JPH0632257B2 - 避雷器の劣化検出装置 - Google Patents

避雷器の劣化検出装置

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JPH0632257B2
JPH0632257B2 JP9670788A JP9670788A JPH0632257B2 JP H0632257 B2 JPH0632257 B2 JP H0632257B2 JP 9670788 A JP9670788 A JP 9670788A JP 9670788 A JP9670788 A JP 9670788A JP H0632257 B2 JPH0632257 B2 JP H0632257B2
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【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。
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
法としは、文献「白川他 日立評論 No.3 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、上記の装置の精度まますます不確実
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55-32439
号公報に示されるもの、及びそれを改良した特開昭62-5
6870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、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IOから差引いた残差信号▲I
* R▼との積の平均値fが0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ICを全漏れ電流データIOより差引
いて抵抗分漏れ電流データIR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
たもである。
(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、増幅器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
の基本波分の周期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IO と周期Tをもとに演
算部8により抵抗分電流IR を分離・抽出する演算が行
なわれる。
酸化亜鉛形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
Cと抵抗分電流IRのベクトル和である。もし酸化亜鉛
形避雷器の静電容量、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かぎり全漏れ電流IO 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。しかし酸化亜鉛形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
には基本波分以外に奇数次の高調波成分があらわれる。
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て
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
得られた全洩れ電流データiO(t)をもとに第3図に示す
如くt=0においてO(t)=0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paをきめる。
pa:キャンセル波(容量分電流)の位相 T:周期 ω:角周波数=2π/T ε:零たは微少な値 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: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
R(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。
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れる。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(11)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
異なる種類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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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。
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CN107064648B (zh) * 2017-03-24 2019-11-29 华北电力大学 基于泄露电缆的风机塔架避雷引线阻值的探测装置及方法
CN110794258B (zh) * 2019-10-28 2022-05-06 江苏能电科技有限公司 电气线路打火检测方法、装置、设备以及存储介质

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