JP2016080503A - 検出装置、電力供給システム及び検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】避雷器の劣化を精度よく検出可能な検出装置を提供する。
【解決手段】検出装置３０は、非線形抵抗素子２００に流れる電流の大きさと、当該電流に含まれる各周波数成分との両方に比例した強度の検出信号を出力可能な電流検出センサ３００と、当該検出信号の高調波成分ごとの強度を取得する周波数成分取得部３１１と、取得された高調波成分ごとの強度に基づいて、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れているか否かを判定する漏れ電流判定部３１２と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、検出装置、電力供給システム及び検出方法に関する。

変電所では、変圧器や避雷器等を用いて電力を供給している。このうち避雷器の故障頻度は少ないが、故障した場合の阻害度合いが非常に大きいため、避雷器の新たな劣化管理手法が求められている。
一般に、避雷器の特性は、（１）絶縁抵抗、（２）動作開始電圧（例えば、漏れ電流１ｍＡ発生時の印加電圧値）、（３）抵抗分漏れ電流測定、のうちいずれか１つ以上の測定手法で管理する。ここで、直流１５００Ｖの鉄道用及び高圧配電線用の避雷器は（１）と（２）が、特別高圧用の避雷器は（３）の手法が主に適用されている。
ところで、設備運転中の避雷器における全漏れ電流は、そもそも０．５〜１．０ｍＡ以下の微弱な電流であることが多く、かつ、その中に含まれる抵抗分電流、即ち、避雷器の劣化に起因して生じる電流成分は、直接測定することが容易ではない。このような課題を受けて、設備運転中の全漏れ電流測定値から抵抗分漏れ電流を演算する種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３２１３１８号公報

しかしながら、故障の兆候となる漏れ電流は微弱であるため、電力供給システムの電力系統自体に重畳する高調波成分（ノイズ）、及び、避雷器に付加される寄生容量によって流れる電流成分（静電容量分電流）が大きい場合、精度よく検出することが困難であった。

以上のような課題に鑑みて、この発明の目的は、避雷器の劣化を精度よく検出することができる検出装置、電力供給システム及び検出方法を提供することにある。

本発明の一態様は、非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を検出する検出装置であって、前記非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を含む全漏れ電流の大きさと、当該全漏れ電流に含まれる各周波数成分との両方に比例した強度の検出信号を出力可能な電流検出センサと、前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得する周波数成分取得部と、取得された前記高調波成分ごとの強度に基づいて、前記非線形抵抗素子に漏れ電流が流れているか否かを判定する漏れ電流判定部と、を備える検出装置である。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置において、前記漏れ電流判定部が、前記高調波成分ごとの強度のうち少なくとも一つの高調波成分が、予め規定された判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置において、前記漏れ電流判定部が、所定数以上の複数の前記高調波成分の強度が前記判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置において、前記漏れ電流判定部が、奇数次の高調波成分のうち所定数以上連続する複数の前記高調波成分の強度が、前記判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置において、前記漏れ電流判定部が、前記判定閾値を、前記検出信号の基本波成分の強度とする。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置において、前記電流検出センサが、前記全漏れ電流が流れる接地線を囲うように取り付けられたコイルであって、前記周波数成分取得部が、当該コイルに励起される電圧である前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得する。

また、本発明の一態様は、上述の検出装置と、前記非線形抵抗素子を有する避雷器と、交流電圧が印加された架線と、を備える電力供給システムである。

また、本発明の一態様は、非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を検出するための検出方法であって、前記非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を含む全漏れ電流の大きさと、当該全漏れ電流の周波数と、の両方に比例した強度の検出信号を出力するステップと、前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得するステップと、取得された前記高調波成分ごとの強度に基づいて、前記非線形抵抗素子に漏れ電流が流れているか否かを判定するステップと、を有する検出方法である。

