JP2011149729A - Lightning current distribution estimating system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate lightning current distribution to a grounding system of a building on a lightning strike by simply and accurately detecting a shunt waveform for an injected current. <P>SOLUTION: The lightning current distribution estimation system includes a current injector 30 for injecting without contact a current composed of a high frequency microcurrent having a predetermined frequency and a predetermined current value from the one point of the grounding system having a plurality of branching routes in the building, a current detector 50 disposed at the other point of the grounding system for detecting without contact the shunt current of the injected current passing through the branching routes in the grounding system, a peak value detecting means 61-70 for detecting a peak value by extracting the current component of a predetermined frequency from the detected shunt current, and a calculation unit 69 for calculating the shunt ratio to the predetermined current value from the peak value and for estimating the lightning current shunt ratio or the lightning current shunt value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、落雷時に、建造物の接地系統(例えば、接地線、接地構造体、あるいは導波管の外管部といった信号線の外部接地導体等)に侵入する雷電流の分布を推定する雷電流分布推定システムに係り、特に、建造物の接地系統の一地点から高周波微弱電流を注入し、他の各地点におけるその注入電流についての分流状態を測定し、この測定結果に基づいて、落雷時における建造物への雷電流分布の推定が可能な雷電流分布推定システムに関するものである。   The present invention relates to a lightning that estimates the distribution of lightning current that enters a grounding system of a building (for example, an external grounding conductor of a signal line such as a grounding wire, a grounding structure, or an outer tube of a waveguide) during a lightning strike. In particular, it is related to the current distribution estimation system, and in particular, a high-frequency weak current is injected from one point of the grounding system of the building, and the shunting state of the injected current is measured at each other point. The present invention relates to a lightning current distribution estimation system capable of estimating lightning current distribution to buildings in Japan.

落雷から設備機器を保護するため、建造物には各種の雷対策が施されている。例えば、避雷針による対策(直撃雷に対する保護)では、避雷針により落雷を受け止め、専用の避雷ケーブルを介して大地に埋設された接地体に雷電流を放流している。又、落雷時には、信号線や電源線に誘起電圧が生じ、過大電流が建造物に侵入するおそれがあるため、誘導雷に対する保護として、建造物内にはサージ防護デバイス(以下「SPD」という。)や耐雷トランスが配設されており、SPDにより、大地に埋設された接地体に過大電流を放流したり、耐雷トランスにより過大電流の侵入をブロックしている。   In order to protect equipment from lightning strikes, various lightning countermeasures have been implemented on buildings. For example, in a measure using a lightning rod (protection against a direct lightning strike), a lightning strike is received by a lightning rod, and a lightning current is discharged to a grounded body buried in the ground through a dedicated lightning arrester cable. In addition, when a lightning strike occurs, an induced voltage is generated in a signal line or a power line, and an excessive current may enter the building. Therefore, a surge protection device (hereinafter referred to as “SPD”) is provided in the building as a protection against the induced lightning. ) And a lightning-resistant transformer, and an SPD discharges an excessive current to a grounding body buried in the ground, and a lightning-resistant transformer blocks the entry of the excessive current.

他方、建造物に設置される接地が必要な設備機器は、建造物内に布設されるアースバーや建造物の鉄骨等に接地ケーブルを接続する等して、設備機器の接地を確保している。   On the other hand, equipment installed in a building that requires grounding ensures grounding of the equipment by connecting a grounding cable to an earth bar laid in the building or a steel frame of the building.

このように、建造物には接地系統が張り巡らされており、この接地系統にSPD等の防雷機器や各種の設備機器が接続されると共に、大地に埋設された接地体にその接地系統が接続されている。   In this way, the grounding system is stretched around the building, and lightning protection devices such as SPD and various equipment are connected to this grounding system, and the grounding system is connected to the grounding body buried in the ground. It is connected.

なお、避雷針用の接地体は、建造物の接地体と別個に配設される場合もあれば、建造物の接地体を共用する場合もある。   The lightning rod grounding body may be provided separately from the building grounding body, or may be shared with the building grounding body.

ところで、上述したように、落雷時には誘起された雷電流(微小なものから、SPDが動作する程度の過大なものまで様々)が建造物の接地系統に流入する可能性があるので、接地系統の各地点における流入電流分布(割合)を把握し、接地系統の各地点に配設されている設備機器への影響の調査・分析が求められている。このような調査・分析が満足に行えるとなれば、ひいては、接地系統の見直し(接地線の引き回し変更等の構造的な見直しや、設備機器の配置変更等)を効果的に行えることとなり、建造物全体の耐雷性能の向上を図ることが可能となる。特に、近年は設備機器の集積(以下「IC」という。)化が進んでいるところ、IC機器は一般的に耐電圧や絶縁抵抗の特性が低いため、このような調査・分析は極めて重要であり、且つ意義がある。   By the way, as described above, there is a possibility that a lightning current induced during a lightning strike (various from a minute one to an excessive one at which the SPD operates) may flow into the grounding system of the building. It is required to understand the distribution (ratio) of inflow current at each point, and to investigate and analyze the effects on the equipment installed at each point in the grounding system. If such investigation and analysis can be performed satisfactorily, the grounding system can be effectively reviewed (structural review such as ground wire routing changes and facility equipment layout changes). It becomes possible to improve the lightning resistance performance of the entire object. In particular, in recent years, the integration of equipment (hereinafter referred to as “IC”) is progressing, and IC devices generally have low withstand voltage and insulation resistance characteristics, so such investigation and analysis are extremely important. Yes and meaningful.

従来、接地系統の一地点から雷電流が侵入した場合、接地系統の各地点における雷電流分流の電流分布(割合)を把握するための雷電流分布推定システムとして、例えば次の(1)、(2)のようなシステムが知られている。   Conventionally, when a lightning current intrudes from one point of the grounding system, a lightning current distribution estimation system for grasping the current distribution (ratio) of the lightning current shunting at each point of the grounding system is, for example, the following (1), ( A system such as 2) is known.

(1) インパルス電圧を印加するシステム
このシステムは、例えば、下記の特許文献1に開示されているように、建造物(例えば、建造物の屋上に設置されている避雷針)に対し、実際の雷を模擬した比較的高圧のインパルス電圧を印加するシステムである。インパルス発生器により模擬雷(高圧波形)を建造物に印加し、建造物の複数箇所(測定ポイント)に設置した各測定器(例えば、電圧測定用のプローブ)により、電圧変化量を測定する。この試験結果に基づき、実際の雷電流が流入した際の雷電流分布を推定するものである。
(1) System for Applying Impulse Voltage This system, for example, as disclosed in Patent Document 1 below, applies actual lightning to a building (for example, a lightning rod installed on the roof of the building). This is a system that applies a relatively high impulse voltage that simulates the above. A simulated lightning (high voltage waveform) is applied to the building by an impulse generator, and the amount of voltage change is measured by each measuring device (for example, a probe for voltage measurement) installed at a plurality of locations (measurement points) of the building. Based on this test result, the lightning current distribution when the actual lightning current flows is estimated.

(2) 微弱電流を注入するシステム
このシステムは、基本的には大きく分けて、微弱電流を注入するための発生器と電流測定用の変流器(以下「CT」という。)とにより構成され、前記(1)のようなインパルス電圧を印加するシステムではなく、微弱電流を注入するシステムである。
(2) System for Injecting Weak Current This system is basically roughly divided into a generator for injecting weak current and a current measuring current transformer (hereinafter referred to as “CT”). This is not a system for applying an impulse voltage as in the above (1), but a system for injecting a weak current.

特許第4112871号公報Japanese Patent No. 4112871

しかしながら、従来の前記(1)、(2)のシステムでは、以下のような課題があった。   However, the conventional systems (1) and (2) have the following problems.

(1) インパルス電圧を印加するシステムの課題
このシステムでは、次のような課題がある。
(1) Problems of system for applying impulse voltage This system has the following problems.

(1・1) 試験時に数kV以上の大きなインパルス電圧を建造物に印加するため、建造物内に設置されている設備機器への悪影響が懸念される。又、雷対策として建造物内にはSPDが設置されているのが通例のところ、このような大きなインパルス電圧を印加した場合はSPDが反応することとなる。試験において何度もインパルス電圧を印加した場合は、SPDが劣化あるいは損傷してしまう可能性もある。     (1.1) Since a large impulse voltage of several kV or more is applied to the building during the test, there is a concern about adverse effects on the equipment installed in the building. Moreover, as a countermeasure against lightning, an SPD is usually installed in a building. When such a large impulse voltage is applied, the SPD reacts. If an impulse voltage is applied many times during the test, the SPD may be deteriorated or damaged.

(1・2) 印加する電圧が大きいため、感電等の試験中の安全対策に十分な配慮が必要である。     (1.2) Since the applied voltage is large, it is necessary to give sufficient consideration to safety measures during tests such as electric shock.

(1・3) 装置・準備が大掛かりなものとなる。     (1 ・ 3) Equipment / preparation will be significant.

(1・4) 前記(1・3)の理由から実施コストが高い。     (1 · 4) The implementation cost is high for the reason (1 · 3).

(1・5) 準備に多大な時間を要する。     (1.5) Preparation takes a lot of time.

(1・6) 一人で操作(測定)することは困難である。     (1.6) It is difficult to operate (measure) alone.

(1・7) 測定結果から分流分布を判断するためには、高度な経験と熟練を要する。     (1.7) In order to determine the shunt distribution from the measurement results, advanced experience and skill are required.

(2) 微弱電流を注入するシステムの課題
建造物がおかれる環境は様々である。例えば、一般の住宅や商業ビル等は電気的ノイズが少ない環境下におかれることが多い。一方、変電所・発電所等の電力施設内に建設される局舎、各種産業の工場敷地内に建設される建物、あるいは鉄道路線の側近に建設される建物等は、必然的に電気的ノイズが大きい環境下におかれることになる。
(2) Issues of systems that inject weak currents There are various environments in which buildings can be placed. For example, ordinary houses and commercial buildings are often placed in an environment with little electrical noise. On the other hand, a station building built in a power facility such as a substation / power plant, a building built in a factory site of various industries, or a building built in the vicinity of a railway line inevitably has electrical noise. Will be placed in a big environment.

このシステムは、微弱な電流を注入する方式であるところ、電気的ノイズが大きい環境下におかれる建造物では、満足に試験が行えない。即ち、測定器において注入電流の分流波形を測定したとしても、測定波形はノイズによる影響を大きく受けてしまうため、目的の測定波形を得ることができない。   Although this system is a method of injecting a weak current, it cannot be satisfactorily tested in a building placed in an environment where electrical noise is large. That is, even if the shunt waveform of the injected current is measured by the measuring instrument, the measurement waveform is greatly affected by noise, and the target measurement waveform cannot be obtained.

本発明のうちの請求項1に係る発明の雷電流分布推定システムは、建造物における複数の分岐路を有する接地系統の一地点から、所定の周波数及び所定の電流値を有する高周波微弱電流からなる注入電流を非接触にて注入する電流注入器と、前記接地系統の他の地点に設置され、前記接地系統における前記分岐路を経由した前記注入電流の分流電流を非接触にて検出する電流検出器と、検出された前記分流電流から前記所定の周波数の電流成分を抽出してピーク値を検出するピーク値検出手段と、前記ピーク値から前記所定の電流値に対する分流割合を算出して雷電流分流割合又は雷電流分流値を推定する演算部とを備えている。そして、前記所定の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数であることを特徴とする。   The lightning current distribution estimation system according to claim 1 of the present invention comprises a high-frequency weak current having a predetermined frequency and a predetermined current value from one point of a grounding system having a plurality of branch paths in a building. A current injector that injects an injected current in a contactless manner and a current detector that is installed at another point in the grounding system and detects the shunt current of the injected current via the branch path in the grounding contactlessly A peak value detecting means for detecting a peak value by extracting a current component of the predetermined frequency from the detected shunt current, a lightning current by calculating a shunt ratio with respect to the predetermined current value from the peak value And an arithmetic unit for estimating a shunt ratio or a lightning current shunt value. The predetermined frequency is calculated by setting a partial waveform corresponding to a quarter cycle, which is a rising portion, of the waveform corresponding to one cycle to a waveform that approximates a rising partial waveform of a lightning impulse current waveform. It is a frequency.

請求項2に係る発明は、請求項1記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記電流注入器は、前記注入電流を前記一地点に注入するカレントインジェクションプローブにより構成されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the lightning current distribution estimation system according to the first aspect, the current injector includes a current injection probe that injects the injected current into the one point.

請求項3に係る発明は、請求項1又は2記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記電流検出器は、前記分流電流を検出する変流器により構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the lightning current distribution estimation system according to claim 1 or 2, characterized in that the current detector is constituted by a current transformer that detects the shunt current.

請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記ピーク値検出手段は、少なくとも、検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、前記信号増幅部の出力信号に対してフィルタ処理を行い、前記所定の周波数の電流成分を抽出して前記ピーク値を検出するフィルタ処理手段と、を有する第1系統のピーク値検出手段であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the lightning current distribution estimation system according to any one of the first to third aspects, the peak value detecting means is at least based on the predetermined frequency from the detected shunt current. A first filter that cuts off a higher high-frequency component, a signal amplifying unit that amplifies the output signal of the first filter, and a filtering process on the output signal of the signal amplifying unit, and a current component of the predetermined frequency And a filter processing means for extracting and detecting the peak value.

請求項5に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記ピーク値検出手段は、少なくとも、検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、前記所定の周波数を有する参照信号を発生する信号発生部と、前記参照信号に同期して、前記信号増幅部の出力信号から前記参照信号と等しい周波数成分を検波し、前記ピーク値を検出する同期検波部と、を有する第2系統のピーク値検出手段であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the lightning current distribution estimation system according to any one of the first to third aspects, the peak value detection means is at least based on the predetermined frequency from the detected shunt current. A first filter that cuts off high-frequency components, a signal amplification unit that amplifies the output signal of the first filter, a signal generation unit that generates a reference signal having the predetermined frequency, and in synchronization with the reference signal The second system peak value detecting means includes a synchronous detection unit for detecting a frequency component equal to the reference signal from the output signal of the signal amplification unit and detecting the peak value.

請求項6に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記ピーク値検出手段は、第1系統のピーク値検出手段と、第2系統のピーク値検出手段とを備えている。   The invention according to claim 6 is the lightning current distribution estimation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the peak value detection means includes a peak value detection means of the first system and a peak of the second system. And a value detecting means.

前記第1系統のピーク値検出手段は、少なくとも、検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、前記信号増幅部の出力信号に対してフィルタ処理を行い、前記所定の周波数の電流成分を抽出して前記ピーク値を検出するフィルタ処理手段とを有している。更に、前記第2系統のピーク値検出手段は、少なくとも、検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、前記所定の周波数を有する参照信号を発生する信号発生部と、前記参照信号に同期して、前記信号増幅部の出力信号から前記参照信号と等しい周波数成分を検波し、前記ピーク値を検出する同期検波部とを有することを特徴とする。   The peak value detection means of the first system includes at least a first filter that cuts off a high frequency component higher than the predetermined frequency from the detected shunt current, and signal amplification that amplifies an output signal of the first filter And filter processing means for performing a filtering process on the output signal of the signal amplifying unit, extracting a current component of the predetermined frequency, and detecting the peak value. Further, the second system peak value detecting means amplifies at least a first filter that cuts off a high frequency component higher than the predetermined frequency from the detected shunt current and an output signal of the first filter. A signal amplifying unit; a signal generating unit that generates a reference signal having the predetermined frequency; and a frequency component equal to the reference signal is detected from an output signal of the signal amplifying unit in synchronization with the reference signal, and the peak And a synchronous detection unit for detecting a value.

