JPH01159988A - 避雷器の漏れ電流測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば酸化亜鉛などを主成分とする非直
線性抵抗体を用いて構成した避雷器の前記抵抗体の劣化
の有無もしくは劣化の程度を判定するため、常時の運転
電圧のもとにこの抵抗体を通過する。いわゆる漏れ電流
を精度よく測定するための測定方法に関する。

〔従来の技術〕

酸化亜鉛などを主成分とした。非直線性の強い抵抗体を
用いることにより直列ギャップが省略された避雷器の等
価回路は、第２図に示すように、非直線性抵抗Ｒと、抵
抗体自体の静電容量を含む避雷器の静電容量Ｃとが並列
接続されたものとめなすことができる。従って避雷器の
接地線に流れる電流ｉ。ば非直線性抵抗Ｒを流れる抵抗
分漏れ電流ｉと静電容量Ｃを流れる静電容量分電流りと
が合成された電流となる。

このうち、抵抗分漏れ電流ｉは抵抗体の劣化の有無もし
くは劣化の程度を判定するのに重要であるため、従来か
ら、全漏れ電流２゜から抵抗骨漏れ電流ｉを分離して測
定する種々の方法が考案されている。−例をあげれば、
避雷器と並列にコンデンサを接続し、抵抗体が劣化して
いない状態では避雷器の静電容量分電流ｉｃが抵抗骨漏
れ電流ｉよりもはるかに大きく従って全漏れ電流２゜は
実質的に静電容量分電流ｉ。に等しくなることを利用し
て、前記並列に接続されたコンデンサを流れる電流が全
漏れ電流ｔ。と等しくなるようにコンデンサ容量を調整
した上で、全漏れ電流と前記並列コンデンサを流れる電
流との差電流が得られる２次回路を一構成して両型流の
位相差に基づく抵抗骨漏れ電流を得るものである。また
、この方法によれば、抵抗体が劣化していても劣化の程
度が小さければ、比較的良好な近似で抵抗骨漏れ電流を
求めることができる。

また、上記の例によるコンデンサの代わりに計器用変圧
器を避雷器に並列に接続するとともに計器用変圧器の低
圧側にコンデンサを接続し、以下上記例と同様にして抵
抗骨漏れ電流を得ることもように、全漏れ電流ｔ。のピ
ーク値位置を検出し、この位置から９０°ずれた位置に
おける電流瞬時値を抵抗骨漏れ電流として測定する方法
もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記従来の測定方法のうち、避雷器と並列にコンデンサ
や計器用変圧器を接続する方法では、並列に接続される
コンデンサや計器用変圧器が高圧線路に接続される機器
故に高価となり、また既存の設備で避雷器と並列にコン
デンサや計器用変圧器が接続されていない場合には、こ
の方法の適用抵抗骨漏れ電流ｔＲが全漏れ電流Ｚ。に比
し十分に小さい場合すなわち劣化が進行していない場合
には有効であるが、抵抗骨漏れ電流７Ｒが大きい場合に
は、全漏れ電流ｉ。のピーク値位置と抵抗骨漏れ電流ｉ
のピーク値位置との位相差は９０°　より小さくなるた
め、抵抗骨漏れ電流を十分な精度で測定することができ
ないという問題点がある。

この発明の目的は、高価なコンデンサや計器用変圧器を
必要とセす、避雷器の全漏れ電流１゜のみの測定により
抵抗骨漏れ電流を簡易にかつ精度よく測定することので
きる測定方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、この発明によれば、非直線
性抵抗体を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏
れ電流を基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、
前記分離された基本波波形の適宜に着目された零点位置
とこの零点位置以降に存在する。前記高調波中の最小次
数高調波の零点位置であって該零点を通過する波形の傾
斜方向が前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対と
なる零点位置との間で求められる複数の位相差中の最小
位相差として基本波の電気角の尺度で求めるとともに、
この位相差と前記分離された基本波のピーク値とから抵
抗骨漏れ電流を測定するものとする。

〔作用〕

本発明は、避雷器を構成する抵抗体の有する非直線特性
のため、抵抗骨漏れ電流の半周期の波形が中央部に高い
ピーク値を有し、両裾野に向かって対称にかつ急速に減
衰する波形を有することに着目したものである。以下に
本発明による測定方法の原理につき説明する。

