JPS63168921A

JPS63168921A - 送電線用避雷碍子装置

Info

Publication number: JPS63168921A
Application number: JP31166386A
Authority: JP
Inventors: 哲也中山; 博藤田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1988-07-12

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）本発明は送電線に雷撃による異常大電流が流れたとき、
避雷機能によりそれを速やかに大地へ放電する□ととも
に、続流を抑制遮断して永久地絡を防止することができ
る送電線用避雷碍子装置に関するものである。

（従来の技術）従来の送電線用避雷碍子装置を第４図に基づいて説明す
る。鉄塔の支持アーム１には接地側の連結金具７を介し
て懸垂碍子５を直列に連結してなる懸垂碍子連６が吊下
され、同懸垂碍子連６の下端部には課電側の連結金具１
２を介して送電線１０が支持され、前記支持アームｌに
は取付アダプタ１５を介して限流素子２３を内蔵した避
雷碍子１６が片持ち支持され、同避雷碍子１６の下端に
支持した放電電極２０と、課電側の連結金具１２に支持
した放電電極２１との間に放電間隙Ｇを設けていた。こ
の従来の避雷碍子装置においては、等径が２５０Ｈの懸
垂碍子５の連結個数が、第５図に示すように線路電圧が
３３ＫＶで３個、６６ＫＶで５個、７７ＫＶで６個、１
５４ＫＶで１０〜１２個（但し１２トン懸垂碍子）、１
８７ＫＶで１１〜１３個（１２トン懸垂碍子）、２２０
ＫＶで１３〜１４個（１２トン懸垂碍子）、２７５ＫＶ
で１４〜１６個（２１トン懸垂碍子）、５００ＫＶで２
３〜２６個（３３トン懸垂碍子）というように設定され
ていた。

なお、この従来例において本発明の装置と同様の機能を
有する部材については、同一の符号を付して、詳しい説
明を省略している。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、避雷碍子１６は一線地絡時の健全相上昇電圧
下でも雷サージを処理し、続流を遮断できるよう限流素
子２３の径と長さが決定される。

又、前記放電間隙Ｇは限流素子２３が健全なときは勿論
、限流素子２３が長年月を経て劣化し、あるいは想定を
越える雷撃、その他の原因で導通状態となった異常状態
でも、変電所でのトリップ後の再投入にともなう過電圧
サージにより放電間隙Ｇで閃絡が生じないよう設計され
る。

さらに、限流素子２３の正常時において、雷撃時に懸垂
碍子連６のアーキングホーン１３，１４間でなく、前記
放電間隙Ｇでほぼ確実に閃絡が生じるように、同放電間
隙長Ｚ２は懸垂碍子連６との絶縁強調面、すなわち、臨
界連絡特性の面から、同懸垂碍子連６の絶縁距離、つま
り懸垂碍子連星ＺＯ（請求の範囲の支持碍子長と同し）
のほぼ５０％以下に設定する必要がある。

しかるに、前記従来の送電線用避雷碍子装置は、前述し
たように各線路電圧に対する懸垂碍子５の連結個数が比
例して増加していないので、懸垂碍子連星ＺＯに対する
放電間隙長２０の比が５０％以下にならないという問題
がある。もし、この比を５０％以下におさえた場合には
、放電間隙Ｇで確実に雷サージが閃絡するので、問題は
ないが、次のような新たな問題が生じる。すなわち、限
流素子２３が異常となった場合、放電間隙Ｇのみが絶縁
距離となるため、変電所において遮断器がトリップした
後、再投入時の過電圧サージにより前記放電間隙Ｇにお
いて閃絡が生じてしまい、再投入ができず、送電線路が
停電になるという問題が生じる。

