JPS596116Y2 - 送電線よりの静電誘導電流安定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、送電線からの静電誘導電力を利用して負荷
に電力を供給する場合に、負荷に流れる電流を安定化で
きるようにした送電線よりの静電誘導電流安定装置に関
する。

送電鉄塔（大地）の架空地線を一定区間絶縁するか、ま
たは別に送電線鉄塔および送電線より絶縁した導電線を
設け、この架空地線または送電線と送電鉄塔間に生ずる
静電誘導電力を利用して電気負荷を用いる方法が提案さ
れかつ実施されている。

この電気負荷として、以下の説明においては航空障害灯
の放電管負荷を用いる場合について述べることにする。

送電鉄塔（以下、鉄塔という）の左右の各１組の三相交
流電圧は普通の場合、その電圧は同一電圧である。

従来、架空地線の一定区間を鉄塔より絶縁するか、また
は別に鉄塔と絶縁した導電線と鉄塔間に放電管と抵抗を
直列に接続して放電管を点灯する方法が採られている。

この場合、上記架空地線または導電線と鉄塔間に発生す
る静電誘導電圧は、鉄塔左右の送電線の相配列が互いに
逆相送電する場合、鉄塔左右のいずれか一方の組の送電
線の充電を停止すると、上記の静電誘導電圧は鉄塔左右
の両方の送電線とも充電されている場合に比べて６０％
以上も上昇するので、放電管は電流に対して定電圧特性
であるから、電圧上昇時の電流は電圧上昇程度以上に増
大し、鉄塔左右のいずれか一方の組の送電線の充電の停
止が長時間に及ぶときは電流の増大による放電管の発熱
の増大など、その影響は大きく、放電管寿命の低下や破
損などを来たすことになる。

したがって、上述のような電圧上昇、それにともなう電
流の増大を防止することが、放電管を安定的に点灯でき
、上記のような悪影響を防止できるものである。

その対策として、放電管と直列に、抵抗または静電コン
デンサと継電器とを直列接続して設け、この継電器の接
点をこの抵抗または静電コンテ゛ンサと並列接続もしく
は高抵抗と静電コンデンサとの直列接続と並列に接続し
て、上記電流増大時に継電器が動作して開放させる。

これによって、抵抗または静電コンデンサもしくは、こ
の抵抗と静電コンデンサとが直列接続されることとなり
、過大電流を防ぐことが考えられる。

しかし、抵抗または静電コンデ゛ンサには５０００から
１００００ Ｖ以上の高電圧が印加されているので、並
列に接続された継電器接点にも同様の高電圧が印加され
ているので、耐電圧その他の点で特別なものが必要とな
り、実用化にはならないのが現状である。

また、鉄塔左右の送電線の相配列が互いに同相送電の場
合も、鉄塔左右のいずれか一方の組の送電線の充電を停
止すると、架空地線の鉄塔間に発生する誘導電圧は両方
の組の送電線に充電された状態に比べ、５０％も電圧降
下し、電流は減少し、放電管は消灯したりもしくは点灯
が不安定となる。

この対策として、上記した逆相送電の場合と同様な構戊
で、ただ継電器は両方の組の送電線に充電されている場
合、動作状態にさせ、その継電器接点は開放であり、一
方の組の送電線の充電を停止された場合、電圧は低下に
よって継電器が復旧動作して接点を短絡させるようにす
れば、電流減少に対しても放電管を点灯させることはで
きるが、これもまた、逆相送電と同様、耐電圧などによ
り実用し得ないのが現状である。

この考案は、上記の点にかんがみなされたもので、いず
れの送電の場合でも何等支障なく電圧低下、電圧上昇に
対し常に放電管を安定的に点灯でき、破損や寿命の防下
を肪止できるとともに、作業を簡易にできる送電線より
の静電誘導電流安定装置を提供することを目的とする。

以下、この考案の送電線よりの静電誘導電流安定装置の
実施例について図面に基づき説明する。

第１図はその一実施例の構戊を示す回路図である。

この第１図は鉄塔左右の組の送電線が互いに逆相送電で
、両方の組の送電線が充電している場合である。

この第１図における１は架空地線であり、２は鉄塔を示
す。

架空地線１と鉄塔２との間に、抵抗３、誘導線輪４、誘
導線輪５の１次巻線１５、継電器巻線６、放電管７，８
，９．１０とが直列に接続されている。

そして、この架空地線１は一定区間を鉄塔２より絶縁さ
れている。

上記誘導線輪５は１次巻線１５と２次巻線１６とを有し
ており、１次巻線１５は前述した通りであるが、２次巻
線１６の両端に並列に継電器巻線６の常開の接点１７が
接続されている。

