、避雷碍子の雷サー
ジ電流に対する責務を軽減することができて、電力線に
直撃する冬季雷にも確実に対処することができる避雷碍
子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】 上記の目的を達成する
ために、請求項１の発明では、鉄塔の支持アームに電力
線を支持する支持碍子及び限流素子を内蔵する避雷碍子
を取り付け、支持碍子には課電側の放電電極を設け、避
雷碍子には前記課電側の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を設けた避雷碍子装
置において、隣接する鉄塔に設けられた同相間の避雷碍
子をそれらの放電電極側において導線により接続したも
のである。

【００１０】請求項２の発明では、導線はその外周が絶
縁被覆されたものである。請求項３の発明では、前記支
持碍子は、所定の気中絶縁間隙をもって対向する一対の
アークホーンを備えているものである。

【００１１】

【作用】 従って、請求項１の発明によれば、電力線に
雷撃による雷サージ電流が流れると、その電流は支持碍
子の課電側の放電電極から避雷碍子の接地側の放電電極
にフラッシオーバされるとともに、避雷碍子内の限流素
子を通って支持アーム及び鉄塔を流れて大地に放電され
る。又、その後の続流は前記限流素子により抑制遮断さ
れる。

【００１２】このとき、避雷碍子の放電電極にフラッシ
オーバされた雷サージ電流は、導線を介して隣接する鉄
塔に設けられた避雷碍子に分流されて、それら複数の避
雷碍子内の各限流素子を通って大地に放電される。この
ため、雷サージ電流が１本の鉄塔上の１つの避雷碍子に
集中して流れることがなく、避雷碍子の雷サージ電流に
対する責務が軽減される。

【００１３】請求項２の発明によれば、風等により電力
線と導線との間の間隔が小さくなっても、電力線又は導
線を流れる雷サージ電流が他方の線にフラッシオーバす
るおそれがない。

【００１４】請求項３の発明によれば、電力線に雷撃に
よる雷サージ電流が流れた場合、その雷サージ電流は、
支持碍子側のアークホーン間においてもフラッシオーバ
されようとする。しかしながら、本発明では、導線を介
して複数の避雷碍子内の限流素子が並列に接続されてい
るので、その並列に接続された分だけ、避雷碍子の静電
容量が実質的に大きくなる。このため、避雷碍子のフラ
ッシオーバ電圧が下がり、その結果、雷サージ電流が気
中放電間隙でフラッシオーバし易くなる。従って、雷サ
ージ電流は、支持碍子側の気中絶縁間隙でフラッシオー
バすることなく、気中放電間隙で確実にフラッシオーバ
される。

【００１５】

【実施例】 以下、本発明を具体化した一実施例を図１
及び図２に基づいて説明する。図１及び図２に示すよう
に、鉄塔１は電力線路に沿って多数立設され、それらの
左右両側には支持アーム２が上、中、下段に所定の間隔
をもってそれぞれ支持されている。各支持アーム２の先
端には耐張型の支持碍子３が垂下固定され、各支持碍子
３の下端部の取付金具２２には電線把持金具４を介して
三相の電力線５が支持されている。尚、図１において、
鉄塔１の左側の支持アーム２には支持碍子３及び電力線
５を示していないが、実際には、この左側の支持アーム
２にも右側の支持アーム２と同じく支持碍子３及び電力
線５が支持されている。又、実際には、支持アーム２は
電力線５の延在方向と直交する方向に延びるように支持
されているが、図１においては、説明を容易にするた
め、支持アーム２を電力線５の延在方向と同一方向に延
びるように示している。

【００１６】支持碍子３の上端部及び下端部の取付金具
２１，２２には、支持碍子３の沿面閃絡時の損傷を軽減
するためのアークホーン２３，２４がそれぞれ取り付け
られ、両アークホーン２３，２４は所定の気中絶縁間隙
Ｇ0 をもって対向している。又、支持碍子３の下端部の
取付金具２２には課電側の放電電極６が取り付けられて
いる。

