JP2008096336A - Simple detector of surge current - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、落雷等により架空送電線の電力線に発生するサージ電流を検出して落雷発生箇所を判定するサージ電流簡易検出器に関するものである。 The present invention relates to a simple surge current detector for detecting a lightning strike location by detecting a surge current generated in a power line of an overhead power transmission line due to a lightning strike or the like.
落雷等により架空送電線に発生するサージ電流を検出して故障点を把握する方法として、特許文献1に示すサージ受信方式がある。
この方法は、故障発生時のサージ波を送電線路両端で受信してその受信時刻を検出し、両端の受信時刻差がサージの伝搬時間差に一致することを利用して故障点を標定する方法である。
This method detects the surge wave at the time of failure occurrence at both ends of the transmission line, detects the reception time, and uses the fact that the difference in reception time at both ends matches the propagation time difference of the surge to locate the failure point. is there.
しかしながら、従来のサージ受信方式では、伝播時間差を求めるため、高精度な時間管理が必要でその装置電力が大きいものが一般であった。また、架空地線でのサージ受信が一般的であり、その伝送も光ファイバなど有線を使用するものであった。このため、本線に落雷した場合、事故に至らない落雷には対応していないものが一般的であった。 However, in the conventional surge reception system, in order to obtain the propagation time difference, a highly accurate time management is required and the apparatus power is generally large. In addition, surge reception is generally performed on an overhead ground wire, and the transmission is also performed using a wire such as an optical fiber. For this reason, when lightning strikes on the main line, those that do not respond to lightning strikes that do not lead to an accident are common.
また、サージ電流を受信するセンサとして一般的にCT(変成器)が使用されているが、磁気コアが必要となるため、高周波領域での磁気損失によりCTが発熱するという問題やCTが大型化してしまうという問題があった。 In addition, a CT (transformer) is generally used as a sensor for receiving a surge current. However, since a magnetic core is required, the problem is that the CT generates heat due to magnetic loss in the high frequency region, and the size of the CT increases. There was a problem that.
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し、装置本線のサージ電流を検出可能として本線(電力線)への落雷も検出することにより送電線の事故の有無に関係無く、送電線路の電力線上に発生した落雷位置を検出することができる簡易なサージ電流検出器を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art, detect the surge current of the main line of the device and detect lightning strikes to the main line (power line), regardless of whether there is an accident in the transmission line, An object of the present invention is to provide a simple surge current detector capable of detecting a lightning strike position generated on a power line.
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、低消費化を実現できるサージ電流検出器を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a surge current detector capable of realizing downsizing and low consumption of the apparatus.
上記目的を達成するため、本発明のサージ電流簡易検出器は、架空送電線の電力線の複数の箇所に取り付けられ、落雷によるサージ電流を受信する複数のサージ電流センサと、前記複数のサージ電流センサに対応して架空送電線の所定箇所に同数設けられ、少なくとも前記サージ電流のレベル情報が所定の値を超えたときに起動信号を発するしきい値比較部と、前記起動信号を受けて動作し、サージ検出情報及びサージ検出時刻を管理する制御部と、前記制御部から命令により動作し、情報を伝送する無線伝送部と、各部を駆動するための太陽電池あるいは一次電池電源と、から構成される検出器と、前記複数の検出器からのサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を無線で受信して、前記サージ電流の伝搬方向情報によりサージ発生点の両側に位置する2つの検出器を識別し、前記サージ電流レベル情報及び時刻情報から前記2つの検出器間での落雷箇所を判定する中央装置と、を備えることを特徴とする。 To achieve the above object, a simple surge current detector according to the present invention includes a plurality of surge current sensors attached to a plurality of locations of a power line of an overhead power transmission line and receiving a surge current caused by a lightning strike, and the plurality of surge current sensors. Corresponding to the threshold transmission unit provided at the same number of predetermined locations of the overhead power transmission line, and at least when the level information of the surge current exceeds a predetermined value, operates in response to the startup signal. A control unit that manages surge detection information and surge detection time, a wireless transmission unit that operates according to a command from the control unit and transmits information, and a solar cell or primary battery power source for driving each unit. Wirelessly receiving surge current level information, propagation direction information, and time information from the detectors and the plurality of detectors, and using the surge current propagation direction information Identify the two detectors positioned on both sides of the di-generation point, characterized in that it comprises a determining central unit lightning strike position between the surge current level information and the time information of the two detectors.
前記サージ電流センサとして、ロゴスキーコイル又はホール素子を用いることが好ましい。 As the surge current sensor, a Rogowski coil or a Hall element is preferably used.