請求項7に係る発明は、請求項4又は6記載の雷電流分布推定システムにおいて、前記フィルタ処理手段は、前記信号増幅部の出力信号に対してデジタルフィルタ処理を行うデジタルフィルタ処理部により構成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the lightning current distribution estimation system according to claim 4 or 6, wherein the filter processing means is constituted by a digital filter processing unit that performs digital filter processing on an output signal of the signal amplification unit. It is characterized by.

請求項8に係る発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システム前記所定の周波数は、略10kHz〜150kHzの範囲の周波数、前記所定の電流値は、交流の略10mA〜500mAの範囲の電流値であることを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the lightning current distribution estimation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the predetermined frequency is a frequency in a range of approximately 10 kHz to 150 kHz, and the predetermined current value is an alternating current. The current value is in the range of about 10 mA to 500 mA.

本発明の雷電流分布推定システムによれば、以下の(1)、(2)のような効果がある。   The lightning current distribution estimation system of the present invention has the following effects (1) and (2).

(1) 微弱電流を用いても分流波形を精度よく測定できる効果
(1・1) 接地系統の各地点(各測定ポイント)における分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができる。即ち、測定の際に注入する電流が微弱である場合、当該微弱電流にノイズ(周波数や大きさ等の異なる種々のノイズ)が混入すると、通常は当該微弱電流の分流波形を測定することは極めて困難であるが、請求項1〜8に係る発明によれば、前記のようにシステムを構成したので、注入する電流が微弱であっても効果的にノイズを処理(除去)し、目的の分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができる。
(1) The effect of accurately measuring the shunt waveform even if a weak current is used (1.1) The peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point (each measurement point) of the grounding system can be detected easily and accurately. . In other words, if the current injected at the time of measurement is weak, if noise (various noises with different frequencies, magnitudes, etc.) is mixed in the weak current, it is usually extremely difficult to measure the shunt waveform of the weak current. Although difficult, according to the inventions according to claims 1 to 8, since the system is configured as described above, even if the current to be injected is weak, noise is effectively processed (removed), and the desired shunting is performed. The peak value of the amplitude of the waveform can be detected easily and accurately.

特に、請求項6、7に係る発明のように、ピーク値検出手段を、デジタルフィルタ処理を行う第1系統のピーク値検出手段と、同期検波処理を行う第2系統ピーク値検出手段との両方により構成した場合には、両系統により検出すると共に、両系統の検出結果を比較することも可能となるため、更に精度良く接地系統の各地点における分流波形の振幅のピーク値を検出することができる。   In particular, as in the inventions according to claims 6 and 7, the peak value detecting means includes both a first system peak value detecting means for performing digital filter processing and a second system peak value detecting means for performing synchronous detection processing. In this case, since it is possible to detect both systems and compare the detection results of both systems, it is possible to detect the peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point of the ground system more accurately. it can.

(1・2) 前記のように効果的にノイズを処理できるので、変電所や発電所等の建造物(電気的ノイズが大きい環境下におかれる建造物)においても、微弱電流を用いて何ら不都合なく測定を行うことができる。     (1.2) Since noise can be processed effectively as described above, even in buildings such as substations and power plants (buildings placed in an environment where electrical noise is large) Measurement can be performed without inconvenience.

(1・3) 従来のインパルス電圧を印加するシステムであると、測定の際に大きな電圧を印加するので、建造物内への影響(例えば、建造物内の設備機器やSPDの損傷又は停電等)が懸念される。これに対し、本発明によれば、測定の際、微弱電流を用いるため、建造物内の設備機器へ与える影響を少なくすることができると共に、感電等の危険性が少ないため、作業者が安全に作業することができる。従って、本発明によれば、従来の懸念を解決でき、運用中(稼働中)の建造物に対して何ら問題なく測定を行うことができる。     (1 ・ 3) In the case of a system that applies a conventional impulse voltage, a large voltage is applied at the time of measurement, so the influence on the building (for example, damage to equipment or SPD in the building or power failure, etc.) ) Is a concern. On the other hand, according to the present invention, since a weak current is used for measurement, the influence on the equipment in the building can be reduced, and the danger of electric shock and the like is low, so that the operator can safely Can work on. Therefore, according to the present invention, conventional concerns can be solved, and measurement can be performed without any problem for a building in operation (in operation).

(1・4) 非接触の測定方式であるため、線の取り外し等を行う必要がなく、効率的に測定を行える。更に、操作性が簡便であり、1人で測定することも可能である。よって、従来のようなインパルス電圧を印加するシステムに比べ、準備等にかかる費用と時間を大幅に節約できる。     (1/4) Since it is a non-contact measurement method, it is not necessary to remove the wire, and the measurement can be performed efficiently. Furthermore, the operability is simple and it is possible to measure by one person. Therefore, compared to a conventional system that applies an impulse voltage, the cost and time required for preparation can be greatly reduced.

(1・5) 測定対象の建造物が高層ビル等の場合、建造物の容積が大きいため(階層が多層で、各階層の面積も大きいため)、分流波形を測定したい地点が、場合によっては数十カ所に及ぶこともある。従来のインパルス電圧を印加するシステムであると、多箇所の同時測定は実質不可能である。これに対し、本発明によれば、注入電流を単発的な雷インパルス波形ではなく連続的な交流(以下「AC」という。)波形にしているので、長時間にわたる連続的な測定が可能であると共に、多箇所の同時測定が可能となる。     (1.5) When the building to be measured is a high-rise building, etc., because the volume of the building is large (because the layer is multi-layered and the area of each layer is large), the point where you want to measure the shunt waveform may be Dozens of places. In a conventional system that applies an impulse voltage, simultaneous measurement at multiple locations is virtually impossible. In contrast, according to the present invention, since the injection current is not a single lightning impulse waveform but a continuous alternating current (hereinafter referred to as “AC”) waveform, continuous measurement over a long period of time is possible. At the same time, simultaneous measurement at multiple locations is possible.

(1・6) 前記のように接地系統の各地点における分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができると共に、多箇所の同時測定も可能であるため、接地系統の各地点における分流(分布)の割合(対注入電流比)の算出も、精度良く可能となる。     (1.6) As described above, the peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point of the grounding system can be detected easily and accurately, and multiple points can be simultaneously measured. It is also possible to accurately calculate the ratio (distribution to injection current) of the shunt current (distribution) in.

(2) 雷電流の分流波形について精度良く推定できる効果
請求項1に係る発明によれば、注入する高周波微弱電流の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数としたので、流入電流が高周波微弱電流の場合における接地系統の各地点における分流割合と、流入電流が雷電流の場合の分流割合とを、同等であると推定できる。そのため、分流割合を本発明の高周波微弱電流にて測定することにより、雷電流が侵入した場合の分流割合を精度良く推定することができる。
(2) The effect of accurately estimating the shunt waveform of the lightning current According to the invention according to claim 1, the frequency of the high-frequency weak current to be injected is a quarter cycle that is a rising portion of the waveform for one cycle. Since the partial waveform is a frequency calculated by approximating the rising partial waveform of the lightning impulse current waveform, the shunt ratio at each point of the grounding system and the inflow when the inflow current is high frequency weak current It can be estimated that the shunt ratio when the current is a lightning current is equivalent. Therefore, by measuring the shunt ratio with the high frequency weak current of the present invention, the shunt ratio when the lightning current enters can be estimated with high accuracy.

図1は本発明の実施例1における雷電流分布推定システムを示す概略の構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a lightning current distribution estimation system in Embodiment 1 of the present invention. 図2は図1中の電流注入器30を示す概略の構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the current injector 30 in FIG. 図3は図1中の電流検出器50を示す概略の構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the current detector 50 in FIG. 図4は図1中の同期検波部66の構成を示す概略の回路図である。FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing the configuration of the synchronous detection unit 66 in FIG. 図5は図1中の表示部71の構成例を示す概略の図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of the display unit 71 in FIG. 図6は変電所における無線鉄塔の局舎を例にした電流注入ポイント及び電流検出ポイントを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a current injection point and a current detection point in the case of a radio tower in a substation. 図7−1は図1の試験結果例である注入電流波形を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating an injection current waveform as an example of the test result of FIG. 図7−2は図1の試験結果例である注入電流波形を示す図である。FIG. 7-2 is a diagram illustrating an injection current waveform as an example of the test result of FIG. 図7−3は図1の試験結果例である注入電流波形を示す図である。FIG. 7C is a diagram illustrating an injection current waveform as an example of the test result of FIG. 図7−4は図1の試験結果例である注入電流波形を示す図である。FIG. 7-4 is a diagram showing an injection current waveform as an example of the test result of FIG. 図8は図4の同期検波部66における入出力波形を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing input / output waveforms in the synchronous detector 66 of FIG. 図9−1は試験結果例である図6の電流検出ポイントP1における信号波形図である。FIG. 9A is a signal waveform diagram at the current detection point P1 in FIG. 6 which is an example of a test result. 図9−2は試験結果例である図6の電流検出ポイントP2における信号波形を示す図である。FIG. 9-2 is a diagram illustrating a signal waveform at the current detection point P2 in FIG. 6 which is an example of a test result. 図9−3は試験結果例である図6の電流検出ポイントP3における信号波形を示す図である。FIG. 9C is a diagram illustrating a signal waveform at the current detection point P3 in FIG. 6 which is an example of a test result. 図9−4は試験結果例である図6の電流検出ポイントP4における信号波形を示す図である。FIG. 9-4 is a diagram illustrating a signal waveform at the current detection point P4 in FIG. 6 which is an example of a test result. 図9−5は試験結果例である図6の電流検出ポイントP5における信号波形を示す図である。FIG. 9-5 is a diagram illustrating a signal waveform at the current detection point P5 in FIG. 6 which is an example of a test result. 図9−6は試験結果例である図6の電流検出ポイントP6における信号波形を示す図である。FIG. 9-6 is a diagram illustrating a signal waveform at the current detection point P6 in FIG. 6 which is an example of a test result.

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。   Modes for carrying out the present invention will become apparent from the following description of the preferred embodiments when read in light of the accompanying drawings. However, the drawings are only for explanation and do not limit the scope of the present invention.

(実施例1の構成)
図1は、本発明の実施例1における雷電流分布推定システムを示す概略の構成図である。
(Configuration of Example 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a lightning current distribution estimation system in Embodiment 1 of the present invention.

この雷電流分布推定システムは、高周波微弱電流からなる注入電流を接地系統における一地点から注入する電流注入装置10と、接地系統の他の地点(電流検出ポイント)における分流電流の分布(分流の割合)を測定する計測装置40とを備えている。   This lightning current distribution estimation system includes a current injection device 10 that injects an injection current consisting of high-frequency weak current from one point in the grounding system, and a distribution of shunt currents at other points (current detection points) in the grounding system. ) Is measured.

電流注入装置10は、注入電流を発生する信号発生装置20と、この出力側に接続された電流注入器30とを備えている。電流注入器30は、信号発生装置20で発生された注入電流に基づき、建造物における複数の分岐路を有する接地系統の一地点から、所定の周波数及び所定の電流値を有する高周波微弱電流からなる注入電流を非接触にて注入するものである。   The current injection device 10 includes a signal generator 20 that generates an injection current, and a current injector 30 connected to the output side. The current injector 30 is composed of a high frequency weak current having a predetermined frequency and a predetermined current value from one point of the grounding system having a plurality of branch paths in the building based on the injected current generated by the signal generator 20. The injection current is injected in a non-contact manner.

注入対象箇所として接地系統の一地点に注入する電流特性としては、設置されている設備機器に対し、悪影響(誤動作等)を及ぼさないよう、注入電流は小さい値であることが望ましい。しかし、一方で、計測装置40側の電流検出器で読み取ることになる分流電流があまりにも小さい値であると読み取り不可能である。そのため、注入電流は、前記両条件を満足するよう、所定の周波数及び所定の電流値を有する高周波微弱電流としている。所定の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数であり、例えば、略10〜150kHzの範囲の周波数であり、好ましくは100kHz程度が望ましい。更に、所定の電流値は、ACの略10〜500mAの範囲の電流値であることが望ましい。   As a current characteristic to be injected into one point of the grounding system as an injection target location, it is desirable that the injection current is a small value so as not to have an adverse effect (malfunction or the like) on the installed equipment. However, on the other hand, if the shunt current to be read by the current detector on the measuring device 40 side is too small, reading is impossible. Therefore, the injection current is a high-frequency weak current having a predetermined frequency and a predetermined current value so as to satisfy both conditions. The predetermined frequency is a frequency calculated by setting a partial waveform corresponding to a quarter of the rising portion of the waveform corresponding to one cycle to a waveform that approximates the rising partial waveform of the lightning impulse current waveform. For example, the frequency is in the range of about 10 to 150 kHz, preferably about 100 kHz. Furthermore, the predetermined current value is desirably a current value in a range of approximately 10 to 500 mA of AC.

電流注入器30に対して注入電流を与えるための信号発生装置20は、例えば、所定周波数で発振する水晶発振器等の信号発生部21と、この信号発生部21の出力側に接続された信号増幅部22と、条件設定部23と、これらの信号発生部21、信号増幅部22及び条件設定部23を制御するための制御部24とを有している。   The signal generator 20 for supplying an injection current to the current injector 30 includes, for example, a signal generator 21 such as a crystal oscillator that oscillates at a predetermined frequency, and a signal amplifier connected to the output side of the signal generator 21. A control unit 24 for controlling the signal generation unit 21, the signal amplification unit 22, and the condition setting unit 23.

信号増幅部22は、信号発生部21の出力信号を所定の増幅率で増幅して電流注入器30へ供給する回路である。これらの信号発生部21及び信号増幅部22により、注入電流が結果的にAC10〜500mA程度となるよう調整を行う構成になっている。例えば、信号発生部21から出力する信号波形を以下のようにすると共に、信号増幅部22の増幅率を以下のようにしている。そうすることで、AC10〜500mA程度の電流が注入対象箇所に注入されることとなる。
電圧;AC1V、増幅率;10倍、周波数;100kHz
The signal amplifier 22 is a circuit that amplifies the output signal of the signal generator 21 with a predetermined amplification factor and supplies the amplified signal to the current injector 30. The signal generating unit 21 and the signal amplifying unit 22 are configured to adjust the injection current to be about AC 10 to 500 mA as a result. For example, the signal waveform output from the signal generator 21 is as follows, and the amplification factor of the signal amplifier 22 is as follows. By doing so, the electric current of about AC10-500mA will be inject | poured into the injection | pouring object location.
Voltage: AC1V, Amplification factor: 10 times, Frequency: 100kHz

条件設定部23は、信号発生部21の出力電圧や周波数を設定するために種々の値の入力が可能で、更に、信号増幅部22の増幅率を設定するために種々の値の入力が可能になっており、設定用ボタン等により構成されている。制御部24は、制御信号S24a,S24b,S24cにより信号発生部21、信号増幅部22及び条件設定部23をそれぞれ制御し、条件設定部23に入力された各値を読み取り、信号発生部21に対して出力電圧や周波数をセットし、信号増幅部22に対して増幅率をセットする機能を有し、中央処理装置(以下「CPU」という。)等により構成されている。   The condition setting unit 23 can input various values in order to set the output voltage and frequency of the signal generating unit 21, and can input various values in order to set the amplification factor of the signal amplifying unit 22. It is composed of setting buttons and the like. The control unit 24 controls the signal generation unit 21, the signal amplification unit 22, and the condition setting unit 23 according to the control signals S24a, S24b, and S24c, reads each value input to the condition setting unit 23, and sends it to the signal generation unit 21. On the other hand, it has a function of setting an output voltage and frequency and setting an amplification factor for the signal amplifying unit 22, and is constituted by a central processing unit (hereinafter referred to as "CPU") or the like.

