JPS62264512A - 架空送電線用耐雷碍子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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耐雷碍子装置に関するものである
。

（従来の技術） 従来、送電線路に雷サージ電圧が加わったとき、これを
速やかに放電するとともに、その後生じる続流を遮断し
地絡事故を防止する耐雷碍子装置が提案されている。□
この耐雷碍子装置として鉄塔の支持アームに支持碍子を
介して送電線を支持するとともに、避雷碍子を吊下固定
し、同避雷碍子の下端部に取着した放電電極と前記送電
線側に取着した放電電極との間に所定の放電間隙を設け
る方式と、又鉄塔の支持アームに支持碍子を介して送電
線を支持するとともに、非直線性抵抗素子を内蔵した避
雷碍子を吊下固定して同避雷碍子の下端部に送電線を接
続する方式とがある。

（発明が解決しようとする問題点） 前者の耐雷碍子装置においては、雷サージ電圧が送電線
に加わるとその異常高電圧は避雷碍子の下端部に設けら
れた放電間隙を経由し避雷碍子内の非直線性抵抗素子を
通して放電される。想定した雷サージを処理する場合、
避雷碍子の上下両端部に取着した一対のアーキングホー
ンの間隙で閃絡を生じないことはもちろん、想定を土建
る雷撃をうけても閃絡を避雷碍子アーキングホーン間に
とどめ二次的な損傷を防止するため前記課電側のアーキ
ングホーンと鉄塔との間の絶縁クリアランスでは絶対に
閃絡が生じないようにすることが要求される。

一方、後者の耐雷碍子装置においては、異常高電圧が避
雷碍子の非直線性抵抗素子を通って放電される。想定を
こえる雷撃をうけた場合前者と同様の対応が必要であっ
た。これらの耐雷碍子装置を送電線に適用し、耐雷碍子
装置の雷サージ処理に対する信頼性をより高め、かつ合
理的な設計によって鉄塔の小型化を図るためにはアーキ
ングホーン間隙長や絶縁クリアランスの間の寸法比を最
適な関係に設定する必要があった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 第１発明は前記問題点を解消するため、鉄塔の支持アー
ムに支持碍子を介して送電線を支持するとともに、避雷
碍子を吊下固定し、同避雷碍子の下端部に取着した放電
電極と前記送電線側に取着した放電電極との間に所定の
放電間隙長Ｇ２を設け、前記避雷碍子の上下両端部に取
着した一対のアーキングホーンの間隙長Ｇ３と、前記支
持碍子の両端部に取着した一対のアーキングホーンの間
隙長Ｇ１と、支持碍子の下端部に取着したアーキングホ
ーンと鉄塔との間の絶縁クリアランスＣとの間に、 絶縁クリアランスＣ１放電間隙Ｇ２の放電前において、 Ｇ１．Ｃ≧Ｇ２Ｘ　（１，１８〜２．０）放電間隙Ｇ２
の放電後において、 Ｃ≧０３Ｘ　（１，１３〜１．５３） Ｃ１≧Ｇ３ となるように間隙長Ｇ１〜Ｇ３及び絶縁クリアランスＣ
を設定するという手段を採っている。　”第２発明は前
記問題点を解消するため、鉄塔の支持アームに支持碍子
を介して送電線を支持するとともに、非直線性抵抗素子
を内蔵した避雷碍子を吊下固定して同避雷碍子の下端部
に送電線を接続し、前記支持碍子の両端部に取着したア
ーキングホーンの間隙長を０１とし、前記避雷碍子の上
下両端部に対向配置した一対のアーキングホーンの間隙
長を０３とし、前記避雷碍子の下端部に取着したアーキ
ングホーンと鉄塔との間の絶縁クリアランスをＣとする
と、 Ｃ≧Ｇ３Ｘ　（１，１３〜１．５３） Ｃ１≧Ｇ３ になるように前記間隙長Ｃ１，Ｃ，３及び絶縁クリアラ
ンスＣを設定するという手段を採っている。

（作用） 第１発明は送電線又は鉄塔部に雷サージが印加され、放
電間隙Ｇ２に放電が生じるまでは、間隙Ｇ１、Ｇ３．及
び送電線と鉄塔との間の絶縁クリアランスＣの間に電圧
が加わるが、雷サージが放電間隙Ｇ２の放電開始電圧以
上になると、この部分が放電し、避雷碍子の非直線性抵
抗素子を経て支持アームへ放電され雷サージ電圧が抑制
されることから、前記間隙Ｇ１、Ｇ３及び絶縁クリアラ
ンスＣで閃絡を生じることはない。又、想定を上廻る雷
撃をうけても各間隙と絶縁クリアランスに絶縁隔差を設
けていることから、避雷碍子アーキングホーン間隙Ｇ３
以外で閃絡を生じることはない。

