JPH0432114A

JPH0432114A - 避雷碍子装置

Info

Publication number: JPH0432114A
Application number: JP2134522A
Authority: JP
Inventors: Takashi Imakoma; 今駒　嵩; Tetsuya Nakayama; 哲也中山
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-05-24
Filing date: 1990-05-24
Publication date: 1992-02-04
Also published as: EP0459727A1; US5172297A; EP0459727B1

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】〔産業上の利用分野〕この発明は送電線路に装着する避雷碍子装置、特にいわ
ゆる直列ギャップ付き避雷碍子装置に関する。

〔従来の技術〕

送電線路において雷サージによる地絡事故を防止するた
め、電圧−電流特性が非直線性の避雷素子を内蔵した避
雷碍子を気中放電ギャプを介して絶縁碍子に対して電気
的に並列に避雷碍子を配設した避雷碍子装置、いわゆる
直列ギャップ付き避雷碍子装置が広く使用されている。

ここで、各相の送電線を並列に配設した二回線送電線路
における従来の避雷碍子装置では、二回線にわたる事故
を防止するとともに、高価な避雷碍子装置を節約するた
め送電線路の片側回線にのみ避雷碍子装置が装着されて
いる。ところで、この送電線路では、雷が襲来して避雷
碍子装置を装着していない回線で一線地絡事故が発生す
ると避雷碍子装置を装着した回線の他相の電線の運転電
圧Ｅ、すなわち常規対地電圧が４Ｅに上昇すると想定し
ている。この４倍に上昇した電圧の下で、避雷碍子装置
は雷サージを処理する必要があるため、装着される避雷
碍子の動作責務レベル、すなわち動作開始電圧は４Ｅの
電圧以上とされている。

ここで、避雷素子の長さは避雷器の定格電圧により定ま
るため、このべＥの電圧の下で雷サージを処理できる避
雷素子長（避雷素子枚数）を内蔵した避雷碍子により構
成される避雷碍子装置とされていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、避雷碍子は、この４Ｅの電圧を基準とした避雷
素子枚数を内蔵しているため、避雷碍子の小型化、コス
トダウンを図る上で限界があった。

また、雷サージを避雷碍子装置で確実に処理するために
は避雷碍子装置の絶縁レベル、すなわち雷サージフラッ
シュオーバ電圧を絶縁碍子連側の絶縁レベルより十分に
小さ（維持する必要がある。

ところで、避雷碍子装置としての雪サージフラッシュオ
ーバ電圧は気中放電ギャップ部の雷サージフランシュオ
ーバ電圧に避雷素子部のバイアス電圧の和で示され、バ
イアス電圧はおおむね動作開始電圧と比例関係にある。

従って、避雷素子枚数が多くなるに伴い動作開始電圧も
高くなるので、避雷碍子の絶縁レベルを低げるには限界
があった。

特に、絶縁碍子個数が少ない既設の鉄塔に避雷碍子装置
を適用するに際しては、避雷碍子と絶縁碍子の間、及び
回線間相互で十分な絶縁協調を図ることができず、絶縁
レベルは比較的接近していた。

このため、避雷碍子装置により雷サージを確実に処理し
て、地絡事故の発生を完全に防止することができなかっ
た。

また、懸垂鉄塔では、風などによって送電線が振れるこ
とから、放電電極の相対位置も変化する。

この際、設定された放電ギャップＧが拡大した際には、
さらに十分な絶縁協調を図り得す、地絡事故の発生頻度
が高くなる。このため、特に線路方向の振れに対し放電
ギャップＧを可能な限り一定に保つために従来装置では
長く、かつ複雑な構造とした放電電極を必要としていた
。

このような従来の避雷碍子装置についての技術的課題に
対して、発明者は、常規対地電圧Ｅの４倍未満の定格の
避雷素子を装着した避雷器であっても、破損することな
く十分に雷サージを処理できる知見を得た。すなわち、
雷が来襲した場合でも４Ｅの電圧下で雷サージを処理す
る確率は非常に少ないことを見出した。この発明はこの
知見に基づいて、次のことを目的としてこの発明はなさ
れたものである。

