JP3086064B2 - Flashover model - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、雷サージ解析のための
アークホーンと送電用避雷装置のフラッシオーバモデル
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flashover model of an arc horn for analyzing lightning surge and a lightning arrester for power transmission.
【０００２】[0002]
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】電力系統
の雷サージ解析は、主にディジタル計算機を用いた数値
解析によって行われている。そのために様々な解析モデ
ルが開発されている。アークホーンや送電用避雷装置の
多重フラッシオーバを解析する場合には、実際の現象を
忠実に表現でき、汎用性、高解析効率を有する解析モデ
ルが必要である。2. Description of the Related Art Lightning surge analysis of a power system is mainly performed by numerical analysis using a digital computer. Various analysis models have been developed for that purpose. When analyzing multiple flashovers of arc horns and lightning arresters for power transmission, an analysis model that can faithfully represent actual phenomena, has versatility and high analysis efficiency is required.
【０００３】従来、アークホーンのフラッシオーバモデ
ルは、アークホーン間に発生する電圧がそのＶ−ｔ特性
と交差する時間にフラッシオーバするとしてフラッシオ
ーバ時間を求め、フラッシオーバ時の等価インダクタン
スを介して短絡させる方法が一般的であった。Conventionally, a flashover model of an arc horn determines a flashover time assuming that a flashover occurs at a time when a voltage generated between the arc horns intersects a Vt characteristic thereof, and obtains a flashover time via an equivalent inductance at the time of the flashover. The method of short-circuiting was common.
【０００４】近年、アークホーンのフラッシオーバを模
擬する新手法として、放電前駆電流を考慮したアークホ
ーン間インピーダンスの時間変化を模擬するリーダ法が
提案され、実用化されている。この方法を用いた解析で
は、フラッシオーバが発生しない状態の過渡現象解析か
ら得られるアークホーン間電圧を基にリーダ進展法によ
りアークホーン等価インピーダンスを求め、この等価イ
ンピーダンスを直線近似することにより線形インダクタ
ンスと時間制御スイッチの組み合わせとしてフラッシオ
ーバモデルを作成している。In recent years, as a new method for simulating the flashover of the arc horn, a reader method for simulating the time change of the impedance between arc horns in consideration of the discharge precursor current has been proposed and put into practical use. In the analysis using this method, the equivalent impedance of the arc horn is obtained by the reader extension method based on the voltage between the arc horns obtained from the transient phenomena analysis without flashover, and this equivalent impedance is linearly approximated by linear approximation. And a flashover model as a combination of a time control switch.
【０００５】上述のリーダ進展法によるフラッシオーバ
モデルの生成のためのリーダ進展法を以下に説明する。[0005] A leader extension method for generating a flashover model by the above-described leader extension method will be described below.
【０００６】リーダ進展法は、リーダ進展速度を電圧や
リーダ長などの関数として与え、時々刻々のリーダ進展
の様相をモデル化したものである。このリーダの進展速
度ｖは下記（１）式で定義されている。[0006] The leader development method is a model in which the leader development speed is given as a function of the voltage, the leader length, and the like, and the state of the leader development every moment is modeled. The leader's progress speed v is defined by the following equation (1).
【０００７】[0007]
【数１】 (Equation 1)
【０００８】ただし、υ：リーダ進展速度（ｍ／ｓ） ｘ：リーダ長（ｍ）、Ｖ：ギャップ間電圧（Ｖ） Ｄ：ギャップ長（ｍ）、ｉ：放電前駆電流（Ａ） Ｋ1，Ｋ2：ギャップ長，電圧波形によらない定数 また、放電前駆電流ｉは（２）式で定義する。Where: Δ: leader development speed (m / s) x: leader length (m), V: gap-to-gap voltage (V) D: gap length (m), i: discharge precursor current (A) K 1 , K 2 : constant independent of gap length and voltage waveform Further, the discharge precursor current i is defined by equation (2).
【０００９】[0009]
【数２】ｉ＝Ｃ・Ｖ・υ …（２） ただし、Ｃ：ギャップの等価キャパシタンス （１），（２）式を回路方程式と組み合わせることによ
り、時々刻々のリーダの進展状況、放電前駆電流の変化
および等価インピーダンスが計算できる。また、リーダ
の進展開始、停止については以下のようにして定める。I = C２Vυ (2) where C is the equivalent capacitance of the gap By combining the equations (1) and (2) with the circuit equation, the progress of the leader every moment, the discharge precursor current And the equivalent impedance can be calculated. The start and stop of the leader's progress will be determined as follows.
