JPH10285794A - 配電線耐雷方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力の安定な供給を維持しつつ架空地線の施設
費用、メンテナンス費用を大幅に削減することにある。 【解決手段】適宜の間隔を存して植設された電柱11a 〜
11c に配電線12a 〜12cを施設し、且つ所定の電柱11b
に配電用避雷器15a 〜15c を設置してなる配電系統にお
いて、前記配電用避雷器15a 〜15c の存在する電柱11b
を中心にして、その左右両側の電柱11a,11c との間に跨
がって架空地線17を施設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に配電線の耐雷
方式において、特に電柱の頭頂に施設される架空地線の
施設構造を改良した配電線耐雷方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に配電線は、所定の間隔を存して植
設されている電柱の上部に取付けられた腕金にピン碍子
を介して支持されている。図６はかかる配電系統の構成
例を示すもので、１ａ，１ｂ，１ｃは電柱、２はこれら
電柱１ａ，１ｂ，１ｃの頭頂に支持された架空地線、３
ａ，３ｂ，３ｃは電柱１ａ，１ｂ，１ｃの上部に取付け
られた腕金４にピン碍子５を介して支持された配電線で
ある。このピン碍子５には電極が埋め込まれており、こ
の電極により配電線と接地線との間にホーンギャップ５
ａが形成されている。

【０００３】ところで、このような構成の配電系統にお
いて、雷に起因する過渡的な異常電圧が発生すると、こ
の異常電圧は配電線及び配電機器の絶縁レベルを遥かに
超えることがあるため、この異常電圧により配電線路間
に絶縁破壊や配電機器の絶縁破壊による事故が発生して
しまう。

【０００４】最近ではこのような異常電圧から配電設備
や需要者の電気機器を守るため、様々な雷害対策が採ら
れており、その中でも特に配電用避雷器と架空地線との
併設は大きな要素である。

【０００５】ここで、配電用避雷器は、配電線の保護、
柱上変圧器、柱上開閉器等の配電機器の保護に用いられ
ており、配電線路に発生する異常電圧を配電用避雷器の
内部要素である非直線抵抗特性を示す酸化亜鉛素子によ
り低く抑え、配電線路や配電機器へ侵入する異常電圧を
低く抑えることにより、これら配電設備の事故を防ぐも
のである。

【０００６】この配電用避雷器の設置方法としては、配
電機器の近傍への設置から近年では図６に示すように避
雷器内蔵の柱上開閉器７を適宜の電柱（図では電柱１
ｂ）の腕金４の下方に取付けると共に、接地線８を介し
て大地に接地し、更なる保護効果をあげている。この避
雷器内蔵の柱上開閉器７は、三相各相の配電線に開閉部
７ａを設けると共に、その開閉部を挟む両側に配電用避
雷器９の一端を各配電線に接続し、他端を接地線８を介
して大地に接地したものである。

【０００７】さらに、電力の安定供給の観点からは柱上
開閉器７の雷撃による事故を防ぐことがキーポイントと
なっている。一方、架空地線２は電柱１ａ，１ｂ，１ｃ
の頭頂に全柱に渡って施設されており、この架空地線２
は直撃雷に対しては雷撃の分流効果により配電用避雷器
９の責務を軽減し、更に雷撃電流の磁界によって発生す
る誘導雷をも低減する。これらの雷害対策により配電用
避雷器の雷撃による責務は低く抑えられ、雷事故件数は
急激に減少している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように電力設備は
種々の厳しい自然条件にさらされているため、自然災
害、中でも雷による被害は多い。この雷により発生する
異常電圧は、配電線の絶縁破壊や配電機器の絶縁破壊等
を引起こし事故に至る可能性がある。

【０００９】そこで、雷害対策の一つとして配電用避雷
器の設置が挙げられるが、この配電用避雷器は配電機器
への内蔵化が進められているため、事故の波及及び事故
後の復旧を考慮すると、上記の事故の中でも配電機器の
保護を重要視しなければならない。

【００１０】一方、配電用避雷器の設置と共に架空地線
を全電柱の頭頂に施設しているが、架空地線には一般的
に亜鉛メッキ鋼の撚り線が用いられており、経年に伴い
腐食してしまうため、その保守が必要となる。