請求項１の発明では、避雷碍子に内蔵された避雷素子の
動作責務電圧を内部異常電圧から路線の一線地絡故障時
上昇電圧の範囲内とすることにより、避雷素子枚数を従
来の避雷素子枚数より少なくするとともに、雷サージフ
ラッシュオーバ電圧に関係するバイアス電圧も低減させ
、すなわち小型軽量の避雷碍子装置とし、さらに避雷碍
子装置の絶縁レベルを低減して絶縁協調特性に優れた避
雷碍子装置とすることにより、地絡事故発生頻度を低減
したより信鰭性のある避雷碍子装置を提供することを目
的としている。

請求項２の発明では、いわゆる懸垂鉄塔用の避雷碍子装
置において、請求項１の発明に加えてさらに小型軽量の
避雷碍子装置とするため、小型軽量の放電電極構造を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するため、請求項１の発明では、送電線
の課電側と接地側との間に気中放電ギャプを介して該絶
縁碍子に対して電気的に並列に避雷碍子を配設した避雷
碍子装置において、前記避雷碍子に内蔵された避雷素子
の動作開始電圧を路線の常規対地電圧以上一線地絡故障
時上昇電圧未満の範囲内とした。

請求項２の発明では、請求項１の発明に加えて、懸垂鉄
塔用の避雷碍子装置において、課電側放電電極の先端を
接地側の放電電極の取付は位置より内側とした。

〔作用〕

請求項１の発明では、避雷碍子に内蔵された避雷素子の
動作開始電圧を常規対地電圧以上から路線の一線地絡故
障時上昇電圧未満の範囲内としているため、避雷素子枚
数を従来の避雷素子枚数より少なくできるとともに、バ
イアス電圧も低減でき、すなわち避雷碍子装置を小型軽
量なものとでき、また、絶縁碍子側の絶縁レベルよりも
避雷碍子側の絶縁レベルを十分に小さくなるため、雷サ
ージは確実に避雷碍子側でフラッシュオーバする。

請求項２の発明では、課電側の放電電極の先端を接地側
の放電電極の取付は位置より内側としたため、装着され
る放電電極を小型で構造の簡単なものとすることができ
る。なお、絶縁碍子は鉄塔に吊下されているため、風な
どにより課電側の放電電極も振れて課電側放電電極と接
地側放電電極との間の気中放電ギャップＧが変動しても
、避雷碍子側の絶縁レベルは絶縁碍子連側の絶縁レベル
より十分に小さくされているため、避雷碍子側の絶縁レ
ベルが絶縁碍子側の絶縁レベルよりも大きくなることは
ない。

〔実施例１〕実施例１は、この発明の避雷碍子装置を公称電圧６６ｋ
Ｖの二回線電線路に対して片側回線にのみ装着した例を
示している。以下、第１．　２図に基づいて説明する。

第２図に示すように、鉄塔１には上下三段に支持アーム
２ａ〜２Ｃ及び３ａ〜３Ｃが水平にそれぞれ片持支持さ
れ、各支持アーム２ａ〜２ｃ。

３ａ〜３Ｃの先端部には上部吊下金具４を介して懸垂碍
子を多数直列に連結してなる絶縁碍子５ａ〜５ｃ及び６
ａ〜６ｃが吊下支持され、各絶縁碍子連５ａ〜５ｃ及び
６ａ〜６ｃの下部には、下部吊下金具７を介して送電線
８ａ〜８Ｃ及び９ａ〜９ｃがそれぞれ架設されている。

この送電線８ａ〜８Ｃは片回線の三相の各送電線が、９
ａ〜９Ｃは他の回線の三相の各送電線が架設され、二回
線路を形成し、送電線８ａと送電線９ｃ、送電線８ｂと
送電線９ｂ、送電線８ｃと送電線９ａは同相の送電線路
となっている。

また、第２図において右側の支持アーム３ａ〜３ｃの先
端部には、取付アダプタ１０が水平に片持固定され、こ
の取付アダプタ１０には避雷碍子１１がボルトによりそ
れぞれ吊下固定されている（以下、説明を簡略とするた
め中相の支持アーム３ｂにより説明する。）、これらの
避雷碍子１１はＦＲＰ等の強化プラスチックよりなる耐
圧絶縁筒１２と、この耐圧絶縁筒１２内に収納された避
雷素子１３と、さらに耐圧絶縁筒１２の外周および内部
にゴムモールドした絶縁套体１４とにより構成されてい
る。

