JPH0417223A - 避雷碍子装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、送電線に雷サージ電流か流れた際に、これ
を大地に放電するとともに、続流を限流遮断して永久地
絡を防止する避雷碍子装置、特に放電ギャップを有する
避雷碍子装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の放電キャップを有する避雷碍子装置において、想
定を越える雷撃などにより避雷素子が破損して導通状態
となったときに、放電ギャップ長を太き（して絶縁レベ
ルを高めることにより、遮断器の再投入可能とした装置
が種々提案されている。例えば、特開昭６３−１６６１
１４号公報に示されるように、故障地絡電流を感知して
放電電極を機械的に回転、スライドさせて放電ギャップ
を拡大するするように構成された装置があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、特に低電圧系統においては、故障地絡電流は僅
かなエネルギーしか有しないために放電電極を回転、ス
ライドさせるには、そのエネルギー増幅手段を必要とし
、このため駆動機構が複雑なものとなるとともに、鉄塔
に装着後長期にわたり正常に作動する信頼性に欠けるお
それがあった。

この発明の目的は、避雷碍子に内蔵された限流素子が劣
化したり破壊されて導通状態となった場合に、放電ギャ
ップ間隙を電気的に拡大することにより、絶縁レベルを
高めて遮断器の再投入を可能とするとともに、構造が簡
単で長期使用に対しても信頼性のある避雷碍子装置を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、従来の課題を解決するために放電電極体８
は避雷碍子６に取付する取付金具１４と前記放電電極１
２に対向する放電電極１５とを設けた絶縁筒体１３内に
故障地絡電流により作動するヒユーズエレメント１９を
接続するとともに、該ヒユーズエレメント１９の作動に
より該ヒユーズエレメント１９を絶縁体とする絶縁反応
材２０を充填したことである。

〔作用〕

この発明では、絶縁碍子２の課電側に取付した放電電極
Ｉ２と放電電極体８との間に放電ギャップＧをもって対
向配置し、放電電極体８を避雷碍子６に取付けているの
で、雷サージ電流に対して放電電極体８が作動すること
なく雷サージ電流を接地するとともにその後に生じる運
転電圧の続流を遮断することができる。

また、避雷碍子に内蔵された避雷素子が想定を越える雷
撃や長期使用による劣化などで、破壊し導通状態になっ
た際には、ヒユーズエレメント１９が故障地絡電流によ
り作動して蒸発融解し、これとともに絶縁筒体１３内に
充填された絶縁反応材２０と反応して絶縁体となり、放
電ギャップＧに加えてさらに絶縁筒体１３長が絶縁性と
なるため電気的に放電ギャップが拡大されて絶縁レベル
が著しく増加する。このため、長期信頼性に優れ、絶縁
回復特性に優れた避雷装置となり、遮断器の再投入時に
再点弧を生じるのが防止され、再送電可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明を具体化した実施例を第１．　２図に基
づいて説明する。

この実施例では、２回線送電線において片側回線のみに
避雷碍子装置を装着した場合を例に説明する。

第１図に示すように、鉄塔の支持アーム１の先端部には
懸垂碍子からなる絶縁碍子２が吊下げ固定されている。

絶縁碍子２の下部には連結金具３を介して送電線４が電
線クランプ５により支持されている。また支持アームｌ
の先端下面には、電圧−電流特性が非直線性の避雷素子
を内蔵した避雷碍子６が絶縁碍子２と並列に吊下固定さ
れている。避雷碍子６の下端部に設けた課電側の電極金
具７には、放電電極体８が取付ボルト９により取着され
ている。また、支持アーム１及び避雷碍子６の課電側の
電極金具７には、避雷碍子６が沿面閃絡による損傷を防
ぐためのアーキングリング１０．１１が設けられている
。一方、絶縁碍子２の連結金具３には先端部を放電電極
体８に向けた放電電極１２が取着されている。