抵抗骨漏れ電流１８は、上述のように、その半周期の波
形が、中央部において高いピーク値を有し、このピーク
値から両裾野に向かって対称にかつ急速に減衰する波形
を有するから、基本波成分のほかに奇数次の高調渡分を
多く含んでいる。各次数成分のピーク値をそれぞれＲ＋
、　Ｒ３，Ｒｓ　−””−・−とすると、ｉは次式で表
すことができる。

１Ｒ＝Ｒ，ｓｉｎ　ωｔ＋Ｒ：＋　ｓｉｎ　３ωｔｌ−
Ｒ５ｓｉｎ５ωｔ＋　　　−−−−−−−−−−−（１
）一方、静電容量分電流ｉｃはｉより位相が９０°進ん
でいるから、ピーク値をＣ５とすると次式で表すことが
できる。

５、＝　Ｃ，ｓｉｎ　　（ωｔ　　＋９０°　）（２）
全漏れ電流２゜はｉとｚｃとの合成されたものであるか
ら、次式で表される。

ｔｏ　＝　ＩＲ＋　１（ 一汀丁で、”５ｉｎ（ωｔ＋φ）十 Ｒ３ｓｉｎ　３ωｔ＋ Ｒ５Ｓ　＋　ｎ　５　ωｔ　＋　　−−−−−−−−−
（３）ここで、φは、合成後の基本波の波形の零点位置
と、この零点位置につづく合成前抵抗骨漏れ電流零点位
置との間の時間差を電気角で表した位相差であり、次式
で表すことができる。

φ−ｔａｎ−’　（Ｃ＋　／　Ｒｔ　）　　　　　　　
　　　（４）また、全漏れ電流１゜中の基本波のピーク
値は（３）式％式％（５） であるから、（４）、　（５）式をＣＩについて解くと
、Ｃ，＝Ｐ／　　１　＋ｃｏｔ”丁　　　　　　　　（
６）が得られる。従って抵抗分漏れ電流１８は計測され
た全漏れ電流から静電容量分電流Ｃ＋　ｓｊｎ　（ωｔ
→−９０°）　　＝Ｃ＋　ｃｏｓ　６Ｊｔを差し引くこ
とにより求められる。このためには、計測された全漏れ
電流を基本波成分と高調波成分とに分離して基本波成分
の波高値を求めるとともに、この基本波成分の零点位置
と、この零点位置につづく、抵抗分漏れ電流のみにおけ
る基本波の零点位置との時間差（位相差）を前記分離さ
れた波形から求めなければならない。

ところで、前述したように、抵抗分漏れ電流の波形は中
央部に高いピーク値を有し両裾野へ向かって対称にかつ
急速に減衰する波形であり、しかもこの波形は、基本波
成分と、この基本波成分の零点を基本波波形と逆方向の
傾斜をもって通過する第３次高調波成分とにより実質的
に定まるから、着目した基本波成分の零点位置と、分離
された第３次高調波成分の波形において前記着目した基
本波の零点位置における基本波波形の傾斜方向と逆方向
の傾斜となる。前記基本波の零点位置以降にある複数の
零点位置との間で時間差を求め、この時間差中の最小値
を基本波の電気角の目盛りで表せば、前記（４）式で表
される位相角を得ることができる。

このように、全漏れ電流を基本波成分と高調波成分とに
分離することにより、全漏れ電流中の基本波成分波高値
と、直接測定では不可能な２全漏れ電流と抵抗分漏れ電
流とにおける基本波成分相互間の位相差とを求めること
か可能よなり、従来のように高価なコンデンサや計器用
変圧器を用いることなく、かつ抵抗分漏れ電流が増大し
た場合にも精度よくこの抵抗分漏れ電流を求めることが
できる。

〔実施例］ 第１図に、本発明の方法による漏れ電？！測定を可能な
らしめる測定器構成の一実施例を示す。

避雷！ｉｉ１は高圧線路ＨＶと大地Ｅとの間に挿入され
ている。避雷器１の接地線２に流れる全漏れ電流？。は
変流器３によって検出され測定器４に入力される。変流
器３として鉄心を２つ割り構造としたクランプ型変流器
を用いると、接地線を着脱することなく？。を検出する
ことができ好都合である。