いま、この第１図において、抵抗３で放電管７〜１０の
電流を正常な電流に調整しておけば、放電管７〜１０は
正常に点灯される。

この場合、継電器巻線６には、放電管７〜１０の正常電
流が流れるが、動作はせず、したがって、その常開の接
点１７は開放状態にある。

この状態を等価回路で示せば、第２図に示すごとくにな
る。

この第２図におけるＥ１は逆相送電で鉄塔左右の送電線
とも送電している場合の発生電圧を示し、また、Ｃは鉄
塔左右の送電線と一定区間鉄塔より絶縁した架空地線１
または鉄塔送電線と絶縁した導電線との各相互静電容量
と上記架空地線または導電線の対地静電容量の合計を示
す。

その他の部分において、第１図と同一符号は第１図と同
一部分を示すものである。

次に、逆相で鉄塔左右の何れかの組の送電線が充電を停
止した場合、発生電圧は上述したごとく、６０％上昇す
るから、放電管７〜１０に流れる電流は増大し、継電器
巻線６にも同様な増大電流が流れるから、継電器巻線６
が励磁されて、その接点１７が閉威される。

この接点１７が閉威されることにより、誘導線輪５の２
次巻線１６が短絡されることになり、誘導線輪５のイン
ダクタンス要素としての作用は消滅し、電流が減少する
。

これにともない、正常に近い電流に復旧し、放電管７〜
１０は点灯される。

しかし、継電器巻線６は動作電流よりも保持電流の方が
小さい性質があるから、この電流でも、動作状態のまま
で保持されている。

これを等価回路で表わせば、第３図のごとくになる。

この第３図において、Ｃは第２図の場合と同様であり、
Ｅ２は逆相送電で鉄塔左右の送電線の何れかが送電を停
止した場合の発生電圧である。

次に、充電停止から充電状態に復旧させると、発生電圧
はもとの正常な電圧に回復するから、電流は低下し、継
電器巻線６は復旧動作し、接点１７は元の開放された状
態になり、放電管７〜１０は正常は点灯状態となる。

さらに、鉄塔左右の送電線の相配列が互いに同相送電の
場合で、正常時、すなわち、鉄塔左右の両方の組の送電
線が充電されている場合、第１図に示すごとき構戒にお
いて、放電管７〜１０は抵抗３で正常電流になるように
調整し、放電管７〜１０は点灯される。

この場合、継電器巻線６には放電管７〜１０に流れる正
常な電流が流れ、動作状態となり、接点１７は閉威され
、誘導線輪５の２次巻線１６が短絡される。

これを等価回路で示せば、第４図のごとくになる。

この第４図におけるＥ３は同相送電で鉄塔左右の送電線
とも送電している場合の発生電圧であり、その他の部分
は第２図および第３図と同様である。

次に、同相で鉄塔左右の何れかの組の送電線が充電を停
止した場合、発生電圧は上述したごとく、５０％近くも
低下し、放電管７〜１０に流れる電流は大きく減少する
から、継電器巻線６は復旧動作して、この接点１７は開
放される。

この接点１７が開放されることによって、誘導線輪５は
元のインダクタンス要素として作用するから、電流は増
大し、正常に近い電流に復旧し、放電管７〜１０は点灯
される。

しかし、継電器巻線６はこの状態では動作するに至らず
、接点１７は開放のままである。

これを等価回路で示すと、第５図のようになる。

この第５図におけるＥ４は同相送電で鉄塔左右の送電線
の何れかが送電を停止した場合の発生電圧である。

また、１５は第１図における誘導線輪５の１次巻線を示
し、その他の部分は第２図ないし第４図と同様である。

次に、充電停止から充電状態に復旧させると、発生電圧
はもとの正常電圧に大きく回復するから、電流は増大し
、継電器巻線６は動作し、接点１７はもとの短絡された
状態になり、正常電流となって、放電管７＝１０は正常
に点灯される。