【００１１】また、配電設備は地域に広範囲に渡って施
設され、複雑且つ膨大であり、架空地線を全柱に渡って
施設する場合、その施設と保守によりコストは膨大なも
のとなる。

【００１２】そこで、仮に架空地線を全て撤去すると配
電系統の事故率が急激に上昇するため、架空地線の全数
を撤去することは困難である。本発明は上記のような事
情に鑑みなされたもので、電力の安定な供給を維持しつ
つ架空地線の施設費用、メンテナンス費用を大幅に削減
することができる経済的に有利な配電線耐雷方式を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段の配電線耐雷方式とするも
のである。請求項１に対応する発明は、適宜の間隔を存
して植設された電柱に配電線を施設し、且つ所定の電柱
に配電用避雷器を設置してなる配電系統において、前記
配電用避雷器の存在する電柱を中心にして、その左右両
側の電柱との間に跨がって架空地線を施設するものであ
る。

【００１４】請求項２に対応する発明は、適宜の間隔を
存して植設された電柱に配電線を施設し、且つ所定の電
柱に避雷器内蔵の柱上開閉器を設置してなる配電系統に
おいて、前記避雷器内蔵の柱上開閉器の存在する電柱を
中心にして、その左右両側の電柱との間に跨がって架空
地線を施設するものである。

【００１５】請求項３に対応する発明は、適宜の間隔を
存して植設された電柱に配電線を施設し、且つ所定の電
柱に配電用柱上開閉器及び外付の配電用避雷器を設置し
てなる配電系統において、前記配電用柱上開閉器及び外
付の配電用避雷器の存在する電柱を中心にして、その左
右両側の電柱との間に跨がって架空地線を施設するもの
である。

【００１６】請求項４に対応する発明は、適宜の間隔を
存して植設された電柱に配電線を施設し、且つ所定の電
柱に避雷器内蔵の柱上変圧器を設置してなる配電系統に
おいて、前記避雷器内蔵の柱上変圧器の存在する電柱を
中心にして、その左右両側の電柱との間に跨がって架空
地線を施設するものである。

【００１７】請求項５に対応する発明は、適宜の間隔を
存して植設された電柱に配電線を施設し、且つ所定の電
柱に柱上変圧器及び外付の配電用避雷器を設置してなる
配電系統において、前記柱上変圧器及び外付の配電用避
雷器の存在する電柱を中心にして、その左右両側の電柱
との間に跨がって架空地線を施設するものである。

【００１８】上記請求項１乃至請求項５に対応する発明
の配電線耐雷方式にあっては、配電用避雷器の存在する
電柱を中心にしてその左右両側の電柱との間に跨がって
施設された架空地線による雷撃電流の分流効果により配
電用避雷器の責務が抑えられるため、架空地線を全柱に
施設した場合と同等、若しくはそれ以上の雷撃に対する
保護効果を得ることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による配電線耐雷方式
を説明するための第１の実施の形態を示す配電系統の構
成図である。

【００２０】図１において、１１ａ，１１ｂ，１１ｃは
電柱、１２ａ，１２ｂ，１２ｃは電柱１１ａ，１１ｂ，
１１ｃの上部に取付けられた腕金１３にピン碍子１４を
介して支持された配電線である。このピン碍子１４には
電極が埋め込まれており、この電極により配電線と接地
線との間にホーンギャップ１４ａが形成されている。

【００２１】また、１５ａ，１５ｂ，１５ｃは適宜位置
の電柱１１ｂの腕金１３に三相各相の配電線１２ａ，１
２ｂ，１２ｃ間に跨がってそれぞれ取付けられ、且つ一
端が各相に対応する配電線に接続され、他端が接地線１
６を介して大地に接地された配電用避雷器である。

【００２２】このような構成の配電線において、本実施
の形態においては配電用避雷器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ
が存在する電柱１１ｂを中心にして左右に１スパンのみ
架空地線１７を施設するものである。

