JPH0326888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は架空送電線用避雷碍子装置に関するも
のである。詳しくは、避雷碍子に内蔵された酸化
亜鉛素子が故障しても絶縁回復機能を有し、再送
電可能な架空送電線用避雷碍子装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、鉄塔と架空送電線路間に介装した避雷碍
子装置の避雷碍子に内蔵された電圧−電流特性が
非直線性の酸化亜鉛素子が劣化した状態で、雷撃
を受けたり、酸化亜鉛素子が正常であつても、大
規模雷撃を受けたりして、該素子が破損した場
合、酸化亜鉛素子は雷サージに続く運転電圧に基
づく続流により導通状態となる。このため、架空
送電線から避雷碍子装置を介して鉄塔に電流が流
れ地絡事故となり、これを変電所の遮断器により
遮断する。しかし、その後遮断器を動作させて
も、避雷碍子装置の絶縁が回復していないので、
再送電が不可能となる。

このような異常状態の発生を防ぐための架空送
電線用避雷碍子装置が特開昭55−138202号公報に
開示されている。この架空送電線用避雷碍子装置
では、懸垂鉄塔の支持アームに送電線を懸垂碍子
により吊下するとともに、懸垂碍子と所定の間隔
をおいて、前記支持アームに避雷碍子を吊下して
いる。この避雷碍子の下部には、故障地絡電流に
より破断する切離し機構を設け、この切離し機構
を介して懸垂碍子の下端部と避雷碍子とを連結し
ている。すなわち、支持アームに吊下された懸垂
碍子に対して避雷碍子を懸垂碍子側へ傾斜して略
Ｖ字状に配置している。そして、避雷碍子に内蔵
した酸化亜鉛素子が健全な際には、雷サージ電流
に対しては速やかに放電し、続流に対しては酸化
亜鉛素子の非直線抵抗特性により抵抗値が復元さ
れ、再送電が可能となる。さらに、前記酸化亜鉛
素子が劣化又は破損して故障地絡電流が流れた際
には、切離し機能を作動させて、懸垂碍子の下端
部と避雷碍子の連結を解除し、傾斜状態の避雷碍
子を重力によりその上部吊下点を中心に垂直方向
に回動させる構成としている。これにより、架空
送電線と避雷碍子間には所定の絶縁クリアランス
が確保され、再送電が可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この従来の避雷碍子装置では、例え
ば500KV用になると吊下される避雷碍子の重量
が約１トンにもなるため、切離し時の衝撃と振動
に耐えるには、鉄塔側を補強しなければならない
という強度上の問題があつた。

又、切離し後の避雷碍子は下端をフリーとした
状態で支持アームに吊下されているため、強風等
に避雷碍子が大きく横振れすることがあり、この
場合送電線と避雷碍子間の所要絶縁クリアランス
が確保できないという問題があつた。

すなわち、既設の鉄塔にこの避雷碍子装置を装
着するためには、鉄塔を補強したり、支持アーム
を長くしたりして絶縁クリアランスを確保する
等、鉄塔の諸元を変更する必要があり、既設の鉄
塔へ避雷碍子装置の適用が困難であつた。

本発明の第１の目的は、避雷碍子に内蔵された
酸化亜鉛素子が故障しても再送電可能とし、かつ
既設の鉄塔に対し容易にできるとともに、新たに
鉄塔に作用する不平衡張力をなるべく小さくする
ことができる架空送電線用避雷碍子装置を提供す
ることにある。

又、本発明の第２の目的は、前記第１の目的に
加えて、架空送電線路の前後いずれの方向から雷
サージ電流が侵入しても、架空送電線の吊下碍子
装置に雷サージ電流が流れるのを防止することが
できる架空送電線用避雷碍子装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

第１発明は、上記問題点を解決するため、絶縁
性の支持碍子と、電圧−電流特性が非直線性の酸
化亜鉛素子を内蔵する避雷碍子とを直列に連結
し、前記支持碍子の両端部間に雷サージ電流では
動作せず、続流により離断する導体を取り付け、
直列に連結した前記支持碍子と避雷碍子を、鉄塔
と、架空送電線の平面から見て該鉄塔から離間し
た位置との間に連結金具を介して架設するととも
に、鉄塔を境に前記支持碍子及び避雷碍子の架設
位置と反対側であつて、前記架空送電線と鉄塔と
の間に位置するように、強度均衡用の耐張碍子を
架設している。

