JPS596117Y2 - 送電線よりの静電誘導電流安定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、送電線からの静電誘導電力を利用して負荷
に電力を供給する場合に、負荷に流れる電流を安定にで
きるようにした送電線よりの静電誘導電流安定装置に関
する。

送電線の架空地線を一定区間絶縁するか、または別に送
電鉄塔（大地）と絶縁した導電線を送電線に沿って設け
、上記架空地線または導電線と送電鉄塔間に生ずる静電
誘導電力を電源として用いる方法が提案されかつ実施さ
れている。

従来、送電鉄塔（以下、単に鉄塔と云う）の左右に各１
組の３相交流電圧が印加され、鉄塔の左右の送電線の電
圧が同一電圧かもしくはそれに近い場合か、鉄塔の架空
地線の一定区間を鉄塔から絶縁した部分または鉄塔の左
右に架空地線が架線され、この両架空地線の中間位置に
鉄塔から別に絶縁した導電線を設け、上記絶縁した架空
地線または導電線と鉄塔間に抵抗と放電管と線輪とを直
列に接続した方式が実施されている。

この場合、上記架空地線または導電線と鉄塔間に発生す
る電圧は、鉄塔の左右の送電線の相配列が互いに逆相の
場合、鉄塔の左右の送電線の何れとも充電されている場
合が最もその電圧は低く、鉄塔の左右の何れか一方の送
電線の充電を停止すると、その電圧は６０％以上増大す
る。

いま、何れか一方の送電線の充電を停止すると、放電管
は電流に対して定電圧特性をもっているから、電圧の上
昇以上に電流は増大し、何れか一方の送電線の充電停止
が事故や作業などにより、長時間に及ぶ場合には、放電
管の発熱の増大、それによる寿命の低下、破損などの損
傷を起こすことになる。

これらの対策としては、放電管と抵抗と線輪との直列接
続に別に他の抵抗を直列接続する方法やその他、放電管
と抵抗など直列接続回路と並列に上記と同様な抵抗を直
列接続したものを架空地線または導電線と鉄塔間に設け
て、増大電流を小さくしたり、分流させるなどの方法が
考えられる。

しかしながら、何れにしても、電圧が数１０００ Ｖ以
上ないしはＩＯＫＶ以上の高電圧が印加されていること
が多く、耐電圧、耐サージ対策などが問題となり、実用
化し難いのが現状である。

この考案は、上記の点にかんがみなされたもので、簡易
な構威にして安価にできるとともに、負荷を安定して動
作させることができるのはもとより、負荷の長寿命化な
どを期することのできる送電線よりの静電誘導電流安定
装置を提供することを目白勺とする。

以下、この考案の送電線よりの静電誘導電流安定装置の
実施例について図面に基づき説明する。

第１図はその一実施例の構或を示す回路図である。

この第１図において、以下の説明では、負荷として、航
空障害灯の放電管を使用した場合について説明するが、
勿論、それ以外の負荷であってもよいことは云うまでも
ない。

さて、この第１図において、１は一定区間絶縁された架
空地線であり、２は鉄塔を示す。

鉄塔２は大地にアースされている。

架空地線１と鉄塔２間に抵抗３、静電コンデンサ４、線
輪５、放電管６，７，８．９が直列に接続されている。

線輪５に並列に放電ギャップ１８が接続されている。

ここで、抵抗３で放電管６〜９に流れる電流を所定の電
流に調整する。

次に、鉄塔２の左右の何れか一方の送電線の充電が停止
すると、絶縁された架空地線１と鉄塔２間に発生する電
圧は６０％程度以上上昇するため、放電管６〜９に流れ
る電流は絶縁された架空地線１の亙長がｌＫｍ程度の場
合で、その電流は２５０％程度に増大するが、線輪５は
過電流により低リアクタンスとなるから、直列に接続し
た静電コンデンサ４との相剰効果作用により、電流増大
を１７０％程度に抑制することができる。

いま、この作用をさらに詳述すれば、平常時、すなわち
、左右両送電回線とも充電している場合、放電管６〜９
に流れる電流は抵抗３で規定の電流となるように調整さ
れているから、線輪５は平常状態時の規定のインダクタ
ンスであり、電流波形も正弦波もしくはそれに近い状態
となる。

