JP2020134195A - Lightning arrester current detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、避雷器電流検出技術に関する。 The present invention relates to a lightning arrester current detection technique.
例えば、鉄道用の変電所には、受電側の送電線やき電側の電車線等から侵入する異常電圧（雷サージ等）の対策として“避雷器”が設けられている。 For example, a railway substation is provided with a "lightning arrester" as a countermeasure against abnormal voltage (lightning surge, etc.) that invades from a power transmission line on the power receiving side or a train line on the power receiving side.
ここで、避雷器には動作履歴を監視するための“避雷器電流検知装置”が併設されていることが一般的である。そして、避雷器動作時に接地線に流れる異常電流（雷サージ電流等）を避雷器電流検知装置により検知することで、避雷器の動作有無を監視している。 Here, the lightning arrester is generally equipped with a "lightning arrester current detection device" for monitoring the operation history. Then, the presence or absence of operation of the arrester is monitored by detecting an abnormal current (lightning surge current, etc.) flowing through the ground wire when the arrester is operating by the arrester current detection device.
従来、避雷器電流検知装置としては、例えば以下のような装置が知られている。
１）避雷器電流検知装置（１）： 磁鋼片を利用した避雷器電流検知装置
避雷器電流検知装置（１）は、電流の通電により磁化される性質をもつ炭素鋼を用いた避雷器電流検知装置である。この避雷器電流検知装置（１）では、磁化された磁鋼片の残留磁気を特殊な評価装置等を用いて測定する。これにより、異常電流の通電履歴（避雷器の動作）有無を確認することができる（例えば下記特許文献１に記載の技術が知られている。）
２）避雷器電流検知装置（２）： 金属箔を利用した避雷器電流検知装置
避雷器電流検知装置（２）は、電流の通電により溶融する金属箔を用いた検知装置である。この避雷器電流検知装置（２）では、金属箔の溶融状態を見て異常電流の通電（避雷器の動作）有無を目視で確認することが出来る。
Conventionally, as the lightning arrester current detection device, for example, the following devices are known.
1) Lightning arrester current detector (1): Lightning arrester current detector using magnetic steel pieces The arrester current detector (1) is a lightning arrester current detector using carbon steel that has the property of being magnetized by energization of current. .. In this lightning arrester current detection device (1), the residual magnetism of the magnetized magnetic steel piece is measured by using a special evaluation device or the like. This makes it possible to confirm the presence or absence of an abnormal current energization history (operation of the lightning arrester) (for example, the technique described in Patent Document 1 below is known).
2) Lightning arrester current detection device (2): Lightning arrester current detection device using metal foil The lightning arrester current detection device (2) is a detection device using metal foil that melts when a current is applied. In this lightning arrester current detection device (2), it is possible to visually confirm whether or not an abnormal current is energized (operation of the lightning arrester) by observing the molten state of the metal foil.
上記の先行技術にはそれぞれ以下のような課題が存在する。
１）避雷器電流検知装置（１）の課題：
避雷器電流検知装置（１）の場合には、異常電流の通電履歴（避雷器の動作）有無を外観上では確認できないため、確認作業の都度毎に、磁鋼片を取外し、評価装置での測定が必要となる。そのため、“確認作業に手間がかかる”、“避雷器電流検知装置単体では動作有無を確認できない”、などの課題がある。
２）避雷器電流検知装置（２）の課題：
避雷器電流検知装置（２）の場合には、直撃雷（特に冬期雷）のような大電流が流入した際、一気に溶融された金属箔の気化膨張により周囲のケースに圧力がかかり、ケースが破損・飛散してしまう可能性があるという課題がある。
３）避雷器電流検知装置（１），（２）共通の課題：
従来の避雷器電流検知装置（１），（２）は、いずれも避雷器電流検知装置自体に直接接地線電流（異常電流）を流す構成であるため、避雷器の接地線に割り込ませるように、これに対して直列に設置する必要がある。そのため、接地線の加工等が必要となり、さらに装置も大形であるため支持具も必要となる等、施工に工数・コストがかかる。また、従来の避雷器電流検知装置（１），（２）は、劣化・破損した際、装置本体全体を交換する必要があるため、補修・メンテナンス等にも工数・コストがかかるという課題がある。
Each of the above prior arts has the following problems.
1) Issues of lightning arrester current detector (1):
In the case of the lightning arrester current detection device (1), it is not possible to visually confirm the presence or absence of the abnormal current energization history (operation of the lightning arrester). You will need it. Therefore, there are problems such as "it takes time to confirm" and "the presence or absence of operation cannot be confirmed by the arrester current detection device alone".
2) Issues of lightning arrester current detector (2):
In the case of the lightning arrester current detector (2), when a large current such as a direct lightning strike (especially winter lightning) flows in, pressure is applied to the surrounding case due to the vaporization and expansion of the metal foil melted at once, and the case is damaged.・ There is a problem that it may be scattered.
