JP3457366B2 - 避雷器の監視装置 - Google Patents

避雷器の監視装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は発電所、変電所、あるい
は開閉所等の高電圧系統に設置される避雷器の監視装置
に関する。 【0002】 【従来の技術】図3は現在発変電設備に使用されている
酸化亜鉛形避雷器の構成を示す。この避雷器は、図3に
示すように積み重ねられた酸化亜鉛素子21がSF
ス等の絶縁性の優れた絶縁媒体22を封入した接地タン
ク23内に収納されており、絶縁スペーサ24で支持さ
れた高圧端子25を介して酸化亜鉛素子21の軸方向の
一端が図示しない変電所母線に接続されている。 【0003】また、上記避雷器は傘状シールド26と周
方向幅の狭い接続支持体27で支持接続された2つ以上
の環状シールド28により、酸化亜鉛素子21にかかる
電圧分担の均一化を図っている。 【0004】ところで、避雷器の外部診断技術として
は、他の機器と同様に内部コロナの検出、X線撮影、ガ
ス圧力の監視、ガス分析、および異音の解析等が考えら
れる。しかし、避雷器は可動部のない静止機器であるた
め、上記診断項目の内、ガス圧力の監視以外は避雷器の
据え付け当初に必要に応じ、念のため実施するという程
度の診断項目である。 【0005】避雷器の構成要素としては、図3に示すよ
うに特性要素である酸化亜鉛素子21と、この素子21
を支持する部品や素子の電位分布を制御するコンデンサ
等の付加要素との二種からなる。一方、避雷器を劣化さ
せる原因としては、常時,運転電圧、サージ電圧、商用
周波過電圧等の電気ストレスと、温度、湿気、汚損等の
環境要素がある。 【0006】避雷器の構成要素と劣化原因との関連を図
4に示す。避雷器の劣化は漏れ電流の増加という現象に
帰着するため、常時運転電圧下の漏れ電流を管理するこ
とが最も有効な避雷器の外部診断技術である。 【0007】酸化亜鉛素子はその優れた電圧−電流非直
線性のため、ギャップレス避雷器を可能とし種々の避雷
器の特性を向上させる反面、図5に示すように直列ギャ
ップがないために常時系統電圧が直接酸化亜鉛素子に加
わることになり、常時僅かな漏れ電流が流れている。こ
の電流は印加電圧に同相な90度位相の進んだ容量分と
からなる。 【0008】酸化亜鉛素子が劣化すると、その電圧比v
−電流密度i特性は、同図の破線に示すように低下し抵
抗分電流が増加するが、容積分電流は素子の劣化にほと
んど影響を受けない。この抵抗分電流の増加が素子を発
熱させ、最終的に熱暴走、地絡事故を引き起こす。この
ため、酸化亜鉛素子のワットロス、抵抗分電流を測定す
ることが酸化亜鉛素子の劣化を検出する手段である。こ
の内、抵抗分電流検出装置が現在主として開発されてい
る。 【0009】一方、酸化亜鉛形避雷器の付加要素の劣化
については、従来より十分に検討され、且つ対策もなさ
れている。しかし、避けにくい経年変化や不測の事態
より、不具合が発生することもある。付加要素の劣化に
よる不具合は、直接その絶縁抵抗を低下させ避雷器の漏
れ電流を増加させる場合と、酸化亜鉛素子に影響を及ぼ
して抵抗分電流を増加させることがある。 【0010】特に、気密部周辺の部品は機能上劣化を起
こし易いものが多い。例えば、パッキング等のゴム類が
劣化すると、気密不良、吸湿を起こし、酸化亜鉛素子の
側面や絶縁ロッド等の絶縁抵抗を低下させ、避雷器の漏
れ電流を増加させる。付加要素の絶縁抵抗が低下した場
合、それはメガー(絶縁抵抗計)による測定等で容易に
測定できるが、活線状態では監視できないので、測定毎
に避雷器を系統から切り離す必要がある。この点からも
活線状態で常時監視できる避雷器の漏れ電流を管理する
ことが有効な外部診断方法であるといえる。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来技
術では避雷器の漏れ電流の増加を監視するために、漏れ
