JP5830482B2 - 耐張碍子装置における避雷装置取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、複数連の耐張碍子装置における避雷装置取付構造に関するものである。

従来から、送電線等への落雷から耐張碍子連を保護することを目的として、耐張碍子連の両端にアークホーンが設置されている。さらに近年では、酸化亜鉛素子を内蔵する避雷装置を耐張碍子連に取付け、雷サージ電流を鉄塔に流すことにより耐張碍子連の損傷を抑制する技術が知られている。

酸化亜鉛素子は非直線な電流―電圧特性を持っているため、電力系統の運転電圧に対しては絶縁体として機能するが、系統に雷サージによる高電圧が発生した場合は、導体として機能して高電圧を接地側に逃がすとともに、続流を遮断することができる特徴を持つ。

このような避雷装置を２連耐張碍子装置に取付けた例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に示されているように、接地側と課電側にそれぞれヨークを備えた２連耐張碍子装置においては、ヨークの中央に避雷装置や電極を設置することができる。しかし、荷重の1点集中箇所を避けようとしたり、碍子連破断時に残存碍子連の損傷を防止する配慮をする場合等には、ヨークを備えない２連耐張碍子装置を形成することがあり、そのような場合に片側の碍子連に避雷装置や電極を設置すると重量バランスが崩れ、２連耐張碍子装置がねじれてしまうことがあった。また、前記ねじれにより金具に特殊な荷重が加わることになり、強度や耐久性を損なうので好ましくない。

また避雷装置を３連耐張碍子装置に取付けた例が、特許文献２に記載されている。この場合にも避雷装置を３連耐張碍子装置の中心線上に配置して重量バランスを取っている。しかし３連耐張碍子装置は２連ヨークを重ねた特殊な３連ヨークを使用しているため、避雷装置を３連耐張碍子装置の中心線上に配置するためには特殊な取付金具やバランスウエイトを必要としており、コスト高となったり、碍子装置の重量がバランスウエイト分だけ増加してしまうという問題があった。

また、特許文献１，２の何れにおいても、避雷装置を耐張碍子連の接地側に配置し、課電側に電極を配置しているが、避雷装置自体の質量によっては、その荷重による接地側金具の強度および耐久性の低下が問題となることがある。

特開２００３−２１７７９０号公報 特開２０１１−０６５９２８号公報

本発明の目的は前記した従来の問題点を解決し、碍子装置の重量増加や金具の強度および耐久性の低下を抑制しつつ、複数連の耐張碍子装置に避雷装置をねじれを生じさせることなく取付けることができる耐張碍子装置における避雷装置取付構造を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、複数連の耐張碍子連への避雷装置取付構造であって、外被内部に複数の酸化亜鉛素子を直列に備えた棒状の避雷装置を接地側と課電側とに分割し、分割された避雷装置をそれぞれ異なる耐張碍子連にバランスさせて取付けた構造を有し、接地側の避雷装置の接地側の端部は一つの耐張碍子連の接地側に取付けられ、接地側の避雷装置の他端には放電電極が設けられ、課電側の避雷装置の課電側の端部は別の耐張碍子連の課電側に取付けられ、課電側の避雷装置の他端には放電電極が設けられ、この構成によって碍子連と並列に雷サージ電流経路を形成したことを特徴とするものである。

なお請求項２のように、前記避雷装置は、接地側と課電側とが略同一の質量となるように分割されたものであることが好ましい。

本発明によれば、複数の耐張碍子連を有する耐張碍子装置において、外被内部に複数の酸化亜鉛素子を直列に備えた棒状の避雷装置を接地側と課電側とに分割し、分割された避雷装置をそれぞれ異なる耐張碍子連にバランスさせて取付けたので、耐張碍子装置のねじれを抑制することができる。このため、ヨークが存在しない２連耐張碍子装置への取付けも可能である。また３連耐張碍子装置においても、避雷装置を耐張碍子装置の中心軸上に設置する必要がなくなり、特殊な避雷装置の取付金具およびバランスウエイト等を取付ける必要がない。

