JP2001155841A - 避雷器の監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の避雷器の放電電流監視装置では、簡易
ピークホールド回路及びピークホールド回路をリセット
している間は、新たな放電電流の最大値を検出できなか
った。 【解決手段】 避雷器１の放電電流を検出する変流器２
の出力を、Ａ／Ｄ変換回路１３によってアナログからデ
ィジタルに変換し、変換されたディジタル値と、しきい
値設定スイッチ２２によって設定されたしきい値とをコ
ンパレータ２３によって比較し、その結果、ディジタル
値がしきい値を超えたとき、時間ｔ１のディジタル値を
メモリ２４に制御回路２５の制御によって書きこみ、メ
モリ２４に記憶されたディジタルはマイクロプロセッサ
１４によって呼び出され避雷器１の放電電流のピーク値
及び極性が検出されるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、避雷器の放電電
流を監視し、その避雷器及びその避雷器を備えた電気機
器の異常及びその前兆を早期に検出する避雷器の監視装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、例えば特開平１−２７２０７４
号公報に記載された避雷器の放電電流監視装置を示す構
成図である。図において、１は避雷器、２は避雷器１の
放電電流を検出する変流器、３は変流器２の二次側に並
列接続された負荷抵抗、４は負荷抵抗３の両端電圧を伝
える同軸ケーブル、５は同軸ケーブル４が伝えた両端電
圧が一次巻線に印加されると共に、２つの二次巻線６、
７を有するパルストランス、８は二次巻線６の両端電圧
が、信号入力端子９を介して与えられるダイオードブリ
ッジ、１０はダイオードブリッジ８と簡易ピークホール
ド回路を構成するコンデンサである。

【０００３】１１はコンデンサ１０の両端電圧を対数変
換する対数変換回路、１２は対数変換回路１１が対数変
換した電圧の最大値を検出し保持するピークホールド回
路、１３はピークホールド回路１２が検出し保持してい
る電圧値をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換するＡ
／Ｄ変換回路、１４はＡ／Ｄ変換回路１３がＡ／Ｄ変換
したディジタル信号が与えられるマイクロプロセッサで
ある。１５は二次巻線７の両端電圧が与えられるフォト
カプラ、１６はフォトカプラ１５の出力が、トリガ入力
端子１７を介して与えられるワンショットパルス発生器
である。１８はワンショットパルス発生器１６によって
発生されたワンショットパルスが与えられるマイクロプ
ロセッサ１４の割り込み制御部である。信号入力端子
９、ダイオードブリッジ８、コンデンサ１０、対数変換
回路１１、ピークホールド回路１２、Ａ／Ｄ変換回路１
３、マイクロプロセッサ１４、トリガ入力端子１７及び
ワンショットパルス発生器１６は、信号処理部１９を構
成している。

【０００４】このように構成された避雷器の放電電流監
視装置は、避雷器１が作動して大地間に放電電流が流れ
ると、変流器２の負荷抵抗３の両端に、放電電流に相似
な波形を有する電圧が誘起される。負荷抵抗３の両端に
誘起された電圧は、同軸ケーブル４を伝わってパルスト
ランス５の一次巻線に与えられ、パルストランス５の二
次巻線６、７の両端に、それぞれ相似な波形を有する電
圧を誘起させる。二次巻線６に誘起された電圧は、ダイ
オードブリッジ８及びコンデンサ１０からなる簡易ピー
クホールド回路により、その最大値が保持され、保持さ
れた電圧値は対数変換回路１１により帯域圧縮される。
対数変換回路１１により帯域圧縮された電圧値は、ピー
クホールド回路１２により、その最大値が保持され、保
持された電圧値は、Ａ／Ｄ変換回路１３によるディジタ
ル信号に変換され、出力される。一方、二次巻線７に誘
起された電圧は、フォトカプラ１５を介してワンショッ
トパルス発生器１６を作動させ、ワンショットパルスを
発生させる。発生したワンショットパルスは、マイクロ
プロセッサ１４の割り込み制御部１８に与えられる。

