JP2529249B2 - サ−ジカウント記憶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は雷撃等により電気設備に発生するサージ電流
の大きさを、その発生時刻とともに記憶するサージカウ
ント記憶装置に関するものである。

従来の技術 近年のめざましいエレクトロニクス化、コンピュータ
化により不意の停電は大きな社会的損失を生じる事にな
り、停電の大きな要因である雷事故を防止するため、電
力会社では耐雷設備のより一層の性能向上を計る事が必
要とされている。

高圧配電線の耐雷設備（特に避雷器）の効果を評価す
るためには襲雷頻度、避雷器放電電流を定量的に把握す
る必要がある。このため従来は一般に襲雷頻度はサージ
カウンタによって、また、放電電流の大きさは磁鋼片に
よって記録するという事が行われていた。

ここでサージカウンタとは、通常第６図に示すよう
に、避雷器（１）を介して配電線（２）を接地する接地
線（３）に、取付けられるものである。すなわち接地線
（３）に貫通設置した、変流器（４）の二次出力電圧
で、サイリスタ（５）を動作させ、電磁カウンタ（６）
を駆動させて、動作回数を読み取るものである。

また磁鋼片とは、第７図に示すように、接地線（３）
の一部に間在させた、励磁コイル（７）内に挿入される
ものである。この磁鋼片（８）を励磁コイル（７）から
抜き取って、第８図に示すような検磁計（９）の検査孔
（9a）に入れると、その磁化の強さに従ってメータ（9
b）がふれる。これによって、励磁コイル（７）を流れ
たサージ電流の最大値を知ることができる。

発明が解決しようとする問題点 上記従来のサージカウンタは、設定された電流値以上
のサージを検出する毎に積算カウントするだけで、その
大きさを記録できない。これに対して、磁鋼片では1KA
程度までの電流値の概略値が測定できるが、サージの発
生回数は判別できない。また、逆極性のサージが流れた
場合には測定値に大きな誤差を生じる場合がある。

そして特に問題となるのは、両者共、サージを検出し
た日時がわからないことで、両者を組合せ使用したとし
ても、耐雷設備の効果を十分に評価することはできなか
った。

問題点を解決するための手段 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その解決手段として本発明が提供するサージカウント記
憶装置は、 専用電池によって駆動される低消費電力型のリアルタ
イムクロックと、 バッテリーバックアップされた半導体メモリを有し、
入力されたサージ電流検出信号に基づきサージ電流の大
きさとその発生日時を上記半導体メモリに逐次記憶さ
せ、その内容を適時に出力する記憶回路と、 サージ電流発生後の所定時間のみ、電源電池から上記
記憶回路に給電する給電回路を具備したことを特徴とす
る。

作用 上記手段において、サージ電流検出信号が入力される
毎に、給電回路は、電源電池から記憶回路に通電する。
記憶回路は給電を受けて動作し、サージ電流の大きさ
を、リアルタイムクロックで得た日時とともに記憶す
る。従って記憶回路の電流消費は必要最小限のものとな
り、電池交換なしで長時間の使用をすることができる。

実施例 本発明を以下実施例について説明する。

第１図は、サージ電流検出回路（10）接続されたサー
ジカウント記憶装置（11）の全体構成を示すものであ
る。

同図において、サージ電流検出回路（10）は、接地線
（３）に変流器（４）を介して取付けられ、避雷器の
（１）の放電により、配電線（２）から接地線（３）を
通して流れる地路電流を、３段階のレベル、例えば、50
A〜200A、200A〜500A、500A以上に識別して検出して、
各々のレベルについて、サージ電流検出信号（イ）
（ロ）（ハ）として出力する。

サージカウント記憶装置（11）は、給電回路（12）と
記憶回路（13）とから構成されている。

給電回路（12）は、サージ電流検内時のみ電池（14）
から記憶回路（13）に給電して動作を開始させるもので
ある。記憶回路（13）はマイクロコンピュータを用いた
もので、記憶処理を行い、その記憶データを外付けのプ
リンタ（15）に適時に出力するものである。