【００１７】前記支持アーム２の先端には取付アダプタ
７が電力線５の延在方向と直交する方向へ突出するよう
に取り付けられ、その取付アダプタ７の先端には避雷碍
子８がその上端部に設けられた取付フランジ９をもって
垂下固定されている。又、避雷碍子８の下端部に設けら
れた課電側の電極金具１０には、接地側の放電電極１１
が取り付けられ、この放電電極１１は前記課電側の放電
電極６と所定の気中放電間隙Ｇをもって対向している。

【００１８】前記避雷碍子８はその内部に、電圧−電流
特性が非直線性の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主材とする限流
素子１２を備え、この限流素子１２はＦＲＰ等の耐張材
料よりなる円筒状の耐圧絶縁筒（図示しない）内に直列
に収容されている。そして、前記取付フランジ９及び課
電側の電極金具１０は、耐圧絶縁筒の両端部に嵌合固定
されている。又、耐圧絶縁筒はその外周がゴムモールド
１３により被覆されている。尚、取付フランジ９及び課
電側の電極金具１０にはゴムモールド１３の沿面閃絡時
の損傷を軽減するためのリングホーン１４，１５がそれ
ぞれ取り付けられている。

【００１９】前記避雷碍子８の課電側の電極金具１０の
下端には電線把持金具１６が取り付けられ、この電線把
持金具１６には導線１７が支持されている。そして、こ
の導線１７は上、中、下段の三相の各電力線５にそれぞ
れ対応して三相設けられ、各電力線５の延在方向に沿っ
て延びている。尚、導線１７としては、その外周が絶縁
被覆されたものが使用されるが、電線把持金具１６に対
する支持部分については、同把持金具１６との間の電気
的導通が図られている。これにより、隣接する鉄塔１の
同相間の避雷碍子８が、それらの放電電極１１側におい
て導線１７により相互に電気接続される。尚、図１にお
いては、避雷碍子８及び導線１７を鉄塔１の右側の支持
アーム２のみに対応して設けているが、これに加えて、
避雷碍子８及び導線１７を鉄塔１の左側の支持アーム２
にも対応して設けてもよい。

【００２０】尚、２０は鉄塔１の頂部間に架設された架
空地線であり、この架空地線２０で雷撃を受けることに
より、電力線５に対する落雷を極力阻止するようにして
いる。

【００２１】次に、前記のように構成された避雷碍子装
置の作用を説明する。さて、電力線５に雷撃による雷サ
ージ電流が流れると、その電流は電線把持金具４を介し
て課電側の放電電極６に流れるとともに、同放電電極６
から気中放電間隙Ｇを経て接地側の放電電極１１にフラ
ッシオーバされる。そして、雷サージ電流は電極金具１
０、限流素子１２、取付フランジ９、取付アダプタ７、
及び支持アーム２を経て鉄塔１に流れ、大地へ放電され
る。又、その後生じる続流は前記限流素子１２により抑
制遮断される。

【００２２】このとき、本実施例では、避雷碍子８の放
電電極１１側すなわち電極金具１０に取り付けられた電
線把持金具１６に導線１７が支持され、隣接する鉄塔１
の同相間の避雷碍子８がこれら導線１７を介して相互に
接続されている。このため、避雷碍子８の放電電極１１
にフラッシオーバされたサージ電流は、導線１７を介し
て隣接する鉄塔１に設けられた同相の避雷碍子８に分流
されて、それら複数の避雷碍子８内の各限流素子１２を
通って大地に放電される。従って、雷サージ電流が１本
の鉄塔１上の１つの避雷碍子８に集中して流れることは
なく、複数の避雷碍子８に分流されるので、避雷碍子８
の雷サージ電流に対する責務を軽減することができる。

【００２３】このため、冬季雷が発生し易い地域におい
て、冬季雷のおそれがない地域と同等の避雷碍子８を同
様に設置しても、避雷碍子８の早期劣化や破壊のおそれ
がなく、電力線５に直撃する冬季雷に確実に対処するこ
とができる。従って、前記従来とは異なり、避雷碍子を
複数並列に設けたり大型化したりすることによって、避
雷碍子の設置作業が煩雑で面倒になったり、支持アーム
及び鉄塔の構造が重圧で複雑になったりするということ
がなく、避雷碍子８の設置に要するコストを低減するこ
とができる。又、雷サージ電流を複数の避雷碍子８に分
流させて、避雷碍子８の雷サージ電流に対する責務を軽
減することにより、避雷碍子８の小型化を図ることも可
能となる。