又、第２発明は前記第１発明の強度均衡用の耐
張碍子に代えて、導体を備えた支持碍子及び避雷
碍子を強度均衡用に設している。

〔作用〕

第１発明においては、送電線に雷サージ電流が
流れると、絶縁性支持碍子の両端部に取り付けた
導体、避雷碍子に内蔵された酸化亜鉛素子を通つ
て鉄塔から大地に放電される。この際、雷サージ
電流は酸化亜鉛素子の非直線抵抗特性により放電
され、放電後は酸化亜鉛素子の抵抗値が復元され
るため、続流が抑制されて地絡事故が防止され
る。

又、酸化亜鉛素子が劣化したり、想定しない大
規模な雷撃により破損した際には、酸化亜鉛素子
が導通状態となり続流が流れる。この続流により
支持碍子に併設した導体が離断する。このため、
その後、支持碍子により所要絶縁クリアランスが
確保され、再送電が可能となる。

一方、導体が離断しても、避雷碍子は機械的に
切離されることなく、鉄塔と送電線間に架空支持
された状態が保持される。従つて、鉄塔を補強す
る必要はない。

この第１発明は、絶縁性の支持碍子と避雷碍子
が直列連結されているので、その連結長さは避雷
碍子のみの場合よりも長くなるが、支持碍子と避
雷碍子は、鉄塔と平面から見て該鉄塔から離間し
た位置の架空送電線との間に連結金具を介して架
設されているので、既設の鉄塔に対しその諸元を
変更することなく装設できる。

又、第１発明は強度均衡用の耐張碍子が支持碍
子及び避雷碍子と反対側に装設されているので、
鉄塔に作用する不平衡張力が解消される。

一方、第２発明は、前記第１発明の作用に加え
て、架空送電線路の前後いずれの方向から雷サー
ジ電流が侵入しても、この電流が架空送電線の吊
下碍子装置に流れるのを確実に防止することがで
きる。

〔実施例〕

以下、第１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、図面中１は鉄
塔、２は鉄塔の支持アーム３に架設された耐張碍
子装置、４は該耐張碍子装置２に掛止された架空
送電線、５はジヤンパー線である。６は前記鉄塔
１と架空送電線４との間に架設した避雷ユニツト
である。

第４図により前記避雷ユニツト６の構成を説明
すると、鉄塔１には連結金具８を介して絶縁碍子
９が連結され、該絶縁碍子９には取付金具１０を
介して異常時に絶縁分担機能を有する支持碍子と
しての懸垂碍子連１１の一端が連結されている。
又、該懸垂碍子連１１の他端には取付金具１２を
介して避雷碍子１３が直列に連結されている。こ
の避雷碍子１３は、筒状の碍管１４と、該碍管１
４の内部に収容された避雷機能を有する酸化亜鉛
素子１５と、碍管１４の両端部に嵌合固定された
端部金具１６と、さらに前記酸化亜鉛素子１５及
び端部金具１６を接続する接続金具１７とにより
構成されている。

さらに、前記避雷碍子１３には連結金具１８を
介して該避雷碍子１３と同様の避雷碍子１３′が
連結され、この避雷碍子１３′には連結部材とし
ての取付金具１９及び前記連結線７が接続されて
いる。

一方、前記取付金具１０，１２には雷サージ電
流では動作せず、続流に反応する破断機構２０，
２１が取着され、両破断機構２０，２１の上端部
間には側路導体２２が並架されている。この破断
機構２０，２１は例えば続流をトリガーとして火
薬に点火し破断機構の容器を爆発破壊させ、側路
導体２２を飛散させる構成としている。続流に感
応し溶断する可溶線でもつて破断機構２０，２１
と側路導体２２に置き替える構成もある。

前記取付金具１０，１２にはアーキングホーン
２３，２４が装着され、前記破断機構２０，２１
が動作し懸垂碍子連１１の両端がアークにより結
ばれた時、これをすみやかに懸垂碍子連１１から
遠ざけ、その破損を防止するようにしている。前
記避雷碍子１３，１３′の両端に設けた端部金具
１６，１６′には、アーキングホーン２５，２６，
２５′，２６′が取り付けられ、避雷碍子１３，１
３′の表面が異常汚損あるいは大規模雷撃等によ
り閃絡した場合、発生したアークをすみやかに避
雷碍子から遠ざけその破損を防止するようにして
いる。

前記取付金具１２と端部金具１６にはシールド
リング２７，２８が装着され、懸垂碍子連１１の
右端部と避雷碍子１３の接地側との電界を緩和す
るようにしている。又、避雷碍子１３′のキヤツ
プ金具１６′にはシールドリング２９が取着され、
避雷碍子１３′の課電側電界を緩和し酸化亜鉛素
子１５′の電圧分担を平滑化するようにしている。

