JPH0654617B2 - 避雷機能を具備する絶縁支持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は送電線支持用の避雷機能を備えた絶縁支持装置
に関するものである。

（従来の技術） 従来、狭線間による線下幅の削減や鉄塔高の低減を目的
として鉄塔の側面に４本の絶縁支持棒を横四角錘状に装
着するとともに、その先端収束部に吊下金具を介して送
電線を支持するようにした送電線支持碍子装置があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記従来の送電線支持碍子装置は単に絶縁支
持棒を４本使用しているのみのため、所要の開閉サー
ジ、雷サージ電圧にも充分耐えるように気中絶縁距離を
充分にとる必要があり、このため装置全体が大型化する
ばかりでなく、所要の機械的強度を確保しようとする
と、重量が増大して塔体の構造に影響を及ぼすばかりで
なく、コストも増大するという難点があり、そのために
広く普及させることが困難である。又、普通碍子用磁器
製の支持碍子の場合は所要の強度の確保が２７５〜５０
０ＫＶクラスの電圧では特に難しくなり、裕度も少なく
なることから想定を上回る機械的荷重が加わると、碍子
が折損するケースも零ではなく信頼性の面で問題があ
り、また、汚損による絶縁低下その他の原因で沿面閃絡
を生じたような場合、アークにより碍子が損傷をうけや
すいという問題があった。さらに、雷撃をうけると地絡
事故を発生することが避けられず、これに対して避雷機
能を有する碍子装置を前記絶縁支持装置の近傍に装着す
ることも考えられるが、この場合、２つの装置で対応す
ることとなるので装置全体が大型化するという問題があ
る。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 第１発明は前記問題点を解消するため、鉄塔に対し複数
本の絶縁支持棒を横Ｖ字状、横三角錐状、横四角錐状又
は横多角錐状に装着して絶縁支持枠を構成し、その先端
部には吊下金具を介して送電線を支持し、前記絶縁支持
棒のうち少なくとも一つの絶縁支持棒に電圧−電流特性
が非直線性の非直線抵抗素子を内蔵するという手段を採
っている。

又、第２発明は前記手段に加えて、事故電流の大きさと
向きを検出する電流センサと、着氷雪、冠雪、風等によ
る異常荷重を検出する荷重センサと、雷サージ電流ある
いは開閉サージ電流等を検出するサージ電流センサとを
設け、各センサを光フアイバーを介して制御所へ接続す
るという手段を採っている。

（作用） 第１発明は前記手段を採ったことにより、次のように作
用する。

複数の絶縁支持棒のうち少なくとも一つ以上の絶縁支持
棒に非直線抵抗素子を内蔵して避雷機能を具備せしめた
ので、開閉サージや雷サージが入ってもそれを直ちに放
電して、サージ電圧を抑制しその後生じる続流を遮断す
ることから、地絡事故が防止され系統の信頼度が向上す
る。また、第１発明は絶縁支持棒の気中絶縁距離が必要
最小限に設定でき前記絶縁支持の長さを短くすることが
可能となり、絶縁支持装置全体が小型化される。

又、第２発明は前記第１発明の作用に加えて、地絡等の
事故電流の大きさと向きが判別されるとともに、送電線
に使用する荷重が検出され、避雷機能部に流れる雷サー
ジ、開閉サージ、あるいは商用周波電流等の種別及び電
流の大きさの判別が可能となり保守の省力化に貢献す
る。

（実施例） 以下、本発明を具体化した一実施例を第１図及び第２図
に基づいて説明する。

鉄塔１の縦枠２に固定された横枠３には複数のブラケッ
ト４〜４が固着され、各ブラケット４には連結ピン５に
より避雷機能を有する絶縁支持棒６と、避雷機能をもた
ない三つの絶縁支持棒７〜９の基端が連結されている。
各絶縁支持棒６〜９の先端部は連結金具１０に対しボル
ト１１により連結され、全体として横四角錘状をなす絶
縁支持枠に構築されている。前記連結金具１０の先端部
に対してボルト１２により締付固定された吊下金具１３
には、吊下リンク１４を介して連結ヨーク１５が連結さ
れ、さらに同連結ヨーク１５の左右両端部には電線クラ
ンプ１６により送電線１７が支持されている。前記連結
ヨーク１５の中央部には同じく連結リンク１４を介して
連結ヨーク１５が吊下され、送電線１７が支持されてい
る。

