JPH0250570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は落雷に起因する高電圧が送電線に印加
されたとき、それを速やかに放電するとともに、
その後生じる続流アークによる地絡事故を防止で
きる架空送電線（懸垂鉄塔）用避雷碍子装置に関
するものである。 （従来の技術） 一般に、送電線に対して所定の気中放電間隙を
もつて避雷碍子を装設する方式の避雷碍子装置に
おいては、特に碍子表面が汚損したり、雨水で湿
潤したりしたとき、雷撃が生じて前記避雷碍子が
動作し、その後碍子表面の清浄時に比べ格段に避
雷碍子の表面漏洩電流が増加し易い条件下におい
ても、短時間に続流アークを遮断する必要があ
る。 この課題を解決するため、従来、架空送電線用
避雷碍子装置として、例えば実開昭54−137838号
公報に開示されたものがあつた。これは第６図に
示すように、鉄塔の支持アーム２に対し、碍子取
付金具３１を介して吊下碍子３２を吊下するとと
もに、同碍子３２の下端部にクランプ３３を介し
て電線３４を支持し、又、上部のキヤツプ金具３
５には支持金具３６を介して避雷碍子３７を斜状
に片持ち支持し、同避雷碍子３７の下端に止着し
たアーキングホーン３８と、前記吊下碍子３２の
下端部のキヤツツプ金具３９に止着したアーキン
グホーン４０とを対向させたものがあつた。 （発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来の架空送電線用避雷碍子装
置は、避雷碍子３７が吊下碍子３２に対して偏位
して装着されているので、同碍子３２中心軸に対
して対称とならず、このため架設時に安定した形
状を保ち難く、取付作業に手間を要していた。 このような構成でなる避雷碍子装置において
は、避雷要素の放電耐量が小さく、耐汚損度レベ
ルが低く避雷碍子３７が吊下碍子３２に比べ相対
的に小型軽量である場合は、吊下碍子３２に直接
取付けされた避雷碍子３７単体が碍子装置全体の
挙動に及ぼす影響は無視し得るものであつた。し
かしながら、適用範囲が拡大するにつれて放電耐
量の増加、安全対策の実施や耐汚損特性の向上要
求などから避雷碍子３７が大型化するにつれ、こ
の装柱方法の欠点が無視し得なくなつた。 すなわち、無風時の静的なバランス、あるいは
強風下における線路方向や同直角方向横振れ時の
異常な振動によるクリアランス不足、吊下碍子３
２のキヤツプ金具３５に避雷碍子３７の自重分と
振動による慣性力による曲げ荷重が加わることに
よる強度不足、避雷碍子３７の絶縁強度と気中間
隙長を確保する上で避雷碍子を水平に近い状態で
取付けることにより線下幅の拡大等である。 発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解消するため、塔体の支
持アーム２に対し連結金具５を線路方向及び同直
角方向の回動可能に取着するとともに、同連結金
具５の下端部には連結リンク７を連結ピン６によ
り線路方向の回動可能に連結し、同連結リンク７
の下端部には送電線の吊下碍子９を連結ピン１０
により線路方向の回動可能に吊下し、同吊下碍子
９の下端部には課電側の放電電極１８を送電線か
ら所定距離上方へ変位した位置において線路方向
へ延出し、一方、連結リンク７には取付アーム１
９を介して避雷碍子２０を前記課電側の放電電極
１８と対応して側方へ変位するように吊下固定
し、同避雷碍子１８の下部電極２２に支持した放
電電極２３と前記課電側の放電電極１８とを、所
定の気中放電間隙Ｇをもつて対向し、さらに、前
記吊下碍子９の上下にはアーキングホーン１７，
１６を設け、前記連結リンク７の上下両連結ピン
６，１０の距離Ｈと、連結ピン６から前記避雷碍
子２０の重心までの水平方向の距離Ｌとの比Ｌ／
Ｈをほぼ６以下に設定するという手段を採つてい
る。 （作用） 本発明は前記手段を採つたことにより、次のよ
うに作用する。 落雷に起因する異常高電圧が送電線に印加され