また、放電電極体８は絶縁筒体Ｉ３と、この絶縁筒体１
３の一側に設けられた取付金具１４と、他側に設けられ
た放電電極１５とにより形成されている。

第２図は放電電極体８を示し、放電電極体８の中央には
磁器やＦＲＰ等の絶縁材によりなる絶縁筒体１３が左右
を開放した円筒状に形成され、導電性のキャップ１６．
１７によりこの両端開口を被覆して密閉固定されている
。この絶縁筒体１３内には断面星形の磁器よりなる絶縁
コア１８が軸心部に差渡されている。絶縁コア１８には
銀線または銀メツキ銅線等からなるヒユーズエレメント
１９かスパイラルに巻き付けられて、各端部はそれぞれ
キャップ１６．１７に接続されている。なお、ヒユーズ
エレメント１９は、雷サージ電流に対しては作動せず、
故障地絡電流に対して作動するようにされている。すな
わち、ヒユーズエレメント１９が蒸発又は融解して作動
するために必要な熱量Ｑは、 Ｑ＝　ｉ”　　ｒ　ｔ　　　　−（１）で表される。こ
こで、ｒはヒユーズエレメント１９の電気抵抗、ｉはヒ
ユーズエレメント１９を流れる電流、ｔは電流継続時間
である。さて、通常の雷撃により避雷碍子に流れる雷サ
ージ電流は約５ＫＡ程度であり、その電撃電流は避雷素
子により処理され、電流継続時間ｔは波頭長Ｘ波尾長＝
２×２０マイクロ秒程度である。従って、雷サージ電流
による熱量Ｑは５２Ｘ２０　ｒ＝５００　ｒ程度である
。一方、抵抗リアクトル接地系統においては地絡電流は
約０．３〜０．４ＫＡ程度、また開閉サージ放電電流は
約０．２〜０．３ＫＡ程度であり、その電流継続時間ｔ
はそれぞれ約０．１秒と０．００２秒程度である。従っ
て、抵抗リアクトル接地系統でも故障地絡電流による熱
量Ｑは（０，３）”　ＸＯ，ｌＸｌ０’　ｒ＝９０００
ｒ程度である。また、開閉サージ放電電流による熱量Ｑ
は（０，３）　２Ｘ０．００２ｘｌＯ’　ｒ＝１８ｏｒ
である。従って、雷サージ電流や開閉サージ電流による
熱量は地絡電流による熱量と比較して著しく小さいため
、雷サージ電流や開閉サージ電流に対しては作動せず、
故障地絡電流に対しては作動するヒユーズエレメント１
９を選択して装着できる。

絶縁筒体１３の内部には絶縁反応材としての珪砂２０が
固く詰められていて、大電流が流れた際にはヒユーズエ
レメント１９か蒸発し、このヒユーズエレメント１９と
珪砂２０とが反応して非常に高い絶縁体となるようにさ
れている。

絶縁筒体１３の外周はゴム材２１を接着又は充填して被
覆され、絶縁筒体１３の外周とゴム材２１の界面の絶縁
性が確保されている。また、ゴム材２１の両端部をバン
ド金具２２．２２により締付は固定されている。またゴ
ム材２１の外周には沿面閃絡の発生を防止するため複数
のひだ２３が形成されている。

両キャップ１６．１７の上部には、協調ホーン２４．２
５が対向して設けられ、放電電極体８の作動後における
異常電圧に対してこの協調ホーン２４．２５間でフラッ
シュオーバさせて、放電電極体８の損傷から保護するよ
うにしている。

キャップ１６側にはねじ２６により取付金具１４が取付
けられている。取付金具１４は、導電性材料からなり、
その−側には避雷碍子６の電極金具７に取付ボルト９に
より取付けるためのボルト挿通孔２７，２７が形成され
ている。また、キャップ１７側にはねじ２８により棒状
の放電電極１５が取付けられ、絶縁碍子２に取着された
放電電極１２と放電ギャップＧをもって対向している。

なお、この実施例での放電ギャップＧは、雷サージに対
する絶縁レベルを可能な限り小さくするため運転電圧に
対してはフラッシュオーバすることがない程度の短い間
隙とされている。すなわち、一般に異常時絶縁間隔と呼
ばれる間隔程度の値とされ、避雷碍子装置を装着しない
片側回線又は絶縁碍子２との絶縁協調が十分に図られて
いる。

次に、前記のように放電電極体８を装着した避雷装置に
ついて、その作用を説明する。

避雷碍子６は運転電圧に対して放電ギャップＧにより大
地と絶縁が確保されている。

今、送電線４に遮断器の開閉に伴う開閉サージや雷サー
ジが印加されると、絶縁レベルの小さな放電キャブＧで
放電し確実に避雷碍子６側に流れる。そして、開閉サー
ジ電流や雷サージ電流は第１図において、電線クランプ
５から連結金具３、放電電極１２に流れ、放電キャップ
Ｇをフラッシュオーバす乞。このときのフラッシュオー
バ電圧、特に雷サージフラッシュオーバ電圧は従来に比
べ太幅に低下する。そして放電電極体８のヒユーズエレ
メント１９、避雷碍子６の限流素子を経て支持アーム１
に流れ、大地へ放電される。その後に生しる運転電圧の
続流は、避雷碍子６の限流素子により限流遮断され、地
絡事故が防止される。この際、放電電極体８では、第２
図において、放電キャップＧをフラッシュオーバした開
閉サージや雷サージは放電電極１５からヒユーズエレメ
ント１９を経て取付金具１４へ流れる。なお、ヒユーズ
エレメントＩ９は、装着する避雷碍子６内の限流素子の
雷サージ耐量より大きく選定しであるため、雷サージ電
流に対しては、放電電極体８が作動することなく開閉サ
ージや雷サージ電流を大地へ流すことができる。