【００１０】リーダの進展開始時間ｔ1は次式で与え
る。The leader's progress start time t 1 is given by the following equation.
【００１１】[0011]
【数３】 ｔ1＝Ａ／（Ｖp／Ｄ−Ｂ） （μｓ） …（３） ただし、Ｖpは印加電圧ピーク値（ＭＶ）であり、Ａ，
Ｂは電圧極性で定まる定数である。ギャップ両端から進
展するリーダ長がギャップ長より大きくなればフラッシ
オーバと判定するが、印加電圧がリーダ進展中に減少し
てリーダ未橋絡部の平均電界（Ｖ／（Ｄ−２ｘ））が
０．４５ＭＶ／ｍ以下となれば、フラッシオーバしない
ものとして計算を終了する。リーダ進展法のモデル定数
を表１に示す。T 1 = A / (V p / D−B) (μs) (3) where V p is an applied voltage peak value (MV), and A,
B is a constant determined by the voltage polarity. If the leader length extending from both ends of the gap becomes larger than the gap length, it is determined as flashover. However, the applied voltage decreases during the progress of the reader and the average electric field (V / (D−2x)) of the unbridged portion of the reader becomes zero. If it becomes .45 MV / m or less, the calculation ends assuming that no flashover occurs. Table 1 shows the model constants of the leader progress method.
【００１２】[0012]
【表１】 [Table 1]
【００１３】このリーダ進展法によりアークホーン等価
インピーダンスを求め、この等価インピーダンスを直線
近似することにより線形インダクタンスと時間制御スイ
ッチの組合わせとしてフラッシオーバモデルを作成する
ため、多重フラッシオーバの解析は複数のアークホーン
回路が存在し、複数のアークホーンがフラッシオーバの
可能性がある場合には計算回数が大幅に増加し、解析効
率を悪くする。[0013] The arc horn equivalent impedance is obtained by the reader extension method, and a flashover model is created as a combination of a linear inductance and a time control switch by linearly approximating the equivalent impedance. If an arc horn circuit exists and a plurality of arc horns have a possibility of flashover, the number of calculations is greatly increased and analysis efficiency is deteriorated.
【００１４】この問題を解消するため、アークホーン等
価インピーダンスの変化を非線形インダクタンスで表現
する新しいアークホーンフラッシオーバモデルが最近提
案されている（電気学会論文誌、Ｂ，１１１，Ｐ５２
９，平３−５「非線形インダクタンスを用いたフラッシ
オーバモデル」）。In order to solve this problem, a new arc horn flashover model expressing a change in the arc horn equivalent impedance by a nonlinear inductance has recently been proposed (Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan, B, 111, P52).
9, Hei 3-5 “Flashover model using nonlinear inductance”).
【００１５】図７は非線形インダクタンスモデルを示
す。ＳＷSはリーダ進展開始を表すスイッチ、Ｌｎはア
ークホーンの等価非線形インダクタンス、ＳＷfはフラ
ッシオーバを表すスイッチ、Ｌfは定常アークの等価イ
ンダクタンスである。FIG. 7 shows a nonlinear inductance model. SW S is a switch indicating the start of leader development, Ln is an equivalent non-linear inductance of the arc horn, SW f is a switch indicating flashover, and L f is an equivalent inductance of a steady arc.
【００１６】この非線形インダクタンスモデルは、アー
クホーン等価インピーダンスの変化を非線形インダクタ
ンスで表現する新しいモデルであるが、汎用性、高解析
効率を有する特長があるが、電圧−放電時間特性（Ｖ−
ｔ特性）において、波尾放電を十分表現できない難点が
ある。特にギャップ長が短い領域に適用すると等価性が
悪い問題点がある。This non-linear inductance model is a new model that expresses the change of the arc horn equivalent impedance by non-linear inductance. The non-linear inductance model has versatility and high analysis efficiency.
In the t-characteristic), there is a difficulty that the tail discharge cannot be sufficiently expressed. In particular, when applied to a region where the gap length is short, there is a problem that the equivalence is poor.
