送電線用懸垂型避雷碍子装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は送電線に雷サージ電流が侵入した場合、それを速やかに大地に放電するとともに、その後に生じる運転電圧に基づく続流電流を抑制遮断して地絡事故を未然に防止することができる送電線用懸垂型避雷碍子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の送電線用懸垂型避雷碍子装置として、本願出願人は特開平３ー６２４２３号公報に示すものを提案している。この避雷碍子装置は、鉄塔の支持アームに対し上部吊下金具を介して懸垂型避雷碍子を複数個直列に連結吊下するとともに、避雷碍子連の最下端部には避雷機能をもたない懸垂碍子を複数個直列に連結吊下し、最下端の懸垂碍子には下部吊下金具を介して送電線を支持している。又、前記最上端の懸垂碍子と下部吊下金具には接地側及び課電側の放電電極を支持し、両放電電極間に所定の気中放電ギャップを形成するようにしている。さらに、前記懸垂型避雷碍子の笠部には電圧−電流特性が非直線性を有する抵抗素子を収容するとともに、該抵抗素子を上下のキャップ電極により密封し、懸垂型避雷碍子のキャップ金具には、前記抵抗素子が劣化により避雷機能をもたなくなって雷サージ電流に続く運転電圧（常軌対地電圧）に基づく続流電流により導通破壊された場合に、そのアークを避雷碍子の外側方に導いて懸垂型避雷碍子の碍子本体表面の焼損を防止するためのアークガイドが取着されている。
【０００３】このように構成された懸垂型避雷碍子装置においては、前記気中放電ギャップが懸垂碍子連に対して機械的に固定されているため、碍子装置あるいは送電線の動きに対応できるためギャップ長の変化が小さく、安定した放電特性を有しており、又、従来の標準碍子装置と同様に電線荷重支持機能も兼用するという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記避雷碍子装置においては、その全体の碍子連結長を標準の懸垂碍子のみを使用した懸垂碍子連全体の連結長と同じ連結長であっても、抵抗素子が劣化したり、想定を越える雷撃により該抵抗素子が導通状態となった異常時に、雷サージ電流に続く続流電流を確実に抑制遮断することができると考えられていた。
【０００５】ところが、上記従来の避雷碍子装置では、避雷機能をもたない懸垂碍子として標準の懸垂碍子を使用していたので、標準懸垂碍子の碍子本体の表面が塩分を含んだ汚損物等により汚損湿潤された場合、避雷碍子連の抵抗素子が劣化等により抵抗値が低下していると、送電線路の運転電圧又は一線地絡時の健全相上昇電圧により碍子表面がフラッシオーバーする確率が高く、つまり懸垂碍子連の汚損耐電圧特性が不十分となり、このため懸垂碍子の連結個数を増加する必要があることが判明した。このため避雷碍子装置全体の碍子連結長が長くなり、既設の送電線支持碍子装置への適用が困難になるという新たな問題が生じた。
【０００６】ここで、前述した直列ギャップを有する懸垂型避雷碍子装置に要求される電気的特性を、三つのケース■〜■について検討すると、次のようになる。
（ケース■）
懸垂型避雷碍子装置の碍子表面が汚損された場合碍子本体の汚損表面の等価塩分付着密度の要求値、つまり要求汚損度で、送電線あるいは変電所における通常の運転電圧でフラッシオーバーしないように絶縁できることが要求される。
【０００７】従来技術では碍子本体の要求汚損度が多くなると、避雷碍子と標準懸垂碍子ともに沿面絶縁漏洩距離を長くとる必要があり、避雷碍子に至っては、抵抗素子を磁器笠部に収納しているため、結果的に笠径の大きくかつ重量的にも重い避雷碍子となり、輸送及び施工時の取扱いが困難となる。
【０００８】（ケース■）
抵抗素子の正常状態で雷サージ電流が侵入した場合雷撃時に雷サージ電流により気中放電ギャップが動作し、避雷碍子に雷サージ電流に基づく制限電圧と運転電圧が避雷碍子装置に印加された場合には、前記制限電圧と運転電圧により避雷碍子又は避雷碍子装置全体がフラッシオーバせず絶縁できることが要求される。
【０００９】さらには運転電圧又は一線地絡時の健全相上昇電圧に対して、直列ギャップのアークが消弧に要する時間内に避雷碍子又は避雷碍子装置全体がフラッシオーバせず絶縁できることも要求される。
