JPH04345708A - 電線支持碍子装置における雷撃エネルギー抑制構造 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電線支持碍子装置にお
いて雷撃が発生した場合に鉄塔の頭頂部から下方へ流れ
る雷サージ電流を軽減して支持碍子に作用する雷撃エネ
ルギーを抑制し、地絡事故の発生確率を低減することが
できるとともに、避雷碍子を装着した場合に、エネルギ
ー低減に伴う小型、軽量化を図ることができる電線支持
碍子装置における雷撃エネルギー抑制構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線を支持する鉄塔の電線支
持碍子装置においては、鉄塔本体の側部に水平に支持し
た支持アームに接地側の上部連結金具を介して懸垂碍子
連よりなる支持碍子が吊下され、この支持碍子の下端部
には課電側の下部連結金具及び電線クランプを介して送
電線が支持されている。又、前記鉄塔本体の頭頂部には
通信機能を兼用し、かつ鉄塔へ侵入する雷サージ電流を
軽減するための架空地線が支持されている。この架空地
線は送電線路の電圧階級が６６ｋＶ〜１５４ｋＶでは１
〜２条、１８７ｋＶ以上では２〜３条平行に装設されて
いる。

【０００３】又、雷撃時に雷サージ電流が鉄塔の上部に
侵入する形態として、次の２種類がある。 （１）前記架空地線の中間に侵入した後、前記鉄塔本体
の頭頂部に侵入する場合。 （２）鉄塔本体の頭頂部に直接侵入する場合。

【０００４】又、近年、送電線路における雷撃後の続流
電流による一時的な停電事故を防止するため、鉄塔には
雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電流を抑制す
るための条件を備えた電圧−電流特性が非直線性の抵抗
素子を内蔵した避雷碍子が装着されるようになっている
。この避雷碍子には課電側の下部連結金具に支持した放
電電極と所定の気中放電間隙をもって対向する接地側の
放電電極が支持されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の電線支持碍子装
置においては、雷サージ電流の侵入形態により、（１）
の架空地線侵入形態の場合には、架空地線の落雷点を境
にして上流側と下流側に分流して半減した雷サージ電流
が鉄塔本体の頭頂部に侵入するため、鉄塔本体を通って
大地へ放電される電流はさらに低減されることから支持
碍子の沿面をフラッシオーバーする可能性が非常に低く
、このため雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電
流による地絡事故の発生確率は、非常に低くなり問題は
ない。

【０００６】ところが、（２）の鉄塔本体の頭頂部に直
接侵入する場合には、（１）に比べ鉄塔に流れる雷サー
ジ電流が増加するので、その場合の支持碍子の沿面をフ
ラッシオーバーする事故の確率が増大する。ところで、
電線支持碍子装置に避雷碍子を適用した場合には、前述
した（１），（２）の侵入形態のうち（２）の侵入形態
の想定される最も大きい雷サージ電流を支持アーム、避
雷碍子の抵抗素子及び気中放電間隙を介して送電線へ流
し、大地に放電するとともに、その後に生じる続流電流
を抑制することができるように、前記抵抗素子の容量を
設定している。つまり、最も大きい雷サージ電流に耐え
るような径方向の寸法の大きい抵抗素子を備えた避雷碍
子を使用する必要があった。換言すれば、想定される最
大の雷サージ電流が流れても前記抵抗素子が導通破壊し
ないような避雷碍子を使用する必要がある。なお、抵抗
素子の長さについては、適用する送電線路の電圧階級に
より所定長さに設定される。

【０００７】一方、雷撃は大別して夏期に発生するもの
と、夏期雷と比較して雷サージ電流が一桁から二桁大き
い冬期に発生するものとの二種類がある。そして、夏期
雷に対しては実用的な抵抗素子の寸法設計が可能である
ため、避雷碍子も大型化せず製造上あるいは既設電線路
への適用上の問題は発生しない。ところが、冬期雷は雷
サージ電流が非常に大きいため、従来の設計基準で対応
しようとしても実用的な寸法で対応することが困難であ
る。そして、冬期雷が（２）の形態で鉄塔の頭頂部に直
接侵入する場合が（１）の架空地線へ落雷する場合と比
較して、雷サージ電流が大きくなり、非常に対応が困難
となる。

