JPH05258835A - 耐雷ホーン装置の故障検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塔体部において簡単に検出作業ができ、自動
計測が行える耐雷ホーン装置の故障検出器を提供するこ
とにある。 【構成】 この耐雷ホーン装置は課電側の電極金具１
０、２０と接続された電圧−電流が非直線性の限流素子
２１を備えている。その限流素子２１の上端に接地端子
１１が電気的に接続されている。前記接地端子１１の先
端に静電容量素子３１を接続し、その静電容量素子３１
の一端を大地電位にある塔体の一部に接地する。そし
て、静電容量素子３１の両端電圧を計測装置１６により
測定し、正常時の電圧と比較して劣化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送電線路あるいは配電
線路に雷サージ電流が流れた場合に、それを速やかに大
地に放電するとともに、その後に生じる商用周波の続流
を抑制遮断することができる耐雷ホーン装置の故障検出
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、送電線路において、送電線に雷
サージ電流が侵入すると、その電流は送電線を支持する
支持碍子の両端に設けた接地側及び課電側のアークホー
ン間をフラッシュオーバーして、塔体の支持アームに流
れ、その後運転電圧に基づく続流電流により地絡事故と
なる。これは変電所の遮断器により遮断された後、直ち
に再投入され事故が復旧する。このような地絡事故を未
然に防止するため送電線支持碍子装置において、塔体の
支持アームに支持碍子とは別体の耐雷ホーンが使用され
ている。この耐雷ホーンは、その内部に電圧−電流特性
が非直線性の酸化亜鉛等よりなる限流素子を収容してい
る。この限流素子は長期間の使用中、想定を越える繰り
返し雷撃や何らかの原因による吸湿等により劣化するこ
とがある。その結果耐雷ホーンとしての絶縁性が低下
し、最後には電気的に機能を失ってしまう。

【０００３】従って、送電線路の信頼性を確保していく
ためには、定期的に耐雷ホーンの劣化状態を検出してそ
の点検を行い、異常が認められた場合には新しいものと
交換する必要がある。

【０００４】従来、この異常点検にはメガーにより絶縁
抵抗を測定する方法や、実開平２−６０８９０号公報に
示される故障検出器によって検出されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
メガーにより絶縁抵抗を測定する方法では、その手法上
停電を必要とするばかりでなく、塔体の支持アームに作
業者が近づき、耐雷ホーンのアークホーンに測定器用の
リード線を接続して行うため、作業が面倒で危険性が高
いという問題があった。又、後者の故障検出器を使用す
る方法においては検出器の先端の接触子を耐雷ホーンの
アークホーンに接触させて電気的特性を計測する際、そ
の取扱に熟練を要するという問題があった。

【０００６】そこで本発明は、このような従来技術に存
在する問題点に着目してなされたものであって、その目
的は、塔体部において簡単に検出作業ができ、自動計測
が行える耐雷ホーン装置の故障検出器を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、課電側の電極金具と電気的に接続され
た電圧−電流が非直線性の限流素子と、課電側電極金具
に配設された放電電極と支持碍子に配設された課電側放
電電極とで形成される気中放電間隙とからなる耐雷ホー
ン装置において、前記限流素子の接地側に接続された接
地端子と、その接地端子と大地電位にある塔体の一部と
の間に接続された静電容量素子と、その静電容量素子の
両端電圧を計測する計測装置とよりなることをその要旨
としている。

【０００８】

【作用】上記構成により、想定を上回る多数の雷サージ
あるいは、想定を上回る規模の雷撃をうけたりする等の
ため耐雷ホーンの限流素子が劣化すると、その劣化の状
態により絶縁抵抗や静電容量が変化し、接地端子と鉄塔
アーム部に配置した取付アダプタとの間に配設された故
障検出器の両端に誘起する分圧電圧が変化する。この変
化した分圧電圧と正常時の分圧電圧とを比較して耐雷ホ
ーンの劣化や故障を検出する。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を具体化した実施例について図
１〜４に従って説明する。図１に示すように塔体１の支
持アーム２には送電線３を支持するための長幹支持碍子
４が垂下固定されている。前記支持碍子４の下端部に接
合した電極金具５には課電側の放電電極６が取着され、
後述する接地側の放電電極７と所定の気中放電間隙Ｇを
もって対向している。