この実施例では説明の便宜上、前記懸垂碍子連
１１、避雷碍子１３，１３′及び連結線７等を総
称して避雷ユニツト６という。

次に、前記のように構成した避雷ユニツト６の
架設作業について説明する。

まず、第２，３図に示すように鉄塔１の所定位
置すなわち４つ角部のＡ〜Ｄのうち角部Ａにおい
て、耐張碍子装置２の支持アーム３への吊下点Ｐ
１よりも高い位置Ｐ２に対し連結金具８を取着し
て碍子金具８に絶縁碍子９を取り付ける。

一方、右側の架空送電線４の所定位置Ｐ３に
は、引留金具３０を取り付け、該金具３０に対し
連結線７を掛止する。この時、避雷ユニツト６は
第３図に示すように架空送電線４の張設方向Ｙと
同一方向成分をもつように、かつ第２，３図に示
すように水平方向Ｘ及び垂直方向Ｚの成分をもつ
ように架設する。

又、第３図に示すように鉄塔１の角部Ｃと左側
の架空送電線４との間にも前述した架設方法と同
様にして避雷ユニツト６が架設されている。

一方、鉄塔１の角部Ｂと右側の架空送電線４と
の間には、鉄塔１の角部Ａと右側の架空送電線４
との間に架設した避雷ユニツト６が鉄塔１に与え
る不平衡張力を低減するための耐張碍子３１が架
設されている。この耐張碍子３１は前述した避雷
ユニツト６の避雷碍子１３，１３′、破断機構２
０，２１、側路導体２２及びシールドリング２７
〜２９等を省略した構造のものである。

又、鉄塔１の角部Ｄと左側の架空送電線４との
間には、鉄塔１の角部Ｃと左側の架空送電線４と
の間に架設した避雷ユニツト６が鉄塔１に与える
不平衡張力を低減するための耐張碍子３１が架設
されている。

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、架空送電線４に雷サージ電流が流れると、
架空送電線４に取り付けた引留金具３０から連結
線７を介して避雷碍子１３，１３′に内蔵された
酸化亜鉛素子１５，１５′を通つて取付金具１２、
破断機構２１、導体２２、破断機構２０及び取付
金具１０を経て鉄塔１から大地に放電される。こ
の際、雷サージ電流は酸化亜鉛素子の非直線抵抗
特性により放電され、放電後は酸化亜鉛素子の抵
抗値が復元され、接続が抑制される。このため破
断機構２０，２１は動作することなく、雷サージ
電流は導体２２を流れる。

又、前記避雷碍子１３，１３′内の酸化亜鉛素
子１５，１５′の劣化あるいは予想しない大規模
電撃等により異常放電が生じ、懸垂碍子連１１を
電気的に短絡していた側路導体２２に続流が流れ
た瞬間、破断機構２０，２１が動作して側路導体
２２を切離し、対地絶縁の主体を避雷碍子１３，
１３′から懸垂碍子連１１に移す。懸垂碍子連１
１の両端は破断機構２０，２１の動作によつてア
ークで結ばれるが、このアークは直ちにアーキン
グホーン２３，２４へ移行する。そして、この状
態は地絡現象であるから、変電所の機能がこれを
感知し遮断器が線路を開放し、従つて、アークは
消滅し一定時間後再投入し送電を続行する。この
とき、懸垂碍子連１１は破断機構２０，２１が動
作し側路導体２２を切離しているため、絶縁が回
復され、再送電が可能となる。

さて、この第１発明の実施例は平面からみて鉄
塔から線路方向へ変位した位置Ｐ３の架空送電線
４と鉄塔１との間に避雷ユニツト６を架設したの
で、碍子連長が長い避雷ユニツト６を鉄塔１の諸
元を変えることなく架設することができる。

又、第１発明の実施例においては第３図に示す
ように避雷ユニツト６のみを装着した場合に生じ
る不平衡張力を解消するため、避雷ユニツト６の
反対側に耐張碍子３１を連結線７により架設した
ので、鉄塔１に作用する張力を平衡化して鉄塔の
補強を不要にしその耐久性を向上することができ
る。