なお、注入対象箇所に注入される電流の値は、諸条件(例えば、接地系統の特性、電流注入器30の特性等)により変化するものであって、一様に定まるものではない。そのため、結果的に注入電流の値がAC10〜500mA程度になるよう、信号発生部21及び信号増幅部22で原電圧波形及び増幅率を設定している。それぞれの設定は、条件設定部23及び制御部24で行う。   Note that the value of the current injected into the injection target location varies depending on various conditions (for example, the characteristics of the grounding system, the characteristics of the current injector 30), and is not determined uniformly. Therefore, the original voltage waveform and the amplification factor are set by the signal generation unit 21 and the signal amplification unit 22 so that the value of the injection current is about AC 10 to 500 mA as a result. Each setting is performed by the condition setting unit 23 and the control unit 24.

電流注入器30は、信号増幅部22からの出力電圧を受けて、非接触で接地系統の一地点に電流を注入するものであり、本実施例1では、例えば、カレントインジェクションプローブを用いている。   The current injector 30 receives the output voltage from the signal amplifying unit 22 and injects a current into one point of the grounding system in a non-contact manner. In the first embodiment, for example, a current injection probe is used. .

計測装置40は、電流検出ポイントに設置されて非接触にて分流電流を検出する電流検出器50と、その検出された分流電流を解析してピーク値及び分流割合等を求める解析装置60とを備えている。   The measuring device 40 includes a current detector 50 that is installed at a current detection point and detects a shunt current in a non-contact manner, and an analysis device 60 that analyzes the detected shunt current and obtains a peak value, a shunt ratio, and the like. I have.

電流検出器50は、例えば、CTにより構成され、この出力側に、解析装置60が接続されている。   The current detector 50 is configured by, for example, CT, and an analysis device 60 is connected to the output side.

解析装置60は、電流検出器50で検出された分流電流から所定の周波数の電流成分を抽出してピーク値を検出するピーク値検出手段と、そのピーク値から所定の電流値に対する分流割合を算出して雷電流分流割合又は雷電流分流値を推定する演算部69等とを備えている。   The analysis device 60 extracts a current component of a predetermined frequency from the shunt current detected by the current detector 50 and detects a peak value, and calculates a shunt ratio with respect to the predetermined current value from the peak value. And a calculation unit 69 for estimating the lightning current diversion ratio or the lightning current diversion value.

前記ピーク値検出手段は、原波形に対してフィルタ処理(例えば、デジタルフィルタ処理)を行う第1系統のピーク値検出手段と、原波形及び参照波形を入力して同期検波処理を行う第2系統のピーク値検出手段とを有している。   The peak value detection means includes a first system peak value detection means for performing filter processing (for example, digital filter processing) on the original waveform, and a second system for performing synchronous detection processing by inputting the original waveform and the reference waveform. And a peak value detecting means.

第1系統のピーク値検出手段は、少なくとも、電流検出器50の出力側に接続された第1フィルタ61、信号増幅部62、及びフィルタ処理手段(例えば、デジタルフィルタ処理部70)により構成されている。この第1系統のピーク値検出手段には、検出精度を向上させるための第2フィルタ63や、デジタル処理を行うためのアナログ/デジタル変換部(以下「A/D変換部」という。)64等を設けることが望ましい。   The peak value detection means of the first system is composed of at least a first filter 61 connected to the output side of the current detector 50, a signal amplification unit 62, and filter processing means (for example, digital filter processing unit 70). Yes. The first system peak value detection means includes a second filter 63 for improving detection accuracy, an analog / digital conversion unit (hereinafter referred to as “A / D conversion unit”) 64 for performing digital processing, and the like. It is desirable to provide.

第2系統のピーク値検出手段は、少なくとも、第1フィルタ61、信号増幅部62、信号発生部65、及び同期検波部66により構成されている。この第2系統のピーク値検出手段には、検出精度を向上させるための第2フィルタ63及び第3フィルタ67や、デジタル処理を行うためのアナログ/デジタル変換部(以下「A/D変換部」という。)64等を設けることが望ましい。   The second system peak value detection means includes at least a first filter 61, a signal amplification unit 62, a signal generation unit 65, and a synchronous detection unit 66. The second system peak value detection means includes a second filter 63 and a third filter 67 for improving detection accuracy, and an analog / digital conversion unit (hereinafter referred to as “A / D conversion unit”) for performing digital processing. It is desirable to provide 64 etc.

第1系統のピーク値検出手段において、第1フィルタ61は、電流検出器50で検出された分流電流から、所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断するものであり、例えば、ローパスフィルタ(以下「LPF」という。)により構成されている。分流波形は、接地系統をたどってきたものであり、ノイズが含まれているため(特に、変電所等の建造物における分流波形は大きなノイズが含まれている場合が多いため)、第1フィルタ61を構成するLPFにより、一定の周波数帯の信号成分を遮断(カット)する。例えば、注入電流が100kHzである場合は、抽出したい分流波形の周波数も100kHzなので、500kHz以上の周波数成分をカットする。この第1フィルタ61の出力側には、信号増幅部62が接続されている。   In the peak value detection means of the first system, the first filter 61 blocks a high frequency component higher than a predetermined frequency from the shunt current detected by the current detector 50. LPF ”). The shunt waveform follows the grounding system and contains noise (particularly because the shunt waveform in buildings such as substations often contains large noise), the first filter The signal components in a certain frequency band are cut off (cut) by the LPF constituting 61. For example, when the injection current is 100 kHz, the frequency component of 500 kHz or more is cut because the frequency of the shunt waveform to be extracted is also 100 kHz. A signal amplifying unit 62 is connected to the output side of the first filter 61.

信号増幅部62は、注入電流が微弱な電流(例えば、AC10〜500mA程度)であってその注入電流の分流である分流電流が更に微弱なものとなるため、第1フィルタ61の出力信号を所定の増幅率で増幅するものである。電流注入装置10側の信号増幅部22と同様に、信号増幅部62の増幅率は可変である。この信号増幅部62の出力側には、第2フィルタ63が接続されている。第2フィルタ63は、信号増幅部62で増幅した信号に対して、念のためフィルタリングするためのものであり、第1フィルタ61と同様に、例えば500kHz以上の周波数成分をカットして、このアナログ出力信号S63をA/D変換部64の第1チャネルCh1へ与える構成になっている。   The signal amplifying unit 62 has a weak injection current (for example, about AC 10 to 500 mA) and a shunt current that is a shunt of the injection current becomes weaker. It amplifies with the amplification factor of. Similar to the signal amplification unit 22 on the current injection device 10 side, the amplification factor of the signal amplification unit 62 is variable. A second filter 63 is connected to the output side of the signal amplifier 62. The second filter 63 is for filtering the signal amplified by the signal amplifying unit 62 just in case, and similarly to the first filter 61, for example, a frequency component of 500 kHz or more is cut and this analog is cut. The output signal S63 is applied to the first channel Ch1 of the A / D converter 64.

第2系統のピーク値検出手段において、信号発生部65は、所定の周波数を有するパルス信号からなる参照信号S65を発生するものであり、水晶発振器等で構成されている。この信号発生部65の出力側には、同期検波部66が接続されている。同期検波部66は、参照信号S65に同期して、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63からその参照信号S65と等しい周波数成分を検波して所定の周波数の電流成分を出力する回路であり、この出力側に、第3フィルタ67が接続されている。第3フィルタ67は、同期検波部66から出力される同期検波波形の出力信号S66を念のためにフィルタ処理し、このアナログ出力信号S67をA/D変換部64の第2チャネルCh2へ与える構成になっている。   In the second system of peak value detection means, the signal generator 65 generates a reference signal S65 composed of a pulse signal having a predetermined frequency, and is constituted by a crystal oscillator or the like. A synchronous detector 66 is connected to the output side of the signal generator 65. The synchronous detection unit 66 is a circuit that detects a frequency component equal to the reference signal S65 from the analog output signal S63 of the second filter 63 in synchronization with the reference signal S65, and outputs a current component of a predetermined frequency. A third filter 67 is connected to the output side. The third filter 67 filters the output signal S66 of the synchronous detection waveform output from the synchronous detection unit 66 just in case, and provides this analog output signal S67 to the second channel Ch2 of the A / D conversion unit 64. It has become.

A/D変換部64は、第1チャネルCh1から入力された第2フィルタ63のアナログ出力信号S63をデジタル信号に変換すると共に、第2チャネルCh2から入力された第3フィルタ67のアナログ出力信号をデジタル信号に変換し、これらのデジタル信号を演算部69へ与える機能を有している。   The A / D converter 64 converts the analog output signal S63 of the second filter 63 input from the first channel Ch1 into a digital signal, and converts the analog output signal of the third filter 67 input from the second channel Ch2. It has a function of converting into digital signals and supplying these digital signals to the arithmetic unit 69.

演算部69は、A/D変換部64の出力信号、及びデジタルフィルタ処理部70の出力信号等を入力し、検出された分流電流のピーク値から所定の電流値に対する分流割合を算出して雷電流分流割合又は雷電流分流値を推定する機能の他に、信号増幅部62、信号発生部65、条件設定部68、及びデータ出力手段(例えば、表示部71)を制御するための制御信号S69a,S69b,S69c,S69d等を出力する機能も有しており、CPU等で構成されている。   The calculation unit 69 receives the output signal of the A / D conversion unit 64, the output signal of the digital filter processing unit 70, etc., calculates the shunt ratio with respect to a predetermined current value from the detected peak value of the shunt current, and In addition to the function of estimating the current shunt ratio or the lightning current shunt value, the control signal S69a for controlling the signal amplification unit 62, the signal generation unit 65, the condition setting unit 68, and the data output means (for example, the display unit 71). , S69b, S69c, S69d, etc., and a CPU or the like.

条件設定部68は、信号発生部65の電圧や周波数を設定するための種々の値が入力可能であると共に、信号増幅部62の増幅率を設定するための種々の値が入力可能であり、且つ、表示部71の表示内容(例えば、リアルタイム表示、1秒更新表示、5秒更新表示等)の設定を行うものであり、設定用ボタン等により構成されている。条件設定部68で設定された条件は、演算部69により把握され、この演算部69から出力される制御信号S69a,S69b,S69c,S69dにより、信号増幅部62、信号発生部65、条件設定部68、及び表示部71が所定の動作を行う構成になっている。   The condition setting unit 68 can input various values for setting the voltage and frequency of the signal generation unit 65 and various values for setting the amplification factor of the signal amplification unit 62. In addition, the display content of the display unit 71 (for example, real-time display, 1-second update display, 5-second update display, etc.) is set, and is configured by setting buttons and the like. The conditions set by the condition setting unit 68 are grasped by the calculation unit 69, and the signal amplification unit 62, the signal generation unit 65, and the condition setting unit are controlled by the control signals S69a, S69b, S69c, and S69d output from the calculation unit 69. 68 and the display unit 71 are configured to perform predetermined operations.

デジタルフィルタ処理部70は、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63をA/D変換部64及び演算部69を介して入力し、目的の周波数帯の信号(例えば、100kHz帯の分流波形)を抽出してこの抽出結果を演算部69へ与える機能を有している。このデジタルフィルタ処理部70は、数学的なアルゴリズムを用いて高速演算(例えば、高速フーリエ変換やZ変換)することにより、目的の周波数帯の信号成分を抽出するものであり、アナログフィルタ処理に比べて信号対雑音比(SN比)が高く、目的の周波数帯以外の周波数帯の信号をほとんどカットできるメリットがある。   The digital filter processing unit 70 inputs the analog output signal S63 of the second filter 63 via the A / D conversion unit 64 and the calculation unit 69, and extracts a signal in a target frequency band (for example, a shunt waveform in the 100 kHz band). Thus, the extraction result is provided to the calculation unit 69. The digital filter processing unit 70 extracts a signal component in a target frequency band by performing high-speed calculation (for example, fast Fourier transform or Z conversion) using a mathematical algorithm, and is compared with analog filter processing. The signal-to-noise ratio (SN ratio) is high, and there is an advantage that almost all signals in frequency bands other than the target frequency band can be cut.

前記演算部69は、具体的には次の(i)〜(iv)のような機能を有している。
(i) 演算部69は、デジタルフィルタ処理部70の出力信号が入力されると、デジタルフィルタ処理部70で抽出された目的の周波数帯の波形を把握し、ピーク値についても把握する。これにより、第1系統による波形測定が完了する。一方、演算部69は、A/D変換部64における第2チャネルCh2の出力信号が入力されると、A/D変換部64でA/D変換された同期検波波形を把握し、同期検波波形のピーク値についても把握する。なお、同期検波部66の回路特性上、同期検波後の波形の周波数は変形される場合もあるが、同期検波後の波形のピーク値は、目的の周波数帯の波形のピーク値と等しい値となる。そのため、同期検波後の波形のピーク値を、目的の周波数帯の波形のピーク値と見做すことができる。これにより、第2系統による波形測定が完了する。そして、演算部69は、第1系統で測定された分流波形のピーク値及び/又は第2系統で測定された分流波形のピーク値を表示するよう表示部71へ命令する。
Specifically, the calculation unit 69 has the following functions (i) to (iv).
(I) When the output signal of the digital filter processing unit 70 is input, the calculation unit 69 grasps the waveform of the target frequency band extracted by the digital filter processing unit 70 and also grasps the peak value. Thereby, the waveform measurement by the first system is completed. On the other hand, when the output signal of the second channel Ch2 in the A / D conversion unit 64 is input, the calculation unit 69 grasps the synchronous detection waveform that has been A / D converted by the A / D conversion unit 64, and the synchronous detection waveform. Also grasp the peak value of. Note that the frequency of the waveform after the synchronous detection may be modified due to the circuit characteristics of the synchronous detection unit 66, but the peak value of the waveform after the synchronous detection is equal to the peak value of the waveform in the target frequency band. Become. Therefore, the peak value of the waveform after synchronous detection can be regarded as the peak value of the waveform in the target frequency band. Thereby, the waveform measurement by the second system is completed. Then, the calculation unit 69 instructs the display unit 71 to display the peak value of the shunt waveform measured in the first system and / or the peak value of the shunt waveform measured in the second system.

(ii) 上述したように、演算部69は、目的の周波数帯の波形のピーク値を把握する一方、条件設定によって注入電流値についても把握しているので、これらの値を基に、分流比についても算出し、この算出結果を表示するよう表示部71へ命令する。   (Ii) As described above, the calculation unit 69 grasps the peak value of the waveform in the target frequency band and also grasps the injection current value by setting the conditions. Therefore, based on these values, the shunt ratio And the display unit 71 is instructed to display the calculation result.

