JPH10197652A - 配電線雷観測システム - Google Patents

配電線雷観測システム

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JPH10197652A
JPH10197652A JP344997A JP344997A JPH10197652A JP H10197652 A JPH10197652 A JP H10197652A JP 344997 A JP344997 A JP 344997A JP 344997 A JP344997 A JP 344997A JP H10197652 A JPH10197652 A JP H10197652A
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JP
Japan
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lightning
sensor
distribution line
center device
power supply
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Pending
Application number
JP344997A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Sumiya
一朗 炭谷
Nobuyuki Fujiwara
信行 藤原
Kunihiko Mizumoto
州彦 水本
Motoki Maruyama
元樹 丸山
Yasuhiro Shiraishi
康寛 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の雷観測システムは、雷レーダや電源制
御装置等を備えて大掛かりな構成のため、精度の高い観
測が可能にもかかわらずそのまま高圧配電系統に採用す
るにはコスト的に不適当であった。 【解決手段】 配電線1を支持する柱2にトランス3お
よび観測端末盤4を設置し、接地線5にロゴウスキーコ
イルからなる電流センサ6を取り付けるとともに、観測
端末盤4には、波形計測処理部26と演算処理部21と
データ保存部27と通信処理部22〜25と電源制御部
28と前記電流センサ6の出力を積分しA/D変換する
センサI/F回路11とGPS時計部13と携帯電話回
線10に接続するモデム8とを収納する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、配電線に発生した
雷撃電流を検出して、その観測データをセンター装置に
収集する配電線雷観測システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の高圧配電系統における雷観測は、
雷サージカウンタを用いて過電圧の発生を検出したり、
磁鋼片を用いて雷サージ電流を測定するなどして、雷発
生頻度や波高値のみの測定・記録が主なものであった。
又、基幹送電系統における雷観測では、送変電設備の絶
縁設計や耐雷対策を目的として、送電鉄塔に落雷が生じ
た時の雷撃電流の波形等を検出し、これら観測データを
無線通信により遠隔地のセンター装置に収集する技術
が、この発明の出願人による特願平8−19378号の
「雷観測システム」として実施されている。その概要は
図6の説明図に示されるものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、ますます電力供
給の安定化・高品質化が求められ、高圧配電系統におい
ても、配電設備の絶縁設計および耐雷対策のために、発
生する雷サージのレベル、頻度、波高値、波形等を把握
する必要があった。しかしながら、従来の発生頻度及び
波高値のみの測定・記録では、スポット的観測であり他
の観測地点とのデータ照合ができず、又波形を捉えた観
測でないため、避雷器のエネルギ耐量、V‐T特性等の
照合もできず、適切な保護が行えなかった。そして、高
庄配電系統では、複雑多岐に張りめぐらされた配電線や
種々多数の配電機器が設置されていることもあり、直雷
や誘導雷の分流・伝搬様相等の実態は十分に把握されて
いないのが実状である。又、上述した特願平8−193
78号の「雷観測システム」は、観測対象地点が山間僻
地のため、雷レーダや電源制御等が大掛かりなシステム
・装置となっており、精度の高い観測が可能にもかかわ
らずそのまま高圧配電系統に採用するにはコスト的に不
適当であった。本発明は、高庄配電系統設備の絶縁設計
や耐雷対策を適切に施すために、低コストで高精度かつ
高効率な配電線雷観測システムを提供しようとするもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項1の発明は、配電線に発生した雷撃電
流を計測し、その計測データをセンター装置に伝送する
配電線雷観測システムにおいて、雷撃電流センサと、波
形計測処理部と演算処理部とデータ保存部と通信処理部
と電源制御部と前記センサの出力を積分し計測処理部の