避雷素子１３は、電圧−電流特性が非直線性の酸化亜鉛
を主材として、直径４．　５ｃａ＋、厚さ２゜０ｃＩｌ
の円柱形状に形成され、動作開始電圧（ＩＡ）が５．Ｏ
ｋＶ以上（波高値）とされている。この避雷素子１３を
８枚積層して所定の素子長とされている。この避雷素子
１３により避雷碍子１１は公称電圧６６ｋＶの送電線路
に対して、常規対地電圧已に相当する電圧（６９ｋＶ／
４＝　４０ｋＶ）を定格電圧４０ｋＶ、動作開始電圧を
常規対地電圧Ｅ以上とされている。また、この避雷素子
１３を１２枚内蔵した避雷碍子１１の外形は、笠の直径
２０ｃ＋ｗ。

長さ４６ｃ−であり、重量は１０ｋｇとなっている。

なお、この実施例に相当する系統に装着されていた従来
の避雷碍子は、動作責務レベルを運転電圧Ｅの４倍とし
ているため、線路最高電圧に相当する電圧を定格電圧６
９ｋＶとし、避雷素子１３が２０枚必要であった。この
避Ｗ碍子の外形は、直径２０ｃｏ＋、長さ６３ｃｍであ
り、重量は１４ｋｇのものでありだ。

ここで、他の公称電圧の送電線路における素子枚数など
の例を避雷碍子１３の特性と従来の避雷碍子とを比較し
て次の表に示す。

（以下、余白）また、各避雷碍子１１の課電側電極金具１５には接地側
の放電電極１６が取付は固定されている。

また絶縁碍子連６ａ〜６Ｃの下部吊下金具７には課電側
の放電電極１７が支持され、放電電極１７の先端は課電
側の放電電極１６と所定の放電ギャップＧをもって対向
して配置されている。なお、課電側の放電電極１７は短
い棒状に形成されていて、はぼ水平方向に延出され、放
電電極１７の先端を接地側の放電電極１６の取付は位置
より内側としている。また、避雷碍子１１の電極金具に
は放圧時の損傷を最小にとどめるためのアークリング２
０．２１が取着されている。

また、両回線路８ａ〜８ｃ、９ａ〜９Ｃの上部吊下金具
４及び下部吊下金具７には、絶縁碍子連５ａ〜５ｃ、６
ａ〜６Ｃの沿面閃絡を防止するためのアークホーン１８
．１９が取り付けられ、アークホーン間隙Ｚが形成され
ている。このアークホーン間隙２は、想定した内部異常
電圧に対してフラッシュオーバを起こさない間隙とされ
ている。

すなわち、この６６ｋＶ送電線路でのアークホーン間隙
Ｚは約５９０＋ｍとされ、その５０％フラッシュオーバ
電圧は約３７５ｋＶとなっている。一方、避雷碍子１１
側では、放電ギャップＧを棒−棒電極とし開閉サージま
で耐圧させるため３９０＋ｍとし、その５０％フラッシ
ュオーバ電圧は約３００ｋＶとなっている。従って、絶
縁碍子連５ａ〜５ｃ。

６ａ〜６ｃ側の絶縁レベルより格段に小さくなっている
。なお、放電ギャップＧをこの実施例と同じ３９０■−
とした従来の避雷碍子では、５０％フラッシュオーバ電
圧が約３５０ｋＶであるから、この実施例の５０％フラ
ッシュオーバ電圧は従来の避雷碍子と比較して約８０％
、すなわち避雷素子１３のバイアス電圧の値に近い値に
低減されており、絶縁協調が十分に図られている。

次に前述した実施例１の避雷碍子装置についてその作用
を説明する。

今、この実施例の系統に雷電圧が加わると、避雷碍子１
１を装着していない送電線８ａ〜８ｃ側よりも避雷碍子
装置の絶縁レベルが約８０％と十分に低減されているの
で雷サージ電流は確実に避雷碍子装置により処理され、
送電線８ａ〜８Ｃ側で地絡事故を生じる頻度が減少する
。また、同様に絶縁碍子６ａ〜６Ｃの絶縁レベルも避雷
碍子ｌｌ側よりも十分に高いため、雷サージ電流は確実
に避雷碍子１１を通って大地に放電される。