発明の構成（問題点を解決するための手段）本発明は前記問題点を解消するため、鉄塔の支持アーム
に対し接地側の連結金具を介して支持碍子を装着し、同
支持碍子には課電側の連結金具を介して送電線を支持し
、同じく前記支持アーム又は接地側の連結金具には取付
アダプタを介して電圧−電流特性が非直線性の限流素子
を内蔵した避雷碍子を取着し、前記課電例の連結金具に
取着した放電電極と、前記避雷碍子の課電側電極に取着
した放電電極との間に放電間隙を設けてなる線路電圧が
１５４ＫＶ以上の送電線用避雷碍子装置において、前記
支持アームから避雷碍子の放電電極までの間に、前記避
雷碍子が電気的に導通比し、これにより地絡状態となっ
て続流が流れた場合、前記放電間隙長Ｚ２を実質的に増
加させる絶縁耐力増加手段を設け、前記限流素子が正常
時においては前記支持碍子の絶縁距離、つまり支持碍子
長ＺＯに対して放電間隙長Ｚ２が各電圧クラスごとに、表上表に示す数値になるように、前記放電間隙長（Ｚ２）
を設定し、限流素子の異常時においては放電間隙長Ｚ２
が同じく上表に示すように、実質的に２２　　’に増加
するように前記絶縁耐力増加手段を構成という手段を採
っている。

（作用）本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。

限流素子が健全な状態においては、放電間隙が支持碍子
長の５０％以下に保持されているので、この放電間隙で
雷サージか閃絡する。この閃絡電流は限流素子を経た後
、取付アダプタから支持アームへ流れ、鉄塔を経て大地
に放電される。又、その後生しる続流は限流素子により
抑制遮断される。さらに、放電間隙と限流素子とにより
絶縁耐力が所定値に確保されているので、再投入にとも
なう過電圧サージが放電間隙で閃絡することはない。

今、限流素子が劣化したり、大規模雷撃により限流素子
が破損したりして、絶縁耐力増加手段に所定時間以上続
流が流れると、同絶縁耐力増加手段が作動して、放電間
隙長が実質的に大きくなり支持碍子長に対する放電間隙
長の比が各電圧クラスごとに所要量確保されるため、過
電圧サージが放電間隙で閃絡することはなく、信頼性が
向上する。

（実施例）以下、本発明を具体化した一実施例を第１図〜第３図に
基づいて説明する。

鉄塔の支持アーム１の先端部には吊下金具２が固着され
、同吊下金具２にはＵクレビスリンク３及びホーン取付
金具４を介して懸垂碍子５を直列に連結してなる支持碍
子としての懸垂碍子連６が線路方向及び同直交方向へ揺
動可能に吊下されている。

この実施例では前記吊下金具２、Ｕクレビスリンク３及
びホーン取付金具４等により接地側の連結金具７を構成
している。

前記懸垂碍子連６の下端部にはホーン取付金具８が連結
され、このホーン取付金具８には連結リンク９を介して
送電線１０を支持する電線クランプ１１が支持されてい
る。

この実施例では前記ホーン取付金具８、連結リンク９及
び電線クランプ１１等により課電側の連結金具１２を構
成している。

前記ホーン取付金具４．８には、異常雷撃時における懸
垂碍子連６の沿面閃絡の損傷を軽減するためのアーキン
グホーン１３．１４が装着されている。

前記支持アーム１の先端部には取付アダプタ１５が線路
方向と同方向へボルトより片持ち固定され、同アダプタ
１５の先端下面には避雷碍子１６がその接地側の電極金
具１７をもってボルトにより垂下固定されている。又、
避雷碍子１６の下端部に設けた課電側の電極金具１８に
は、後に詳述する絶縁耐力増加手段１９を介してホーン
状の放電電極２０が支持されている。

一方、課電側の前記ホーン取付金具８には第１図に示す
ように線路方向と同方向にホーン状の放電電極２１がボ
ルトにより片持ち支持され、同放電電極２１と前記放電
電極２０との間には放電間隙Ｇが設けられている。

前記避雷碍子１６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２２と、その内部に直列に収容さ
れた酸化亜鉛（Ｚｎ０）を主材とする電圧−電流特性が
非直線性の限流素子２３と、前記耐圧絶縁筒２２の両端
部に嵌合固定したキャンプ状をなす課電側及び接地側の
前記電極金具１７．１８と、さらに耐圧絶縁筒２２の外
周に設けたゴムールド２４とにより形成されている。

なお、前記取付アダプタ１５及び避雷碍子１６の課電側
の電極金具１８には、図示しないブラケットを介してゴ
ムモールド２４の沿面閃絡時の損傷を軽減するためのア
ーキングリング２５．２６が設けられている。

次に、第３図に基づいて限流素子２３が劣化したり、想
定を越える雷撃により限流素子２３が導通状態となった
場合、放電間隙長ＺＯを大きくして、絶縁耐力を増加す
るための絶縁耐力増加手段１９を詳細に説明する。