次に、第２発明を具体化した一実施例を第５図
により説明する。

この第２発明の実施例は、前述した第１発明の
実施例において使用した耐張碍子３１に代えて前
記避雷ユニツト６と同様に構成した避雷ユニツト
６を架設したものである。

この実施例の避雷碍子装置は、架空送電線４の
前後どちらの方向から雷サージ電流が侵入した場
合にも、耐張碍子装置２側へ雷サージ電流が到達
する以前に避雷ユニツト６が作動し、このため耐
張碍子装置２に作用する電圧を一定値以下に保持
することができ、従つて、避雷ユニツト６で雷サ
ージ電流を確実に処理し、避雷碍子装置としての
動作信頼性を向上することができる。

なお、本発明は次のような実施例で具体化する
こともできる。

(1) 第６図に示すように、第１発明の別例として
一回線鉄塔１とその３本の架空送電線４に対し
避雷ユニツト６をそれぞれ架設するとともに、
中央の架空送電線４と鉄塔１との間に中央に配
置した避雷ユニツト６が鉄塔１に与える不平衡
張力を緩和するための耐張碍子３１を連結線７
により架設すること。

(2) 前記各実施例においては耐張鉄塔に具体化し
たが、それ以外に懸垂鉄塔あるいはＶ吊鉄塔に
具体化すること。さらに、避雷ユニツト６の鉄
塔への取付点を鉄塔１の角部Ａ〜Ｄとしたが、
鉄塔の構造も種々あることから、必要に応じて
支持アーム３としてもよい。

〔発明の効果〕 以上詳述したように、第１発明は避雷碍子に内
蔵された酸化亜鉛素子が故障しても再送電が可能
であり、又、既設の鉄塔に容易に装着でき、さら
に新たに鉄塔に作用する不平衡張力を抑制するこ
とができ、耐久性を向上することができる効果が
ある。

又、第２発明は前記第１発明の効果に加えて、
架空送電線の前後いずれの方向からの雷サージ電
流の侵入に対しても架空送電線の吊下碍子装置に
流れるのを確実に防止することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の架空送電線用避雷碍子装置
の一実施例を示す斜視図、第２図は同じく部分拡
大正面図、第３図は同じく拡大平面図、第４図は
避雷ユニツトの拡大正面図、第５図は第２発明の
避雷碍子装置の一実施例を示す平面図、第６図は
第１発明の別例を示す平面図である。 １……鉄塔、２……耐張碍子装置、３……支持
アーム、４……架空送電線、６……避雷ユニツ
ト、７……連結金具としての連結線、１１……支
持碍子としての懸垂碍子連、１３，１３′……避
雷碍子、１５……酸化亜鉛素子、１９……連結金
具としての取付金具、２０，２１……破断機構、
２２……側路導体、３１……耐張碍子、Ｐ３……
位置、Ｙ……架空送電線の張設方向、Ｘ……水平
方向、Ｚ……垂直方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁性の支持碍子１１と、電圧−電流特性が
   非直線性の酸化亜鉛素子１５を内蔵する避雷碍子
   １３，１３′とを直列に連結し、前記支持碍子１
   １の両端部間に雷サージ電流では動作せず、続流
   により離断する導体２２を取り付け、直列に連結
   した前記支持碍子１１と避雷碍子１３，１３′を、
   鉄塔１と、架空送電線４の平面から見て該鉄塔１
   から離間した位置Ｐ３との間に連結金具７，１９
   を介して架設するとともに、鉄塔１を境に前記支
   持碍子１１及び避雷碍子１３，１３′の架設位置
   と反対側であつて、前記架空送電線４と鉄塔１と
   の間に位置するように、強度均衡用の耐張碍子３
   １を架設したことを特徴とする架空送電線用避雷
   碍子装置。 ２ 連結金具は、取付金具１９と該取付金具１９
   に連結した連結線７とにより構成した特許請求の
   範囲第１項記載の架空送電線用避雷碍子装置。 ３ 絶縁性の支持碍子１１と、電圧−電流特性が
   非直線性の酸化亜鉛素子１５を内蔵する避雷碍子
   １３，１３′とを直列に連結し、前記支持碍子１
   １の両端部間に雷サージ電流では動作せず、続流
   により離断する導体２２を取り付け、直列に連結
   した前記支持碍子１１と避雷碍子１３，１３′を、
   鉄塔１と、架空送電線４の平面から見て該鉄塔１
   から離間した位置Ｐ３との間に連結金具７，１９
   を介して架設するとともに、鉄塔１を境に前記支
   持碍子１１及び避雷碍子１３，１３′の架設位置
   と反対側であつて、前記架空送電線４と鉄塔１と
   の間に位置するように、強度均衡用の導体２２を
   備えた支持碍子１１及び避雷碍子１３，１３′を
   架設したことを特徴とする架空送電線用避雷碍子
   装置。