次に、左右の何れか一方の送電線が充電を停止すると、
第２図に示す等価回路で表わすことができる。

この第２図において、第１図と同一符号は第１図と同一
部分を表わすものであり、また、Ｅは架空地線または導
電線と鉄塔間に発生する電圧を示す。

上記絶縁された架空地線１と鉄塔２間に発生する電圧は
６０％以上上昇するから、放電管６〜９は電流に対し、
定電圧特性であるため、上記発生電圧の上昇に対し、放
電管６〜９に流れる電流は電圧の上昇の割合以上に増大
し、２５０％程度に達する。

そして、線輪５は規定電流以上の増大に対しては低リア
クタンスとなり、誘導リアクタンスは大きく減少するた
め、リアクタンス（１〜ωＬ）はωＬωＣ の減少により、その値は大きくなることと、絶縁された
架空地線１と鉄塔２間に放電管６〜９と静電コンデンサ
４が直列接続されているため、放電管６〜９と抵抗３に
必要な電圧と、絶縁された架空地線１と送電線との各相
互静電容量および上記絶縁された架空地線１の対地静電
容量の合計の静電容量Ｃと静電コンテ゛ンサ４の容量の
直列接続された電源周波数に対し、リアクタンスと放電
管６〜９に通ずる電流の積の電圧が９０゜の角度をもっ
て合或された電圧が絶縁された架空地線１と鉄塔２間の
発生電圧となる。

したがって、この電圧上昇に対し、放電管６〜９に流れ
る電流は静電コンデンサ４を接続しない抵抗３と線輪５
と放電管６〜９との直列接続された回路に比べ、大幅に
電流の増大を抑制することができる。

そして、静電コンデンサ４の容量が小さい方が上昇電圧
に対して電流の増大を低くできるので有利であるが、平
常時に放電管６〜９に流す電流の値などにより、その容
量は自ずから限定されるものである。

いま、これの実験結果によれば、２７５ＫＶ電圧鉄塔左
右の送電線で相配列が逆相送電の場合、上記絶縁された
架空地線１と鉄塔２間に発生する電圧は１６ＫＶ前後で
あり、放電管１個の放電維持電圧は２ＫＶ程度で、電流
は２０ｍＡ以上が必要である。

絶縁された架空地線１がｌＫｍ亙長の場合、送電線との
相互静電容量と架空地線１の対地静電容量の合計の静電
容量Ｃは０ ．００６７５μＦ程度で、リアクタンスは
６０止にて３９２Ｋ４７程度であり、放電管４個を直列
とすれば、放電維持電圧は８ＫＶが必要であり、線輪５
は周波数６０Ｈｚに対しリアクタンス２８２ＫΩとすれ
ば、抵抗３は３５０ＫＪ７となり、線輪５の電流は２２
．３ｍＡとなる。

次に、左右の何れか一方の送電線の充電を停止した場合
、発生電圧は１６ＫＶから２９ＫＶに上昇される。

したがって、上記と同様の計算により、電流は５８ｍＡ
となる。

なお、線輪５を高リアクタンスのものにすれば、その電
流の上昇を小さくすることは不可能ではないが、経済的
な関係、その他から何等得策ではない これに対し、絶縁された架空地線１と鉄塔２間に放電管
６〜９と抵抗３と線輪５とが直列接続されたものに、静
電コンテ゛ンサ４を直列に接続した場合、第２図の等価
回路に示すごとく、架空地線１と送電線の相互静電容量
およびその架空地線１の対地静電容量の合計の静電容量
Ｃは静電コンテ゛ンサ４を接続したことによって、静電
コンデンサを接続しない場合に比べ、半分以下に減少し
、電圧２９ＫＶの上昇に対して、放電管は定電圧特性を
もつことと、誘導リアクタンスの減少との相乗により、
電流は３４ｍＡ程度の増大に押えられる。

第３図は上述の状態をグラフにより比較して表わしたも
のであり、横軸に電圧（Ｋ■）、縦軸に電流（ｍＡ）を
とって示している。

この第３図において、曲線イは電圧上昇により、この考
案における上記線輪５および静電コンテ゛ンサ４が接続
されている場合の特性を示すものである。

また、曲線口は電圧上昇により、この考案における静電
コンテ゛ンサ４を用いず、線輪５のみが接続されている
場合の特性を示すものである。

この第３図より明らかなように、電流が制限されたこと
が判然と表わされており、静電コンデンサ４および過電
流に対し、低リアクタンスとなる線輪５の接続によって
、極めて電流の増大防止に有効であるのがわかるもので
ある。

