JPS63146307A - 避雷碍子装置 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は雷サージによる高電圧が送電線に印加されたと
き、それを速やかに大地へ放電するとともに、その後生
じる続流を酸化亜鉛よりなる限流素子により遮断し、地
絡事故の発生を防止する避雷碍子装置に関するものであ
る。

さらに詳しくは、想定を超える電撃あるいは吸湿その他
の原因による限流素子の劣化などにより、雷サージ後の
続流遮断が不可能となり、前記限流素子に発生した高温
高圧のアークを速やかに大気中へ放出しその損傷を軽減
させる避雷碍子装置のに関するものである。

（従来の技術） 従来、電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛（ＺｎＯ）
からなる限流素子と、その周囲に放圧孔が設けられたＦ
ＲＰよりなる耐圧絶縁筒とを主材とする避雷碍子の上下
に２本のアーキングホーンを付設した避雷碍子装置が提
案されている。

この避雷碍子装置は通常上記限流素子によって雷サージ
処理後においても地絡が防止されているが、想定を超え
る電撃あるいは吸湿その他の原因による限流素子の劣化
などにより雷サージ後の続流遮断が不可能となった場合
、避雷碍子の損傷を最小限にとどめるため、放圧孔から
アークを吹き出させその吹き出したアークによって内部
アークを上下のアーキングホーン間の気中アークへ移行
させるようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術は、系統電圧が３３〜７７ＫＶＯ高抵抗接
地系統で続流電流がｌ０ＫＡ程度以下であれば十分対応
可能であるものの、６６〜７７ＫＶ線路でも大容量変電
所の近くなど続流電流が３０ＫＡに至る箇所や１５４〜
５００ＫＶ線路のように直接接地系統のように続流電流
が３０〜５０ＫＡに至るような条件下においては、避雷
碍子装置の耐圧絶縁筒の肉厚を厚くしたり、特殊な補強
を施したり、あるいは放圧孔を多くしたりする必要があ
り、避雷碍子が大型化し、既設線路への装柱に困難が生
じたり、製造の際の加工工数が増加したり、製造価格が
上昇したりするという問題点があった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために、塔体の支持アー
ムに対しホーン取付金具及び絶縁材を介して避雷碍子の
接地側電極を取付け、前記ホーン取付金具には前記接地
側電極と対応して接地側のアーキングホーンを装着し、
一方、前記避雷碍子の課電側電極には絶縁材を介して課
電側のアーキングホーンを取着し、前記避雷碍子の接地
側電極と接地側のアーキングホーンとを、可溶導体によ
り接続し、課電側電極と課電側のアーキングホーンとを
可溶導体により接続し、さらに前記課電側のアーキング
ホーンと送電線とを、放電間隙を介して又は介さずして
接続するという構成を採用している。

（作用） 上記構成を採用したことにより、雷サージが送電線に印
加された場合、通常は可溶導体は通電機能を示して電流
は限流素子を通って放電される。

ところが雷サージ後の続流遮断が不可能な状態が発生し
た場合、続流によって可溶導体が溶断されると、避雷碍
子の接地側電極及び課電側電橋とアーキングホーン間に
アーク放電が発生する。このアークはアーキングホーン
に流れる電流とアーク放電電流間の電磁力により速やか
に接地側及び課電側のアーキングホーンの先端部の間へ
移行され、避雷碍子の内部アークは瞬時のうちにアーキ
ングホーン間の気中アークへと移行することから避雷碍
子本体に流れる電流継続時間が大幅に低減し損傷を軽減
できる。

（実施例） 以下に本発明を具体化した第一実施例を第１図〜第６図
を用いて説明する。

第１図に示すように、ｌは塔体の支持アームであって、
左右一対の水平支持枠２．３と、同水平支持枠２．３の
先端部間に介在され、かつボルト及びナツトにより固定
される連結基板４（第２図）と、同連結基板４に対しボ
ルト及びナツトにより連結されている傾斜枠５と、前記
水平支持枠２゜３の先端下面に対しポル）６ａ及びナツ
ト６ｂにより固着される耐張碍子、用の取付金具７とに
より構成されている。

