JP2002084653A

JP2002084653A - 電流検出装置

Info

Publication number: JP2002084653A
Application number: JP2000270727A
Authority: JP
Inventors: Kouken Kuruma; 孝軒車
Original assignee: TOMITA DENKI SEISAKUSHO KK
Current assignee: TOMITA DENKI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】雷サージ電流と事故商用交流電流の検出を正確
で容易にし、また、一台の装置を用いて雷サージ電流と
事故商用交流電流の両方を検出できる電流検出装置を得
る。【解決手段】商用交流電気導体から流れ出る流出電流
を検出する電流検出手段Ａと、検出されたこの流出電流
の周波数を検出する周波数検出手段Ｂと、検出されたこ
の流出電流の周波数と他周波数とを比較する周波数比較
手段Ｃとを備え、さらに、電流の検出を表示する表示手
段Ｅと、周波数比較手段Ｃからの情報を受けて表示手段
Ｅを制御する制御手段Ｄをも備えた電流検出装置とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事故等により商用
交流の電気導体から流れ出た流出電流である事故商用交
流電流や雷サージ電流を検知する装置に係る。より詳細
には、架空送電線・架空地線・配電線・電車線等の架線
された電線類、地中用電力ケーブル、ブスバー等の商用
交流を流す電気導体、また、それらを保持する鉄塔・電
柱等の支持物、付属金具類、支持碍子、避雷装置、周辺
付属機器等の電力付帯設備における事故等においては、
落雷による閃絡等により絶縁破壊を生じて漏れ出たＡＣ
続流と雷撃から直接流れ出た雷サージ電流、また何んら
かの原因により設備等による絶縁破壊を生じて漏れ出た
商用交流電流などの電流が流出するが、これらの電流を
検知して報知する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は架空送電線鉄塔設備への雷撃の状
況を示す説明図である。従来からよくある送電線の事故
としては、架空地線７１の遮蔽効果が及ばず雷が直接電
力線７３へ侵入し碍子装置７５がフラッシュオーバー
(閃絡)するのが導体直撃雷７７による遮蔽失敗事故であ
り、この他にも、鉄塔７４あるいは架空地線７１の径間
に雷撃があって、その大電流のために高電圧が発生し、
径間の架空地線７１と電力線７３の間で起こる径間逆フ
ラッシュオーバー事故、さらには、碍子装置７５にフラ
ッシュオーバーが生じる鉄塔逆フラッシュオーバー事故
もある。落雷事故等の被害を避けるために、鉄塔や付帯
設備等に設置して、閃絡事故や避雷機の故障等を検知し
て表示する検知表示装置７０は種々のタイプがある。例
えば、実用新案登録第2527627号公報、実用新案登録第2
585627号公報等が既に公知になっており、さらに、地中
線分野においては地中電力ケーブルにおける絶縁体破壊
等の事故による漏れ電流を検知する検知表示装置として
は、例えば、特開平8-178995号公報、特開平2000-05596
8号公報等で既に公知になっている。