さらに、避雷装置を接地側と課電側とに分割したことにより、従来の耐張碍子連保護機能を損なうことなく、避雷装置１本当たりの質量を従来と比較して略半分とすることができる。これにより取付金具への荷重ストレスが軽減され、取付金具の損傷リスクを軽減させることができる。また、避雷装置の表面積も略半分となることから、積雪や突風等による影響を軽減させることができ、同様に取付金具の損傷リスク低下につながる。さらに、避雷装置１本当たりの質量が略半分となったことにより、運搬負荷が軽減され、従来輸送が困難であった山岳部等への避雷装置の輸送が可能となる。

本発明の実施形態を示す平面図である。 本発明の実施形態を示す正面図である。 同一の耐張碍子連に避雷装置を取付けた際の平面図である。 同一の耐張碍子連に避雷装置を取付けた際の正面図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。この実施形態は接地側のヨークを持たない２連耐張碍子装置への避雷装置の取付構造を示すものである。図１および図２に示すように、各耐張碍子連２の接地側の端部は固定金具３ａによって鉄塔のアームに接続されており、課電側の端部はヨーク３ｂの両端部にそれぞれ接続されている。ヨーク３ｂの両端部の先端には、図示しない固定金具を介して送電線が取付けられている。

各耐張碍子連２の接地側と課電側の端部には、従来と同様、アークホーン４ａと４ｂがそれぞれ設けられている。図示のように避雷装置６は接地側と課電側とに２分割され、異なる耐張碍子連２に取付けられている。接地側の避雷装置６ａは、図１における下側の耐張碍子連２に取付けられ、課電側の避雷装置６ｂは、図１における上側の耐張碍子連２に取付けられている。

接地側の避雷装置６ａは、避雷装置本体７ａと、アダプタ８と、アダプタ８の先端に調節自在に取付けられた放電電極９ａとからなり、図２に示すように、接地側の端部は一つの耐張碍子連２の接地側の固定金具３ａに接続された取付金具５ａの先端に取付けられ、その他端には放電電極９ａが設けられている。また課電側の避雷装置６ｂは、避雷装置本体７ｂと、放電電極９ｂとから構成され、課電側の端部は別の耐張碍子連２の課電側の取付金具５ｂの先端に取付けられ、その他端には放電電極９ｂが設けられている。

避雷装置本体７ａ、７ｂは何れも外被の内部に多数の酸化亜鉛素子を直列に配置したものである。前記したとおり、酸化亜鉛素子は非直線な電流―電圧特性を持っているため、電力系統の運転電圧下においては絶縁体して機能するが、系統に雷サージ等の高電圧が発生した場合は、導体として機能するものである。

放電電極９ａ、９ｂ間には気中ギャップ１０が形成されている。送電線に落雷した場合には、課電側の避雷装置６ｂ、気中ギャップ１０、接地側の避雷装置６ａの順に、碍子連と並列に雷サージ電流経路が形成され、耐張碍子連２を保護することができる。

本実施形態においては、図１に示すように避雷装置６ａ、６ｂを接地側と課電側とに分割し、異なる耐張碍子連２にバランスさせて配置することにより、ねじれの影響を軽減している。本実施形態においては、避雷装置６ａ、６ｂは同等の質量となるように等分されているが、厳密に２等分する必要はなく、取付金具や放電電極９ａ、９ｂの質量等を考慮して配分しても差し支えない。