【００１０】なお、ケース■の条件に対しては、避雷碍子連に運転電圧等のほぼ全電圧が加わることになるが、抵抗素子の続流遮断能力により、極めて短い（１サイクル以下）時間に気中放電ギャップの絶縁が回復されるため、避雷碍子には短時間の絶縁性しか要求されず、上記のケース■で説明したような絶縁強化対策は不要となる。
【００１１】（ケース■）
抵抗素子が劣化状態で雷サージ電流が侵入した場合長期使用により抵抗素子が劣化したり、抵抗素子の設計耐量を越える雷撃により損傷劣化したりした状態で、避雷碍子装置に交流地絡又は短絡電流が流れて遮断器がトリップされ、これを遮断器により再投入する場合には、その時に発生する開閉サージ電圧を避雷機能をもたない標準懸垂碍子連で絶縁できることが要求される。又、要求汚損度で運転電圧等に対して標準懸垂碍子連で絶縁できることも要求される。
【００１２】すなわち、避雷碍子連は絶縁不良体となっているため、従来の標準懸垂碍子連で開閉サージ電圧、運転電圧等を絶縁する必要がある。このため、標準懸垂碍子連の連結個数を増加し、結果的に碍子連結長の長いギャップ式避雷碍子装置を構成することとになり、既設鉄塔等（あるいは変電所構内）に適用する場合には、長さの点で制約を受け、適用困難な場合が生じる。
【００１３】この発明の目的は上記従来のケース■〜■ にそれぞれ要求される電気的特性を簡単な構成により満足でき、かつ懸垂型避雷碍子を大型化することなく、避雷機能をもたない懸垂碍子連の連結長を抑制して既設の送電線支持碍子装置へ容易に適用することができる送電線用避雷碍子装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達成するため、懸垂型避雷碍子を直列に連結するとともに、前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いにリード線を介して又は介せず電気的に接続し、前記避雷碍子連の端部に避雷機能をもたない複数の懸垂碍子を直列に連結し、この懸垂碍子連の両端部には課電側放電電極と接地側放電電極を取着して、両放電電極間に気中放電ギャップを設けた送電線用懸垂型避雷碍子装置において、前記避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用するという手段をとっている。
【００１５】
【作用】この発明は、避雷機能をもたない複数の懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したので、懸垂碍子連の連結長を殆ど増加させることなく、碍子連の表面が汚損された場合にもその沿面絶縁漏洩距離を確保することができる。このため懸垂碍子連の汚損状態において、避雷碍子連の抵抗素子が劣化等により抵抗値が低下している場合に、運転電圧あるいは一線地絡時の健全相の上昇電圧が印加されても懸垂碍子連の沿面閃絡が防止される。又、設計値以上の雷撃により避雷機能が劣化し、運転電圧による続流電流により地絡事故となり、遮断器がトリップした後の電路の再投入時の開閉サージ電圧による懸垂碍子連の沿面閃絡が防止される。
【００１６】さらに、この発明は懸垂碍子連の連結長が長くならないので、既設の送電線支持碍子装置に対して鉄塔構造を変更することなく避雷碍子装置を容易に適用することができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すように、鉄塔の支持アーム１には吊下金具２が連結され、該吊下金具２には上部ホーン取付金具３及びクレビスリンク４が直列に連結され、さらに上部ホーン取付金具３には懸垂型避雷碍子５が複数個直列に連結吊下されている。
【００１８】最下端の懸垂型避雷碍子５には避雷機能をもたない耐塩型懸垂碍子６が複数個直列に連結吊下され、最下端の懸垂碍子６にはソケットクレビス７を介して下部ホーン取付金具８が連結され、この取付金具８には連結リンク９を介して送電線Ｌを支持する電線クランプ１０が支持されている。
【００１９】前記上部ホーン取付金具３と下部ホーン取付金具８には避雷碍子連及び耐塩型懸垂碍子連の沿面閃絡を防止するための上部アークホーン１１と、課電側の放電電極を兼用する下部アークホーン１２が装着されている。
【００２０】前記避雷機能をもたない前記耐塩型懸垂碍子６は図２に示すように高いひだ部１３ａを有する碍子本体１３と、該碍子本体１３の中央部に形成した頭部に嵌合固定したキャップ金具１４と、前記頭部内側に嵌入固定したピン金具１５とにより構成されている。
