JPH03276523A - 避雷碍子の放電電極 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は送電線に雷撃による異常電流か流れたとき、
避雷機能によりそれを速やかに大地へ放電するとともに
、続流を抑制遮断して永久地絡を防止する避雷碍子の放
電電極に関するものである。

［従来の技術］ 第８図に示すように、従来鉄塔アーム２３には避雷機能
を持たせた避雷碍子２４が取付アダプタ２５を介して吊
下支持されている。また、電線クランプ２８を介して送
電線２６を支持する下部吊下金具２７には課電側のアー
クホーン２９が所定の気中放電間隙Ｇをもって前記避雷
碍子１４の課電側の放電電極３０と対向配置している。

さらに、懸垂碍子連３１が風圧により送電線路方向に揺
れた場合、前記課電側のアークホーン２９と課電側の放
電電極３０との気中放電間隙Ｇを一定に保つため、課電
側のアークホーン２９を弓状に湾曲形成している。また
、懸垂碍子連３１が風圧により送電線路直交方向に揺れ
た場合、前記課電側のアークホーン２９と課電側の放電
電極３０との気中放電間隙Ｇを一定に保つため、第９図
に示すように、前記課電側の放電電極３０を逆Ｔ字状に
形成し、底辺の電極部３２が下方側へ反るように湾曲形
成している。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、懸垂装置用における静電容量は課電側のアー
クホーン２９と課電側の放電電極３０とは対向する面積
が大きいため、耐張装置用の気中放電間隙の静電容量に
比べ大きくなる。

ここで、第１０図に基づき懸垂装置用の避雷碍子１４お
よび気中放電間隙Ｇに印加される負担電圧を算出する。

避雷碍子１４および気中放電間隙Ｇにそれぞれ印加され
る電圧をＶｌ、Ｖ２とし、全体の印加電圧をＶとする。

また、避雷碍子１４の静電容量をＣ１とし、気中放電間
隙Ｇの静電容量をＣ２とする（通常避雷碍子１４の静電
容量Ｃ１は気中放電間隙Ｇの静電容量を０２より大きく
設定されている）。また、気中放電間隙Ｇ単独のフラッ
ジオーバ電圧をｖ３とする。前記避雷碍子１４に印加さ
れる電圧Ｖｌは、 Ｖ１＝　［Ｃ２／　（Ｃ１＋Ｃ２）ｌ　　・Ｖ・・・（
１）気中放電間隙Ｇにに印加される電圧ｖ２は、Ｖ２＝
　（Ｃ１／　（Ｃ１＋Ｃ２）ｌ−Ｖ−（２）となる。

なお、避雷碍子１４の静電容量Ｃ１は一定である。

そして、気中放電間隙Ｇの印加電圧Ｖ２と気中放電間隙
Ｇ単独のフラッジオーバ電圧Ｖ３との関係が、 Ｖ２＞Ｖ３・・・（３） とならなければフラッジオーバーしない。

しかし、課電側のアークホーン２９と課電側の放電電極
３０の電極部３２との対向する面積が大きくなると、 Ｃ＝εＡ／ｄ・・・（４） Ａ：対向する電極の面積 ｄ：電極間距離（気中放電間隙Ｇため一定）ε：誘電率
（一定） （４）式により気中放電間隙Ｇの静電容量Ｃ２は大きく
なる。

したがって、（２）式に基づき気中放電間隙Ｇの印加電
圧Ｖ２を算出すると、気中放電間隙Ｇの静電容量Ｃ２が
増加すると印加電圧が低くなり、この結果、（３）式の
条件を満たすことができなくなる。すなわち、気中放電
間隙Ｇの雷サージに対する絶縁レベルが上昇し、絶縁協
調が図りにくくなるという問題がある。

この発明の目的は、気中放電間隙の絶縁レベルの上昇を
防止し、絶縁協調を容易に図ることができる避雷碍子の
放電電極を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本願発明は、鉄塔の支持
アームに対し上部ホーン取付金具、支持碍子、下部ホー
ン取付金具を介して送電線を支持するとともに、同支持
アームには取付アダプタを介して避雷碍子を吊下支持し
、一方前記下部ホーン取付金具には前記避雷碍子の課電
側の放電電極と所定の気中放電間隙をもって対向する課
電側のアークホーンを設けた避雷碍子の放電電極におい
て、前記避雷碍子の課電側の放電電極には前記課電側の
アークホーンに対向する複数の突部を設け、一方前記課
電側のアークホーンの先端を前記避雷碍子の垂直下位置
を越える位置まで延出し、さらには同課電側のアークホ
ーンの先端部を前記避雷碍子の課電側の放電電極の突部
と対向配置するように形成したことをその要旨とする。

［作用］ 上記の構成により、アークホーンの先端が避雷碍子の垂
直下位置を越える位置まで延出し、かう課電側の放電電
極の複数の突部に構成されているため、アークホーンが
風圧によって揺れても気中放電間隙の変動率を最小限に
でき、さらにはアークホーンと課電側の放電電極の突部
とを対向配置させたことにより対向面積を小さくできる
ので、気中放電間隙の負担電圧を大きくすることができ
る。