ると、同電圧は課電側の放電電極１８から放電電
極２３に放電され、避雷碍子２０に内蔵した非直
線性抵抗素子を経て塔体側へ流れ接地される。
又、その後生じる続流アークは前記気中放電間隙
Ｇと非直線性抵抗素子により遮断される。 本発明は連結リンク７の上下両連結ピン６，１
０の距離Ｈと、連結ピン６から前記避雷碍子２０
の重心までの水平方向の距離Ｌとの比Ｌ／Ｈをほ
ぼ６以下に設定したので、66〜154KV程度の送
電路において、放電間隙Ｇの変位量Ｄが30〜40mm
程度に抑えられ、同変位量Ｄが許容値に保持さ
れ、放電特性が安定化する。 （実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜
第４図に基づいて説明すると、鉄塔１の支持アー
ム２の先端下面にはボルト３により吊下金具４が
固定され、同吊下金具４には連結金具５が線路
（第１図の左右）方向及び線路方向と直交する方
向の回動可能に連結され、同連結金具５には連結
ピン６によりホーン取付金具を兼用する連結リン
ク７が線路方向の回動方向に連結され、同連結リ
ンク７には多数の懸垂碍子８を直列に連結した碍
子連よりなる吊下碍子９が連結ピン１０により同
じく線路方向の回動可能に吊下されている。 前記吊下碍子９の下端部にはホーン取付金具１
１が線路方向の回動可能に連結され、同取付金具
１１の下端部には連結ピン１２を介して連結リン
ク１３が線路方向の回動可能に連結されている。
同連結リンク１３の下端部には電線クランプ１４
を介して送電線１５が支持されている。 前記連結リンク７、及びホーン取付金具１１に
は雷撃時に吊下碍子９の表面を閃絡するアークを
補足して同碍子９の溶断を防止するための課電側
及び接地側のアーキングホーン１６，１７が片持
ち支持されている。又、ホーン取付金具１１には
前記アーキングホーン１６と反対側に位置するよ
うに課電側の放電電極１８が片持ち支持されてい
る。 一方、前記連結リンク７の上端部には、線路方
向に向けて、避雷碍子２０の取付アーム１９が二
本のボルト２６，２７により片持ち支持されてい
る。このボルト２６，２７のうち、避雷碍子２０
側のボルト２７を挿通する取付アーム１９の挿通
孔１９ａは上下方向に長く形成され、取付アーム
１９がボルト２６を中心に上下方向に回動され、
連結リンク７に対するアーム１９の取付角を調節
し得るようにしている。同取付アーム１９の先端
下面には、電圧−電流特性が非直線性の抵抗素子
（図示略）を内蔵した避雷碍子２０の上部電極２
１が垂下固定され、同避雷碍子２０の下端に位置
する下部電極２２には、前記課電側の放電電極１
８と対向するように、放電電極２３が下向きに取
着されている。 前記避雷碍子２０の上下両側にはアークリング
２４，２５が装着され、下側のアークリング２５
と、吊下碍子９の上端部に位置する懸垂碍子８の
キヤツプ金具８ａとの距離Ｆは、アークリング２
４，２５の間隙Ｋの1.1倍以上に設定されている。
又、吊下碍子９の上下アーキングホーン１６，１
７間の距離Ｅは、前記放電間隙Ｇの1.3倍以上に
設定されている。これにより、放電間隙Ｇで確実
に放電が起こるようになつている。 ところで、前記送電線１５により吊下碍子９に
作用する垂直荷重をＷ１とし、避雷碍子２０の自
重をＷ２とし、両連結ピン６，１０間の距離をＨ
とし、さらに連結ピン６から避雷碍子２０の重心
までの距離をＬとし、連結リンク７及び取付アー
ム１９が力のバランスで回転する角度をθとする
と、力の釣り合いから次の近似式が成立する。 tanθ≒W2・Ｌ／W1・Ｈ ………(1) すなわち、ある鉄塔での垂直荷重Ｗ１が既知で
あれば、予め前記回転角θを考慮して連結リンク
７を製作しておけば、取付アーム１９が水平とな
り、かつ避雷碍子２０が垂直に保持される平衡状
態をつくり出すことができる。 ところが、前記吊下碍子９に作用する垂直荷重
Ｗ１は、環境条件、例えば着雪、着氷や強風等の
影響によつて大きく変化する。従つて、連結リン
