JP2943465B2 - 避雷器の故障監視装置 - Google Patents
避雷器の故障監視装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は送電鉄塔上に載せられ
送電線から直列ギャップを介して設置される避雷器の故
障を監視する装置に関する。
送電線から直列ギャップを介して設置される避雷器の故
障を監視する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は直列ギャップを介して設置される
避雷器の構成例を示す側面図である。図示されていない
送電鉄塔に支持金具1 (接地電位にある) を介して碍子
2が懸架され、その先端に送電線3が張られている。碍
子2の両端には一対のアーキングホーン4が設けられ、
放電ギャップ5を形成している。また、支持金具1には
避雷器6が設置され、避雷器6の非接地側の端子と送電
線3とには、もう一対のアーキングホーン7が設けら
れ、直列ギャップ8を形成している。放電ギャップ5と
直列ギャップ8とのギャップ長は、送電線3に過電圧が
到達したときに直列ギャップ8の方が早く放電するよう
に設定されている。
避雷器の構成例を示す側面図である。図示されていない
送電鉄塔に支持金具1 (接地電位にある) を介して碍子
2が懸架され、その先端に送電線3が張られている。碍
子2の両端には一対のアーキングホーン4が設けられ、
放電ギャップ5を形成している。また、支持金具1には
避雷器6が設置され、避雷器6の非接地側の端子と送電
線3とには、もう一対のアーキングホーン7が設けら
れ、直列ギャップ8を形成している。放電ギャップ5と
直列ギャップ8とのギャップ長は、送電線3に過電圧が
到達したときに直列ギャップ8の方が早く放電するよう
に設定されている。
【0003】図3のアーキングホーン4は送電線3に雷
サージなどの過電圧が侵入したときにその放電ギャップ
5を放電させ、その過電圧を吸収するためのものであ
る。しかし、放電ギャップ5は送電線3からの続流を遮
断する能力を有していないために、地絡状態が続き送電
障害が発生する。これを防止するために避雷器6が直列
ギャップ8を介して設けられてある。過電圧が放電線3
に発生すると直列ギャップ8が放電し、その放電電流が
避雷器6を流れる。避雷器6は放電電流を瞬時 (0.5〜
1.0サイクル) に遮断するので地絡による続流が抑えら
れる。最近は、アーキングホーン4の代わりに避雷器6
をアーキングホーン7と共に設置することが多くなりつ
つある。
サージなどの過電圧が侵入したときにその放電ギャップ
5を放電させ、その過電圧を吸収するためのものであ
る。しかし、放電ギャップ5は送電線3からの続流を遮
断する能力を有していないために、地絡状態が続き送電
障害が発生する。これを防止するために避雷器6が直列
ギャップ8を介して設けられてある。過電圧が放電線3
に発生すると直列ギャップ8が放電し、その放電電流が
避雷器6を流れる。避雷器6は放電電流を瞬時 (0.5〜
1.0サイクル) に遮断するので地絡による続流が抑えら
れる。最近は、アーキングホーン4の代わりに避雷器6
をアーキングホーン7と共に設置することが多くなりつ
つある。
【0004】図4は図3の避雷器6の内部構成を示す断
面図である。酸化亜鉛を主成分とする円板状の非線形抵
抗素子18が複数個積層された積層体9が絶縁碍管10
内に収納されている。この積層体9は両端の押え金具1
1A, 11Bを介し図示されていない締付け部材によっ
て一体化され、さらに圧縮スプリング12を介して絶縁
碍管10の蓋板13A, 13Bに挟持されている。この
蓋板13A, 13Bにそれぞれ図3で説明された支持金
具1, アーキングホーン7が取り付けられてある。この
ような避雷器6は内蔵の非線形抵抗素子18の故障を常
時監視することが重要であり、そのための監視装置が避
雷器6に取付けられている。
面図である。酸化亜鉛を主成分とする円板状の非線形抵
抗素子18が複数個積層された積層体9が絶縁碍管10
内に収納されている。この積層体9は両端の押え金具1
1A, 11Bを介し図示されていない締付け部材によっ
て一体化され、さらに圧縮スプリング12を介して絶縁
碍管10の蓋板13A, 13Bに挟持されている。この
蓋板13A, 13Bにそれぞれ図3で説明された支持金
具1, アーキングホーン7が取り付けられてある。この
ような避雷器6は内蔵の非線形抵抗素子18の故障を常
時監視することが重要であり、そのための監視装置が避
雷器6に取付けられている。
【0005】図5は従来の避雷器の故障監視装置の構成
例を示す断面図であり、支持金具1側にその装置が取り
付けられた例である。圧縮スプリング12を周回する変
流器14が蓋板13Aに取り付けられている。その変流
器14の2次側の出力リード線14Aが気密端子15を
介して絶縁碍管10の外部に引き出され比較部16に接
続されている。表示部17は、比較部16の出力信号1
6Sを受けるように構成されている。
例を示す断面図であり、支持金具1側にその装置が取り
付けられた例である。圧縮スプリング12を周回する変
流器14が蓋板13Aに取り付けられている。その変流
器14の2次側の出力リード線14Aが気密端子15を
介して絶縁碍管10の外部に引き出され比較部16に接
続されている。表示部17は、比較部16の出力信号1
6Sを受けるように構成されている。
【0006】図5において、圧縮スプリング12内には
蓋板13Aと押え金具11Aとを導電接続する図示され
ていない給電リードが配されてあり、積層体9から接地