次に、前記取付金具７の左右両端にそれぞれ連結されて
いる一対の耐張碍子装置を第２図に基づいて説明する。

ｌＯは一端を上記取付金具７に固定した取付部材、１１
は塔体側ホーン取付金具であって、上記取付部材１０に
対し上下方向の相対回動可能に連結されている。

１２は取付部材１０に取着された耐張碍子、１３はソケ
ットクレビスリンクを介して耐張碍子１２に連結された
送電線側ホーン取付金具、１５は引止金具１４を介して
送電線側ホーン取付金具１３と連結された送電線である
。

１６は課電側の放電電極としてのアーキングホーンであ
って、その基端側が送電線側ホーン取付金具１３に固定
され、その先端側は斜め上方へ延在されている。

また送電線側ホーン取付金具Ｉ３のアーキングホーン１
６と反対側面にはロフト１７が固定され、同ロッド１６
の先端にはバランスウェイト１８が取着されて、アーキ
ングホーン１６の重量と均衡し、アーキングホーン１６
を安定状態に保持している。

次に本発明の特徴的部分である避雷碍子装置について説
明する。

８は前記ボルト６ａ及びナラ１−６ｂにより支持アーム
１に取り付けられた本発明のホーン取付金具としての機
能を兼用する避雷碍子用の取付アームであって、第１図
に示す取付状態で支持アームｌの前方へ向き、かつ上方
へ立ち上がり、基端部には前記連結基板４を跨ぐように
膨出部８ａが形成されている。

９は取付アーム８の先端部に樹脂製の絶縁材１９ａを介
してボルトにより垂下固定された避雷碍子である。同避
雷碍子９はＦＲＰ等よりなり、多数の放圧孔を形成した
耐圧絶縁ｍ（図示路）と、その内部に収容した電圧−電
流特性が非直線性の酸化亜鉛よりなる限流素子（図示路
）と、耐圧絶縁筒の上下両端部に嵌合固定した接地側及
び課電側の電極９ａ、９ｂと、耐圧絶縁筒の外周に被覆
したゴムモールド９Ｃとにより構成されている。

２０ａは取付アーム８の上端部に固着されて避雷碍子９
の上部外周を取り巻くように装設されたリング状をなす
接地側アーキングホーン、２２ａは接地側電極９ａと接
地側アーキングホーン２２ａの間を導通する可溶導体で
あって、銅又はアルミニウム製の厚さ０．３ｍｍ程度の
薄板よりなり、雷サージによっては溶断されず、続流に
よって溶断されるものである。

２１は前記課電側電極９ｂに対し樹脂製の絶縁材１９ｂ
を介して取着した取付部材２３にボルトで固着されたア
ーキングホーンであって、斜め下方へ延長され、前記ア
ーキングホーン１６と所定の気中放電間隙Ｇをもって対
向している。

２０ｂは前記アーキングホーン２１に対し避雷碍子９の
下端部を取り巻くように装設されたリング状をなす課電
側アーキングホーン、２２ｂは同課電側アーキングホー
ン２０ｂと課電側電極９ｂとの間を導通する前記可溶導
体２２ａと同材質の可溶導体である。

上記のように構成された第一実施例についてその作用を
説明する。

雷サージが送電線１５に印加された場合、サージ電流は
引止金具１４、送電線側ホーン取付金具１３、アーキン
グホーン１６から気中間隙Ｇで気中放電され、アーキン
グホーン２１、課電側アーキングホーン２０ｂ、可溶導
体２２ｂ、避雷碍子９の課電側電極９ｂに至る。このサ
ージ電流はさらに課電側電極９ｂから限流素子（図示略
）を貫通して接地側電極９ａへと流れ、可溶導体２２ａ
、接地側アーキングホーン２０ａ、取付アーム８、支持
アーム１を経て塔体へと至りアースされる。