【０００８】この発明は前述した侵入形態のうち（２）
の場合に対処するために提案されたものであって、その
目的は鉄塔の頭頂部に侵入しようとする雷サージ電流を
一旦架空地線の中間点まで分流するとともに、この中間
点においてさらに上流側と下流側に分流することにより
、最終的に鉄塔の頭頂部に侵入する雷サージ電流を減少
して、支持碍子の沿面をフラッシオーバーして電線へ流
れる際の地絡事故の発生確率を少なくすることができる
とともに、避雷碍子を装着した場合に、それに内蔵した
抵抗素子の雷サージ電流に対する処理責務を軽減して、
避雷碍子の小型、軽量化を図ることができる電線支持碍
子装置における雷撃エネルギー抑制構造を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、鉄塔の支持アームに接地側の連結金具を介
して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側には連結金
具を介して電線を支持するとともに、鉄塔本体の頭頂部
に対し雷撃時の雷サージ電流を分流して鉄塔本体へのサ
ージ電流を軽減するための架空地線を具備する電線支持
碍子装置において、前記鉄塔の頂部に絶縁支持棒を立設
し、この絶縁支持棒の上端部には、雷サージ電流を捕捉
するサージ捕捉導体を架空地線の下流側と上流側に指向
するように連結し、サージ捕捉導体の端部を前記架空地
線の中間部に接続するという手段をとっている。

【００１０】

【作用】この発明は上記手段をとったことにより、雷撃
時に雷サージ電流が空気中を飛来して絶縁支持棒の上端
部に落雷すると、サージ捕捉導体により上流側と下流側
に分流される。そして、上流側においてサージ捕捉導体
と架空地線との接続部を境にしてさらに架空地線を通し
て上流側と下流側に分流される。この分流作用は下流側
におけるサージ捕捉導体と架空地線との接続部を境にし
て同様に行われる。この結果、架空地線により鉄塔本体
の頭頂部には最初に侵入した雷サージ電流のほぼ４分の
１の電流が流れることとなり、鉄塔を通して支持碍子か
ら電線へフラッシオーバーする地絡事故の発生確率が低
減する。

【００１１】又、電線支持碍子装置に避雷碍子を装着し
た場合には、避雷碍子に内蔵した抵抗素子を流れる雷サ
ージ電流が低減されることから、それだけ抵抗素子のエ
ネルギー処理責務を軽減して素子の小型化、軽量化を図
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図１
〜図３に基づいて説明する。図２に示すように、鉄塔本
体１の左右両側には複数所に支持アーム２が水平に支持
されている。これらの支持アーム２には接地側の連結金
具３を介して懸垂碍子４を複数個直列に連結してなる支
持碍子５が吊下されている。この支持碍子５の下端部に
は課電側の連結金具６及び電線クランプ７を介して送電
線８が支持されている。

【００１３】前記鉄塔本体１の頭頂部には図１に示すよ
うに取付金具１０を介して通信機能を兼用し、かつ前述
した送電線８への雷サージ電流の侵入を抑制するための
架空地線１１が支持されている。又、前記取付金具１０
の上面には図３に示すように支持金具１２を介して絶縁
支持棒１３が垂直に立設されていて、その上端部には把
持金具１４を介して雷サージ電流を捕捉するサージ捕捉
導体としてのサージ捕捉電線１５が支持されている。こ
のサージ捕捉電線１５の両端部は前記架空地線１１の中
間部に電気的及び機械的に接続するための接続金具１６
，１７により接続されている。前記絶縁支持棒１３は中
心に位置するＦＲＰ等の強化合成樹脂よりなるロッド１
８と、その外周にモールドしたゴムよりなる絶縁外被１
９とにより構成されている。