なお、線輪５と静電コンデンサ４と抵抗３と放電管６〜
９とは直列接続されておれば、何れの位置に接続しても
よいものである。

以上は絶縁された架空地線について詳述したが、送電鉄
塔より絶縁して設けた導電線の場合も同様の作用により
、上記と同様の作用効果をもたらすものである。

また、放電管６〜９を抵抗３などを介して絶縁された架
空地線１と鉄塔２間に設けた場合を詳述したが、第１図
の点線で示したごとく、放電管６〜９に代えて、変圧器
１０の１次巻線１１を接続し、その２次巻線１２に他の
変圧器１３〜１６を接続し、その変圧器１３〜１６を介
して放電管６′〜９′を接続してもよい。

さらに、図示しないが、上記したごとく、変圧器１０の
２次巻線１２に放電管を設けてもよいものである。

そして、鉄塔の左右何れか一方の送電線の充電を停止し
た場合に発生する過電流にも全く、上記した線輪５と静
電コンテ゛ンサ４などの構戒、それにともなう同様の作
用により、負荷に流れる電流の増大を抑制することは、
上記のごとくと同様であるが、変圧器１０の１次巻線１
１に過電流に対し、低インピーダンスとなるような特性
を具備すれば、過電流に対してより一層有効である。

また、変圧器１０の２次巻線１２に放電管以外の負荷２
０を接続する場合も、放電管と同様な効果をもたらすも
のであり、この場合は、変圧器１０の２次巻線１２にＬ
，Ｃ共振による定電圧要素を具備するか、またはこの２
次巻線１２に定電圧変圧器を介して負荷に電圧を供給す
れば、より一層安定した電源として用いることができる
。

そして、上記静電コンデンサ４の容量を小さくすると、
これを打ち消す線輪５のインダクタンスは大きくなり、
過電流に対し、インピーダンスの減少する値も大きくな
り、過電圧に対する電流の増加も著しく小さくすること
が可能となる。

さらに、鉄塔左右の各１組の送電線の場合について述べ
たが、鉄塔左右の各２組以上の送電線の場合においても
、絶縁された架空地線または別に鉄塔より絶縁して送電
線と併設した導電線も上記する電圧は、この絶縁された
架空地線または導電線に最も近い左右の１組の送電線に
よってほぼ決定されるものであり、他の送電線にはあま
り関係されないので、鉄塔の左右の各１組の送電線と同
様である。

以上のようにこの考案の送電線よりの静電誘導電流安定
装置によれば、送電鉄塔に架設されている架空地線１た
は送電鉄塔と絶縁した導電線とこの送電鉄塔間において
、架空地線または導電線と送電鉄塔間に生ずる静電誘導
電力を電源とする負荷と、過電流に対する低リアクタン
スとなる線輪と静電コンテ゛ンサとを直列に接続したの
で、簡単な構戊にできるとともに、電圧の上昇に対して
生ずる電流が増大しても、負荷を安定に動作させること
ができ、負荷の破損の防止、負荷の寿命の低下を防止で
きる。

また、これによる負荷の非作動による問題点や負荷の取
替作業に要する諸費用、高所に負荷が設けられることに
よる困難な特殊作業がともなっても、この考案はこれら
を解決することができるものであり、実用上の効果は極
めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の送電線よりの静電誘導電流安定装置
の一実施例を示す回路図、第２図は同実施例の等価回路
図、第３図は同実施例における電圧対電流特性を示す図
である。 １・・・・・・架空地線、２・・・・・・鉄塔、３・・
・・・・抵抗、４・・・・・・静電コンデンサ、５・・
・・・・線輪、６〜９，６′〜９′・・・・・・放電管
、１０．１３〜１６・・・・・・変圧器、１８・・・・
・・放電ギャップ、２０・・・・・・負荷。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 大地にアースされた送電鉄塔に架設されている架空地線
   の一定区間をこの送電鉄塔より絶縁するかまたはこの送
   電鉄塔と絶縁した導電線を送電線に沿って設け、上記架
   空地線または導電線と送電鉄塔間に生ずる静電誘導電力
   を電源として利用する装置において、上記架空地線また
   は導電線と送電鉄塔間に接続され上記静電誘導電力にて
   駆動される負荷と、上記架空地線または導電線と送電鉄
   塔間において上記負荷と直列に接続され、上記架空地線
   または導電線と送電線の相互静電量と架空地線または導
   電線の対地静電容量との合計の静電容量を減少させる静
   電コンテ゛ンサと、上記架空地線または導電線と送電鉄
   塔間において、上記静電コンデンサおよび負荷とともに
   直列に接続され上記負荷に流れる過電流に対して低リア
   クタンスとなる線輪とよりなる送電線よりの静電誘導電
   流安定装置。