報告書番号

H20001

タイトル（和文）

送電線の多相雷事故率計算手法の開発(その2)　－送電用避雷装置と棒-棒ギャップの同時フラッシオーバ特性ー

タイトル（英文）

Development of calculation method for multi-phase fault rate of transmission line due to lightning Part 2 - Concurrent flashover characteristics of line surge arrester and rod-rod air gap -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
送電線の多相雷事故は重大な事故であるため、その予測計算手法による解析は送電線の耐雷設計上重要である。このため当所では、送電線への雷撃時に、複数のアークホーンが同時にフラッシオーバする現象を明らかにし、多相雷事故に係る予測計算手法の確立による送電線雷事故率予測計算プログラム注１（LORP）の高度化を進めている。これまで、2 つのアークホーンが同時フラッシオーバに至る条件を明らかにしてきた[1]-[4]。
一方、154kV 以下の送電線においては送電用避雷装置の導入が進んでいるが、その適用状況により多相雷事故様相は大きく変わる。このため、予測計算手法の確立に向けては、送電用避雷装置が適用された送電線の多相雷事故の発生条件を明らかにする必要がある。
目的
送電用避雷装置が適用された送電線における多相雷事故の発生条件を解明するた め、送電用避雷装置注２とアークホーンの同時フラッシオーバの条件を明らかにする。
主な成果
当所塩原実験場の 12MV インパルス電圧発生装置による短波尾雷インパルス電圧（波頭長 2 s /波尾長 5s）を、並列配置した棒－棒ギャップと酸化亜鉛型避雷アークホーンに同時に印加することで、同時フラッシオーバ実験を実施し(図 1、図 2)、以下を明らかにした。
1. 同時フラッシオーバ率と過電圧率の関係
線路サージインピーダンスを模擬した抵抗注３を挿入しない場合は、過電圧率注４が2 以上でも同時フラッシオーバは発生しない。一方、線路サージインピーダンスを考慮すると、過電圧率 1.5 以上において同時フラッシオーバが発生し、過電圧率の上昇とともに同時フラッシオーバ率は増加することが明らかになった(図 3、図 4)。
2. 同時フラッシオーバ条件
これまでの研究で、2 つのアークホーンでは、リーダの進展長の測定から得られる最大リーダ進展長差注５がホーン間隔に対して一定比率以下であれば同時フラッシオーバとなることがわかっている[1][2]。しかし、酸化亜鉛型避雷アークホーンと棒－棒ギャップの場合、棒－棒ギャップからのリーダの発光が測定出来ない場合でも同時フラッシオーバとなる場合があり、最大リーダ進展長差(図 5(a))が 1.0 付近でも同時フラッシオーバと片側フラッシオーバが混在することがわかった(図 5(b))。
今後は、同時フラッシオーバ判定のため、実験結果を再現出来る過渡現象解析用のフラッシオーバモデルを開発する

概要 （英文）

Experiments on concurrent flashover characteristic of line surge arrester and arcing horn have been conducted to improve the lightning outage rate prediction calculation program (LORP). 12MV impulse generator in Shiobara testing yard was used to simulate the lightning overvoltage. In this experiment, arcing horn with metal-oxide surge arrester and fault current interrupting arcing horn were used as the line surge arrester. Line surge arrester with series air gap and arcing horn in parallel configuration were applied the lightning impulse voltage with a short tail. When applied voltage is close to 50% flashover voltage, concurrent flashover dd not occur. However, concurrent flashover rate increase with increasing applied voltage. When applied voltage is greater than a certain voltage, concurrent flashover ratio is 100%. Concurrent flashover rate increase with increasing resister of model of line surge impedance. However, the concurrent flashover never occurred without resister of line surge impedance. The processes of concurrent flashover were obtained by measurement of current and leader propagation with a high-speed optical observation system. From the results, we evaluated the condition for the concurrent flashover. Furthermore, we calculate the concurrent characteristics by eXpandable Transient Analysis Program (XTAP) using leader progression flashover model.

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