JPH01272075A - 避雷器の劣化検出装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は運転中の酸化亜鉛形避雷器の接地線に流れる漏
れ電流を計測して劣化検出をする避雷器劣化検出装置に
関する。

（従来の技術） 酸化亜鉛形非直線抵抗体の優れた電圧電流特性の非直線
性を利用して直列ギャップをなくしたいわゆる酸化亜鉛
形避雷器は、常時系統電圧が非直線抵抗体に印加されて
いるので長期的な使用による劣化の懸念がある。そのた
め漏れ電流計測による劣化診断が行なわれている。

しかしながら劣化によって増加しひいてはその発熱によ
って熱暴走の原因となる抵抗分漏れ電流は通常健全な状
態では容量分漏れ電流の１０％程度の小さい量であり容
量分電流にマスクされている。

避雷器の接地線からＣＴ等により検出される全漏れ電流
は容量分電流と抵抗分電流の合わさったものでありこの
波高値あるいは実効値を計測していても劣化の兆候を見
い出すことはできない。全漏れ電流の計測によりつかま
る段階は劣化の相当進んだ段階となるｄ 劣化の傾向を早期に検出し予防保全に役立てるためには
全漏れ電流の中から抵抗分電流を分離抽出する必要があ
る。

従来抵抗分漏れ電流の分離抽出方法としては、例えば特
公昭６０−７３５６号公報に示されている様な装置があ
るが、この装置は避雷器抵抗分漏れ電流の基本波成分し
か測定できないため精度上問題があるとともに、実際に
は抵抗分漏れ電流の変化により前記装置で使用している
位相差が変化するので実用上は使用できない。これに対
し位相の問題を解決した特公昭５７−１０６５１号公報
に示される装置は、同じく避雷器抵抗分漏れ電流の基本
波成分しか測定できないとともに、電圧変成器ＰＴ等か
ら電圧信号をとってくる必要があるため装置が大形化・
複雑化することとなり、また電圧信号をとれない場合に
は測定が不可能となる。特開昭５９−２０１３８１号公
報で示されている装置も同様に電圧信号に依存している
ので同様の問題点を有する。

電圧信号をとらずに避雷器抵抗分漏れ電流を検出する方
法としては１文献「白用他　日立評論Ｎα３　Ｐ１８１
昭５５」に避雷器全漏れ電流中に含まれる第３次調波成
分の大きさを計測して抵抗分漏れ電流を求める装置が示
されているが、抵抗分漏れ電流に含まれる第３次調波成
分の大きさと抵抗分漏れ電流値との関係はリニヤな関係
ではないため、リニアライズが必要であるとともに、こ
の関係は避雷器に使用している非直線抵抗体の径や種類
毎に異なったものであるため、その都度初期校正が必要
となり精度もあまり期待できない。さらに非直線抵抗体
の全漏れ電流中に含まれる第３調波成分と抵抗分漏れ電
流の関係は、初期校正時に使用する印加電圧変化による
場合と、現地での運転中（一定電圧印加）での劣化によ
る変化の場合とで一般的に異なり、さらにまた運転中の
劣化の様相も種々あるため、上記の装置の精度はますま
す不確実なものとなる。

上記とは別のアプローチで、電圧信号をとらずに避雷器
抵抗分漏れ電流を検出する方法として、特開昭５５−３
２４３９号公報に示されるもの、及びそれを改良した特
開昭６２−５６８７０号公報に示されるものがある。こ
の装置は避雷器が高電圧交流送電線路に接続された状態
で電圧変成器等から電圧信号をとることなく現地で簡易
にしかも精度良く避雷器抵抗分漏れ電流を計測できるも
のであるが、この装置においてはキャンセル波（容量分
電流）の大きさとして全漏れ電流の波高値をとっている
ため、抵抗分電流がそれ程大きくない範囲では問題ない
が抵抗分電流がかなり大きくなってくると全漏れ電流の
波高値は容量分電流の波高値でなく抵抗分電流の波高値
できまる様になるため上記の装置では誤差が大きくなる
。

