KR820001622Y1 - Lighting arrester device for power transmission line - Google Patents

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KR820001622Y1
KR820001622Y1 KR2019820004694U KR820004694U KR820001622Y1 KR 820001622 Y1 KR820001622 Y1 KR 820001622Y1 KR 2019820004694 U KR2019820004694 U KR 2019820004694U KR 820004694 U KR820004694 U KR 820004694U KR 820001622 Y1 KR820001622 Y1 KR 820001622Y1
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transmission line
arrester
lightning
power transmission
reactor
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KR2019820004694U
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미쓰마사 이마다끼
가즈오 사까모도
Original Assignee
미쯔비시 덴끼 가부시기 가이샤
신도우 사다까즈
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

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  • Insulators (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

내용 없음.No content.

Description

송전선용 피뢰장치(送電線用 避雷裝置)Lightning arrester for transmission line

제1도는 종래의 송전선용 피뢰장치의 적용 예를 나타낸 설명도.1 is an explanatory diagram showing an application example of a conventional lightning arrester for a transmission line.

제2도는 본원 고안의 일실시예의 등가회로를 나타낸 구성도.2 is a block diagram showing an equivalent circuit of an embodiment of the present invention.

제3도는 제2도의 구성에 의한 것을 송전선로에 적용한 외관도.3 is an external view of the configuration of FIG. 2 applied to a transmission line.

제4도는 제3도의 요부 파선을 나타낸 단면도.FIG. 4 is a cross-sectional view showing broken lines in FIG. 3.

제5도는 가용선(可溶線)이 용단(溶斷)한 상태를 나타낸 설명도.FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which a soluble line is melted.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

(1) : 피뢰기 (2) : 리액터(1): lightning arrester (2): reactor

(3) : 갭 (5) : 가용선(3): gap (5): soluble ship

(9) : 송전선 (23) : 철탑(9): transmission line (23): steel tower

본원 고안은 송전선에 적용한 고장시에 절리(切離)할 수 있는 송전선용 피뢰장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission line lightning arrester that can be jointed at the time of failure applied to the transmission line.

송전선은 일반적으로 가공지선(架空地線)이 설치되고, 송전선으로의 뇌격(雷擊)을 차폐하고 있다. 그러나 뇌격전류가 커지면, 통상은 접지전위인 철탑의 전위가 상승하고, 이 전압은 송전선의 계통전압 보다도 반대로 높아져서 이른바 역섬락(逆閃絡)이 일어난다. 이 때문에 계통은 지락(地絡) 상태가 되고 지락전류가 흐르므로, 계통에 들어있는 차단기로 일단 지락전류를 차단하고, 그런 후에 재투입하는 방식이 채용되고 있다.Transmission lines are generally provided with overhead lines and shield the lightning strikes on the transmission lines. However, when the lightning current becomes large, the potential of the steel tower, which is usually the ground potential, rises, and this voltage rises opposite to the grid voltage of the transmission line, so that a so-called reverse flashover occurs. For this reason, since the system is in a ground state and a ground current flows, a system in which a ground current is interrupted by a circuit breaker in the system and then re-input is adopted.

근래와 같이 고전압, 대용량 송전이 요구되는 송전선에서는 송전능력의 한계는 상기한 차단, 재투입시의 계통의 과도(過度) 안정도에 의존하고 있다.Recently, in power transmission lines requiring high voltage and large capacity, the limit of power transmission capacity depends on the transient stability of the system at the time of interruption and reentry.

과도 안정도를 향상시키기 위해서는 역섬락이 일어나지 않도록 할 필요가 있으며, 종래부터 송전선로에 피뢰장치를 설치하는 방법이 검토되어 왔다.In order to improve the transient stability, it is necessary to prevent the reverse flashover from occurring, and a method of installing a lightning arrester in a transmission line has been studied.

재래형의 피뢰장치는 주지하는 바와 같이, 직렬 갭(gap)과 탄화규소(Sic)로 이루어지는 특수요소가 직렬로 접속된 구조의 것이다. 직렬갭이 갖는 부유(浮遊) 용량은 18PF 정도의 작은 값이기 때문에 주위 조건, 예를 들어 피뢰소자를 수납하는 애자표면의 오손상태에 의해서 갭의 방전특성이 변화하는 경향이 있으며, 정기적으로 보수(保守)가 필요했었다. 또, 탄화규소의 특성요소를 사용하면 상규대지전압(常規對地電壓)으로 속류(續流)가 수백 A 흐르기 때문에, 완전한 지락제거대책이 될수 없다는 결점도 있고, 재래형 피뢰장치의 송전선에 대한 적용은 실용단계에 이르지 못하고 있다.Conventional lightning arresters have a structure in which special elements made of series gaps and silicon carbide (Sic) are connected in series, as is well known. Since the stray capacitance of the series gap is a small value of about 18PF, the discharge characteristic of the gap tends to be changed by ambient conditions, for example, a fouling state of the insulator surface accommodating the lightning arrester. I needed a guarantee. In addition, if the characteristic element of silicon carbide is used, several hundreds of currents flow due to normal ground voltage, so that it is not a complete ground fault removal measure. Application has not reached the practical level.