電流の計測値の上限管理を行うものであり、漏れ電流の
減少を監視する下限管理は行われていない。 【0012】しかし、例えば接地側分圧コンデンサや酸
化亜鉛素子を支持している絶縁物の絶縁抵抗が低下した
場合には、分圧コンデンサや絶縁物を介して避雷器タン
クから保安用接地線へと流れる分流電流成分は増加する
一方、接地側の酸化亜鉛素子の分担電圧は減少するの
で、酸化亜鉛素子に流れる漏れ電流は減少する。 【0013】避雷器の漏れ電流の計測は、保安用接地線
と分離された素子の低電圧側端子を直接接地する接地線
に流れる電流を測定しているので、この場合測定される
漏れ電流は減少することになる。 【0014】このように、漏れ電流の測定値が減少する
現象として現れる付加要素の異常モードがあり、上限管
理だけを行っている従来技術では、これらの異常が見過
ごされ、避雷器の監視に盲点が生じるという問題点があ
った。 【0015】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、避雷器の漏れ電流の下限管理を行うことがで
き、信頼性を高めた避雷器の監視装置を提供することを
目的とする。 【0016】 【課題を解決するための手段】本発明に係る避雷器の監
視装置は、上述した課題を解決するために、漏れ電流を
計測する漏れ電流計測手段と、この漏れ電流計測手段に
て計測された計測電流を伝達するケーブルと、この計測
電流値を管理値と比較して異常を検出する演算処理手段
とを備え、この演算処理手段に避雷器が設置されている
回線の遮断器および接地開閉器の補助開閉器接点情報を
入力し、前記避雷器の充電中、非充電中の判定を行い、
前記避雷器が充電中に前記漏れ電流が下限管理値を下回
る状態になったとき、避雷器の異常が発生したと判定す
ものである。 【0017】 【作用】上記の構成を有する本発明においては、避雷器
が設置されている回線の補助開閉器接点情報により、避
雷器の充電中・非充電中の判定を行い、避雷器が充電中
に漏れ電流が下限管理値を下回る状態となったときに、
避雷器の異常が発生したと判定する。 【0018】すなわち、接地側の分圧コンデンサの絶縁
抵抗が低下した場合に、接地側の酸化亜鉛素子の分担電
圧が減少し、測定している漏れ電流が減少が生じるが、
この漏れ電流の減少を検出することで、避雷器の付加要
素の異常を検出することが可能となる。 【0019】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。 【0020】図1は本発明に係る避雷器の監視装置の一
実施例を示すブロック図である。図1に示すように、避
雷器1の接地線2に流れる漏れ電流は漏れ電流計測手段
としての漏れ電流CT(変流器)3により検出され、こ
の漏れ電流CT3は避雷器計装箱4内に設置され、漏れ
電流CT3と避雷器1の監視装置5とがシールドケーブ
ル6を介して接続されている。 【0021】また、避雷器1と同一回線の遮断器7の補
助開閉器接点8、接地開閉器10の補助開閉器接点11
は、それぞれシールドケーブル12を介して避雷器1の
監視装置5内の継電器15に接続されている。 【0022】さらに、漏れ電流CT3の電流値はシール
ドケーブル6、アナログ/デジタル変換器13を介して
演算処理手段としての演算処理部14に入力され、また
補助開閉器接点8,11の接点情報は継電器15を介し
て演算処理部14に入力される。この演算処理部14
は、漏れ電流CT3の計測電流値を管理値と比較して異
常を検出している。そして、避雷器1の監視装置5に
は、演算処理部14によりオン,オフ可能な外部接点1
6が設けられている。 【0023】次に、本実施例の作用について説明する。 【0024】演算処理部14の漏れ電流の異常判定アル
ゴリズムは、図2に示すように漏れ電流の波高値が全漏
れ電流上限管理値を越えたか否かを判断し、漏れ電流上
限異常の警報接点を出力する従来のアルゴリズムの他