前記絶縁支持棒６はほぼ一の構造をなす三個の避雷ユニ
ット１８を直列に連結して構成され、これらは第２図に
示すようにＦＲＰあるいはチッ化ケイ素等の強度や耐ア
ーク性に優れた耐張絶縁筒１９と、その両端部に嵌合固
定したフランジ部２０ａを有するキャップ金具２０と、
前記耐張絶縁筒１９内に直列に収容された電圧−電流特
性が非直線性の非直線抵抗素子２１と、ＦＲＰを用いる
場合前記耐張絶縁筒１９の外周に被覆した耐候性を有す
る高分子材料によりなるひだ部２２ａを一体形成した樹
脂あるいはゴム２２とにより構成されている。さらに、
前記樹脂あるいはゴム２２には光フアイバー２３が埋設
され、その両端は前記キャップ金具２０に止着した光コ
ネクタ２４に接続されている。チッ化ケイ素を用いる場
合はその外表面に小さな凹溝を設けこの中に光ファイバ
ーを埋設し、無機接着材で封着すればよい。これら三つ
の避雷ユニット１８はフランジ部２０ａを接合してボル
ト２５により直列に連結固定され、鉄塔１のブラケット
４及び連結金具１０に対してはキャップ金具２０のクレ
ビス２０ｂが前記連結ピン５とボルト１１により連結さ
れている。

前述した各避雷ユニット１８のキャップ金具２０には図
示しないブラケットを介してシールドリング２６が装着
され、連結金具１０側のシールドリング２７は各絶縁支
持棒６〜９共通の１つのシールドリングとなっている。

前記絶縁支持棒７〜９は、前記絶縁支持棒６において、
非直線抵抗素子２１を省略して、耐張絶縁筒１９内に独
立発泡絶縁体（図示略）あるいはゴム弾性体を充填し、
さらに前記光ファイバー２３及び光コネクタ２４を省略
した点が異なり、その他の構造は絶縁支持棒６と同様で
あるため説明を省略する。なお、耐張絶縁筒１９を中実
化してもよい。

前記各送電線１７には短絡、地絡等の事故電流の大きさ
と向きを検出するための電流センサ３１が電線吊下点の
両側に取着され、各電流センサ３１はリード線３２によ
り前記連結金具１０に取付けた電流を光信号に変換する
ための電源増幅器（Ｅ／Ｏ変換器）３３に入力されるよ
うになっている。なお、この電源増幅器３３は太陽電池
又はＣＴ（図示略）によりとり出した電流により作動さ
れる。又、前記吊下リンク１４には送電線１７と大地と
の間に作用する電圧を検出して工事の際に線路の死活状
態を判別するための電圧センサ３４が取着されている。
さらに吊下リンク１４には送電線１７の冠雪、着氷雪、
風等の相乗作用による異常荷重を検出する荷重センサ３
５が取着され、両センサ３４，３５からの信号がリード
線３２を介して前記電源増幅器３３に入力されるように
なっている。この電源増幅器３３は光フアイバー３６に
より前記光コネクタ２４に接続され、各避雷ユニット１
８の光コネクタ２４は中継用の光ファイバー３７により
接続されている。

一方、鉄塔１の縦枠２には太陽電池により作動される電
源増幅器（Ｏ／Ｅ−Ｅ／Ｏ変換器）３８が接続されてい
る。この電源増幅器３８は前記光コネクタ２４から光フ
アイバー３９を介して入力された光信号を電流に変換
し、ここで例えば必要な信号のみをとり出したり、４本
分の送電線１７の電流を合計したりする演算を行い、そ
の結果を再び光信号にしてから光フアイバー４０を介し
て図示しない架空地線に送るようになっている。この架
空地線はさらに変電所の制御装置に接続され、ここで各
センサ３１，３４，３５から出力された光信号に基づい
て異常状態を判別するようにしている。

鉄塔１側の避雷ユニット１８のキャップ金具２０には雷
サージ電流の大きさ、波形、種類、つまり雷サージか開
閉サージか、あるいは商用周波電流かを区別して検出す
るためのサージ電流センサ４１が取着され、このセンサ
もリード線４２を介して前記電源増幅器３８に接続され
ている。

次に、前記のように構成した絶縁支持装置について、そ
の作用を説明する。

今、何等かの原因により地絡事故が生じると、送電線１
７に異常電流が流れるので、これが電流センサ３１によ
り検出され、その大きさと向きが検出される。この結
果、地絡事故がどの地点に発生したか、又どの程度の事
故かも判別される。この評定は鉄塔位置が判別できる正
確度を有しており保守面で有効な手段といえる。

一方、送電線１７に雷撃による異常大電流が発生する
と、この電流は連結ヨーク１５、吊下金具１３、連結金
具１０を経て避雷ユニット１８内の非直線抵抗素子２１
に流れ、さらに鉄塔１へ流れ放電される。その後生じる
続流は非直線抵抗素子２１により速やかに抑制遮断され
る。このとき、サージ電流センサ４１により雷サージの
大きさ、波形及び種類が検出され、商用数波による前記
続流電流の大きさも検出さ、非直線抵抗素子２１の劣化
状態が判るため、保守管理上事前に対処可能となる。

さらに、冠雪、着氷雪等により送電線１７の荷重が大き
くなると、荷重センサ３５によりその異常が検出され、
送電線１７に一時的に大電流を供給し送電線１７を加熱
し前記冠雪等を溶解落下し、この結果、送電線１７の断
線や鉄塔の倒壊が防止される。