側の蓋板13Aへ流れる電流は変流器14がすべて検出
し、その電流に比例する信号14Sを出力リード線14
Aを介して比較部16に送る。比較部16はしきい値レ
ベル設定器16Aを備え、変流器14の出力信号14S
としきい値のレベルとを比較し、出力信号14Sがしき
い値のレベルを超えたときに故障信号16Sを出力す
る。表示部17は故障信号16Sを受けたときに避雷器
が故障したことを表示する装置であり、例えば警報の出
力や表示灯の点灯などを行う。
蓋板13Aと押え金具11Aとを導電接続する図示され
ていない給電リードが配されてあり、積層体9から接地
側の蓋板13Aへ流れる電流は変流器14がすべて検出
し、その電流に比例する信号14Sを出力リード線14
Aを介して比較部16に送る。比較部16はしきい値レ
ベル設定器16Aを備え、変流器14の出力信号14S
としきい値のレベルとを比較し、出力信号14Sがしき
い値のレベルを超えたときに故障信号16Sを出力す
る。表示部17は故障信号16Sを受けたときに避雷器
が故障したことを表示する装置であり、例えば警報の出
力や表示灯の点灯などを行う。
【0007】積層体9の非線形抵抗素子18は、常時の
運転中は容量性のインピーダンスを備え、送電線の対地
電圧に対してその静電容量によって決まる電流が積層体
9を流れている。過電圧が到達すると非線形抵抗素子1
8が抵抗性のインピーダンスに変わり、その過電圧を吸
収するものである。非線形抵抗素子18が万一故障し絶
縁破壊すると、そのインピーダンスは零となる。その結
果、積層体9全体の静電容量が大きくなるので変流器1
4を流れる電流値も増加する。比較部16は、非線形抵
抗素子18に流れる電流が正常なときに流れる電流値を
超えたときに、故障信号16Sを出力するようになって
いる。
運転中は容量性のインピーダンスを備え、送電線の対地
電圧に対してその静電容量によって決まる電流が積層体
9を流れている。過電圧が到達すると非線形抵抗素子1
8が抵抗性のインピーダンスに変わり、その過電圧を吸
収するものである。非線形抵抗素子18が万一故障し絶
縁破壊すると、そのインピーダンスは零となる。その結
果、積層体9全体の静電容量が大きくなるので変流器1
4を流れる電流値も増加する。比較部16は、非線形抵
抗素子18に流れる電流が正常なときに流れる電流値を
超えたときに、故障信号16Sを出力するようになって
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来の装置は直列ギャップ付の避雷器に適用す
ると故障検出の精度が非常に悪くなるという問題があっ
た。すなわち、直列ギャップが空気ギャップであるため
に、その静電容量は積層体のそれより非常に小さい。そ
の結果、変流器に流れる電流は直列ギャップの静電容量
によってほぼ左右されている。積層体を構成する非線形
抵抗素子の1個が故障しても0.5%程度しか電流値が増
大せず、積層体を構成する非線形抵抗素子が半数以上故
障しないとその故障を検出できないものであった。
たような従来の装置は直列ギャップ付の避雷器に適用す
ると故障検出の精度が非常に悪くなるという問題があっ
た。すなわち、直列ギャップが空気ギャップであるため
に、その静電容量は積層体のそれより非常に小さい。そ
の結果、変流器に流れる電流は直列ギャップの静電容量
によってほぼ左右されている。積層体を構成する非線形
抵抗素子の1個が故障しても0.5%程度しか電流値が増
大せず、積層体を構成する非線形抵抗素子が半数以上故
障しないとその故障を検出できないものであった。
【0009】非線形抵抗素子1個が故障したときの電流
値の増加分を次に試算してみる。図6は直列ギャップを
含めた避雷器の等価回路図である。直列ギャップの静電
容量をC0 , n個の非線形抵抗素子18が直列に結線さ
れた積層体9の全体の静電容量をC1 とする。この静電
容量C0 , C1 に送電線3から商用の角周波数ω 0 の交
流電圧 (対地電圧V0 ) が印加され、そのとき、接地1
9側に流れる電流Iを変流器14が検出する場合を想定
する。この場合、電流Iは I=ω0 ・V0 ・C2 ────(1) C2 =C0 ・C1 / (C0 +C1 ) ────(2) となる。C2 は、直列ギャップ8を含めた全体の静電容
量であり、電流IはC2に比例する。また、非線形抵抗
素子18単体の静電容量をCとすると、これがn個ある
ので C1 =C/n ────(3) となる。
値の増加分を次に試算してみる。図6は直列ギャップを
含めた避雷器の等価回路図である。直列ギャップの静電
容量をC0 , n個の非線形抵抗素子18が直列に結線さ
れた積層体9の全体の静電容量をC1 とする。この静電
容量C0 , C1 に送電線3から商用の角周波数ω 0 の交
流電圧 (対地電圧V0 ) が印加され、そのとき、接地1
9側に流れる電流Iを変流器14が検出する場合を想定
する。この場合、電流Iは I=ω0 ・V0 ・C2 ────(1) C2 =C0 ・C1 / (C0 +C1 ) ────(2) となる。C2 は、直列ギャップ8を含めた全体の静電容
量であり、電流IはC2に比例する。また、非線形抵抗
素子18単体の静電容量をCとすると、これがn個ある
ので C1 =C/n ────(3) となる。
【0010】ここで、例えば、Cを1,000 pF, nを20と
すると、(3) 式よりC1 は50 pF となる。C0を5 pF
とし、これらを(2) 式に代入すると、 C2 =5×50/ (5+50) =4.545 (pF) ────(4) となり、この(4) 式の値を(1) 式に代入したときの値が