（発明が解決しようとする課題） 上記の様に従来の避雷器劣化検出装置においては、電圧
信号をとれないと測定不可能であったり精度に問題があ
ったりしていた。

そこで本発明は以上の欠点を除去するもので。

その目的は避雷器が高電圧交流送電線路に接続された状
態で電圧変成器等から電圧信号をとることなく現地で簡
易にしかも精度よく避雷器抵抗分漏れ電流を計測できる
、避雷器劣化検出装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明の避雷器劣化検出装置は、避雷器の接地線に流れ
る全漏れ電流を貫通形変流器ＣＴ等により検出し、必要
な電圧信号レベルに増幅した後、周期測定部によりその
基本波周期を計測し、その周期を等分したサンプリング
間隔にてアナログディジタル変換器により全漏れ電流信
号波形をディジタルデータに変換し、このデータをもと
に演算部において、全漏れ電流中に含まれるキャンセル
波と同相な第３調波成分が０または微少な値となる様に
キャンセル波の位相をきめ、この位相をもとにしたキャ
ンセル波ＩＣを全漏れ電流工０から差引いた残差信号　
工Ｒとの積の平均値ｆがＯまたは微少な値となる様にキ
ャンセル波の波高値を求め、こうした得られた位相と波
高値のキャンセル波工。を全漏れ電流データ■ｏより差
引いて抵抗分漏れ電流データ１．を得る。

（作　用） 本発明の避雷器劣化検出装置は電圧変成器等から系統電
圧信号をとることなく、避雷器の接地線に流れる全漏れ
電流信号のみから抵抗分漏れ電流を自動的に、その大小
に関わりなく精度よく分離抽出することができる様にし
だもである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第３図にもとづい
て具体的に説明する。

本実施例において、第１図に示した様に避雷器１の接地
線に貫通形高感度変流器２が配設され。

その変流器２の２次側に接続されたケーブル３によりア
ナログ伝送され避雷器劣化検出装置の検出部４にはいる
。検出部４ではケーブル３が増幅部５につながりその出
力はシュミットトリガ回路６及びアナログ・ディジタル
変換器７に接地され、シュミットトリガ回路６及びアナ
ログ・ディジタル変換器７の出力は演算部８に入力され
る。

演算部８はシュミットトリガ回路６の出力をもとに全漏
れ電流波形の周期を計測する周期測定部９、アナログ・
ディジタル変換器７より得られたデータをもとにキャン
セル波の位相を求める位相検出部１０．アナログ・ディ
ジタル変換器７より得られたデータ、位相検出部１０よ
り得られたキャンセル波の位相をもとにキャンセル波の
波高値を求める波高値検出部１１及びアナログ・ディジ
タル変換器７より得られたデータ、位相検出部１０より
得られたキャンセル波位相、波高値検出部１１により得
られたキャンセル波波高値をもとにキャンセル波を合成
し、全漏れ電流データからキャンセル波を差し引いて抵
抗分電流を得る。抵抗分検出部１２より成る。

この様な構成を有する本実施例の避雷器劣化検出装置の
作用は次の通りである。

避雷器１の接地線に常時流れている全漏れ電流は変流器
２により検出され、ケーブル３によりアナログ伝送され
、増幅部５により適当なレベルの電圧信号に増幅される
。

シュミット回路６は全漏れ電流信号の零点付近で反転す
るく形波を発生し、周期測定部９により全漏れ電流信号
の基本渡分の周期Ｔが測定される。

アナログ・ディジタル変換器７は周期測定部９により得
られた周期Ｔの整数分の１、例えば１　／２５６の間隔
で（２〜３）Ｔの間、全漏れ電流信号をサンプリングし
ディジタイズする。こうして得られた全漏れ電流信号デ
ータエ０と周期Ｔをもとに演算部８により抵抗分電流Ｉ
Ｒを分離・抽出する演算が行なわれる。

酸化亜鉛層避雷器の電気的等価回路は第２図の如く表わ
されることが知られており全漏れ電流ＩＯは容量分電流
工。と抵抗分電流ＩＲのベクトル和である。もし酸化亜
鉛層避雷器の静電容量、抵抗ともに線形であるならば外
部から位相信号をもってこないかぎり全漏れ電流工。か
ら容量分電流ＩＣと抵抗分電流ＩＲを分離することは不
可能である。しかし酸化亜鉛層避雷器の抵抗は電圧非直
線性を有しているため正弦波電圧を印加した場合に流れ
る電流には基本渡分以外に奇数次の高調波成分があられ
れる。一方静電容量は線形であるため容量分電流には高
調波成分は含まれない。従って全漏れ電流に含まれる高
調波分は抵抗分電流のもののみであり、これから抵抗分
電流の位相、およびこれを９０°進めたものとして容量
分電流の位相が得られる。抵抗分電流に含まれる高調波
分としでは第３次のものが最も大きいので第３次調波分
の位相を用いるのが実用的である。

位相検出部１０では、アナログ・ディジタル変換器７か
ら得られた全漏れ電流データＬｏ（ｔ）をもとに第３図
に示す如＜１＝０において１ｏ（ｔ）＝Ｏとなる様にデ
ータを抽出する。そして下記の式が成り立つ様に位相ｐ
ａをきめる。