【０００３】落雷事故等により流れ出てくる流出電流と
しては大きく分けて２つあり、一つには雷撃による雷サ
ージ（雷インパルス）電流であり、２つ目は事故で漏れ
出る事故商用交流電流である。図３は雷サージ電流６１
と商用交流電流６２の電流波形を示す説明図であり、横
軸は時間(ｔ)で縦軸は電流値(Ａ)である。事故商用交流
電流とは、電力設備が落雷による閃絡等により絶縁破壊
を生じてその後に継続して流れ出てくる商用交流電流の
いわゆるＡＣ続流や、何んらかの原因により地中配電設
備等による絶縁破壊を生じて漏れて流れ出てくる漏れ電
流を云い、一方の雷サージのインパルス電流とはまるで
異なるので、はっきり区別されなければならない。雷サ
ージ電流は急峻なインパルス電流であり、事故商用交流
電流と比べると圧倒的な大電流大電圧であるが、雷サー
ジ電流の継続時間は普通は数10μsecにすぎず、事故商
用交流電流の継続時間の方がはるかに際立って長い。図
３に示す雷サージ電流６１の電流波形は、商用交流電流
６２と比例尺に描かれてはおらず、実際の波形では振幅
ははるかに大きく、継続時間は極端に短くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の検出装置を原理
的な面から見てみると、事故電流の電圧すなわちその振
幅とそれらの差異を測定検出することを基準としてお
り、その基準を基にして検出表示を行なっていた。つま
り、雷サージ電流と事故商用交流電流と比較すると、電
圧または振幅、継続時間等においてその値にはあまりに
明確な数値的ギャップがあるため、雷サージ電流と事故
商用交流電流とのどちらか一方に基準を定めてどちらか
を検知表示するというやり方をとらざるを得なかった。
よって、一つの検出装置を用いて雷サージ電流と事故商
用交流電流を両方検出するとか、または、雷サージ電流
と事故商用交流電流のいずれか検出するのに同じ装置を
用いて切り換えて使用する、というような検出装置は、
従来は市場に現れていなかった。加えて、従来の検出装
置では、装置の動作や感度を鋭敏で精密にするため、装
置の感度や測定範囲等を個々に設定しなければならない
という面倒で手間のかかる装置もあった。しかし、そう
した装置にあっても、実際の測定にあたっては不正確で
誤動作が多いことがあった。また、設定のいらない装置
では、限定された範囲でしか測定できない、複数台の装
置が必要で管理とコストが高くつく、などの問題点が多
々あった。よって、装置製品の市場としては、正確さ、
簡便さ、コスト性、省力化、管理容易性等の面からもっ
と実用的で優れた検出装置が嘱望されていた。

【０００５】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
で、一つの検出装置を用いて、雷サージ電流と事故商用
交流電流との両方を検出できる、または、雷サージ電流
と商用交流事故電流のいずれかを検出できる装置を提供
し、しかも、検出は正確で確実であり、分かり易くて便
利な検知表示ができ、使い易さ、コスト性、省力性、管
理容易性等の面で優れる流出電流の検出装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明による電流検出装置では次のような
手段を用いた。なお、付した符号は図面のそれと一致す
る。（１）商用交流の電気導体から流れ出る流出電流を検出
する電流検出手段Ａと、検出されたこの流出電流の周波
数を検出する周波数検出手段Ｂと、検出されたこの流出
電流の周波数と他周波数とを比較する周波数比較手段Ｃ
と、を備えて構成した電流検出装置とした。（２）電流の検出を表示する表示手段Ｅと、周波数比較
手段Ｃからの情報を受けて表示手段Ｅを制御する制御手
段Ｄと、を備えて構成してもよい。（３）電流検出手段Ａは電圧検出部１０を備えて構成し
てもよい。（４）電流検出手段Ａは電圧検出電圧範囲を設定する電
圧調節部１１を備えて構成してもよい。（５）比較される他周波数は、運行されている商用交流
電流の周波数の範囲を含んで設定してもよい。（６）制御手段Ｄは、事故商用交流電流と雷サージ電流
とを区別して表示させることもできる。（７）制御手段Ｄは、無線通信手段または有線通信手段
を用いて電流検出個所から離れている個所に検出表示を
行なわせることもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜４を参照して、本発
明による電流検出装置の実施の形態を詳細に説明する。
ここで、図１は本発明による電流検出装置の全体の構成
図であり、図２は本発明による電流検出装置の一実施例
を示す概略図であり、図３は雷サージ電流６１と商用交
流電流６２の電流波形を示す説明図であり、図４は架
空送電線鉄塔設備への雷撃の状況を示す説明図である。

【０００８】図１及び図２で示す電流検出手段Ａは、商
用交流の電気導体から流れ出る流出電流（事故商用交流
電流または雷サージ電流）を検出する。電圧検出部１０
はＣＴセンサやコイル等（１２）を備えて電圧の検出を
行なう。また、電圧調整部１１では、検出できる電圧の
大きさを段階的に切り換えることができる。例えば、事
故商用交流電流検出の際にあまりに小さな漏電電圧は検
出したくない場合では、下限の基準電圧を設定してお
き、その電圧以上にならないと検出しないように調整す
ることができる。一方、電圧検出部の出力端子間に高電
圧出力を制限するため、電子回路や電子素子等を設ける
こともできる。