［実施例］ 以下、本発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説
明する。

第１図に示すように、鉄塔アームｌの先端部には連結金
具２が固着され、同連結金具２にはＵクレビスリンク３
および上部ホーン取付金具４を介して懸垂碍子５を直列
に連結してなる支持碍子としての懸垂碍子連６が線路方
向（第１図の左右方向）および同直交方向（第１図の紙
面と直交する方向）へ揺動可能に支持されている。

前記懸垂碍子連６下端部の下部ホーン取付金具７には連
結リンク８を介して送電線９を支持する電線クランプ１
０が支持されている。前記ホーン取付金具４，７には懸
垂碍子連６の沿面閃絡の損傷をできるだけ軽減するため
のアーキングホーン１１．１２が装着されている。

前記鉄塔アームｌの先端部には取付アダプタ１３がボル
トにより固定され、同アダプタ１３の先端部下面には避
雷碍子１４が複数のボルトにより垂下固定されている。

前記避雷碍子１４はＦＲＰ等の耐張材料により円筒状に
形成された耐圧絶縁筒（図示しない）と、その内部に直
列に収容された酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主材とする電圧−
電流特性が非直線性の図示しない限流素子と、耐圧絶縁
筒の両端部に嵌合固定されたキャップ状をなす接地側お
よび課電側の電極金具１５．１６と、耐圧絶縁筒の外周
に設けられたモールドゴム１７とから構成されている。

前記避雷碍子１４の両端には一対のアーキングリング１
８．１９が対向配置され、このアーキングリング１８．
１９によって、モールドゴム１７の沿面閃絡時の損傷が
軽減される。また、前記アーキングリング１８は前記取
付アダプタ１３の先端下面に取付固定され、アーキング
ホングエ９は前記課電側の電極金具１６に取り付けられ
ている。

さらに、前記課電側の電極金具１６の下端部には課電側
の放電電極２１がボルトによって締付固定されている。

前記懸垂碍子連６の下部ホーン取付金具７にはアークホ
ーン２０が取り付けられている。このアークホーン２０
は前記取付アダプタ１３と平行に延出され、その先端が
前記避雷碍子１４の中心から下方に垂下した垂線Ｋ（第
１図において一点鎖線に示す垂線）を越えるように延出
されている。

前記課電側の放電電極２１は等間隔に枝状に分岐する３
本の突部としての電極部２１ａ〜２１ｃから構成されて
いる。そして、前記アークホーン２０が静止状態のとき
、同アークホーン２０と中央に位置する課電側の放電電
極２１の電極部２１ｂとの放電部間には所定ギャップ長
の気中放電間隙Ｇが設けられている。

また、前記アークホーン２０の先端部は前記課電側の放
電電極２１の各電極部２１ａ〜２１ｃと対向するように
湾曲形成されている。

上記のように構成された避雷碍子の放電電極についてそ
の作用を説明する。

今、雷撃により大電流が送電線９に印加されると、この
電流は電線クランプ１０、連結リンク８、ホーン取付金
具７およびアークホーン２０から気中放電間隙Ｇを経て
課電側の放電電極２１へ放電され、電極金具１６から避
雷碍子１４の図示しない限流素子に流れ、接地側の電極
金具１５および取付アダプタＩ３を経て鉄塔アームｌへ
流れ、さらに、鉄塔に流れて大地に放電される。その後
、生じる続流は前記避雷碍子１４の限流素子によって抑
制遮断される。

さて、ホーン取付金具７に取付られているアークホーン
２０が風圧により、送電線路方向に揺れた場合、第２図
二点鎖線にて示すような軌跡を描く。このとき、アーク
ホーン２０の振れによる各電極部２１ａ〜２１ｃとアー
クホーン２０との気中放電間隙Ｇの変動特性を第３図に
示す。なお、第２図においてアークホーン２ｏの静止位
置から右側へ振れたときの角度をプラスとし、左側へ振
れたときの角度をマイナスとする。

この特性図から見ても分かるように、電極部２１ａとア
ークホーン２０との気中放電間隙Ｇは静止状態のときの
距離が最も短い。また、電極部２１ｂ、２１ｃとアーク
ホーン２ｏとの気中放電間隙Ｇはアークホーン２０の振
れ角がプラス側に移行するほど短くなるが、その変動率
は電極部２１ｃの方が大きい。

この結果、従来は課電側の放電電極２１は電極部２１ｂ
だけに相当する構成としていたので、第３図（プロット
ムで示す曲線）に示すような特性図となる。ところが、
この場合アークホーン２０がマイナス側に揺れると、気
中放電間隙Ｇの距離が大きくなる傾向となり、絶縁レベ
ルが上昇して絶縁協調を図ることが難しくなる。