なお、本発明は次のように具体化することも可能であ
る。

（１）第３図に示すように鉄塔１に対し連結ロッド４３
を介して先端ほど下方へ傾斜する上部の絶縁支持棒４４
と、水平方向に張り出した避雷機能を具備する下部の絶
縁支持棒６とを基端連点において線路方向の回動可能に
装着し、両絶縁支持棒４４，６先端部に対し送電線１７
を装着するようにすること。前記前記支持棒４４はＦＲ
Ｐよりなる耐張絶縁ロッド（図示略）の外周にてゴムモ
ールド２２を被覆して形成されている。

この実施例では送電線１７に基づく張力がバランスする
ため、鉄塔１に張力による偏荷重が作用しない。なお、
この実施例も前記各センサ３１，３４，３５，４１が装
着されている。

（２）前記絶縁支持棒６〜９を流幹碍子（図示略）によ
り構成すること。

発明の効果 以上詳述したように、第１発明は雷サージによる地絡事
故を防止して信頼性を向上することができ、雷サージ、
開閉サージの抑制により、絶縁支持棒の長さを短かくで
き、これにより絶縁支持装置と鉄塔の小型化、ひいては
鉄塔の基礎工事を低廉にして、全体を安価にでき、装置
の小型化にともない環境対策をも容易に行うことができ
る効果がある。

又、第２発明は第１発明の効果に加えて、雷サージの大
きさ、波形及び種類、商用周波による続流電流の大きさ
を検出して、非直線抵抗素子の劣化状態を判別して、保
守管理上事前に対処することができ、冠雪、着氷雪等に
より送電線の異常荷重を荷重センサにより検出して、断
線等の事故を未然に防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した第１実施例を示す斜視図、
第２図は避雷機能を有する絶縁支持棒の断面図、第３図
は本発明の別の実施例を示す側面図である。 １……鉄塔、６……避雷機能を具備する絶縁支持棒、７
〜９，４４……避雷機能をもたない絶縁支持棒、１７…
…送電線、１８……避雷ユニット、１９……耐張絶縁
筒、２１……非直線抵抗素子、２２……ゴムモールド、
２３，３６，３９，４０……光フアイバー、３１……電
流センサ、３３，３８……電源増幅器、３４……電圧セ
ンサ、３５……荷重センサ、４１……サージ電流セン
サ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄塔に対し複数本の絶縁支持棒を横Ｖ字
   状、横三角錐状、横四角錐状又は横多角錐状に装着して
   絶縁支持枠を構成し、その先端部には吊下金具を介して
   送電線を支持し、前記絶縁支持棒のうち少なくとも一つ
   の絶縁支持棒に電圧−電流特性が非直線性の非直線抵抗
   素子を内蔵したことを特徴とする避雷機能を具備する絶
   縁支持装置。
2. 【請求項２】前記絶縁支持棒はＦＲＰ又はチッ化ケイ素
   よりなり、非直線抵抗素子を収容するための耐張絶縁筒
   と、同絶縁筒の両端部に嵌合したキャップ金具と、前記
   耐張絶縁筒の外周に被覆された耐候性を有する高分子材
   料よりなる樹脂あるいはゴムとにより形成された避雷ユ
   ニットを複数本直列に連結して構成されている特許請求
   の範囲第１項に記載の避雷機能を具備する絶縁支持装
   置。
3. 【請求項３】鉄塔に対し複数本の絶縁支持棒を横Ｖ字
   状、横三角錐状、横四角錐状又は横多角錐状に装着して
   絶縁支持枠を構成し、その先端部には吊下金具を介して
   送電線を支持し、前記絶縁支持棒のうち少なくとも一つ
   の絶縁支持棒に電圧−電流特性が非直線性の非直線抵抗
   素子を内蔵し、さらに事故電流の大きさと向きを検出す
   る電流センサと、着氷雪、冠雪、風等による異常荷重を
   検出する荷重センサと、雷サージ電流あるいは開閉サー
   ジ電流等を検出するサージ電流センサとを設け、各セン
   サを光フアイバーを介して制御所へ接続したことを特徴
   とする避雷機能を具備する絶縁支持装置。
4. 【請求項４】前記絶縁支持棒はＦＲＰ又はチッ化ケイ素
   よりなり、非直線抵抗素子を収容するための耐張絶縁筒
   と、同絶縁筒の両端部に嵌合したキャップ金具と、前記
   耐張絶縁筒の外周に被覆された耐候性を有する高分子材
   料よりなる樹脂あるいはゴムとにより形成された避雷ユ
   ニットを複数本直列に連結して構成され、さらに前記ゴ
   ムモールドには電流センサ及び荷重センサからの信号を
   鉄塔側に伝達するための光フアイバーが埋設されている
   特許請求の範囲第３項に記載の避雷機能を具備する絶縁
   支持装置。