上述の検出装置、電力供給システム及び検出方法によれば、避雷器の劣化を精度よく検出することができる。

第１の実施形態に係る電力供給システムの全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る避雷器に生じる漏れ電流を説明する図である。 第１の実施形態に係る避雷器に生じる漏れ電流の周波成分ごとの強度を示す図である。 第１の実施形態に係る避雷器における寄生容量の影響を説明する図である。 第１の実施形態に係る電流検出センサの機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る漏れ電流判定部の機能を説明する図である。 第１の実施形態の変形例に係る漏れ電流判定部の機能を説明する図である。 第１の実施形態に係る検出装置の設置例を示す図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る電力伝送システム及び検出装置について詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る電力供給システムの全体構成を示す図である。
図１に示す電力伝送システム１は、路線に沿って走行する鉄道車両に電力を供給する設備である。図１に示すように、電力伝送システム１は、架線１０と、避雷器２０と、検出装置３０と、を備えている。
架線１０は、別途設置された変電所（図示せず）により交流電圧（以下、架線電圧とも記載する）が印加される。架線１０は、鉄道車両に当該交流電圧を印加することで電力を供給する。なお、本実施形態において、架線１０は、実効値が例えば３万ボルト程度と、比較的高い交流電圧が印加される。また、交流電圧の周波数は、例えば６０Ｈｚ（又は５０Ｈｚ）とされる。
避雷器２０は、架線１０と接地点Ｇとの間に電気的に接続される。避雷器２０は、非線形な特性を有する非線形抵抗素子２００（後述）を内部に有する。これにより、避雷器２０は、変電所より架線１０に印加される交流電圧に対しては絶縁状態を維持し、他方、落雷等によって生じる高いサージ電圧に対しては低抵抗（短絡）状態となって電荷を接地点Ｇ（グラウンド）に放電する。これにより、避雷器２０は、落雷等による設備の破損、故障を防止する。
検出装置３０は、避雷器２０の健全性を評価するために用いられる装置である。避雷器２０（非線形抵抗素子２００）の絶縁特性が劣化すると、通常の架線電圧により非線形抵抗素子２００に電流が流れ始め、最終的に架線１０と接地点Ｇとを短絡する。そうすると、漏電による装置の破損等、電力系統全体に不具合が生じ得る。検出装置３０は、避雷器２０を通じて架線１０から接地点Ｇに流れる漏れ電流（全漏れ電流Ｉｏ）を検出し、これを分析することで避雷器２０の健全性（絶縁特性が劣化していないか否か）を事前に判断する。

図１に示すように、避雷器２０は、内部に非線形抵抗素子２００を備えている。本実施形態において、非線形抵抗素子２００は、酸化亜鉛からなる抵抗素子であり、所定の電圧閾値以上の電圧が印加された場合にのみ電流が流れる非線形特性を有する。非線形抵抗素子２００は、通常、がいし等に収納され保護されている。このような構造上、避雷器２０は、寄生容量２０１（浮遊容量ともいう）が電気的に付加されている。電気回路上、寄生容量２０１は、非線形抵抗素子２００に並列に接続されているものとみなすことができる（図１参照）。

非線形抵抗素子２００に流れる電流成分を抵抗分電流Ｉｒ、寄生容量２０１を流れる電流成分を静電容量分電流Ｉｃとすると、接地線ｇを流れる電流（全漏れ電流Ｉｏ）は、抵抗分電流Ｉｒと静電容量分電流Ｉｃのベクトルを合成した電流（Ｉｏ＝Ｉｒ＋Ｉｃ）となる。即ち、全漏れ電流Ｉｏは、常に、抵抗分電流Ｉｒに静電容量分電流Ｉｃが重畳したものとして観測される。ここで、非線形抵抗素子２００の劣化の有無の判断には、抵抗分電流Ｉｒを分析する必要があるが、寄生容量２０１が存在するためにこれを直接計測することは困難である。そこで、抵抗分電流Ｉｒに基づいて非線形抵抗素子２００の健全性を評価するためには、観測した全漏れ電流Ｉｏから抵抗分電流Ｉｒの成分のみを切り出して判断する必要がある。