可溶導体２２ａ及び２２ｂは雷サージ電流に対して通電
機能を示す。

そして、その後に生ずる続流は、前記気中放電間隙Ｇと
避雷碍子９内の限流素子（図示略）により遮断される。

ところが、限流素子の劣化や異常に大きい雷サージに続
く続流が遮断不能に陥った場合には、その過大な続流に
よって避雷碍子９の上部及び下部の可溶導体２２ａ、２
２ｂが溶断される。避雷碍子９の上部に設けられた樹脂
製の絶縁材１９ａは、接地側電極９ａと取付アーム８の
先端部との間を絶縁し、一方、避雷碍子９の下部に設け
られた樹脂製の絶縁材１９ｂも同様に課電側電極９ｂと
アーキングホーン２１との間を絶縁しているので、　　
゛接地側電極９ａと接地側アーキングホーン２Ｏａ間、
課電側電極９ｂと課電側アーキングホーン２０ｂ間に同
時にアークが発生するが、このアークは磁気作用により
、接地側アーキングホーン２０ａど課電側アーキングホ
ーン２０ｂの先端へ移行するとともに、両アーキングホ
ーン２０ａ。

２０ｂの間へ急激に移行され、気中アークを形成する。

従って、避雷碍子９内のアークＩＩ！続時間は大幅に短
縮されることから、耐圧絶縁筒の内部アークの熱や圧力
に対する責務は非常に軽減され、従来のような補強を実
施しなくても損傷することがない、このように耐圧絶縁
筒の補強が軽減されることから避雷碍子９を小型化する
ことができる。

送電線１５にかかる線路電圧が３３〜？７ＫＶで大容量
変電所の近くでは故建時の続流（短絡電流）は１０〜３
０ＫＡ、０．１〜０．１５秒であるのに対し、線路電圧
が１５４〜５００ＫＶでは３０〜５０ＫＡ、０．１〜０
．２秒となり、またエネルギーは電流のほぼ２乗に比例
するので、避雷碍子装置の設計は非常に厳しくなる。従
って、本発明の上記実施例のように、避雷碍子９自体の
負担を軽くすることは、設計上重要な意義を有している
。

又、上記第一実施例では避雷碍子９の基端部が支持アー
ム１の先端部よりも上方に位置しているので、同支持ア
ーム１への雨水や冠雪が避雷碍子９に移動することがな
く、避雷碍子９の耐汚損特性が向上する。

次に、本発明を懸垂碍子に限流素子を組み込んだ懸垂碍
子型の送電線用避雷碍子装置に具体化した第二実施例を
第７図〜第１０図に基づいて説明する。

支持アーム１にはボルトにより吊下金具２５が固定され
、同吊下金具２５にはＵクレビスリンク２６が回動可能
に連結され、同クレビスリンク２６には連結ピン２７に
よりホーン取付金具２８が回動可能に連結され、同ホー
ン取付金具２８の下端部には連結ピン２９及びポールク
レビスリンク３０により限流素子４４を組み込んだ懸垂
碍子３１を多数直列に連結してなる避雷碍子３２が吊下
されている。又、避雷碍子３２の最下端部にはソケット
クレビスリンク３３が連結され、その下端部にはホーン
取付金具３４が連結ピン３５により回動可能に連結され
、同取付金具３４の下端部には送電線１５を支持するた
めの電線クランプ３６が支持されている。

前記一対のホーン取付金具２８．３４にはそれぞれ一対
のアーキングホーン３７．３８が支持され、図示しない
ブラケットを介してリング状のアーキングホーン３９．
４０が支持されている。

前記懸垂碍子３１は第８図に示すように碍子本体４１と
、その上部に設けた頭部４１ａに嵌合固定した避雷碍子
３２の接地側電極としてのキャップ金具４２と、頭部４
１ａに嵌入固定したビン金具４３と、差部４１ｂに埋設
された限流素子４４とにより構成され、同限流素子４４
の上下両端部に電極金具４５．４６を嵌合し、両電極金
具４５゜４６を前記キャップ金具４２と、ピン金具４３
にそれぞれリード線４７により接続している。

この第二実施例では最上部の懸垂碍子３１のキャップ金
具４２が避雷碍子３２の接地側電極となり、ソケットク
レビスリンク３３が避雷碍子３２の課電側電極となる。

前記キャップ金具４２には突部４８が形成され、同突部
４８と前記アーキングホーン３７との間に可溶導体４９
が接続されている。一方、前記ソケットクレビスリンク
３３にも突部４８が形成され、同突部４８とアーキング
ホーン３８との間に可溶導体５０が接続されている。