非線形抵抗素子18の正常な場合に流れる電流値であ
る。次に、非線形抵抗素子18が1個絶縁破壊したと仮
定する。この場合には(3)式のnを19とすればよいの
で、C1 は52.63 pFとなる。C0 は変化しないので、こ
れらを(2) 式に代入すると、 C2 =5×52.63 / (5+52.63) =4.5662 (pF) ────(5) (5) 式と(4) 式のC2 の比を求めると 1.0047 となる。
したがって、非線形抵抗素子18が1個故障しても、電
流Iは正常な場合に対して0.5%程度しか増加しない。
計測器の検出誤差を1%以下にすることはほとんど不可
能である。したがって、従来の装置では半数以上の非線
形抵抗素子18が絶縁破壊しないと、その故障を検知す
ることができない。また、送電線3の電圧は数%は変動
するので図5の装置は故障検出の精度が非常に悪いと言
える。
すると、(3) 式よりC1 は50 pF となる。C0を5 pF
とし、これらを(2) 式に代入すると、 C2 =5×50/ (5+50) =4.545 (pF) ────(4) となり、この(4) 式の値を(1) 式に代入したときの値が
非線形抵抗素子18の正常な場合に流れる電流値であ
る。次に、非線形抵抗素子18が1個絶縁破壊したと仮
定する。この場合には(3)式のnを19とすればよいの
で、C1 は52.63 pFとなる。C0 は変化しないので、こ
れらを(2) 式に代入すると、 C2 =5×52.63 / (5+52.63) =4.5662 (pF) ────(5) (5) 式と(4) 式のC2 の比を求めると 1.0047 となる。
したがって、非線形抵抗素子18が1個故障しても、電
流Iは正常な場合に対して0.5%程度しか増加しない。
計測器の検出誤差を1%以下にすることはほとんど不可
能である。したがって、従来の装置では半数以上の非線
形抵抗素子18が絶縁破壊しないと、その故障を検知す
ることができない。また、送電線3の電圧は数%は変動
するので図5の装置は故障検出の精度が非常に悪いと言
える。
【0011】図5の装置は元来、直列ギャップを介さな
い避雷器の故障を監視するためのものである。前述のよ
うに避雷器を直列ギャップを介して配したために、図5
の装置の検出精度が極端に低下してしまった。直列ギャ
ップを介して配された避雷器の故障を活線状態で精度良
く検出する装置は全く見当たらないというのが現状であ
った。
い避雷器の故障を監視するためのものである。前述のよ
うに避雷器を直列ギャップを介して配したために、図5
の装置の検出精度が極端に低下してしまった。直列ギャ
ップを介して配された避雷器の故障を活線状態で精度良
く検出する装置は全く見当たらないというのが現状であ
った。
【0012】この発明の目的は、直列ギャップ付の避雷
器に側路コンデンサを介して送電線のそれとは異なる電
圧を加えることにより、1個の非線形抵抗素子が絶縁破
壊しても避雷器の故障として精度よく検知できるように
することにある。
器に側路コンデンサを介して送電線のそれとは異なる電
圧を加えることにより、1個の非線形抵抗素子が絶縁破
壊しても避雷器の故障として精度よく検知できるように
することにある。
【0013】
【課題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、複数個の非線形抵抗素子の積層
体からなり、送電線から直列ギャップを介して設置され
る避雷器の故障を監視する装置であって、電圧発生器
と、この電圧発生器の電圧出力端に並列に接続され一方
端が前記積層体の接地側端子に接続された対地インピー
ダンスと、この対地インピーダンスの非接地側の端子に
一方端が接続され他方端が前記積層体の直列ギャップ側
の端子に接続された側路コンデンサと、前記電圧発生器
の電圧印加によって積層体を流れる電流を検出して出力
する電流センサと、この電流センサの出力信号のレベル
が所定のレベルを超えたときに故障信号を出力する比較
部と、この比較部の出力信号を受け避雷器が故障してい
ることを表示する表示部とによた構成され、前記側路コ
ンデンサの静電容量が積層体のそれより大きいものと
し、かかる構成において、側路コンデンサの静電容量が
積層体を構成する非線形抵抗素子単体のそれと等しいも
のとし、さらに、電圧発生器が商用周波数と異なる周波
数の交流電圧又はパルス電圧のいずれかを発生するとと
もに、比較部は電流センサの出力信号のうちの商用周波
数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超えたと
きに故障信号を出力するものとする。
に、この発明によれば、複数個の非線形抵抗素子の積層
体からなり、送電線から直列ギャップを介して設置され
る避雷器の故障を監視する装置であって、電圧発生器
と、この電圧発生器の電圧出力端に並列に接続され一方
端が前記積層体の接地側端子に接続された対地インピー
ダンスと、この対地インピーダンスの非接地側の端子に
一方端が接続され他方端が前記積層体の直列ギャップ側
の端子に接続された側路コンデンサと、前記電圧発生器
の電圧印加によって積層体を流れる電流を検出して出力
する電流センサと、この電流センサの出力信号のレベル
が所定のレベルを超えたときに故障信号を出力する比較
部と、この比較部の出力信号を受け避雷器が故障してい
ることを表示する表示部とによた構成され、前記側路コ
ンデンサの静電容量が積層体のそれより大きいものと
し、かかる構成において、側路コンデンサの静電容量が
積層体を構成する非線形抵抗素子単体のそれと等しいも
のとし、さらに、電圧発生器が商用周波数と異なる周波
