JP2006158011A - 避雷器監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の避雷器を配備した配電設備における避雷器監視システムの簡略化。
【解決手段】 複数の避雷器１を装備した複数の配電設備１０を共通の集中監視設備２０で監視するシステムで、各配電設備１０それぞれに１機ずつ子機２を配備し、共通の集中監視設備２０に子機２と無線で交信する親機２１を配備する。各配電設備１０の避雷器監視を対応する子機２で実施可能とし、子機２が避雷器異常発生を検知すると親機２１に避雷器異常信号を送信して異常避雷器の対処が実施され、親機２１から子機２に避雷器状況のリクエスト信号が送信されると各子機２が回答する。
【選択図】図１

Description

本発明は、配電盤などに設置された複数の避雷器の監視システムに関する。

多数の電源線や電話回線などの回線に電気機器を配線した配電盤、配電フロアのような配電設備においては、電気機器を雷サージによる誤動作、破損から保護する複数の避雷器（アレスタ）を設置している。この避雷器は、酸化亜鉛などの非線形電圧制限素子、放電ギャップ、ヒューズ等のサージ防護回路部品をプリント基板に実装した構成で、回線間や回線と接地線間、回線と電気機器間などに設置される。

過酷な条件下で使用される避雷器においては、非線形電圧制限素子が劣化したり、この劣化でヒューズが溶断するなどの異常が発生して、避雷器のサージ防護機能が損なわれることがある。そこで、１つの配電設備毎に複数の避雷器それぞれの故障の有無、種類を定期的に、あるいは、任意時に検知して監視することが行われている。この避雷器監視システムは、配電設備の複数の避雷器それぞれに接続した複数の監視端末と、遠隔地にある共通のホストコンピュータとを有線あるいは無線で接続して、中央のホストコンピュータで配電設備の各避雷器を監視するシステムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３７１６９号公報

１つの配電設備の複数の避雷器それぞれに避雷器の劣化や漏れ電流などの異常を検出する監視端末を接続し、この複数の監視端末の監視データを遠隔地にある中央のホストコンピュータに送信して、ホストコンピュータで配電設備の各避雷器を監視するシステムは、避雷器の数だけ監視端末が必要となり、電話回線のような多数の回線に多数の避雷器を配備した配電設備においては多数の監視端末のために配線が複雑となり、配電設備が複雑、大掛かりとなる。

本発明の目的とするところは、システム全体の構造、配線が簡単にできる避雷器監視システムを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、複数の避雷器と、この複数の各避雷器が正常なときのサージカウント信号を含む正常時信号および避雷器に異常が発生したときの避雷器劣化信号を含む異常時信号の内容をメモリし表示させる子機用ＣＰＵを有する子機を備えた複数の配電設備と、複数の配電設備の子機それぞれと無線で送受信して、子機からの送信信号で複数の各配電設備の避雷器を配電設備毎に統括的に監視する親機用ＣＰＵを有する親機を備えた集中監視設備とを具備したことを特徴とする。

ここで、配電設備は、複数の回線に電気機器を接続した配電盤や配電フロアで、同様な複数の配電設備の各々複数の避雷器を共通の１つの集中監視設備が監視する。配電設備の複数の避雷器のそれぞれの正常時信号は、雷サージが避雷器に流れた回数であるサージカウント信号や避雷器周辺の温度信号などであり、異常時信号は避雷器劣化信号や漏れ電流信号のような避雷器自体の異常や避雷器に付属するヒューズの溶断のような異常が発生したときに変化する出力信号である。これら正常時信号と異常時信号がインターフェースを介して子機用ＣＰＵに入力されて、例えば不揮発性メモリに記録され、液晶ディスプレイに表示される。この表示を見ることで、配電設備の複数の各避雷器が正常か否かが監視できる。また、配電設備の各避雷器の状況データを子機から集中監視設備の親機に無線で送信することで、親機用ＣＰＵで各配電設備の避雷器状況を配電設備毎に統括的に監視する。親機用ＣＰＵは、子機からの避雷器状況データをメモリし、各配電設備毎に正常か否かをＬＥＤ表示させるなどして、複数の配電設備を統括的に監視する。