上記より明らかなように、継電器巻線６によって開閉制
御される接点１７は開放されている場合、誘導線輪５は
インダクタンス要素として作用する。

それによって、絶縁された架空地線と各送電線との静電
容量および絶縁された架空地線との静電容量の合計の誘
電容量Ｃのリアクタンス部分を減少させる。

なお、放電管７〜１０を直接抵抗や誘導線輪を介して絶
縁された架空地線と鉄塔間に設ける代わりに、第１図の
点線で示した変圧器１２で電圧を降下させて、変圧器１
３〜１３”’を介して放電管７′〜１０′を点灯するよ
うにしてもよい。

また、変圧器１２の低圧側に放電管以外の負荷１８を接
続する場合も全く放電管負荷と同様、安定した同一電圧
が供給されるものである。

そして、誘導線輪５と継電器巻線６の接続位置に絶縁さ
れた架空地線１と鉄塔２間のいずれの位置であってもよ
く、さらに、誘導線輪５と継電器巻線６とは近接に接続
されていなくてもよく、いずれもが直列に接続されてい
ればよいものであるが、継電器巻線６と接点間の耐電圧
の関係上、隣接して接続し、その接続点と誘導線輪５の
２次巻線の一端を接続する方がよい。

そして、説明に当たり、絶縁された架空地線について述
べたが、別に設けた導電線の場合も全く同様な作用で同
様の効果が得られるものである。

さらに、鉄塔の左右の各１組の送電線の場合について述
べたが、左右が複数組以上の送電線の場合においても、
絶縁された架空地線または別に設けた導電線も上記絶縁
された架空地線または導電線と鉄塔間に発生する電圧は
、この絶縁された架空地線または導電線輪に最も近い左
右の１組の送電線によってほぼ決定されるものであり、
したがって、複数組以上の送電線の場合も１組の場合と
同様で゛ある。

また、誘導線輪５の代わりに変圧器を設けて、その２次
巻線に、導線輪を並列に設け、さらに誘導線輪と並列に
上記接点を設けた変圧器の１次側巻線を誘導線輪５と同
様に直列に接続すれば、変圧器の２次側に並列に接続さ
れた誘導線輪は１次側から見た場合、変圧器の１次，２
次巻線の巻線比の２乗のインダクタンスとした誘導線輪
として作用される。

したがって、誘導線輪５と同様の作用をなし、同様の効
果を奏するものである。

第６図はこの考案の他の実施例を示す回路図である。

この第６図の実施例の場合は、第１図における誘導線輪
５に代えて、変圧器５０が使用されている。

変圧器５０は高圧側巻線５５と低圧側巻線５６とを有し
ており、高圧側巻線５５は第１図の場合と同様にして、
誘導線輪４と継電器巻線６との間に接続されている。

また、低圧側巻線５６の両端には、抵抗およびコンテ゛
ンサからなるインピーダンス素子１１が接続されている
。

このインピーダンス素子１１に並列に、継電器巻線６に
よって開閉制御される常閉の接点２７が接続されている
。

その他の構或は第１図と同様であり、第１図と同一部分
には同一符号を付して構威の説明を省略する。

次に、この第６図の実施例の動作について説明すると、
抵抗３で放電管７〜１０の電流を正常な電流に調整し、
放電管７〜１０は正常に点灯される。

鉄塔左右の送電線の相配列が互いに逆相送電の場合、継
電器巻線６には、放電管７〜１０の正常電流が流れるが
、動作せず、その常閉の接点２７はそのまま閉威された
状態である。

この場合の等価回路は第７図に示すごとくになり、各部
分は第２図と同様であり、第２図と同一部分には同一符
号が付されている。

次に、逆相で、鉄塔左右の何れかの組の送電線が充電を
停止した場合には、発生電圧はすでに述べたごとク、６
０％程度も上昇するから、放電管７〜１０に流れる電流
は増大し、継電器巻線６にも同様な増大電流が流れるか
ら、継電器巻線６は動作し、この常閉の接点２７は開放
され、インピータツス１１が低圧側巻線５６に接続され
た状態となる。

