JPH0632255B2 - 避雷器の漏れ電流測定方法 - Google Patents

避雷器の漏れ電流測定方法

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JPH0632255B2
JPH0632255B2 JP31714587A JP31714587A JPH0632255B2 JP H0632255 B2 JPH0632255 B2 JP H0632255B2 JP 31714587 A JP31714587 A JP 31714587A JP 31714587 A JP31714587 A JP 31714587A JP H0632255 B2 JPH0632255 B2 JP H0632255B2
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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
接続されたものとみなすことができる。従って避雷器の
接地線に流れる電流iOは非直線性抵抗Rを流れる抵抗分
漏れ電流iRと静電容量Cを流れる静電容量分電流iCとが
合成された電流となる。
このうち、抵抗分漏れ電流iR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iOから抵抗分漏れ電流iRを分離して測定
する種々の方法が考案されている。一例をあげれば、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が抵抗分漏れ電
流iRよりもはるかに大きく従って全漏れ電流iOは実質的
に静電容量分電流iC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
iO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次回路を構成して両電流の位相差に基づ
く抵抗分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分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、以下上記の例と同様にして
抵抗分漏れ電流を得ることもできる。
さらに、特開昭61−78086号公報に開示されているよう
に、全漏れ電流iO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分漏れ電流
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
の方法の適用は困難である。
また、特開昭61−78086号公報による測定方法では、抵
抗分漏れ電流iRが全漏れ電流iO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、
抵抗分漏れ電流iRが大きい場合には、全漏れ電流iOのピ
ーク値位置と抵抗分漏れ電流iRのピーク値位置との位相
差は90゜より小さくなるため、抵抗分漏れ電流を十分な
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、高価なコンデサや計器用変圧器を必
要とせず、避雷器の全漏れ電流iOのみの測定により抵抗
分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、前記分離された基
本波波形中の適宜に着目された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のうち前記着目
された零点位置に最も近い零点位置から90゜進んだ位置
もしくは 270゜おくれた位置に零点を有しかつこの零点
を通過する波形の傾斜方向が前記着目された零点位置の
基本波波形の傾斜方向と同じとなる正弦波を発生して前
記分離された基本波から減じ、この減算により残留する
基本波波形の零点位置が前記正弦波の零点位置より90゜
おくれた位置へ移動して前記最小次数高調波の零点位置
と一致するまで前記正弦波と波高値を調整するものとす
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、抵抗分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。
抵抗分漏れ電流iR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波分を多
く含んでいる。各次数成分のピーク値をそれぞれR1,R
3,R5,…………とすると、iRは次式で表すことができ
る。
iR=R1 sin ωt +R3 sin 3ωt + R5 sin 5ωt+ ……………(1) 一方、静電容量分電流iCはiRより位相が90゜進んでいる
から、ピーク値をC1 とすると、次式で表すことができ
る。
iC=C1 sin (ωt +90゜) ところで、抵抗分漏れ電流iRの波形は、実質的には、基
本波成分と第3次高調波成分とにより定まるから、基本
波成分と高調波成分とに分離されたときの各成分波形は
第3図のようになる。第3図においてiO1が分離さた基
本波波形であり、iR3が分離された高調波成分中の第3
高調波波形であり、いずれも実線で示している。ここで
基本波波形iO1は抵抗分漏れ電流中の基本波成分iR1と静
電容量分電流iCとの合成された電流であるから、基本波
波形iO1中の適宜に着目された零点たとえば時点TO1
降に存在する第3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基本波波形iO1の零点位置TO1
における傾斜方向と反対となる零点位置T2,T3,………
のうちTO1に最も近い零点位置T2 から90゜進んだ位置
A に零点を有しかつこの零点を通過する傾斜方向が零
点位置TO1における基本波波形iO1の傾斜方向と同じと
なる正弦波ixを発生すれば、この正弦波ixは基本波波形
iO1を構成する静電容量分電流iCと同相の正弦波形とな
るから、この正弦波形を基本波波形iO1から減じたとき
に残留する基本波波形の零点すなわち基本波波形iO1
正弦波形ixとの交点の時点Tx1,Tx2 (図示せず),…
……は、正弦波の波高値が大きくなるにつれて右方へ移
動し、波高値が静電容量分電流icの波高値と一致したと
きに第3高周波波形iR3の零点T2,T4 (図示せず),
………と位置が一致し、このとき残留する波形は抵抗分
漏れ電流中の基本波成分iR1となる。従って残留する全
波形は抵抗分漏れ電流を構成する基本波成分と高周波成
分のみとなり、この両成分を合成することにより、非直
接性抵抗体の劣化判定に最も重要な役割を果たす抵抗分
漏れ電流のピーク値を求めることができる。
このように、接地線に流れる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、静電容量分電流と