【００２１】次に、図３により懸垂型避雷碍子５の構造について説明する。碍子本体２１の頭部にはキャップ金具２２がセメントにより嵌合固定され、前記頭部の内側にはピン金具２３がセメントにより嵌合固定されている。前記碍子本体２１の笠部に一体形成した複数の取付筒部２１ａの内部には、例えば酸化亜鉛を主材とする電圧−電流特性が非直線性の材料よりなる抵抗素子２４が収納され、図示しない電極板あるいは付勢バネを介して上部キャップ電極２５及び下部キャップ電極２６により被嵌固定されている。
【００２２】前記キャップ金具２２の外周には万一懸垂型避雷碍子５の抵抗素子２４が劣化等により続流電流を遮断できなくなって導通状態になった場合、アークを外側方へ導いて、前記碍子本体２１の破壊を防止するためのアークガイド２７が水平に固定されている。前記上部キャップ電極２５とキャップ金具２２はリード線２８により電気的に接続され、下部のキャップ電極２６とピン金具２３はリード線２９により電気的に接続されている。
【００２３】図１に示すように最上部に位置する耐塩型懸垂碍子６のキャップ金具１４には、アークガイド２７がボルト等により固定され、取付状態において前記最下側の避雷碍子５の下部キャップ電極２６と所定の間隙をもって対向するようにしている。又、前記アークガイド２７には接地側の放電電極としての中間アークホーン３０が片持ち支持され、前記下部アークホーン１２と所定の気中放電ギャップＧをもって対向されている。
【００２４】前記のように構成した避雷碍子装置において、送電線Ｌに雷サージ電流が侵入すると、この電流は連結リンク９、下部ホーン取付金具８及び下部アークホーン１２から気中放電ギャップＧをフラッシオーバして、中間アークホーン３０に流れる。そして、該ホーンから最上部に位置する懸垂碍子６のキャップ金具１４、最下端に位置する懸垂型避雷碍子５のピン金具２３、リード線２９を経て下部キャップ電極２６、抵抗素子２４、上部キャップ電極２５、リード線２８、キャップ金具２２を経て直上に位置する避雷碍子５の抵抗素子２４に流れ、これを順次経た後、上部ホーン取付金具３、クレビスリンク４、吊下金具２を通って鉄塔の支持アーム１に流れ大地に放電される。
【００２５】一方、前記雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電流は、下部アークホーン１２と中間アークホーン３０との気中放電ギャップＧと、各抵抗素子２４の抵抗値の復元とにより抑制遮断され、地絡事故が防止される。
【００２６】又、避雷碍子５の笠部に収容した抵抗素子２４が長期使用により劣化した状態で雷サージ電流が侵入して、それに続く続流電流を抑制遮断することができない場合には、抵抗素子２４は導通破壊されて、そのキャップ電極２５，２６が取付筒部２１ａから高温高圧のガスにより離脱されて、アークが噴出するが、このアークはアークガイド２７により各避雷碍子５のそれぞれの外側方に導かれた後、最終的に上部アークホーン１１と中間アークホーン３０との間においてフラッシオーバすることとなり、避雷碍子連の沿面閃絡が防止される。
【００２７】次に、この発明の要部である耐塩型懸垂碍子６の汚損耐電圧特性について、説明する。この実施例では、従来の技術の項で述べた三つのケース■〜■の要求動作条件に対して、避雷碍子５と耐塩型懸垂碍子６に要求される機能が互いに異なることに着眼した。すなわち、ケース■と■においては避雷碍子５と耐塩型懸垂碍子６でそれぞれ担う機能が分担されている。ケース■において避雷碍子５の大型化と重量化を防止するため、運転電圧に対する絶縁機能を耐塩型懸垂碍子６により多く負担できるようにしている。
【００２８】又、ケース■において碍子連結個数の増結延長を殆どすることなく、耐塩型懸垂碍子６で要求絶縁機能を満足させることにしている。さらに詳述すると、この実施例では、避雷碍子５は標準懸垂碍子と同等の汚損耐電圧性能を有する磁器設計とし、避雷機能をもたない前記耐塩型懸垂碍子６として、碍子本体１３の沿面漏洩距離が標準の懸垂碍子の沿面漏洩距離と比較して、ほぼ１．３倍のものを使用し、懸垂碍子６連全体の沿面絶縁漏洩距離を長くしている。そして、耐塩型懸垂碍子６の使用個数を、開閉サージ電圧に対して必要となる気中絶縁ギャップＧを確保することができる最小連結個数としている。このように設定した理由を以下に説明する。
【００２９】例えば、６６ｋＶの送電線路において、標準懸垂碍子のみを使用した場合における前述したケース■及び■に対応可能な標準懸垂碍子の必要連結個数を汚損量ごとに求めたものを表１に示す。