3) Lightning arrester current detector (1), (2) Common issues:
Since the conventional lightning arrester current detectors (1) and (2) are configured to directly pass the ground wire current (abnormal current) to the arrester current detector itself, they are inserted so as to interrupt the ground wire of the arrester. On the other hand, it is necessary to install in series. Therefore, it is necessary to process the ground wire, and since the device is large, a support is also required, which requires man-hours and costs for construction. Further, the conventional lightning arrester current detection devices (1) and (2) have a problem that man-hours and costs are required for repair and maintenance because it is necessary to replace the entire device body when the device is deteriorated or damaged.
また、従来の避雷器電流検知装置（１），（２）は、いずれも避雷器電流検知装置を接地線に割り込ませる構成であるため、特に雷サージのような高周波成分を含む電流を通電した際に接地線のインピーダンスを増大させる課題がある。 Further, since the conventional lightning arrester current detection devices (1) and (2) are both configured to interrupt the lightning arrester current detection device into the ground wire, especially when a current containing a high frequency component such as a lightning surge is applied. There is a problem of increasing the impedance of the ground wire.
本発明は、避雷器の動作の有無を簡単に、かつ接地線のインピーダンスを増大させずに検知する手段を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a means for easily detecting the presence or absence of operation of a lightning arrester without increasing the impedance of the ground wire.
４）特許第５４１２２５１号や特許第５７５７７７１号の手法の課題：
これら手法は、屋内の低圧制御線に流れる誘導雷によるサージの通電履歴の記録を行う技術である。そのため、特別高圧・高圧の電路用避雷器の接地線に流れる直撃雷によるサージに耐えることが出来ない課題があり、さらに磁性体シートは水に触れると検知性能を発揮しなくなる性質があり屋外で使用できない課題がある。
4) Issues of the method of Japanese Patent No. 541251 and Japanese Patent No. 5757771:
These techniques are techniques for recording the energization history of surges caused by induced lightning flowing through indoor low-pressure control lines. Therefore, there is a problem that it cannot withstand the surge caused by a direct lightning strike flowing through the ground wire of a special high-voltage / high-voltage electric circuit arrester, and the magnetic sheet has the property of not exhibiting detection performance when it comes in contact with water, so it is used outdoors. There is a problem that cannot be done.
本発明の一観点によれば、避雷器の接地線に流れるサージ電流を検知する避雷器電流検知装置であって、前記接地線を流れる前記サージ電流に基づいて発生する第１の磁界の影響により、磁性体シートを用いた電流検出素子と絶縁電線と金属板とにより形成される閉回路を流れる誘導電流により発生する第２の磁界によって前記磁性体シートを用いた電流検出素子の表示が変化することを利用して、前記サージ電流の通電履歴の有無と大きさを検知する避雷器電流検知装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, it is a lightning arrester current detection device that detects a surge current flowing through the ground wire of the lightning arrester, and is magnetic due to the influence of a first magnetic field generated based on the surge current flowing through the ground wire. The display of the current detection element using the magnetic sheet changes due to the second magnetic field generated by the induced current flowing through the closed circuit formed by the current detection element using the body sheet, the insulated wire, and the metal plate. Utilizing this, a lightning arrester current detecting device for detecting the presence / absence and magnitude of the energization history of the surge current is provided.
前記金属板は、防水性（耐候性）のケースの内面底部に設けられる底板を有し、前記防水性のケース内に前記磁性体シートを用いた電流検出素子と前記絶縁電線とが前記底板と電気的に接続されて配置されていることが好ましい。 The metal plate has a bottom plate provided at the bottom of the inner surface of a waterproof (weather resistant) case, and a current detection element using the magnetic material sheet and the insulating electric wire are formed in the waterproof case with the bottom plate. It is preferable that they are electrically connected and arranged.
前記金属板は、さらに、前記底板から立ち上がる第１の側板および第２の側板と、前記第１の側板と前記第２の側板とからそれぞれ前記底板に対して平行に曲がる第１の折れ曲げ部と第２の折れ曲げ部とを有し、前記絶縁電線の両端をそれぞれ前記第１の折れ曲げ部と前記第２の折れ曲げ部に電気的に接続して固定することで前記閉回路を構成することが好ましい。 The metal plate further has a first bent portion that is bent parallel to the bottom plate from the first side plate and the second side plate that rise from the bottom plate, and the first side plate and the second side plate, respectively. And a second bent portion, and the closed circuit is configured by electrically connecting and fixing both ends of the insulated wire to the first bent portion and the second bent portion, respectively. It is preferable to do so.
前記第１の折れ曲げ部と前記第２の折れ曲げ部のそれぞれの端部により確定される開口部内の領域に前記磁性体シートを用いた電流検出素子が配置されていることが好ましい。 It is preferable that the current detecting element using the magnetic material sheet is arranged in the region in the opening determined by the respective ends of the first bent portion and the second bent portion.
前記磁性体シートを用いた電流検出素子は、前記絶縁電線に着脱可能に配置されていることを特徴とする上記のいずれか１に記載の避雷器電流検知装置である。 The lightning arrester current detecting device according to any one of the above, wherein the current detecting element using the magnetic material sheet is detachably arranged on the insulated electric wire.
前記防水性のケースは、透明な材質にて形成され、開閉可能の上板部を有することが好ましい。
また、前記防水性のケースは、水分の侵入を防ぐためのベント弁を有することが好ましい。
The waterproof case is preferably made of a transparent material and has an openable and closable upper plate portion.