検出装置３０は、電流検出センサ３００と、本体部３１０と、を有している。
本実施形態において、電流検出センサ３００は、避雷器２０と接地点Ｇとを接続する接地線ｇを囲うように取り付けられた電流検出用のコイルである。コイルである電流検出センサ３００は、接地線ｇを流れる電流（全漏れ電流Ｉｏ）に応じて励起される誘導電圧を検出信号として出力する。本実施形態において、電流検出センサ３００は、例えば、外乱の影響を受けにくく、接地線ｇを流れる電流を精度よく検出可能なロゴウスキーコイルで構成される。

本実施形態に係る本体部３１０は、内部にＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する汎用の計算機である。本体部３１０が有するＣＰＵは、専用のプログラムを読み込むことで、周波数成分取得部３１１及び漏れ電流判定部３１２としての機能を発揮する。
周波数成分取得部３１１は、電流検出センサ３００を通じて入力された検出信号に対し、フーリエ変換処理を実施して、当該検出信号の基本波成分及び高調波成分ごとの強度を取得する。
漏れ電流判定部３１２は、周波数成分取得部３１１によって取得された高調波成分ごとの強度と、予め規定された判定閾値と、に基づいて、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れているか否かを判定する。

図２は、第１の実施形態に係る避雷器に生じる漏れ電流を説明する図である。
図２に示すグラフは、避雷器２０に印加する給与電圧（架線１０に印加される交流電圧）の一周期に相当する期間を横軸に、当該給与電圧［Ｖ］及び非線形抵抗素子２００に流れる抵抗分電流Ｉｒ［Ａ］を縦軸に表している。なお、図２に示すグラフでは、本提案手法の検討例として、低圧回路用避雷器を用いている。

ここで、非線形抵抗素子２００の絶縁特性が劣化していない場合、±１００Ｖ程度の給与電圧が印加されたとしても非線形抵抗素子２００に電流は流れないはずである（抵抗分電流Ｉｒは常にゼロ）。しかしながら、非線形抵抗素子２００は、絶縁特性の劣化が進行すると、絶縁状態が維持される電圧閾値が低下する。そうすると、図２に示すように、給与電圧がピークとなるタイミングで、パルス状の漏れ電流が流れる。このような漏れ電流は、給与電圧のピーク時において、当該給与電圧が非線形抵抗素子２００の閾電圧値を瞬間的に上回ることで生じる。図２に示す例では、抵抗分電流Ｉｒは、給与電圧の半周期ごとに、その１／５〜１／７周期に相当する時間幅のパルス波が発生している。

図３は、第１の実施形態に係る避雷器に生じる漏れ電流の周波成分ごとの強度を示す図である。
図３に示すグラフは、図２に示す抵抗分電流Ｉｒの、周波数成分（基本波及び高調波の次数）ごとの強度（フーリエ係数）を示している。ここで、図２に示す抵抗分電流Ｉｒを、給与電圧の半周期ごとに、１／６周期に相当する期間で正負方向にサイン波形が交互に突出する波形とみなす。そうすると、当該抵抗分電流Ｉｒは、図３に示すように、３次〜１５次における高調波成分が比較的大きい強度で分布していることがわかる。具体的には、抵抗分電流Ｉｒ（図２）は、３次から５次程度までの高調波は基本波とほぼ同等の強度を有し、更に、高次になるにつれなだらかに低下する傾向を示している。
なお、図３は、対比例として、矩形波の周波数成分ごとの強度を合わせて示している。このように、図２に示す抵抗分電流Ｉｒの波形は、矩形波と比較して、複数の高調波成分が占める割合が大きいことが分かる。