【００３０】なお、表１中（イ）〜（ヘ）は、汚損区分つまり塩分付着密度（ｍｇ／ｃｍ2）が順に０．０１、０．０３、０．０６、０．１２、０．２５、０．５０の場合を示す。又、運転電圧Ｅとしては、公称電圧が６６ｋＶであるから、次式のようになる。
【００３１】
【数１】
Ｅ＝６６×（１／√3 ）×（ 1.2／ 1.1）＝４１．６ｋＶさらに、送電線路に一線地絡事故が生じた場合に他の健全相に生ずる異常電圧ＵLGは、一線地絡時健全相電圧上昇係数Ｋと、前記運転電圧Ｅにより次式で表される。但し、公称電圧≦１５４ｋＶではＫ＝√3 とする。
【００３２】
【数２】ＵLG＝Ｅ×Ｋ＝４１．６×√3 ＝７２ｋＶ
【００３３】
【表１】
【００３４】一方、この発明の避雷碍子装置において、ケース■〜■に対応できる懸垂碍子の必要個数を実験により求めたところ、表２のようになった。ここで、使用した耐塩型懸垂碍子６は直径が２５０ｍｍである。
【００３５】
【表２】
【００３６】上記表１及び表２から明らかなように、従来の避雷機能を全くもたない懸垂碍子連の連結個数は、汚損区分（イ）〜（ヘ）において、「５，６，７，８，９，１０」個に対し、この実施例では同じ汚損区分（イ）〜（ヘ）において、「６，７，８，９，１０，１１」個となり、１個のみを増加すればケース■〜■の全てに対応することができることが分かる。
【００３７】図５は標準の懸垂碍子及び耐塩型懸垂碍子の汚損状態の変化と、汚損耐電圧特性を示す。直径が例えば２５０ｍｍの標準懸垂碍子及び耐塩型懸垂碍子の場合、同じ汚損状態で耐電圧特性を比較すると、耐塩型懸垂碍子の方が標準懸垂碍子よりも約１．３倍の耐電圧特性を有することが分かる。
【００３８】以上の分析結果から明らかなように、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子６を使用した場合には、既設の懸垂碍子装置の必要な碍子の連結個数に近づけることができ、従って、既設の送電線路に容易に適用することができる。
【００３９】なお、前記実施例では６６ｋＶの送電線路について述べたが、１５４ｋＶ、２７５ｋＶ、５００ｋＶの各送電線路においても、同様の結果が得られた。又、この発明は前記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。
【００４０】（１）前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いに接続するリード線２８，２９を省略し、異なる避雷碍子５のキャップ電極２５，２６間に気中放電ギャップ（図示略）を設けること。
【００４１】（２）前記実施例では懸垂鉄塔に具体化したが、耐張鉄塔に具体化すること。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したので、前述したケース■〜■に要求され る電気的特性を全て満足し、かつ懸垂碍子の連結個数を一つ増加するのみで良く、碍子連長及び重量を抑制して既設の送電線支持碍子装置へ容易に適用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の避雷碍子装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】耐塩型懸垂碍子のみを示す一部破断正面図である。
【図３】避雷碍子を示す半縦断面図である。
【図４】避雷碍子装置の略体正面図である。
【図５】懸垂碍子の塩分付着密度と汚損耐電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
５ 懸垂型避雷碍子、６ 耐塩型懸垂碍子、１１ 上部アークホーン、１２課電側放電電極を兼用する下部アークホーン、２１ 碍子本体、２１ａ 取付筒部、２２ キャップ金具、２３ ピン金具、２４ 抵抗素子、２８，２９ リード線、３０ 接地側放電電極を兼用する中間アークホーン、Ｇ 気中放電ギャップ、Ｌ 送電線。