Further, the waterproof case preferably has a vent valve for preventing the ingress of moisture.
また、本発明は、前記避雷器の接地線に沿わせるようにして配置されることを特徴とする上記のいずれか１に記載の避雷器電流検知装置である。 Further, the present invention is the lightning arrester current detection device according to any one of the above, characterized in that the lightning arrester is arranged along the ground wire of the lightning arrester.
本発明によれば、以下の効果が得られる。
１）避雷器の動作の有無を簡単に検知することができる。
２）避雷器電流検知装置の取付工事およびメンテナンスの工数・コストを削減することができる。
３）雷サージ通電時に避雷器の接地線に生じるインピーダンスの増大を低減することができる。
４）本発明によれば、特許第５４１２２５１号公報や特許第５７５７７７１号公報に記載の手法を屋外における直撃雷によるサージの測定に適用することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
1) It is possible to easily detect whether or not the lightning arrester is operating.
2) The man-hours and costs for installation and maintenance of the lightning arrester current detector can be reduced.
3) It is possible to reduce the increase in impedance generated in the ground wire of the arrester when the lightning surge is energized.
4) According to the present invention, the methods described in Japanese Patent No. 541251 and Japanese Patent No. 5757771 can be applied to the measurement of surge caused by direct lightning strike outdoors.
本明細書においては、磁性体シートを用いた電流検出素子（電流検出デバイス）を利用している。磁性体シートを用いた電流検出素子（電流検出デバイス）の一例としては、例えば、特許第５４１２２５１号や特許第５７５７７７１号公報に記載されているサージ電流検出素子が例示的に挙げられる。 In this specification, a current detection element (current detection device) using a magnetic sheet is used. Examples of the current detection element (current detection device) using the magnetic sheet include, for example, the surge current detection element described in Japanese Patent No. 541251 and Japanese Patent No. 5757771.
以下、本明細書においては、このような素子を、「磁性体シートを用いた電流検出素子」と称する。 Hereinafter, in the present specification, such an element will be referred to as a "current detection element using a magnetic material sheet".
本実施の形態による避雷器電流検知装置は、例えば、鉄道用の変電所等に設置されている「避雷器」の動作を監視するための「避雷器電流検知装置」に関するものである。 The lightning arrester current detection device according to the present embodiment relates to, for example, a "lightning arrester current detection device" for monitoring the operation of a "lightning arrester" installed in a substation for railways or the like.
以下に、本発明の一実施の形態による避雷器電流検知装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。 The lightning arrester current detection device according to the embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図１は、本実施の形態による避雷器電流検知装置を利用した避雷器電流検知システムの概略構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態による避雷器電流検知システムＡは、大地上や建屋内などに設置されている鉄道用変電所などの電気機器等７に設けられ、送電線１１等の外線から侵入する異常電圧（雷サージ等）Ｌ１から電気機器等７を保護するため避雷器１が設けられている。避雷器１は送電線１１と接地システム（ＧＮＤ）との間に接続され、前記避雷器が動作すると雷サージ等による異常電流を送電線１１から接地システム（ＧＮＤ）を介して大地に放出されることで、電気機器等７に印加される異常電圧Ｌ１を低減させる。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a lightning arrester current detection system using the lightning arrester current detection device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the lightning arrester current detection system A according to the present embodiment is provided in an electric device 7 such as a railway substation installed on the ground or in a building, and is an outside line such as a transmission line 11. A lightning arrester 1 is provided to protect the electrical equipment and the like 7 from an abnormal voltage (lightning surge, etc.) L1 that invades from. The lightning arrester 1 is connected between the transmission line 11 and the earthing system (GND), and when the lightning arrester operates, an abnormal current due to a lightning surge or the like is discharged from the transmission line 11 to the ground via the earthing system (GND). , The abnormal voltage L1 applied to the electric device, etc. 7 is reduced.
ここで、避雷器１にはその動作履歴を記録するための避雷器電流検知装置３が併設されている。そして、避雷器動作時に接地線５に流れる異常電流（雷サージ電流等）を避雷器電流検知装置３により検知することにより、避雷器１の動作履歴の有無を記録する。 Here, the lightning arrester 1 is provided with a lightning arrester current detection device 3 for recording the operation history thereof. Then, the presence or absence of the operation history of the lightning arrester 1 is recorded by detecting the abnormal current (lightning surge current or the like) flowing through the ground wire 5 during the lightning arrester operation by the lightning arrester current detection device 3.
図２Ａ（ａ）は、本実施の形態による避雷器電流検知装置３の正面図（上面図）である。図２Ａ（ｂ）は本実施の形態による避雷器電流検知装置３（図２Ａ（ａ））の左側面図である。図２Ｂは、磁性体シートを用いた電流検出素子３５の斜視図である。図２Ｃは、磁性体シートを用いた電流検出素子の動作表示例を示す図であり、雷サージが通過した際の磁性体シート６１における表示の目安を示す図である。図３は、ケースを開けて内部構造が見えるようにした場合の避雷器電流検知装置３の正面図である。 FIG. 2A (a) is a front view (top view) of the lightning arrester current detection device 3 according to the present embodiment. FIG. 2A (b) is a left side view of the lightning arrester current detection device 3 (FIG. 2A (a)) according to the present embodiment. FIG. 2B is a perspective view of the current detection element 35 using the magnetic sheet. FIG. 2C is a diagram showing an operation display example of a current detection element using a magnetic material sheet, and is a diagram showing a guideline for display on the magnetic material sheet 61 when a lightning surge has passed. FIG. 3 is a front view of the lightning arrester current detection device 3 when the case is opened so that the internal structure can be seen.