(iii) 演算部69は、流入電流が雷電流であった場合の分流比について推定する。この推定の原理は、本実施例1において、注入する高周波微弱電流の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数であるので、流入電流が高周波微弱電流の場合における接地系統の各地点における分流割合と、流入電流が雷電流の場合の分流割合とを、同等と推定できる、ことに基づくものである。又、予め条件設定により、演算部69に対して一般的な雷電流の電流値を記憶させておけば(例えば、直撃雷時の雷電流値を数種類、誘導雷時の雷電流値を数種類記憶させておけば)、これらの一般的な雷電流値と、先程推定した分流比とに基づき、接地系統の各地点における雷電流の分流電流のピーク値を推定することもできる。そして、演算部69は、この推定結果を表示するよう表示部71に命令する。   (Iii) The computing unit 69 estimates the shunt ratio when the inflow current is a lightning current. The principle of this estimation is that in the first embodiment, the frequency of the high frequency weak current to be injected is the rising waveform of the lightning impulse current waveform. Since it is a frequency calculated by making it a waveform that approximates a partial waveform, the shunt ratio at each point of the grounding system when the inflow current is a high-frequency weak current, and the shunt ratio when the inflow current is a lightning current, It is based on what can be estimated as equivalent. Further, if the current value of a general lightning current is stored in the calculation unit 69 in advance by setting conditions (for example, several types of lightning current values during direct lightning strikes and several types of lightning current values during induced lightning strikes). Based on these general lightning current values and the shunt ratio estimated earlier, the peak value of the lightning shunt current at each point of the grounding system can be estimated. Then, the calculation unit 69 instructs the display unit 71 to display the estimation result.

(iv) 演算部69は、測定又は推定した分流波形のピーク値又は分流比が所定のレベル以上の場合には、表示部71へ警報表示する旨の命令を出力することも可能である。   (Iv) The calculation unit 69 can output a command to display an alarm on the display unit 71 when the peak value or the diversion ratio of the measured or estimated diversion waveform is equal to or higher than a predetermined level.

表示部71は、液晶、発光ダイオード(以下「LED」という。)、ブザー部品等により構成されており、演算部69からの命令を受けて、第1系統で測定された分流波形のピーク値、第2系統で測定された分流波形のピーク値、分流比、雷電流分流比(推定)、雷電流の分流電流のピーク値(推定)等を表示する。又、演算部69から警報表示する旨の命令を受けた場合には、LEDを点灯させたり、あるいはブザー部品から警報音を発するようにする。なお、表示部71には、分流波形そのものを表示させるような機能をもたせても良い。   The display unit 71 includes a liquid crystal, a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”), a buzzer component, and the like. In response to a command from the calculation unit 69, the peak value of the shunt waveform measured in the first system, The peak value of the shunt waveform measured in the second system, the shunt ratio, the lightning current shunt ratio (estimation), the peak value (estimation) of the thunder current shunt current, and the like are displayed. Further, when an instruction to display an alarm is received from the calculation unit 69, the LED is turned on or an alarm sound is emitted from a buzzer part. The display unit 71 may have a function of displaying the shunt waveform itself.

図2は、図1中の電流注入器30を示す概略の構成図である。
図2の電流注入器30は、接地系統の一地点(例えば、導波管81)から非接触にて注入電流を注入するものであり、例えば、カレントインジェクションプローブにより構成されている。カレントインジェクションプローブは、導波管81の外側から着脱可能な2分割構造をしており、ドーナツ状のトロイダルコア31に導線32を巻き付けたものである。ACの注入電流を導線32に入力すると、トロイダルコア31を貫通する導波管81に起電力が誘導され、注入電流に対応した電流が導波管81に注入される構造になっている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the current injector 30 in FIG.
The current injector 30 in FIG. 2 is for injecting an injected current from one point of the grounding system (for example, the waveguide 81) in a non-contact manner, and is constituted by, for example, a current injection probe. The current injection probe has a two-part structure that can be attached and detached from the outside of the waveguide 81, and is obtained by winding a conducting wire 32 around a donut-shaped toroidal core 31. When an AC injection current is input to the conducting wire 32, an electromotive force is induced in the waveguide 81 that penetrates the toroidal core 31, and a current corresponding to the injection current is injected into the waveguide 81.

本実施例1では、カレントインジェクションプローブのように非接触で注入電流を注入できる測定器具を採用したため、線の取り外しや結線等の作業を必要とせず、対象箇所に容易に効率的に測定器具をセットすることが可能になる。   In the first embodiment, a measurement instrument that can inject an injection current in a non-contact manner, such as a current injection probe, is employed. Therefore, the measurement instrument can be easily and efficiently applied to a target location without requiring work such as wire removal or connection. It becomes possible to set.

図3は、図1中の電流検出器50を示す概略の構成図である。
電流検出器50は、接地系統の他の地点(例えば、接地線83)における分流電流を非接触で検出するものであり、2分割型のCTで構成され、ドーナツ状のトロイダルコア51に導線52を巻き付けたものである。トロイダルコア51を貫通する接地線83に分流電流が流れると、起電力が誘導され、その分流電流に対応した電流が導線52から出力される構造になっている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the current detector 50 in FIG.
The current detector 50 detects a shunt current at another point in the grounding system (for example, the grounding wire 83) in a non-contact manner, is configured by a two-part CT, and a conductor 52 is connected to the donut-shaped toroidal core 51. Is wrapped around. When a shunt current flows through the ground wire 83 penetrating the toroidal core 51, an electromotive force is induced, and a current corresponding to the shunt current is output from the conductor 52.

本実施例1では、CTのように非接触で分流電流を抽出できる測定器具を採用したため、電流注入器30と同様に、線の取り外しや結線等の作業を必要とせず、対象箇所に容易に効率的に測定器具をセットすることが可能になる。   In the first embodiment, since a measuring instrument that can extract a shunt current without contact like CT is employed, as in the case of the current injector 30, work such as wire removal and connection is not required, and the target location can be easily obtained. It becomes possible to set a measuring instrument efficiently.

図4は、図1中の同期検波部66の構成を示す概略の回路図である。
同期検波部66は、例えば、掛け算手段66a及びLPF66bより構成されている。第2フィルタ63のアナログ出力信号S63と参照信号S65とが掛け算手段66aにより乗算され、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63に含まれる各種の信号の内、参照信号S65の周波数と等しい成分が検出され、LPF66bを通過する。これにより、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63から参照信号S65と等しい周波数成分が検出され、この出力信号S66が第3フィルタ67へ出力される。
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing the configuration of the synchronous detection unit 66 in FIG.
The synchronous detection unit 66 includes, for example, a multiplication unit 66a and an LPF 66b. The analog output signal S63 of the second filter 63 and the reference signal S65 are multiplied by the multiplication means 66a, and a component equal to the frequency of the reference signal S65 is detected among various signals included in the analog output signal S63 of the second filter 63. And pass through the LPF 66b. As a result, a frequency component equal to the reference signal S65 is detected from the analog output signal S63 of the second filter 63, and this output signal S66 is output to the third filter 67.

なお、上述した通り、同期検波部66の回路特性上、同期検波後の波形の周波数は変形される場合もあるが、同期検波後の波形のピーク値は、目的の周波数帯の波形のピーク値と等しい値となる。   As described above, the frequency of the waveform after the synchronous detection may be deformed due to the circuit characteristics of the synchronous detection unit 66, but the peak value of the waveform after the synchronous detection is the peak value of the waveform in the target frequency band. Is the same value as

図5は、図1中の表示部71の構成例を示す概略の図である。
この表示部71では、抽出された分流波形のピーク値(数字)だけを表示する簡易型の構造のものが示されている。表示内容の更新は、例えば、1秒毎に更新する等、自由に設定可能である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of the display unit 71 in FIG.
The display unit 71 shows a simple structure that displays only the peak value (number) of the extracted shunt waveform. The display content can be freely updated, for example, updated every second.

(実施例1の動作)
例えば、変電所等における無線設備の雷害被害が発生しており、接地の最適化が課題となっている。特に、無線鉄塔への落雷に伴い、無線鉄塔に近接する局舎内の設備への被害が多い。そのため、変電所における無線鉄塔に近接する局舎の最適な接地を行うために、本実施例1の雷電流分布推定システムを用いた場合の動作について、測定波形を図示しつつ具体的に説明すると、以下の通りである。
(Operation of Example 1)
For example, lightning damage has occurred in radio equipment at substations and the like, and optimization of grounding has become an issue. In particular, with lightning strikes on the radio tower, there is a lot of damage to the facilities in the station building near the radio tower. Therefore, the operation when the lightning current distribution estimation system of the first embodiment is used in order to optimally ground the station near the radio tower in the substation will be specifically described with reference to the measurement waveform. Is as follows.

図6は、変電所における無線鉄塔の局舎を例にした電流注入ポイント及び電流検出ポイントを示す模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a current injection point and a current detection point, taking a radio tower as an example in a substation.

無線鉄塔75の近傍には局舎90が設置されており、無線鉄塔75と局舎90との間には、通信線路80が布設されている。ここで、通信線路80は例えば導波管81であり、局舎90の1階の引き込み口82より局舎90の内部に引き込まれている。導波管81は、送信機から送信アンテナへ、受信アンテナから受信機へ、マイクロ波、ミリ波帯の高周波電力を伝送するための伝送損失の小さな線路であり、この導波管81の外管部は、外部接地導体の役割も有している。一方、局舎90内には接地系統(接地線83、複数の接地線83を集合接続するための集合板84−1等、鉄骨等の接地構造体、信号線の外部接地導体等より形成される系統)が存在し、導波管81の外管部は前記接地系統と電気的に接続されている。   A station building 90 is installed in the vicinity of the radio tower 75, and a communication line 80 is laid between the radio tower 75 and the station building 90. Here, the communication line 80 is, for example, a waveguide 81, and is drawn into the inside of the office building 90 from the entrance 82 on the first floor of the office building 90. The waveguide 81 is a line with a small transmission loss for transmitting microwave and millimeter wave high frequency power from the transmitter to the transmission antenna and from the reception antenna to the receiver. The part also serves as an external ground conductor. On the other hand, the station 90 is formed of a grounding system (a grounding wire 83, a collective plate 84-1 for collectively connecting a plurality of grounding wires 83, a grounding structure such as a steel frame, an external grounding conductor for signal lines, and the like. The outer tube portion of the waveguide 81 is electrically connected to the grounding system.

局舎90の1階及び2階の内、1階には、設備機器として複数の集合板84−1,84−2、配線盤85、変電設備86等が設置され、更に、2階には、設備機器として複数の集合板84−3、観測装置87、制御装置88等が設置されている。1階の引き込み口82付近では、導波管81の外管部と接地線83aとが接続されており、接地線83aは集合板84−1に接続されている。又、1階に設けられた接地線83及び集合板84−1,84−2により形成された複数の分岐路を介して、複数の配線盤85及び変電設備86等が電気的に接続されている。同様に、2階に設けられた接地線83及び集合板84−3により形成された複数の分岐路を介して、複数の観測装置87及び制御装置88等が電気的に接続され、これらが1階の集合板84−2を介して、大地に埋設された接地体89に接続されている。   Among the 1st and 2nd floors of the office building 90, on the 1st floor, a plurality of assembly boards 84-1, 84-2, a wiring board 85, a substation facility 86, etc. are installed as equipment, and further on the 2nd floor. A plurality of collective plates 84-3, an observation device 87, a control device 88, and the like are installed as equipment. In the vicinity of the entrance 82 on the first floor, the outer tube portion of the waveguide 81 and the ground wire 83a are connected, and the ground wire 83a is connected to the collecting plate 84-1. In addition, a plurality of wiring boards 85, transformer facilities 86, and the like are electrically connected through a plurality of branch paths formed by ground wires 83 and collecting plates 84-1 and 84-2 provided on the first floor. Yes. Similarly, a plurality of observation devices 87 and a control device 88 are electrically connected through a plurality of branch paths formed by the ground wire 83 and the collecting plate 84-3 provided on the second floor, and these are 1 It is connected to a grounding body 89 buried in the ground via a collective board 84-2 on the floor.

ここで、図6のように、導波管81における1地点(電流注入ポイントP0の地点)から雷電流が流入し、局舎90の引き込み口82から内部の接地系統の分岐路を介して矢印方向へ分流電流が流れると仮定し、この場合の(I)電流注入ポイントP0における波形、(II)電流検出ポイントP1における波形、及び、(III)電流検出ポイントP2〜P6における波形について説明する。   Here, as shown in FIG. 6, a lightning current flows from one point in the waveguide 81 (a point of the current injection point P0), and an arrow passes from the inlet 82 of the station 90 through the branch path of the internal grounding system. Assuming that a shunt current flows in the direction, (I) the waveform at the current injection point P0, (II) the waveform at the current detection point P1, and (III) the waveforms at the current detection points P2 to P6 will be described.

(I) 電流注入ポイントP0における波形
図7−1〜図7−4は、図1の試験結果例である注入電流波形を示す図である。
(I) Waveform at Current Injection Point P0 FIGS. 7-1 to 7-4 are diagrams showing an injection current waveform which is an example of the test result of FIG.

導波管81における電流注入ポイントP0に、図2に示す電流注入器30を装着すると共に、局舎90内に設置された各設備機器の近傍の接地線83の各電流検出ポイントP1〜P6に、図3に示す電流検出器50を装着する。   The current injector 30 shown in FIG. 2 is attached to the current injection point P 0 in the waveguide 81, and the current detection points P 1 to P 6 of the ground wire 83 in the vicinity of each equipment installed in the office building 90 are attached. A current detector 50 shown in FIG. 3 is attached.

電流注入ポイントP0において、図1の電流注入装置10の図示しない電源スイッチをオン状態にすると、条件設定部23で設定された電圧、周波数、及び増幅率を読み取った制御部24の制御信号S24a,S24b,S24cにより、信号発生部21の電圧(例えば、AC1V)や周波数(例えば、100kHz)がセットされると共に、信号増幅部22の増幅率(例えば、10倍)がセットされる。   When the power switch (not shown) of the current injection device 10 in FIG. 1 is turned on at the current injection point P0, the control signal S24a of the control unit 24 that reads the voltage, frequency, and amplification factor set by the condition setting unit 23, By S24b and S24c, the voltage (for example, AC1V) and frequency (for example, 100 kHz) of the signal generation unit 21 are set, and the amplification factor (for example, 10 times) of the signal amplification unit 22 is set.

すると、信号発生部21が発振して電圧AC1V、周波数100kHzの発振信号が出力され、これが信号増幅部22において増幅率10倍で増幅される。そのため、電流注入器30により、AC10〜500mAの注入電流が電流注入ポイントP0に注入される。   Then, the signal generator 21 oscillates to output an oscillation signal having a voltage of AC 1 V and a frequency of 100 kHz, which is amplified by the signal amplifying unit 22 at an amplification factor of 10. Therefore, the current injector 30 injects an AC 10 to 500 mA injection current into the current injection point P0.