入力条件にA/D変換するセンサI/F回路とGPS時
計部と携帯電話回線を介してセンター装置にデータ伝送
するモデムとを一体集約した観測端末とを配電線を支え
る各柱に備えたことを特徴とする。
【0005】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、雷撃電流センサにロゴウスキーコイルを用いたこと
を特徴とする。
【0006】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2の発明において、観測端末の電源部を、互いの切り替
えを可能にして接続した商用電源と補助電池とにより構
成すると共に、電源トランスに雷サージ侵入防止装置を
備えたことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は、本発明の実施形態の構成を示す
図である。図示されるように、配電線1を支持する柱2
に、トランス3および観測端末盤4が設置されており、
接地線5にロゴウスキーコイルからなる電流センサ6が
取り付けられている。また、観測端末盤4は、携帯電話
回線10を介してセンター装置7に接続され、さらにセ
ンター装置7はモデム8を介し電話回線9と接続されて
いることにより、配電線1に発生した雷撃電流の波形デ
ータがセンター装置7へ一括して収集される。
【0008】図2は、図1の観測端末盤4側の電気的構
成を示すブロック図である。図において、電流センサ6
からの検知信号は、センサI/F回路11を介して、C
PUユニット20内の、波形計測処理部26に入力され
る。また、アンテナ12には、GPS衛星の電波が受信
されてGPS時計部13へ入力され、シリアル通信処理
部23および波形計測処理部26へ基準となる時報信号
が送られる。また、アンテナ14は、携帯電話回線との
交信のために設置されており、携帯電話機15およびモ
デム16を介してシリアル通信処理部22に接続されて
いる。
【0009】CPUユニット20は、演算処理部(CP
U)21、シリアル通信処理部22〜25、波形計測処
理部26、データ保存部(メモリカード)27、電源制
御部28から構成されている。この電源制御部28に
は、外部の商用電源(AC100V)に接続された電源
部31から電源の供給を受ける。なお、電源部31に
は、バッテリからなる補助電地32が接続されており、
停電発生時に自動的に補助電地32に切り替えられる。
さらには、保守端末装置33、映像装置34がシリアル
通信処理部24,25にそれぞれ接続されている。
【0010】図3は、観測端末盤4内の各機器の配置を
示す図であり、電源部31、バッテリーからなる補助電
池32、携帯電話機15、GPS時計部13、カードラ
ック内に収納されたCPUユニット20が等が配設され
ている。このように、本発明の実施形態では、端末を構
成する各機器を1つの盤内に収納して、各柱ごとに取り
付けることにより、設置工事が簡単になる。
【0011】図4は、電流センサ6およびセンサI/F
回路11内を示す図である。ここでは、電流センサ6と
して、一端が開口されているロゴウスキーコイルを用い
たことにより、各柱の接地本線、トランス接地線、ある
いは電力量計の2S線(中性線)等の線路を切断するこ
となく取り付けが可能である。また、電流センサ6と盤
4との間は、高周波同軸ケーブル17により接続され、
その端部が入力されるセンサI/F回路11は、積分回
路18と出力電圧調整回路19とから構成されている。
なお、電流センサ6が取り付けられる雷電流の検出対象
は、上述したように各柱の接地本線、トランス接地線お
よび電力量計の2S線(中性線)である。
【0012】図5は、電源部31の内部構成を示す図で
あり、商用電源(AC100V)が、NFB35、NF
36を介して電源トランス37の一次側に入力され、そ
の二次側が電源基板38に接続されている。ここで、N
FB35とNF36の間に、線間・大地間サージ抑制回
路41が、電源トランス37と電源基板38との間に大
地間移行電圧抑制回路42および線間サージ吸収回路4
3がそれぞれ接続されており、商用電源の配線から侵入
しようとする雷サージが吸収される。これらの抑制回路
41,42およびサージ吸収回路43が、雷サージ侵入
防止装置を形成する。
【0013】上述したように、各観測端末盤4は、配電
線1から電源を得ており、常時観測体制を保持できる
が、雷雨警報等気象情報により必要に応じてセンター装
置7から一定時間の観測指令を伝送してもよい。電流セ
ンサ6で検出された雷撃電流はアナログ信号であるの
で、センサI/F回路11で積分し出力電圧が調整され
てからA/D変換され、波形計測処理部26へ入力され
る。波形計測処理部26では、ディジタル変換処理判定
値(トリガレベル)を越えるデータが入力された場合、
自動的に高速トランジェントレコーダユニットを介して
記録すると共に、その現在時刻を取り込み記録する。記
録される時刻はシリアル通信処理部23において、落雷
位置評定システム(LPATS)と同等以上の精度を得
るため、GPSによる較正方式を採用している。