初めに、記憶回路（13）について説明する。この本体
部（13a）は、CPU（16）を中心とし、ROM（17）、リチ
ウム電池等（18a）によりバッテリーバックアップされ
たRAM（18）、周辺回路と信号の送受を行う入出力イン
ターフェイス（19）、電源投入に応じてCPU（16）をコ
ールドスタートさせるリセット回路（20）から構成され
ている。

この本体部（13a）に入出力インターフェイス（19）
を通じて接続されるのは、上記給電回路（12）の他に、
専用電池（21）で駆動される低消費電力型（CMOS）のリ
アルタイムクロック（13b）、時刻合わせ用の数字表示
器及び押し釦スイッチ（13c）、機器No.設定用のサミー
ルスイッチ（13d）（13d）、プリント指令スイッチ（13
e）、及びプリンタ用コネクタ（13f）がある。

次に給電回路（12）を、第２図について説明する。

図において、（22−イ）（22−ロ）（22−ハ）はサー
ジ電流検出信号（イ）（ロ）（ハ）を記憶回路（13）に
通過させると同時に、その発生を検知するサージ検知回
路である。

（23）はプリンタ接続検知回路で、プリンタの接続信
号ニを記憶回路（13）に通過させると同時に、この接続
状態を検知する。

（24）は初期化信号発生回路で、電池電源の投入を検
知して、初期化信号ホを記憶回路（13）に出力する。

（25）は給電スイッチ回路で、上記サージ検出回路
（22−イ）（22−ロ）（22−ハ）、プリンタ接続検知回
路（23）、及び初期化信号発生回路（24）の各出力接点
（r₁）（r₂）（r₃）（r₄）（r₅）を並列接続し、いずれ
か１つか導通したとき、電池電圧の例えば、24Vを、三
端子レギュレータ（25a）により例えば、5Vの電圧に変
換して、記憶回路（13）に給電する。

（26）は給電回路のリセット回路で、記憶回路（13）
が、一回の記憶処理をした後に発生する終了信号へを受
けて、各回路を初期状態に戻すものである。

次に、給電回路（12）の各回路の部分についてさらに
詳しく説明する。

サージ検知回路（22−イ）（22−ロ）（22−ハ）は、
サージ電流検出回路（10）の各出力（イ）（ロ）（ハ）
を夫々記憶回路（13）に送出する信号線の途中に、プル
アップ抵抗と逆流防止用ダイオートを設けるとともに、
一旦、接地レベルのサージ電流検出信号（イ）（ロ）
（ハ）が入力されれば、記憶処理が終了するまでこれが
維持されるように、自己保持機能を持つリレー（R₁）
（R₂）（R₃）を設けてある。このリレー（R₁）（R₂）
（R₃）が各々、２個ずつ有する常開接点（r₁）（r₂）
（r₃）の一方は、上記給電スイッチ回路（25）の並列接
点の１つとなり、他方は自己保持接点として用いられ
る。また、これらサージ検知回路（22−イ）（22−ロ）
（22−ハ）の入力側に接続されたダイオードＤは動作テ
ストスイッチ（27−イ）（27−ロ）（27−ハ）を接続す
るためのものである。

次にプリンタ接続検知回路（23）の構成は、上述した
サージ検知回路（27−イ）（27−ロ）（27−ハ）と同様
である。

初期化信号発生回路（24）は、上記サージ検知回路
（22−イ）等と同一の基本回路を用い、その入力側に、
電源投入時に接地レベルのパルスを発生する電源投入検
出回路（28）を接続したものである。この電源投入検出
回路（28）は抵抗とコンデンサを組合わせた時定数回路
（29）、インバータ（30）、トランジスタ（31）等から
構成されている。

給電スイッチ回路（25）は、電池（14）の高電圧側
（例えば、24V）に、外付けの第１の電源スイッチ（3
2）を介して接続されている。この電池の低圧側（例え
ば、12V）は、第２の電源スイッチ（33）を介して、給
電回路（12）に接続されている。

リセット回路（26）は、記憶回路（13）から終了信号
へを受けたとき、リレー（R₆）により、他のリレー
（R₁）（R₂）（R₃）（R₄）（R₅）の自己保持を解除し、
給電を停止させるものである。