数の交流電圧又はパルス電圧のいずれかを発生するとと
もに、比較部は電流センサの出力信号のうちの商用周波
数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超えたと
きに故障信号を出力するものとする。
【0014】
【作用】電圧発生器の出力端に一端接地された対地イン
ピーダンスを接続する。静電容量が積層体のそれより大
きい側路コンデンサを対地インピーダンスに直列に接続
し、この直列回路を積層体の両端に並列に接続する。電
圧発生器からの出力電圧を側路コンデンサを介して積層
体の両側に印加し、積層体に流れる電流を電流センサに
て検出する。この電流センサの出力信号を比較部が受
け、その信号が所定のレベルを超えたときに故障信号を
出力するようにする。この故障信号を表示部が受けて避
雷器が故障していることを表示する。このように構成す
ることによって、電圧発生器の出力電圧はその大部分が
積層体に印加される。したがって、そのときに積層体に
流れる電流は、n個の非線形抵抗素子のうち1個が絶縁
破壊すると、正常な場合に対して、ほぼn分の1だけ電
流が増加する。例えば、nが20の場合には約5%の電
流増加が認められる。したがって、充分な精度でもって
避雷器の故障を検知することができる。
ピーダンスを接続する。静電容量が積層体のそれより大
きい側路コンデンサを対地インピーダンスに直列に接続
し、この直列回路を積層体の両端に並列に接続する。電
圧発生器からの出力電圧を側路コンデンサを介して積層
体の両側に印加し、積層体に流れる電流を電流センサに
て検出する。この電流センサの出力信号を比較部が受
け、その信号が所定のレベルを超えたときに故障信号を
出力するようにする。この故障信号を表示部が受けて避
雷器が故障していることを表示する。このように構成す
ることによって、電圧発生器の出力電圧はその大部分が
積層体に印加される。したがって、そのときに積層体に
流れる電流は、n個の非線形抵抗素子のうち1個が絶縁
破壊すると、正常な場合に対して、ほぼn分の1だけ電
流が増加する。例えば、nが20の場合には約5%の電
流増加が認められる。したがって、充分な精度でもって
避雷器の故障を検知することができる。
【0015】上記の構成において、側路コンデンサの静
電容量を非線形抵抗素子単体のそれと等しくしておく。
この構成としておくことにより、側路コンデンサが万一
絶縁破壊していれば、積層体に流れる電流は、非線形抵
抗素子がn個のとき正常な場合に対して、n分の1だけ
電流が増加する。したがって、非線形抵抗素子が1個だ
け絶縁破壊したのと同じように検出されるので、側路コ
ンデンサの故障も検出可能となる。
電容量を非線形抵抗素子単体のそれと等しくしておく。
この構成としておくことにより、側路コンデンサが万一
絶縁破壊していれば、積層体に流れる電流は、非線形抵
抗素子がn個のとき正常な場合に対して、n分の1だけ
電流が増加する。したがって、非線形抵抗素子が1個だ
け絶縁破壊したのと同じように検出されるので、側路コ
ンデンサの故障も検出可能となる。
【0016】さらに、上記の構成において、電圧発生器
が商用周波数と異なる周波数の交流電圧又はパルス電圧
を発生し、比較部は、電流センサの出力信号のうちの商
用周波数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超
えたときに故障信号を出力する。この構成によって、送
電線からの商用周波数の交流電圧成分が直列ギャップを
介して電流センサに入力されても比較部はその電圧成分
は検知しないので、送電線の活線状態において精度よく
故障検出を行うことができる。
が商用周波数と異なる周波数の交流電圧又はパルス電圧
を発生し、比較部は、電流センサの出力信号のうちの商
用周波数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超
えたときに故障信号を出力する。この構成によって、送
電線からの商用周波数の交流電圧成分が直列ギャップを
介して電流センサに入力されても比較部はその電圧成分
は検知しないので、送電線の活線状態において精度よく
故障検出を行うことができる。
【0017】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例にかかる避雷器の故障監視装置
の構成を示す回路接続図である。送電線3に直列ギャッ
プ8を介してn個の非線形抵抗素子18よりなる積層体
9が接続されている。この積層体9を流れる電流iを電
流センサである変流器14が検出して信号14Sを出力
する。比較器25は信号14Sのうち商用周波数成分を
除去した信号のレベルと、しきいレベル設定器25Aで
設定された所定のレベルとを比較し、信号のレベルが所
定のレベルを超えたときに故障信号25Sを出力する。
さらに、表示器17は故障信号25Sを受け避雷器が故
障していることを表示する。さらに、図1は積層体9の
直列ギャップ8側の端子9Aと接地19側の端子9Bと
に並列に側路コンデンサ20と対地インピーダンス21
との直列回路24が接続されている。この対地インピー
ダンス21に商用周波数と異なる周波数の交流電圧を印
加する電圧発生器23が接続されるとともに、バリスタ
22が並列接続されている。
図1はこの発明の実施例にかかる避雷器の故障監視装置
の構成を示す回路接続図である。送電線3に直列ギャッ
プ8を介してn個の非線形抵抗素子18よりなる積層体
9が接続されている。この積層体9を流れる電流iを電
流センサである変流器14が検出して信号14Sを出力