図7−1の上側の注入波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が200mVであり、信号発生部21から出力される電圧波形V21(AC1V、100kHz)を示している。   The injection waveform diagram on the upper side of FIG. 7-1 shows a voltage waveform V21 (AC1V, 100 kHz) output from the signal generator 21 with one scale on the horizontal axis being 5 μS and one scale on the vertical axis being 200 mV. .

図7−1の下側の注入波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が20mAであり、電流注入ポイントP0付近(引き込み口82側)における電流波形I82を示している。この電流波形I82は、接地系統(導波管81の外管部)に注入された電流波形であり、参考として電流検出器50で読み取ったものを示したものである。電流波形I82は接地系統を辿った電流波形であるため、ノイズ成分が含まれているが、AC100mA、100kHzの波形であることが概ね把握でき、従って予定された注入電流波形が接地系統に注入されたことが把握できる。この電流波形I82が、接地系統(接地線83等)の各所に分流することとなる。   The injection waveform diagram on the lower side of FIG. 7-1 shows the current waveform I82 in the vicinity of the current injection point P0 (at the inlet 82 side), with one scale on the horizontal axis being 5 μS and one scale on the vertical axis being 20 mA. . This current waveform I82 is a current waveform injected into the grounding system (outer tube portion of the waveguide 81), and is read by the current detector 50 for reference. Since the current waveform I82 is a current waveform that follows the grounding system, it contains a noise component, but it can be generally grasped that the waveform is AC100mA, 100kHz, and therefore the planned injected current waveform is injected into the grounding system. I can grasp that. This current waveform I82 is diverted to various parts of the grounding system (grounding wire 83 and the like).

ここで、本実施例1が上述したような周波数の注入電流波形を採用した背景・理由について説明すると、次の(a)〜(d)の通りである。   Here, the background and reason why the injection current waveform having the above-described frequency is adopted in the first embodiment will be described as the following (a) to (d).

(a) 注入電流波形を雷インパルス波形と同様の波形にすることも考えられるが、雷インパルス波形や方形波等の単一でない波形(複数の種類の周波数成分により形成される波形)にした場合、この分流波形(電流検出器側で抽出する目的の波形)を検出することは容易でないという問題がある。つまり、複数の種類の周波数成分により形成されている雷インパルスのような波形を抽出することは、信号処理(ノイズ除去等)が複雑となるため困難である。そのため、注入電流波形は、単一波であるAC波形を採用できるのであれば都合が良い。   (A) The injection current waveform may be the same as the lightning impulse waveform, but it is not a single waveform such as a lightning impulse waveform or a square wave (a waveform formed by multiple types of frequency components). There is a problem that it is not easy to detect this shunt waveform (target waveform extracted on the current detector side). That is, it is difficult to extract a waveform such as a lightning impulse formed by a plurality of types of frequency components because signal processing (such as noise removal) becomes complicated. Therefore, it is convenient if the injection current waveform can adopt an AC waveform that is a single wave.

(b) 同期検波部66は、同期処理の特性上、特に単一波のAC波形については極めて精度良く抽出することができる一方、雷インパルスのような波形(複数の種類の周波数成分により形成される波形)を抽出することは困難である。そのため、注入電流波形は、単一波であるAC波形を採用できるのであれば都合が良い。   (B) Due to the characteristics of the synchronization processing, the synchronous detection unit 66 can extract a single-wave AC waveform with extremely high accuracy, while being able to extract a waveform such as a lightning impulse (formed by a plurality of types of frequency components). It is difficult to extract the waveform). Therefore, it is convenient if the injection current waveform can adopt an AC waveform that is a single wave.

(c) 接地改修工事についてであるが、接地改修工事着手前、接地改修工事中、接地改修工事後の一連の工事時間帯において、リアルタイム(連続的)に測定及び推定が可能であれば、例えば第1回目の接地線の引き回し変更後に測定及び推定し、第1回目の接地線引き回し変更の効果が十分でない場合は、その後直ぐに第2回目の同様の作業を行うといったように、接地改修工事を効率的に行うことができ、接地系統の最適化を短時間で行うことができる。このように、リアルタイム(連続的)に測定できるようにするためには、注入電流は、雷インパルス波形のような単発的な波形ではなく、AC波形のような連続的な波形であることが望まれる。そのため、注入電流波形は、連続的な波形であるAC波形を採用できるのであれば都合が良い。   (C) Regarding grounding repair work, if measurement and estimation can be performed in real time (continuous) during a series of work hours before, during, or after grounding repair work, for example, After measuring and estimating after the first ground wire routing change, if the effect of the first ground wire routing change is not sufficient, immediately perform the same work as the second time and so on. Therefore, the grounding system can be optimized in a short time. Thus, in order to be able to measure in real time (continuous), it is desirable that the injected current is not a single waveform such as a lightning impulse waveform but a continuous waveform such as an AC waveform. It is. Therefore, it is convenient if the injected current waveform can adopt an AC waveform that is a continuous waveform.

(d) 前記(a)〜(c)の通りであるから、単純に注入電流波形をAC波形とすれば良さそうであるが、当然のことながらAC波形は雷インパルス波形と異なるので、注入電流をAC波形にした場合、はたして雷電流分布の推定を精度良く行えるのかという疑問が生じる。つまり次の通りである。ACは、周波数が高ければ線路を伝搬する際にインダクタンスが高くなり、周波数が低ければインダクタンスが低くなる特性を有する。そのため、接地系統にインダクタンスの相違するAC波形を注入した場合、その相違により分流様相(各地点における分流比や減衰量等)が相違してしまう可能性が多分にある。そうすると、雷電流分布の推定精度に多大な影響を及ぼすという懸案が生じる。そこで、本発明者は、雷インパルス波形の分流様相と同等の分流様相を示すAC波の周波数について試験・研究した結果、AC波の周波数を「一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数」とすることが最適であることを突き止めた。   (D) Since it is as described in (a) to (c) above, it would be better if the injection current waveform is simply an AC waveform, but naturally the AC waveform is different from the lightning impulse waveform. When an AC waveform is used, a question arises as to whether the lightning current distribution can be accurately estimated. In other words, it is as follows. The AC has a characteristic that when the frequency is high, the inductance is high when propagating through the line, and when the frequency is low, the inductance is low. Therefore, when AC waveforms having different inductances are injected into the grounding system, there is a possibility that the diversion aspect (diversion ratio, attenuation, etc. at each point) is different due to the difference. This raises a concern that the estimation accuracy of the lightning current distribution has a great influence. Therefore, as a result of testing and researching the frequency of an AC wave that exhibits a shunting aspect equivalent to the shunting aspect of the lightning impulse waveform, the present inventor has determined that the frequency of the AC wave is “four rising edges of one waveform. It was found that it is optimal to set the partial waveform for one minute period to a frequency calculated by making the waveform approximate to the rising partial waveform of the lightning impulse current waveform.

以上の背景・理由により、本実施例1の注入電流波形(換言すれば高周波微弱電流)が決定されたものである。前記の波形の近似について図示すると、図7−2〜図7−4の通りである。   For the above background and reasons, the injection current waveform (in other words, high-frequency weak current) of Example 1 was determined. The approximation of the waveform is illustrated in FIGS. 7-2 to 7-4.

本願の雷インパルス電流波形とは、社団法人電気学会内の電気規格調査会(略称JEC:Japanese Electrotechnical Committee)の標準規格である「JEC−0202−1994 インパルス電圧・電流試験一般」で定義された波形のことである。雷インパルス電流波形には直撃雷の波形や誘導雷の波形があり、その一般的な波形は、2/70μS、8/20μS、10/350μSのように表される。   The lightning impulse current waveform of the present application is a waveform defined by “JEC-0202-1994 Impulse voltage / current test in general” which is a standard of the Japan Electrotechnical Committee (JEC: Electrotechnical Committee). That's it. The lightning impulse current waveform includes a direct lightning waveform and a guided lightning waveform, and the general waveforms are represented as 2/70 μS, 8/20 μS, and 10/350 μS.

図7−2は、最高値に達するまでの時間(立ち上がり時間)が早い雷インパルス電流波形とこれに近似する注入電流波形を示す図である。横軸の1目盛は、10μSである。   FIG. 7-2 is a diagram illustrating a lightning impulse current waveform having a fast time to reach the maximum value (rise time) and an injection current waveform approximated thereto. One scale on the horizontal axis is 10 μS.

図7−2において、上側の波形は雷インパルス電流波形であり、最高値に達する時間が2μSで、最高値の50%にまで減少する時間が70μSである。   In FIG. 7-2, the upper waveform is a lightning impulse current waveform, the time to reach the maximum value is 2 μS, and the time to decrease to 50% of the maximum value is 70 μS.

ここで、AC波の周波数を「一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形(本図では2μSの部分波形)に近似する波形とすることにより算出される周波数」として算出すると、周波数は略125kHzとなり、このAC電流波形は図7−2の下側の通りとなる。このようにして、立ち上がり時間が早い雷インパルス電流波形に対応する、ACの注入電流波形を算出したものである。   Here, the frequency of the AC wave is changed to “a partial waveform corresponding to a quarter of the rising portion of the waveform corresponding to one cycle is a rising partial waveform of the lightning impulse current waveform (partial waveform of 2 μS in this figure). When calculated as “frequency calculated by making approximate waveform”, the frequency is approximately 125 kHz, and this AC current waveform is as shown in the lower side of FIG. In this way, the AC injection current waveform corresponding to the lightning impulse current waveform with a fast rise time is calculated.

図7−3は、最高値に達するまでの時間(立ち上がり時間)が比較的遅い雷インパルス電流波形とこれに近似する注入電流波形を示す図である。横軸の1目盛は、5μSである。   FIG. 7-3 is a diagram illustrating a lightning impulse current waveform having a relatively slow time to reach the maximum value (rise time) and an injection current waveform approximated thereto. One scale on the horizontal axis is 5 μS.

図7−3において、上側の波形は雷インパルス電流波形であり、最高値に達する時間が8μSで、最高値の50%にまで減少する時間が20μSである。ここで、AC波の周波数を「一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形(本図では8μSの部分波形)に近似する波形とすることにより算出される周波数」として算出すると、周波数は略31.25kHzとなり、このAC電流波形は図7−3の下側の通りとなる。このようにして、立ち上がり時間が比較的遅い雷インパルス電流波形に対応する、ACの注入電流波形を算出したものである。   In FIG. 7C, the upper waveform is a lightning impulse current waveform, and the time to reach the maximum value is 8 μS, and the time to decrease to 50% of the maximum value is 20 μS. Here, the frequency of the AC wave is changed to “a partial waveform corresponding to a quarter of the rising portion of the waveform corresponding to one cycle is a rising partial waveform of the lightning impulse current waveform (partial waveform of 8 μS in this figure). When calculated as “frequency calculated by approximating waveform”, the frequency is approximately 31.25 kHz, and this AC current waveform is as shown in the lower side of FIG. In this way, the AC injection current waveform corresponding to the lightning impulse current waveform having a relatively slow rise time is calculated.

図7−4は、最高値に達するまでの時間(立ち上がり時間)が遅い雷インパルス電流波形とこれに近似する注入電流波形を示す図である。横軸の1目盛は、50μSである。   FIG. 7-4 is a diagram illustrating a lightning impulse current waveform with a slow time to reach the maximum value (rise time) and an injection current waveform approximated thereto. One scale on the horizontal axis is 50 μS.

図7−4において、上側の波形は雷インパルス電流波形であり、最高値に達する時間が10μSで、最高値の50%にまで減少する時間が350μSである。ここで、AC波の周波数を「一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形(本図では10μSの部分波形)に近似する波形とすることにより算出される周波数」として算出すると、周波数は略25kHzとなり、このAC電流波形は図7−4の下側の通りとなる。このようにして、立ち上がり時間が遅い雷インパルス電流波形に対応する、ACの注入電流波形を算出したものである。   In FIG. 7-4, the upper waveform is the lightning impulse current waveform, the time to reach the maximum value is 10 μS, and the time to decrease to 50% of the maximum value is 350 μS. Here, the frequency of the AC wave is changed to “a partial waveform corresponding to a quarter of the rising portion of the waveform corresponding to one cycle is a rising partial waveform of the lightning impulse current waveform (partial waveform of 10 μS in this figure). When calculated as “frequency calculated by making approximate waveform”, the frequency is approximately 25 kHz, and this AC current waveform is as shown in the lower side of FIG. 7-4. In this way, the AC injection current waveform corresponding to the lightning impulse current waveform having a slow rise time is calculated.

これらの図7−2〜図7−4から分かるように、注入電流の周波数は、雷インパルス電流波形の立ち上がり時間に基づいて算出され、一般的な雷インパルス電流波形は上述した通りであるから、注入電流の周波数は10〜150kHzであることが望ましいこととなる。そこで、本実施例1においては、図7−1に示すように、信号発生部21から出力されるAC電圧波形V21の周波数を100kHzとし、電流注入ポイントP0に注入される注入電流のAC波形の周波数が100kHzとなるようにしたものである。   As can be seen from FIGS. 7-2 to 7-4, the frequency of the injection current is calculated based on the rise time of the lightning impulse current waveform, and the general lightning impulse current waveform is as described above. The frequency of the injection current is desirably 10 to 150 kHz. Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 7A, the frequency of the AC voltage waveform V21 output from the signal generating unit 21 is set to 100 kHz, and the AC waveform of the injected current injected into the current injection point P0 is as follows. The frequency is set to 100 kHz.

(II) 電流検出ポイントP1における波形
図8は、図4の同期検波部66における入出力波形を示す図である。
(II) Waveform at Current Detection Point P1 FIG. 8 is a diagram showing input / output waveforms in the synchronous detection unit 66 of FIG.

図9−1(a)、(b)は、試験結果例である図6の電流検出ポイントP1における信号波形図である。   FIGS. 9-1 (a) and (b) are signal waveform diagrams at the current detection point P1 of FIG. 6 which is an example of a test result.

図9−1(a)の上側の波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が20mAであり、電流検出ポイントP1における電流波形I50を示している。この電流波形I50は、参考として電流検出器50で読み取ったものを示した所謂生波形である。電流波形I50は接地系統を辿ってきた電流波形であるため、ノイズ成分が含まれているが、ピーク値はAC95mA程度で、周波数は100kHzであることが概ね把握できる。これより、電流波形I50は、注入電流波形(電流波形I82)の分流波形であると共に、分流比は95%(=AC95mA/AC100mA×100)であることが概ね把握できる。この電流波形I50が、解析装置60に入力され、デジタルフィルタ処理部70や同期検波部66にて信号処理されることとなる。なお、このように参考として生波形の電流波形I50を把握した理由は、解析装置60にて処理した後の波形と照らし合わし精度を確認するためである。そのため、実際にはこのような生波形を表示部71に表示する必要はない。   The upper waveform diagram of FIG. 9-1 (a) shows a current waveform I50 at the current detection point P1, with one scale on the horizontal axis being 5 μS and one scale on the vertical axis being 20 mA. This current waveform I50 is a so-called raw waveform showing what is read by the current detector 50 as a reference. Since the current waveform I50 is a current waveform that has followed the grounding system, it contains a noise component, but it can be generally understood that the peak value is about AC 95 mA and the frequency is 100 kHz. From this, it can be generally understood that the current waveform I50 is a shunt waveform of the injected current waveform (current waveform I82), and the shunt ratio is 95% (= AC 95 mA / AC 100 mA × 100). This current waveform I50 is input to the analysis device 60 and subjected to signal processing by the digital filter processing unit 70 and the synchronous detection unit 66. The reason for grasping the current waveform I50 of the raw waveform as a reference in this way is to confirm accuracy by comparing with the waveform after processing by the analysis device 60. Therefore, it is not actually necessary to display such a raw waveform on the display unit 71.

