JP2008262762A

JP2008262762A - がいし装置

Info

Publication number: JP2008262762A
Application number: JP2007103417A
Authority: JP
Inventors: Shunji Yasui; 俊二安井; Yoshiaki Maeda; 良昭前田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-10-30

Abstract

【課題】がいし連の両端部に設けられるアークホーンのホーン間隔を増加させて耐雷性能を向上させる場合に、がいし個数の増加を避け、がいし個数の増加に伴う不都合を回避する。
【解決手段】懸垂がいし１を直列に複数連結すると共にがいし連の両端部に対をなすアークホーン１２，１３を設けて構成されるがいし装置において、対をなすアークホーン１２，１３のホーン間隔を、少なくとも一部の懸垂がいし１のピン金具６の長さを調整することで、又は、少なくとも一部の隣り合う懸垂がいしを連結金具を介して連結することで可変させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、懸垂がいしを直列に複数連結すると共にがいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けて構成されるがいし装置に関する。

電線を鉄塔などの支持物から絶縁して保持するために用いられる懸垂がいしは、所要の絶縁レベルに応じた個数だけ直列に連結して用いられるが、雷などに起因する高電圧によるがいし表面上の絶縁破壊や、それに続く交流アーク放電電流によるがいし表面の損傷を防ぐために、がいし連の両端部にアークホーンを設け、絶縁耐力をがいし表面よりも低くすることで、アークホーン間で先にフラッシオーバを起こさせ、がいしを保護するようにしている。

絶縁耐力は、常時電圧のみならず、線路開閉時に発生する開閉サージや１線地絡時の持続性異常電圧などの内部異常電圧（内雷）に対して充分なものにする必要がある。

このような観点からアークホーン間隔は、例えば、公称電圧１１０ｋｖの送電線路においては、内部異常電圧が３２４ｋｖにも達する場合があるので、最低でも７５０ｍｍのホーン間隔が必要となる。また、この内部異常電圧に耐え得るがいし個数は、２５０ｍｍ懸垂がいしを用いた場合には７個必要となる。

また、海水の飛散による塩分の付着などに起因してがいし表面が汚損すると、がいし装置の絶縁強度が低下するが、この場合の常規対地電圧（通常の運転状態で主回路の電路と大地との間に加わる電圧）に耐え得るがいし個数は、公称電圧１１０ｋｖの送電線路においては、９個必要となる。

これに対して、耐雷設計を行う場合には、絶縁設計および汚損設計で導出された絶縁を基に、できるだけ雷事故を低減するように設計され、従来の２回線で構成される送電線路においては、一方の回線の絶縁を高めることで、他方の回線を犠牲にして一方の回線の停電を回避するようにした不平衡絶縁方式を採用する場合も多く（例えば、非特許文献１参照）、このような不平衡絶縁方式を成立させるためには、高絶縁側と低絶縁側との間に１．２２Ｅの絶縁差を確保できるよう高絶縁側のホーン間隔を広げ、また、ホーン間隔とがいし連長との比で表される間隔能率が高絶縁側で要求される間隔能率となるようにがいし個数を決定する必要がある。

例えば、公称電圧１１０ｋｖの送電線路においては、目標とする間隔能率を低絶縁側で７５％程度、高絶縁側で８５％程度に設定するようにしており、図７に示すように、笠部２ａと頭部２ｂとを有するがいし本体２と、このがいし本体２の頭部２ｂに固着されたキャップ金具４と、がいし本体２の頭部２ｂの内側に固着されたピン金具６とを有する既存の２５０ｍｍ懸垂がいし１を用いる場合においては、低絶縁側のがいし装置２１を、図８（ａ）に示されるように、がいし個数を９個としてがいし連長（Ｚ_０）を１３３２ｍｍとし、また、がいし連の両側に連結された対をなすアークホーン（ライン側アークホーン１２、接地側アークホーン１３）のホーン間隔（Ｚ）を９８２ｍｍとし、間隔能率（Ｚ／Ｚ_０）を７３．７％としている。これに対して、高絶縁側のがいし装置２２は、図８（ｂ）に示されるように、がいし個数を１２個としてがいし連長（Ｚ_０）を１７７６ｍｍとし、低絶縁側との間で所要絶縁差（１．２２Ｅ）をとるためにホーン間隔（Ｚ）を１５１０ｍｍとし、間隔能率（Ｚ／Ｚ_０）を８５．０％としている。