図４は、第１の実施形態に係る避雷器における寄生容量の影響を説明する図である。
以下、図１及び図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、避雷器２０に重畳する寄生容量２０１の影響について説明する。
図４（ａ）〜（ｄ）に示すグラフは、それぞれ、架線１０に印加される給与電圧、静電容量分電流Ｉｃ、抵抗分電流Ｉｒ及び全漏れ電流Ｉｏの時間変化の例を示している。なお、この例において、架線１０に印加される給与電圧は、図４（ａ）に示すような基本波に加え、当該架線１０を含む電力系統固有の高調波成分（ノイズ成分）が重畳している（高調波成分が微小のため、図４（ａ）に示すグラフには現れない）。この高調波成分は、高い周波数を有する信号であるため、寄生容量２０１を通過しやすい。したがって、静電容量分電流Ｉｃは、図４（ｂ）に示すように、基本波よりも高い周波数で振動する高調波成分が重畳された波形となる。

一方、非線形抵抗素子２００の絶縁特性が劣化している場合、図２及び図４（ｃ）に示すように、抵抗分電流Ｉｒは、給与電圧の半周期ごとに、正負方向に交互にサイン波が突出する波形となる。
以上より、実際に観測可能な全漏れ電流Ｉｏは、図４（ｄ）に示すように、電力系統固有のノイズ（静電容量分電流Ｉｃ）と非線形抵抗素子２００の劣化に起因して生じる電流（抵抗分電流Ｉｒ）との合成電流となる。

このように、避雷器２０は、寄生容量２０１が電気的に付加されているため、全漏れ電流Ｉｏに電力系統固有のノイズ成分（静電容量分電流Ｉｃ）が乗ってしまい、本来観測したい抵抗分電流Ｉｒが埋もれてしまう。したがって、通常の分析では、抵抗分電流Ｉｒに基づいて非線形抵抗素子２００の劣化を検出することが困難となる。

図５は、第１の実施形態に係る電流検出センサの機能を説明する図である。
第１の実施形態に係る電流検出センサ３００は、非線形抵抗素子２００に流れる漏れ電流（抵抗分電流Ｉｒ）を含む全漏れ電流Ｉｏの大きさと、当該全漏れ電流Ｉｏの周波数と、の両方に比例した強度の検出信号を出力可能とする。
一般に、観測対象とする電流が流れる配線の周囲を囲うように配されたコイル（本実施形態の場合、ロゴウスキーコイルである電流検出センサ３００）に励起される電圧（励起電圧Ｖ）は、式（１）に示すように、観測対象とする電流の微分値を示している。

なお、式（１）において、ωは交流電流の角周波数であり周波数ｆに比例する値（ω＝２πｆ）、Ｉは交流電流の振幅、Ｌはコイルの自己インダクタンスである。
したがって、通常は、上記コイルにより直接観測された励起電圧Ｖを積分回路に入力して積分することで、観測対象とする電流値を得ることができる。しかしながら、本実施形態においては、あえて積分回路を用いず、ロゴウスキーコイル（電流検出センサ３００）に励起された励起電圧Ｖを直接本体部３１０に取り込んで処理する。このようにすることで、本体部３１０は、電流検出センサ３００を通じて、電流の大きさと、当該電流の周波数と、の両方に比例した強度で出力される検出信号を取得する（式（１）参照）。

周波数成分取得部３１１は、電流検出センサ３００から出力された検出信号（全漏れ電流Ｉｏの大きさと、当該全漏れ電流Ｉｏの周波数と、の両方に比例した励起電圧信号）に対し、フーリエ変換処理（あるいはバンドパスフィルタ処理）を実施して、周波数成分ごとの強度を取得する。