ク７の回転角θが変化し、このため避雷碍子２０
の位置が上下し、これが放電間隙Ｇの変動をもた
らす。放電特性をある範囲内に収めようとする
と、回転角θをある範囲内に収める必要が生じ
る。すなわち、放電間隙Ｇが増加するとそれだけ
絶縁強度が上昇し吊下碍子９で閃絡を生じるよう
になる。一方、放電間隙Ｇが減少すると遮断器の
開で生じるサージで放電間隙Ｇが閃絡を生じるよ
うになり、いずれも地絡事故を引き起こすことか
ら放電間隙Ｇの変位量を許容値に収める必要があ
る。 前述した比Ｌ／Ｈを変化させたときのＰ点の上
側への変位量、すなわち放電間隙Ｇの変位量Ｄ
は、下記の近似式で求められる。 Ｄ≒Ｌ・sin（tan^-1W2・Ｌ／W1・Ｈ） ………(2) ここで、具体例を示す。垂直荷重Ｗ１の変化要
因の１つとして着氷を考え、６mmスリート（比重
0.9）とする。連結ピン６から避雷碍子２０の重
心までの距離Ｌは、避雷碍子２０のアークリング
２５と懸垂碍子８のキヤツプ金具８ａとの間の距
離Ｆを確保する都合上、さらに施工性の都合上か
ら600mm程度が必要となる。 又、66kV〜154kV送電線路ではACSR410〜
810sq単導体、径間300ｍ程度が平均的な値であ
る。ACSR410sq単導体は外径28.5mm、重量1.97
Kg／ｍ、ACSR810sq単導体は外径38.4mm、重量
2.70Kg／ｍである。そして、径間が300ｍとする
と吊下碍子９の垂直荷重Ｗ１の平均値は655Kgと
なる。又、６mmスリート着氷したときの前記垂直
荷重Ｗ１の増加量ΔWの平均値は200Kgとなる。 以上の諸元を用いて比Ｌ／Ｈを変化させたとき
の前記(2)式による変位量Ｄの計算結果を下表に示
す。但し、θ1はＷ１が655Kgのときの連結リンク
７の初期の回転角、θ2はW1＋ΔWが855Kgのとき
の着氷時の連結リンク７の回転角を示す。

【表】 又、表の結果をグラフに示すと、第４図のよう
になる。ところで、66〜154kV程度の送電路では
前述した変位量Ｄは、臨界通絡特性面から碍子連
結関数の少ない軽汚損地区では、30〜40mm程度が
限界であるから、比Ｌ／Ｈはほぼ６以下が必須で
ある。 次に、前記のように構成した架空送電線用避雷
碍子装置について、その作用を説明する。 今、送電線１５に対し落雷に起因する異常高電
圧が印加されると、この電圧は電線クランプ１
４、連結リンク１３及びホーン取付金具１１を経
て、課電側の放電電極１８から放電電極２３へ放
電され、さらに避雷碍子２０内の非直線性抵抗素
子を通つて取付アーム１９へ流れ、支持アーム２
及び鉄塔１を経て接地される。その後、発生する
続流アークは気中放電間隙Ｇ及び前記非直線性抵
抗素子により遮断され、地絡事故が防止されると
ともに同アークによる両放電電極１８，２３の溶
断が防止される。 特に、この実施例では前述したように比Ｌ／Ｈ
をほぼ６以下に設定したので、66〜154KV程度
の送電路において、避雷碍子２０の放電間隙Ｇの
変位量Ｄを許容値、つまり30〜40mm程度に抑え
て、放電特性を安定化することができる。 ところで、垂直荷重Ｗ１が減少するケースはス
リートジヤンプその他極めてまれな条件下でしか
発生せず一般には考慮しなくてもよい。 なお、本発明は次のように具体化することもで
きる。 (1) 吊下碍子９に長幹碍子（図示略）を使用する
こと。 (2) 前記吊下碍子９をジヤンパー線（図示略）の
吊下碍子として使用すること。この明細書では
送電線と言うとき、ジヤンパー線も含むものと
する。 (3) 第５図に示すように、前記連結リンク７と取
付アーム１９を一体に形成して線路方向に施行
させ、前記連結リンクにはアーキングホーン１
７を取付けるとともに、前記取付アーム１９に
は避雷碍子２０を下端ほど吊下碍子９から離隔
する斜状に取付けることもできる。 発明の効果 以上詳述したように、本発明は避雷碍子を簡単
に取着することができ、かつ、課電側の放電電極
も既設のホーン取付金具を利用して簡単に取り付
けることができる。又、本発明は避雷碍子が吊下