したがって、高圧側巻線５５のインピーダンスは大きな
値となり、電流の増大は防止され、正常に近い電流に復
旧し、放電管７〜１０は点灯される。

しかし、継電器巻線６は動作電流より保持電流の方が小
さいから、この電流でも動作状態のままでも保持されて
いる。

これを等価回路で表わせば、第８図のごとくになる。

次に、充電停止から充電状態に復旧させると、発生電圧
は元の正常な電圧に回復するから、電流は低下し、継電
器巻線６は復旧動作し、この接点２７は元の短絡された
状態になり、放電管７〜１０は正常な点灯状態となる。

次に、鉄塔左右の送電線の相配列が互いに同相送電の場
合で、正常時、すなわち、鉄塔左右の両方の組の送電線
が充電されている場合、第６図に示すごとき構成におい
て、放電管７〜１０は抵抗３で正常電流になるように調
整し、放電管７〜１０は点灯される。

この場合、継電器巻線６には放電管７〜１０に流れる正
常な電流が流れ、動作状態となり、接点２７は開放され
ている。

この状態の場合の等価回路は第９図のごとくになる。

次に、同相で、鉄塔左右の何れかの組の送電線が充電を
停止した場合、発生電圧は上述のごとく、５０％近くも
低下し、放電管７〜１０に流れる電流は大きく減少する
から、継電器巻線６は復旧動作して、その接点２７は短
絡される。

この接点２７が短絡されることによって、変圧器５０の
高圧側巻線５５から見たインピーダンスは高圧側巻線５
５の巻線抵抗のみの場合に近い値となり、電流は正常に
近い電流に復旧し、放電管７〜１０が点灯する。

そして、このときの電流は正常時と大きな差がないので
、実用上何等支障とはならない。

しかし、継電器巻線６はこの状態では動作せず、接点２
７は短絡のままである。

これを等価回路で示すと、第１０図のごとくになる。

次いで、充電停止から充電状態に復旧させると、発生電
圧はもとの正常電圧に大きく回復するから、電流は増大
し、継電器巻線６は動作し、接点２７は元の開放された
状態になり、正常電流となって、放電管７〜１０は正常
に点灯される。

そして、継電器巻線６は動作状態を続け、第９図の等価
回路で示す状態に復旧する。

ここで、変圧器５０の低圧側巻線５６に並列接続された
インピーダンス素子１１の作用を詳述すると、接点２７
が開放されている場合、変圧器５０の高圧側巻線５５は
インピーダンス素子１１が第１１図ａのように、抵抗の
場合において、変圧器５０の巻線比の２乗に抵抗値を乗
した値となる。

また、第１１図ｂのように、静電コンデンサにおいては
、変圧器５０の巻線比の２乗で静電容量値を除した値と
なる。

さらに、第１１図Ｃのように、インピーダンス要素１１
が抵抗とコンデンサの直列接続の場合は上記したごとく
、巻線比の２乗に抵抗値を乗した値と巻線比の２乗で静
電容量を除した値とを加算したこととなる。

また、電圧の変動に対して、放電管７〜１０に流れる電
流が変わり、接点２７の開放または短絡により第７図な
いし第１０図に示すごとく、装置内の回路のインピーダ
ンスを制御して電流をほぼ一定とするものである。

なお、この第６図の実施例においても、放電管７〜１０
を直接抵抗３や誘導線輪４を介して絶縁された架空地線
と鉄塔間に設ける代わりに、第６図の破線で示した変圧
器で電圧を降下させて変圧器１３〜１３”’を介して放
電管７′〜１０’を点灯する場合も同様であり、また、
変圧器１２の低圧側に放電管以外の負荷１８を接続する
場合も、同様にして電圧を供給することができる。

さらに、変圧器５０を継電器巻線６の接続位置に絶縁さ
れた架空地線１と鉄塔２間のいずれの位置であってもよ
く、そして、変圧器５０の継電器巻線６とは近接して接
続されていなくてもよく、いずれもが直列に接続されて
いればよいものであるが、継電器巻線６と接点２７の耐
電圧の関係上、隣接して接続し、その接続点と変圧器５
０の低圧側巻線５６の一端を接続する方がよいのは第１
図の実施例に述べた通りである。

また、絶縁された架空地線について述べたが、別に設け
た導電線の場合も全く同様な作用で上記と同様の効果が
得られることも、第１図の場合に述べた通りであり、さ
らに、鉄塔の左右の各組の送電線の場合のみならず、左
右が複数組以上の送電線の場合においても絶縁された架
空地線または別に設けた送電線も、上記絶縁された架空
地線または導電線と鉄塔間に発生する電圧はこの絶縁さ
れた架空地線または導電線に最も近い左右の１組の送電
線によってほぼ決定されるものであり、したがって、複
数組以上の送電線の場合も１組の場合と同様であること
も、すでに述べたのと同様である。