【００２３】次に上記のような構成の配電系統の作用に
ついて述べる。図１の構成において、架空地線１２の施
設部分に雷害を受けた場合、図２の雷撃電流１８は架空
地線１７により分流され、この架空地線１７から配電用
避雷器１５ａ〜１５ｃが設置されている電柱１１ｂから
配電用避雷器に流込む雷撃電流ＩＧＷと隣接の電柱１１
ｃを通してホーンギャップ１４の動作により配電線１２
に流込む雷撃電流ＩＨＧとがキャンセルし合うため、配
電用避雷器１５の責務超過による事故が架空地線１７を
全電柱に施設した場合よりも軽減される。

【００２４】また、雷撃電流を架空地線１７の無い部分
に受けた場合でも、ホーンギャップ１４ａの動作と架空
地線１７の分流効果により架空地線を全電柱に施設した
場合と同等の保護効果が得られ、事故率が軽減される。

【００２５】図３は本発明による配電線耐雷方式を説明
するための第２の実施の形態を示す配電系統の構成図
で、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。

【００２６】第２の実施の形態では、電柱１１ｂに避雷
器内蔵の柱上開閉器１９が装柱されている場合、この柱
上開閉器１９が存在する電柱１１ｂを中心にして、その
左右の電柱１１ａ，１１ｃ間の１スパンにのみ架空地線
１７を施設する。この避雷器内蔵の柱上開閉器１９は、
三相各相の配電線に開閉部１９ａを設けると共に、その
開閉部を挟む両側に配電用避雷器２０の一端を各配電線
に接続し、他端を接地線１６を介して大地に接地したも
のである。

【００２７】次に上記のような構成の配電系統の作用に
ついて述べる。図３の構成において、架空地線１７を避
雷器内蔵の柱上開閉器１９の設置柱を中心として両側に
１スパンのみ施設した場合、その雷撃位置の中心柱から
の距離に対する避雷器内蔵の柱上開閉器１９における配
電用避雷器２０が責務超過に至る雷撃電流の波高値の解
析結果を示すと図４のようなグラフとなる。

【００２８】同図で、「・」は架空地線１７を全柱に施
設した場合、「□」は架空地線無しの場合、「○」は架
空地線１スパンのみ施設した場合をそれぞれ示す。同図
より、架空地線１７を全柱に施設した場合、及び架空地
線１７を１スパンのみ施設した場合ともに、架空地線１
７を全く施設しない場合に比べて避雷器内蔵の柱上開閉
器１９における配電用避雷器２０が責務超過に至る雷撃
電流は高いことが分かる。

【００２９】即ち、架空地線１７を全柱に施設した場
合、及び架空地線１７を１スパンのみ施設した場合共
に、架空地線１７を全く施設しない場合に比べて大きな
雷撃を受けても配電用避雷器２０の責務超過による事故
が発生し難いことになる。

【００３０】また、雷撃点位置が０から３３ｍ、つまり
架空地線１７が施設されている距離までは、架空地線１
７を全柱に施設した場合よりも架空地線１７を１スパン
のみ施設した方が避雷器内蔵の柱上開閉器１９における
配電用避雷器２０の責務超過に至る雷撃電流が高いこと
が分かる。これは、本発明者等の解析により初めて明ら
かにしたものである。

【００３１】このような現象の原因は、第１の実施の形
態の作用で説明したような効果により、配電用避雷器２
０に流込む電流がキャンセルし合うために，配電用避雷
器２０の責務が軽減されるためである。

【００３２】一方、雷撃点位置が３３ｍ以上ではほぼ同
等の電流値を示している。これは、避雷器内蔵の柱上開
閉器１９の設置電柱の両側には架空地線１７が施設して
あるため、ホーンギャップ１４の動作と架空地線１７に
よる雷撃電流の分流効果により配電用避雷器２０の責務
が軽減されるためであり、第２の実施の形態の構成例に
おいては従来の架空地線の全電柱に渡る施設と同等の保
護効果を有することが分かる。

【００３３】上記第２の実施の形態では、配電用避雷器
２０が柱上開閉器１９に内蔵されている場合であるが、
配電用避雷器２０が柱上開閉器１９の外部に取付けられ
ている場合にも、前述同様の保護効果をあげることがで
きる。