この絶縁耐力増加手段１９は無機質の絶縁物製の収納ケ
ース２７と、同ケースの上下両端部に嵌合固定された一
対のキャップ電極２８．２９と、前記ケース２７内に収
納され、かつ支持導体３０により前記キャップ電極２８
．２９に接続された一対の放電子３１３２と、この放電
子と並列にリード線３３により接続されたコイル３４と
、さらに同コイル３４に直列に接続された可溶線３５と
、その外周に設けた火薬３６とにより構成されている。

この絶縁耐力増加手段１９は、キャップ電極２８をボル
ト３７により前記電極金具１８に固定することにより、
避雷碍子１６に固定されている。キャップ電極２９の下
面には前記放電電極２０を固定した取付板３８がボルト
３９により固定されている。

前記絶縁耐力増加手段１９は大規模雷撃によりコイル３
４と可溶線３５に商用周波の続流が所定時間流れて、可
溶線３５が加熱されて熔けると、火薬３６が爆発するた
め、収納ケース２７の内部圧力が急激に上昇して収納ケ
ース２７が爆発飛散し、放電電極２０を避雷碍子１６か
ら切り離し、放電間隙長Ｚ２を第２図に示すように２２
　’に増大することにより、放電間隙Ｇの絶縁耐力を増
加するようにしている。

ところで、この発明は第６図に示すように、限流素子２
３が有る場合と、無い場合とで閃絡電圧が異なる点に着
目してなされたものであり、絶縁耐力増加手段１９によ
り限流素子２３の正常時と異常時とで、放電間隙長Ｚ２
を実質的に変えて絶縁強調を、以下のように図ったもの
である。

前記限流素子２３が正常時においては前記懸垂碍子連６
の絶縁距離、つまり懸垂碍子連星２０に対して放電間隙
長Ｚ２が各電圧クラスごとに次表に示す数値になるよう
に、前記放電間隙長Ｚ２を設定し、限流素子２３の異常
時においては放電間防長Ｚ２が同じく次表に示す数値に
実質的に増加するように前記絶縁耐力増加手段１９を構
成している。

表ところで、線路電圧が１５４ＫＶで過電圧サージの耐電
圧は約５００ＫＶ（定常の電圧に対するサージ発生倍数
３．３）　、１８７ＫＶで同耐電圧は約５１５ＫＶ（同
発生倍数２．８倍）、２２０ＫＶで同耐電圧は約６０４
ＫＶ（同発生倍数２．８）　、２７５ＫＶで同耐電圧は
約７６０ＫＶ（同発生倍数２．８）　、５２５ＫＶで同
耐電圧は約９５０ＫＶ（同発生倍数２．０）　、５５０
ＫＶで同耐電圧は約９９０ＫＶ（同発生倍数２．０）で
あるから、これらの電圧に耐えることができるように、
異常時の２２を、放電電極の素材径並びに形状を考慮し
、前掲の表のように算定した。

次に、前記のように構成した送電線用避雷碍子装置につ
いて、その作用を説明する。

今、雷撃によりサージ電流が送電線１０に印加されると
、この電流は電線クランプ１１、放電電極２１から放電
電極２０へ放電され、取付板３８、キャップ電極２９及
び支持導体３０を経て放電子３２から放電子３１へ放電
され、支持導体３ｏ、キャップ電極２８及び電極金具１
８がら避雷碍子１６の限流素子２３に流れ、電極金具１
７、取付アダプタ１５を経て支持アーム１へ流れ、さら
に、鉄塔に流れ大地へ放電される。その後生じる続流は
前記限流素子２３及び放電間隙Ｇにより抑制遮断される
。なお、この限流素子２３が健全な場合には、絶縁耐力
増加手段１９は作動されず、放電間隙長Ｚ２ば変化しな
い。

ところが、限流素子２３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
流によって絶縁耐力増加手段１９内にあるコイル３４と
可溶線３５に商用周波の電流が所定時間以上流れるので
、可溶線３５の加熱により火薬３６が爆発し、収納ケー
ス２７が内部圧力の上昇により瞬時に破壊され、この結
果、放電電極２０はキャンプ電極２８から離断落下され
、このキャップ電極２８が新に放電電極として機能し、
同キャップ電極２８と放電電極２１との放電間隙が放電
電極２０及び絶縁耐力増加手段１９を合計した分の長さ
だけ増大して、放電間ＢＧ′となる。従って、絶縁耐力
が増加され、トリップ後の再投入時の過電圧サージによ
り放電間隙Ｇ′で放電が生じるのを、各電圧クラスごと
に確実に防止し、信頼性を向上することができる。