【０００５】これにより、マイクロプロセッサ１４は、
割り込み処理を開始し、Ａ／Ｄ変換回路１３が出力した
ディジタル信号を読み込み、指数変換を行って、放電電
流の最大値を得る。その後、この避雷器の放電電流監視
装置は、簡易ピークホールド回路及びピークホールド回
路１２をリセットして待機する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
避雷器の放電電流監視装置では、簡易ピークホールド回
路及びピークホールド回路１２をリセットしている間
に、新たに放電電流が流れた場合、簡易ピークホールド
回路及びピークホールド回路１２は作動できず、新たに
流れた放電電流の最大値を検出できないという問題点が
あった。また、近年、放電電流の波形について関心が高
まっている中、波形をオシロスコープなどで取り込もう
とする場合には、オシロスコープの価格が高く、高価な
システムになるという問題があった。

【０００７】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたものであり、常時、避雷器の放電電流の
最大値と極性を検出することができる避雷器の監視装置
を得ることを第一の目的とする。また、検出する放電電
流の大きさを設定できる避雷器の監視装置を得ることを
第二の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる避雷器
の監視装置においては、避雷器の放電電流を検出する変
流器と、この変流器によって検出された放電電流をアナ
ログからディジタルに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ
／Ｄ変換部によって変換されたディジタル値をしきい値
と比較するコンパレータと、Ａ／Ｄ変換部によって変換
されたディジタル値を記憶するよう構成されたメモリ
と、コンパレータの比較によりディジタル値がしきい値
を超えたとき、所定時間分のディジタル値をメモリに書
き込むよう制御する制御部と、メモリに記憶されたディ
ジタル値を用いて避雷器の放電電流のピーク値及び極性
を検出するピーク値検出部を備えたものである。また、
しきい値を設定するスイッチ回路を備えたものである。

【０００９】さらに、避雷器の放電電流を検出する変流
器と、この変流器によって検出された放電電流をアナロ
グからディジタルに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／
Ｄ変換部によって変換されたディジタル値を記憶するよ
う構成されたメモリと、しきい値を記憶するレジスタを
有し、レジスタのしきい値とＡ／Ｄ変換部によって変換
されたディジタル値を比較し、ディジタル値がしきい値
を超えたとき、所定時間分のディジタル値をメモリに書
き込むよう制御する制御部と、メモリに記憶されたディ
ジタル値を用いて避雷器の放電電流のピーク値及び極性
を検出するピーク値検出部を備えたものである。

【００１０】また、レジスタのしきい値は、外部から書
き替えられるものである。また、メモリは、複数からな
り、制御部は、ディジタル値がしきい値を超えるつど、
直前に書き込んだメモリとは別のメモリにディジタル値
を書き込むよう制御するものである。

【００１１】加えて、メモリは、ブロックに分割されて
おり、制御部は、ディジタル値がしきい値を超えるつ
ど、直前に書き込んだブロックとは別のブロックにディ
ジタル値を書き込むよう制御するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態
を、それを示す画面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
避雷器の監視装置を示す構成図である。図において、１
は避雷器、２は避雷器１の放電電流を検出する変流器、
４は変流器２が放電電流の検出値として出力した電圧を
伝える同軸ケーブル、５は同軸ケーブル４が伝えた電圧
が、一次巻線に印加されるパルストランス、１３はアナ
ログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、
１４は放電電流のピーク値及びその極性を検出するピー
ク値検出部を構成するマイクロプロセッサである。２１
はパルストランス５の二次巻線の両端電圧を濾波するフ
ィルタ回路で、フィルタ回路２１が濾波した電圧信号
は、Ａ／Ｄ変換回路１３によってアナログからディジタ
ルに変換される。２２はしきい値を設定するしきい値設
定手段であるしきい値設定スイッチであり、複数個のオ
ン・オフで切り換えるスイッチを並列に並べて構成され
ており、各々のデータに対応し、スイッチのオンは１、
オフは０を表しそれらの２進数表示でしきい値を設定す
る。２３はＡ／Ｄ変換回路１３が出力する値と、しきい
値設定スイッチ２２に設定された値を比較するコンパレ
ータ、２４はＡ／Ｄ変換回路１３が出力する値を記録す
る複数のメモリで、２４ａ、２４ｂ、２４ｃは個別のメ
モリを示しており、いずれもデュアルポートメモリであ
る。メモリ２４に記録されたデータは、マイクロプロセ
ッサ１４により読み出される。２５はコンパレータ２３
の出力を入力とし、メモリ２４とマイクロプロセッサ１
４へ制御信号を出力する制御回路であり、制御部を構成
する。図２は、この発明の実施の形態１による避雷器の
放電電流波形を示す記録図である。