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は送電線に雷サージ電流が侵入した場合、それを速やかに大地に放電するとともに、その後に生じる運転電圧に基づく続流電流を抑制遮断して地絡事故を未然に防止することができる送電線用懸垂型避雷碍子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の送電線用懸垂型避雷碍子装置として、本願出願人は特開平３ー６２４２３号公報に示すものを提案している。この避雷碍子装置は、鉄塔の支持アームに対し上部吊下金具を介して懸垂型避雷碍子を複数個直列に連結吊下するとともに、避雷碍子連の最下端部には避雷機能をもたない懸垂碍子を複数個直列に連結吊下し、最下端の懸垂碍子には下部吊下金具を介して送電線を支持している。又、前記最上端の懸垂碍子と下部吊下金具には接地側及び課電側の放電電極を支持し、両放電電極間に所定の気中放電ギャップを形成するようにしている。さらに、前記懸垂型避雷碍子の笠部には電圧−電流特性が非直線性を有する抵抗素子を収容するとともに、該抵抗素子を上下のキャップ電極により密封し、懸垂型避雷碍子のキャップ金具には、前記抵抗素子が劣化により避雷機能をもたなくなって雷サージ電流に続く運転電圧（常軌対地電圧）に基づく続流電流により導通破壊された場合に、そのアークを避雷碍子の外側方に導いて懸垂型避雷碍子の碍子本体表面の焼損を防止するためのアークガイドが取着されている。
【０００３】このように構成された懸垂型避雷碍子装置においては、前記気中放電ギャップが懸垂碍子連に対して機械的に固定されているため、碍子装置あるいは送電線の動きに対応できるためギャップ長の変化が小さく、安定した放電特性を有しており、又、従来の標準碍子装置と同様に電線荷重支持機能も兼用するという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記避雷碍子装置においては、その全体の碍子連結長を標準の懸垂碍子のみを使用した懸垂碍子連全体の連結長と同じ連結長であっても、抵抗素子が劣化したり、想定を越える雷撃により該抵抗素子が導通状態となった異常時に、雷サージ電流に続く続流電流を確実に抑制遮断することができると考えられていた。
【０００５】ところが、上記従来の避雷碍子装置では、避雷機能をもたない懸垂碍子として標準の懸垂碍子を使用していたので、標準懸垂碍子の碍子本体の表面が塩分を含んだ汚損物等により汚損湿潤された場合、避雷碍子連の抵抗素子が劣化等により抵抗値が低下していると、送電線路の運転電圧又は一線地絡時の健全相上昇電圧により碍子表面がフラッシオーバーする確率が高く、つまり懸垂碍子連の汚損耐電圧特性が不十分となり、このため懸垂碍子の連結個数を増加する必要があることが判明した。このため避雷碍子装置全体の碍子連結長が長くなり、既設の送電線支持碍子装置への適用が困難になるという新たな問題が生じた。
【０００６】ここで、前述した直列ギャップを有する懸垂型避雷碍子装置に要求される電気的特性を、三つのケース
（ケース
懸垂型避雷碍子装置の碍子表面が汚損された場合碍子本体の汚損表面の等価塩分付着密度の要求値、つまり要求汚損度で、送電線あるいは変電所における通常の運転電圧でフラッシオーバーしないように絶縁できることが要求される。
【０００７】従来技術では碍子本体の要求汚損度が多くなると、避雷碍子と標準懸垂碍子ともに沿面絶縁漏洩距離を長くとる必要があり、避雷碍子に至っては、抵抗素子を磁器笠部に収納しているため、結果的に笠径の大きくかつ重量的にも重い避雷碍子となり、輸送及び施工時の取扱いが困難となる。
【０００８】（ケース
抵抗素子の正常状態で雷サージ電流が侵入した場合雷撃時に雷サージ電流により気中放電ギャップが動作し、避雷碍子に雷サージ電流に基づく制限電圧と運転電圧が避雷碍子装置に印加された場合には、前記制限電圧と運転電圧により避雷碍子又は避雷碍子装置全体がフラッシオーバせず絶縁できることが要求される。
【０００９】さらには運転電圧又は一線地絡時の健全相上昇電圧に対して、直列ギャップのアークが消弧に要する時間内に避雷碍子又は避雷碍子装置全体がフラッシオーバせず絶縁できることも要求される。
【００１０】なお、ケース
【００１１】（ケース
抵抗素子が劣化状態で雷サージ電流が侵入した場合長期使用により抵抗素子が劣化したり、抵抗素子の設計耐量を越える雷撃により損傷劣化したりした状態で、避雷碍子装置に交流地絡又は短絡電流が流れて遮断器がトリップされ、これを遮断器により再投入する場合には、その時に発生する開閉サージ電圧を避雷機能をもたない標準懸垂碍子連で絶縁できることが要求される。又、要求汚損度で運転電圧等に対して標準懸垂碍子連で絶縁できることも要求される。