また、風などにより絶縁碍子６ａ〜６Ｃが線路方向に振
れると放電ギャップＧの間隙は変動し、避雷碍子装置の
絶縁レベルも変動するが、避雷碍子１１の絶縁レベルが
従来に比べ低減されているから放電ギャップＧの拡大に
よって、避雷碍子装置の絶縁レベルが実用的な振れの範
囲では絶縁碍子連５ａ〜５ｃ、６ａ〜６ｃより大きくな
らない。

〔実施例２〕第３図に示すように実施例２は、実施例１と同じ避雷碍
子装置を二回線送電線路の両回線路に装着した例である
。

実施例１では、避雷碍子を装着しない送電線８ａ〜８Ｃ
に対して十分な絶縁協調を図った避雷碍子装置を装着し
て、送電線８ａ〜８ｃ側での地絡事故発生を減らす実施
例を示したが、実施例２では、すべての絶・縁碍子５ａ
〜５ｃ、６ａ〜６Ｃに避雷碍子装置を装着している。従
って、この実施例２では、実施例１に比較して、地絡事
故発生をさらに減すことができ、さらに信頼性の高い避
雷碍子装置とすることができる。なお、従来の送電線路
では、大型かつ高価な避雷碍子を装着していたが、この
実施例２において装着する避雷碍子は小型であり大幅に
安価であるため、両回線路に装着してもコストダウンを
図られる。

〔実施例３〕第４図に示すように実施例３は、実施例１と同じ避雷碍
子装置を一回線送電線路に装着した例である。

実施例３においても、すべての絶縁碍子５ａ〜５Ｃに避
雷碍子装置を装着しているため、実施例２と同様に地絡
事故発生を著しく減らすことができ、従来の送電線路よ
りも格段に安価な避雷碍子装置とすることができる。

なお、実施例１〜３においては、懸垂鉄塔に装着した例
を示したが、請求項１の発明にあっては、耐張鉄塔にも
適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明は次のような効果を有す
る。

請求項１の発明では、避雷碍子に内蔵された避雷素子の
動作開始電圧を常規対地電圧以上路線の一線地絡故障時
上昇電圧未満の範囲内とすることにより、小型軽量の避
雷碍子装置とすることができるとともに、絶縁協調特性
に優れた避雷碍子装置として、地絡事故発生頻度を減少
できる信頼性のある避雷碍子装置とすることができる。

請求項２の発明では、請求項１の発明の効果に加え、課
電側の放電電極の先端を接地側の放電電極の取付は位置
より内側としたことにより、装着される放電電極を小型
で構造の簡単なものとし、より小型軽量の避雷碍子装置
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１，２図はこの発明の実施例１を示し、第１図は正面
図、第２図は装着状態を示す概略図、第３図は実施例２
の装着状態を示す概略図、第４図は実施例３の装着状態
を示す概略図である。１・・・鉄塔、２ａ〜２Ｃ・・・支持アーム、３ａ〜３
Ｃ・・・支持アーム、５ａ〜５Ｃ・・・絶縁碍子、６ａ
〜６ｃ・・・絶縁碍子、８８〜８Ｃ・・・送電線、９３
〜９Ｃ・・・送電線、１１・・・避雷碍子、１３・・・
避雷素子、１６・・・接地側の放電電極、１７・・・課
電側の放電電極。特許出願人　　日本碍子株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、送電線の課電側と接地側の間に気中放電ギャプ（Ｇ
）を介して絶縁碍子（６）に対して電気的に並列に避雷
碍子（１１）を配設した避雷碍子装置において、前記避
雷碍子（１１）に内蔵された避雷素子の動作開始電圧を
路線の常規対地電圧（Ｅ）以上一線地絡故障時上昇電圧
未満の範囲内としたことを特徴とする避雷碍子装置。２、送電線（９）を鉄塔（１）の支持アームに吊下支持
する絶縁碍子（６）の課電側に設けた課電側の放電電極
（１７）と避雷碍子（１１）の課電側に取付けた接地側
の放電電極（１６）との間に気中放電ギャプ（Ｇ）を設
けた懸垂鉄塔用の避雷碍子装置において、前記課電側の
放電電極（１７）の先端を接地側の放電電極（１６）の
取付け位置より内側としたことを特徴とする避雷碍子装
置の放電電極構造。