第２発明は送電線に雷サージが加わると、避雷碍子に内
蔵した非直線性抵抗素子で放電が生じるまでは、間隙Ｇ
３及び送電線と鉄塔との間の絶縁クリアランスＣの間に
電圧が加わるが、雷サージが非直線性抵抗素子の放電開
始電圧以上になると、同非直線性抵抗素子で放電が始ま
り、雷サージ電圧が抑制されることから、間隙Ｇ３、絶
縁クリアランスＣの間で閃絡を生じることはない。また
想定を上廻る雷撃をうけて非直線性抵抗素子部の制限電
圧が裔くなっても間隙Ｇ３と絶縁クリアランスＣとの間
に絶縁隔差を設けであることから、絶縁クリアランスＣ
で閃絡が生じることはない。

（実施例） 以下、第１発明を具体化した第１実施例を第１図及び第
２図に基づいて説明する。

鉄塔１に装着した支持アーム２の中間部には長幹碍子よ
りなる支持碍子３の上部キャップ金具４がボルトにより
固定され、同支持碍子３の下端部に嵌合固定した下部キ
ャンプ金具５には把持金具６を介して送電線７が支持さ
れている。

前記上下両キャップ金具４．５には前記支持碍子３の沿
面閃絡による損傷を防【ヒするためのアーキングホーン
８，９が所定の間隙Ｇ１をもって対向配置されている。

前記把持金具６には課電側の放電電極としてのアーキン
グホーン１０が支持されている。

一方、前記支持アーム２の先端部には電圧−電流特性が
非直線性の抵抗素子１１　（以下単に非直線性抵抗素子
という）を内蔵した避雷碍子１２の上部電極金具１３が
ボルトにより固定され、同避雷碍子１２の下部電極金具
１４には放電電極としてのアーキングホーン１５が前記
アーキングホーン１０と所定の放電間隙Ｇ２をもって対
向するように、かつ水平方向の位置調節可能に支持され
ている。同避雷碍子１２の上下両電極金具１３，１４に
は避雷碍子１２の沿面閃絡あるいは放圧時の損傷を防止
するためのアーキングホーン１６，１７が所定の間隙Ｇ
３をもって対向配置されている。

前記アーキングホーン９と鉄塔１との間には所定の絶縁
クリアランスＣが設けられ、雷サージが加わったときア
ーキングホーン９から鉄塔１に放電が生じないようにし
ている。

まず、雷サージが印加され放電間隙Ｇ２が放電するまで
の絶縁設計について考える。各間隙Ｇｌ。

Ｇ２．Ｇ３と絶縁クリアランスＣの雷サージに対する閃
絡電圧のバラツキは標準偏差σで２〜５％とみればよく
、このバラツキはアーキングホーンの形状、鉄塔１との
相対位置、気象条件あるいはアーキングホーン９の素材
径等に、又、絶縁クリアランスＣの構成によって左右さ
れる。この方式の装置では万一、非直線抵抗素子が想定
を上廻る雷撃により導通状態となっても再投入による強
行送′電が可能なように、放電間隙Ｇ２の絶縁強度は開
閉サージ電圧に耐えるよう設定される。この放電間隙Ｇ
２に対して間隙Ｇ１、Ｇ３と、絶縁クリアランスＣとの
寸法比を適正値に設定することにより、放電間隙Ｇ２で
雷サージを確実に放電させることが可能となる。これら
の各間隙６１〜Ｇ３及び絶縁クリアランスＣの寸法比は
次のようにして設定される。

予め設定された放電間隙Ｇ２の放電開始電圧として平均
値Ｖ５０に２σ〜３σを加えた値をとり、間隙Ｇ１、Ｇ
３側絶縁クリアランスＣにおいてはその部分の閃絡電圧
平均値から２σ〜３σを差し引いた値をとるものとすれ
ば、両者が同一値より隔るよう両者の絶縁強度比率を設
定する必要がある。閃絡電圧の標準偏差を２〜７％とす
れば、その比率は表１のようになる。

なお、放電間隙Ｇ２の閃絡電圧は避雷碍子１２を直列に
接続した場合には、そうしない場合に比べ１０〜３０％
上昇するので、この点を考慮に入れておく必要があり、
間隙長で比較すると間隙長と閃絡電圧がほぼ比例関係に
あるので、その比率は（１，０８〜１．１３）　ｘ　（
１，１０〜１．３０）〜　（１，３３〜１．　５３）Ｘ
　　（１，１０〜１゜３０）、すなわち（１，１８〜１
．４７）〜（１゜４６〜２．０）となる。