前記可溶導体４９．５０はともに第１０図に示すように
、無機質の絶縁物製の収納ケース５１と、同ケースの両
端部に嵌合固定されたキャップ電極５２．５３と、前記
ケース５１内に収納され、かつリード線５４により前記
キャップ電極５２゜５３に接続された電圧−電流特性が
非直線性の酸化亜鉛等の限流素子５５と、これに並列に
リード線５６により接続されたコイル５７と、さらに同
コイル５７に直列に接続された可溶線５８と、その外周
に設けた火薬５９とにより構成されている。

この可溶導体４９．５０は前記アーキングホーン３７．
３Ｂに対しブラケット６０により固定され、他端は可撓
性を有するリード線６１により前記突部４８に接続され
ている。

前記上部のホーン取付金具２８の下端部と、連結ピン２
９との間には、第９図に示すように絶縁材６２が介在さ
れ、キャップ金具４２とホーン取付金具２８との絶縁を
とっている。一方、ソケットクレビスリンク３３とホー
ン取付金具３４との間にも前記絶縁材６２と同様の絶縁
材が介在され、ホーン取付金具３４とソケットクレビス
リンク３３との絶縁をとっている。

次に、この第二実施例の作用を説明する。

送電線１５に雷サージが印加さると、その電流は送電線
クランプ３６、ホーン取付金具３４、アーキングホーン
３８、可溶導体５０のリード線５４、限流素子５５、リ
ード線６１、ソケットクレビスリンク３３、ピン金具４
３、リード線４７、電極金具４６、限流素子４４、電極
金具４５、リード線４７、キャップ金具４２を経て、上
部の懸垂碍子３Ｉに流れ、さらに最上部の懸垂碍子３１
のキャップ金具４２、リード線６１を経て可溶導体４９
に流れ、さらに、アーキングホーン３７、ホーン取付金
具２８、Ｕクレビスリンク２６、吊下金具２５から支持
アーム１へ流れる。

そして、その後に生ずる続流は、懸垂碍子３１及び可溶
導体４９．５０内の限流素子４４．５５により遮断され
る。

ところが、限流素子４４．５５の劣化や異常に大きい雷
サージに続く続流が遮断不能に陥った場合には、その過
大な続流によって可溶導体４９゜５０の内部にあるコイ
ル５７と可溶線５８に商用周波数の電流が流れるので、
可溶線５８の加熱により火薬５９が爆発し、無機質の絶
縁物製の収納ケース５１が瞬時に破壊されるため、リー
ド線６１とアーキングホーン３７，３Ｂとの間にアーク
が発生する。このアークは磁気作用により課電側アーキ
ングホーン３８と接地側アーキングホーン３７の先端へ
移行するとともに、両アーキングホーン３７．３８間に
急激に移行され、気中アークが形成される。

従って、この第二実施例においても、避雷碍子３２内の
アーク継続時間は大幅に短縮されることから、懸垂碍子
３１の差部４１ａの内部アークの熱や圧力に対する責務
は非常に軽減され、差部４１ａの補強を実施しなくても
損傷することがない、このように差部４１ａの補強が軽
減されることから避雷碍子３２を小型化することができ
る。