碍子と対応して線路方向へ変位し、さらに、課電
側の放電電極が送電線の上方において接地側の放
電電極と対応しているので、避雷碍子と鉄塔との
気中絶縁間隙を充分確保することができ、放電時
にアークが送電線に触れるのをなくして送電線の
溶断を防止することができる。 特に、本発明は連結リンク７の上下両連結ピン
６，１０の距離Ｈと、連結ピン６から前記避雷碍
子の重心までの水平方向の距離Ｌとの比Ｌ／Ｈを
ほぼ６以下に設定したので、66〜154KV程度の
送電路において、放電間隙の変位量を許容範囲内
に収めて、放電特性を安定化することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図の避雷碍子を省略した状態を示す右側
面図、第３図は取付アーム付近の拡大正面図、第
４図は比Ｌ／Ｈと放電間隙の変位量との関係を示
すグラフ、第５図は本発明の別例を示す正面図、
第６図は従来例を示す正面図である。 １……鉄塔、２……支持アーム、６，１０……
連結ピン、７……連結リンク、９……吊下碍子、
１１……ホーン取付金具、１３……連結リンク、
１４……電線クランプ、１５……送電線、１６，
１７……アーキングホーン、１８，２３……放電
電極、１９……取付アーム、２０……避雷碍子、
Ｇ……放電間隙、Ｅ……吊下碍子９の上下アーキ
ングホーン１６，１７間の距離、Ｆ……キヤツプ
金具８ａとアークリング２５との距離、θ……連
結リンク７及び取付アーム１９の傾き角度、Ｄ…
…放電間隙Ｇの変位量、Ｗ１……吊下碍子９に作
用する垂直荷重、Ｗ２……避雷碍子２０の自重、
Ｌ……連結ピン６から避雷碍子２０の重心までの
距離、Ｈ……連結ピン６，１０の距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塔体の支持アーム２に対し連結金具５を線路
   方向及び同直角方向の回動可能に取着するととも
   に、同連結金具５の下端部には連結リンク７を連
   結ピン６により線路方向の回動可能に連結し、同
   連結リンク７の下端部には送電線の吊下碍子９を
   連結ピン１０により線路方向の回動可能に吊下
   し、同吊下碍子９の下端部には課電側の放電電極
   １８を送電線から所定距離上方へ変位した位置に
   おいて線路方向へ延出し、一方、連結リンク７に
   は取付アーム１９を介して避雷碍子２０を前記課
   電側の放電電極１８と対応して側方へ変位するよ
   うに吊下固定し、同避雷碍子２０の下部電極２２
   に支持した放電電極２３と前記課電側の放電電極
   １８とを、所定の気中放電間隙Ｇをもつて対向
   し、さらに、前記吊下碍子９の上下にはアーキン
   グホーン１７，１６を設け、連結リンク７の上下
   両連結ピン６，１０の距離Ｈと、連結ピン６から
   前記避雷碍子２０の重心までの水平方向の距離Ｌ
   との比（Ｌ／Ｈ）をほぼ６以下に設定したことを
   特徴とする架空送電線用避雷碍子装置。 ２ 吊下碍子９の上下アーキングホーン１６，１
   ７間の距離Ｅは、前記両方放電電極１８，２３の
   放電間隙Ｇの1.3倍以上に設定されている特許請
   求の範囲第１項に記載の架空送電線用避雷碍子装
   置。 ３ 前記課電側の放電電極１８は、吊下碍子９の
   下端に取着したホーン取付金具１１に片持ち支持
   されている特許請求の範囲第１項に記載の架空送
   電線用避雷碍子装置。 ４ 連結リンク７に対し取付アーム１９が上下方
   向の取付角の調節可能に取着されている特許請求
   の範囲第１項に記載の架空送電線用避雷碍子装
   置。 ５ 前記連結リンク７と取付アーム１９を一体に
   形成して線路方向に指向させ、前記連結リンク７
   にはアーキングホーン１７を取付けるとともに、
   前記取付アーム１９には避雷碍子２０を下端ほど
   吊下碍子９から離隔する斜状に取付けた特許請求
   の範囲第１項に記載の架空送電線用避雷碍子装
   置。