【００１０】前記支持アーム２の先端部には取付アダプ
タ８を介して耐雷ホーン９がフランジ金具１０を介して
ボルトにより締付固定されている。この耐雷ホーン９の
接地端子１１には故障検出器１２の一端が取付金具１３
を介して取着されている。故障検出器１２の他端は接地
金具１４を介して取付アダプタ８に固定されている。故
障検出器１２の両端に接続された信号線１５は塔体１に
取着された計測装置としての電圧検出回路１６に接続さ
れている。この信号線１５は計測をしない時スイッチ４
０により短絡され、耐雷ホーンの保護性能へ影響を与え
ないようになっている。さらに、信号線１５は電圧検出
回路１６から塔体１の上部に取着された電気−光変換器
１７を経て鉄塔１先端の架空地線１８へと配線されてい
る。

【００１１】前記耐雷ホーン９は以下のように構成され
ている。図２に示すように、強化繊維プラスチック（Ｆ
ＲＰ）よりなる耐圧絶縁筒１９の上下両端部にはフラン
ジ金具１０及び課電側の電極金具２０が嵌合されてい
る。その耐圧絶縁筒１９内部には、電圧−電流が非直線
性の酸化亜鉛等を主材とする限流素子２１が多数直列に
積層接合されている。この限流素子２１の両端部はそれ
ぞれ接地端子１１及び素子受金具２２に接続されてい
る。接地端子１１はフランジ金具１０とは絶縁スペーサ
２３により電気的な絶縁性が保たれている。バネ２４は
接地端子１１を限流素子２１側へ押圧し、接地端子１１
と限流素子２１との間、各限流素子２１間及び限流素子
２１と素子受金具２２との間の接触を確保するようにし
ている。前記耐圧絶縁筒１９と限流素子２１、接地端子
１１及び素子受金具２２との間には絶縁ゴムが一体に充
填されて絶縁層２６が形成されるとともに、耐圧絶縁筒
１９の外周面には絶縁ゴムによりモールドして笠部２５
を有する外被３９が形成されている。

【００１２】さらに、前記課電側の電極金具２０には電
極取付金具２０ａが止着され、その取付金具２０ａに
は、前記課電側の放電電極６と対応する前記接地側の放
電電極７が止着されている。

【００１３】前記取付アダプタ８の下面にはブラケット
２７がボルトにより止着され、そのブラケット２７には
接地側のアークリング２８が支持されている。又課電側
電極金具２０の電極取付金具２０ａにはブラケット３０
を介して課電側のアークリング２９が止着されている。

【００１４】又、故障検出器１２においては図３に示す
ように、円板状をなす静電容量素子としての限流素子３
１がスペーサ３２及び板バネ３３とともに一対の電極３
４、３５で挟持されている。その一対の電極３４、３５
はＦＲＰからなる筒３６内に収容され、筒３６の外周か
ら圧着リング３７で把持固定されている。そして、検出
器１２の外周はゴムモールド３８が施され防湿等の耐侯
性を高めている。一方、電極３４、３５は電気的接続の
ための突起３４ａ，３５ａを外側中心部に持ち、その突
起にはネジが切ってあり、一方の突起３４ａは取付金具
１３に、他方の突起３５ａは接地金具１４に止着されて
いる。従って、前記限流素子３１には常時分圧が印加さ
れていることになるが、計測を要しないときにはスイッ
チ４０により短絡され分圧電圧が発生しないようになっ
ている。又、雷撃時には耐雷ホーン９内の限流素子２１
と同量のサージ電流が流れるため、故障検出器１２の限
流素子３１には本体の素子２１と同等以上の放電耐量が
必要である。前記信号線１５は取付金具１３及び接地金
具１４に接続されている。