なお、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく
、次のように具体化することもできる。

（１）前記実施例では複雑な構成の絶縁耐力増加手段１
９を使用したが、これに代えて、放電電極２０の基端部
に絶縁耐力増加手段としての狭隘部（図示略）を形成し
、限流素子２３が導通状態となった場合に、前記狭隘部
が熔融して放電電極２３が落下し、放電間隙Ｇが増加す
るように構成すること。

又、取付アダプタ１５を絶縁サポート（図示略）に置き
換え、このサポートの両端部にヒユーズを接続し、限流
素子の異常時にヒユーズが溶断して、絶縁耐力を増加す
るよち構成すること。

（２）前記実施例では支持アーム１に取付アダプタ１５
を介して避雷碍子１６を支持したが、これに代え接地側
の連結金具７を利用して避雷碍子１６を支持すること。

（３）前記実施例では支持碍子として懸垂碍子連６を使
用したが、長幹碍子（図示略）に代えること。

（４）図示しないが、本発明を耐張碍子連に具体化する
こと。

発明の効果以上詳述したように、この発明は１５４ＫＶ。

１８７ＫＶ、２２０ＫＶ、２７５ＫＶ、５００ＫＶの各
電圧クラスにおいて、限流素子が劣化したり、大規模雷
撃により限流素子が導通状態となったりしても、絶縁耐
力増加手段により放電間隙長を増加して、過電圧サージ
により放電間隙で放電が生じるのを未然に防止すること
ができ、従って、信頼性を高めることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した一実施例を示す装置全体の
正面図、第２図は絶縁耐力増加手段が作動した状態を示
す装置全体の正面図、第３図は絶縁耐力増加手段の拡大
断面図、第４図は従来の送電線用避雷碍子装置を示す正
面図、第５図は線路電圧と碍子個数との関係を示すグラ
フ、第６図は放電間隙長とフランジオーバ電圧との関係
を示すグラフである。１・・・支持アーム、６・・・支持碍子としての懸垂碍
子連、７・・・接地側の連結金具、１０・・・送電線、
１２・・・課電側の連結金具、１５・・・取付アダプタ
、１６・・・避雷碍子、１９・・・絶縁耐力増加手段、
２０．２１・・・放電電極、２３・・・限流素子、２７
・・・収納ケース、２８．２９・・・キャンプ電極、３
０・・・支持導体、３１．３２・・・放電子、３３・・
・リード線、３４・・・コイル、３５・・・可溶線、３
Ｇ・・・火薬、Ｇ、Ｇ’・・・放電間隙、２０・・・支
持碍子長文は３懸垂碍子連長、Ｚ２　、　　Ｚ２　’・
・・放電間隙長。

Claims

【特許請求の範囲】１、鉄塔の支持アームに対し接地側の連結金具を介して
支持碍子を装着し、同支持碍子には課電側の連結金具を
介して送電線を支持し、同じく前記支持アーム又は接地
側の連結金具には取付アダプタを介して電圧−電流特性
が非直線性の限流素子を内蔵した避雷碍子を取着し、前
記課電側の連結金具に取着した放電電極と、前記避雷碍
子の課電側電極に取着した放電電極との間に放電間隙を
設けてなる線路電圧が１５４ＫＶ以上の送電線用避雷碍
子装置において、前記支持アームから避雷碍子の放電電
極までの間に、前記避雷碍子が電気的に導通化し、これ
により地絡状態となって続流が流れた場合、前記放電間
隙長（Ｚ２）を実質的に増加させる絶縁耐力増加手段を
設け、前記限流素子が正常時においては前記支持碍子の
絶縁距離、つまり支持碍子長（Ｚ０）に対して放電間隙
長（Ｚ２）が各電圧クラスごとに、表 ▲数式、化学式、表等があります▼ 上表に示す数値になるように、前記放電間隙長（Ｚ２）
を設定し、限流素子の異常時においては放電間隙長（Ｚ
２）が同じく上表に示すように、実質的に（Ｚ２′）に
増加するように前記絶縁耐力増加手段（１９）を構成し
たことを特徴とする送電線用避雷碍子装置。