【００１７】また、送電用避雷装置の解析モデルについ
ては、従来のアークホーンモデルに避雷装置の電圧−電
流特性を表現する非線形抵抗を組み合わせたモデルが現
在使用されており、放電前駆電流を考慮した解析モデル
は発表されていない。As an analysis model of a power transmission lightning arrester, a model in which a conventional arc horn model is combined with a non-linear resistor expressing the voltage-current characteristics of the lightning arrester is currently used. No analytical model has been published.
【００１８】本発明の目的は、高い解析効率にしながら
高い解析精度を得るアークホーンと送電用避雷装置の解
析モデルを提供することにある。It is an object of the present invention to provide an analysis model of an arc horn and a power transmission lightning arrester which can obtain high analysis accuracy while achieving high analysis efficiency.
【００１９】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、リーダ進展法によってアークホーンのフ
ラッシオーバを模擬するモデルにおいて、リーダ進展開
始および消滅電圧をギャップ長に、比例した電圧として
保持する非線形抵抗と、前記非線形抵抗に並列接続され
アークホーンの放電前駆電流が急速に増加し始めるとき
に閉じるスイッチと、前記非線形抵抗とスイッチの並列
回路に直列接続されアークホーンの等価非線形インダク
タンス特性を持つ等価インダクタンスと、前記インダク
タンスと並列接続されアークホーンのフラッシオーバ電
圧以上になるときに閉じるスイッチと、前記等価インダ
クタンスに直列接続されるアークホーンの定常アークの
等価インダクタンスと、を備えたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a model which simulates a flashover of an arc horn by a leader extension method, wherein a leader extension start and extinction voltage is a voltage proportional to a gap length. A non-linear resistance held as a switch connected in parallel with the non-linear resistance and closing when the discharge precursor current of the arc horn starts to increase rapidly, and an equivalent non-linear inductance of the arc horn connected in series with a parallel circuit of the non-linear resistance and the switch. An equivalent inductance having characteristics, a switch that is connected in parallel with the inductance and closes when the flashover voltage of the arc horn becomes equal to or higher, and an equivalent inductance of a stationary arc of the arc horn connected in series with the equivalent inductance. It is characterized by.
【００２０】また、本発明は、送電用避雷装置の避雷器
の電圧−電流特性を持ち前記等価インダクタンスに直列
接続された非線形抵抗を備えたことを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that the lightning arrester of the power transmission lightning arrester has a voltage-current characteristic and a nonlinear resistor connected in series to the equivalent inductance.
【００２１】[0021]
【作用】リーダ進展法では（３）式で示すようにリーダ
進展開始時間を印加電圧の関数としているため、あらか
じめ電圧波高値が既知である必要がある。一度の解析で
結果を得るためには、電圧波高値が既知でないためリー
ダ進展開始時間を別の形で表現する必要がある。According to the reader extension method, the leader extension start time is a function of the applied voltage as shown by the equation (3), so that the voltage peak value needs to be known in advance. In order to obtain the result in one analysis, it is necessary to express the leader development start time in another form because the voltage peak value is not known.
【００２２】本発明では従来の非線形インダクタンスモ
デルと同様に、臨界フラッシオーバ電圧以下ではアーク
ホーンがフラッシオーバしないことを考慮し、近似的に
アークホーンの臨界フラッシオーバ電圧に達する時刻に
リーダが進展開始するものとした。なお、ギャップ長が
短い場合の臨界フラッシオーバ電圧は、耐雷設計基準委
員会「送電線対電設計基準要網」電中研究報、Ｎ０．７
１０３７（昭４８）に従って次式で表されるものとし
た。In the present invention, as in the case of the conventional nonlinear inductance model, considering that the arc horn does not flash over below the critical flashover voltage, the leader starts to advance approximately at the time when the arc horn reaches the critical flashover voltage approximately. To do. Note that the critical flashover voltage when the gap length is short is based on the lightning resistance design standard committee, “Transmission line versus power design standard essential network”,
According to 1037 (Showa 48), it was represented by the following equation.
【００２３】[0023]
【数４】 Ｖｃ＝０．５５・Ｄ＋８０（ｋＶ） …（４） ここで、Ｄ：ギャップ長（ｍｍ） この式から求められるフラッシオーバ電圧、棒−棒ギャ
ップのＶ−ｔ特性（電気学会、電気工学ハンドブック、
Ｐ６０２，昭和５９）の臨界フラッシオーバ電圧にほぼ
一致している。Vc = 0.55 · D + 80 (kV) (4) where D: gap length (mm) Flashover voltage obtained from this equation, Vt characteristics of rod-rod gap (IEEJ, Electrical engineering handbook,
P602, Showa 59) substantially coincides with the critical flashover voltage.
