JPH0743974B2 - 耐雷ホーン碍子装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、落雷に起因する高電圧が送電線に加わった
とき、それを速やかに接地するとともに、その後に生じ
る続流アークを遮断して、地絡事故を防止し、又、避雷
素子部が万一故障しても、気中放電間隙の絶縁により再
閉路時のインパルス電圧に耐えて再送電できる耐雷ホー
ン碍子装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の耐雷ホーン碍子装置としては、鉄塔の支
持アームに支持碍子を介して送電線を支持し、支持アー
ムの先端部には避雷碍子を支持し、送電線に課電側の放
電電極を連結支持すると共に、避雷碍子の端部に接地側
の放電電極を設け、この課電側及び接地側の放電電極を
それぞれ棒状に形成して、それらを所定の気中放電間隙
をもって対向させた構成のものが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この従来の耐雷ホーン碍子装置においては、
課電側及び接地側の放電電極がそれぞれ棒状に形成され
ているので、第17図に示すように、両放電電極間の気中
放電間隙のギャップ長に対する開閉インパルス特性が低
く、所定の開閉インパルスに耐えるために大きなギャッ
プ長を確保しなければならず、このため多連の支持碍子
を使用し、装置全体が大型になって既設の装置に適用す
るのが困難であるという問題点があった。

この発明は、このような従来の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、その目的とするところ
は、気中放電間隙のギャップ長に対する開閉インパルス
特性を向上させることができ、装置全体を小型化するこ
とができて、既設の装置に容易に適用することができる
耐雷ホーン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］ 上記の目的を達成するために、この発明の耐雷ホーン碍
子装置においては、鉄塔の支持アームに支持碍子を介し
て送電線を支持し、前記支持アームの先端部には避雷碍
子を支持し、前記送電線に課電側の放電電極を連結支持
すると共に、避雷碍子の端部に接地側の放電電極を設け
てなる耐雷ホーン碍子装置において、前記課電側の放電
電極及び接地側の放電電極の少なくとも放電部をそれぞ
れ互いに凸となる円弧状に形成し、それらの放電部を所
定の気中放電間隙をもって対向させたものである。

前記放電部をそれぞれ半円弧状に形成し、それらの両端
部を閉ループ形成部により連結して、両部材により電気
的に半円環状の閉ループを形成するとよい。

［作用］ 上記のように構成された耐雷ホーン碍子装置において
は、課電側及び接地側の放電電極の放電部がそれぞれ互
いに凸となる円弧状に形成され、それらが所定の気中放
電間隙をもって対向されているので、気中放電間隙のギ
ャップ長に対する開閉インパルス特性を向上させること
ができる。このため、ギャップ長を小さく設定しても、
所定の開閉インパルスに十分耐えることができ、装置全
体の小型化を図ることができる。

前記放電部と閉ループ形成部により電気的に半円環状の
閉ループを形成した場合には、小さい放電電極により円
環状のものと同様の電界緩和作用がある。

［実施例］ 以下、請求項１記載の発明を具体化した耐雷ホーン碍子
装置の第１実施例を、第１図〜第３図に基づいて詳細に
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
長幹碍子よりなる支持碍子２が複数のボルト３により吊
下固定されている。支持碍子２の下端部には電線クラン
プ４が介してジャンパ線５が支持され、このジャンパ線
５の両端が前記支持アーム１に耐張碍子装置を介して支
持された図示しない送電線にそれぞれ接続されている。
前記支持アーム１の先端部には取付ブラケット６が固定
され、線路方向と直交する方向へ水平に延びている。取
付ブラケット６の先端下部には避雷碍子７が複数のボル
ト８により垂下固定されている。

前記避雷碍子７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（図示略）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
が非直線性の限流素子９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及び課電側の電極金
具10,11と、耐圧絶縁筒の外周に設けられたモールドゴ
ム12とから構成されている。前記取付ブラケット６及び
電極金具11には円環状のアークホーン13,14がそれぞれ
対向して設けられ、このアークホーン13,14によって、
モールドゴム12の沿面閃絡時の損傷が軽減される。

前記支持碍子２の電線クランプ４には、課電側の放電電
極15が取付体16を介して取り付けられている。又、避雷
碍子７の先端の課電側電極金具11には接地側の放電電極
17が取付板18を介して取り付けられている。そして、こ
の課電側及び接地側の放電電極15,17の放電部は、所定
の気中放電間隙Ｇをもって対向配置されている。