【００１２】すなわち、避雷碍子連は絶縁不良体となっているため、従来の標準懸垂碍子連で開閉サージ電圧、運転電圧等を絶縁する必要がある。このため、標準懸垂碍子連の連結個数を増加し、結果的に碍子連結長の長いギャップ式避雷碍子装置を構成することとになり、既設鉄塔等（あるいは変電所構内）に適用する場合には、長さの点で制約を受け、適用困難な場合が生じる。
【００１３】この発明の目的は上記従来のケース
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達成するため、懸垂型避雷碍子を直列に連結するとともに、前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いにリード線を介して又は介せず電気的に接続し、前記避雷碍子連の端部に避雷機能をもたない複数の懸垂碍子を直列に連結し、この懸垂碍子連の両端部には課電側放電電極と接地側放電電極を取着して、両放電電極間に気中放電ギャップを設けた送電線用懸垂型避雷碍子装置において、前記避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用するという手段をとっている。
【００１５】
【作用】この発明は、避雷機能をもたない複数の懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したので、懸垂碍子連の連結長を殆ど増加させることなく、碍子連の表面が汚損された場合にもその沿面絶縁漏洩距離を確保することができる。このため懸垂碍子連の汚損状態において、避雷碍子連の抵抗素子が劣化等により抵抗値が低下している場合に、運転電圧あるいは一線地絡時の健全相の上昇電圧が印加されても懸垂碍子連の沿面閃絡が防止される。又、設計値以上の雷撃により避雷機能が劣化し、運転電圧による続流電流により地絡事故となり、遮断器がトリップした後の電路の再投入時の開閉サージ電圧による懸垂碍子連の沿面閃絡が防止される。
【００１６】さらに、この発明は懸垂碍子連の連結長が長くならないので、既設の送電線支持碍子装置に対して鉄塔構造を変更することなく避雷碍子装置を容易に適用することができる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すように、鉄塔の支持アーム１には吊下金具２が連結され、該吊下金具２には上部ホーン取付金具３及びクレビスリンク４が直列に連結され、さらに上部ホーン取付金具３には懸垂型避雷碍子５が複数個直列に連結吊下されている。
【００１８】最下端の懸垂型避雷碍子５には避雷機能をもたない耐塩型懸垂碍子６が複数個直列に連結吊下され、最下端の懸垂碍子６にはソケットクレビス７を介して下部ホーン取付金具８が連結され、この取付金具８には連結リンク９を介して送電線Ｌを支持する電線クランプ１０が支持されている。
【００１９】前記上部ホーン取付金具３と下部ホーン取付金具８には避雷碍子連及び耐塩型懸垂碍子連の沿面閃絡を防止するための上部アークホーン１１と、課電側の放電電極を兼用する下部アークホーン１２が装着されている。
【００２０】前記避雷機能をもたない前記耐塩型懸垂碍子６は図２に示すように高いひだ部１３ａを有する碍子本体１３と、該碍子本体１３の中央部に形成した頭部に嵌合固定したキャップ金具１４と、前記頭部内側に嵌入固定したピン金具１５とにより構成されている。
【００２１】次に、図３により懸垂型避雷碍子５の構造について説明する。碍子本体２１の頭部にはキャップ金具２２がセメントにより嵌合固定され、前記頭部の内側にはピン金具２３がセメントにより嵌合固定されている。前記碍子本体２１の笠部に一体形成した複数の取付筒部２１ａの内部には、例えば酸化亜鉛を主材とする電圧−電流特性が非直線性の材料よりなる抵抗素子２４が収納され、図示しない電極板あるいは付勢バネを介して上部キャップ電極２５及び下部キャップ電極２６により被嵌固定されている。
【００２２】前記キャップ金具２２の外周には万一懸垂型避雷碍子５の抵抗素子２４が劣化等により続流電流を遮断できなくなって導通状態になった場合、アークを外側方へ導いて、前記碍子本体２１の破壊を防止するためのアークガイド２７が水平に固定されている。前記上部キャップ電極２５とキャップ金具２２はリード線２８により電気的に接続され、下部のキャップ電極２６とピン金具２３はリード線２９により電気的に接続されている。