図２Ａ（ａ）および図２Ａ（ｂ）に示すように、本実施の形態による避雷器電流検知装置３は以下の構成を有している。 As shown in FIGS. 2A (a) and 2A (b), the lightning arrester current detection device 3 according to the present embodiment has the following configuration.
１）筺体状の防水性ケース２１
尚、防水性ケース２１は、透明な材質にて形成されており、防水性ケース２１の内部が視認できるようになっている。
２）防水性ケース２１の上蓋外面に設けられる保護カバー３６、上蓋内面に設けられる補強部材３７
３）防水性ケース２１を構成する上下の蓋部を回転可能に固定するケース２１の一側に設けられた回転軸３１
４）水分の侵入を防ぐために防水性ケース２１の一側に設けられたベント弁３８
５）防水性ケース２１の回転軸３１の他側に設けられ、防水性ケース２１を開閉可能に固定するクリップ３３
６）図３に示すように、防水性ケース２１のクリップ３３を外して上蓋を開けると明らかなように、防水性ケース２１内においてケースを高さ方向に仕切る絶縁板部５１、絶縁板部５１には、開口部５３が形成されている。
７）両端から絶縁電線４３が延びている磁性体シートを用いた電流検出素子３５は、絶縁板部５１上に配置されている。磁性体シートを用いた電流検出素子３５は、絶縁電線４３をその中に貫通させるように構成されており、磁性体シートを用いた電流検出素子３５を絶縁電線から着脱することができるようになっている（この点は後述する）。
８）磁性体シートを用いた電流検出素子３５の両端から延びている絶縁電線４３の端部は絶縁板部５１に固定されている。例えば、絶縁板部５１上に、絶縁電線４３の端末を金属製の圧着端子４１ａ，４１ｂで終端しネジ止めなどにより固定する。
９）図２Ｂにも示すように、磁性体シートを用いた電流検出素子３５は、例えば樹脂ケース６３により形成されている。樹脂ケース６３には、一面側に磁性体シート６１が形成されている。
1) Housing-like waterproof case 21
The waterproof case 21 is made of a transparent material so that the inside of the waterproof case 21 can be visually recognized.
2) A protective cover 36 provided on the outer surface of the upper lid of the waterproof case 21, and a reinforcing member 37 provided on the inner surface of the upper lid.
3) A rotating shaft 31 provided on one side of the case 21 for rotatably fixing the upper and lower lids constituting the waterproof case 21.
4) A vent valve 38 provided on one side of the waterproof case 21 to prevent the ingress of moisture.
5) A clip 33 provided on the other side of the rotating shaft 31 of the waterproof case 21 and fixing the waterproof case 21 so as to be openable and closable.
6) As shown in FIG. 3, as is clear when the clip 33 of the waterproof case 21 is removed and the upper lid is opened, the insulating plate portion 51 and the insulating plate portion 51 that partition the case in the height direction inside the waterproof case 21. An opening 53 is formed in the.
7) The current detection element 35 using the magnetic material sheet in which the insulating electric wire 43 extends from both ends is arranged on the insulating plate portion 51. The current detection element 35 using the magnetic material sheet is configured so that the insulating electric wire 43 penetrates through the insulating electric wire 43, and the current detecting element 35 using the magnetic material sheet can be attached to and detached from the insulated electric wire. (This point will be described later).
8) The ends of the insulated wire 43 extending from both ends of the current detection element 35 using the magnetic sheet are fixed to the insulating plate portion 51. For example, the terminal of the insulated wire 43 is terminated with metal crimp terminals 41a and 41b on the insulating plate portion 51 and fixed by screwing or the like.
9) As shown in FIG. 2B, the current detection element 35 using the magnetic material sheet is formed of, for example, a resin case 63. A magnetic sheet 61 is formed on one side of the resin case 63.
尚、磁性体シート６１は、表面及び裏面を有し、裏面側が検出領域に配置されるシート部材と、シート部材の表面側に設けられ、磁束により配向状態が変化する磁性粉が液体中に浮遊状態で封止されたマイクロカプセルが複数配置され、サージ電流における磁束ばく露の記録及び消去が可能な記録層と、記録層を覆い、前記記録層における記録及び消去の状態が外部から目視可能な透光性の保護膜と、を有している。特許第５４１２２５１号や特許第５７５７７７１号公報に記載されているサージ電流検出素子を用いている。詳細な構成および機能等は、特許第５４１２２５１号や特許第５７５７７７１号公報を参照することで理解することができる。 The magnetic sheet 61 has a front surface and a back surface, and a sheet member whose back surface side is arranged in the detection region and a magnetic powder which is provided on the front surface side of the sheet member and whose orientation state changes due to magnetic flux floats in the liquid. A plurality of microcapsules sealed in a state are arranged, and a recording layer capable of recording and erasing magnetic flux exposure in a surge current and a recording layer are covered so that the recording and erasing states in the recording layer can be visually observed from the outside. It has a translucent protective film. The surge current detection element described in Japanese Patent No. 541251 and Japanese Patent No. 5757771 is used. The detailed configuration, function, and the like can be understood by referring to Japanese Patent No. 5421251 and Japanese Patent No. 5757771.