に、遮断器7が投入状態か接地開閉器10が開路状態で
あるにも拘らず、漏れ電流の波高値が下限管理値以下で
ある場合に避雷器1の漏れ電流下限異常の警報接点を出
力するアルゴリズムを付加している。 【0025】通常の回線運用状態で、回線停止状態すな
わち避雷器1が非充電状態の場合は、漏れ電流下限異常
を警報として出力することはなく、避雷器1が充電状態
の場合で漏れ電流が減少している時には、漏れ電流下限
異常を警報出力することができる。 【0026】すなわち、本実施例では、避雷器が設置さ
れている回線として、遮断器7および接地開閉器10の
補助開閉器接点8,11のON,OFF情報により、避
雷器1の充電中・非充電中の判定を行う。具体的には、
補助開閉器接点8がONの場合および補助開閉器接点1
1がOFFの場合、避雷器1の充電中と判定する。そし
て、避雷器1が充電中に漏れ電流が下限管理値を下回る
状態となったときに、避雷器1の異常が発生したと判定
する。 【0027】つまり、接地側の分圧コンデンサの絶縁抵
抗が低下した場合に、接地側の酸化亜鉛素子の分担電圧
が減少し、測定している漏れ電流が減少が生じるが、こ
の漏れ電流の減少を検出することで、避雷器1の付加要
素の異常を検出することが可能となる。 【0028】なお、本発明は上記実施例に限らず種々の
変形が可能である。例えば、上記実施例では開閉器の開
閉状態を直接補助開閉器から入力するようにしたが、こ
れに限らず、配電盤を介して間接的に入力するようにし
てもよい。 【0029】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る避雷
器の監視装置によれば、漏れ電流を計測する漏れ電流計
測手段と、この漏れ電流計測手段にて計測された計測電
流を伝達するケーブルと、この計測電流値を管理値と比
較して異常を検出する演算処理手段とを備え、この演算
処理手段に避雷器が設置されている回線の補助開閉器接
点情報を入力することにより、避雷器充電中の漏れ電流
が下限管理値を下回る状態となったときに、避雷器の接
地側の分圧コンデンサの絶縁抵抗低下の異常を発見する
ことができる。 【0030】また、漏れ電流計測手段が断線または接触
不良となった場合にも、漏れ電流減少という現象で発見
でき、信頼性の高い避雷器の監視装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る避雷器の監視装置の一実施例を示
すブロック図。 【図2】図1の実施例で実行している漏れ電流判定アル
ゴリズムを示す図。 【図3】一般の避雷器の構造を示す断面図。 【図4】酸化亜鉛形避雷器の劣化現象を示す流れ図。 【図5】酸化亜鉛形避雷器のv−i特性を示すグラフ
図。 【符号の説明】 1 避雷器 2 接地線 3 漏れ電流CT(漏れ電流計測手段) 4 避雷器計装箱 5 監視装置 6 シールドケーブル 7 遮断器 8 補助開閉器接点 10 接地開閉器 11 補助開閉器接点 12 シールドケーブル 13 アナログ/デジタル変換器 14 演算処理部(演算処理手段) 15 継電器 16 外部接点

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 漏れ電流を計測する漏れ電流計測手段
    と、この漏れ電流計測手段にて計測された計測電流を伝
    達するケーブルと、この計測電流値を管理値と比較して
    異常を検出する演算処理手段とを備え、この演算処理手
    段に避雷器が設置されている回線の遮断器および接地開
    閉器の補助開閉器接点情報を入力し、前記避雷器の充電
    中、非充電中の判定を行い、前記避雷器が充電中に前記
    漏れ電流が下限管理値を下回る状態になったとき、避雷
    器の異常が発生したと判定することを特徴とする避雷器
    の監視装置。
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