【００１４】一方、前記支持アーム２には図１に示すよ
うに取付アダプタ２１が支持され、該アダプタ２１には
避雷碍子２２が吊下固定されている。この避雷碍子２２
は電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛を主材とする抵
抗素子２３を内蔵している。又、前記抵抗素子２３は図
示しない耐圧絶縁筒に収容され、絶縁筒の両端部には接
地側及び課電側の電極金具２４，２５が嵌合されている
。又、前記耐圧絶縁筒の外周部にはゴム等の絶縁外被２
６がモールド成形されている。さらに、前記課電側の電
極金具２５には前記課電側の連結金具６に支持した課電
側の放電電極２７と所定の気中放電間隙Ｇをもって対向
する接地側の放電電極２８が支持されている。

【００１５】次に、前記のように構成した送電線用避雷
碍子装置について、その作用を説明する。今、図１にお
いて、雷撃による雷サージ電流が鉄塔本体１の頭頂部に
向かって飛来すると、サージ捕捉電線１５が架空地線１
１よりも上側に位置しているので、頭頂部に落雷する以
前にサージ捕捉電線１５により捕捉される。この雷サー
ジ電流Ｉはサージ捕捉電線１５上の落雷点Ｐを境にして
同図に矢印で示すように、上流側と下流側にそれぞれ２
分の１の分流雷サージ電流（Ｉ／２）となって流れ、両
分流雷サージ電流は上流側と下流側の接続金具１６，１
７からさらに架空地線１１に流れる。上流側に流れたサ
ージ電流（Ｉ／２）は接続金具１６を境にして架空地線
１１の上流側と下流側にさらに分流雷サージ電流（Ｉ／
４），（Ｉ／４）となって流れる。そして、下流側に流
れたサージ電流（Ｉ／４）は鉄塔本体１の頭頂部に流れ
る。同様に下流側に位置する接続金具１７に流れた雷サ
ージ電流（Ｉ／２）は接続金具１７を境にして架空地線
１１の上流側と下流側に分流雷サージ電流（Ｉ／４），
（Ｉ／４）となって流れ、この上流側に流れた雷サージ
電流（Ｉ／４）は鉄塔本体１の頭頂部側に流れる。ここ
で、雷サージ電流（Ｉ／４）はそれぞれ鉄塔と架空地線
１１に分流し、鉄塔にはほぼ２分の１の（Ｉ／８）が流
れ込み、全体として（Ｉ／８）×２倍で（Ｉ／４）とな
る。従って、頭頂部には（Ｉ／８＋Ｉ／８＝Ｉ／４）の
雷サージ電流が流れ、最初に侵入した雷サージ電流Ｉの
約４分の１の雷サージ電流が流れることとなる。

【００１６】本装置がない場合、雷サージ電流は塔頂へ
落雷が生じたとき、鉄塔と両側の架空地線１１へほぼ３
分の１づつ流れるものとすれば、７５％へ低減されるこ
とになる。従って、支持碍子５の沿面をフラッシオーバ
ーして電線８に至る雷サージ電流が大きくなり、地絡事
故の発生確率が低下する。又、この低減した雷サージ電
流により、避雷碍子２２を通って接地側の放電電極２８
から気中放電間隙Ｇをフラッシオーバーして課電側の放
電電極２７へ流れる電流も小さくなり、避雷碍子２２に
内蔵した抵抗素子２３へ流れる雷サージ電流が小さくな
り、それだけ抵抗素子２３のエネルギー処理責務が低下
する。この結果、冬期雷のような大きな雷撃エネルギー
が鉄塔本体１の頭頂部に侵入する場合を想定して、抵抗
素子２３の設計をする必要がなくなり、抵抗素子２３の
通電断面積を小さくして素子の小型化及び軽量化を図り
、製造を容易に行い、避雷碍子のコストダウンを実現す
ることができる。