１０）図２Ｃ（ａ）は、サージ電流が小さい場合の磁性体シート６１のラインの濃さを示す表示例であり、表示されているライン６２ａ，６２ｂが薄い。図２Ｃ（ｃ）は、サージ電流が大きい場合の磁性体シート６１のラインの濃さを示す表示例であり、表示されているライン６７ａ，６７ｂが濃い。図２Ｃ（ｂ）は、その中間であり、表示されているライン６５ａ，６５ｂが中間の濃さである。 10) FIG. 2C (a) is a display example showing the line density of the magnetic sheet 61 when the surge current is small, and the displayed lines 62a and 62b are thin. FIG. 2C (c) is a display example showing the line density of the magnetic sheet 61 when the surge current is large, and the displayed lines 67a and 67b are dark. FIG. 2C (b) is in the middle, and the displayed lines 65a and 65b are in the middle.
このように、防水性ケース２１の中の磁性体シート６１のラインの濃さにより、サージ電流のおおよその大きさを目視で簡単に把握することができる。以上のように、簡易な構成で電流検出を行うことができる。 As described above, the approximate magnitude of the surge current can be easily visually grasped by the density of the line of the magnetic material sheet 61 in the waterproof case 21. As described above, the current can be detected with a simple configuration.
図４は、図２Ａの避雷器電流検知装置３のＩＩａ−ＩＩｂ線に沿う断面図である。図５は、避雷器の接地線５の上方に、図４の避雷器電流検知装置３を配置した様子を示す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IIa-IIb of the lightning arrester current detection device 3 of FIG. 2A. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the lightning arrester current detection device 3 of FIG. 4 is arranged above the ground wire 5 of the lightning arrester.
図４に示すように、本実施の形態による避雷器電流検知装置３においては、防水性ケース２１の内面であって、それぞれ底面、側面、および、上面のうちの上記開口部５３よりも側面側の一部には、金属板７３が配置されている。 As shown in FIG. 4, in the lightning arrester current detection device 3 according to the present embodiment, the inner surface of the waterproof case 21 is on the side surface side of the bottom surface, the side surface, and the opening portion 53 of the top surface, respectively. A metal plate 73 is arranged in a part thereof.
開口部５３よりも側面側にあって、折れ曲げ部より先の短い側となる金属板７３の一部の上には、磁性体シートを用いた電流検出素子３５を支持する絶縁板部５１が配置されている。さらに、磁性体シートを用いた電流検出素子３５の絶縁電線４３の両端部の圧着端子４１ａ，４１ｂは、それぞれ、例えばネジ７５などにより、絶縁板部５１，金属板７３に固定されている。圧着端子４１ａ，４１ｂと金属板７３は、ネジ７５を介して電気的に導通となるよう構成されている。 An insulating plate 51 that supports a current detection element 35 using a magnetic sheet is placed on a part of the metal plate 73 that is on the side surface side of the opening 53 and is shorter than the bent portion. Have been placed. Further, the crimp terminals 41a and 41b at both ends of the insulated wire 43 of the current detecting element 35 using the magnetic sheet are fixed to the insulating plate 51 and the metal plate 73 by, for example, screws 75, respectively. The crimp terminals 41a and 41b and the metal plate 73 are configured to be electrically conductive via the screw 75.
すなわち、絶縁電線４３と、金属板７３とにより、閉回路（電流路）Ｃｓを形成することができる。閉回路Ｃｓに流れる電流を、磁性体シートを用いた電流検出素子３５で検出するよう構成される。閉回路Ｃｓの詳細については、図５を参照して説明する。 That is, the closed circuit (current path) Cs can be formed by the insulated wire 43 and the metal plate 73. The current flowing through the closed circuit Cs is detected by the current detecting element 35 using the magnetic material sheet. Details of the closed circuit Cs will be described with reference to FIG.
図５に示すように、閉回路Ｃｓは、金属板７３の底板７３ａと、第１および第２の側板７３ｂ、７３ｃと、第１および第２の側板７３ｂ、７３ｃからそれぞれ底板７３ａと平行かつ内側に曲がる第１および第２の折れ曲げ部７３ｄ，７３ｅを有している。そして、金属板７３の底板７３ａと、第１および第２の側板７３ｂ、７３ｃと、第１および第２の折れ曲げ部７３ｄ，７３ｅ、ネジ７５と、絶縁電線４３とにより閉回路Ｃｓが形成されている。 As shown in FIG. 5, the closed circuit Cs is parallel to and inside the bottom plate 73a of the metal plate 73, the first and second side plates 73b and 73c, and the first and second side plates 73b and 73c, respectively. It has first and second bent portions 73d and 73e that bend in. Then, the closed circuit Cs is formed by the bottom plate 73a of the metal plate 73, the first and second side plates 73b and 73c, the first and second bent portions 73d and 73e, the screw 75, and the insulated wire 43. ing.