次に上記サージカウント記憶装置（11）の動作につい
て、第１図及び第２図に基づき、第３図に示すフローチ
ャートを参照しながら説明する。

初めにサージカウント記憶装置（11）を電柱等に取付
けて電源スイッチ（32）（33）を投入すると、給電回路
（12）内に電池の低電圧出力（12V）が印加されるの
で、初期化信号発生回路（24）がこれを検知する。この
検知動作は、電源投入検出回路（28）がリレー（R₅）に
通電し、これを自己保持状態にすることによってなされ
る。リレー（R₅）に通電すると、その接点（r₅）（r₅）
が導通するので、その出力が接地レベルになって記憶回
路（13）に出力される。またこれと同時に、給電スイッ
チ回路（25）が働き、電池（14）の電圧24Vが三端子レ
ギュレータ（25a）によって5Vに変換され、記憶回路（1
3）に駆動電源として供給される。

これによって記憶回路（13）のリセット回路（20）が
リセット信号をCPU（16）に出力して、コールドスター
トさせる。

初めに第３図に示すフローチャートのように、ROM（1
7）に記憶されたプログラムによって、入力されたのが
初期化信号（ホ）であるか否かが、判断される。この場
合はYESであるのでリアルタイムクロック（13b）の時刻
合わせ処理に入る。この処理は、数字表示器の表示と押
し釦スイッチ（13c）の操作により行われる。この処理
は３分の間だけ行われ、この時間が経過すると、自動的
に抜け出して終了処理に移行する。この終了処理は、記
憶回路（13）から終了信号へを給電回路（12）のリセッ
ト回路（26）に送り、そのリレー（R₆）に通電して、そ
の常閉接点（r₆）（r₆）…を開くことにより行われる。
この常閉接点（r₆）（r₆）…は、各自己保持回路内に挿
入接続されているので、他の全てのリレー（R₁）（R₂）
（R₃）（R₄）（R₅）の自己保持解除が行われることにな
る。

この後はリアルタイムクロック（13b）のみが正しい
時間で刻時し、記憶回路の本体部（13a）、給電回路（1
2）は、電源電池（14）の電流を全く消費しない待機状
態に入る。

この待機状態のとき、サージ電流検出回路（10）から
サージ電流検出信号（イ）（ロ）（ハ）のいずれかが入
力されると、サージ検知回路（22−イ）（22−ロ）（22
−ハ）のいずれかか、これを記憶回路（13）に通過させ
る。これと同時に、入力を受けたサージ検知回路は自己
のリレーを自己保持状態にする。この自己保持によって
給電スイッチ回路（25）が導通し、記憶回路（13）か前
記同様にコールドスタートする。そして、初めの判断条
件（ホ 入力か）ではNOと判断され、次の判断条件
（イ、ロ、ハ 入力か）でYESと判断されるので、記憶
処理に移行する。

この記憶処理は、動作レンジの読み込み、すなわち入
力がイ（50〜200A）、ロ（200〜500A）、ハ（500A以
上）のいずれかを判断し、これと、このときのリアルタ
イムクロック（13b）の出力の月、日、時、分を一組に
して、RAM（18）に記憶させるものである。この記憶処
理が終了すると終了処理に移行し、前述の要領で、給電
回路（12）のリセット回路（26）による自己保持解除動
作を行なう。

この後は、パッテリーバックアップされたRAM（18）
内に記憶データが保持され、電源電池（14）の電流消費
を行わない待機状態に再び戻る。そして、この待機状態
で、サージ電流検出回路（10）が、サージ電流検出信号
（イ）（ロ）（ハ）を出力する毎に、上述の動作によ
り、逐次に記憶が蓄積される。

この記憶データは、記憶回路（13）にプリンタ（15）
を外付けすることにより回収される。このデータ打ち出
しは次の要領で行われる。

まずプリンタ（15）のコネクタ（15a）を、記憶回路
（13）のコネクタ（13f）に、接続する。このとき記憶
回路側のアース点と、プリンタ接続検知回路の入力端子
とは、プリンタ側のコネクタ（15a）を介して接続さ
れ、プリンタ接続検知回路（23）は、この接地レベルを
検知する。そして記憶回路（13）に検知信号（ニ）を出
力すると同時に、そのリレー（R₄）を自己保持状態に
し、給電スイッチ回路（25）を通電状態にする。従って
記憶回路（13）は、前述要領でコールドスタートする。