そこで、前記放電電極15,17の構成について詳述する
と、第２図及び第３図（ａ）に示すように、課電側の放
電電極15は、一対の円形リング状の放電部15aを５本の
連結棒15bにより所定間隔をおいて連結固定すると共
に、上放電部15aの基端を支持部15cを介して前記取付体
16に固定支持した構成となっている。又、接地側の放電
電極17も同様に、一対の円形リング状の放電部17aを５
本の連結棒17bにより所定間隔をおいて連結固定すると
共に、上放電部17aの基端を支持部17cを介して前記取付
板18に固定支持した構成となっている。そして、各一対
の放電部15a,17aは、それぞれ同一平面内において前記
気中放電間隙Ｇをもって対向配置されている。前記両放
電部15a,17aの対向部は互いに凸となる円弧状に形成さ
れている。連結棒15b及び17bは互いに対向する位置付近
に数個配設し、この部分の電界をより緩和するようにし
た方がよい。

次に、前記のように構成された耐雷ホーン碍子装置につ
いて作用を説明する。

さて、この耐雷ホーン碍子装置において、落雷に起因す
るサージ電流がジャンパ線５に印加されると、その電流
は両放電電極15,17間の気中放電間隙Ｇで放電され、避
雷碍子７に内蔵された限流素子９及び取付ブラケット６
を経て鉄塔の支持アーム１に流れて、鉄塔から大地に放
電される。又、その後に生じる続流は、前記放電電極1
5,17の間の気中放電間隙Ｇ及び避雷碍子７内の限流素子
９によって抑制遮断される。

そして、この実施例の耐雷ホーン碍子装置においては、
課電側及び接地側の放電電極15,17の放電部15a,17aがそ
れぞれ円形リング状に形成されて、それらが同一平面内
において所定の気中放電間隙Ｇをもって対向されている
ので、第３図（ａ）に鎖線で示すように、各一対の放電
部15a,17aが束導体効果を発揮し、気中放電間隙Ｇのギ
ャップ長を小さく設定して、雷インパルスに対しては放
電し易く構成しても、開閉インパルスに対しては抵抗が
高くなって放電しにくいものとなる。ちなみに、この実
施例の装置と棒状の放電電極を備えた従来装置とを比較
したところ、第17図から明らかなように、気中放電間隙
Ｇのギャップ長に対する開閉インパルスの特性が30％程
度も向上した。

なお、第３図（ｂ）に示すように、各一対の放電部15a,
17aをそれぞれ同一平面内で対向配置することなく、段
差状に配置した場合には、近接した状態にある一方の上
放電部15aと他方の下放電部17aとの間に電界が集中する
ため、開閉インパルス特性をそれぞれ向上することがで
きず、好ましくない。

又、送電電圧が66KVの耐雷ホーン碍子装置において、各
放電電極15,17の放電部15a,17aのリング径Ｄが100mm
で、放電部15a,17aの断面径ｄが16mmのものと、30mmの
ものとで、開閉インパルスの耐電圧倍数をテストしたと
ころ、表１に示すような結果を得ることができた。

なお、１倍の耐電圧値は、 で得ることができる。

さらに、送電電圧が66KVと77KVの耐雷ホーン碍子装置に
ついて、前記従来構成のものと実施例のものとで、開閉
インパルスの耐電圧倍数等をテストしたところ、表２に
示すような結果を得ることができた。

以上の結果から明らかなように、同じ送電電圧系統の場
合であって、従来の耐雷ホーン碍子装置の碍子の連結数
を６個から５個に減少した既設の碍子装置において、放
電間隙Ｇのギャップ長が減少しても開閉インパルス特性
がほぼ一定であるため全く問題はなく、しかも第17図の
グラフに示すように低い雷インパルスにより放電間隙Ｇ
で放電が生じるため、雷インパルスに対する絶縁協調を
確保することができる。

（別の実施例） 次に、この発明の別の実施例を第４図〜第９図に基づい
て説明する。

まず、第４図及び第５図に示す第２実施例においては、
課電側及び接地側の放電電極15,17が、それぞれ１つの
円形リング状の放電部15a,17aから構成され、それらの
放電部15a,17aが同一平面内において気中放電間隙Ｇを
もって対向配置されている。

従って、この第２実施例では、前述した第１実施例のよ
うに、放電部15a,17aにおける束導体効果を期待するこ
とはできないが、円形リング状の放電部15a,17aを同一
平面内で対向配置した構成により、気中放電間隙Ｇのギ
ャップ長を小さく設定して、雷インパルスに対しては放
電し易く構成しても、開閉インパルスに対しては抵抗が
高くなって放電しにくいものとなり、気中放電間隙Ｇの
ギャップ長に対する開閉インパルスの特性を向上させる
ことができる。

次に、第６図に示す第３実施例においては、課電側及び
接地側の放電電極15,17が、それぞれ３つの円形リング
状の放電部15a,17aを複数の連結棒15b,17bにより所定間
隔をおいて連結固定した構成となっている。そして、各
放電部15a,17aの先端縁は正面から見て円弧状に配置さ
れ、又、各放電部15a,17aはそれぞれ同一平面内におい
て気中放電間隙Ｇをもって対向配置されている。