このように、がいし個数を増やしてがいし連長を長くすることでホーン間隔を広げ、所要絶縁差を確保すると共に所望間隔能率を確保して高絶縁側での回線の停電を防ぐようにしている。
宅間薫，高橋一弘，柳父悟，「電力工学ハンドブック」、朝倉書店出版、２００５年１０月３０日初版第１刷、ｐ４３７

しかしながら、従来においては、がいし装置２２のホーン間隔を広げて耐雷性能を向上させるためにがいしの増結を伴っており、増結されたがいしのために耐雷対策の費用が増加すると共に、がいし連の重量や風圧荷重が増大し、鉄塔強度に影響を与える不都合がある。

本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、アークホーンのホーン間隔を増加させて耐雷性能を向上させる場合に、がいし個数の増加を避け、がいし個数の増加に伴う上述した不都合を回避することが可能ながいし装置を提供することを主たる課題としている。

本出願人は、がいし装置の耐雷性能を向上させるために、絶縁性能、耐汚損性能が満たされていれば、がいし個数を敢えて増やす必要はないとの知見を得るに至り、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明に係るがいし装置は、がいし本体と、このがいし本体の頭部に固着されているキャップ金具と、前記がいし本体の頭部の内側に固着されているピン金具とを有する懸垂がいしを直列に複数連結すると共に、がいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けるように構成された装置であって、前記対をなすアークホーンのホーン間隔を、少なくとも一部の前記ピン金具の長さを調整することで可変させるようにしたことを特徴としている（請求項１）。

したがって、少なくとも一部の懸垂がいしのピン金具の長さを長くすることで、がいし連長を大きくしてホーン間隔を広げることが可能となり、がいし個数を増やすことなく絶縁能力を高めることが可能となる。よって、がいし個数の増加に伴う前述した種々の不都合を解消することが可能となる。

ここで、ピン金具の長さは、対をなすアークホーンのホーン間隔とがいし連長との比で表される間隔能率が要求される間隔能率とほぼ等しくなるように設定されるとよい（請求項３）。

また、本発明に係るがいし装置は、がいし本体と、このがいし本体の頭部に固着されているキャップ金具と、前記がいし本体の頭部の内側に固着されているピン金具とを有する懸垂がいしを直列に複数連結すると共に、がいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けるように構成された装置であって、前記対をなすアークホーンのホーン間隔を、少なくとも一部の隣り合う懸垂がいしを連結金具を介して連結することで可変させるようにしてもよい（請求項２）。

したがって、このような構成においても、がいし間の少なくとも一部に連結金具を介在させることで、がいし連長を大きくしてホーン間隔を広げることが可能となり、がいし個数を増やすことなく絶縁能力を高めることが可能となる、よって、がいし個数の増加に伴う前述した種々の不都合を解消することが可能となる。

ここで、連結金具の長さも、対をなすアークホーンのホーン間隔とがいし連長との比で表される間隔能率が要求される間隔能率とほぼ等しくなるように設定されるとよい（請求項４）。

尚、懸垂がいしとしては、ボールソケット型を用いても、クレビス型を用いてもよい。また、連結金具としては、クレビスリンクを用いるとよい。さらに、がいしの沿面閃絡を防ぐために、がいし連の中間部に補助ホーンを設けるようにしてもよい（請求項５）。

以上述べたように、本発明によれば、懸垂がいしを直列に複数連結すると共にがいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けるように構成されたがいし装置において、対をなすアークホーンのホーン間隔を、少なくとも一部の懸垂がいしのピン金具の長さを調整することで、又は、少なくとも一部の隣り合う懸垂がいしを連結金具を介して連結することで可変させるようにしたので、がいし個数を増やすことなくがいし連長を大きくしてホーン間隔を広げ、絶縁能力を高めることが可能となる。
よって、がいし個数の増加に伴う耐雷対策の費用の増加を避けることができ、また、がいし連の重量や風圧荷重の増大により鉄塔強度に影響を与える不都合もなくなる。

以下、本発明の最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。ここで示される例は、不平衡絶縁方式の高絶縁側のがいし装置を改良して低絶縁側のがいし装置とがいし個数を等しくし、高絶縁側で要求される耐雷性能を得るようにした構成である。