図9−1(a)の下側の波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が20mAであり、デジタルフィルタ処理部70で処理されたデジタルフィルタ処理後の電流波形I70を示している。電流波形I70はノイズ成分が無いAC波形(単一波)であり、ピーク値はAC95mAで、周波数は100kHzであることが確認できる。即ち、ノイズ成分が含まれた分流電流である電流波形I50について、ノイズを効率的且つ確実にカットし、目的の分流電流(注入電流波形I82の分流電流)を精度良く抽出できたことが分かる。   The lower waveform diagram of FIG. 9A is a current waveform I70 after the digital filter processing performed by the digital filter processing unit 70, in which one scale on the horizontal axis is 5 μS and one scale on the vertical axis is 20 mA. Is shown. It can be confirmed that the current waveform I70 is an AC waveform (single wave) having no noise component, the peak value is AC95 mA, and the frequency is 100 kHz. That is, it can be seen that the noise was efficiently and reliably cut for the current waveform I50, which is a shunt current including a noise component, and the target shunt current (the shunt current of the injected current waveform I82) was accurately extracted.

従って、電流検出ポイントP1における分流波形のピーク値は95mAであり、分流比は95%であると算出される。そして、仮に同様に雷電流が侵入した場合、雷電流の分流比も95%であると推定される(理由は上述した通り)。なお、想定される侵入する雷電流値(ピーク値)を予め設定しておけば、前記推定された雷電流の分流比に基づき、侵入する雷電流の分流値(ピーク値)も推定できることとなる。例えば、一般的な事例に基づき、侵入する雷電流値(ピーク値)を30kAと仮定し、この数値を予め設定しておけば、ポイントP1における雷電流の分流値(ピーク値)は28.5kAであることが推定されることとなる。もっとも、このような過大な電流が実際に接地系統に流れると、設備機器が損傷する可能性が極めて高いため、実際には局舎内の適切な場所にSPDを設けるのが通例である。   Therefore, the peak value of the shunt waveform at the current detection point P1 is 95 mA, and the shunt ratio is calculated to be 95%. Then, if a lightning current enters similarly, it is estimated that the lightning current shunt ratio is also 95% (the reason is as described above). If the assumed lightning current value (peak value) to be entered is set in advance, the diversion value (peak value) of the incoming lightning current can be estimated based on the estimated lightning current diversion ratio. . For example, based on a general case, assuming that the intruding lightning current value (peak value) is 30 kA, and setting this value in advance, the diversion value (peak value) of the lightning current at the point P1 is 28.5 kA. It will be estimated that. However, when such an excessive current actually flows to the grounding system, there is a high possibility that the equipment will be damaged. Therefore, in practice, it is usual to provide an SPD at an appropriate place in the station building.

図9−1(b)の上段の波形図は、縦軸のスケールの関係により外観は相違するが、上述した電流検出ポイントP1における電流波形I50であるので、当該波形の説明は省略する。   Although the appearance of the upper waveform diagram in FIG. 9-1 (b) differs depending on the scale of the vertical axis, it is the current waveform I50 at the above-described current detection point P1, and therefore the description of the waveform is omitted.

図9−1(a)の中段の波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が5Vであり、同期検波部66に入力される参照信号S65を示している。周波数が100kHzの信号を抽出したいため、参照信号S65は100kHzで周期を繰り返すパルス波を採用している。なお、ピーク値は5Vの電圧波形である。   The middle waveform diagram of FIG. 9-1 (a) shows the reference signal S65 input to the synchronous detector 66, with one scale on the horizontal axis being 5 μS and one scale on the vertical axis being 5V. In order to extract a signal having a frequency of 100 kHz, the reference signal S65 employs a pulse wave that repeats the cycle at 100 kHz. The peak value is a voltage waveform of 5V.

図9−1(a)の下段の波形図は、横軸の1目盛が5μS、縦軸の1目盛が40mAであり、同期検波部66で処理された後、更に第3フィルタで処理された後の電流波形I67を示している。電流波形I67はノイズ成分が無いAC波形(単一波)であり、ピーク値はAC95mAであることが確認できる。即ち、ノイズ成分が含まれた分流電流である電流波形I50について、ノイズを効率的且つ確実にカットし、目的の分流電流(注入電流波形I82の分流電流)のピーク値を精度良く抽出できたことが分かる。なお、上述した通り、同期検波によれば、信号処理の特性上、同期検波後の波形の周波数は、必ずしも目的の波形の周波数に一致するものではないが、目的の波形のピーク値については精度良く算出するものであり、この点については同図のI67の波形が示す通りである。   In the lower waveform diagram of FIG. 9-1 (a), one scale on the horizontal axis is 5 μS, and one scale on the vertical axis is 40 mA. After being processed by the synchronous detector 66, the scale is further processed by the third filter. The subsequent current waveform I67 is shown. It can be confirmed that the current waveform I67 is an AC waveform (single wave) having no noise component, and the peak value is AC95 mA. That is, for the current waveform I50 that is a shunt current including a noise component, the noise was efficiently and reliably cut, and the peak value of the target shunt current (the shunt current of the injected current waveform I82) could be extracted with high accuracy. I understand. As described above, according to the synchronous detection, the frequency of the waveform after the synchronous detection does not necessarily match the frequency of the target waveform due to the characteristics of signal processing, but the peak value of the target waveform is not accurate. This is a well-calculated value, and this point is as shown by the waveform I67 in FIG.

従って、電流検出ポイントP1における分流波形のピーク値は95mAであり、分流比は95%であると算出される。そして、仮に同様に雷電流が侵入した場合、雷電流の分流比も95%であると推定される(理由は上述した通り)。なお、想定される侵入する雷電流値(ピーク値)を予め設定しておけば、前記推定された雷電流の分流比に基づき、侵入する雷電流の分流値(ピーク値)も推定できることとなる。例えば、一般的な事例に基づき、侵入する雷電流値(ピーク値)を30kAと仮定し、この数値を予め設定しておけば、ポイントP1における雷電流の分流値(ピーク値)は28.5kAであることが推定されることとなる。もっとも、このような過大な電流が実際に接地系統に流れると、設備機器が損傷する可能性が極めて高いため、実際には局舎内の適切な場所にSPDを設けるのが通例である。   Therefore, the peak value of the shunt waveform at the current detection point P1 is 95 mA, and the shunt ratio is calculated to be 95%. Then, if a lightning current enters similarly, it is estimated that the lightning current shunt ratio is also 95% (the reason is as described above). If the assumed lightning current value (peak value) to be entered is set in advance, the diversion value (peak value) of the incoming lightning current can be estimated based on the estimated lightning current diversion ratio. . For example, based on a general case, assuming that the intruding lightning current value (peak value) is 30 kA, and setting this value in advance, the diversion value (peak value) of the lightning current at the point P1 is 28.5 kA. It will be estimated that. However, when such an excessive current actually flows to the grounding system, there is a high possibility that the equipment will be damaged. Therefore, in practice, it is usual to provide an SPD at an appropriate place in the station building.

次に、解析装置60における信号処理動作を含めて更に説明すると、以下の通りである。
図6の電流検出ポイントP1に装着された図3の電流検出器50では、電流検出ポイントP1に流れる分流電流を検出する。この検出された分流電流の電流波形I50は、図9−1(a)、(b)に示すように、接地系統をたどってきてノイズが含まれているため、第1フィルタ61により、一定の周波数帯の信号成分がカットされる。注入電流が100kHzである場合は、抽出したい分流波形の周波数100kHzよりも大きな例えば500kHz以上の周波数成分がカットされる。
Next, the signal processing operation in the analysis device 60 will be further described as follows.
The current detector 50 of FIG. 3 attached to the current detection point P1 of FIG. 6 detects a shunt current flowing through the current detection point P1. As shown in FIGS. 9-1 (a) and (b), the detected current waveform I50 of the shunt current traces the grounding system and includes noise. The signal component in the frequency band is cut. When the injection current is 100 kHz, a frequency component of, for example, 500 kHz or higher that is larger than the frequency 100 kHz of the shunt waveform to be extracted is cut.

注入電流は微弱電流(本実施例1ではAC100mA)であり、この注入電流から分流される分流電流は更に微弱なものとなる。そのため、第1フィルタ61の出力信号は、条件設定部68及び演算部69で設定された増幅率に基づき、信号増幅部62で増幅される。増幅された信号は、念のため、第2フィルタ63によりフィルタリングされる。第2フィルタ63では、第1フィルタ61と同様に、例えば、500kHz以上の周波数成分がカットされ、このアナログ出力信号S63が、デジタルフィルタ処理部70側の第1系統と同期検波部66側の第2系統とに分岐される。   The injected current is a weak current (AC 100 mA in the first embodiment), and the shunt current shunted from this injected current is even weaker. Therefore, the output signal of the first filter 61 is amplified by the signal amplification unit 62 based on the amplification factor set by the condition setting unit 68 and the calculation unit 69. The amplified signal is filtered by the second filter 63 just in case. In the second filter 63, as in the first filter 61, for example, a frequency component of 500 kHz or higher is cut, and this analog output signal S63 is converted into a first system on the digital filter processing unit 70 side and a first component on the synchronous detection unit 66 side. Branches into two systems.

第1系統側において、A/D変換部64は、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63を第1チャネルCh1に入力してデジタル信号に変換し、演算部69を介してデジタルフィルタ処理部70へ送る。デジタルフィルタ処理部70は、演算部69により制御され、変換されたデジタル信号に対してデジタルフィルタ処理を行い、図9−1(a)に示すような目的の周波数帯の電流波形I70(即ち、100kHz帯の分流波形)を抽出し、その分流波形(ピーク値を含む。)を把握し、演算部69に伝える。   On the first system side, the A / D conversion unit 64 inputs the analog output signal S63 of the second filter 63 to the first channel Ch1, converts it to a digital signal, and sends it to the digital filter processing unit 70 via the calculation unit 69. send. The digital filter processing unit 70 is controlled by the calculation unit 69, performs digital filter processing on the converted digital signal, and performs a current waveform I70 (ie, a target frequency band as shown in FIG. 9-1 (a)). 100 kHz band shunt waveform) is extracted, and the shunt waveform (including the peak value) is grasped and transmitted to the calculation unit 69.

演算部69は、デジタルフィルタ処理部70で抽出された電流波形I70を把握するため、電流波形I50のピーク値が95mAであることを認識する。演算部69は、このように分流波形のピーク値を認識するので、分流波形の分流比について95%と算出すると共に、この算出結果に基づき、分流電流が雷電流であった場合の分流比についても95%であると推定する。更に、演算部69は、分流電流が雷電流であった場合の分流比を95%と推定するので、分流電流が雷電流であった場合の雷電流値(ピーク値)についても推定する。そして、演算部69は、条件設定部68から出力された信号に応じ、これらの値を表示部71に表示するよう命令する。   The calculation unit 69 recognizes that the peak value of the current waveform I50 is 95 mA in order to grasp the current waveform I70 extracted by the digital filter processing unit 70. Since the calculation unit 69 recognizes the peak value of the shunt waveform in this way, the shunt waveform has a shunt ratio of 95%, and the shunt current when the shunt current is a lightning current is calculated based on the calculation result. Is also estimated to be 95%. Furthermore, since the calculation unit 69 estimates the shunt ratio when the shunt current is a lightning current as 95%, the lightning current value (peak value) when the shunt current is a lightning current is also estimated. Then, the calculation unit 69 instructs the display unit 71 to display these values in accordance with the signal output from the condition setting unit 68.

表示部71は、演算部69からの表示命令を受け、「分流波形(電流波形I70)のピーク値:95mA」、「注入波形(電流波形I82)に対する分流比:95%」、「雷電流の分流比(推定):95%」、「雷電流のピーク値(推定):28.5kA」である旨を表示する。   The display unit 71 receives a display command from the calculation unit 69, and receives “a peak value of the shunt waveform (current waveform I70): 95 mA”, “a shunt ratio with respect to the injection waveform (current waveform I82): 95%”, “lightning current It is displayed that the shunt ratio (estimated) is 95% and the peak value of lightning current (estimated) is 28.5 kA.

一方、第2系統側において、同期検波部66は、図8及び図9−1(b)に示すように、信号発生部65から出力された参照信号S65に同期して、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63から、その参照信号S65と等しい周波数成分を検波する。   On the other hand, on the second system side, the synchronous detector 66 synchronizes with the reference signal S65 output from the signal generator 65 as shown in FIGS. 8 and 9-1 (b). A frequency component equal to the reference signal S65 is detected from the analog output signal S63.

ここで、図8に示すように、同期検波部66に入力される参照信号S65は、目的の分流波形と同様の周波数(例えば、100kHz)を有するパルス波形(方形波)である。同期検波部66は、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63が所定の周波数信号(=参照信号S65)を含んでいるか否かを確認するための回路であり、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63と参照信号S65とを掛け算手段66aでアナログ的に掛け算し、LPF66bで高周波成分を除去して同期検波波形の出力信号S66を出力する。この出力信号S66のピーク値は、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63中に含まれる参照信号S65のピーク値を表すことになる。   Here, as shown in FIG. 8, the reference signal S65 input to the synchronous detector 66 is a pulse waveform (square wave) having the same frequency (for example, 100 kHz) as the target shunt waveform. The synchronous detector 66 is a circuit for confirming whether or not the analog output signal S63 of the second filter 63 includes a predetermined frequency signal (= reference signal S65), and the analog output signal S63 of the second filter 63. And the reference signal S65 are multiplied in an analog manner by the multiplication means 66a, the high frequency component is removed by the LPF 66b, and an output signal S66 having a synchronous detection waveform is output. The peak value of the output signal S66 represents the peak value of the reference signal S65 included in the analog output signal S63 of the second filter 63.

なお、同期検波波形の出力信号S66の周波数は、必ずしも参照信号S65の周波数と一致しない。出力信号S66のピーク値は、第2フィルタ63のアナログ出力信号S63に含まれる参照信号S65の周波数のピーク値である。即ち、出力信号S66から、分流波形のピーク値を把握できる。   Note that the frequency of the output signal S66 of the synchronous detection waveform does not necessarily match the frequency of the reference signal S65. The peak value of the output signal S66 is a peak value of the frequency of the reference signal S65 included in the analog output signal S63 of the second filter 63. That is, the peak value of the shunt waveform can be grasped from the output signal S66.

出力信号S66は、第3フィルタ67により、念のためフィルタ処理され、このアナログ出力信号S67がA/D変換部64へ出力される。A/D変換部64は、第3フィルタ67から出力されたアナログ出力信号S67を第2チャネルCh2に入力し、デジタル信号に変換して演算部69へ与える。   The output signal S66 is filtered by the third filter 67 just in case, and this analog output signal S67 is output to the A / D converter 64. The A / D conversion unit 64 inputs the analog output signal S67 output from the third filter 67 to the second channel Ch2, converts it to a digital signal, and gives it to the calculation unit 69.

