JP2017181039A - 落雷電流特性値の推定方法、推定装置、及び推定プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電界の観測点と落雷点との間の距離と、観測点で観測された電界(具体的には、垂直電界ピーク値Epeak)とが用いられて、落雷電流のピーク電流値が推定される(S1,S2,S4)際に、電界の変化が観測された観測点のうち落雷点からの距離が20〜50 km である観測点で観測された電界のみが用いられる(S3)ようにした。
【選択図】図1
Description
ここに、 Ipeak:ピーク電流値,
Pi:大地伝播補正係数,
A:傾斜補正係数(但し、1でも良い),
M:モデル補正係数(但し、1でも良い),
D:落雷点と観測点との間の水平距離,
Epeak:垂直電界ピーク値,
v:伝送線路上の電流波進行速度,
ε0:真空の誘電率,
c:光速,
π:円周率 をそれぞれ表す。
ここに、 S:電流峻度,
Ipeak:ピーク電流値,
Ps:大地伝播補正係数,
T10-90%:電界変化波形から推測された10%−90%立ち上がり時間
をそれぞれ表す。
[数3] Ipeak = Pi・A・M・(−2πε0c2DEpeak)/v
ここに、 Ipeak:ピーク電流値,
Pi:大地伝播補正係数,
A:傾斜補正係数,
M:モデル補正係数,
D:落雷点と観測点との間の水平距離,
Epeak:垂直電界ピーク値,
v:伝送線路上の電流波進行速度,
ε0:真空の誘電率,
c:光速,
π:円周率 をそれぞれ表す。
大地導電率が山岳部を想定した0.001 S/m であるとき、電界変化波形が50 km 伝播した場合の電界ピーク値の違いは表1のようになる。
雷放電路が傾いている場合、遠方から見ると、電流の雷放電路の伝播速度(即ち、伝送線路上の電流波進行速度v)が等価的に遅くなっているのと同じになる。例えば、雷道が仰角30°である場合は、高さ方向の雷電流速度は等価的に実際の電流速度の1/2になってしまう。このため、雷放電路の傾きも電流推定の大きな誤差要因である。
数式3は雷放電路内の雷電流波形が一定であることを前提とした式であるところ、必要に応じ、ピーク電流値と電界変化波形のピーク値との間の関係を調整するため、モデル補正係数Mの値が例えば0.8〜1.2程度の間で調整されて設定される。
ア) 複数の選択観測点のうち、落雷点との間の距離が最も短い(即ち、落雷点に最も近い;尚、S3の処理における選択観測点の抽出の条件から、20 km 以遠である)選択観測点に関する各データが用いられて算定されたピーク電流値Ipeakが最終的な推定結果とされる。
イ) 複数の選択観測点のそれぞれに関する各データが用いられて算定された複数の選択観測点毎のピーク電流値Ipeakの平均値が最終的な推定結果とされる。
ウ) 選択観測点が三つ以上である場合に、三つ以上の選択観測点のそれぞれに関する各データが用いられて算定された三つ以上の選択観測点毎のピーク電流値Ipeakのうちの最小値と最大値とを除いた残りの平均値が最終的な推定結果とされる。
[数5] S = 0.8・Ipeak/(Ps・T10-90%)
ここに、 S:電流峻度,
Ipeak:ピーク電流値,
Ps:大地伝播補正係数,
T10-90%:電界変化波形から推測された10%−90%立ち上がり時間
をそれぞれ表す。
S=0.8・Ipeak/(0.42・1.9)
S2 落雷点の特定
S3 電界の観測データの選択
S4 落雷電流のピーク電流値の推定
S5 落雷電流の電流峻度の推定
10 落雷電流特性値の推定装置
17 落雷電流特性値の推定プログラム
Claims (12)
- 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とが用いられて、落雷電流のピーク電流値が推定される際に、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみが用いられることを特徴とする落雷電流特性値の推定方法。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された若しくは推定された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Piを含む以下の数式1
[数1] Ipeak = Pi・A・M・(−2πε0c2DEpeak)/v
ここに、 Ipeak:ピーク電流値,
Pi:大地伝播補正係数,
A:傾斜補正係数(但し、1でも良い),
M:モデル補正係数(但し、1でも良い),
D:落雷点と観測点との間の水平距離,
Epeak:垂直電界ピーク値,
v:伝送線路上の電流波進行速度,
ε0:真空の誘電率,
c:光速,
π:円周率 をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流のピーク電流値Ipeakが算定されることを特徴とする請求項1記載の落雷電流特性値の推定方法。 - 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とが用いられて、落雷電流の電流峻度が推定される際に、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみが用いられることを特徴とする落雷電流特性値の推定方法。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Psを含む以下の数式2