高絶縁側のがいし装置に用いられる懸垂がいし１は、磁器製の絶縁体であるがいし本体２を有している。このがいし本体２は、半径方向外方に向かって延在するフランジ状の笠部２ａとこの笠部２ａの中央から一方向（図中、上方）に突出する筒状の頭部２ｂとを有して構成されている。

このがいし本体２の頭部２ｂには、キャップ金具４がセメント３等により接合されて固着され、また、がいし本体２の頭部２ｂの内側には、ピン金具６がセメント５等により接合されて固着されている。

キャップ金具４は、例えば、鋳鉄製のもので、がいし本体２の頭部２ｂ全体を覆うように固着されており、上部には、所定間隔を開けて対向する対をなすクレビス７が突設され、これらクレビス７に挿通孔８が形成されてコッタボルト９が挿通可能となっている。

ピン金具６は、例えば、鋼製のもので、がいし本体２の内側から頭部２ｂと反対側（図中、下方）に突出するように延設され、この突出した部分が他の懸垂がいしなどの対をなすクレビス間に挿入可能となるよう扁平に形成され、この扁平部分に挿通孔１０が形成されてコッタボルトが挿通可能となっている。

このピン金具６は従前の懸垂がいしに比べて長く形成されており、この例においては、懸垂がいし１の長さ（クレビス７に形成された挿通孔８の中心とピン金具６に形成された挿通孔１０の中心との距離）を従前の懸垂がいしの長さ（１４８ｍｍ）より５０ｍｍ長くして１９８ｍｍとなるようにピン金具６の長さが設定されている。即ち、ピン金具６とがいし本体２との固定が従前と同様である場合には、ピン金具６を５０ｍｍ長くすることで懸垂がいしの長さを５０ｍｍ長くしている。

そして、例えば公称電圧１１０ｋＶの送電線路に用いられる高絶縁側のがいし装置２２は、図２に示されるように、上述した懸垂がいし１を直列に９個連結し、このがいし連の両端部に従来と同様の対をなすアークホーン（ライン側アークホーン１２，接地側アークホーン１３）を連結して構成されており、がいし連長を１７８２ｍｍ（１９８ｍｍ×９個）としている。また、ホーン間隔は、低絶縁側の回線との間に１．２２Ｅ以上の絶縁差が確保される長さに設定されており、この例では、１５１６ｍｍに設定されている。

尚、低絶縁側のがいし装置２１は、図８（ａ）で示す従前と同様の構成であり、図７で示す従前の２５０ｍｍクレビス型懸垂がいし（１４８ｍｍ）を９個直列に連結してがいし連長（Ｚ_０）を１３３２ｍｍ、ホーン間隔（Ｚ）を９８２ｍｍとし、間隔能率（Ｚ／Ｚ_０）を７３．７％としている。

したがって、高絶縁側においては、ホーン間隔（Ｚ）とがいし連長（Ｚ_０）との比で表される間隔能率（Ｚ／Ｚ_０）は、１５１６／１７８２≒０．８５となり、高絶縁側で要求される間隔能率（８５％）とほぼ一致させることが可能となる。即ち、高絶縁側でのがいし個数を低絶縁側でのがいし個数と等しくした上で、懸垂がいし１のピン金具６の寸法を長くすることで高絶縁側で要求される間隔能率にほぼ等しくすることが可能となる。このため、高絶縁側のがいし装置２２においても、がいし個数を増やす必要がなくなり、がいしの増結に伴う費用の増加を抑えることができると共に、がいし連の重量や風圧荷重の増大を少なくし、鉄塔強度に与える影響を小さくすることが可能となる。