【0014】ここではEMTP(Electro Ma
gnetic TransientProgram)解
析によりデータサンプリング時間を0.1μsecとし
たので、波形測定が充分に可能である。また、先の雷観
測システムの波形観測データから波形記録時間は1ms
ecで充分であることが確認できる。また、CPUユニ
ット20内の他の機能については、落雷頻度の気象デー
タに基づいた記憶波形データ数等によりそれぞれ設定さ
れる。このようにして、順次観測されたデータはメモリ
ーカード27に記憶・保存された後、携帯電話回線10
を介してセンター装置7へ伝送される。
【0015】すなわち、この実施形態の観測端末では、
これら雷撃電流計測機能と、20波形分の雷撃電流波形
データをメモリカード27に記録する計測データ保存機
能と、落雷判定時の正確な時刻をGPS衛星により記録
する時計機能と、観測端末とセンター装置間で波形デー
タ収集や装置状態取得や装置設定変更等を実行するデー
タ伝送機能と、配電線停電時の補助電池により観測状態
を保持する補助電池機能とを有し、これら各機能を有す
る処理部が集約され、さらにセンサI/F回路とGPS
時計と補助電池及び携帯電話機を合めてコンパクトに一
つのボックスに収納されている。また、この実施形態で
は、1台の観測端末に、最大4chのA/D変換入力処
理部が設けられおり、各柱ごとに任意の4箇所にセンサ
を設置できるため、電流センサ以外にもセンサの種類を
変更して他のパラメータを測定することが可能である。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高圧
配電系統において、基幹送電系統の雷観測システム程コ
ストがかからず、かつ従来の観測データに比べ電流波形
観測部のサンプリングスピードを高速化することが可能
となる。また、GPS時計を導入したことにより多地点
の同時観測が可能となると共に、データ通信での観測デ
ータの収集及びデータ解析が容易となり、その結果、高
精度で高効率な雷撃電流の観測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示す図である。
【図2】図1の観測端末盤側の電気的構成を示すブロッ
ク図である。
【図3】図1の観測端末盤内の各機器の配置を示す図で
ある。
【図4】図2の電流センサおよびセンサI/F回路内を
示す図である。
【図5】図2の電源部の内部構成を示す図である。
【図6】従来例を示す図である。
【符号の説明】 1 配電線 2 柱 3 トランス 4 観測端末盤 5 接地線 6 電流センサ 7 センター装置 8 モデム 9 電話回線 10 携帯電話回線 11 センサI/F回路 12 アンテナ 13 GPS時計部 14 アンテナ 15 携帯電話機 16 モデム 17 高周波同軸ケーブル 18 積分回路 19 出力電圧調整回路 20 CPUユニット 21 演算処理部(CPU) 22〜25 シリアル通信処理部 26 波形計測処理部 27 データ保存部(メモリカード) 28 電源制御部 31 電源部 32 補助電地 35 NFB 36 NF 37 電源トランス 38 電源基板 41 線間・大地間サージ抑制回路 42 大地間移行電圧抑制回路 43 線間サージ吸収回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水本 州彦 東京都千代田区有楽町一丁目7番1号 東 光電気株式会社内 (72)発明者 丸山 元樹 東京都千代田区有楽町一丁目7番1号 東 光電気株式会社内 (72)発明者 白石 康寛 東京都千代田区有楽町一丁目7番1号 東 光電気株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 配電線に発生した雷撃電流を計測し、そ
    の計測データをセンター装置に伝送する配電線雷観測シ
    ステムにおいて、 雷撃電流センサと、波形計測処理部と演算処理部とデー
    タ保存部と通信処理部と電源制御部と前記センサの出力
    を積分し計測処理部の入力条件にA/D変換するセンサ
    I/F回路とGPS時計部と携帯電話回線を介してセン
    ター装置にデータ伝送するモデムとを一体集約した観測
    端末とを配電線を支える各柱に備えたことを特徴とする
    配電線雷観測システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の雷観測システムにおい
    て、雷撃電流センサにロゴウスキーコイルを用いたこと
    を特徴とする配電線雷観測システム。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の雷観測シ
    ステムにおいて、 観測端末の電源部を、互いの切り替えを可能にして接続
    した商用電源と補助電池とにより構成すると共に、電源
    トランスに雷サージ侵入防止装置を備えたことを特徴と
    する配電線雷観測システム。
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