避雷器１の接地線５と、本実施の形態による避雷器電流検知装置３の底部とが向き合うように配置することで、接地線５内を流れるサージ電流Ｉｓの通電履歴の有無とその大小とを検出することができる。 By arranging the ground wire 5 of the lightning arrester 1 and the bottom of the lightning arrester current detection device 3 according to the present embodiment so as to face each other, it is possible to detect the presence or absence of the energization history of the surge current Is flowing in the ground wire 5 and its magnitude. can do.
すなわち、接地線５内を流れるサージ電流Ｉｓによって発生する第１の磁界の一部が閉回路（電流路）Ｃｓに鎖交することで、サージ電流Ｉｓの値と時間変化に依存する誘導起電力が閉回路Ｃｓに生じる。この誘導起電力により誘導電流Ｉｉが閉回路Ｃｓに流れる。そして、閉回路Ｃｓを流れる誘導電流Ｉｉによって発生する第２の磁界に基づいて磁性体シート６１に表示されるラインの有無と濃さにより、サージ電流の通電履歴とその大きさとを目視確認することができる。 That is, a part of the first magnetic field generated by the surge current Is flowing in the ground wire 5 is interlinked with the closed circuit (current path) Cs, so that the induced electromotive force depends on the value of the surge current Is and the time change. Occurs in the closed circuit Cs. Due to this induced electromotive force, the induced current Ii flows in the closed circuit Cs. Then, the energization history of the surge current and its magnitude are visually confirmed by the presence / absence and density of the line displayed on the magnetic sheet 61 based on the second magnetic field generated by the induced current Ii flowing through the closed circuit Cs. Can be done.
図６および図７は、本実施の形態による避雷器電流検知装置を具体的に避雷器１の接地線５に取り付けた様子を示す図である。 6 and 7 are views showing a state in which the lightning arrester current detection device according to the present embodiment is specifically attached to the ground wire 5 of the lightning arrester 1.
図６、図７に示すように、接地線５に避雷器電流検知装置３の底部が向くような状態で、例えば、結束バンド８１により接地線５に固定することで、雷サージ電流の通電履歴の有無と大きさを検出することができる。また、避雷器電流検知装置３は接地線５に結束バンド８１により簡単に固定したり、結束バンド８１を切断することで避雷器電流検知装置３を接地線５から取り外したりすることができる。 As shown in FIGS. 6 and 7, in a state where the bottom of the arrester current detection device 3 faces the ground wire 5, for example, by fixing the lightning surge current to the ground wire 5 with a binding band 81, the energization history of the lightning surge current can be recorded. The presence / absence and size can be detected. Further, the lightning arrester current detection device 3 can be easily fixed to the ground wire 5 by a binding band 81, or the lightning arrester current detection device 3 can be removed from the ground wire 5 by cutting the binding band 81.
以下に、避雷器電流検知装置３本体に磁性体シートを用いた電流検出素子３５を着脱する手順について図８Ａから図８Ｆまでを参照しながら説明する。 The procedure for attaching and detaching the current detection element 35 using the magnetic material sheet to the main body of the lightning arrester current detection device 3 will be described below with reference to FIGS. 8A to 8F.
図８Ａ，図８Ｂは、作業者により避雷器電流検知装置３の防水性ケース２１を把持し、クリップ３３を外す様子を示す図である。図８Ｃは、防水性ケース２１の上蓋を回転させて磁性体シートを用いた電流検出素子３５を露出させた様子を示す図である。前述したように、磁性体シートを用いた電流検出素子３５を絶縁電線４３から着脱することができるようになっている。図８Ｄ，図８Ｅおよび図８Ｆは、避雷器電流検知装置３における磁性体シートを用いた電流検出素子３５を絶縁電線４３から取り外す手順を示す図である。図８Ｅでは、使用済みの磁性体シートを用いた電流検出素子３５が絶縁電線４３から取り外されている。上記の手順を逆に行うことで、新たな磁性体シートを用いた電流検出素子３５を絶縁電線４３に取り付けて、ケースの上蓋を閉めて密閉することができる。 8A and 8B are views showing a state in which an operator grips the waterproof case 21 of the lightning arrester current detection device 3 and removes the clip 33. FIG. 8C is a diagram showing a state in which the upper lid of the waterproof case 21 is rotated to expose the current detection element 35 using the magnetic material sheet. As described above, the current detection element 35 using the magnetic material sheet can be attached to and detached from the insulated wire 43. 8D, 8E, and 8F are diagrams showing a procedure for removing the current detection element 35 using the magnetic material sheet in the lightning arrester current detection device 3 from the insulated wire 43. In FIG. 8E, the current detection element 35 using the used magnetic sheet is removed from the insulated wire 43. By reversing the above procedure, the current detection element 35 using a new magnetic material sheet can be attached to the insulated wire 43, and the upper lid of the case can be closed and sealed.