최근에 이르러서 산화아연(ZoO)을 주성분으로 하여, 미량의 첨가물, 예를 들어 비스무트(bismuth : Bi), 안티몬, 코발트 등으로 이루어지는 고온소결체소자(高溫燒結體素子)(ZnO소자라고 칭한다)가 개발되었다.Recently, a high temperature sintering element (referred to as ZnO element) consisting of a small amount of additives such as bismuth (Bi), antimony, cobalt, etc. has been developed with zinc oxide (ZoO) as a main component. It became.

ZnO소자는 전압-전류 특성의 비직선성이 매우 뛰어나며, 상규 대지전압에 있어서 흐르는 전류를 수십 μA 즉 절연물의 누설 전류 정도로 한 피뢰소자를 제작할 수 있다. 이 때문에 재래형에서 필요로 했던 직렬갭을 없앨 수 있다. 상술한 재래형의 피뢰장치의 적용에 의해서 커버할 수 있다.The ZnO element is very excellent in non-linearity of voltage-current characteristics, and it is possible to fabricate a lightning arrestor having a current flowing at a normal ground voltage of about several tens of microamperes, that is, a leakage current of an insulator. This eliminates the series gap required by conventional models. It can be covered by the application of the conventional lightning arrester described above.

즉, 상규대지전압에서는 재래형과 같이 수백 A의 속류를 흐르지 않으며, 무속류라고 말할 수 있으므로 뇌격전류의 펄스만이 응답하므로 계통에 부여하는 요란(擾亂)은 전혀 없게 된다. 또, 재래형과 같이 직렬갭이 없으므로 외부 환경조건에 좌우되지 않고 안정된 성능이 얻어진다. 그러나 이와 같은 이상적인 피뢰장치일지라도 벼락현상에 의한 이상전압을 흡수하는 것이므로, 낮은 확률이기는 하지만, 상정되는 뇌격전류 이상의 값의 전류를 피뢰기가 처리할 경우가 있다. 이 경우에는 피뢰장치 내부의 ZnO 소자가 파괴될 염려가 생긴다. ZnO 소자가 파괴되면 피뢰장치 단자간은 보통 상태로 되고, 정규 대지전압에 의해서 지락전류가 흐른다. 이와 같은 이상상태에는 재빨리 송전선용 피뢰장치를 계통에서 제거할 필요가 있다.That is, in the normal ground voltage, it does not flow hundreds of amperes of current as in the conventional type, and it can be said that it is a non-current, so only the pulse of the lightning current responds, so that no disturbance is given to the system at all. Moreover, since there is no series gap like a conventional type, stable performance is obtained regardless of external environmental conditions. However, even in such an ideal lightning arrester, since it absorbs the abnormal voltage caused by the thunderbolt phenomenon, although there is a low probability, there may be a case where the arrester processes a current having a value higher than the assumed lightning current. In this case, there is a fear that the ZnO element inside the lightning arrester is destroyed. If the ZnO element is destroyed, the terminals between the arrester terminals are in a normal state, and a ground fault current flows due to the normal ground voltage. In such an abnormal state, it is necessary to quickly remove the lightning arrester for the transmission line from the system.

종래의 것은 제1도에 나타낸 바와같이, 송전선(9)은 현수애자(懸垂碍子)(10)를 통해서 철탑(23)으로 지지되고, 일단이 철탑(23)에 접속된 피뢰기(1)는 가용선(5)을 통해서 송전선(9)과 접속되어 있다.As shown in FIG. 1, the transmission line 9 is supported by the pylon 23 through the suspension insulator 10, and the lightning arrester 1 having one end connected to the pylon 23 is available. It is connected to the power transmission line 9 via a line 5.

일반적으로 송전선용 피뢰기(1)의 고장시의 절리에는 가용선(5)이 사용되지만 뇌격전류로는 가용선은 녹지 않으며, 고장시의 지락전류로 녹는 가용선의 사이즈가 선택된다.In general, the soluble wire 5 is used for jointing in the case of a failure of the transmission line lightning arrester 1, but the soluble wire is not melted by the lightning current, and the size of the soluble wire that is melted by the ground fault current at the time of failure is selected.