このときの入力信号は（ニ）であるので、第３図に示
す処理手順のフローチャートにおいて、判断条件（ホ
入力か）及び判断条件（イ、ロ、ハ 入力か）は共にNO
の判断がされ、データ出力処理に移行する。プリンタ
（15）への記憶データの印字は、操作者がプリンタ（1
5）の状態を確認して、プリント指令スイッチ（13e）を
押すことにより開始される。

プリントデータは、例えば第４図に示すようなもので
ある。

すなわち、最初の行にサミールスイッチ（13d）（13
d）で設定された機器No.が２桁の数字で表示され、これ
に続く行に、現在までのサージの合計検出回数と、検出
の月、日、時、分及びサージの大きさが、次々と印字さ
れる。なおサージ検出がされなかったときの印字は、第
５図に示すようになる。

このような印字が終了すると、記憶回路（13）はRAM
（18）内の出力済みのデータを消去して、前述したリセ
ット回路（26）による終了処理を行い、電源電池を消耗
しない待機状態に移行する。

なお本発明装置の動作確認には、サージ検知回路（22
−イ）（22−ロ）（22−ハ）の入力側に１個ずつ接続さ
れた、動作テストスイッチ（27−イ）（27−ロ）（27−
ハ）を押せばよい。このときの動作状態は、時刻合わせ
用の数字表示器（13c）で確認でき、また、第４図に示
すような印字をさせることもできる。

以上に、本発明の一実施例について説明したが、本発
明は、これ以外の態様でも実施できる。例えば、サージ
電流検出回路（10）の出力を、複数段階の出力（実施例
では３段階）ではなく、サージ電流を直接に表す数値デ
ータ出力としてもよい。

この場合はA/D変換器を用いて、記憶回路（13）はｎ
ビットのデジタルデータを受けて記憶することになる。
そして給電回路（12）は、このデジタルデータ又は別の
検出信号を、サージ電流検出回路から受けて、前記同様
の動作をすることになる。

このようにすればは印字データが、318A、65Aのよう
に、より詳細な値となる。

また給電回路（12）は、サージ検知とともに自己保持
動作に入り、その状態で給電し、所定時間後に給電の停
止を行うものであれば良い。例えば、自己保持回路とし
てリレーの他に、サイリスタ等の半導体素子を用いるこ
ともできる。また自己保持の解除は、給電回路（12）内
にタイマー回路を設け、自動リセットするようにしても
よい。

発明の効果 本発明によれば、襲雷の大きさ、頻度、時間が一括し
て把握でき、特に、襲雷の日時が記録されるので、雷事
故が発生した場合には、カウンタの記録と対照する事に
より、事故原因の調査、並びに新たなサージ対策に有用
であり、耐雷対策が立て易くなる。

また本発明はサージ検出時のみ給電する給電回路を採
用して、待機状態では、給電回路自体をも含む装置全体
で、電源電池からの電流を全く消費しないようにしたか
ら、現場に設置した状態で、１年以上といった長期測定
が可能となる。これは、測定対象が屋外に散在している
電気設備においては、特に有益である。そして、この効
果は、周辺回路に多数のリレー及び回路素子を設けた通
常のマイコンシステムでは得られないものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
給電回路図、第３図は記憶回路の動作のフローチャー
ト、第４図及び第５図はプリンタの印字例を示す図であ
る。 第６図はサージカウンタの使用例を示す回路図、第７図
は磁鋼片の使用例を示す回路図、第８図は磁鋼片の磁化
量により最大サージ電流を測定する検磁計の斜視図であ
る。 （10）……サージ電流検出回路、 （11）……サージカウント記憶装置、 （12）……給電回路、（13）……記憶回路、 （13a）……本体部、 （13b）……リアルタイムクロック （14）……電池、（15）……プリンタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】専用電池によって駆動される低消費電力型
   のリアルタイムクロックと、 バッテリーバックアップされた半導体メモリを有し、入
   力されたサージ電流検出信号に基づき、サージ電流の大
   きさとその発生日時を上記半導体メモリに逐次記憶さ
   せ、その内容を適時に出力する記憶回路と、 サージ電流発生後の所定時間のみ、電源電池から上記記
   憶回路に給電する給電回路を具備したことを特徴とする
   サージカウント記憶装置。