測定器４は、入力された全漏れ電流１゜の１サイクル分
を微小時間に分割し、この分割された各瞬時における電
流値を記憶するサンプリング手段４ａと、この記憶され
た各瞬時の電流値を用いて演算処理を行い、全漏れ電流
ｔ。を基本波成分と高調波成分とに分離する。フィルタ
の役目を果たす分離手段４ｂと、分離された基本波のピ
ーク値と、このピーク値につづく零点と、この零点位置
における波形の傾斜方向とを検出する基本波データ検出
手段４Ｃと、前記零点検出の信号を受けて波形の傾斜方
向が前記基本波の傾斜方向と逆になる第３高調波中の零
点位置を検出する高調波データ検出手段４ｄと、基本波
データ検出手段４ｃにより検出された零点位置と高調波
データ検出手段４ｄにより検出された零点位置との時間
差を求めるとともにこの時間差中最小時間差を選択して
基本波の電気角の目盛で表して出力する位相差検出手段
４ｅと、前記基本波データ検出手段４ｃにより検出され
た基本波のピーク値と前記位相差検出手段４ｅから出力
された位相差とを用いて静電容量性電流のピーク値を求
めるとともに、このピーク値を用いて抵抗分漏れ電流波
形を演算する演算手段４丁と、演算手段４丁により得ら
れた抵抗分漏れ電流波形もしくはその波高値を表示する
表示手段４ｇとを用いて構成されている。従って、この
測定器４への全漏れ電流の入力から抵抗分漏れ電流の表
示までの測定工程がすべて自動的に進行するから、この
測定器４と、たとえばクランプ型変流器３とのみを用意
することにより、コンデンサや計器用変圧器が避雷器と
並列に接続されておらず、従って従来の方法では避雷器
の劣化判定が不可能な既存の設備においても測定準備の
ための運転中断を伴うことなく極めて容易にかつ精度高
く避雷器の抵抗分漏れ電流を測定することができる。

〔発明の効果］ 以上に述べたように、本発明によれは、非直線性抵抗体
を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏れ電流を
基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、前記分離
された基本波波形の適宜に着目された零点位置とこの零
点位置以降に存在する。前記高調波中の最小次数高調波
の零点位置であって該零点を通過する波形の傾斜方向が
前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対となる零点
位置との間で求められる複数の位相差中の最小位相差と
して基本波の電気角の尺度で求めるとともに、この位相
差と前記分離された基本波のピーク値とから抵抗分漏れ
電流を測定するようにしたので、避雷器の劣化に直接関
係する抵抗分漏れ電流の大小にかかわらずこの漏れ電流
を精度よく測定することができ、従来のように高価なコ
ンデンサや計器用変圧器を用いることなく適確な劣化判
定が可能になる。また、この測定方法は、全漏れ電流の
入力から抵抗分漏れ電流の表示までの全測定工程をマイ
クロコンピュータを用いて自動的に進行させることが可
能な方法であるから、マイクロコンピュータを用いて構
成された測定器と、避雷器の接地線に流れる全漏れ電流
を測定するだめの。

たとえばクランプ型変流器とを用意するのみで、抵抗分
漏れ電流測定手段を備えない既存の設備に対しても、測
定Ｂ”＝　ｈｌηのための運転中断を伴うことなく、抵
抗分漏れ電流の測定が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の漏れ電流測定方法を可能ならしめる測
定器構成の一実施例を示す機能プロ・ンク図、第２図は
避雷器の等価回路図である。 １・・・避雷器、２・・・接地線、３・・・変流器、４
・・・測定器、４ａ・・・サンプリング手段、４ｂ・・
・分離手段、４ｃ・・・基本波データ検出手段、４ｄ・
・・高調波データ検出手段、４ｅ・・・位相差検出手段
、４ｆ・・・演算手段、４ｇ・・・表示手段、１・・・
抵抗分漏れ電流、１０・・・全漏れ電流。 第　１　（２） Ｖ 第２　閉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）非直線性抵抗体を用いて構成した避雷器の接地線に
   流れる全漏れ電流を基本波と高調波とに分離し、両者の
   位相差を、前記分離された基本波波形の適宜に着目され
   た零点位置とこの零点位置以降に存在する、前記高調波
   中の最小次数高調波の零点位置であって該零点を通過す
   る波形の傾斜方向が前記基本波波形の零点位置の傾斜方
   向と反対となる零点位置との間で求められる複数の位相
   差中の最小位相差として基本波の電気角の尺度で求める
   とともに、この位相差と前記分離された基本波のピーク
   値とから抵抗分漏れ電流を測定することを特徴とする避
   雷器の漏れ電流測定方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の漏れ電流測定方法にお
   いて、接地線に流れる全漏れ電流の基本波と高調波とへ
   の分離から抵抗分漏れ電流測定に到る全測定工程はマイ
   クロコンピュータを用いて自動的に進められることを特
   徴とする避雷器の漏れ電流測定方法。