송전선용 피뢰기가 처리하는 뇌격전류는 일반적으로 100KA~150KA이며, 파형(波形)으로서는 2μS정도의 파두장(波頭長), 70μ정도의 파미장(波尾長)을 지니고 있다. 한편, 피뢰기 고장시에 흐르는 지락전류는 계통에 따라 다르며, 200A~50KA 정도이다. 지금 200A의 지락전류가 0.1초 동안 계속된다고 가정하면, 이 에너지는 뇌격전류 100KA 보다 작은 값이 된다.The lightning current handled by the transmission arrester is generally 100KA to 150KA, and has a wave length of about 2 µS and a wave length of about 70 µ as a waveform. On the other hand, the ground fault current that flows during the arrester failure depends on the system and is about 200A to 50KA. If we assume that the ground current of 200A lasts for 0.1 second, this energy is less than the lightning current 100KA.

따라서, 뇌격전류의 통전에 의해 가용선이 용단되게 되며, 절리기능을 발휘할 수 없게 된다고하는 결점이 있었다.Therefore, there is a drawback that the soluble wire is melted by the energization of the lightning current, and the joint function cannot be exerted.

본원 고안은 피뢰기와 리액터(leactor) 및 가용선을 직렬로 접속하고, 직렬로 접촉된 리액터와 가용선에 병렬로 갭을 접속하고, 송전선과 접지 즉 철탑 사이에 접속함으로써 벼락임 펄스는 갭을 통해서 흐르며, 지락전류는 리액터를 경유해서 가용선에 흐르도록 구성하고, 가용선의 용단에 의해서 피뢰기를 송전선에서 절리할 수 있는 송전선용 피뢰장치를 제공한다.The present invention connects a lightning arrester, a reactor, and an available line in series, connects a gap in parallel with a reactor and an available line contacted in series, and connects a transmission line and a ground, ie, a steel tower, so that a lightning strike pulse passes through the gap. The ground fault current is configured to flow through the reactor via the reactor, and provides a lightning arrester for the transmission line that can cut the arrester from the transmission line by melting of the available line.

다음에 도면에 의거하여 설명한다. 제2도~제4도에 있어서, 피뢰기(1), 리액터(2)와 갭(3)으로 구성되는 갭부(4) 및 가용선(5)과 단로부(斷路部)로 구성되는 절리부(7)가 제2도와 같이 접속되고, 제3도와 같이 접속쇠장식(8)을 통해서 송전선(9)에 접속된다. 또, 송전선(9)은 현수애자(10)에 의해 별도로 지지되어 있다. 제2도는 피뢰기(1) 및 현수애자(10)는 정전용량으로서 등가회로가 쓰여져 있다.Next, it demonstrates based on drawing. In FIGS. 2-4, the joint part which consists of a gap part 4 comprised by the lightning arrester 1, the reactor 2, and the gap 3, the fusible line 5, and a disconnection part ( 7) is connected as shown in FIG. 2, and is connected to the power transmission line 9 through the connecting bracket 8 as shown in FIG. In addition, the power transmission line 9 is separately supported by the suspension insulator 10. 2, an equivalent circuit is used for the arrester 1 and the suspension insulator 10 as capacitance.

제4도는 본원 고안의 구체적인 일실시예를 나타낸다. 피뢰기(1)는 애자(11)의 내부에 ZnO 소자(12)를 수납해서 구성된다. 갭부(4)는 피뢰기(1)의 뚜껑을 공유하는 플랜지(13)와 전극(14)으로 이루어지는 갭(3) 및 리액터(2)와 이들을 수납하는 절연통(15)으로 구성된다.Figure 4 shows a specific embodiment of the present invention. The arrester 1 is configured by storing the ZnO element 12 inside the insulator 11. The gap part 4 consists of the gap 3 which consists of the flange 13 which shares the lid of the arrester 1, the electrode 14, the reactor 2, and the insulating cylinder 15 which accommodates these.

리액터(2) 및 전극(14)는 절연원판(16)을 관통해서 각각 절리부(7)와 가용선(5) 및 단로부(6)에 접속된다.The reactor 2 and the electrode 14 penetrate through the insulating disc 16 and are connected to the cutout part 7, the soluble wire 5, and the disconnecting part 6, respectively.

절리부(7)는 가용선(5) 및 단로부(6)와 이들을 수납하는 절연통(17)으로 구성된다. 단로부(6)는 압축스프링(18) 및 통전을 목적으로 하는 선트(shunt)(19), 압축 스프링(18)을 플랜지(20)에 고정하는 목적으로 사용하는 멈치판(21), 볼트(22)로 구성된다.The cutting part 7 is comprised from the soluble wire 5 and the disconnection part 6, and the insulating cylinder 17 which accommodates these. The disconnecting portion 6 includes a compression spring 18 and a stop plate 21 and a bolt (for use for fixing the shunt 19 and the compression spring 18 to the flange 20 for the purpose of energization). 22).