【００１５】今、雷撃により送電線３に雷サージが侵入
すると、電流は送電線３から電極金具５の課電側放電電
極６を流れ、気中空間間隙Ｇを介して耐雷ホーン９の放
電電極７にアーク放電され、課電側電極金具２０から素
子受金具２２を経て限流素子２１に流れる。さらに接地
端子１１から故障検出器１２を経て支持アーム２に流
れ、塔体１から大地に放電される。

【００１６】上記雷サージが想定したレベルを大幅に越
えて何度も繰り返されると次第に限流素子２１が劣化し
絶縁抵抗が低下したり静電容量の値が変化する。又、予
期しない大規模雷撃においては限流素子２１が電気的に
破壊してしまうと絶縁抵抗が大幅に低下するとともに、
静電容量も変化する。

【００１７】故障検出器１２を含んだ耐雷ホーン装置の
等価回路は図４に示すように、気中放電間隙の静電容量
Ｃ_G 、耐雷ホーンの限流素子２１の静電容量Ｃ_L ，及び
検出器１２の静電容量Ｃ_D で構成される。前述のように
限流素子２１が劣化すると限流素子２１の絶縁抵抗や静
電容量Ｃ_L が変化し、これにともない限流素子２１の分
圧電圧が正常時の値から変化する。従って耐雷ホーン９
とグランドとの間に故障検出器１２を配設すると、故障
検出器１２の分圧コンデンサである限流素子３１の両端
の誘起電圧も変化する。この変化を検出するため、あら
かじめ正常な耐雷ホーン９の取付時に故障検出器１２の
分圧電圧を測定し、記録しておく。すなわち、故障検出
器１２の両端の電圧を測定して取付時と比較することに
より限流素子２１の故障が検出できることになる。電圧
検出回路１６はこの初期正常分圧電圧値をメモリー等で
記憶しておき、この値と故障時の測定値との差を出力あ
るいは表示する。この出力は電気−光変換器１７に送ら
れ、光信号としてＯＰＧＷと呼ばれる架空地線１８に光
ファイバーを通して送られ、変電所等でモニターするこ
とができる。

【００１８】このように、故障の度合いを検出器１２の
分圧電圧で見ることができるため、遠隔地で耐雷ホーン
９の故障をモニターでき、作業者がわざわざ現地に出か
けなくてもよい。従って鉄塔に登る必要もなく危険性も
ない。又、メガーにより計測するように、検出器の先端
の接触子を耐雷ホーンのアークホーンに接触させて電気
的特性を計測することもなく熟練は不要である。

【００１９】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば、前記実施例では故障検出器
１２の出力を電圧検出回路１６及び電気−光変換器１７
を経て変電所に送っていたが、作業者が直接故障検出器
１２の出力をメーター等で計測したりすること、あるい
は、分圧コンデンサを耐雷ホーンと一体に構成して簡略
化を図る、分圧コンデンサを抵抗と直列に接地する等、
発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することもできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、耐雷ホーンの故障検出
にあたり、作業者がいちいち出向いて計測することや熟
練の必要がなく、安全に、しかもリアルタイムに検出す
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例である耐雷ホーン
装置の故障検出器の取付状況を示す正面図である。

【図２】耐雷ホーンの半縦断面図である。

【図３】本発明を具体化した検出器の一実施例を示す縦
断面図である。

【図４】図１に示す耐雷ホーン装置の等価回路図であ
る。

【符号の説明】

１ 塔体、６ 課電側放電電極、７ 接地側放電電極、
１１ 接地端子、１６計測装置としての電圧検出回路
器、２０ 課電側の電極金具、２１ 限流素子、３１
静電容量素子としての限流素子、Ｇ 気中放電間隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 課電側の電極金具と電気的に接続された
   電圧−電流が非直線性の限流素子と、課電側電極金具に
   配設された放電電極と支持碍子に配設された課電側放電
   電極とで形成される気中放電間隙とからなる耐雷ホーン
   装置において、 前記限流素子の接地側に接続された接地端子と、その接
   地端子と大地電位にある塔体の一部との間に接続された
   静電容量素子と、その静電容量素子の両端電圧を計測す
   る計測装置とよりなることを特徴とする耐雷ホーン装置
   の故障検出器。