次に、避雷碍子６に内蔵された限流素子が想定を越える
雷サージに対して破損した場合や劣化している場合には
、導通状態となり、雷撃に続く続流を遮断することがで
きなくなる。この際には、放電電極体８のヒユーズエレ
メント１９を経由して鉄塔の支持アームｌへ交流過電流
が流れる。この際の交流過電流によるエネルギーは開閉
サージや雷サージによるエネルギーより非常に大きいた
め、ヒユーズエレメント１９の交流過電流耐量を越え、
ヒユーズエレメント１９は作動して蒸発する。このヒユ
ーズエレメント１９の蒸気は周囲に充填された珪砂２０
を融解しながら拡散浸透し高い抵抗体に変化して、絶縁
性を有することになる。

従って、放電電極体８の作動に伴い、絶縁筒体１３の筒
長間は絶縁物が介装されたこととなり絶縁レベルが著し
く増加する。すなわち、電気的に放電ギャップ長が拡大
されたことになり、開閉サージ電圧に十分耐え、遮断器
の再投入時に放電ギャップＧでフラッシュオーバを生じ
るのが防止され、再送電可能となる。

なお、ゴム材２１にはひだ２３が形成され、放電電極１
２と取付金具１４との間の沿面距離が充分に取られてい
るため、この間の絶縁強度も充分なものとされ、かつ協
調ホーン２４．２５により放電電極体８の破損は防止さ
れる。

また、この実施例では、運転電圧に対してはフラッシュ
オーバすることがない異常時絶縁間隔以上の短い放電ギ
ャップＧとし、低い絶縁レベルとしているため絶縁碍子
２側との絶縁協調特性に優れた避雷碍子装置とすること
ができる。またさらに、片側回線のみしか避雷碍子を装
着していない二回線電線路にこの避雷装置を装着してい
るので、避雷装置を装着していない回線との絶縁協調特
性に優れた電線路とすることができる。

以上の実施例の他、この発明は次のように具体化するこ
ともできる。

（１）この実施例では、懸垂碍子による避雷装置につい
て説明したが、耐張碍子による避雷装置に適用すること
もできる。

（２）この実施例では、放電電極体８を避雷碍子６側に
取着した例を示したが、絶縁碍子２側の連結金具３に取
着してもよく、また送電線１に直接取着してもよい。

（３）この実施例では、１つの放電電極体８を装着した
例を示したが、複数の放電電極体８を直列に接続して、
適合する放電ギャップＧを構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明は、放電電極体が避雷碍
子に取付する取付金具と放電電極に対向する放電電極と
を設けた絶縁筒体内に故障地絡電流により作動するヒユ
ーズエレメントを接続するとともに、ヒユーズエレメン
トの作動により該ヒユーズエレメントを絶縁体とする絶
縁反応材を充填したことにより、避雷碍子に内蔵した避
雷素子が劣化したり破損されて導通状態となった場合に
、機械的手段によることなく絶縁レベルを高くすること
により、電源の再投入を可能とするとともに、構造が簡
単で長期使用に対しても信頼性のある避雷碍子装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図はこの発明の一実施例を示し、第１図は避雷
碍子装置の正面図、第２図は放電電極体の断面図である
。 ２・・・絶縁碍子、６・・・避雷碍子、７・・・電極金
具、８・・・放電電極体、１２・・・放電電極、１３・
・・絶縁筒体、１９・・・ヒユーズエレメント、２０・
・・絶縁反応材、Ｇ・・・放電キャップ 特許出願人　　　日本碍子株式会社 代理人　　　　　弁理士　恩田博宣 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、送電線を絶縁支持する絶縁碍子（２）と、電圧−電
   流特性が非直線性の避雷素子を内蔵した避雷碍子（６）
   とを鉄塔に並列に装着し、該避雷碍子（６）の課電側電
   極金具（７）に放電電極体（８）を取付け、前記絶縁碍
   子（２）の課電側に取付した放電電極（１２）と該放電
   電極体（８）との間に放電ギャップ（Ｇ）をもって対向
   配置した避雷碍子装置において、 前記放電電極体（８）には避雷碍子（６）に取付する取
   付金具（１４）と前記放電電極（１２）に対向する放電
   電極（１５）とを設けた絶縁筒体（１３）内に故障地絡
   電流により作動するヒューズエレメント（１９）を接続
   するとともに、該ヒューズエレメント（１９）の作動に
   より該ヒューズエレメント（１９）を絶縁体とする絶縁
   反応材（２０）を充填したことを特徴とする避雷碍子装
   置。