【００３４】また、図５に示す本発明の第３の実施の形
態のように配電用避雷器内蔵の変圧器２１の存在する電
柱１１ｂを中心にして、左右に１スパンのみ架空地線１
７を施設する場合も、或いは配電用避雷器が柱上変圧器
２１の外部に取付けられている場合も、上記と同様な効
果が得られる。

【００３５】このように架空地線１７を柱上開閉器１
９、若しくは柱上変圧器２１と配電用避雷器が設置して
ある電柱を中心として左右に１スパンのみ施設するだけ
で架空地線を全電柱に施設した場合と同等、若しくはそ
れ以上の保護効果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように本発明による配電線耐
雷方式によれば、架空地線を部分的に施設するだけで、
架空地線を全柱に施設した場合と同等、若しくはそれ以
上の保護効果が得られるため、電力の安定な供給を維持
しつつ架空地線の施設費用、メンテナンス費用を大幅に
削減することにより配電設備の経済性を大幅に向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による配電線耐雷方式の第１の実施の形
態を示す配電系の構成図。

【図２】第１の実施の形態の作用を説明するための配電
用避雷器のエネルギー吸収モデルを示す図。

【図３】本発明による配電線耐雷方式の第２の実施の形
態を示す配電系の構成図。

【図４】第２の実施の形態の作用を説明するための雷撃
位置に対する避雷器が責務超過に至る雷撃電流の変化を
グラフとして示す図。

【図５】本発明による配電線耐雷方式の第３の実施の形
態を示す配電系の構成図。

【図６】従来の配電線耐雷方式を説明するための配電系
の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１１ａ〜１１ｃ……電柱 １２ａ〜１２ｃ……配電線 １３……腕金 １４……ピン碍子 １４ａ……ホーンギャップ １５ａ〜１５ｃ……配電用避雷器 １６……接地線 １７……架空地線 １９……避雷器内蔵の柱上開閉器 ２０……配電用避雷器 ２１……避雷器内蔵の柱上変圧器

フロントページの続き (72)発明者 峰島 俊哉 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社内 (72)発明者 山本 秀幸 神奈川県横浜市鶴見区江ヶ崎町４番１号 東京電力株式会社内 (72)発明者 深野 孝人 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 多田 孝光 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 小島 宗次 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 東 芝変電機器 テクノロジー株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 適宜の間隔を存して植設された電柱に配
   電線を施設し、且つ所定の電柱に配電用避雷器を設置し
   てなる配電系統において、 前記配電用避雷器の存在する電柱を中心にして、その左
   右両側の電柱との間に跨がって架空地線を施設するよう
   にしたことを特徴とする配電線耐雷方式。
2. 【請求項２】 適宜の間隔を存して植設された電柱に配
   電線を施設し、且つ所定の電柱に避雷器内蔵の柱上開閉
   器を設置してなる配電系統において、 前記避雷器内蔵の柱上開閉器の存在する電柱を中心にし
   て、その左右両側の電柱との間に跨がって架空地線を施
   設するようにしたことを特徴とする配電線耐雷方式。
3. 【請求項３】 適宜の間隔を存して植設された電柱に配
   電線を施設し、且つ所定の電柱に配電用柱上開閉器及び
   外付の配電用避雷器を設置してなる配電系統において、 前記配電用柱上開閉器及び外付の配電用避雷器の存在す
   る電柱を中心にして、その左右両側の電柱との間に跨が
   って架空地線を施設するようにしたことを特徴とする配
   電線耐雷方式。
4. 【請求項４】 適宜の間隔を存して植設された電柱に配
   電線を施設し、且つ所定の電柱に避雷器内蔵の柱上変圧
   器を設置してなる配電系統において、 前記避雷器内蔵の柱上変圧器の存在する電柱を中心にし
   て、その左右両側の電柱との間に跨がって架空地線を施
   設するようにしたことを特徴とする配電線耐雷方式。
5. 【請求項５】 適宜の間隔を存して植設された電柱に配
   電線を施設し、且つ所定の電柱に柱上変圧器及び外付の
   配電用避雷器を設置してなる配電系統において、 前記柱上変圧器及び外付の配電用避雷器の存在する電柱
   を中心にして、その左右両側の電柱との間に跨がって架
   空地線を施設するようにしたことを特徴とする配電線耐
   雷方式。