피뢰기(1)는 상술한 바와 같이 통상시에는 전기적으로, 철탑(23)과 송전선(9) 사이에 리액터(2)와 가용선(5)이 직렬접속된다.As described above, the arrester 1 is normally electrically connected with the reactor 2 and the available line 5 in series between the pylon 23 and the power transmission line 9.

다음에 동작을 설명한다. 제2도~제4도에 있어서, 피뢰기(1)가 벼락 임펄스로 동작할 때는 주파수가 높기 때문에 리액터(2)의 임피이던스가 커지고 벼락전류는 가용선(5)에 흐르지 않고 갭(3)에 전압이 인가되게 된다. 따라서 벼락 임펄스전류는 갭(3), 션트(19)를 거쳐 접속쇠장식(8)에 흐른다. 한편, 피뢰기가 이상상태일 때는 상용주파의 지락전류가 흐르지만, 주파수가 낯으므로 리액터(2)의 임피이던스는 충분히 낮으며, 따라서 지락전류는 리액터(2)를 경유하여 가용선(5)에 흐른다. 지락전류에 의해서 가용선(5)이 끊어지면 이 부분에 아아크가 발생하고, 절리부(7)의 절연통(17)내의 공간(23)의 압력이 상승한다.Next, the operation will be described. 2 to 4, when the arrester 1 operates with a lightning impulse, the impedance of the reactor 2 increases because the frequency is high, and the lightning current does not flow through the available line 5, but the voltage in the gap 3 is increased. Will be applied. Therefore, the lightning impulse current flows through the gap 3 and the shunt 19 to the splice fitting 8. On the other hand, when the arrester is in an abnormal state, a ground fault current of the commercial frequency flows, but because the frequency is too low, the impedance of the reactor 2 is sufficiently low, and therefore the ground fault current flows through the reactor 2 through the reactor line 5. . When the soluble wire 5 is cut off by a ground fault current, an arc occurs in this part, and the pressure of the space 23 in the insulating cylinder 17 of the cutout 7 rises.

공간(23)의 용적을 충분히 작게 해 놓으면 내압력 상승은 10기압 이상의 압력이 기대된다. 이 내압력상승에 의해서 절연통(17)을 파괴시킴으로써, 피뢰기(1)는 송전선(9)에서 조속히 절리할 수 있다. 제5도는 절리부(7)가 절리동작을 했을 때의 상황을 나타낸다.If the volume of the space 23 is made small enough, a pressure rise of 10 atm or more is expected. By breaking the insulating cylinder 17 by this increase in pressure resistance, the arrester 1 can be quickly cut off from the power transmission line 9. 5 shows the situation when the joint 7 performs a joint operation.

본원 고안에 의하면, 피뢰기와 리액터와 가용선을 직렬로 접속하고, 리액터와 가용선에 병렬로 갭을 접속함으로써, 벼락 임펄스는 갭을 통해서 흐르며, 지락전류는 가용선에 흐르므로 지락전류가 흘렀을 때 가용선이 용단해서 송전선에서 피뢰기를 조속히 절리할 수 있다.According to the present invention, a lightning arrester, a reactor, and a soluble wire are connected in series, and a gap is connected in parallel with the reactor and the soluble wire, whereby a lightning impulse flows through the gap, and a ground fault current flows through the soluble wire. The available line is bleeding, so that the arrester can be quickly dismantled from the transmission line.

또, 가용선을 수납한 제2의 절연통을 가용선의 용단시에 발생하는 아아크에 의한 압력 상승으로 파괴토록 구성함으로써, 가용선이 용단했을 때 피뢰기를 송전선에서 절리할 수 있다.In addition, the arrester can be cut off from the power transmission line when the soluble wire is melted by configuring the second insulating cylinder containing the soluble wire so as to break due to the pressure rise caused by the arc generated at the time of melting of the soluble wire.

Claims (1)

산화아연 등을 주성분으로 한 소결체(燒結體)로 구성되는 피뢰기(1)와 리액터(2)와 가용선(5)이 직렬로 접속되고, 직렬로 접속된 상기 리액터(2)와 상기 가용선(5)에 병렬로 접속된 갭(3)으로 구성되며 송전선(9)과 접지 사이에 접속되는 송전선용 피뢰장치.The lightning arrester 1, the reactor 2, and the soluble wire 5, which are composed of a sintered body mainly composed of zinc oxide or the like, are connected in series, and the reactor 2 and the soluble wire connected in series are connected ( 5) A lightning arrester for a transmission line, comprising a gap (3) connected in parallel to the transmission line and connected between the power transmission line (9) and ground.
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