しかし、この実施例においては複数の電極部２１ａ〜２
１ｃにより、アークホーン２０がマイナス側へ振れたと
き、電極部２１ａとアークホーン２０との気中放電間隙
Ｇの距離が電極部２１ｂとの気中放電間隙Ｇよりも短く
なり、アークホーン２０がプラス側へ振れたとき、電極
部２１ｃと気中放電間隙Ｇの距離が電極部２１ｂとの気
中放電間隙Ｇよりも短くなる。

この結果、フラッジオーバーは気中放電間隙Ｇの最も短
い所で行われるため、第３図のハツチングに沿った特性
曲線となり、この特性曲線に基づいてフラッジオーバー
が行われることになる。

したがって、電極部２１ａ〜２１ｃを設けるとともに、
アークホーン２０の先端部を避雷碍子１４の垂線Ｋを越
える位置に延出したことにより、アークホーン２０がプ
ラス側に振れたとき、電極部２１ｃが絶縁レベルの上昇
を防止し、アークホーン２０がマイナス側に振れたとき
、電極部２１ａが絶縁レベルの上昇を防止しすることが
できるので、従来とは異なり気中放電間隙Ｇの変動率を
小さくすることができる。この結果、絶縁レベルの上昇
を防止し、絶縁協調を容易に図ることができる。

また、アークホーン２０の先端部を前記課電側の放電電
極２１の電極部２１ａ〜２１ｃと対向配置させたので、
対向する面積が小さくなり、気中放電間隙Ｇの負担電圧
を大きくすることができ、フラッジオーバーを確実に気
中放電間隙Ｇにて行わせることができる。

本実施例においては課電側の放電電極２１の電極部２１
ａ〜２１ｃを送電線９と平行となるように形成したが、
アークホーン２０が送電線路直交方向に振れたときのこ
とを考慮して、第７図に示すように放電電極２１の電極
部２１ａ〜２１ｃを下面から見たとき、正三角形の各頂
点に配置するように構成することも可能である。この場
合電極部２１．　ａの先端が懸垂碍子連６に向くように
課電側の電極金具１６に取り付ける。

さらに、本実施例におては電極部２１ａ〜２１ｃを３本
設けたが用途によって設ける数を増減して変更すること
も可能である。

また、第４図に示すように、電極部２１ａ。

２１ｃの先端部を外方に向くように湾曲形成することも
可能である。

さらに、第５，６図に示すように、従来の形状の課電側
の放電電極２１の下部に円錐状に形成された電極部２１
ａ〜２１ｃを設けることも当然可能である。この場合、
電極部２１ａ〜２１ｃによりアークホーン２０との対向
面積を小さくすることができる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で任意に変更す
ることは可能である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によればアークホーンが
風によって揺れても気中放電間隙の変動率が少ないため
、絶縁レベルの上昇がなく、確実に気中放電間隙にてフ
ラッジオーバーさせることができ、さらには課電側の放
電電極の突部とアークホーンとの対向面積が少なくなる
ため、絶縁レベルが上昇せず、気中放電間隙の負担電圧
が大きくなるため、気中放電間隙にてフラッジオーバー
させ絶縁協調を容易に図ることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる全体の構成図、第２図はアーク
ホーンが風圧によって揺れたときの軌跡を示す説明図、
第３図はアークホーンの揺れにより各突部からアークホ
ーンの気中放電間隙の変動率を示す特性図、第４図は課
電側の放電電極の別例を示す正面図、第５図は課電側の
放電電極の別例を示す正面図、第６図は課電側の放電電
極の別例を示す正面図、第７図は課電側の放電電極の別
例を示す平面図、第８図は従来例を示す構成図、第９図
は従来の課電側の放電電極を示す正面図、第１０図は避
雷碍子と気中放電間隙との電気的等価回路を示す説明図
である。 １・・・鉄塔アーム、４・・・上部ホーン取付金具、５
・・・支持碍子としての懸垂碍子、７・・・下部ホーン
取付金具、９・・・送電線、１３・・・取付アダプタ、
１４・・・避雷碍子、２０・・・アークホーン、２１・
・・課電側の放電電極、２１ａ〜２１ｃ・・・突部とし
ての電極部、Ｇ・・・気中放電間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄塔の支持アームに対し上部ホーン取付金具、支持
   碍子、下部ホーン取付金具を介して送電線を支持すると
   ともに、同支持アームには取付アダプタを介して避雷碍
   子を吊下支持し、一方前記下部ホーン取付金具には前記
   避雷碍子の課電側の放電電極と所定の気中放電間隙をも
   って対向する課電側のアークホーンを設けた避雷碍子の
   放電電極において、 前記避雷碍子の課電側の放電電極には前記課電側のアー
   クホーンに対向する複数の突部を設け、一方前記課電側
   のアークホーンの先端を前記避雷碍子の垂直下位置を越
   える位置まで延出し、さらには同課電側のアークホーン
   の先端部を前記避雷碍子の課電側の放電電極の突部と対
   向配置するように形成したことを特徴とする避雷碍子の
   放電電極。