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■論文No. 1544
■ページ数 72ページ
■発行日
2023/03/03
■タイトル

酸化亜鉛形避雷器の動作責務とエネルギー耐量に関する技術動向

■タイトル(英語)

Technical aspects on operating duty and energy handling capability of zinc-oxide surge

■著者名 酸化亜鉛形避雷器の動作責務とエネルギー耐量に関する技術動向調査専門委員会
■著者名(英語) Investigating research committee for surge arresters
■価格 会員 ¥2,587 一般 ¥3,696
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【B】電力・エネルギー部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード 酸化亜鉛形避雷器,雷サージ動作責務,放電耐量,JEC規格,IEC規格/Zinc-oxide arresters, operating duty for lightning surge, discharging capability of arrester, JEC standard, IEC standard
■要約(日本語) 酸化亜鉛形避雷器はその優れた非直線電流―電圧特性により,発変電および送配電系統の過電圧保護に広く用いられ,電力系統のレジリエンスを下支えしてきた。日本で酸化亜鉛素子が発明されて電力用避雷器に適用され,JEC規格やIEC規格で酸化亜鉛形避雷器の優れた保護特性が標準化されると,電力系統の絶縁協調の要としての位置付けはますます重要になった。
避雷器が過電圧に対して保護動作を行うとエネルギーストレスに曝される。このため,JEC規格やIEC規格では各種過電圧に対する避雷器の動作責務に基づいて必要となる放電耐量を規定している。現行のIEC規格では放電耐量の評価に新しい考え方を導入し,通過電荷量と熱エネルギーによりエネルギー耐量を規定している。これにより,開閉サージだけでなく,短時間過電圧(TOV)や雷サージに対しても統一的なエネルギー耐量定格を導入できるようになる。
本技術報告ではこの新しいエネルギー耐量の評価法に着目して,現行のJEC規格およびIEC規格が想定する動作責務や放電耐量の考え方について整理した。これに基づき,実用上必要な動作責務,とりわけ調査の余地が大きいと考えられる架空線路の雷サージ動作責務について検討を試みた。更に,エネルギー耐量特性の拠り所となる酸化亜鉛素子の破壊メカニズムや実フィールドの検証データについて調査を行い,雷サージ放電耐量評価の考え方や技術的な課題事項について考察を加えた。
■要約(英語) Zinc-oxide surge arresters, having superior nonlinear current-voltage characteristics, have been widely applied for overvoltage protection of substation, and transmission and distribution lines to support resilience of power systems. The importance of surge arresters for insulation coordination of power system has further increased, since zinc-oxide block was invented in Japan and then the excellent protective performance standardized by JEC and IEC standards. Surge arresters are exposed to energy stress during the protective operation. Hence the above arrester standards stipulate necessary discharging capability, considering operating duty for overvoltage to be expected in power system. Current IEC standard for surge arrester adopts a new strategy for evaluating the discharging capability of arrester, which defines energy handling capability with charge transfer and thermal energy dissipation. According to this revision, energy rating of arrester can be unified, covering TOV and lightning surge as well as switching surge. In this technical report, basic concept for operating duty and discharging capability were reviewed in the current JEC and IEC standards. Then the practical operating duty, especially for lightning surge in overhead lines were investigated. As an important factor of energy handling capability, failure of zinc-oxide block due to lightning surge and the relevant field studies with arresters were also investigated, from the point of evaluating energy handling capability for lightning surge and the future issues.
■版 型 A4
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