【００１３】次に、このように構成された避雷器の監視
装置の動作を説明する。避雷器１が作動して大地間に放
電電流が流れると、変流器２に放電電流に相似な波形を
有する電圧が誘起される。この誘起された電圧は、同軸
ケーブル４を伝わってパルストランス５の一次巻線に与
えられ、パルストランス５の二次巻線に相似な波形を有
する電圧を誘起させる。パルストランス５の二次巻線に
誘起された電圧は、フィルタ回路２１により濾波された
後、Ａ／Ｄ変換回路１３によりアナログからディジタル
に変換され、ＤＡＴＡＬへ出力される。Ａ／Ｄ変換回路
１３からＤＡＴＡＬへ出力されるディジタル値は、コン
パレータ２３とメモリ２４へ入力される。

【００１４】ディジタル値が一定レベルを超えた時が、
放電電流が発生した時であり、そのレベルを超えない場
合はノイズである。このレベルをしきい値として、しき
い値設定スイッチ２２に設定する。コンパレータ２３
は、Ａ／Ｄ変換回路１３の出力した電圧値と、しきい値
設定スイッチ２２に設定された電圧レベルを比較し、電
圧値がしきい値を超えると、制御回路２５に作動信号を
出力する。制御回路２５は、メモリ２４ａ、２４ｂ、２
４ｃへデバイス選択信号ＣＥＬ１、ＣＥＬ２、ＣＥＬ
３、アドレス信号ＡＤＲＬ、書き込み信号ＷＥＬを出力
する。デバイス選択信号ＣＥＬ１、ＣＥＬ２、ＣＥＬ３
はどれか一つが許可状態で、他の二つは禁止状態であ
り、アドレス信号ＡＤＲＬは書き込みの１周期ごとにイ
ンクリメントされ、書き込み信号ＷＥＬは書き込みタイ
ミングで出力される。

【００１５】コンパレータ２３から作動信号が入力され
ると、制御回路２５はタイマを起動し、時間ｔ１が経過
すると許可しているデバイス選択信号を禁止にし、次の
メモリのデバイス選択信号を許可にする。これで電圧信
号の記録が終了する。時間ｔ１には、放電電流が流れ始
めてから流れなくなるまでの充分な時間を設定してお
く。また、制御回路２５はデータの書き込みを終了した
メモリの番号と、書き込みを終了したメモリのアドレス
をレジスタに記憶した後、マイクロプロセッサ１４へ書
き込み終了信号を出力する。マイクロプロセッサ１４は
書き込み終了信号が入力されると、ＲＥＧ１を出力して
制御回路２５のレジスタからデータの書き込みを終了し
たメモリの番号を読み出し、ＲＥＧ２を出力して、制御
回路２５のレジスタから書き込み終了アドレスを読み出
す。そして、読み出したときには、読み出し信号ＯＥＲ
を出力する。マイクロプロセッサ１４は制御回路２５か
ら読み出した番号のメモリに該当するデバイス選択信号
ＣＥＬ１、ＣＥＬ２、ＣＥＬ３のうちのどれかを許可に
し、そのメモリの書き込み終了アドレスから時間ｔ１さ
かのぼってデータを読み出す。データの読み出し方は、
アドレス信号ＡＤＲＲを読み出しの１周期毎にインクリ
メントすると共に読み出し信号ＯＥＲを読み出しタイミ
ングで出力し、データをＤＡＴＡＲから読み出す。さら
にマイクロプロセッサ１４は、読み出したデータから放
電電流のピーク値、極性を検出し、上位へ伝送する。

【００１６】図２は、放電電流が２回流れた時の制御回
路２５から出力される信号の状態を表したものである。
一例として１回目の放電電流は極性が正で、２回目の放
電電流は極性が負の場合を示している。１回目の放電電
流が流れた時は、制御回路２５は、メモリ２４ａへの記
録を可能にするため、信号ＣＥＬ１を許可状態に、ＣＥ
Ｌ２、ＣＥＬ３を禁止状態にしている。Ａ／Ｄ変換回路
１３の出力信号が、しきい値を超えると、作動信号の状
態が変化し、その時点から制御回路２５で時間ｔ１を計
時する。時間ｔ１後、メモリ２４ｂへの信号ＣＥＬ２を
許可状態にし、ＣＥＬ１、ＣＥＬ３を禁止状態にする。
これにより、メモリ２４ａには１回目の放電電流が記録
される。２回目の放電電流が流れた時、メモリ２４ｂが
記録可能になっているため、同様にして２回目の放電電
流が記録される。