このように、本実施の形態による避雷器電流検知装置によれば、使用済みの磁性体シートを用いた電流検出素子３５を新しいものと交換する作業が簡単にできる。 As described above, according to the lightning arrester current detection device according to the present embodiment, the work of replacing the current detection element 35 using the used magnetic material sheet with a new one can be easily performed.
図９は、避雷器１の接地線５の径を変更した場合の避雷器電流検出装置の配置を示す図である。図９（ａ）から図９（ｃ）まで、接地線５ａ〜５ｃまでのように接地線５の径がＲ１からＲ３まで変化しても、避雷器電流検知装置３側を変更することなく、サージ電流の検出が可能である。このため、例えば鉄道用変電所の避雷器１で一般的に用いられる、導体断面積２２ｍｍ２から２００ｍｍ２程度の接地線５の全てに対応可能である。 FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of the lightning arrester current detection device when the diameter of the ground wire 5 of the lightning arrester 1 is changed. From FIG. 9A to FIG. 9C, even if the diameter of the grounding wire 5 changes from R1 to R3 as in the grounding wires 5a to 5c, the surge does not change the lightning arrester current detection device 3 side. It is possible to detect the current. Thus, for example, commonly used arrester 1 railway substation, it is possible to cope with all the conductor cross-sectional area 22 mm 2 of 200 mm 2 approximately of the ground wire 5.
結束バンド８１で固定する構成であるため、接地線５の径以外に、形状などが異なっても対応が簡単である。防水性ケース２１および結束バンド８１を絶縁体で構成することで、接地線５が絶縁電線、裸線の何れであっても対応可能である。 Since the structure is fixed by the binding band 81, it is easy to deal with different shapes other than the diameter of the ground wire 5. By forming the waterproof case 21 and the binding band 81 with an insulator, the ground wire 5 can be either an insulated wire or a bare wire.
以上のように構成した避雷器電流検知装置３を用いると、以下のような基本的な利点がある。
（１）磁性体シート６１を利用した電流検出素子３５を利用することで、磁性体シート６１に表示されるラインの有無と濃さとを確認するだけで、異常電流（サージ電流）履歴の検知および避雷器１の動作の有無を検出することができる。
すなわち、動作の有無が外観上に表れるため、容易に避雷器の動作有無を確認することができる。目視で確認が可能であり、別途、特殊な測定器などを用いる必要もない。
（２）異常電流により発生する誘導電流を検知する構成であるため、異常電流が避雷器電流検知装置３本体に直接流れることがなく、破損・飛散などが生じる可能性が低い。
（３）本発明では、後述の（４）、（５）の構成により、磁性体シートを用いた電流検出素子３５を屋外における直撃雷によるサージの測定に適用することができる。
（４）密閉可能な防水性ケース２１内に磁性体シートを用いた電流検出素子３５を収納することで、水分の影響を受けにくくした。また、防水性ケース２１にはベント弁３８を設け外気との気圧差を小さくすることで、長期間にわたって防水性ケース２１内への水分の侵入を防ぐ構成とした。
（５）金属板７３と絶縁電線４３と磁性体シートを用いた電流検出素子３５とを、図４，図５に示すように配置することで閉回路Ｃｓを形成した。これにより、異常電流に起因する誘導電流を電流検出素子３５で検出する構成となり、検出時にかかる電流検出素子３５の負荷を軽減できる。また、防水性ケース２１外への電線引き出しが不要であるため、密封性が高くなり防水性ケース２１内への水分侵入を軽減できる。
（６）異常電流が閉回路Ｃｓに直接流れない構成のため、避雷器電流検知装置３本体への負担が少ない。そのため、防水性ケース２１を耐候性の長寿命部品で構成すれば、定期的に交換が必要な部品は、磁性体シートを用いた電流検出素子（検知部+表示部）のみで良く、メンテナンス等にかかる工数・コストを低減することができる（図８Ａ〜図８Ｆ参照）。
（７）避雷器電流検知装置３が、結束バンド等により避雷器の接地線５に沿わせて配置されるため、避雷器電流検知装置３を容易に設置することが可能である。（接地線の加工や支持具等が不要であるため、施工にかかる工数を低減できる。）また、雷サージ通電時に避雷器の接地線に生じるインピーダンスの増大を低減することができる。
（８）接地線の径や線種などが異なっても、同じ避雷器電流検知装置を利用可能である。
The lightning arrester current detection device 3 configured as described above has the following basic advantages.
(1) By using the current detection element 35 using the magnetic material sheet 61, the abnormal current (surge current) history can be detected and the abnormal current (surge current) history can be detected simply by checking the presence / absence and density of the line displayed on the magnetic material sheet 61. It is possible to detect the presence or absence of operation of the lightning arrester 1.
That is, since the presence or absence of operation appears on the appearance, it is possible to easily confirm the presence or absence of operation of the lightning arrester. It can be checked visually, and there is no need to use a special measuring instrument.
(2) Since the configuration is such that the induced current generated by the abnormal current is detected, the abnormal current does not flow directly to the main body of the arrester current detection device 3, and the possibility of damage or scattering is low.