以上詳述したように、この考案の送電線よりの静電誘導
電流安定装置によれば、送電鉄塔に架設されている架空
地線の一定区間を送電鉄塔より絶縁するかまたは別に送
電鉄塔と絶縁した導電線を送電線に沿って設け、送電線
によってこの架空地線または導電線に静電誘動電力を生
ヒさせ、この静電誘動電力を電源として負荷を駆動する
場合において、この負荷とともに第１の誘導巻線と、第
２の誘導線輪の１次巻線および継電器巻線を直列に接続
して、第２の誘導巻線の２次巻線の両端に継電器を常閉
接点を接続し、負荷に流れる電流に応じて継電器の接点
により第２の誘導線輪にインダクタンスとして機能を付
与させたりあるいはその機能を消滅させるようにするか
、または第２の誘導線輪に代えて、変圧器を接続し、こ
の変圧器の低圧側の巻線の両端にインピーダンス素子お
よび継電器の接点を接続し、負荷に流れる電流に応じて
継電器によりその接点の開閉を制御することにより、イ
ンピーダンス素子のインピーダンスを増減させるように
して、負荷に流れる電流を安定化させるようにしたので
、何れの送電の場合においても、何等の支障もなく、電
圧低下、電圧上昇に対して常に安定した状態で負荷を駆
動でき、負荷の破損を防止できるとともに、負荷の長寿
命化を期することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の送電線よりの静電誘導電流安定装置
の一実施例を示す回路図、第２図ないし第５図はそれぞ
れ同実施例の送電形態ごとの等価回路図、第６図はこの
考案の送電線よりの静電誘導電流安定装置の他の実施例
を示す回路図、第７図ないし第１０図はそれぞれ第６図
の実施例の送電形態ごとの等価回路図、第１１図ａない
し第１１図Ｃはそれぞれ第６図の実施例におけるインピ
ーダンス素子の作用を説用するための図である。 １・・・・・・架空地線、２・・・・・・鉄塔、３・・
・・・・抵抗、４，５・・・・・・誘導線輪、６・・・
・・・継電器巻線、７〜１０．７’〜１０′・・・・・
・放電管、１１・・・・・・インピーダンス素子、１２
，１３．１３’〜１３”’，５０・・・・・・変圧器、
１７．２７・・・・・・接点、１８・・・・・・負荷。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 大地に接地された送電鉄塔に架設されている架空地線の
   一定区間を送電鉄塔より絶縁するかまたは送電鉄塔と絶
   縁した導電線を送電線に沿って設け、上記架空地線また
   は導電線と送電鉄塔間に生ずる静電誘導電力を電源とし
   て利用する装置において、上記架空地線または導電線と
   送電鉄塔間に接続され上記静電誘導電力を電源として駆
   動される負荷と、上記架空地線または導電線と送電鉄塔
   間において上記負荷と直列に接続された第１の誘導線輪
   と、上記架空地線または導電線と送電鉄塔間において上
   記負荷および第１の誘導線輪とともに直列に接続され上
   記負荷に流れる電流が設定値以上になったとき応動する
   継電器巻線と、１次巻線が上記負荷、第１の線輪および
   継電器巻線とともに直列に接続されかつ２次巻線が上記
   継電器巻線によって開閉制御される接点の開閉に応じて
   短絡あるいは開放されて上記負荷への通電調整を行なう
   第２の誘導線輪もしくは上記１次巻線を高圧側巻線とし
   かつ上記２次巻線を低圧側巻線とするとともにこの低圧
   側巻線の両端にインピーダンス素子が接続され上記接点
   の開閉に応じて上記インピーダンス素子が上記低圧側巻
   線に接続あるいは短絡されて上記負荷への通電調整を行
   なう変圧器の一方とからなり、上記架空地線または導電
   線と送電線の相互静電容量と架空地線または導電線の対
   地静電容量との合計の静電容量を上記継電器接点による
   第２の誘動線輪もしくはインピーダンス素子の短絡，開
   放により減少させるようにしたことを特徴とする送電線
   よりの静電誘導電流安定装置。