する。比較器25は信号14Sのうち商用周波数成分を
除去した信号のレベルと、しきいレベル設定器25Aで
設定された所定のレベルとを比較し、信号のレベルが所
定のレベルを超えたときに故障信号25Sを出力する。
さらに、表示器17は故障信号25Sを受け避雷器が故
障していることを表示する。さらに、図1は積層体9の
直列ギャップ8側の端子9Aと接地19側の端子9Bと
に並列に側路コンデンサ20と対地インピーダンス21
との直列回路24が接続されている。この対地インピー
ダンス21に商用周波数と異なる周波数の交流電圧を印
加する電圧発生器23が接続されるとともに、バリスタ
22が並列接続されている。
【0018】図1において、電圧発生器23によって側
路コンデンサ20と積層体9との直列回路24に交流電
圧Vを印加する。そのときにこの直列回路24に流れる
電流iを変流器14が検出して出力する。図2は、この
直列回路24の等価回路図である。側路コンデンサ20
の静電容量をCC 、n個の非線形抵抗素子18が直列に
結線された積層体9の全体の静電容量をC1 とする。こ
の直列回路24に角周波数ωの交流電圧Vが印加され、
そのときに流れる電流iを変流器14が検出する場合を
想定する。この場合、電流iは i=ω・V・C3 ──── (6) C3 =CC ・C1 / (CC +C1 ) ──── (7) となる。C3 は、直列回路24の静電容量であり、iは
C3 に比例する。また、非線形抵抗素子18単体の静電
容量をCとすると、前述の(3) 式と同じようにC 1 =C
/nとなる。
路コンデンサ20と積層体9との直列回路24に交流電
圧Vを印加する。そのときにこの直列回路24に流れる
電流iを変流器14が検出して出力する。図2は、この
直列回路24の等価回路図である。側路コンデンサ20
の静電容量をCC 、n個の非線形抵抗素子18が直列に
結線された積層体9の全体の静電容量をC1 とする。こ
の直列回路24に角周波数ωの交流電圧Vが印加され、
そのときに流れる電流iを変流器14が検出する場合を
想定する。この場合、電流iは i=ω・V・C3 ──── (6) C3 =CC ・C1 / (CC +C1 ) ──── (7) となる。C3 は、直列回路24の静電容量であり、iは
C3 に比例する。また、非線形抵抗素子18単体の静電
容量をCとすると、前述の(3) 式と同じようにC 1 =C
/nとなる。
【0019】ここで、例えば、Cを1,000 pF, nを20と
すると、C1 は50 pF となる。CCを1,000 pFとしてC
1 より大きい値を選び(7) 式に代入すると、 C3 =1,000 ×50/ (1,000 +50) =47.619 (pF) ──── (8) となり、この(8) 式の値を(6) 式に代入したときの電流
値が非線形抵抗素子18の正常な場合である。次に、非
線形抵抗素子18が1個絶縁破壊したと仮定する。この
場合には(3)式のnの値を19とすればよいので、C1
は 52.63 pF となる。CC は変化しないので、これらの
値を(7) 式に代入すると、 C3 =1,000 ×52.63 / (1,000 +52.63) =49.999 (pF) ──── (9) (9) 式と(8) 式とのC3 の比を求めると 1.050となる。
したがって、非線形抵抗素子18が1個故障すると電流
iは正常な場合に対して5%増加する。CC が500 pFの
場合についても同様に計算すると、非線形抵抗素子が1
個故障すると電流iは正常な場合に対して4.8 %増加す
る。計測器はこの程度の電流の変化なら検出するので、
例えば、CC を1,000 pFとし 所定のレベルが正常の場
合より5%超えたときに、比較器25が故障信号25S
を出力するようにしておく。しかも、従来の装置におけ
る送電線3の電圧のように印加電圧が変動することはな
いので、確実に故障監視を行うことができる。
すると、C1 は50 pF となる。CCを1,000 pFとしてC
1 より大きい値を選び(7) 式に代入すると、 C3 =1,000 ×50/ (1,000 +50) =47.619 (pF) ──── (8) となり、この(8) 式の値を(6) 式に代入したときの電流
値が非線形抵抗素子18の正常な場合である。次に、非
線形抵抗素子18が1個絶縁破壊したと仮定する。この
場合には(3)式のnの値を19とすればよいので、C1
は 52.63 pF となる。CC は変化しないので、これらの
値を(7) 式に代入すると、 C3 =1,000 ×52.63 / (1,000 +52.63) =49.999 (pF) ──── (9) (9) 式と(8) 式とのC3 の比を求めると 1.050となる。
したがって、非線形抵抗素子18が1個故障すると電流
iは正常な場合に対して5%増加する。CC が500 pFの
場合についても同様に計算すると、非線形抵抗素子が1
個故障すると電流iは正常な場合に対して4.8 %増加す
る。計測器はこの程度の電流の変化なら検出するので、
例えば、CC を1,000 pFとし 所定のレベルが正常の場
合より5%超えたときに、比較器25が故障信号25S
を出力するようにしておく。しかも、従来の装置におけ
る送電線3の電圧のように印加電圧が変動することはな
いので、確実に故障監視を行うことができる。
【0020】図1の装置が図6の従来の装置と比べて故
障検出の精度がよくなったのは、側路コンデンサ20の
静電容量CC を直列ギャップ8のそれよりも大きくした
ことによる。電圧発生器23の出力電圧Vがほとんど積
層体9にかかるために、1個の非線形抵抗素子18が絶