本発明によれば、架空送電線の電力線に取り付ける構成として、落雷によるサージ電流を受信するサージ電流センサと、その電流レベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を検出、管理する検出器を太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、架空送電線の電力線上に設置できることから、送電線事故の有無に影響されず電力線への落雷を正確に検出・判定することができる。 According to the present invention, a solar cell includes a surge current sensor that receives a surge current caused by a lightning strike, and a detector that detects and manages current level information, propagation direction information, and time information. Alternatively, since it can be driven by the primary battery, it can be installed on the power line of the overhead power transmission line, so that it is possible to accurately detect and determine lightning strikes on the power line without being affected by the presence or absence of a power line accident.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明のサージ電流簡易検出器は、大きくサージ電流センサ、検出器、中央装置とに分類される。以下、構成部分毎に分けて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The surge current simple detector of the present invention is roughly classified into a surge current sensor, a detector, and a central device. Hereinafter, description will be made separately for each component.
(サージ電流センサ)
サージ電流センサは、架空送電線の電力線上の複数の箇所に取り付けられ、落雷によるサージ電流を受信する。
サージ電流センサとしては、ロゴスキーコイルを用いることが好ましい。ロゴスキーコイルを用いることにより、従来のようなCT(変成器)を用いた場合と比較して、磁気損失による発熱、飽和、ヒステリシスがなく、大電流計測においても小型化、軽量化を図ることができる。
また、サージ電流センサとしてホール素子を用いても、大電流計測において小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロゴスキーコイルやホール素子は検出器の消費電力を小さくするうえで有効である。
(Surge current sensor)
The surge current sensor is attached to a plurality of locations on the power line of the overhead power transmission line and receives a surge current caused by a lightning strike.
A Rogowski coil is preferably used as the surge current sensor. By using a Rogowski coil, there is no heat generation, saturation, and hysteresis due to magnetic loss compared to the case of using a conventional CT (transformer), and the size and weight can be reduced even when measuring large currents. Can do.
Even if a Hall element is used as the surge current sensor, it is possible to reduce the size and weight in measuring a large current.
Rogowski coils and Hall elements are effective in reducing the power consumption of the detector.
(検出器)
図1に、検出器の構成の概略図を示す。
サージ電流センサ4と接続される検出器5は、サージ電流センサ4からの信号を電圧信号に変換する入力回路6、前記電圧信号からサージ電流を抽出するフィルター回路7、サージ電流の大きさに応じて段階分けすると共に、センサ4からの信号出力極性を用いてサージ電流レベルに正負の極性信号を付加してサージ伝播方向を判別する比較部8、サージ電流レベルが所定の値を超えたときに起動信号を発生するしきい値比較部20、しきい値比較部20からの信号を受けて動作し該比較部8からのサージ電流レベル情報、伝搬方向情報、時刻情報をメモリ管理する制御部9、制御部9からの命令で動作しメモリ管理した情報を地上部へ伝送する伝送部10、所定の時刻をカウントする時計(GPS)11、及び、検出器5の各構成部を駆動させる電源12を備えている。なお、伝送部10は携帯電話またはメール伝送機器で構成され、電源12は太陽電池またはリチウム電池が用いられる。
(Detector)
FIG. 1 shows a schematic diagram of the configuration of the detector.
The
(中央装置)
中央装置は、地上部に配置されて、検出器5において検出したサージ電流レベル、サージ伝播方向、受信時刻の情報を無線により受信して集約し、これらの情報に基づいて架空送電線のどの位置で落雷が発生したかを特定するものである。
(Central device)
The central device is arranged on the ground and receives and aggregates information on the surge current level, surge propagation direction, and reception time detected by the
(サージ電流簡易検出器の設置例)
図2,3を参照して本サージ電流簡易検出器の架空送電線への設置例を説明する。
図2は、架空送電線の4導体の本線2にサージ電流センサ4及び検出器5を取り付け、本線上でのサージを検出するものである。
一方、図3は、サージ電流センサ4を架空送電線のGW(架空地線)1に、検出器5を鉄塔3上部に取り付けて、GW上でのサージを検出するものである。
(Installation example of a simple surge current detector)
An example of installation of the present surge current simple detector on an overhead power transmission line will be described with reference to FIGS.