本発明においては、複数の配電設備それぞれの子機と集中監視設備の親機を４２９ＭＨｚの周波数帯域で無線で送受信を行わせるようにすることができる。このように４２９ＭＨｚの周波数帯域での無線の送受信は、子機と親機共に常時の送受信ができて、１日２４時間の避雷器監視システムが採用できる。

また、本発明においては、配電設備の子機と集中監視設備の親機の間に、無線信号の送受信の中継をする中継子機を配備することができる。無線で信号の送受信する子機と親機の通信可能距離には限界があり、この限界を超えた距離では無線通信ができなくなることから、子機と親機の間に配備した中継子機で中継をして、子機と親機の通信可能距離を実質的に増大させる。特に、４２９ＭＨｚで無線通信する場合は、子機と親機の通信可能距離が２００ｍ〜３００ｍであることから、中継子機を使用することが実用上に望ましい。

本発明の場合、配電設備の子機が複数の避雷器のいずれかで異常発生を検知すると、異常発生避雷器の識別データをメモリし表示させると共に、子機から集中監視設備の親機に避雷器異常時信号を送信するようにすることができる。

この子機から親機に送信する避雷器異常時信号は、配電設備の複数の避雷器のいずれか１つでも異常が発生すると送信される単一信号で、この単一信号の送受信システムにより避雷器異常時信号の送受信のため必要な回線が簡略化でき、子機と親機共に送受信のための回路がシンプルで安価なものにすることができる。子機から親機に避雷器異常時信号が送信されると、集中監視設備側で避雷器に異常が発生した配電設備の存在が認知され、認知された配電設備の子機のメモリや表示から異常発生した避雷器が認知されて、避雷器交換などの対処が正確かつ迅速に行われる。

また、本発明においては、集中監視設備の親機から複数の配電設備の子機に避雷器状況リクエスト信号を送信し、各子機に親機からのリクエスト信号に対応させて子機用ＣＰＵにメモリされた避雷器状況データを親機に送信することができる。

常時は配電設備の子機から集中監視設備の親機に避雷器状況データの送信を行わず、集中監視設備側が定期的あるいは必要時に配電設備の避雷器監視を行う際のみに親機からリクエスト信号を子機に送信すると、リクエスト信号に回答するように子機から子機用ＣＰＵにメモリされた避雷器状況データを親機に送信する。このようにすることで集中監視設備は、定期的あるいは必要時にのみ各配電設備の避雷器状況を統括的に監視して、１回毎の監視が集中的にして的確に行えるようになり、配電設備が多数あっても見落とすといった監視ミスが発生する確率が少なくなる。

また、本発明においては、複数の集中監視設備の親機用ＣＰＵと通信回線を介して接続された共通の中央監視設備で複数の集中監視設備を統括的に監視することができる。この場合の中央監視設備は複数の集中監視設備と電話回線で接続されたホストコンピュータに相当し、複数の集中監視設備を統括的に監視すると共に、集中監視設備で監視される複数の配電設備をも統括的に監視する。

本発明の避雷器監視システムによれば、配電設備の複数の避雷器が配電設備付属の子機で監視可能であり、複数の配電設備の子機が共通の集中監視設備の親機で監視可能なために、複数の子機と１つの親機の間の無線回線数少なくして監視システム全体の回線の簡略化が図れ、安価な避雷器監視システムにすることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１（Ａ）（Ｂ）に示される避雷器監視システムは、複数の避雷器１を装備した複数の配電設備１０を共通の集中監視設備２０で監視する。複数の配電設備１０のそれぞれには１機ずつ子機２が配備され、共通の集中監視設備２０には複数の配電設備１０の子機２と無線で交信する親機２１が配備される。

図１（Ａ）に１つの配電設備１０の概要を示すと、配電設備１０は配電盤または配電フロアで、図示しない電気機器と回線に子機２を接続して構成される。子機２は、配電設備１０の複数の避雷器１それぞれを監視すると共に、集中監視設備２０の親機２１との間で４２９ＭＨｚの周波数帯域を使用して無線による送信と受信を行う。配電設備１０には、避雷器１の周囲温度を検出する温度センサ３と、複数の避雷器１のそれぞれの劣化を検出して子機２に出力する劣化信号集中監視装置４と、複数の避雷器１に流れた雷サージの数をカウントするカウンター５と、複数の避雷器１のいずれかに劣化などで漏れ電流が流れるとこれを検出するカレントトランス６が配備される。子機２は、ＡＣ１００Ｖを電源に作動すると共に、図２に示すようにバッテリー電源に切り替え可能にしてある。