発明の効果 以上詳述したように、本発明の避雷碍子装置では、続流
アークに対する避雷碍子自体の負担が軽くなっているの
で、耐圧絶縁筒を使用した避雷碍子にあっては、その耐
圧絶縁筒に対する補強も軽減することが可能となり、そ
の径を細くでき、また内部アークは上下のアーキングホ
ーンへ速やがに移行することから、内部アーク放出のた
めに設けた放圧孔の数を減少させることができて、補強
構造の簡素化を図ることができ、その加工も容易である
とともに、避雷碍子を安価に製造できるという優れた効
果を奏する。また、懸垂碍子型の避雷碍子にあっても差
部の強度を高くする必要がないので、前記一体型の避雷
碍子装置と同様の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す避雷碍子装置全体の
正面図、第２図は第１図の平面図、第３図は避雷碍子装
置の平面図、第４図は避雷碍子装置の底面図、第５図は
避雷碍子装置上部の拡大正面図、第６図は避雷碍子装置
下部の拡大正面図、第７図は本発明の第二実施例を示す
正面図、第８図は懸垂碍子の拡大半縦断面図、第９図は
ホーン取付金具と避雷碍子との絶縁構造を示す断面図、
第１０図は可溶導体の断面図である。 ｌ・・・支持アーム、８・・・ホーン取付金具を兼用す
る取付アーム、９．３２・・・避雷碍子、９ａ・・・接
地側電極、９ｂ・・・課電側電極、１９ａ、１９ｂ、６
２・・・絶縁材、２０ａ・・・接地側アーキングホーン
、２０ｂ・・・課電側アーキングホーン、２２ａ。 ２２ｂ、４９．５０・・・可溶導体、３２・・・避雷碍
子、３３・・・課電側電極としてのポールクレビスリン
ク、３４・・・ホーン取付金具、３７．３８・・・アー
キングホーン、４２・・・避雷碍子３２の接地側電極と
してのキャップ金具、５１・・・収納ケース、５５・・
・限流素子、５７・・・コイル、５８・・・可溶線、５
９・・・火薬、６１・・・リード線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塔体の支持アーム（１）に対しホーン取付金具（８
   、２８）及び絶縁材（１９ａ、６２）を介して避雷碍子
   （９、３２）の接地側電極（９ａ、４２）を取付け、前
   記ホーン取付金具（８、２８）には前記接地側電極（９
   ａ、４２）と対応して接地側のアーキングホーン（２０
   ａ、３７）を装着し、一方、前記避雷碍子（９、３２）
   の課電側電極（９ｂ、３３）には絶縁材（１９ｂ、６２
   ）を介して課電側のアーキングホーン（２０ｂ、３８）
   を取着し、前記避雷碍子の接地側電極（９ａ、４２）と
   接地側のアーキングホーン（２０ａ、３７）とを、可溶
   導体（２２ａ、４９）により接続し、課電側電極（９ｂ
   、３３）と課電側のアーキングホーン（２０ｂ、３８）
   とを可溶導体（２２ｂ、５０）により接続し、さらに前
   記課電側のアーキングホーン（２０ｂ、３８）と送電線
   （１５）とを、放電間隙を介して又は介さずして接続し
   たことを特徴とする避雷碍子装置。 ２、避雷碍子（９）は、支持アーム（１）に対しホーン
   取付金具としての機能を兼用する取付アーム（８）を介
   して取着され、避雷碍子（９）の基端部が支持アーム（
   １）の先端部下面よりも上方に位置している特許請求の
   範囲第１項に記載の避雷碍子装置。 ３、可溶導体（２２ａ、２２ｂ）は、銅又はアルミニウ
   ム製の薄板である特許請求の範囲第１項に記載の避雷碍
   子装置。 ４、避雷碍子（９）の課電側電極（９ｂ）には取付部材
   （２３）を介して、送電線（１５）側に取着されたアー
   キングホーン（１６）と所定の放電間隙をもって対向す
   るアーキングホーン（２１）が取着され、同アーキング
   ホーン（２１）にアーキングホーン（２０ｂ）が取着さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の避雷碍子装置。 ５、支持アーム（１）にはホーン取付金具 （２８）及び絶縁材（６２）を介して懸垂碍子型の避雷
   碍子（３１）を多数直列に連結してなる避雷碍子（３２
   ）が吊下され、同避雷碍子（３２）の下端部には絶縁材
   （６２）及びホーン取付金具（３４）を介して送電線（
   １５）が支持されている特許請求の範囲第１項に記載の
   避雷碍子装置。 ６、避雷碍子（３２）の最上部に位置する接地側電極と
   してのキャップ金具（４２）とアーキングホーン（３７
   ）との間、及び避雷碍子（３２）の最下部に位置する課
   電側電極としてのソケットクレビスリンク（３３）とア
   ーキングホーン（３８）との間にそれぞれ接続された可
   溶導体（４９、５０）は、無機質の絶縁物製の収納ケー
   ス（５１）内に収納さた限流素子（５５）と、同素子に
   並列に接続されたコイル（５７）と、同コイル（５７）
   に直列に接続さた可溶線（５８）と、その外周に設けた
   火薬（５９）とにより構成されている特許請求の範囲第
   ５項に記載の避雷碍子装置。