従って、この第３実施例においては、前記第１実施例の
場合よりも大きな束導体効果を期待することができ、気
中放電間隙Ｇのギャップ長に対する開閉インパルスの特
性を著しく向上させることができる。

さらに、第７図に示す第４実施例においては、課電側及
び接地側の放電電極15,17が、それぞれ１つの平面形ほ
ぼ半円弧状の放電部15a,17aの中央部から支持部15c,17c
を突設した構成となっている。又、第８図及び第９図に
示す第５実施例においては、課電側及び接地側の放電電
極15,17が、それぞれ２つの平面形ほぼ半円弧状の放電
部15a,17aを絞り加工により一体に形成して、それらの
中央部から支持部15c,17cを突設した構成となってい
る。

従って、この第４及び第５実施例においても、前述した
第２及び第１実施例の場合とほぼ同様に、気中放電間隙
Ｇのギャップ長を小さく設定して、雷インパルスに対し
ては放電し易く構成しても、開閉インパルスに対しては
抵抗が高くなって放電しにくいものとなり、気中放電間
隙Ｇのギャップ長に対する開閉インパルスの特性を向上
させることができる。

なお、第９図において放電部15a,17aの絞り加工を反対
側へ行っても良い。

次に、第10図及び第11図に示す第６実施例においては、
一対の円形リング状の放電部15aよりなる課電側の放電
電極15の基端外周に支持板19が固定されると共に、取付
体16の外側に取付孔20a及び円弧状の調節用長孔20bを有
する取付片20が突設されている。そして、支持板19を介
して取付片20の取付孔20a及び長孔20bに挿通されたボル
ト21により、課電側の放電電極15が電線クランプ４の外
側部に、前記長孔20bの範囲内で回動調節可能に取り付
けられている。

又、一対の円形リング状の放電部17aよりなる接地側の
放電電極17の基端外側に固定された取付板18には横方向
へ延びる長孔18aが形成されると共に、避雷碍子７の下
端部の課電側電極金具11には取付孔22a及び縦方向へ延
びる調節用長孔22bを有する固定板22が装着されてい
る。そして、取付板18の長孔18aを介して固定板22の取
付孔22a及び長孔22bに挿通されたボルト23により、接地
側の放電電極17が電極金具11の下部に、長孔18aの範囲
内で移動調節可能にかつ長孔22bの範囲内で回動調節可
能に取り付けられている。

従って、このこの第６実施例においては、前述した第１
実施例の場合と同様に、気中放電間隙Ｇのギャップ長に
対する開閉インパルスの特性を向上させることができ、
しかも、課電側及び接地側の放電電極15,17を回動調節
することにより、両放電電極15,17の放電部15a,17aを同
一平面内に容易に対向配置することができると共に、接
地側の放電電極17を移動調節することにより、両放電部
15a,17a間の気中放電間隙Ｇを容易に設定変更すること
ができる。

さらに、気中放電間隙Ｇの値が小さくなることは雨水、
着氷等による電気的短縮を引起こしやすくなるため、放
電発生個所を除いてテフロン、シリコン等の素材（たと
えばコーティング，チューブの被覆など）を用いて撥水
処理を施すとさらに特性の信頼性が向上する。

次に、第12図及び第13図によりこの発明の請求項２記載
の発明を具体化した第７実施例を説明する。

第12図に示すように支持アーム１には上部吊下金具31を
介して懸垂碍子連32が支持され、該懸垂碍子連32の下端
部には下部吊下金具33及び電線クランプ４を介して送電
線Ｌが支持されている。前記電線クランプ４の一側には
取付板34が固定され、該取付板には課電側の放電電極15
がボルトにより取付けられている。この放電電極15は第
13図に示すように、半円弧状の放電部15aと、両放電部1
5aの両端部を互いに電気的及び機械的に接続する閉ルー
プ形成部15dと、前記両閉ループ形成部15dを互いに連結
する連結部15bと、さらに前記連結部15bを前記取付板34
に支持する支持ロッド35とにより構成されている。

一方、前記支持アーム１には取付ブラケット６により避
雷碍子７が装着され、その下端部には接地側の放電電極
17が支持されている。この放電電極17は第13図に示すよ
うに、一対の半円弧状をなす放電部17aと、それらの放
電部17aの両端部を互いに電気的及び機械的に連結する
閉ループ形成部17dと、前記両閉ループ形成部17dを互い
に連結する連結棒17bと、さらに前記連結棒17bを前記避
雷碍子７の課電側電極金具11に連結する支持ロッド36と
により構成されている。

この実施例では前記両放電電極15,17の放電部15a,17aの
両端部を閉ループ形成部15d,17dにより機械的に、かつ
電気的閉ループを構成するように連結したので、半円弧
状の放電電極により放電部15a,17aの周りに発生する電
界を円環状の放電電極と同様に緩和することができ、気
中放電間隙Ｇの絶縁強度を向上することができる。