演算部69は、変換されたデジタル信号(同期検波波形:電流波形I67)を把握するため、電流波形I50のピーク値が95mAであることを認識する。演算部69は、このように分流波形のピーク値を認識するので、分流波形の分流比について95%と算出すると共に、この算出結果に基づき、分流電流が雷電流であった場合の分流比についても95%であると推定する。更に、演算部69は、分流電流が雷電流であった場合の分流比を95%と推定するので、分流電流が雷電流であった場合の雷電流値(ピーク値)についても推定する。そして、演算部69は、条件設定部68から出力された信号に応じ、これらの値を表示部71に表示するよう命令する。   The calculation unit 69 recognizes that the peak value of the current waveform I50 is 95 mA in order to grasp the converted digital signal (synchronous detection waveform: current waveform I67). Since the calculation unit 69 recognizes the peak value of the shunt waveform in this way, the shunt waveform has a shunt ratio of 95%, and the shunt current when the shunt current is a lightning current is calculated based on the calculation result. Is also estimated to be 95%. Furthermore, since the calculation unit 69 estimates the shunt ratio when the shunt current is a lightning current as 95%, the lightning current value (peak value) when the shunt current is a lightning current is also estimated. Then, the calculation unit 69 instructs the display unit 71 to display these values in accordance with the signal output from the condition setting unit 68.

表示部71は、演算部69からの表示命令を受け、「分流波形(電流波形I50)のピーク値:95mA」、「注入波形(電流波形I82)に対する分流比:95%」、「雷電流の分流比(推定):95%」、「雷電流のピーク値(推定):28.5kA」である旨を表示する。   The display unit 71 receives a display command from the calculation unit 69 and receives “a peak value of the shunt waveform (current waveform I50): 95 mA”, “a shunt ratio with respect to the injection waveform (current waveform I82): 95%”, “lightning current It is displayed that the shunt ratio (estimated) is 95% and the peak value of lightning current (estimated) is 28.5 kA.

上述したように、演算部69は、デジタルフィルタ処理に基づいて算出及び推定した各種の値を表示部71に表示しても良く、同期検波処理に基づいて算出及び推定した各種の値を表示部71に表示しても良い。しかし、例えば、双方の処理による各種の値を比較し、誤差がある場合は平均値を算出して、この平均値を表示部71に表示するようにしても良い。このような演算処理を加えることにより、更に精度を向上することが可能になる。   As described above, the calculation unit 69 may display various values calculated and estimated based on the digital filter processing on the display unit 71, and display the various values calculated and estimated based on the synchronous detection processing. 71 may be displayed. However, for example, various values obtained by both processes may be compared, and if there is an error, an average value may be calculated and displayed on the display unit 71. By adding such arithmetic processing, the accuracy can be further improved.

(III) 電流検出ポイントP2〜P6における波形
図9−2(a)、(b)〜図9−6(a)、(b)は、試験結果例である図6の電流検出ポイントP2〜P6における信号波形を示す図であり、図9−1(a)、(b)中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
(III) Waveforms at Current Detection Points P2 to P6 FIGS. 9-2 (a) and (b) to FIGS. 9-6 (a) and (b) are current detection points P2 to P6 in FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a signal waveform in FIG. 9, and elements common to elements in FIGS. 9-1 (a) and (b) are denoted by common reference numerals.

図9−2(a)、(b)〜図9−6(a)、(b)についての説明は、図9−1(a)、(b)についての説明と同様となるため、詳細は省略し、各ポイントにおいて検出された電流波形のピーク値及び分流比について説明する。   The description of FIGS. 9-2 (a) and (b) to FIGS. 9-6 (a) and (b) is the same as the description of FIGS. 9-1 (a) and (b). A description will be given of the peak value and the diversion ratio of the current waveform detected at each point.

図9−2(a)、(b)の通り、ポイントP2における分流波形(電流波形I50)のピーク値等は以下のように算出又は推定される。但し、雷電流が侵入したと仮定した場合の雷電流値(ピーク値)は30kAと設定されているものとする。
分流波形(電流波形I50)のピーク値 :40mA
※デジタルフィルタ処理及び同期検波処理の両方共に40mA
注入波形(電流波形I82)に対する分流比 :40%
雷電流の分流比(推定) :40%
雷電流のピーク値(推定) :12kA
As shown in FIGS. 9-2 (a) and (b), the peak value of the shunt waveform (current waveform I50) at the point P2 is calculated or estimated as follows. However, it is assumed that the lightning current value (peak value) when it is assumed that the lightning current has entered is set to 30 kA.
Peak value of shunt waveform (current waveform I50): 40 mA
* Both digital filter processing and synchronous detection processing are 40 mA.
Shunt ratio to injection waveform (current waveform I82): 40%
Lightning current shunt ratio (estimated): 40%
Lightning current peak value (estimated): 12 kA

図9−3(a)、(b)の通り、ポイントP3における分流波形(電流波形I50)のピーク値等は以下のように算出又は推定される。但し、雷電流が侵入したと仮定した場合の雷電流値(ピーク値)は30kAと設定されているものとする。
分流波形(電流波形I50)のピーク値 :30mA
※デジタルフィルタ処理及び同期検波処理の両方共に30mA
注入波形(電流波形I82)に対する分流比 :30%
雷電流の分流比(推定) :30%
雷電流のピーク値(推定) :9kA
As shown in FIGS. 9-3 (a) and (b), the peak value of the shunt waveform (current waveform I50) at the point P3 is calculated or estimated as follows. However, it is assumed that the lightning current value (peak value) when it is assumed that the lightning current has entered is set to 30 kA.
Peak value of shunt waveform (current waveform I50): 30 mA
* 30 mA for both digital filter processing and synchronous detection processing
Shunt ratio to injection waveform (current waveform I82): 30%
Lightning current shunt ratio (estimated): 30%
Lightning current peak value (estimated): 9 kA

図9−4(a)、(b)の通り、ポイントP4における分流波形(電流波形I50)のピーク値等は以下のように算出又は推定される。但し、雷電流が侵入したと仮定した場合の雷電流値(ピーク値)は30kAと設定されているものとする。
分流波形(電流波形I50)のピーク値 :10mA
※デジタルフィルタ処理及び同期検波処理の両方共に10mA
注入波形(電流波形I82)に対する分流比 :10%
雷電流の分流比(推定) :10%
雷電流のピーク値(推定) :3kA
As shown in FIGS. 9-4 (a) and (b), the peak value of the shunt waveform (current waveform I50) at the point P4 is calculated or estimated as follows. However, it is assumed that the lightning current value (peak value) when it is assumed that the lightning current has entered is set to 30 kA.
Peak value of shunt waveform (current waveform I50): 10 mA
* 10 mA for both digital filter processing and synchronous detection processing
Shunt ratio to injection waveform (current waveform I82): 10%
Lightning current shunt ratio (estimated): 10%
Lightning current peak value (estimated): 3 kA

図9−5(a)、(b)の通り、ポイントP5における分流波形(電流波形I50)のピーク値等は以下のように算出又は推定される。但し、雷電流が侵入したと仮定した場合の雷電流値(ピーク値)は30kAと設定されているものとする。
分流波形(電流波形I50)のピーク値 :10mA
※デジタルフィルタ処理及び同期検波処理の両方共に10mA
注入波形(電流波形I82)に対する分流比 :10%
雷電流の分流比(推定) :10%
雷電流のピーク値(推定) :3kA
As shown in FIGS. 9-5 (a) and (b), the peak value of the shunt waveform (current waveform I50) at the point P5 is calculated or estimated as follows. However, it is assumed that the lightning current value (peak value) when it is assumed that the lightning current has entered is set to 30 kA.
Peak value of shunt waveform (current waveform I50): 10 mA
* 10 mA for both digital filter processing and synchronous detection processing
Shunt ratio to injection waveform (current waveform I82): 10%
Lightning current shunt ratio (estimated): 10%
Lightning current peak value (estimated): 3 kA

図9−6(a)、(b)の通り、ポイントP6における分流波形(電流波形I50)のピーク値等は以下のように算出又は推定される。但し、雷電流が侵入したと仮定した場合の雷電流値(ピーク値)は30kAと設定されているものとする。
分流波形(電流波形I50)のピーク値 :90mA
※デジタルフィルタ処理及び同期検波処理の両方共に90mA
注入波形(電流波形I82)に対する分流比 :90%
雷電流の分流比(推定) :90%
雷電流のピーク値(推定) :27kA
As shown in FIGS. 9-6 (a) and (b), the peak value of the shunt waveform (current waveform I50) at the point P6 is calculated or estimated as follows. However, it is assumed that the lightning current value (peak value) when it is assumed that the lightning current has entered is set to 30 kA.
Peak value of shunt waveform (current waveform I50): 90 mA
* Both digital filter processing and synchronous detection processing are 90 mA.
Shunt ratio to injection waveform (current waveform I82): 90%
Lightning current shunt ratio (estimated): 90%
Lightning current peak value (estimated): 27 kA

これらの図9−1(a)、(b)〜図9−6(a)、(b)に示すように、接地線83において異なる地点に設定される電流検出ポイントP1〜P6毎に、デジタルフィルタ処理後の電流波形I70及び同期検波処理後の電流波形I67が異なり、その結果、分流比も異なる。   As shown in FIGS. 9-1 (a) and (b) to FIGS. 9-6 (a) and (b), the current detection points P1 to P6 set at different points on the ground line 83 are digitally connected. The current waveform I70 after the filter processing and the current waveform I67 after the synchronous detection processing are different, and as a result, the shunt ratio is also different.

なお、図7−1〜図7−4、及び図9−1〜図9−6は、試験結果例を示す波形図であるが、これらはイメージを優先させて図示しているので、若干実際とは異なる部分もある。即ち、実際には、電流検出器50から出力される電流波形は、図1中の各フィルタ61,62,67等の段階で減衰してしまったり、あるいは、信号増幅部62にて増幅されるため、電流検出器50から出力された電流波形のピーク値と、A/D変換部64の第1チャネルCh1から出力された電流波形のピーク値、あるいは、A/D変換部64の第2チャネルCh2から出力された電流波形のピーク値とは、一致しない。これについては、演算部69で補正することにより、電流検出器50から出力された電流波形を推定して算出している。   FIGS. 7-1 to 7-4 and FIGS. 9-1 to 9-6 are waveform diagrams showing examples of test results. However, since these images are given priority for illustration, they are slightly actual. There are some differences. That is, in practice, the current waveform output from the current detector 50 is attenuated at the stage of each filter 61, 62, 67, etc. in FIG. Therefore, the peak value of the current waveform output from the current detector 50 and the peak value of the current waveform output from the first channel Ch1 of the A / D converter 64, or the second channel of the A / D converter 64 It does not match the peak value of the current waveform output from Ch2. This is calculated by estimating the current waveform output from the current detector 50 by correcting the calculation unit 69.

(実施例1の効果)
本実施例1の雷電流分布推定システムによる効果をまとめれば、以下の(1)〜(5)の通りである。
(Effect of Example 1)
The effects of the lightning current distribution estimation system according to the first embodiment are summarized as (1) to (5) below.

(1) 微弱電流を用いても分流波形を精度よく測定できる効果
(1・1) 接地系統の各地点(各測定ポイント)における分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができる。即ち、測定の際に注入する電流が微弱である場合、当該微弱電流にノイズ(周波数や大きさ等の異なる種々のノイズ)が混入すると、通常は当該微弱電流の分流波形を測定することは極めて困難であるが、図1のようにシステムを構成したので、注入する電流が微弱であっても効果的にノイズを処理(除去)し、目的の分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができる。
(1) The effect of accurately measuring the shunt waveform even if a weak current is used (1.1) The peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point (each measurement point) of the grounding system can be detected easily and accurately. . In other words, if the current injected at the time of measurement is weak, if noise (various noises with different frequencies, magnitudes, etc.) is mixed in the weak current, it is usually extremely difficult to measure the shunt waveform of the weak current. Although it is difficult, since the system is configured as shown in FIG. 1, noise is effectively processed (removed) even if the injected current is weak, and the peak value of the amplitude of the target shunt waveform can be easily and accurately performed. Can be detected.

特に、ピーク値検出手段を、デジタルフィルタ処理を行う第1系統のピーク値検出手段と、同期検波処理を行う第2系統ピーク値検出手段との両方により構成した場合には、両系統により検出すると共に、両系統の検出結果を比較することも可能となるため、更に精度良く接地系統の各地点における分流波形の振幅のピーク値を検出することができる。   In particular, when the peak value detecting means is constituted by both the first system peak value detecting means for performing digital filter processing and the second system peak value detecting means for performing synchronous detection processing, detection is performed by both systems. In addition, since the detection results of both systems can be compared, the peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point of the grounding system can be detected with higher accuracy.

(1・2) 前記のように効果的にノイズを処理できるので、変電所や発電所等の建造物(電気的ノイズが大きい環境下におかれる建造物)においても、微弱電流を用いて何ら不都合なく測定を行うことができる。       (1.2) Since noise can be processed effectively as described above, even in buildings such as substations and power plants (buildings placed in an environment where electrical noise is large) Measurement can be performed without inconvenience.

(1・3) 従来のインパルス電圧を印加するシステムであると、測定の際に大きな電圧を印加するので、建造物内への影響(例えば、建造物内の設備機器やSPDの損傷又は停電等)が懸念される。これに対し、本実施例1によれば、測定の際、微弱電流を用いるため、建造物内の設備機器へ与える影響を少なくすることができると共に、感電等の危険性が少ないため、作業者が安全に作業することができる。従って、本実施例1によれば、従来の懸念を解決でき、運用中(稼働中)の建造物に対して何ら問題なく測定を行うことができる。       (1 ・ 3) In the case of a system that applies a conventional impulse voltage, a large voltage is applied at the time of measurement, so the influence on the building (for example, damage to equipment or SPD in the building or power failure, etc.) ) Is a concern. On the other hand, according to the first embodiment, since a weak current is used in the measurement, the influence on the equipment in the building can be reduced, and the risk of electric shock and the like is small. Can work safely. Therefore, according to the present Example 1, the conventional concern can be solved and it can measure without any problem with respect to the building in operation (in operation).

(1・4) 非接触の測定方式であるため、線の取り外し等を行う必要がなく、効率的に測定を行える。更に、操作性が簡便であり、1人で測定することも可能である。よって、従来のようなインパルス電圧を印加するシステムに比べ、準備等にかかる費用と時間を大幅に節約できる。       (1/4) Since it is a non-contact measurement method, it is not necessary to remove the wire, and the measurement can be performed efficiently. Furthermore, the operability is simple and it is possible to measure by one person. Therefore, compared to a conventional system that applies an impulse voltage, the cost and time required for preparation can be greatly reduced.

(1・5) 測定対象の建造物が高層ビル等の場合、建造物の容積が大きいため(階層が多層で、各階層の面積も大きいため)、分流波形を測定したい地点が、場合によっては数十カ所に及ぶこともある。従来のインパルス電圧を印加するシステムであると、多箇所の同時測定は実質不可能である。これに対し、注入電流を単発的な雷インパルス波形ではなく連続的なAC波形にしているので、長時間にわたる連続的な測定が可能であると共に、多箇所の同時測定が可能となる。       (1.5) When the building to be measured is a high-rise building, etc., because the volume of the building is large (because the layer is multi-layered and the area of each layer is large), the point where you want to measure the shunt waveform may be Dozens of places. In a conventional system that applies an impulse voltage, simultaneous measurement at multiple locations is virtually impossible. On the other hand, since the injection current is not a single lightning impulse waveform but a continuous AC waveform, continuous measurement over a long period of time is possible and simultaneous measurement at multiple locations is possible.