図５に示すグラフは、周波数成分取得部３１１のフーリエ変換処理によって得られた、電流検出センサ３００から出力された検出信号の周波数成分ごとの強度である。図５に示すように、電流及びその周波数の両方に比例する検出信号は、１次（基本波）から高次になるに連れ一旦上昇してから下降するように推移する。
ここで、図３に示したように、非線形抵抗素子２００が劣化している場合における抵抗分電流Ｉｒは、３次から１５次程度までの高調波成分を比較的多く含んでいる。また、電流検出センサ３００は、電流及びその周波数の両方に比例して大きくなる検出信号を出力している。よって、当該電流検出センサ３００によって得られた検出信号は、図５に示すように、次数が高い高調波成分ほど強度が強調されて、山なりの軌跡を描くように推移する強度分布となる。

図６は、第１の実施形態に係る漏れ電流判定部の機能を説明する図である。
図６（ａ）、（ｂ）は、電流検出センサ３００より出力された検出信号の周波数成分の算出結果（含有量［ｍＶ］）を示している。図６（ａ）に示すグラフは、非線形抵抗素子２００が劣化していない場合における算出結果の例を示している。また、図６（ｂ）に示すグラフは、非線形抵抗素子２００が劣化している場合における算出結果の例を示している。

非線形抵抗素子２００が劣化していない場合、抵抗分電流Ｉｒはゼロとなるが、寄生容量２０１を通じて伝搬する電力系統のノイズ成分（静電量領分電流Ｉｃ）が観測されるため、図６（ａ）に示すように、いくつかの高調波成分（２１次〜２５次高調波成分等）が判定閾値（＝１ｍＶ）を上回る検出結果となる。
ここで、本実施形態に係る漏れ電流判定部３１２は、例えば、１０個以上連続する奇数次の高調波成分が判定閾値（＝１ｍＶ）を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定する。したがって、図６（ａ）に示すような検出結果が得られたとしても、漏れ電流判定部３１２は、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れているとは判定しない。

一方、非線形抵抗素子２００が劣化している場合、抵抗分電流Ｉｒは、図２に示すようなパルス状の波形となって流れる。そうすると、図６（ｂ）に示すように、３次から４３次までの高調波成分に渡って判定閾値（＝１ｍＶ）を上回る検出結果となる。これは、非線形抵抗素子２００が劣化している場合に流れる抵抗分電流Ｉｒが、連続する複数の高調波成分を含んでいること（図３参照）と、電流検出センサ３００が、高次の高調波成分ほど強調して検出していること（図５参照）に起因する。
図６（ｂ）に示すような検出結果によれば、１０個以上連続する奇数次の高調波成分が判定閾値（＝１ｍＶ）を上回っている。したがって、本実施形態に係る漏れ電流判定部３１２は、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定する。

以上のように、本実施形態に係る漏れ電流判定部３１２は、奇数次の高調波成分のうち所定数以上連続する複数の高調波成分の強度が、所定の判定閾値を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定する。
即ち、静電容量分電流Ｉｃのみによって検出される周波数成分は、図６（ａ）に示すように、電力系統固有のノイズの特性に応じて不規則な分布となり、特定の周波数範囲に渡って連続して判定閾値を上回る傾向はみられない。しかし、非線形抵抗素子２００が劣化してパルス状の抵抗分電流Ｉｒが現れた場合には、図６（ｂ）に示すように、特定の周波数範囲の高次高調波が連続して判定閾値を上回る傾向を示す。本実施形態に係る漏れ電流判定部３１２は、抵抗分電流Ｉｒの上記特性を利用して、当該抵抗分電流Ｉｒが流れているか否かを判定する。したがって、漏れ電流判定部３１２は、電力系統固有のノイズ成分が含まれていたとしても、漏れ電流が流れているか否かを精度よく切り分けて判定することができる。

また、本実施形態に係る電流検出センサ３００は、全漏れ電流Ｉｏが流れる接地線ｇ（図１）を囲うように取り付けられたコイルである。また、本実施形態に係る周波数成分取得部３１１は、当該コイルである電流検出センサ３００に励起される電圧（検出信号）を、積分回路を介することなく入力し、当該励起される電圧の高調波成分ごとの強度を取得する。このようにすることで、検出装置３０の構成全体を簡素化することができる。