縁破壊しても電流iが大きく変化するようになった。し
たがって、側路コンデンサ20の静電容量CC は積層体
9の静電容量C1 に対して大きいほど電流iの変化は大
きくなる。前記の計算例のようにCC をC1に対して桁
違いに大きくすることによって、電流iは1個の非線形
抵抗素子18の故障に対して、n分の1だけ増加する。
nの値が50〜100 と大きくなると、電流iの変化分は検
出不可能となる。しかし、送電線が66〜77kVの系統では
nが約20で使用され、その電圧以下の送電系統ではnの
値は順次減らして使用される。そのために、本発明の応
用範囲は非常に広い。
障検出の精度がよくなったのは、側路コンデンサ20の
静電容量CC を直列ギャップ8のそれよりも大きくした
ことによる。電圧発生器23の出力電圧Vがほとんど積
層体9にかかるために、1個の非線形抵抗素子18が絶
縁破壊しても電流iが大きく変化するようになった。し
たがって、側路コンデンサ20の静電容量CC は積層体
9の静電容量C1 に対して大きいほど電流iの変化は大
きくなる。前記の計算例のようにCC をC1に対して桁
違いに大きくすることによって、電流iは1個の非線形
抵抗素子18の故障に対して、n分の1だけ増加する。
nの値が50〜100 と大きくなると、電流iの変化分は検
出不可能となる。しかし、送電線が66〜77kVの系統では
nが約20で使用され、その電圧以下の送電系統ではnの
値は順次減らして使用される。そのために、本発明の応
用範囲は非常に広い。
【0021】図1において、対地インピーダンス21は
雷サージによって直列ギャップが放電したときに側路コ
ンデンサ20の電圧発生器23側の端子電位が浮かない
ようにするためのものである。雷サージ電圧は側路コン
デンサ20と対地インピーダンス21とで分圧される。
これによって、電圧発生器23に過電圧が入らないよう
になっている。バリスタ22が対地インピーダンス21
に並列接続されることによって、さらに電圧発生器23
は厳重に保護されている。
雷サージによって直列ギャップが放電したときに側路コ
ンデンサ20の電圧発生器23側の端子電位が浮かない
ようにするためのものである。雷サージ電圧は側路コン
デンサ20と対地インピーダンス21とで分圧される。
これによって、電圧発生器23に過電圧が入らないよう
になっている。バリスタ22が対地インピーダンス21
に並列接続されることによって、さらに電圧発生器23
は厳重に保護されている。
【0022】電圧発生器23の出力する電圧の周波数は
送電線電圧のそれと異なるようにしてある。両者の電圧
周波数は同じでもよいが、本装置が活線状態でも使用で
きるようになっている。送電線3の電圧と電圧発生器2
3の出力電圧とを分離可能にしてある。比較部25が商
用周波数成分を除去してしきいレベル設定器25Aのレ
ベルと比較するので、変流器14が送電線3からの交流
電圧による誘導を多少受けても故障検出の精度には全く
影響しない。ただし、直列ギャップ8の静電容量は数pF
と一般には非常に小さいので、送電線3から変流器14
への電圧誘導分はそれほど大きくはない。電圧発生器2
3から出力される電圧は送電線3から誘起される電圧と
分離するために互いにその周波数が異なっていればよ
い。したがって、電圧発生器23からの出力電圧はパル
ス性の電圧でもよい。
送電線電圧のそれと異なるようにしてある。両者の電圧
周波数は同じでもよいが、本装置が活線状態でも使用で
きるようになっている。送電線3の電圧と電圧発生器2
3の出力電圧とを分離可能にしてある。比較部25が商
用周波数成分を除去してしきいレベル設定器25Aのレ
ベルと比較するので、変流器14が送電線3からの交流
電圧による誘導を多少受けても故障検出の精度には全く
影響しない。ただし、直列ギャップ8の静電容量は数pF
と一般には非常に小さいので、送電線3から変流器14
への電圧誘導分はそれほど大きくはない。電圧発生器2
3から出力される電圧は送電線3から誘起される電圧と
分離するために互いにその周波数が異なっていればよ
い。したがって、電圧発生器23からの出力電圧はパル
ス性の電圧でもよい。
【0023】図1における積層体9および変流器14は
図5の従来の装置と同じ構造のものでよい。側路コンデ
ンサ20は避雷器の絶縁碍管10の外部に並設し、送電
鉄塔上に別置形として搭載してもよい。その場合はもう
一つの絶縁碍管内に油入コンデンサやセラミックコンデ
ンサなどを収納したものが用いられる。一方、側路コン
デンサ20を避雷器の絶縁碍管10の内部に配し、積層
体9と並設してもよい。避雷器内部に側路コンデンサ2
0を収納することにより装置をよりコンパクトに構成す
ることができる。避雷器内に収納する側路コンデンサ2
0としては、例えばセラミックコンデンサの積層体や複
数の金属箔を円筒状に絶縁フィルムを介して巻回した円
筒コンデンサなどが用いられる。
図5の従来の装置と同じ構造のものでよい。側路コンデ
ンサ20は避雷器の絶縁碍管10の外部に並設し、送電
鉄塔上に別置形として搭載してもよい。その場合はもう
一つの絶縁碍管内に油入コンデンサやセラミックコンデ
ンサなどを収納したものが用いられる。一方、側路コン
デンサ20を避雷器の絶縁碍管10の内部に配し、積層
体9と並設してもよい。避雷器内部に側路コンデンサ2
0を収納することにより装置をよりコンパクトに構成す
ることができる。避雷器内に収納する側路コンデンサ2
0としては、例えばセラミックコンデンサの積層体や複
数の金属箔を円筒状に絶縁フィルムを介して巻回した円
筒コンデンサなどが用いられる。
【0024】この発明の異なる実施例にかかる避雷器の