【００２３】図１に示すように最上部に位置する耐塩型懸垂碍子６のキャップ金具１４には、アークガイド２７がボルト等により固定され、取付状態において前記最下側の避雷碍子５の下部キャップ電極２６と所定の間隙をもって対向するようにしている。又、前記アークガイド２７には接地側の放電電極としての中間アークホーン３０が片持ち支持され、前記下部アークホーン１２と所定の気中放電ギャップＧをもって対向されている。
【００２４】前記のように構成した避雷碍子装置において、送電線Ｌに雷サージ電流が侵入すると、この電流は連結リンク９、下部ホーン取付金具８及び下部アークホーン１２から気中放電ギャップＧをフラッシオーバして、中間アークホーン３０に流れる。そして、該ホーンから最上部に位置する懸垂碍子６のキャップ金具１４、最下端に位置する懸垂型避雷碍子５のピン金具２３、リード線２９を経て下部キャップ電極２６、抵抗素子２４、上部キャップ電極２５、リード線２８、キャップ金具２２を経て直上に位置する避雷碍子５の抵抗素子２４に流れ、これを順次経た後、上部ホーン取付金具３、クレビスリンク４、吊下金具２を通って鉄塔の支持アーム１に流れ大地に放電される。
【００２５】一方、前記雷サージ電流に続く運転電圧に基づく続流電流は、下部アークホーン１２と中間アークホーン３０との気中放電ギャップＧと、各抵抗素子２４の抵抗値の復元とにより抑制遮断され、地絡事故が防止される。
【００２６】又、避雷碍子５の笠部に収容した抵抗素子２４が長期使用により劣化した状態で雷サージ電流が侵入して、それに続く続流電流を抑制遮断することができない場合には、抵抗素子２４は導通破壊されて、そのキャップ電極２５，２６が取付筒部２１ａから高温高圧のガスにより離脱されて、アークが噴出するが、このアークはアークガイド２７により各避雷碍子５のそれぞれの外側方に導かれた後、最終的に上部アークホーン１１と中間アークホーン３０との間においてフラッシオーバすることとなり、避雷碍子連の沿面閃絡が防止される。
【００２７】次に、この発明の要部である耐塩型懸垂碍子６の汚損耐電圧特性について、説明する。この実施例では、従来の技術の項で述べた三つのケース
【００２８】又、ケース
【００２９】例えば、６６ｋＶの送電線路において、標準懸垂碍子のみを使用した場合における前述したケース
【００３０】なお、表１中（イ）〜（ヘ）は、汚損区分つまり塩分付着密度（ｍｇ／ｃｍ2）が順に０．０１、０．０３、０．０６、０．１２、０．２５、０．５０の場合を示す。又、運転電圧Ｅとしては、公称電圧が６６ｋＶであるから、次式のようになる。
【００３１】
【数１】
Ｅ＝６６×（１／√3 ）×（ 1.2／ 1.1）＝４１．６ｋＶさらに、送電線路に一線地絡事故が生じた場合に他の健全相に生ずる異常電圧ＵLGは、一線地絡時健全相電圧上昇係数Ｋと、前記運転電圧Ｅにより次式で表される。但し、公称電圧≦１５４ｋＶではＫ＝√3 とする。
【００３２】
【数２】ＵLG＝Ｅ×Ｋ＝４１．６×√3 ＝７２ｋＶ
【００３３】
【表１】
【００３４】一方、この発明の避雷碍子装置において、ケース
【００３５】
【表２】
【００３６】上記表１及び表２から明らかなように、従来の避雷機能を全くもたない懸垂碍子連の連結個数は、汚損区分（イ）〜（ヘ）において、「５，６，７，８，９，１０」個に対し、この実施例では同じ汚損区分（イ）〜（ヘ）において、「６，７，８，９，１０，１１」個となり、１個のみを増加すればケース
【００３７】図５は標準の懸垂碍子及び耐塩型懸垂碍子の汚損状態の変化と、汚損耐電圧特性を示す。直径が例えば２５０ｍｍの標準懸垂碍子及び耐塩型懸垂碍子の場合、同じ汚損状態で耐電圧特性を比較すると、耐塩型懸垂碍子の方が標準懸垂碍子よりも約１．３倍の耐電圧特性を有することが分かる。
【００３８】以上の分析結果から明らかなように、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子６を使用した場合には、既設の懸垂碍子装置の必要な碍子の連結個数に近づけることができ、従って、既設の送電線路に容易に適用することができる。
【００３９】なお、前記実施例では６６ｋＶの送電線路について述べたが、１５４ｋＶ、２７５ｋＶ、５００ｋＶの各送電線路においても、同様の結果が得られた。又、この発明は前記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。
【００４０】（１）前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いに接続するリード線２８，２９を省略し、異なる避雷碍子５のキャップ電極２５，２６間に気中放電ギャップ（図示略）を設けること。