以上、第１の実施形態に係る電力供給システム１について詳細に説明したが、本実施形態に係る電力供給システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。

図７は、第１の実施形態の変形例に係る漏れ電流判定部の機能を説明する図である。
図７は、図６（ａ）、（ｂ）と同様に、電流検出センサ３００より出力された検出信号の周波数成分の算出結果（含有量［ｍＶ］）を示している。図７に示すグラフは、非線形抵抗素子２００の劣化の度合いが図６（ｂ）に示す場合よりも小さい場合における算出結果の例を示している。

ここで、第１の実施形態の変形例に係る漏れ電流判定部３１２は、高調波の次数が連続しているか否かに関わらず、単に、所定数以上の複数の高調波成分の強度が判定閾値を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定してもよい。
例えば、当該変形例に係る漏れ電流判定部３１２は、抵抗分電流Ｉｒが生じた場合において高い強度が見込まれる５次から３９次までの奇数次高調波成分のうち、１０個以上の高調波成分が判定閾値（＝１ｍＶ）を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定する。このようにすることで、本変形例に係る漏れ電流判定部３１２は、例えば図７に示すように劣化の進行の度合いが小さい場合であっても、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定する。したがって、比較的早期に非線形抵抗素子２００の劣化を検出することができる。

また、事前の計測・実験により、ノイズ成分（架線１０の給与電圧に重畳する固有の高調波成分）の周波数分布を把握できている場合は、以下のようにしてもよい。即ち、漏れ電流判定部３１２は、高調波成分のうち、ノイズの影響が小さい少なくとも一つの特定の高調波成分が判定閾値を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定するものとしてもよい。

更に、上記ノイズ成分の周波数分布を把握できている場合は、漏れ電流判定部３１２は、当該ノイズ成分の周波数分布に応じて、検出信号の高調波成分ごとに異なる複数の判定閾値を設定してもよい。この場合、漏れ電流判定部３１２は、所定数以上の高調波成分が各々に対応する判定閾値を上回った場合に、非線形抵抗素子２００に漏れ電流が流れていると判定するものとしてもよい。

更に、上述の各実施形態における漏れ電流判定部３１２は、電力供給システム１の管理者の操作によって、判定閾値、又は、高調波の数（連続する高調波成分の個数）等を所望に変更できる態様であってもよい。このようにすることで、管理者は、使用する避雷器２０、或いは、電力供給システム１固有の特性に合わせて、判定基準を最適化させることができる。

また、上述の各実施形態に係る漏れ電流判定部３１２は、判定閾値が予め規定された固定値（例えば１ｍＶ）とするものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
例えば、他の変形例に係る漏れ電流判定部３１２は、判定閾値を、電流検出センサ３００からの検出信号の基本波成分（１次）の強度としてもよい。ここで、図５に示した通り、非線形抵抗素子２００が劣化している場合に生じる漏れ電流（抵抗分電流Ｉｒ、図２参照）の高調波成分は、所定の範囲に渡って基本波成分よりも大きい強度を有することが分かる。したがって、検出された基本波成分の強度を上回る高調波成分の数に基づいて、非線形抵抗素子２００における漏れ電流の有無を判定することで、一層精度よく非線形抵抗素子２００の劣化を検出することができる。

また、上述の各実施形態に係る電流検出センサ３００は、内部を貫通して流れる電流を精度よく検出可能なロゴウスキーコイルとして説明したが、他の変形例に係る電流検出センサ３００は、他の異なる態様であってもよい。即ち、電流検出センサ３００は、検出対象とする全漏れ電流Ｉｏの大きさ、及び、当該全漏れ電流Ｉｏの周波数の両方に比例する強度の検出信号を出力可能であれば、如何なる態様であっても構わない。