【０００９】周波数検出手段Ｂとして、周波数検出部は
ＣＰＵあるいは電子回路等により事故商用交流電流及び
雷サージ電流の周波数を検出する。また、検出サイクル
設定部では、事故商用交流電流の検出するサイクルを設
定できる。例えば、２サイクル（20ms×２＝40ms）、３
サイクル、などとすれば良く，実用的には２サイクルで
も十分な検出が可能である。そして、電源Ｆとしては従
来から市場にあるものを利用してよいが、長寿命乾電
池、リチウムバッテリー、ソーラー電池などを搭載すれ
ば長い期間に渡り使用できる。周波数比較手段Ｃとして
は、周波数比較部３１では検出した流出電流の周波数と
他周波数とを比較する。ここで他周波数とは予め設定さ
れた周波数をいい、周波数設定部３１で設定がなされ
る。この設定の一例を示せば、日本国内における商用交
流周波数は５０Hzまたは６０Hzであるからいずれかを選
択して設定してもよいが、周波数の範囲を指定するな
ら、例えば４８Hz〜６２Hzなどと設定してもよい。

【００１０】次に、電流の検出を表示する表示手段Ｅと
しては、従来から周知の手段を適宜選択して用いればよ
いが、例えば、装置筐体に外から見えないように内設し
てある表示板や表示布等を、電流検出時には装置の外に
目視で見えるように掲示するなどの機械的手段はよく知
られている。また、ＬＥＤ・電灯・ライト等の点灯やＬ
ＣＤ等の画面表示による電気的表示手段、呼び鈴・音響
・振動などの報知手段もよく用いられている。さらに
は、無線通信手段または有線通信手段を用いて電流検出
個所から離れている個所に検出表示を行なわせることも
できる。特に、近年急速に発達を続けている移動式携帯
端末、情報通信ネットなどの無線通信手段を利用すれ
ば、かなりの遠隔で広範な地域であっても容易に検出の
報知や表示ができるし、数多くの検出個所を管理する場
合においても管理業務を効率良く実施することができ
る。

【００１１】制御手段Ｄは、周波数比較手段Ｃからの情
報を受けて表示手段Ｅを制御している。事故商用交流電
流を検出し表示する場合では、事故電流の周波数と設定
された他周波数との比較情報等から、例えば、同等であ
ると判断処理して表示信号を出し、駆動部５１を駆動さ
せ表示部５３を表示させる。この場合、この装置は事故
商用交流電流表示装置となる。また、雷サージ電流を検
出し表示する場合では、雷サージ電流はインパルス電流
であり、一般の商用交流電流と明らかに相違すると判断
処理し、検出装置内の制御部４１(制御手段Ｄ)に従って
表示信号を出し、駆動部５１を駆動させ表示部５３を表
示させる。この場合、この装置は雷サージ電流表示装置
となる。

【００１２】このように、制御手段Ｄは、事故商用交流
電流と雷サージ電流の検出を区別することができるが、
一つの装置を用いて事故商用交流電流と雷サージ電流の
両方を検出し表示させることができる。また、事故商用
交流電流と雷サージ電流とを別々に設定した場合には、
それぞれの専用検出装置として用いることもできる。な
お、リセット部５２は、一度駆動した表示部５３の動作
を解除して、再度表示部５３を駆動するための準備をさ
せる役割を果たす。

【００１３】制御手段Ｄは、周波数比較手段Ｃからの比
較処理されたデータを二次的な比較信号として受け取る
ことが可能で、この比較信号をトリガやパルス等を利用
してデジタルデータとして伝送することができる。これ
により移動体携帯端末、デジタル情報端末ネットなどの
デジタル無線通信手段を利用して、遠隔で広範な地域に
大量精密でタイムリーなデータ伝送を行なうことができ
るので、電力線事故管理業務の効率性、省力性、正確
性、簡便性、緊急対応性などの面で多いに貢献すること
ができる。

【００１４】ここで一例を示せば、商用交流周波数の設
定を、例えば４８Hz〜６２Hzと設定したとする。これ
で、事故商用交流電流を検出し表示する場合には、検出
された周波数が４８Hz〜６２Hzの範囲に入れば事故商用
交流電流と判断され、制御部４１は制御信号を出して表
示部５３を駆動し、事故商用交流電流検出の表示をす
る。この場合、この装置は事故商用交流電流表示装置と
なる。一方、雷サージ電流のみを検出し表示する場合に
は、検出された周波数が４８Hz〜６２Hzの範囲になけれ
ば、雷サージ電流であると判断し、制御部４１は制御信
号を出して表示部５３を駆動し、雷サージ電流検出の表
示をする。この場合、この装置は雷サージ電流表示装置
となる。