図３及び図４において、高絶縁側のがいし装置２２の他の構成例が示されている。このがいし装置２２は、笠部２ａと頭部２ｂとを有するがいし本体２と、このがいし本体２の頭部２ｂに固着されているキャップ金具４と、がいし本体２の頭部２ａの内側に固着されているピン金具６とを有する図７で示す従前の懸垂がいし１を、少なくとも一部の懸垂がいし間に連結金具である例えばクレビスリンク１５を介在させて直列に複数連結して構成されている。この例では、クレビスリンク１５を、一端部に挿通孔１６が形成された対をなすクレビス１７を設け、他端に挿通孔１８が同方向に形成された１つのクレビス１９を設けた平行クレビスリンクとして構成し、８箇所の隣り合う懸垂がいし間のうち７箇所に介在させ、クレビスリンク１５の対をなすクレビス１７間に懸垂がいし１のピン金具６を嵌め入れ、コッタボルト２０をそれぞれの挿通孔１６，１０に挿着させることで懸垂がいし１のピン金具６とクレビスリンク１５とを連結し、また、クレビスリンク１５の他端に形成されたクレビス１９を懸垂がいし１のキャップ金具４の対をなすクレビス７間に嵌め入れ、コッタボルト９をそれぞれの挿通孔８，１８に挿着させることで懸垂がいし１のキャップ金具４とクレビスリンク１５とを連結させるようにしている。

そして、高絶縁側のがいし装置２２は、９個の懸垂がいし１を直列に連結するにあたり、例えば中程の一箇所を直接連結し、他の７箇所をクレビスリンク１５を介して連結し、このがいし連の両端部に従来と同様のアークホーン（ライン側アークホーン１２，接地側アークホーン１３）を連結している。この例において、クレビスリンク１５の長さ（一端に形成された対をなすクレビス１７の挿通孔１６と他端に形成されたクレビス１９の挿通孔１８との距離）を６５ｍｍとし、がいし連長を１７８７ｍｍ（１４８ｍｍ×９個＋６５ｍｍ×７個）としている。また、ホーン間隔は、低絶縁側の回線との間に１．２２Ｅ以上の絶縁差が確保される長さに設定されており、この例では、１５２２ｍｍに設定されている。
尚、他の構成は、前記構成と同様であるので、同一箇所に同一符号を付して説明を省略する。

したがって、このような構成においても、高絶縁側においては、ホーン間隔（Ｚ）とがいし連長（Ｚ_０）との比で表される間隔能率（Ｚ／Ｚ_０）が１５２２／１７８７≒０．８５となり、高絶縁側で要求される間隔能率（８５％）とほぼ一致させることが可能となり、高絶縁側でのがいし個数を低絶縁側でのがいし個数と等しくした上で、従来の懸垂がいし間の少なくとも１箇所以上に連結金具１５を介在させることで高絶縁側において要求される間隔能率にほぼ等しくすることが可能となる。このため、高絶縁側のがいし装置２２においても、がいし個数を増やす必要がなくなり、がいしの増結に伴う費用の増加を抑えることができると共に、がいし連の重量や風圧荷重の増大を少なくし、鉄塔強度に与える影響を小さくすることが可能となる。また、上述した構成においては、既存の懸垂がいし１とクレビスリンク１５とを用いて対応することが可能となるので、新規ながいしの設計が不要となるメリットもある。

尚、以上のいずれの構成においても、図２や図４の破線で示すように、必要によりがいし連の中間部に補助ホーン２５を設け、がいしの沿面閃絡を防止するようにしてもよい。
補助ホーン２５の具体例としては、図５に示されるように、中間部の懸垂がいし１のキャップ金具４にボルト及びナットにより締結金具２６を締め付け、この締め付けられた締結金具２６に溶接等によりリングホーン２７を接合する構成とし、ライン側のアークホーン１２と接地側のアークホーン１３との間の絶縁ギャップを２分割にしてもよい。

また、第２の構成例においては、クレビスリンク１５をライン側から接地側のほぼ全域に亘って懸垂がいし間に介在させるようにしたが、一箇所の懸垂がいし間を寸法の長いクレビスリンクで連結してがいし連長を確保するようにしても、或いは、電圧分担の小さいアース側又は中間部（がいし連の各がいしに加わる分担電圧はライン側で最も大きく、接地側でやや大きく、途中で最小である）に長尺のクレビスリンクを集中的に配置させてがいし連長を確保するようにしてもよい。

例えば、図６に示されるように、がいし連の接地側で長尺の連結金具（長尺のクレビスリンク１５’）を用い、中間部及びライン側には連結金具を設けずにキャップ金具４のクレビス７を隣接する懸垂がいし１のピン金具６に直接連結し、高絶縁側でのがいし個数を低絶縁側で要求されるがいし個数と等しくすると共に、長尺の連結金具の長さを間隔能率が高絶縁側で要求される間隔能率（約８５％）とほぼ等しくなるように設定してもよい。
このような構成においては、上述した同様の作用効果が得られると共に、連結金具の数を減らすことが可能となるので、がいし装置の新設やがいしの交換時での作業効率が図れ、また、既存のがいし装置からの変更が容易となる。

同様に、第１の構成例においても、懸垂がいし１のピン金具６の長さに長短を設け、一箇所の懸垂がいし１のピン金具６を長くしてがいし連長を確保するようにしても、或いは、電圧分担の小さいアース側又は中間部の懸垂がいしのピン金具６のみを長尺にしてがいし連長を確保するようにしてもよい。

尚、上述の構成においては、懸垂がいし１として、クレビス型を用いた例を示したが、ボールソケット型を用いて、ピン金具を長くしたり、がいし間に連結金具を介在させることで同様の構成を得るようにしてもよい。
また、上述の構成においては、不平衡絶縁方式の高絶縁側に本発明の構成を適用した例を示したが、不平衡絶縁方式に限らず、絶縁性能、耐汚損性能が満たされているがいし装置の耐雷性能を向上させるために、がいし個数を増やすことなくホーン間隔を増大させる場合において有用である。

図１は、本発明に係るがいし装置に用いられる懸垂がいしの構成例を示す図であり、（ａ）は懸垂がいしの一部を切り欠いた断面図、（ｂ）は（ａ）を左方から見た側面図である。図２は、図１に示す懸垂がいしを用いた高絶縁側のがいし装置を示す図である。図３は、本発明に係るがいし装置に用いられる懸垂がいしと連結金具とを示す図であり、（ａ）は懸垂がいしに連結金具を連結させた状態を示す一部切り欠きの断面図、（ｂ）は連結金具を示す図、（ｃ）は（ａ）の連結した状態を左方からみた側面図である。図４は、図３に示す懸垂がいしと連結金具を用いた高絶縁側のがいし装置の一例を示す図である。図５は、がいし連の途中に補助ホーンを設けた構成例を示す図であり、（ａ）はがいし装置の全体を示す図、（ｂ）は補助ホーンを示す図である。図６は、長尺の連結金具を用いてがいし装置を構成した例を示す図であり、（ａ）は長尺の連結金具を示す図、（ｂ）はがいし装置の全体を示す図である。図７は、従来の懸垂がいしを示す図であり、（ａ）は懸垂がいしの一部を切り欠いた断面図、（ｂ）は（ａ）を左方から見た側面図である。図８は、従来の懸垂がいしを用いて不平衡絶縁方式を採用した場合の例を示すもので、（ａ）は低絶縁側のがいし装置を示す図であり、（ｂ）は高絶縁側のがいし装置を示す図である。

符号の説明

１懸垂がいし
２がいし本体
２ｂ頭部
４キャップ金具
６ピン金具
１２ライン側アークホーン
１３接地側アークホーン
１５，１５’ クレビスリンク
２５補助ホーン

Claims

がいし本体と、このがいし本体の頭部に固着されているキャップ金具と、前記がいし本体の頭部の内側に固着されているピン金具とを有する懸垂がいしを直列に複数連結すると共に、がいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けるように構成されたがいし装置において、
前記対をなすアークホーンのホーン間隔を、少なくとも一部の前記ピン金具の長さを調整することで可変させるようにしたことを特徴とするがいし装置。
がいし本体と、このがいし本体の頭部に固着されているキャップ金具と、前記がいし本体の頭部の内側に固着されているピン金具とを有する懸垂がいしを直列に複数連結すると共に、がいし連の両端部に対をなすアークホーンを設けるように構成されたがいし装置において、
前記対をなすアークホーンのホーン間隔を、少なくとも一部の隣り合う懸垂がいしを連結金具を介して連結することで可変させるようにしたことを特徴とするがいし装置。
前記ピン金具の長さは、前記対をなすアークホーンのホーン間隔とがいし連長との比で表される間隔能率が要求される間隔能率とほぼ等しくなるように設定されることを特徴とする請求項１記載のがいし装置。
前記連結金具の長さは、前記対をなすアークホーンのホーン間隔とがいし連長との比で表される間隔能率が要求される間隔能率とほぼ等しくなるように設定されることを特徴とする請求項２記載のがいし装置。
前記がいし連の中間部に補助ホーンを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のがいし装置。