以上、上述の各実施形態に係る検出装置３０によれば、避雷器２０の劣化を精度よく検出することができる。
また、上述の各実施形態に係る検出装置３０によれば、電力供給システム１の稼働中において、避雷器２０の健全性をリアルタイムで監視することができるので、当該避雷器２０の健全性の評価に要する労力やコストを削減することができる。
また、上述の各実施形態に係る検出装置３０は、接地線ｇ（図１）に取り付けるコイル（電流検出センサ３００）、及び、当該電流検出センサ３００からの検出信号を入力して処理する計算機（本体部３１０）のみの構成で実現可能である。したがって、検出装置の構成全体を簡素化することができる。

図８は、第１の実施形態に係る検出装置の設置例を示す図である。
図８に示すように、避雷器２０は、地表に設けられた支持柱２１に支持される。
電流検出センサ３００は、避雷器２０に接続された接地線ｇ及び支持柱２１全体を囲うように取り付けられる。ここで、架線１０から地表（接地点Ｇ）に流れる全漏れ電流は、接地線ｇのみならず、支持柱２１を伝搬することも想定される。したがって、図８に示すように、接地線ｇ及び支持柱２１全体を囲うようにコイル（電流検出センサ３００）を取り付けることで、当該支持柱２１を通じて流れる電流を含めて全漏れ電流を観測することができる。

上述の各実施形態においては、検出装置３０の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各手順を行うものとしている。ここで、上述した検出装置３０の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、検出装置３０の各機能構成が、ネットワークで接続される複数の装置に渡って具備される態様であってもよい。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１ 電力伝送システム
１０ 架線
２０ 避雷器
２１ 支持柱
２００ 非線形抵抗素子
２０１ 寄生容量
３０ 検出装置
３００ 電流検出センサ
３１０ 本体部
３１１ 周波数成分取得部
３１２ 漏れ電流判定部

Claims (8)

1. 非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を検出する検出装置であって、
   前記非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を含む全漏れ電流の大きさと、当該全漏れ電流に含まれる各周波数成分との両方に比例した強度の検出信号を出力可能な電流検出センサと、
   前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得する周波数成分取得部と、
   取得された前記高調波成分ごとの強度に基づいて、前記非線形抵抗素子に漏れ電流が流れているか否かを判定する漏れ電流判定部と、
   を備える検出装置。
2. 前記漏れ電流判定部は、
   前記高調波成分ごとの強度のうち少なくとも一つの高調波成分が、予め規定された判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する
   請求項１に記載の検出装置。
3. 前記漏れ電流判定部は、
   所定数以上の複数の前記高調波成分の強度が前記判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する
   請求項２に記載の検出装置。
4. 前記漏れ電流判定部は、
   奇数次の高調波成分のうち所定数以上連続する複数の前記高調波成分の強度が、前記判定閾値を上回った場合に、前記漏れ電流が流れていると判定する
   請求項３に記載の検出装置。
5. 前記漏れ電流判定部は、
   前記判定閾値を、前記検出信号の基本波成分の強度とする
   請求項２から請求項４の何れか一項に記載の検出装置。
6. 前記電流検出センサは、前記全漏れ電流が流れる接地線を囲うように取り付けられたコイルであって、
   前記周波数成分取得部は、当該コイルに励起される電圧である前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得する
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の検出装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の検出装置と、
   前記非線形抵抗素子を有する避雷器と、
   交流電圧が印加された架線と、
   を備える電力供給システム。
8. 非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を検出するための検出方法であって、
   前記非線形抵抗素子に流れる漏れ電流を含む全漏れ電流の大きさと、当該全漏れ電流に含まれる各周波数成分との両方に比例した強度の検出信号を出力するステップと、
   前記検出信号の高調波成分ごとの強度を取得するステップと、
   取得された前記高調波成分ごとの強度に基づいて、前記非線形抵抗素子に漏れ電流が流れているか否かを判定するステップと、
   を有する検出方法。

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