(1・6) 前記のように接地系統の各地点における分流波形の振幅のピーク値を簡易且つ精度良く検出することができると共に、多箇所の同時測定も可能であるため、接地系統の各地点における分流(分布)の割合(対注入電流比)の算出も、精度良く可能となる。       (1.6) As described above, the peak value of the amplitude of the shunt waveform at each point of the grounding system can be detected easily and accurately, and multiple points can be simultaneously measured. It is also possible to accurately calculate the ratio (distribution to injection current) of the shunt current (distribution) in.

(2) 雷電流の分流波形について精度良く推定できる効果
注入する高周波微弱電流の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数としたので、流入電流が高周波微弱電流の場合における接地系統の各地点における分流割合と、流入電流が雷電流の場合の分流割合とを、同等であると推定できる。そのため、分流割合を本実施例1の高周波微弱電流にて測定することにより、雷電流が侵入した場合の分流割合を精度良く推定することができる。
(2) The effect of accurate estimation of the lightning current shunt waveform The frequency of the high-frequency weak current to be injected is the lightning impulse current waveform of the waveform for one quarter of the rising waveform. Since the frequency is calculated by making the waveform approximate to the rising partial waveform, the shunt ratio at each point of the grounding system when the inflow current is a high frequency weak current, and the shunt ratio when the inflow current is a lightning current Can be estimated to be equivalent. Therefore, by measuring the diversion ratio with the high-frequency weak current of the first embodiment, the diversion ratio when the lightning current enters can be accurately estimated.

(3) 調査・分析に資する効果
前記のように雷電流が侵入した場合の接地系統の各地点における分流割合を精度良く推定できるので、接地系統の各地点に配設されている設備機器への影響の調査・分析が可能となる。即ち、落雷時に設備機器へ流入する可能性がある雷電流の程度を精度よく推定できるので、接地系統の各地点に配設されている設備機器の耐電圧・耐電流特性と照らし合わせることにより、設備機器への影響(誤動作発生リスク、絶縁破壊の危険性等)を調査・分析することが可能となる。特に、近年は設備機器のIC化が進んでいるところ、IC機器は一般的に耐電圧や絶縁抵抗の特性が低いため、このような調査・分析は極めて重要であり且つ意義があるところ、このようなニーズに応えることができる。
(3) Effects contributing to investigation / analysis As the ratio of shunting at each point of the grounding system when lightning current enters as described above can be accurately estimated, Impact investigation / analysis becomes possible. In other words, since it is possible to accurately estimate the degree of lightning current that can flow into equipment during a lightning strike, by comparing it with the withstand voltage and current withstand characteristics of equipment installed at each point of the grounding system, It is possible to investigate and analyze the impact on equipment (malfunction risk, risk of dielectric breakdown, etc.). In particular, in recent years, as equipment has become increasingly integrated into ICs, IC devices generally have low withstand voltage and insulation resistance characteristics, so such investigation and analysis is extremely important and meaningful. It can meet such needs.

(4) 接地系統の見直しに資する効果
(4・1) 前記のように接地系統の各地点に配設されている設備機器への影響の調査・分析が可能となるので、ひいては、接地系統の見直し(接地線の引き回し変更等の構造的な見直し)や設備機器の配置変更といった方策を効果的に講じることができ、建造物全体の耐雷性能の向上を図ることが可能となる。そのため、本実施例1のシステムは、耐雷設計評価装置として利用することも可能である。
(4) Effects that contribute to the review of the grounding system (4.1) As described above, it is possible to investigate and analyze the effects on the equipment installed at each point of the grounding system. It is possible to effectively take measures such as review (structural review such as ground wire routing change) and facility equipment layout change, and it is possible to improve the lightning resistance of the entire building. Therefore, the system of the first embodiment can also be used as a lightning protection design evaluation device.

(4・2) 上述のように簡便に測定及び推定を行えるため、接地系統見直し前(接地改修工事前)と接地系統見直し後(接地改修工事後)の効果検証を容易に行うことが可能である。見直し前後の効果は、測定及び推定した分流値から直接的に確認することができる。       (4.2) Since the measurement and estimation can be performed easily as described above, it is possible to easily verify the effect before the grounding system review (before the grounding repair work) and after the grounding system review (after the grounding repair work). is there. The effects before and after the review can be confirmed directly from the measured and estimated diversion values.

(4・3) 上述のように簡便に測定及び推定を行えるため、接地改修工事着手前、接地改修工事中、接地改修工事後の一連の工事時間帯において、必要の都度或いはリアルタイムで測定及び推定が可能である。そのため、例えば第1回目の接地線の引き回し変更後に測定及び推定し、第1回目の接地線引き回し変更の効果が十分でない場合は、その後直ぐに第2回目の同様の作業を行うといったように、接地改修工事を効率的に行うことができ、接地系統の最適化を短時間で行うことができる。       (4.3) Since measurement and estimation can be performed easily as described above, measurement and estimation are performed as needed or in real time during a series of work hours before, during and after grounding repair work. Is possible. Therefore, for example, if the measurement and estimation are made after the first ground wire routing change, and if the effect of the first ground wire routing change is not sufficient, the same operation as the second time is performed immediately thereafter. The renovation work can be performed efficiently, and the grounding system can be optimized in a short time.

(5) その他の効果
従来、落雷により設備機器が損傷した場合には、何らかの方法で原因の探求と検証を行っているが、このような原因の探求と検証を本実施例1にて行うことができる。
(5) Other effects Conventionally, when equipment is damaged by a lightning strike, the cause is searched and verified by some method, but the search and verification of such a cause is performed in the first embodiment. Can do.

(実施例1の変形例)
本発明は、上記実施例1に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(A)〜(D)のようなものがある。
(Modification of Example 1)
The present invention is not limited to the first embodiment, and various usage forms and modifications are possible. For example, the following forms (A) to (D) are available as usage forms and modifications.

(A) 図1の雷電流分布推定システム、図2の電流注入器30、図3の電流検出器50、及び図4の同期検波部66は、図示以外の他の回路等で構成しても良い。例えば、A/D部64、演算部69、及びデジタルフィルタ処理部70は、これらの機能を一体化したワンチップマイクロコンピュータ(以下「ワンチップマイコン」という。)で構成して回路構成を簡単化したり、あるいは、ワンチップマイコン以外の回路で構成しても良い。   (A) The lightning current distribution estimation system shown in FIG. 1, the current injector 30 shown in FIG. 2, the current detector 50 shown in FIG. 3, and the synchronous detector 66 shown in FIG. good. For example, the A / D unit 64, the calculation unit 69, and the digital filter processing unit 70 are configured by a one-chip microcomputer (hereinafter referred to as “one-chip microcomputer”) in which these functions are integrated to simplify the circuit configuration. Alternatively, it may be configured by a circuit other than the one-chip microcomputer.

(B) 精度を気にしなければ、図1の第1系統、第2系統のいずれか一方の系統のみを備えた構成にしても良く、これにより回路構成を簡単化できる。例えば、第1系統のみを設ける場合は、信号発生部65、同期検波部66及び第3フィルタ67を削除してA/D変換部64を1チャネル型構成に変更すれば良い。又、第2系統のみを設ける場合は、デジタルフィルタ処理部70を削除する構成に変更すれば良い。   (B) If accuracy is not a concern, a configuration including only one of the first system and the second system in FIG. 1 may be provided, thereby simplifying the circuit configuration. For example, when only the first system is provided, the signal generator 65, the synchronous detector 66, and the third filter 67 may be deleted and the A / D converter 64 may be changed to a one-channel configuration. If only the second system is provided, the digital filter processing unit 70 may be deleted.

(C) 図1の第1系統では、デジタルフィルタの方が検出精度を向上できるので、デジタルフィルタを用いて演算部69によりデジタルフィルタ処理を行っているが、本発明はこれに限定されず、アナログフィルタを用いてフィルタ処理を行っても良い。   (C) In the first system of FIG. 1, since the digital filter can improve the detection accuracy, the digital filter processing is performed by the arithmetic unit 69 using the digital filter. However, the present invention is not limited to this, Filter processing may be performed using an analog filter.

(D) 図1の計測装置40側において、演算部69により制御される送信手段を追加し、表示部71に表示させる表示内容をその通信手段により外部へ送信する構成にしても良い。これにより、遠隔監視も可能になる。   (D) On the measurement device 40 side in FIG. 1, a transmission unit controlled by the calculation unit 69 may be added, and the display content displayed on the display unit 71 may be transmitted to the outside by the communication unit. This also enables remote monitoring.

10 電流注入装置
20 信号発生装置
30 電流注入器
40 計測装置
50 電流検出器
60 解析装置
66 同期検波部
69 演算部
70 デジタルフィルタ処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Current injection apparatus 20 Signal generator 30 Current injector 40 Measuring apparatus 50 Current detector 60 Analysis apparatus 66 Synchronous detection part 69 Calculation part 70 Digital filter process part

Claims (8)

建造物における複数の分岐路を有する接地系統の一地点から、所定の周波数及び所定の電流値を有する高周波微弱電流からなる注入電流を非接触にて注入する電流注入器と、
前記接地系統の他の地点に設置され、前記接地系統における前記分岐路を経由した前記注入電流の分流電流を非接触にて検出する電流検出器と、
検出された前記分流電流から前記所定の周波数の電流成分を抽出してピーク値を検出するピーク値検出手段と、
前記ピーク値から前記所定の電流値に対する分流割合を算出して雷電流分流割合又は雷電流分流値を推定する演算部とを備え、
前記所定の周波数は、一周期分の波形のうち、立ち上がり部分である四分の一周期分の部分波形が、雷インパルス電流波形の立ち上がり部分波形に近似する波形とすることにより算出される周波数であることを特徴とする雷電流分布推定システム。
A current injector that injects an injection current consisting of a high-frequency weak current having a predetermined frequency and a predetermined current value from a single point of a grounding system having a plurality of branch paths in a building; and
A current detector that is installed at another point of the grounding system and detects a shunt current of the injected current via the branch path in the grounding system in a non-contact manner;
Peak value detecting means for detecting a peak value by extracting a current component of the predetermined frequency from the detected shunt current;
A calculation unit for calculating a diversion ratio with respect to the predetermined current value from the peak value and estimating a lightning current diversion ratio or a lightning current diversion value;
The predetermined frequency is a frequency calculated by setting a partial waveform corresponding to a quarter cycle, which is a rising portion, of a waveform corresponding to one cycle to a waveform that approximates a rising partial waveform of a lightning impulse current waveform. A lightning current distribution estimation system characterized by being.
前記電流注入器は、前記注入電流を前記一地点に注入するカレントインジェクションプローブにより構成されていることを特徴とする請求項1記載の雷電流分布推定システム。   2. The lightning current distribution estimation system according to claim 1, wherein the current injector comprises a current injection probe that injects the injected current into the one point. 前記電流検出器は、前記分流電流を検出する変流器により構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の雷電流分布推定システム。   The lightning current distribution estimation system according to claim 1, wherein the current detector includes a current transformer that detects the shunt current. 前記ピーク値検出手段は、少なくとも、
検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、
前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、
前記信号増幅部の出力信号に対してフィルタ処理を行い、前記所定の周波数の電流成分を抽出して前記ピーク値を検出するフィルタ処理手段と、
を有する第1系統のピーク値検出手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システム。
The peak value detecting means is at least
A first filter that blocks high frequency components higher than the predetermined frequency from the detected shunt current;
A signal amplifying unit for amplifying the output signal of the first filter;
Filter processing means for performing a filtering process on the output signal of the signal amplifying unit, extracting a current component of the predetermined frequency, and detecting the peak value;
The lightning current distribution estimation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the first system peak value detection means has
前記ピーク値検出手段は、少なくとも、
検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、
前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定の周波数を有する参照信号を発生する信号発生部と、
前記参照信号に同期して、前記信号増幅部の出力信号から前記参照信号と等しい周波数成分を検波し、前記ピーク値を検出する同期検波部と、
を有する第2系統のピーク値検出手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システム。
The peak value detecting means is at least
A first filter that blocks high frequency components higher than the predetermined frequency from the detected shunt current;
A signal amplifying unit for amplifying the output signal of the first filter;
A signal generator for generating a reference signal having the predetermined frequency;
Synchronously detecting the frequency component equal to the reference signal from the output signal of the signal amplifier in synchronization with the reference signal, and detecting the peak value,
The lightning current distribution estimation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the second system peak value detection means has
前記ピーク値検出手段は、
第1系統のピーク値検出手段と、第2系統のピーク値検出手段とを備え、
前記第1系統のピーク値検出手段は、少なくとも、
検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、
前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、
前記信号増幅部の出力信号に対してフィルタ処理を行い、前記所定の周波数の電流成分を抽出して前記ピーク値を検出するフィルタ処理手段とを有し、
前記第2系統のピーク値検出手段は、少なくとも、
検出された前記分流電流から、前記所定の周波数よりも高い高周波成分を遮断する第1フィルタと、
前記第1フィルタの出力信号を増幅する信号増幅部と、
前記所定の周波数を有する参照信号を発生する信号発生部と、
前記参照信号に同期して、前記信号増幅部の出力信号から前記参照信号と等しい周波数成分を検波し、前記ピーク値を検出する同期検波部とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システム。
The peak value detecting means includes
Comprising a first system peak value detection means and a second system peak value detection means;
The peak value detection means of the first system is at least
A first filter that blocks high frequency components higher than the predetermined frequency from the detected shunt current;
A signal amplifying unit for amplifying the output signal of the first filter;
Filter processing means for performing a filtering process on an output signal of the signal amplification unit, extracting a current component of the predetermined frequency, and detecting the peak value;
The peak value detection means of the second system is at least
A first filter that blocks high frequency components higher than the predetermined frequency from the detected shunt current;
A signal amplifying unit for amplifying the output signal of the first filter;
A signal generator for generating a reference signal having the predetermined frequency;
The synchronous detection part which detects the frequency component equal to the said reference signal from the output signal of the said signal amplification part synchronizing with the said reference signal, and detects the said peak value of Claim 1-3 characterized by the above-mentioned. The lightning current distribution estimation system according to any one of the above.
前記フィルタ処理手段は、前記信号増幅部の出力信号に対してデジタルフィルタ処理を行うデジタルフィルタ処理部により構成されていることを特徴とする請求項4又は6記載の雷電流分布推定システム。   The lightning current distribution estimation system according to claim 4 or 6, wherein the filter processing means includes a digital filter processing unit that performs digital filter processing on an output signal of the signal amplification unit. 前記所定の周波数は、略10kHz〜150kHzの範囲の周波数、
前記所定の電流値は、交流の略10mA〜500mAの範囲の電流値であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の雷電流分布推定システム。
The predetermined frequency is a frequency in a range of approximately 10 kHz to 150 kHz,
The lightning current distribution estimation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the predetermined current value is a current value in a range of approximately 10 mA to 500 mA of alternating current.
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