(3) In the present invention, according to the configurations (4) and (5) described later, the current detection element 35 using the magnetic material sheet can be applied to the measurement of surge due to direct lightning strike outdoors.
(4) By accommodating the current detection element 35 using a magnetic material sheet in the sealable waterproof case 21, it is less likely to be affected by moisture. Further, the waterproof case 21 is provided with a vent valve 38 to reduce the difference in air pressure with the outside air, thereby preventing moisture from entering the waterproof case 21 for a long period of time.
(5) The closed circuit Cs was formed by arranging the metal plate 73, the insulating electric wire 43, and the current detecting element 35 using the magnetic material sheet as shown in FIGS. 4 and 5. As a result, the induced current caused by the abnormal current is detected by the current detecting element 35, and the load on the current detecting element 35 at the time of detection can be reduced. Further, since it is not necessary to pull out the electric wire to the outside of the waterproof case 21, the sealing property is improved and the intrusion of moisture into the waterproof case 21 can be reduced.
(6) Since the abnormal current does not flow directly to the closed circuit Cs, the burden on the main body of the arrester current detection device 3 is small. Therefore, if the waterproof case 21 is composed of weather-resistant long-life parts, the only parts that need to be replaced regularly are the current detection element (detection unit + display unit) using a magnetic sheet, such as maintenance. The man-hours and costs required for this can be reduced (see FIGS. 8A to 8F).
(7) Since the lightning arrester current detection device 3 is arranged along the ground wire 5 of the lightning arrester by a binding band or the like, the lightning arrester current detection device 3 can be easily installed. (Since there is no need to process the ground wire or support tools, the man-hours required for construction can be reduced.) Further, it is possible to reduce the increase in impedance generated in the ground wire of the arrester when the lightning surge is energized.
(8) The same lightning arrester current detection device can be used even if the diameter and wire type of the ground wire are different.
上記の実施の形態において、図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In the above-described embodiment, the configurations and the like shown in the drawings are not limited to these, and can be appropriately changed within the range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, it can be appropriately modified and implemented as long as it does not deviate from the scope of the object of the present invention.
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。 In addition, each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having the selected configuration is also included in the present invention.
本発明は、避雷器電流検知装置として利用可能である。 The present invention can be used as a lightning arrester current detection device.
Ａ 避雷器電流検知システム
１ 避雷器
３ 避雷器電流検知装置
７ 電気機器等
１１ 送電線
２１ ケース（防水性ケース、筐体）
３１ 回転軸
３３ クリップ
３５ 磁性体シートを用いた電流検出素子
３６ 保護カバー
３７ 補強部材
３８ ベント弁
４３ 絶縁電線
５１ 絶縁板部
５３ 開口部
６１ 磁性体シート
６３ 樹脂ケース
７３ 金属板
７３ａ 底板
７３ｂ 第１の側板
７３ｃ 第２の側板
７３ｄ 第１の折れ曲げ部
７３ｅ 第２の折れ曲げ部
Ｃｓ 閉回路
８１ 結束バンド
A Lightning arrester current detection system 1 Lightning arrester 3 Lightning arrester current detector 7 Electrical equipment, etc. 11 Transmission line 21 Case (waterproof case, housing)
31 Rotating shaft 33 Clip 35 Current detection element using magnetic sheet 36 Protective cover 37 Reinforcing member 38 Vent valve 43 Insulated wire 51 Insulating plate 53 Opening 61 Magnetic sheet 63 Resin case 73 Metal plate 73a Bottom plate 73b First Side plate 73c Second side plate 73d First bent portion 73e Second bent portion Cs Closing circuit 81 Binding band
Claims (8)
前記接地線を流れる前記サージ電流に基づいて発生する第１の磁界の影響により、磁性体シートを用いた電流検出素子と絶縁電線と金属板とにより形成される閉回路を流れる誘導電流により発生する第２の磁界によって前記磁性体シートを用いた電流検出素子の表示が変化することを利用して、前記サージ電流の通電履歴の有無と大きさを検知する避雷器電流検知装置。 It is a lightning arrester current detection device that detects the surge current flowing through the ground wire of the arrester.
Due to the influence of the first magnetic field generated based on the surge current flowing through the ground wire, it is generated by an induced current flowing through a closed circuit formed by a current detection element using a magnetic material sheet, an insulated wire, and a metal plate. A lightning arrester current detection device that detects the presence / absence and magnitude of the current energization history of the surge current by utilizing the fact that the display of the current detection element using the magnetic material sheet is changed by the second magnetic field.
前記絶縁電線の両端をそれぞれ前記第１の折れ曲げ部と前記第２の折れ曲げ部に電気的に接続して固定することで前記閉回路を構成することを特徴とする請求項２に記載の避雷器電流検知装置。 The metal plate further has a first bent portion that is bent parallel to the bottom plate from the first side plate and the second side plate that rise from the bottom plate, and the first side plate and the second side plate, respectively. And a second bend
The second aspect of the present invention, wherein the closed circuit is formed by electrically connecting and fixing both ends of the insulated wire to the first bent portion and the second bent portion, respectively. Lightning arrester current detector.
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