In FIG. 2, a surge
On the other hand, FIG. 3 detects a surge on the GW by attaching the surge
(サージ電流簡易検出器の作用)
図4に示すように、架空送電線14上にサージ電流簡易検出器の検出器15〜18を所定間隔で複数設置し、検出したサージ電流レベル、サージ伝播方向、時刻の情報を中央装置19において集約するようにしておく。なお、検出器15〜18位置にはそれぞれに対応する位置にサージ電流センサ(図示せず)が配置されている。以下、図4及び図1を参照してサージ電流簡易検出器の作用を説明する。
(Operation of simple surge current detector)
As shown in FIG. 4, a plurality of
まず、サージ電流センサによりサージ電流を受信し、検出器15〜18で架空送電線14に流れるサージ電流レベルおよびサージ伝播方向を検出する。
例えば、図4のように検出器15と検出器16との間で落雷等が発生すると、サージ発生地点から左右にサージ電流が流れる。このサージ電流は検出器15、検出器16、検出器17、検出器18の所に設けられているそれぞれのサージ電流センサによって検出される。
First, a surge current sensor receives a surge current, and the
For example, when a lightning strike or the like occurs between the
これらのサージ電流センサによってそれぞれ検出されたサージ電流は、それぞれ検出器15〜18内に入力される。検出器15〜18においては、図1に示すように、入力回路6により、サージ電流信号が電圧信号に変換された後、フィルター回路7により前記電圧信号からサージ電流を抽出して、比較部8へ入力される。
The surge currents detected by these surge current sensors are respectively input into detectors 15-18. In the
比較部8では、サージ電流の大きさ(波高値)に応じて段階分けが行われる。
例えば、図5に示すように、サージ13の波高値がレベル5とレベル6の間にある場合は、サージ13の電流レベルはレベル5と判定される。
また、比較部8では、サージ電流センサから供給されたサージ電流の信号からその極性、すなわちサージ電流の流れる方向が判定される。図4に示す例では、検出器15では、サージ電流の流れる方向は図中左向きであり、検出器16、17、18では、サージ電流の流れる方向は右向きであるため、検出器15内の比較部8では極性−が付与され、検出器16、17、18内の比較部では極性+が付与される。
The
For example, as shown in FIG. 5, when the peak value of the surge 13 is between
Further, the
比較部8におけるサージ電流レベル情報、極性が付与された伝搬方向情報、及び時計11からの時刻情報はメモリ管理する制御部9に入力され、メモリ管理した情報が伝送部10から地上部の中央装置19(図4参照)へ無線で伝送される。
制御部9はサージ電流レベルがしきい値比較部20に設定された所定の値を超えたときに起動信号を出力する。また、伝送部10は制御部9からの伝送命令を受けて動作、伝送する。
平常時は検出器5の制御部9、伝送部10を休止状態にしておくことにより、消費電力を低減することができる。
The surge current level information in the
The
In normal times, the power consumption can be reduced by keeping the
図4に示す中央装置19においては、それぞれの検出器15〜18から受信したサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報およびその時刻情報に基づいてサージ発生点を判定する。
まず、中央装置19は、時刻情報に基づき同一時刻情報のグルーピングを行う。
同一時刻のグルーピングされた情報の検出器15〜18から受信したサージ電流の伝搬方向情報に基づいて、サージ発生点の両側に位置する2つの検出器を識別する。図4では、検出器15からは極性が−の情報が、検出器16からは極性が+の情報が受信されるため、サージ電流を発生した落雷は検出器15と検出器16との間に発生したと判断することができる。
次に、検出器15と検出器16から受信した、サージ電流レベル情報に基づいて、取り付けた電力線のサージ伝搬時の減衰率に応じて比例計算により検出器15及び検出器16間のどの位置で落雷が発生したかを特定する。
図6に基づいて、落雷点を特定するための手法を説明すると、3つの検出器15〜17(そのうち検出器15と、検出器16,17との極性が異なる)において、検出器15の検出レベルAを基準に減衰線22を、検出器16の検出レベルB及び検出器17の検出レベルCを基準に減衰線23を引き出し、その交点を落雷発生箇所として特定する。
In the
First, the
Based on the surge current propagation direction information received from the grouped
Next, based on the surge current level information received from the
A method for identifying a lightning strike will be described with reference to FIG. 6. The detection of the
(サージ電流簡易検出器の効果)
本実施形態のサージ電流簡易検出器によれば次のような効果を有する。
(1)情報伝送に無線、電源として太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、架空地線だけでなく本線へも設置することができ、本線へ落雷したが閃絡しないような落雷も発見できるようになる。
(2)架空送電線に取り付ける構成として、落雷によるサージ電流を受信するサージ電流センサと、その電流レベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を検出、管理する検出器のみとしているので、架空送電線の電力線上に設置でき、送電線事故の有無に影響されず電力線への落雷を正確に検出・判定することができる。
(3)サージ電流の大きさを比較器で簡易なレベル情報とすることで装置の簡素化及び伝送情報量の簡略化を図ることができる。
(4)時刻情報は同一サージのグルーピングを目的とするため極めて高い精度は必要なく装置の簡略化を図ることができる。
(5)平常時は検出器の制御部、伝送部を休止状態にしておくことにより、消費電力を低減することができる。
(6)情報伝送に無線、電源として太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、送電線電力線及びOPGW光ファイバなどの伝送手段がない送電線路へも容易に適用できる。
(7)サージ電流センサとしてロゴスキーコイルを用いているので、磁気損失による発熱、飽和、ヒステリシスがなく、大電流計測においても小型化、軽量化を図ることができるとともに検出器を低消費に寄与できる。
(8)また、図2のよう検出器を架空送電線の架空地線へ設置すれば、架空地線での落雷の検知も同様に検出することが容易にできる。
(Effect of simple surge current detector)
The simple surge current detector of the present embodiment has the following effects.