表１ 一方、放電間隙Ｇ２が放電し雷サージ電流が避雷碍子１
２の非直線性抵抗素子１２に流れた動作状態においては
、第２図に示すように、非直線性抵抗素子１１に加わる
雷サージ電圧がほぼ一定値になり、このときには表１に
示すのと同様に間隙Ｇ３側を基準にとって、間隙Ｇ３側
では閃絡電圧平均値Ｖ５０に標準偏差の２σ〜３σを加
えた値と、間隙Ｇ１と絶縁クリアランスＣ側ではその部
分のＶ２Ｏより２σ〜３σを差し引いた値とを比較し両
者が同一値より隔るよう間隙Ｇ１及び絶縁クリアランス
Ｃの寸法比を設定する必要がある。

前述した各間隙６１〜Ｇ３及び絶縁クリアランスＣの間
には、次の関係が成立することが条件となる。すなわち
、放電間隙Ｇ２の放電前においては、 Ｇ１、Ｃ≧Ｇ２Ｘ　　（１，１８〜２．０）放電間隙Ｇ
２の放電後においては、 Ｃ≧０３Ｘ　（１，１３〜１．５３） Ｇ１≧Ｇ３ とする必要がある。

以下に、各間隙０１〜Ｇ３及び絶縁クリアランスＣの寸
法の具体的数値について例示する。

第１図において、放電間隙Ｇ２は開閉サージ電圧に耐え
るという前述のごとき考えにより、例えば５００ｎ＋と
いうように設定される。まず、放電間隙Ｇ２が放電する
以前においては絶縁強度比率が放電間隙Ｇ２部に比べ１
．１８〜２．０に設定されていることから間隙長として
おおむね５９０〜ｌ　ＯＯＯ龍が選定される。このよう
な関係にすれば間隙Ｇ１、Ｇ３や絶縁クリアランスＣで
閃絡が最初に生じないことになる。

次に、放電間隙Ｇ２が放電し避雷碍子内部の非直線性抵
抗素子に雷サージ電流が流れ、その両端のアーキングホ
ーン間隙Ｇ３にサージによる制限電圧が発生する場合、
両アーキングホーン間の間隙長Ｇ３はこの電圧に耐える
よう、例えば７５０１１のごとく設定される。この状態
においては間隙Ｇ１と絶縁クリアランスＣの絶縁強度が
間隙Ｇ３部に比べ１゜１３〜１．５３に設定されるので
、間隙長としておおむね８５０〜１０１５ｍｍが選定さ
れる。ただし、クリアランスをより切りつめた設計が必
要なケースでは支持碍子３、耐張支持碍子２１のアーキ
ングホーン８，９の耐アーク性をより向上させた形とし
、万一アーキングホーン間で閃絡を生じ続流が流れても
、碍子の損傷、鉄塔へのアークの移行による損傷を皆無
とするような設計が採用される場合もある。このような
ケースではＧ１≧Ｇ３としてもよい。

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

今、送電線７に雷サージが印加されると、このときのサ
ージ電圧は第２図のグラフに示すように時間の経過にと
もなって増加し、所定電圧つまり、放電間隙Ｇ２の放電
開始電圧をこえると放電が生じ、非直線性抵抗素子１１
を経て支持アーム２にサージ電流が放電される。この間
避雷碍子の両端の電圧はほぼ一定に保持される。放電が
終了すると、前記雷サージ電圧は第２図に示すように低
下する。続いて、商用周波電流が流れようとするが、前
記非直線性抵抗素子１１と前記放電間隙Ｇ２で限流され
続流が遮断される。

さて、第１発明の実施例では各間隙Ｇ１〜Ｇ３及び絶縁
クリアランスＣの寸法比が放電間隙Ｇ２の放電前におい
て、 Ｇ１、Ｃ≧Ｇ２Ｘ　（１，１８〜２．０）放電間隙Ｇ２
の放電後においては、 Ｃ≧Ｇ３Ｘ　（１，１３〜１．５３） Ｇ１≧Ｇ３ となるように設定したので、雷サージを確実に放電間隙
Ｇ２で放電させ、想定をこえる雷撃をうけても間隙Ｃ１
，絶縁クリアランスＣで閃絡を発生させない等雷サージ
処理に対する信頬性をより高め鉄塔を合理的に設計でき
る。

次に、第２発明を具体化した第２実施例を第３図及び第
４図に基づいて説明する。

この第２実施例は左右一対の耐張支持碍子２１により送
電線７を支持するとともに、送電線７を接続するジャン
パー線２２のほぼ中央部を避雷碍子１２の下端部に把持
している。又、前記避雷碍子１２の上下両端部に取着し
た一対のアーキングホーン１６．１７を所定の間隙Ｇ３
をもって対向させている。又、下部のアーキングホーン
１７と鉄塔１との絶縁クリアランスＣと、前記間隙Ｇｌ
。