図２の子機２は、複数の各避雷器１が正常なときのサージカウント信号を含む正常時信号Ｓａおよび避雷器に異常が発生したときの避雷器劣化信号を含む異常時信号Ｓｂをメモリし表示させる子機用ＣＰＵ１１を有する。正常時信号Ｓａは、カウンター５からのサージカウント信号や、温度センサー３からの周囲温度信号で、避雷器の劣化や故障の予測データなどに使用される。異常時信号Ｓｂは、劣化信号集中監視装置４からの避雷器劣化検出信号やカレントトランス６からの漏れ電流検出信号である。これら正常時信号Ｓａと異常時信号Ｓｂがインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１２を介してＣＰＵ１１に入力され、不揮発性メモリ（ＩＣ）１３に記憶されると共に、液晶ディスプレイ１５とＬＥＤインジケータ１７で表示される。

液晶ディスプレイ１５は、図４に示すような液晶パネル１５ａと操作用ボタン１５ｂを備える。液晶パネル１５ａは、漏れ電流表示と周囲温度表示およびサージカウント表示をすると共に、ソフトメニュー用スイッチＳＷを表示させる。ソフトメニュー用スイッチＳＷで各種設定用メニュー（通信チャンネル、自局ＩＤ、中継局ＩＤ、親機ＩＤ、セルフテストメニュー等）が選択される。ＬＥＤインジケータ１７は、子機２から親機２１への送信表示と、配電設備１０の複数の避雷器１のいずれか１つでも劣化が発生した場合の劣化表示と、バッテリーを使用した場合のバッテリー交換表示を行う。

なお、図２の子機２に示す無線部１４が、集中監視設備２０の親機２１との間で４２９ＭＨｚの周波数で送受信する。あるいは、図１（Ｂ）に示すように子機２と親機２１の間に配備した中継子機３１との間で送受信の通信を行う。中継子機３１は、図２の子機２と構造が同一の送受信機であればよく、構造の詳細説明は省略する。４２９ＭＨｚの周波数による無線通信は２００ｍ〜３００ｍの距離において有効であるが、通信距離が増大した場合や、高層建造物の異なる階の間で通信するような場合は、子機２と親機２１の間に中継子機３１を配備して、中継することが実用的である。中継子機３１の設置場所は任意であり、ＡＣ電源のない場所に設置されることもあることから、図２の子機２のようにバッテリーを搭載させる。なお、図２の子機２は、中継子機３１に合わせてバッテリー搭載させた構造にしているが、子機２はＡＣ電源のある場所に設置されることからバッテリーなしでもよい。

図３に集中監視設備２０の親機２１の概要を示す。親機２１は、子機２からの送信信号で複数の各配電設備１０の避雷器１を配電設備毎に統括的に監視する親機用ＣＰＵ２２を有する。親機用ＣＰＵ２２にインターフェース２３、メモリ（ＩＣ）２４、無線部２５、ＬＥＤインジケータ２６が接続され、インターフェース２３を介して外部の監視コンピュータ２７と接続される。親機用ＣＰＵ２２は、インターフェース２３を介して無線部２５に受信された子機２からの送信データを監視コンピュータ２７に出力し、また、監視コンピュータ２７で指示されたコマンドを子機２に送信する。通信周波数、自局ＩＤなどのパラメータの設定は、監視コンピュータ２７を用いて設定し、設定された内容は不揮発性メモリ２４に記録される。

図１（Ｂ）の避雷器監視システムは、１部所の集中監視設備２０で４部所の配電設備１０の避雷器監視をする。各配電設備１０には必要に応じて通信線、電源線などが配線される。各配電設備１０のすべての避雷器１が正常な状況にあるとき、各配電設備１０の子機２は避雷器が正常であることを示すデータをメモリし表示し、集中監視設備２０の親機２１にいつでも送信可能な状態にある。