故障監視装置として、図2における側路コンデンサ20
の静電容量CC を非線形抵抗素子18単体の静電容量C
と等しくする。非線形抵抗素子18の積層数nを20と
すると、C1 =C/20であるから直列回路24の静電容
量C3 は正常な場合は(7) 式より C3 =C/21 ───── (10) となる。ここで、非線形抵抗素子18の1個又は側路コ
ンデンサ20のいずれかが絶縁破壊したときは、 C3 =C/20 ───── (11) となる。(11)式と(10)式とのC3 の比を求めると1.05と
なる。したがって、非線形抵抗素子18のみならず、側
路コンデンサ20が万一絶縁破壊してもその故障を検出
することができる。
故障監視装置として、図2における側路コンデンサ20
の静電容量CC を非線形抵抗素子18単体の静電容量C
と等しくする。非線形抵抗素子18の積層数nを20と
すると、C1 =C/20であるから直列回路24の静電容
量C3 は正常な場合は(7) 式より C3 =C/21 ───── (10) となる。ここで、非線形抵抗素子18の1個又は側路コ
ンデンサ20のいずれかが絶縁破壊したときは、 C3 =C/20 ───── (11) となる。(11)式と(10)式とのC3 の比を求めると1.05と
なる。したがって、非線形抵抗素子18のみならず、側
路コンデンサ20が万一絶縁破壊してもその故障を検出
することができる。
【0025】
【発明の効果】この発明は前述のように、電圧発生器の
出力端に対地インピーダンスを接続する。静電容量が積
層体のそれより大きい側路コンデンサを対地インピーダ
ンスに直列に接続し、この直列回路を積層体の両端に並
列に接続する。電圧発生器からの出力電圧を側路コンデ
ンサを介して積層体の両側に印加し、積層体に流れる電
流を電流センサにて検出する。この電流センサの出力信
号を比較部が受け、その信号が所定のレベルを超えたと
きに故障信号を出力するようにする。この故障信号を表
示部が受けて避雷器が故障していることを表示する。こ
のように構成することによって、積層体を形成する非線
形抵抗素子が1個絶縁破壊しても避雷器の故障を精度よ
く検出することができる。
出力端に対地インピーダンスを接続する。静電容量が積
層体のそれより大きい側路コンデンサを対地インピーダ
ンスに直列に接続し、この直列回路を積層体の両端に並
列に接続する。電圧発生器からの出力電圧を側路コンデ
ンサを介して積層体の両側に印加し、積層体に流れる電
流を電流センサにて検出する。この電流センサの出力信
号を比較部が受け、その信号が所定のレベルを超えたと
きに故障信号を出力するようにする。この故障信号を表
示部が受けて避雷器が故障していることを表示する。こ
のように構成することによって、積層体を形成する非線
形抵抗素子が1個絶縁破壊しても避雷器の故障を精度よ
く検出することができる。
【0026】上記の構成において、側路コンデンサの静
電容量を非線形抵抗素子単体のそれと等しくしておく。
この構成としておくことにより、側路コンデンサが万一
絶縁破壊しても非線形抵抗素子と同様にその故障を検出
することができ装置自体の異常も監視できる。
電容量を非線形抵抗素子単体のそれと等しくしておく。
この構成としておくことにより、側路コンデンサが万一
絶縁破壊しても非線形抵抗素子と同様にその故障を検出
することができ装置自体の異常も監視できる。
【0027】さらに、上記の構成において、電圧発生器
が商用周波数と異なる周波数の交流電圧又はパルス電圧
を発生し、比較部は電流センサの出力信号のうちの商用
周波数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超え
たときに故障信号を出力する。この構成によって、送電
線が活線状態のときでも精度よく避雷器の故障を検出す
ることができる。
が商用周波数と異なる周波数の交流電圧又はパルス電圧
を発生し、比較部は電流センサの出力信号のうちの商用
周波数成分を除いた信号のレベルが所定のレベルを超え
たときに故障信号を出力する。この構成によって、送電
線が活線状態のときでも精度よく避雷器の故障を検出す
ることができる。
【図1】この発明の実施例にかかる避雷器の故障監視装
置の構成を示す回路接続図
置の構成を示す回路接続図
【図2】図1の直列回路の等価回路図
【図3】直列ギャップを介して設置される避雷器の構成
例を示す側面図
例を示す側面図
【図4】図3の避雷器の内部構成を示す断面図
【図5】従来の避雷器の故障監視装置の構成を示す断面
図
図
【図6】直列ギャップを含めた避雷器の等価回路図
3 送電線 8 直列ギャップ 9 積層体 18 非線形抵抗素子 20 側路コンデンサ 21 対地インピーダンス 22 バリスタ 23 電圧発生器 19 接地 14 変流器 25 比較部 25A しきいレベル設定器 17 表示部 24 直列回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01T 15/00 H01C 7/12
Claims (3)
- 【請求項1】複数個の非線形抵抗素子の積層体からな
り、送電線から直列ギャップを介して設置される避雷器
の故障を監視する装置であって、電圧発生器と、この電
圧発生器の電圧出力端に並列に接続され一方端が前記積
層体の接地側端子に接続された対地インピーダンスと、
この対地インピーダンスの非接地側の端子に一方端が接
続され他方端が前記積層体の直列ギャップ側の端子に接
続された側路コンデンサと、前記電圧発生器の電圧印加
によって積層体を流れる電流を検出して出力する電流セ