[数2] S = 0.8・Ipeak/(Ps・T10-90%)
ここに、 S:電流峻度,
Ipeak:ピーク電流値,
Ps:大地伝播補正係数,
T10-90%:電界変化波形から推測された10%−90%立ち上がり時間
をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流の電流峻度Sが算定されることを特徴とする請求項3記載の落雷電流特性値の推定方法。 - 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とを用いて、落雷電流のピーク電流値を推定する推定部を有し、当該推定部が、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみを用いることを特徴とする落雷電流特性値の推定装置。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された若しくは推定された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Piを含む以下の数式3
[数3] Ipeak = Pi・A・M・(−2πε0c2DEpeak)/v
ここに、 Ipeak:ピーク電流値,
Pi:大地伝播補正係数,
A:傾斜補正係数(但し、1でも良い),
M:モデル補正係数(但し、1でも良い),
D:落雷点と観測点との間の水平距離,
Epeak:垂直電界ピーク値,
v:伝送線路上の電流波進行速度,
ε0:真空の誘電率,
c:光速,
π:円周率 をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流のピーク電流値Ipeakが算定されることを特徴とする請求項5記載の落雷電流特性値の推定装置。 - 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とを用いて、落雷電流の電流峻度を推定する推定部を有し、当該推定部が、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみを用いることを特徴とする落雷電流特性値の推定装置。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Psを含む以下の数式4
[数4] S = 0.8・Ipeak/(Ps・T10-90%)
ここに、 S:電流峻度,
Ipeak:ピーク電流値,
Ps:大地伝播補正係数,
T10-90%:電界変化波形から推測された10%−90%立ち上がり時間
をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流の電流峻度Sが算定されることを特徴とする請求項7記載の落雷電流特性値の推定装置。 - 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とを用いて、落雷電流のピーク電流値を推定する処理をコンピュータに行わせ、当該推定処理において、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみが用いられることを特徴とする落雷電流特性値の推定プログラム。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された若しくは推定された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Piを含む以下の数式5
[数5] Ipeak = Pi・A・M・(−2πε0c2DEpeak)/v
ここに、 Ipeak:ピーク電流値,
Pi:大地伝播補正係数,
A:傾斜補正係数(但し、1でも良い),
M:モデル補正係数(但し、1でも良い),
D:落雷点と観測点との間の水平距離,
Epeak:垂直電界ピーク値,
v:伝送線路上の電流波進行速度,
ε0:真空の誘電率,
c:光速,
π:円周率 をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流のピーク電流値Ipeakが算定されることを特徴とする請求項9記載の落雷電流特性値の推定プログラム。 - 電界の観測点と落雷点との間の距離と、前記観測点で観測された電界とを用いて、落雷電流の電流峻度を推定する処理をコンピュータに行わせ、当該推定処理において、電界の変化が観測された前記観測点のうち前記落雷点からの距離が20〜50 km である前記観測点で観測された電界のみが用いられることを特徴とする落雷電流特性値の推定プログラム。
- 第一雷撃と後続雷撃とのうちのどちらであるか又は観測された立ち上がり時間によって決定される大地伝播補正係数Psを含む以下の数式6
[数6] S = 0.8・Ipeak/(Ps・T10-90%)
ここに、 S:電流峻度,
Ipeak:ピーク電流値,
Ps:大地伝播補正係数,
T10-90%:電界変化波形から推測された10%−90%立ち上がり時間
をそれぞれ表す。
が用いられて前記落雷電流の電流峻度Sが算定されることを特徴とする請求項11記載の落雷電流特性値の推定プログラム。
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