同一位相,同一波高値を有する基本周波数の正弦波形を
発生させる操作が可能になり、従って、この静電容量分
電流に等しい正弦波形を全漏れ電流中の基本波成分から
差し引くことにより、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、かつ漏れ電流が増大し
た場合にも精度よく避雷器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流測定を可能なら
しめる測定器構成の一実施例を示す。
避雷器1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iO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iO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iO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iO
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、分離された基本波中の適宜
な零点(TO1)と、この零点における基本波波形(iO1)
の傾斜方向とを検出する基本波データ検出手段4cと、
こ検出手段4cから零点検出の信号を受けてこの零点以
降に存在する高調波中の最小次数高調波すなわち第3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(T2,T3,………)を検出するとともにこの検
出された複数の零点中前記基本波波形の零点(TO1)に
最も近い零点(T2)を選択する高調波データ検出手段
4dと、前記選択された零点の信号を受けてこの零点よ
り270゜おくれた時点(この時点は図では右方へ外れた
位置となるが、この位置における波形は時点TA におけ
る波形と同じであるから、以下この時点をTA であると
して記述する。)で前記基本波波形の零点位置(TO1
における傾斜方向と同じ方向の傾斜をもつ波高値が可変
の正弦波(ix)を発生する正弦波発生手段4eと、前記
分離手段4bにおいて分離された基本波波形(iO1)か
ら前記発生された正弦波(ix)を減ずる減算手段4f
と、この減算の結果残留する波形の零点位置(Tx1)と
第3高調波の零点位置(T2)とが一致するか否かを判
定するとともに、一致しない場合は正弦波発生手段4e
に波高値の異なる正弦波の発生を指示する時間差検出手
段4gと、前記零点位置Tx1,T2 が一致しとたきに前
記減算手段4fにおいて得られた残留波形を抵抗分漏れ
電流の波形として、もしくはこの波形中のピーク値を表
示する表示手段4h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H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。なお、前述の実施例においては、正弦波ixを発生さ
せる時点を第3高調波の零点位置T2 より90゜進んだ位
置もしくは270゜おくれた位置としているが、90゜おく
れた位置としても同一結果が得られる測定操作が可能な
ことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上に述べたように、本発明によれば、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、前記分離された基本波波形
中の適宜に着目された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のうち前記着目された零点
位置に最も近い零点位置から90゜進んだ位置もしくは27
0゜おくれた位置に零点を有しかつこの零点を通過する
波形の傾斜方向が前記着目された零点位置の基本波波形
の傾斜方向と同じとなる正弦波を発生して前記分離され
た基本波から減じ、この減算により残留する基本波波形
の零点位置が前記正弦波の零点位置より90゜おくれた位
置へ移動して前記最小次数高調波の零点位置と一致する
まで前記正弦波の波高値を調整することによる前記全漏
れ電流中の抵抗分漏れ電流のみを残留せしめるようにし
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電圧器
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ための、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、測定準
備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ブロック図、第2図は避
雷器の等価回路図、第3図は本発明の原理を説明するた
めの電流波形図である。 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……正弦波発生手段、4f……減算手
段、4g……時間差検出手段、4h……表示手段、iR
…抵抗分漏れ電流、iO……全漏れ電流、iO1……全漏れ
電流中の基本波波形、iR1……抵抗分漏れ電流中の基本
波成分、iR3……抵抗分漏れ電流中の第3高調波(最小
次数高調波)成分、ix……正弦波。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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、前記分離された基本波波形中の適宜に着目された零
    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
    位置のうち前記着目された零点位置に最も近い零点位置
    から90゜進んだ位置もしくは 270゜おくれた位置に零点
    を有しかつこの零点を通過する波形の傾斜方向が前記着
    目された零点位置の基本波波形の傾斜方向と同じとなる
    正弦波を発生して前記分離された基本波から減じ、この
    減算により残留する基本波波形の零点位置が前記正弦波
    の零点位置より90゜おくれた位置へ移動して前記最小次
    数高調波の零点位置と一致するまで前記正弦波の波高値
    を調整することにより前記全漏れ電流中の抵抗分漏れ電
    流のみを残留せしめることを特徴とする避雷器の漏れ電
    流測定方法。
  2. 【請求項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前記全漏れ電流中の抵抗分漏れ電流
    のみを残留せしめるまでの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。
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