ンサと、この電流センサの出力信号のレベルが所定のレ
ベルを超えたときに故障信号を出力する比較部と、この
比較部の出力信号を受け避雷器が故障していることを表
示する表示部とにより構成され、前記側路コンデンサの
静電容量が積層体のそれより大きいことを特徴とする避
雷器の故障監視装置。 - 【請求項2】請求項1記載のものにおいて、側路コンデ
ンサの静電容量が積層体を構成する非線形抵抗素子単体
のそれと等しいことを特徴とする避雷器の故障監視装
置。 - 【請求項3】請求項1又は2記載のものにおいて、電圧
発生器が商用周波数と異なる周波数の交流電圧又はパル
ス電圧のいずれかを発生するとともに、比較部は電流セ
ンサの出力信号のうちの商用周波数成分を除いた信号の
レベルが所定のレベルを超えたときに故障信号を出力す
ることを特徴とする避雷器の故障監視装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32488591A JP2943465B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 避雷器の故障監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32488591A JP2943465B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 避雷器の故障監視装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05159909A JPH05159909A (ja) | 1993-06-25 |
JP2943465B2 true JP2943465B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=18170713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32488591A Expired - Fee Related JP2943465B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 避雷器の故障監視装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2943465B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102955089A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-06 | 四川电力科学研究院 | 用于串补电容器中限压器的在线监测装置及其方法 |
US8669769B2 (en) | 2009-09-10 | 2014-03-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Method and apparatus for detecting deterioration of lightning arrester |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5539762B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2014-07-02 | 北陸電力株式会社 | 避雷装置の故障判定方法 |
JP5773580B2 (ja) * | 2010-05-20 | 2015-09-02 | 三菱重工業株式会社 | 電流発生装置 |
JP5655229B2 (ja) * | 2010-06-22 | 2015-01-21 | 日本碍子株式会社 | 外部ギャップ式避雷装置の劣化診断工具 |
CN107768056A (zh) * | 2017-11-13 | 2018-03-06 | 甘书宇 | 一种内置电流互感器的避雷器及其使用方法 |
CN110221153B (zh) * | 2019-07-24 | 2021-12-10 | 阳光电源股份有限公司 | 一种防雷器故障检测电路及方法 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP32488591A patent/JP2943465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8669769B2 (en) | 2009-09-10 | 2014-03-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Method and apparatus for detecting deterioration of lightning arrester |
CN102955089A (zh) * | 2012-11-16 | 2013-03-06 | 四川电力科学研究院 | 用于串补电容器中限压器的在线监测装置及其方法 |
CN102955089B (zh) * | 2012-11-16 | 2016-04-06 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 用于串补电容器中限压器的在线监测装置及其方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05159909A (ja) | 1993-06-25 |
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |