(57)【要約】【課題】送電線路への雷撃による線間電圧の低下を起こり難くする。【解決手段】送電線３が碍子４を介して鉄塔１に支持されている送電線路において、雷撃電流検出部２０で雷撃電流を検出したとき、レーザ光出力部３１からレーザ光を出力する。レーザ光伝送部３２は、レーザ光出力部３１から出力されるレーザ光を、１つの相の送電線３に設けられている碍子保護のための一方の放電電極側から他方の放電電極に照射する。放電電極間でプラズマチャネルを形成して放電誘導を生じさせる。放電誘導によって他の相よりも逆閃絡が生じ易くなるため、複数の相での逆閃絡を生じ難くできる。【選択図】        図１
2006351433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送電線が碍子を介して鉄塔に支持されている送電線路において、
雷撃電流を検出する雷撃電流検出手段と、
一方の放電電極が前記送電線側と接続されて他方の放電電極が前記鉄塔側と接続されて前記碍子を閃絡から保護する碍子保護手段と、
前記雷撃電流検出手段で雷撃電流を検出したとき、１つの相の送電線に設けられている前記碍子保護手段の一方の放電電極から他方の放電電極にレーザ光を照射させるレーザ光照射手段とを有する
ことを特徴とする送電線路閃絡装置。
【請求項２】
前記レーザ光照射手段は、前記雷撃電流を検出したとき前記レーザ光を出力するレーザ光出力手段と、
前記レーザ光出力手段から出力されたレーザ光を、前記放電電極の位置に導くレーザ光伝送手段とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の送電線路閃絡装置。
【請求項３】
前記碍子保護手段としてアークホーン用いた
ことを特徴とする請求項１記載の送電線路閃絡装置。
【請求項４】
前記碍子保護手段として塔上避雷器を用いた
ことを特徴とする請求項１記載の送電線路閃絡装置。
【請求項５】
前記碍子保護手段の前記レーザ光が照射させる放電電極には、該放電電極よりも前記レーザ光の照射面が大きいレーザ光受光部を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の送電線路閃絡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄塔や架空地線に落雷があったときに、送電線の複数の相の逆閃絡を防止する送電線路閃絡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
送電線路では、鉄塔の支持アームに支持碍子を介して送電線が支持されており、例えば特許文献１の発明で示すような雷害対策が行われている。すなわち、支持碍子の送電線側に放電電極を設け、この放電電極と所定の空間間隔を隔てて対向する放電電極を、支持アームに垂下して支持された避雷碍子の下端部に設ける。また、避雷碍子には限流素子を内蔵させる。このように放電電極と避雷碍子を設けると、落雷を生じたときに放電電極間で閃絡が生じるため、支持碍子が閃絡によって破損してしまうことを防止できる。
【０００３】
また、雷害対策としては、特許文献２に示すようにレーザ光による連続プラズマチャネルをターゲットの表面に生じさせ、雷雲の放電をターゲットに誘雷して落雷処理することにより、送電鉄塔への落雷を防止することも提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２７２８２５号公報
【特許文献２】特開２０００−２３５０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、鉄塔や架空地線に落雷が生じた場合、塔脚の接地抵抗が小さくとも雷撃電流が極めて大きいと、鉄塔側が送電線よりも高電圧となる。このため、上述の放電電極間で鉄塔側から送電線に向かう閃絡（逆閃絡）を生じる。このように逆閃絡を生じると、鉄塔と送電線間が通電状態となって送電線の電圧低下を招いてしまう。また、鉄塔側が高電圧となることから、複数の相で逆閃絡を生じてしまう場合があり、複数の相で逆閃絡を生じると短絡事故となって線間電圧が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明では、雷撃により発生する複数の相の送電線での逆閃絡を１つの相の送電線のみに起こさせることによって、線間電圧の低下を起こりにくくすることを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の送電線路閃絡装置は、送電線が碍子を介して鉄塔に支持されている送電線路において、雷撃電流を検出する雷撃電流検出手段と、一方の放電電極が送電線側と接続されて他方の放電電極が鉄塔側と接続されて碍子を閃絡から保護する碍子保護手段と、雷撃電流検出手段で雷撃電流を検出したとき、１つの相の送電線に設けられている碍子保護手段の一方の放電電極から他方の放電電極にレーザ光を照射させるレーザ光照射手段とを有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、１つの相の送電線のみに強制的に逆閃絡を起こさせることによって、複数の相での逆閃絡を起こり難くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は、本発明の送電線路閃絡装置を設けた鉄塔を示している。なお、図１では３相６線の送電線が設けられる鉄塔１を示している。鉄塔１の両側には、支持アーム２が鉄塔１から突出するように設けられている。また、支持アーム２は、３相６線の送電線３を個々に支持できるように、上段、中段および下段の３段構成で所定の間隔をもって設けられている。
【００１０】
各支持アーム２の先端には、支持碍子４が垂下固定されており、支持碍子４の下端部には電線把持金具５を介して送電線３が支持されて、支持アーム２と直交する方向に延びている。また、支持碍子４には、閃絡によって支持碍子４が破損してしまうことを防止するための碍子保護手段として、例えばアークホーン４１が設けられており、アークホーン４１の一方の放電電極は、電線把持金具５を介して送電線３と接続されており、他方の放電電極は鉄塔１の支持アーム２と接続されている。
【００１１】
送電線路閃絡装置は、雷撃電流検出２０によって雷撃電流の検出を行い、雷撃電流を検出したとき、レーザ光照射装置３０によって１つの相の送電線３に設けられているアークホーン４１の一方の放電電極から他方の放電電極にレーザ光Ｌを照射することで、放電電極間にプラズマチャネルを生じさせて放電誘導を行い、複数の相で逆閃絡が生じる前に１つの相でのみ逆閃絡が発生させることで、複数の相の逆閃絡を防止する。
【００１２】
レーザ光照射装置３０は、レーザ光出力部３１とレーザ光伝送部３２から構成される。ここで、レーザ光出力部３１が例えば塔脚の部分に設けられる場合、レーザ光出力部３１から出力されたレーザ光Ｌをアークホーン４１の放電電極の位置まで導くため、光ファイバー等のレーザ光伝送部３２を設けるものとする。
【００１３】
図２は、送電線路閃絡装置の構成の一部を示している。送電線路閃絡装置の雷撃電流検出部２０は、雷撃電流の検出を行い、雷撃電流が検出されたか否かを示す検出信号Ｄを生成してレーザ光照射装置３０のレーザ光出力部３１に供給する。レーザ光出力部３１は、検出信号Ｄによって雷撃電流が検出されことが示されたとき、レーザ光Ｌの出力を行う。レーザ光伝送部３２は、上述のようにレーザ光出力部３１から出力されたレーザ光Ｌを、図１に示すアークホーン４１の放電電極の位置まで導く。なお、レーザ光伝送部３２は、レーザ光出力部３１の設置位置に基づき、必要に応じて設けられるものである。例えばレーザ光出力部３１を一方の放電電極の近傍に設けて、他方の放電電極にレーザ光Ｌを照射できれば、レーザ光伝送部３２は不要となる。しかし、放電電極間は高電圧となって逆閃絡が生じることから、レーザ光出力部３１を保護するためには放電電極から離れた位置に設置して、レーザ光伝送部３２を用いることが好ましい。
【００１４】
図３は、雷撃電流検出部の構成を示している。この雷撃電流検出部２０では、例えば雷撃電流によって生ずる磁束Ｍを検出して検出信号Ｄの生成を行う。コイル２１は、雷撃電流によって生ずる磁束Ｍを検出するためのものである。従って、磁束Ｍを正しく検出できるように鉄塔１に密接して取り付ける。また、コイル２１の向きは、雷撃電流によって磁束Ｍを生じたとき、この磁束Ｍによってコイル２１に起電力が生じるように設定する。コイル２１の端子間には例えばダイオードブリッジ等の整流回路２２を接続して、コイル２１の端子間に生じた電圧を全波整流して直流電圧に変換する。なお、コイル２１の端子間には過電圧保護素子２３が設けられており、整流回路２２が雷撃による過電圧で損傷してしまうことを防止する。
【００１５】
整流回路２２の出力側には、平滑回路２４が設けられており、整流回路２２で得られた直流電圧が平滑化される。この平滑回路２４には検出信号出力部２５が接続されている。検出信号出力部２５は、例えばコンパレータ等を用いて構成されており、平滑回路２４から出力される直流電圧と基準電圧を比較して、比較結果を示す信号を検出信号Ｄとしてレーザ光出力部３１に供給する。ここで、基準電圧は、雷撃電流が流れたときに平滑回路２４から出力される直流電圧よりも電圧レベルが低く、雷撃電流が流れていないときの電圧レベルよりも高く設定すれば、雷撃電流が流れたか否かを正しく示す検出信号Ｄを出力させることができる。
【００１６】
図４は、アークホーンにレーザ光伝送部を設けた構成を示している。レーザ光伝送部３２は、例えば鉄塔１の支持アーム２に沿わせて敷設し、レーザ光伝送部３２のレーザ光出力端をアークホーンの鉄塔側放電電極４２の位置に固定する。さらに、レーザ光伝送部３２のレーザ光出力端から出力されるレーザ光Ｌが、アークホーンの送電線側放電電極４３に照射されるようにレーザ光Ｌの出力方向を設定する。
【００１７】
以上のように送電線路閃絡装置を設けるものとして、雷撃電流検出部２０で雷撃電流の磁束Ｍを検出したときにはレーザ光出力部３１から出力されたレーザ光Ｌをレーザ光伝送部３２によって、アークホーンの送電線側放電電極４３に照射する。このようにレーザ光Ｌを照射すると、放電電極間にプラズマチャネルが生じることとなり、鉄塔１の電圧が上昇したときには放電誘導が行われて、レーザ光Ｌの照射が行われていない他の相の送電線３よりも低電圧で逆閃絡が生じる。また、レーザ光Ｌの照射が行われた相の送電線３で逆閃絡が生じると、鉄塔１の電圧上昇が抑えられることとなり、複数の相の送電線３での逆閃絡を生じ難くできる。このため、複数の相の送電線３で逆閃絡が生じて短絡事故となるような場合を、レーザ光Ｌを利用した放電誘導によって、１つの相の送電線３で逆閃絡が生じた地絡事故とすることが可能となり、瞬時電圧降下の発生を低減させることができる。
【００１８】
また、レーザ光Ｌの照射を開始する雷撃電流の電流値は、アークホーン４１で放電が生じる前にレーザ光Ｌを照射して放電誘導が行われ、放電が生じない程度の雷撃電流では照射が行われないように設定する。すなわち、鉄塔接地抵抗を「Ｒｇ」、鉄塔１の抵抗値を「Ｒｔ」、雷撃電流を「Ｉｓ」としたとき、鉄塔上昇電位「Ｅ」は、Ｅ＝Ｉｓ×（Ｒｇ＋Ｒｔ）となる。また、アークホーン４１の絶縁強度を「Ｅｄｓ」とすると、鉄塔上昇電位「Ｅ」が「Ｅ≧Ｅｄｓ」となった時、または、なると推定される時に、レーザ光Ｌの照射が行なわれるように、検出信号出力部２５の基準電圧を設定する。
【００１９】
例えば、鉄塔接地抵抗が「Ｒｇ＝１０Ω」、鉄塔１の抵抗値が「Ｒｔ＝４５Ω（１１０ｋＶ送電で用いられている高さ４０ｍの鉄塔の場合）」、アークホーン４１の絶縁強度が「Ｅｄｓ＝２９０ｋＶ（１１０ｋＶ送電でアークホーンの放電電極間隔が１００ｃｍ，放電電極の直径は１０〜２０ｍｍのとき）」であるとき、鉄塔上昇電位「Ｅ＝２９０ｋＶ」となるときの雷撃電流Ｉｓは、Ｉｓ＝２９０ｋＶ／（１０Ω＋４５Ω）≒５．４ｋＡとなる。なお、落雷時における雷撃電流Ｉｓのピーク値は１０〜１５０ｋＡ程度である。従って、このような条件の場合、送電線閃絡装置を設置した鉄塔へ分流する雷撃電流が約５．４ｋＡ以上となった時、または約５．４ｋＡ以上になると推定される時に検出信号出力部２５からの出力でレーザ光Ｌの出力が行われるように検出信号出力部２５の基準電圧を設定しておくことで、落雷時に放電誘導を行わせて複数の相の送電線３における逆閃絡を生じ難くできる。
【００２０】
なお、雷撃電流を検出してからアークホーン４１間でレーザ光Ｌが照射されるまでに時間を要すると、レーザ光Ｌが照射される前に鉄塔上昇電位がアークホーン４１の絶縁強度よりも高電圧となってしまうおそれがある。このため、レーザ光Ｌが照射されるときの鉄塔上昇電位がアークホーン４１の絶縁強度よりも高電圧とならないように、レーザ光Ｌの照射を開始する雷撃電流の電流値を低く設定しておけば、さらに確実に放電誘導を行わせることができる。
【００２１】
ところで、レーザ光伝送部３２のレーザ光出力端３２ａをアークホーン４１の鉄塔側放電電極４２の位置に固定する場合、レーザ光出力端３２ａを精度良く確実に固定していないと、レーザ光Ｌの照射位置が位置ずれを生じて、送電線側放電電極４３にレーザ光Ｌを照射することが出来なくなってしまう場合がある。この場合、アークホーン４１の放電電極間にプラズマチャネルを形成できないことから、放電電極間で放電誘導を生じさせにくくなってしまう。
【００２２】
そこで、レーザ光Ｌの照射面を大きくするため、図５に示すようにレーザ光受光部４４を設ける。レーザ光受光部４４は、例えば送電線側放電電極４３の端部を平板状に形成してレーザ光受光部４４としたり、送電線側放電電極４３の端部に導電体で構成した平板状のレーザ光受光部４４を取り付ける。このように、送電線側放電電極４３にレーザ光受光部４４を設けて、レーザ光Ｌの照射面の大きさを送電線側放電電極４３よりも大きくすれば、レーザ光Ｌの照射位置が位置ずれを生じても、アークホーン４１の放電電極間にプラズマチャネルを形成して、放電誘導を生じさせることが可能となる。
【００２３】
また、レーザ光出力端３２ａを精度良く確実に固定する方法としては、例えば鉄塔側放電電極４２に、レーザ光伝送部３２を挿通するための挿通穴４２ａを送電線側放電電極４３の方向に形成する。また、挿通穴４２ａの穴径は、レーザ光出力端３２ａから出力されるレーザ光が送電線側放電電極４３に照射されるように挿通されているレーザ光伝送部３２を保持できるように設定する。
【００２４】
図６は、鉄塔側放電電極４２にレーザ光伝送部３２を挿通させた構成を示しており、図６Ａは正面図、図６ＢはＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、アークホーン４１の鉄塔側放電電極４２と送電線側放電電極４３は互いに向き合う位置とし、鉄塔側放電電極４２に対して挿通穴４２ａを送電線側放電電極４３の方向に形成する。このように挿通穴４２ａを設けるものとすれば、レーザ光伝送部３２を挿通穴４２ａに挿入して保持させるだけで、レーザ光出力端３２ａは精度良く確実に固定されることとなる。
【００２５】
ところで、これまで説明した構成では、碍子保護手段としてアークホーン４１を用いていたが、碍子保護手段としては続流遮断機能を有する塔上避雷器４５を用いることもできる。図７は塔上避雷器４５を用いた場合の構成を示している。レーザ光伝送部３２は、例えば塔上避雷器４５の鉄塔側放電電極４６の位置に設けられており、レーザ光伝送部３２のレーザ光出力端から送電線側放電電極４７にレーザ光Ｌを照射する。このレーザ光Ｌの照射によって放電電極間で放電誘導を生じて逆閃絡が生じても、塔上避雷器４５により雷撃電流の続流を遮断できるため、送電線路の保護効果を更に高めることができる。
【００２６】
なお、上述の形態では、送電線路として３相６線の送電線路を挙げたが、本発明は送電線路が３相３線の場合にも適用できる。この場合には、本発明の送電線路閃絡装置を用い、送電線３のうちの１相にのみレーザ光Ｌを照射して逆閃絡を起こさせる。これによって、鉄塔１の電圧上昇が抑えられることとなり、複数の相の送電線３での逆閃絡を生じ難くできる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる送電線路閃絡装置は、送電線の複数相での逆閃絡を防止するために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】送電線路閃絡装置を設けた鉄塔を示す図である。
【図２】送電線路閃絡装置の構成の一部を示す図である。
【図３】雷撃電流検出部の構成を示す図である。
【図４】アークホーンにレーザ光伝送部を設けた構成を示す図である。
【図５】送電線側放電電極にレーザ光受光部を設けた構成を示す図である。
【図６】鉄塔側放電電極にレーザ光伝送部を挿通させた構成を示す図である。
【図７】塔上避雷器を用いた構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・鉄塔、２・・・支持アーム、３・・・送電線、４・・・支持碍子、５・・・電線把持金具、２０・・・雷撃電流検出部、２１・・・コイル、２２・・・整流回路、２３・・・過電圧保護素子、２４・・・平滑回路、２５・・・検出信号出力部、３０・・・レーザ照射装置、３１・・・レーザ光出力部、３２・・・レーザ光伝送部、４１・・・アークホーン、４４・・・レーザ光受光部、４５・・・塔上避雷器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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