【００１５】また、一つの装置で事故商用交流電流表示
装置と雷サージ電流を検出し表示する場合、例えば、検
出された周波数が４８Hz〜６２Hzの範囲に入れば、事故
商用交流電流であると判断されるが、この検出表示を点
灯ランプを用いて行なうとすれば、青色ランプで事故商
用交流電流検出を表示するとよい。このとき、検出され
た周波数が４８Hz〜６２Hzの範囲になければ、雷サージ
電流であると判断されるが、今度は赤色ランプで雷サー
ジ電流検出を表示するとよい。なお、前記の表示方法は
ランプ点灯に限らず、信号機器、無線通信など従来から
周知の方法を適宜選択して採用すればよい。

【００１６】これまで述べてきたように、本発明の大き
な特徴点は次のとおりである。すなわち、1)電圧や振幅
ではなく、周波数を検出すること、2)一つの装置で事故
商用交流電流と雷サージ電流の両方を検出して表示でき
る、の２点にある。そして、2)については、雷サージ
電流と事故商用交流電流との両方を検出する装置、事
故商用交流電流を検出する装置、雷サージ電流を検出
する装置、の三つの別々の装置を、本発明による電流検
出装置１台のみで実施することができる。

【００１７】

【発明の効果】このように本発明によれば、次に述べる
ような優れた効果を発揮する。まず、従来の装置では電
流流出事故において、流出電流の電圧すなわち振幅を検
出して比較していたのに比べ、本発明では周波数を比較
するように成したので、極めて正確な電流検出装置が得
られた。しかも、一つの検出装置を用いて、雷サージ電
流と事故商用交流電流との両方を明確に区分して検出で
きる優れた電流検出装置が得られた。そのうえ、近年の
発展する情報通信を多いに利用して、広範囲でタイムリ
ーな事故管理業務が遂行できるようになったし、実用的
にもコスト的にも優れたものになり、市場性や信頼性の
面でも品質の高い装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電流検出装置の全体の構成図を示
す。（＊は続きを示す）

【図２】本発明による電流検出装置の一実施例を示す概
略図である。

【図３】雷サージ電流６１と商用交流電流６２の電流波
形を示す説明図

【図４】架空送電線鉄塔設備への雷撃の状況を示す説明
図である。

【符号の説明】

Ａ電流検出手段Ｂ周波数検出手段Ｃ周波数比較手段Ｄ制御手段Ｅ表示手段１０電圧検出部１１電圧調節部。２１周波数検出部２２検出サイクル設定部３１周波数比較部３２周波数設定部４１制御部５１駆動部５２リセット部５３表示部６１雷サージ電流６２商用交流電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気導体から流れ出る流出電流を検出す
る電流検出手段と、検出された前記流出電流の周波数を
検出する周波数検出手段と、検出された前記流出電流の
周波数と他周波数とを比較する周波数比較手段と、を備
えて構成されることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】請求項１記載の電流検出装置において、
電流の検出を表示する表示手段と、前記周波数比較手段
からの情報を受けて表示手段を制御する制御手段と、を
備えて構成されることを特徴とする電流検出装置。
【請求項３】請求項１または２記載の電流検出装置に
おいて、前記電流検出手段は電圧検出部を備えて構成さ
れることを特徴とする電流検出装置。
【請求項４】請求項３記載の電流検出装置において、
前記電流検出手段は電圧検出電圧範囲を設定する電圧調
節部を備えて構成されることを特徴とする電流検出装
置。
【請求項５】請求項１〜４いずれか１項に記載の電流
検出装置において、前記他周波数は、運行されている商
用交流電流の周波数の範囲を含んで設定されることを特
徴とする電流検出装置。
【請求項６】請求項１〜５いずれか１項に記載の電流
検出装置において、前記制御手段は、事故商用交流電流
と雷サージ電流とを区別して表示させることを特徴とす
る電流検出装置。
【請求項７】請求項１〜６いずれか１項に記載の電流
検出装置において、前記制御手段は、無線通信手段また
は有線通信手段を用いて電流検出個所から離れている個
所に検出表示を行なうことを特徴とする電流検出装置。