(1) Wireless transmission for information transmission, and it can be driven by solar cells or primary batteries as a power source, so it can be installed not only on overhead ground wires but also on the main line. Be able to discover.
(2) As the configuration to be attached to the overhead power transmission line, only the surge current sensor that receives the surge current due to lightning strike and the detector that detects and manages the current level information, propagation direction information, and time information are used. The lightning strike on the power line can be accurately detected and determined without being affected by the presence or absence of a power line accident.
(3) By setting the magnitude of the surge current to simple level information with a comparator, it is possible to simplify the apparatus and simplify the amount of transmission information.
(4) Since the time information is intended for grouping of the same surge, extremely high accuracy is not required and the apparatus can be simplified.
(5) The power consumption can be reduced by keeping the control unit and the transmission unit of the detector in a dormant state during normal times.
(6) Since information transmission is wireless and can be driven by a solar cell or a primary battery as a power source, it can be easily applied to a transmission line having no transmission means such as a transmission line power line and an OPGW optical fiber.
(7) Since a Rogowski coil is used as a surge current sensor, there is no heat generation, saturation, or hysteresis due to magnetic loss, and it is possible to reduce the size and weight of large current measurement and contribute to low consumption of the detector. it can.
(8) If a detector is installed on the overhead ground line of the overhead power transmission line as shown in FIG. 2, lightning strikes on the overhead ground line can be easily detected as well.
1 GW
2 本線
3 鉄塔
4 サージ電流センサ
5 検出器
6 入力回路
7 フィルター回路
8 比較部
9 制御部
10 伝送部
11 時計
12 電源
13 サージ
15,16,17,18 検出器
19 中央装置
20 しきい値比較部
22 23 減衰線
1 GW
2
Claims (3)
前記複数のサージ電流センサに対応して架空送電線の所定箇所に同数設けられ、少なくとも前記サージ電流のレベル情報が所定の値を超えたときに起動信号を発するしきい値比較部と、前記起動信号を受けて動作し、サージ検出情報及びサージ検出時刻を管理する制御部と、前記制御部から命令により動作し、情報を伝送する無線伝送部と、各部を駆動するための太陽電池あるいは一次電池電源と、から構成される検出器と、
前記複数の検出器からのサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を無線で受信して、前記サージ電流の伝搬方向情報によりサージ発生点の両側に位置する2つの検出器を識別し、前記サージ電流レベル情報及び時刻情報から前記2つの検出器間での落雷箇所を判定する中央装置と、
を備えることを特徴とするサージ電流簡易検出器。 A plurality of surge current sensors that are attached to a plurality of power lines of an overhead power transmission line and receive a surge current caused by a lightning strike,
A threshold comparison unit that is provided in the same number at predetermined locations of the overhead power transmission line corresponding to the plurality of surge current sensors, and that generates a startup signal at least when the level information of the surge current exceeds a predetermined value, and the startup A control unit that operates in response to a signal and manages surge detection information and surge detection time, a wireless transmission unit that operates according to a command from the control unit and transmits information, and a solar cell or a primary battery for driving each unit A power source, and a detector comprising:
Wirelessly receives surge current level information, propagation direction information, and time information from the plurality of detectors, and identifies two detectors located on both sides of the surge occurrence point by the surge current propagation direction information. A central device for determining a lightning strike point between the two detectors from the surge current level information and time information;
A surge current simple detector comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2006279781A JP2008096336A (en) | 2006-10-13 | 2006-10-13 | Simple detector of surge current |
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2006
- 2006-10-13 JP JP2006279781A patent/JP2008096336A/en active Pending
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