１Ａａｔ＝Ｉ　ｆ”（ｉｏ（ｔ）・５ｉｎ（３ω（ｔ＋
ｐａ）））ｄｔ１≦εｐａ：キャンセル波（容量分電流
）の位相Ｔ：周期 ω：角周波数＝２π／Ｔ Ｅ：零または微少な値 波高値検出部（１１）では容量分電流と抵抗分電流の直
交関係を利用して下記の式が成り立つ様にキャンセル波
（容量分電流）の波高値ＩＣＰを求める。

Ｉｃｐ：キャンセル波（容量分電流）の波高値Ｔ二周期 ω：角周波数＝２π／Ｔ ε：零または微少な値 抵抗分検出部（１２）では以上により求めたキャンセル
波の位相ｐａと波高値ＩＣＰをもとに次式により抵抗分
漏れ電流１Ｒ（ｔ）を求める。

以上の様な方法により抵抗分漏れ電流を検出するので従
来の装置と比較して下記の利点が生じる６■　全漏れ電
流信号のみを使用しており、別に電圧信号をとってくる
必要がないので電圧信号のとれないところでも簡便に計
測ができる。

■　全漏れ電流に含まれる第３調波分の位相のみしか利
用していないの、で、従来の第３調波分の大きさのみを
計測する方法の様に非直線抵抗体の径や種類に依存せず
、また電圧変化による増加。

劣化による増加のいずれに対しても特別の校正を必要と
しないので汎用性があり精度が高い。

■　抵抗分電流がかなり大きくなり全漏れ電流の波高値
が容量分電流でなく抵抗分電流で決まる様になっても精
度よく抵抗分電流を検出できる。

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、たとえ
ば特開昭６２−５６８７０号公報に示される原理を併用
してもよい。即ち、上記の実施例に示した原理では、実
験によると抵抗分漏れ電流の微少なところで特開昭６２
−５６８７０号公報に示した方法より精度のおちる傾向
がある。これは第２図の等価回路において、実際には静
電容量が若干の直列の抵抗分を有しているためと考えら
九る。従って全漏れ電流に含まれる第３調波分の大きさ
がある値以上ならば上記の実施例による方法を使用し、
ある値以下ならば特開昭６２−５６８７０号公報に示し
た原理にもとづいて下記により抵抗分電流を求めればす
べての範囲にわたって精度良い測定値が得られる。

即ち、全漏れ電流に含まれる第３調波分の大きさがある
値以下ならば抵抗分電流は小さいため、全漏れ電流の大
きさはほとんど容量分電流（キャンセル波）の大きさと
等しい。従って位相検出部（１０）、波高値検出部（１
１）の方式の代りに下記の式が成り立つ様にキャンセル
波（容量分電流）の位相ｐａを求める。

Ｉｏｐ：全漏れ電流の波高値（＝キャンセル波の波高値
）〔発明の効果〕 以上述べた様に、本発明によれば避雷器が高電圧交流送
電線路に接続された状態で電圧変成器等から電圧信号を
とることなく、現地で簡易に精度よく、しかもメーカの
異なる機種も含めて無調整で避雷器抵抗分漏れ電流を計
測できる避雷器劣化検出装置を提供できるため、避雷器
保守精度の向上をはかることができるとともに自動監視
装置への組み込みにより予防保全技術の向上に寄与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す避雷器劣化検出装置の
構成図、第２図は第１図に示す避雷器の電気的等価回路
図、第３図は印加電圧と避雷器漏れ電流の位相関係を示
す図である。 １・・・避雷器、　　　　　　　　　　　２・・・変流
器、３・・・ケーブル、　　　　　　　　　　４・・・
検出部、５・・・増幅部、 ６・・・シュミットトリガ回路。 ７・・・アナログ・ディジタル変換器、８・・・演算部
、　　　　　　　　　　９・・・周期測定部、１０・・
・位相検出部、　　　　　　　　１１・・・波高値検出
部、１２・・・抵抗分検出部。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 避雷器の接地線に流れる全漏れ電流を検出し、その中か
   ら抵抗分漏れ電流を自動的に分離抽出するものにおいて
   、全漏れ電流信号に含まれる、キャンセル波と同相な第
   ３調波成分が零あるいは微少な値となる様にキャンセル
   波の位相を決め、この位相をもとにしたキャンセル波を
   全漏れ電流信号より差し引いた残差信号との積の平均値
   が零あるいは微少な値となる様にキャンセル波の波高値
   をきめ、この位相と波高値を有するキャンセル波を全漏
   れ電流信号より差し引いて抵抗分漏れ電流を得ることを
   特徴とする避雷器の劣化検出装置。