本発明の効果を検証するため、φ２５０クレビス（直径２５０ｍｍのクレビス型懸垂碍子）×２０ヶ×２連耐張碍子装置において、図１、図２に示したように避雷装置６ａ、６ｂを接地側と課電側とに分割し、異なる耐張碍子連２にバランスさせて配置した場合（異耐張碍子連）と、図３、図４に示すように避雷装置６ａ、６ｂを接地側と課電側とに分割し、１つの耐張碍子連２にどちらも配置した場合（同耐張碍子連）とで、接地側、および課電側の装置傾き角度を傾斜角度計により計測した。図３、および図４は避雷装置６ａ、６ｂの配置が違う点を除き、その他装置の仕様、形状、および機能等は図１、および図２の耐張碍子装置１と同じものとした。電線張力は実際の取付条件を模擬し、それぞれ７００キログラム（６８６０Ｎ）、および１５００キログラム（１４７００Ｎ）の２パターンとし、また電線の振動条件は、縦方向に１００回の振動、および横方向に１００回の振動の２パターンをもって比較検討した。測定は振動の直後に行った。なお、縦方向および横方向の振動は人力によるものとする。前記パターンにおけるそれぞれの避雷装置６ａ、６ｂの傾き角度を表１に示した。

表１に示すように、縦方向に１００回および横方向に１００回振動を加えた際の数値を比較すると、避雷装置６ａ、６ｂを接地側と課電側とに分割し、異なる耐張碍子連２にバランスさせて配置することにより、同耐張碍子連２に避雷装置６ａ、６ｂを配置する場合と比較して、課電側の傾き角度が小さくなることが確認され、結果ねじれの影響を軽減することができることが示された。

このように本発明によれば、避雷装置を接地側と課電側とに分割し、異なる該耐張碍子連にバランスさせて取付けることにより、本実施形態のように既設の２連耐張碍子装置１にヨークが存在しない場合にも、耐張碍子連２に避雷装置６ａ、６ｂを取付けることが可能となる。また、３連耐張碍子装置においても、避雷装置６ａ、６ｂを耐張碍子装置の中心軸上に設置する必要がなくなり、特殊な避雷装置の取付金具およびバランスウエイト等をなくすことが可能となる。

また本発明によれば、接地側および課電側に設置した避雷装置６ａ、６ｂの質量を略同一とし、各質量は従来の避雷装置の略半分とすることができる。このように各避雷装置の質量を略半分として耐張碍子装置１の両端に設置することにより、取付金具５ａ、５ｂへの荷重ストレスが軽減される。これにより取付金具５ａ、５ｂの損傷リスクを軽減させることができる。また、避雷装置６ａ、６ｂの表面積も略半分となることから、積雪や突風等による影響を軽減させることができ、同様に取付金具５ａ、５ｂの損傷リスク低下につながる。さらに、避雷装置６ａ、６ｂ１本当たりの質量が略半分となったことにより、運搬負荷が軽減され、従来輸送が困難であった山岳部等への避雷装置の輸送が可能となる。

１ 耐張碍子装置
２ 耐張碍子連
３（３ａ、３ｂ）固定金具
４（４ａ、４ｂ）アークホーン
５（５ａ、５ｂ）取付金具
６（６ａ、６ｂ）避雷装置
７（７ａ、７ｂ）避雷装置本体
８ アダプタ
９（９ａ、９ｂ）放電電極
１０ 気中ギャップ

Claims (2)

1. 複数連の耐張碍子連への避雷装置取付構造であって、外被内部に複数の酸化亜鉛素子を直列に備えた棒状の避雷装置を接地側と課電側とに分割し、分割された避雷装置をそれぞれ異なる耐張碍子連にバランスさせて取付けた構造を有し、接地側の避雷装置の接地側の端部は一つの耐張碍子連の接地側に取付けられ、接地側の避雷装置の他端には放電電極が設けられ、課電側の避雷装置の課電側の端部は別の耐張碍子連の課電側に取付けられ、課電側の避雷装置の他端には放電電極が設けられ、この構成によって碍子連と並列に雷サージ電流経路を形成したことを特徴とする耐張碍子装置における避雷装置取付構造。
2. 前記避雷装置は、接地側と課電側とが略同一の質量となるように分割されたものであることを特徴とする請求項１記載の耐張碍子装置における避雷装置取付構造。