【００２４】又、本実施例では、導線１７として、その
外周が絶縁被覆されたものが使用されている。このた
め、風等により電力線５と導線５との間の間隔が極端に
小さくなった場合でも、電力線５或いは導線１７を流れ
る雷サージ電流が他方の線５，１７にフラッシオーバす
るというおそれはない。又、本実施例のように、電力線
路に沿って導線１７を架設することにより、この導線１
７を各種通信のための通信回線として使用することも可
能となる。

【００２５】更に、本実施例では、導線１７を介して複
数の避雷碍子８内の限流素子１２が並列に接続されるこ
とになるので、その並列に接続された分だけ、避雷碍子
８の静電容量が実質的に大きくなる。このため、避雷碍
子８のフラッシオーバ電圧が下がり、その結果、雷サー
ジ電流が気中放電間隙Ｇでフラッシオーバし易くなる。
従って、雷サージ電流は、支持碍子３側の気中絶縁間隙
Ｇ0 でフラッシオーバすることなく、気中放電間隙Ｇで
確実にフラッシオーバされる。

【００２６】このため、雷サージ電流が支持碍子３側の
気中絶縁間隙Ｇ0 でフラッシオーバするのを防止するた
めに、その気中絶縁間隙Ｇ0 を形成するアークホーン２
３，２４間の間隔を大きくするという必要はない。即
ち、本実施例では、支持碍子３側のアークホーン２３，
２４間の間隔を大きくするという煩雑な手間を要するこ
となく、雷サージ電流を気中放電間隙Ｇで確実にフラッ
シオーバさせることができる。

【００２７】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、各部の構成を例えば以下のように変更して
具体化することも可能である。 （１）支持碍子として、耐張型の支持碍子３以外に例え
ば懸垂型の支持碍子を使用したものおいて具体化するこ
と。

【００２８】

【発明の効果】 以上詳述したように本発明によれば、
次のような優れた効果を奏する。請求項１の発明によれ
ば、避雷碍子を複数並列に設けたり大型化したりするこ
となく、避雷碍子の雷サージ電流に対する責務を軽減す
ることができて、電力線に直撃する冬季雷にも確実に対
処することができる。又、避雷碍子の小型化を図ること
が可能となるとともに、導線を通信回線として使用する
ことも可能となる。

【００２９】請求項２の発明によれば、風等により電力
線と導線との間の間隔が小さくなっても、電力線又は導
線を流れる雷サージ電流が他方の線にフラッシオーバす
るというおそれがない。

【００３０】請求項３の発明によれば、支持碍子側の両
アークホーン間の間隔を大きくすることなく、雷サージ
電流を気中放電間隙で確実にフラッシオーバさせること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を具体化した避雷碍子装置の一実施例
において、導線の架設構造を示す概略説明図である。

【図２】 避雷碍子装置を示す正面図である。

【符号の説明】

１…鉄塔、２…支持アーム、３…支持碍子、５…電力
線、６…課電側の放電電極、７…取付アダプタ、８…避
雷碍子、１１…接地側の放電電極、１２…限流素子、１
６…電線把持金具、１７…導線、２０…架空地線、２３
…アークホーン、２４…アークホーン、Ｇ…気中放電間
隙。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄塔の支持アームに電力線を支持する支
   持碍子及び限流素子を内蔵する避雷碍子を取り付け、支
   持碍子には課電側の放電電極を設け、避雷碍子には前記
   課電側の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を設けた避雷碍子装置において、 隣接する鉄塔に設けられた同相間の避雷碍子をそれらの
   放電電極側において導線により接続した避雷碍子装置。
2. 【請求項２】 導線はその外周が絶縁被覆されたもので
   ある請求項１に記載の避雷碍子装置。
3. 【請求項３】 前記支持碍子は、所定の気中絶縁間隙を
   もって対向する一対のアークホーンを備えている請求項
   １に記載の避雷碍子装置。