この状態において、仮に１つの配電設備１０の１つの避雷器１が劣化して異常発生が検知されると、対応する子機２が異常発生避雷器の識別（ＩＤ）データをメモリし表示させると共に、子機２から集中監視設備２０の親機２１に避雷器異常時信号を送信する。すると、親機２１が複数の配電設備１０の内のどの配電設備に避雷器異常が発生したことを統括的に検知し、表示して警報などを発する。この集中監視設備２０の避雷器異常発生の認知に基づいて監視員が避雷器異常発生した特定の配電設備１０に出かけ、子機２を点検して異常発生した避雷器を特定し、避雷器交換などの対処をする。

また、集中監視設備２０側において、一括して複数全ての配電設備１０の子機２に避雷器状況リクエスト信号を送信する。すると、各子機２が親機２１からのリクエスト信号に回答するように子機用ＣＰＵのメモリに記録された避雷器状況データが親機２１に送信されて、親機２１が複数全ての配電設備１０の避雷器状況を統括的に監視し、避雷器異常のある配電設備が認知されると、上述同様な対処が行われる。

図５に示す実施の形態の避雷器監視システムは、上記の集中監視設備２０を複数配備した場合のもので、複数の集中監視設備２０をさらに上位の中央監視設備４０で監視する。複数の集中監視設備２０と１つの中央監視設備４０は、例えば電話回線で接続され、各集中監視設備２０の監視コンピュータ２７が中央監視設備４０のホストコンピュータ４１で集中監視される。ホストコンピュータ４１は複数の監視コンピュータ２７を統括的に監視することで、最終的に全ての各配電設備１０の避雷器を監視し、避雷器のメンテナンス実施に速やかに寄与する。このような中央監視設備４は、複数の集中監視設備２０が敷設された特定の電力会社などとセキュリティ契約した監視専門会社に敷設することができる。

なお、本発明の避雷器監視システムは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の実施の形態を示すもので、（Ａ）は避雷器監視システムにおける配電設備の概要を示すブロック図、（Ｂ）はシステム全体のブロック図である。 図１システムにおける子機のブロック図である。 図１システムにおける親機のブロック図である。 図２の子機における液晶ディスプレイの平面図である。 本発明の他の実施の形態を示す避雷器監視システムのブロック図である。

符号の説明

１ 避雷器
２ 子機
３ 温度センサ
４ 劣化信号集中監視装置
５ カウンター
６ カレントトランス
１０ 配電設備
１１ 子機用ＣＰＵ
２０ 集中監視設備
２１ 親機
２２ 親機用ＣＰＵ
２７ 監視コンピュータ
３１ 中継子機
４０ 中央監視設備
４１ ホストコンピュータ
Ｓａ 正常時信号
Ｓｂ 異常時信号

Claims (6)

1. 複数の避雷器と、当該避雷器が正常なときのサージカウント信号を含む正常時信号および避雷器に異常が発生したときの避雷器劣化信号を含む異常時信号の内容をメモリし表示させる子機用ＣＰＵを有する子機をそれぞれ備えた複数の配電設備と、
   前記複数の配電設備の子機それぞれと無線で送受信して、子機からの送信信号で複数の各配電設備の避雷器を配電設備毎に統括的に監視する親機用ＣＰＵを有する親機を備えた集中監視設備と、
   を具備したことを特徴とする避雷器監視システム。
2. 前記配電設備の子機と集中監視設備の親機を４２９ＭＨｚの周波数帯域で送受信を行わせるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の避雷器監視システム。
3. 前記配電設備の子機と集中監視設備の親機の間に、無線信号の送受信の中継をする中継子機を配備したことを特徴とする請求項１または２に記載の避雷器監視システム。
4. 前記配電設備の子機が複数の避雷器のいずれかで異常発生を検知すると、異常発生避雷器の識別データをメモリし表示すると共に、子機から前記集中監視設備の親機に避雷器異常時信号を送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の避雷器監視システム。
5. 前記集中監視設備の親機から前記複数の配電設備の子機に避雷器状況リクエスト信号を送信し、各子機に前記リクエスト信号の入力に対応させて子機用ＣＰＵにメモリされた避雷器状況データを親機に送信することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の避雷器監視システム。
6. 複数の前記集中監視設備の親機用ＣＰＵと通信回線を介して接続された共通の中央監視設備で複数の集中監視設備を統括的に監視することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の避雷器監視システム。

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