Ｇ３との間に、前述した第１実施例で述べた理由により
同様の関係を保っている。すなわち、Ｃ≧Ｇ３Ｘ　（１
，１３〜１．５３） Ｇ１≧Ｇ３ となるように各間隙Ｇ１．Ｇ３及び前記クリアランスＣ
を設定している。

Ｇ１上０３の条件設定の考え方は第１発明で述べたもの
と同一である。

この第２実施例においても、間隙Ｇ１．Ｇ３及び絶縁ク
リアランスＣを必要最小限に設定して、取付スペースを
小さくすることができる。

なお、本発明は次のように具体化することもできる。

（１）前記第１実施例において、避雷碍子１２と支持碍
子３との位置を入れ換えた装置に実施すること。

（２）第１実施例において、第２実施例で述べた耐張支
持碍子２１を使用した装置に実施すること。

発明の効果 以上詳述したように、第１発明は送電線や鉄塔が雷撃を
うけ雷サージ電圧が加わっても、送電線と避雷碍子との
間の放電間隙で確実に放電させて雷サージを処理し、避
雷碍子のアーキングホーンと鉄塔との間、すなわち課電
側と塔体間において閃絡が生じるのを防止でき、さらに
想定をこえる雷Ｖをうけても避雷碍子のアーキングホー
ン間で閃絡を発生させ、アークによる鉄塔の溶断あるい
は電線の損傷をなくして安全性を高めることができ、さ
らに放電間隙長や絶縁クリアランスを最適に設定するこ
とから、装柱構造を小型化することができる。

又、第２発明においても雷サージ電圧の処理と想定をこ
える雷撃をうけた場合、前述した第１発明の効果と同様
の効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１発明を具体化した一実施例を示す
正面図、第２図は雷サージによる電圧を示すグラフ、第
３図及び第４図は第２発明を具体化した第２実施例を示
し、第３図は正面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図
である。 １・・・鉄塔、２・・・支持アーム、３・・・支持碍子
、４゜５・・・キャンプ金具、６・・・把持金具、７・
・・送電線、８．９・・・アーキングホーン、１０．１
５・・・放電電極としてのアーキングホーン、１１・・
・非直線性抵抗素子、１２・・・避雷碍子、１３．１４
・・・電極金具、１６．１７・・・アーキングホーン、
Ｇ１・・・アーキングホーン８，９の間隙、Ｇ２・・・
アーキングホーン１０．１５間の放電間隙、Ｇ３・・・
アーキングホーン１６，１７間の間隙、Ｃ・・・アーキ
ングボーン９と鉄塔１との間の絶縁クリアランス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄塔の支持アームに支持碍子を介して送電線を支持
   するとともに、避雷碍子を吊下固定し、同避雷碍子の下
   端部に取着した放電電極と前記送電線側に取着した放電
   電極との間に所定の放電間隙長Ｇ２を設け、前記避雷碍
   子の上下両端部に取着した一対のアーキングホーンの間
   隙長Ｇ３と、前記支持碍子の両端部に取着した一対のア
   ーキングホーンの間隙長Ｇ１と、支持碍子の下端部に取
   着したアーキングホーンと鉄塔との間の絶縁クリアラン
   スＣとの間に、 絶縁クリアランスＣ、放電間隙Ｇ２の放電前において、 Ｇ１、Ｃ≧Ｇ２×（１．１８〜２．０） 放電間隙Ｇ２の放電後において、 Ｃ≧Ｇ３×（１．１３〜１．５３） Ｇ１≧Ｇ３ となるように間隙長Ｇ１〜Ｇ３及び絶縁クリアランスＣ
   を設定したことを特徴とする架空送電線用耐雷碍子装置
   。 ２、鉄塔の支持アームに支持碍子を介して送電線を支持
   するとともに、非直線性抵抗素子を内蔵した避雷碍子を
   吊下固定して同避雷碍子の下端部に送電線を接続し、前
   記支持碍子の両端部に取着したアーキングホーンの間隙
   長をＧ１とし、前記避雷碍子の上下両端部に対向配置し
   た一対のアーキングホーンの間隙長をＧ３とし、前記避
   雷碍子の下端部に取着したアーキングホーンと鉄塔との
   間の絶縁クリアランスをＣとすると、 Ｃ≧Ｇ３×（１．１３〜１．５３） Ｇ１≧Ｇ３ になるように前記間隙長Ｇ１、Ｇ３及び絶縁クリアラン
   スＣを設定したことを特徴とする架空送電線用耐雷碍子
   装置。