【００１７】実施の形態１によれば、常時、放電電流を
検出することができると共に、放電電流のピーク値及び
極性を検出することができる。

【００１８】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による避雷器の監視装置を示す構成図である。図
において、１〜５、１３、１４、２１〜２５は図１にお
けるものと同一のものである。実施の形態２では、メモ
リ２４は一つのデュアルポートメモリであり、メモリ２
４をブロックに分けて記録に用いる。

【００１９】次に、実施の形態２による避雷器の監視装
置の動作について、実施の形態１との違いを中心に説明
する。実施の形態２では、一つのメモリ２４の内部をブ
ロックに分け、データを記録するブロックを、メモリの
アドレス信号を制御することによって選択する。メモリ
２４の容量を２のｎ乗とすると、メモリ２４へのアドレ
ス信号は、Ａ０からＡｎ−１のｎ本である。メモリ２４
を４つのブロックに分ける場合は、アドレス信号Ａｎ−
１とＡｎ−２を制御する。

【００２０】制御回路２５は、コンパレータ２３からの
作動信号が入力されると、タイマを起動し、４つのブロ
ックのうちの一つにデータを記録するように制御する。
時間ｔ１が経過すると、次のブロックに記録するように
制御する。制御回路２５は、記録を終了したアドレスを
レジスタに記憶し、マイクロプロセッサ１４へ書き込み
終了信号を出力する。マイクロプロセッサ１４は、書き
込み終了信号が入力されると、制御回路２５のレジスタ
からデータの書き込みを終了したメモリのアドレスを読
み出す。マイクロプロセッサ１４は、制御回路２５から
読み出したアドレスから時間ｔ１さかのぼって読み出
す。さらにマイクロプロセッサ１４は、読み出したデー
タから放電電流のピーク値、極性を検出し、上位へ伝送
する。

【００２１】実施の形態２の構成によれば、複数の事象
を記録するのに１個のメモリだけでよいので装置が安価
になる。

【００２２】実施の形態３．図４は、この発明の実施の
形態３による避雷器の監視装置を示す構成図である。図
において、１〜５、１３、１４、２１、２４、２５は図
１におけるものと同一のものである。実施の形態３で
は、制御回路２５に、Ａ／Ｄ変換回路１３の出力する値
と比較するしきい値を記憶するレジスタを内蔵させ、こ
のしきい値を上位からマイクロプロセッサ１４を介して
設定するように、構成されている。

【００２３】次に、実施の形態３による避雷器の監視装
置の動作について、実施の形態１との違いを中心に説明
する。しきい値を記憶するレジスタを制御回路２５に内
蔵し、上位からマイクロプロセッサ１４を介してしきい
値を設定する。制御回路２５は、Ａ／Ｄ変換回路１３の
出力する値と、設定されたしきい値を比較し、しきい値
を超えるとタイマを起動し、メモリ２４にデータを記録
するように制御する。

【００２４】上位から放電電流の大きさを決めるしきい
値を設定できる利点は、オンライン処理などで大きな放
電電流だけを取り込みたい時などに、設定値を変更でき
る点である。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。避雷器
の放電電流を検出する変流器と、この変流器によって検
出された放電電流をアナログからディジタルに変換する
Ａ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部によって変換された
ディジタル値をしきい値と比較するコンパレータと、Ａ
／Ｄ変換部によって変換されたディジタル値を記憶する
よう構成されたメモリと、コンパレータの比較によりデ
ィジタル値がしきい値を超えたとき、所定時間分のディ
ジタル値をメモリに書き込むよう制御する制御部と、メ
モリに記憶されたディジタル値を用いて避雷器の放電電
流のピーク値及び極性を検出するピーク値検出部を備え
たので、常時、放電電流を検出することができると共
に、放電電流のピーク値及び極性を検出することができ
る。また、しきい値を設定するスイッチ回路を備えたの
で、しきい値を設定することができる。