【００１７】次に、この発明の別例を図４により説明す
る。この別例は送電線路の電圧階級が大きくなり、鉄塔
が大型化し、送電線８の線路と直交する方向への間隔が
増大した場合に、それに対処するため前述した架空地線
１１を二箇所に併設した場合におけるサージ捕捉電線１
５の装着例を示す。この場合にもサージ捕捉電線１５は
基本的には前述した実施例と同様に装着されるが、左右
一対の絶縁支持棒１３，１３をさらに短絡電線３１によ
り電気的に接続することにより、短絡電線３１の中間に
サージ電流が侵入した場合に、サージ電流がそれぞれの
捕捉電線１５の上流側と下流側に分流されるので、最終
的に鉄塔の頭頂部に侵入する電流を最初の電流の約８分
の１に低減することができる。

【００１８】又、この別例においては、両架空地線１１
，１１間に一つあるいはそれ以上の短絡電線３２を張設
しているが、この場合には、一方の架空地線１１の中間
部に落雷した際、サージ電流が他方の架空地線１１側へ
分流されるので、鉄塔本体１の頭頂部に侵入する電流を
さらに抑制することができる。なお、この発明は前記実
施例に限定されるものではなく、次のように具体化して
もよい。

【００１９】（１）前記実施例ではサージ捕捉電線１５
を絶縁支持棒１３を境にして上流側と下流側に張設した
が、これを一方のみにすること。この場合には絶縁支持
棒１３をサージ捕捉電線１５が装着されていない方へ傾
斜して、鉄塔本体１の頭頂部を雷サージ電流が直接侵入
しないようにする。 （２）前記実施例では絶縁支持棒１３からサージ捕捉電
線１５の接続金具１６，１７までの長さを等しくしたが
、これを一方を長く、他方を短くすること。この場合に
は両接続金具１６，１７で分岐され、鉄塔本体１の頭頂
部に侵入する雷サージ電流Ｉ／４，Ｉ／４の時間的位相
が若干異なるので、さらに避雷碍子２２の抵抗素子２３
に流れる最大電流が抑制される。

【００２０】（３）支持碍子５自身に避雷機能を付与し
た電線支持碍子装置に構成すること。 （４）絶縁支持棒１３として通常の長幹支持碍子を使用
すること。 （５）懸垂型の電線支持碍子装置以外に耐張型の電線支
持碍子装置に適用すること。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は鉄塔の
頭頂部に向かって飛来する雷サージ電流をサージ捕捉導
体により捕捉してそれを架空地線の中間部まで誘導した
後、分流サージ電流を鉄塔の頭頂部に導くことができ、
この結果鉄塔の頭頂部に至る雷サージ電流を低減し、支
持碍子の沿面をフラッシオーバーして電線に流れる際の
地絡事故の発生確率を少なくすることができるとともに
、避雷碍子を装着した場合に、それに内蔵した抵抗素子
の雷サージ電流に対するエネルギー処理責務を軽減して
、避雷碍子の小型、軽量化を図ることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電線支持碍子装置における雷撃エネ
ルギー抑制構造を具体化した一実施例を示す正面図であ
る。

【図２】電線支持碍子装置の斜視図である。

【図３】絶縁支持棒付近の縦断面図である。

【図４】この発明の別例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１　　鉄塔本体、２　　支持アーム、３　　接地側の連
結金具、５　　支持碍子、６課電側の連結金具、８　　
送電線、１１　　架空地線、１３　　絶縁支持棒、１５
　　サージ捕捉導体としてのサージ捕捉電線、１６，１
７　　接続金具。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鉄塔の支持アームに接地側の連結金具
   を介して支持碍子を連結し、該支持碍子の課電側には連
   結金具を介して電線を支持するとともに、鉄塔本体の頭
   頂部に対し雷撃時の雷サージ電流を分流して鉄塔本体へ
   のサージ電流を軽減するための架空地線を具備する電線
   支持碍子装置において、前記鉄塔の頂部に絶縁支持棒を
   立設し、この絶縁支持棒の上端部には、雷サージ電流を
   捕捉するサージ捕捉導体を架空地線の下流側と上流側に
   指向するように連結し、サージ捕捉導体の端部を前記架
   空地線の中間部に接続したことを特徴とする電線支持碍
   子装置における雷撃エネルギー抑制構造。