【００４１】（２）前記実施例では懸垂鉄塔に具体化したが、耐張鉄塔に具体化すること。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したので、前述したケース
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の避雷碍子装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】耐塩型懸垂碍子のみを示す一部破断正面図である。
【図３】避雷碍子を示す半縦断面図である。
【図４】避雷碍子装置の略体正面図である。
【図５】懸垂碍子の塩分付着密度と汚損耐電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
５ 懸垂型避雷碍子、６ 耐塩型懸垂碍子、１１ 上部アークホーン、１２課電側放電電極を兼用する下部アークホーン、２１ 碍子本体、２１ａ 取付筒部、２２ キャップ金具、２３ ピン金具、２４ 抵抗素子、２８，２９ リード線、３０ 接地側放電電極を兼用する中間アークホーン、Ｇ 気中放電ギャップ、Ｌ 送電線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 懸垂型避雷碍子を直列に連結するとともに、前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いにリード線を介して又は介せず電気的に接続し、前記避雷碍子連の端部に避雷機能をもたない複数の懸垂碍子を直列に連結し、この懸垂碍子連の両端部には課電側放電電極と接地側放電電極を取着して、両放電電極間に気中放電ギャップを設けた送電線用懸垂型避雷碍子装置において、前記避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したことを特徴とする送電線用懸垂型避雷碍子装置。
【請求項１】 懸垂型避雷碍子を直列に連結するとともに、前記各懸垂型避雷碍子の抵抗素子を互いにリード線を介して又は介せず電気的に接続し、前記避雷碍子連の端部に避雷機能をもたない複数の懸垂碍子を直列に連結し、この懸垂碍子連の両端部には課電側放電電極と接地側放電電極を取着して、両放電電極間に気中放電ギャップを設けた送電線用懸垂型避雷碍子装置において、前記避雷機能をもたない複数の懸垂碍子の連結長を殆ど増加せず、かつ、該懸垂碍子に代えて、汚損耐電圧特性が標準の懸垂碍子と比較してほぼ１．３倍の特性を有する耐塩型懸垂碍子を使用したことを特徴とする送電線用懸垂型避雷碍子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【特許番号】第２５４７２９５号
【登録日】平成８年（１９９６）８月８日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月２３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−４８８７７
【出願日】平成４年（１９９２）３月５日
【公開番号】特開平５−３１４８４２
【公開日】平成５年（１９９３）１１月２６日
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【参考文献】
【文献】特開平３−６２４２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公平２−４１７７８（ＪＰ，Ｙ２）
【登録日】平成８年（１９９６）８月８日
【発行日】平成８年（１９９６）１０月２３日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）３月５日
【公開番号】特開平５−３１４８４２
【公開日】平成５年（１９９３）１１月２６日
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【参考文献】
【文献】特開平３−６２４２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実公平２−４１７７８（ＪＰ，Ｙ２）
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