【００２６】さらに、避雷器の放電電流を検出する変流
器と、この変流器によって検出された放電電流をアナロ
グからディジタルに変換するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／
Ｄ変換部によって変換されたディジタル値を記憶するよ
う構成されたメモリと、しきい値を記憶するレジスタを
有し、レジスタのしきい値とＡ／Ｄ変換部によって変換
されたディジタル値を比較し、ディジタル値がしきい値
を超えたとき、所定時間分のディジタル値をメモリに書
き込むよう制御する制御部と、メモリに記憶されたディ
ジタル値を用いて避雷器の放電電流のピーク値及び極性
を検出するピーク値検出部を備えたので、常時、放電電
流を検出することができると共に、放電電流のピーク値
及び極性を検出することができる。また、レジスタのし
きい値は、外部から任意の値に書き替えられることがで
き、放電電流の大きさを設定できる。

【００２７】また、メモリは、複数からなり、制御部
は、ディジタル値がしきい値を超えるつど、直前に書き
込んだメモリとは別のメモリにディジタル値を書き込む
よう制御するので、一回の放電電流に限らず、二回目以
降の放電電流を記憶することができる。加えて、メモリ
は、ブロックに分割されており、制御部は、ディジタル
値がしきい値を超えるつど、直前に書き込んだブロック
とは別のブロックにディジタル値を書き込むよう制御す
るので、二回目以降の放電電流を記憶するメモリは一個
でよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による避雷器の監視
装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による避雷器の放電
電流波形を示す記録図である。

【図３】 この発明の実施の形態２による避雷器の監視
装置を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態３による避雷器の監視
装置を示す構成図である。

【図５】 従来の避雷器の放電電流監視装置を示す構成
図である。

【符号の説明】

１ 避雷器、 ２ 変流器、 ４ 同軸ケーブル、 ５
パルストランス、１３ Ａ／Ｄ変換回路、 １４ マ
イクロプロセッサ、２１ フィルタ回路、 ２２ しき
い値設定スイッチ、２３ コンパレータ、 ２４ メモ
リ、 ２５ 制御回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 避雷器の放電電流を検出する変流器、こ
   の変流器によって検出された放電電流をアナログからデ
   ィジタルに変換するＡ／Ｄ変換部、このＡ／Ｄ変換部に
   よって変換されたディジタル値をしきい値と比較するコ
   ンパレータ、上記Ａ／Ｄ変換部によって変換されたディ
   ジタル値を記憶するよう構成されたメモリ、上記コンパ
   レータの比較により上記ディジタル値が上記しきい値を
   超えたとき、所定時間分の上記ディジタル値を上記メモ
   リに書き込むよう制御する制御部、上記メモリに記憶さ
   れたディジタル値を用いて避雷器の放電電流のピーク値
   及び極性を検出するピーク値検出部を備えたことを特徴
   とする避雷器の監視装置。
2. 【請求項２】 コンパレータの比較に用いられるしきい
   値を設定するしきい値設定手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１記載の避雷器の監視装置。
3. 【請求項３】 避雷器の放電電流を検出する変流器、こ
   の変流器によって検出された放電電流をアナログからデ
   ィジタルに変換するＡ／Ｄ変換部、このＡ／Ｄ変換部に
   よって変換されたディジタル値を記憶するよう構成され
   たメモリ、しきい値を記憶するレジスタを有し、上記レ
   ジスタのしきい値と上記Ａ／Ｄ変換部によって変換され
   たディジタル値を比較し、上記ディジタル値が上記しき
   い値を超えたとき、所定時間分のディジタル値を上記メ
   モリに書き込むよう制御する制御部、上記メモリに記憶
   されたディジタル値を用いて避雷器の放電電流のピーク
   値及び極性を検出するピーク値検出部を備えたことを特
   徴とする避雷器の監視装置。
4. 【請求項４】 レジスタのしきい値は、外部から書き替
   えられることを特徴とする請求項３記載の避雷器の監視
   装置。
5. 【請求項５】 メモリは、複数からなり、制御部は、デ
   ィジタル値がしきい値を超えるつど、直前に書き込んだ
   メモリとは別のメモリにディジタル値を書き込むよう制
   御することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
   一項記載の避雷器の監視装置。
6. 【請求項６】 メモリは、ブロックに分割されており、
   制御部は、ディジタル値がしきい値を超えるつど、直前
   に書き込んだブロックとは別のブロックにディジタル値
   を書き込むよう制御することを特徴とする請求項１〜請
   求項４のいずれか一項記載の避雷器の監視装置。