もし、前記閉ループ形成部15d,17dがない場合には、放
電部15a,17aの周りに発生する電界は、放電部の内側に
回り込むとともに、全体として半円弧状になり、従っ
て、放電部15a、17aの先端部に電界集中が生じやすい
が、この第７実施例の場合には、閉ループ形成部15d,17
dを設けたことにより、円環状の放電電極を使用したと
同じように、電界集中が生じにくくなり、しかも全体と
して半円弧状であるため、放電電極を小型軽量化するこ
とができる。小型であるため、気中放電間隙Ｇを確保し
やすいという利点もある。

次に、この発明を具体化した第８実施例を第14図及び第
15図に基づいて説明する。

この実施例においては第１図に示す耐張型避雷装置にお
いて、避雷碍子７の装着位置を支持アーム１の下面とす
るとともに、課電側及び接地側の放電電極の構造を第15
図に示すように、半円弧状の放電部15a,17aの両端部を
閉ループ形成部15d,17dにより互いに連結し、それらの
閉ループ形成部15d,17dをそれぞれ互いに連結棒15b,17b
により連結し、さらに、該閉ループ形成部15d,17dを前
記取付体16及び電極金具11にそれぞれ支持する支持ロッ
ド35,36を形成して構成されている。

この第８実施例においても、前述した第７実施例と同様
に、放電部15a,17aに生じる電界の集中を緩和して、電
気特性を向上することができる。

なお、第16図に示すように、課電側及び接地側の放電電
極の放電部15a,17a及び閉ループ形成部15d,17dをそれぞ
れ帯状の板材を弯曲して形成することもできる。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したように課電側の放電電極及び
接地側の放電電極の少なくとも放電部をそれそれ互いに
対向部が凸となるように円弧状に形成されているため、
気中放電間隙のギャップ長に対する開閉インパルス特性
を向上させることができ、装置全体を小型化することが
できて、既設の装置に容易に適用することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した耐雷ホーン碍子装置の第
１実施例を示す正面図、第２図はその課電側及び接地側
の放電電極を拡大して示す斜視図、第３図（ａ）は両放
電電極の拡大正面図、第３図（ｂ）はこの実施例と比較
説明するために放電電極の異なった配置構成を示す正面
図、第４図はこの発明の第２実施例を示す耐雷ホーン碍
子装置の正面図、第５図はその放電電極を拡大して示す
斜視図、第６図はこの発明の第３実施例を示す放電電極
の正面図、第７図はこの発明の第４実施例を示す放電電
極の斜視図、第８図はこの発明の第５実施例を示す放電
電極の斜視図、第９図はその放電電極の縦断面図、第10
図はこの発明の第６実施例を示す耐雷ホーン碍子装置の
部分正面図、第11図はその放電電極を取り外して示す分
解正面図、第12図及び第13図はこの発明の第７実施例を
示し、第12図は懸垂型避雷装置を示す正面図、第13図は
課電側及び接地側の放電電極を示す拡大斜視図、第14図
及び第15図はこの発明の第８実施例を示し、第14図は耐
張型装置等の正面図、第15図は課電側及び接地側の放電
電極を示す拡大斜視図、第16図は放電電極の別例を示す
斜視図、第17図は気中放電間隙のギャップ長に対する開
閉インパルス及び雷インパルスの特性を示すグラフであ
る。 １……支持アーム、２……支持碍子、５……ジャンパ
線、７……避雷碍子、15……課電側の放電電極、15a,17
a……放電部、15d,17d……閉ループ形成部、17……接地
側の放電電極、Ｇ……気中放電間隙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄塔の支持アーム（１）に支持碍子（２）
   を介して送電線を支持し、前記支持アーム（１）の先端
   部には避雷碍子（７）を支持し、前記送電線に課電側の
   放電電極（15）を連結支持すると共に、避雷碍子（７）
   の端部に接地側の放電電極（17）を設けてなる耐雷ホー
   ン碍子装置において、 前記課電側の放電電極（15）及び接地側の放電電極（1
   7）の少なくとも放電部（15a,17a）をそれぞれ互いに対
   向部が凸となるように円弧状に形成し、それらの放電部
   （15a,17a）を所定の気中放電間隙（Ｇ）をもって対向
   させたことを特徴とする耐雷ホーン碍子装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の発明において、前記課電側
   の放電電極（15）及び接地側の放電電極（17）の放電部
   （15a,17a）をそれぞれ半円弧状に形成し、それらの放
   電部（15a,17a）のそれぞれの両端部をほぼ直線状の閉
   ループ形成部（15d,17d）により接続し、前記放電部と
   閉ループ形成部とが電気的に閉ループを構成しているこ
   とを特徴とする耐雷ホーン碍子装置。