【００２４】アークホーンの等価インダクタンスＬｎを
ＥＭＴＰの回路素子として組み込むためには、リーダ進
展法によって得られたアークホーン間電圧、放電前駆電
流−時間特性から等価インピーダンスを求め、それを電
流−磁束（Ｉ−Φ）特性として与える。フラッシオーバ
を表すスイッチＳＷfは、ホーン間電圧が急激に低下す
る電流値で閉じることとした。短ギャップ長の場合に
は、この電流値は１０００Ａ程度となる。In order to incorporate the equivalent inductance Ln of the arc horn as a circuit element of the EMTP, an equivalent impedance is obtained from the voltage between the arc horns obtained by the reader extension method and the discharge pre-current-time characteristic, and the equivalent impedance is calculated as the current-magnetic flux ( I-Φ) characteristic. Switch SW f representing the flashover was set to close at a current value horn voltage suddenly drops. In the case of a short gap length, this current value is about 1000 A.
【００２５】ギャップ長６５０ｍｍ、電源電圧１ＭＶ、
背後インピーダンス２００Ωの条件でリーダ進展法から
得られた結果をもとに図８の解析回路で非線形インダク
タンスモデルの放電電圧特性を解析した。A gap length of 650 mm, a power supply voltage of 1 MV,
The discharge voltage characteristic of the nonlinear inductance model was analyzed by the analysis circuit of FIG. 8 based on the result obtained from the reader extension method under the condition of the impedance behind 200 Ω.
【００２６】図中、インパルス電圧源は１／５０μｓの
ランプ電圧を発生させ、背後インピーダンスＲｂは２０
０Ωとし、ギャップ長を６５０ｍｍで前記表１の正極性
でのＫ2＝３．５×１０-3とする場合である。In the figure, the impulse voltage source generates a ramp voltage of 1/50 μs, and the back impedance Rb is 20
In this case, the resistance is 0Ω, the gap length is 650 mm, and K 2 = 3.5 × 10 −3 in the positive polarity shown in Table 1 above.
【００２７】この解析結果を図９にＶ−ｔ特性として示
す。同図より波頭での放電特性は棒−棒ギャップのＶ−
ｔ特性とほぼ一致するが、波尾では解析結果の方が早く
放電する。FIG. 9 shows the results of this analysis as Vt characteristics. From the figure, the discharge characteristics at the crest were V-
Although it almost coincides with the t characteristic, the analysis result discharges earlier in the wave tail.
【００２８】この原因は、主に波尾の平坦な電源電圧に
対し、非線形インダクタンスの値が過度に減少し、電流
が急激に増加するためと考えられる。The cause is considered to be mainly that the value of the nonlinear inductance is excessively reduced and the current is rapidly increased with respect to the power supply voltage having a flat wave tail.
【００２９】そこで、本発明ではホーン間電圧を非線形
インダクタンスと非線形抵抗とで分担させることによ
り、波頭から波尾までＶ−ｔ特性に合致させた模擬回路
とし、これを使ったフラッシオーバの解析により解析精
度を高める。Therefore, in the present invention, a simulated circuit that matches the Vt characteristics from the wave front to the wave tail by sharing the voltage between the horns with the non-linear inductance and the non-linear resistance, and analyzing the flashover using this. Increase analysis accuracy.
【００３０】次に送電用避雷装置直列ギャップのＶ−ｔ
特性は、ギャップ長が等しいアークホーンのＶ−ｔ特性
より高くなることが知られており、この特性は避雷器の
静電容量の影響によるとされている。しかし、直列ギャ
ップおよび避雷器の静電容量はｐＦと小さく、その静電
容量測定は困難なため分圧比の考え方による電圧分担の
決定は容易ではないと推定される。また、送電用避雷装
置の直列ギャップにもアークホーンと同様に放電前駆電
流が流れるものとすれば、避雷器のインピーダンスは静
電容量から非線形抵抗に変化し、同時に直列ギャップの
インピーダンスも静電容量から非線形性インピーダンス
に変化するものと考えられる。すなわち、リーダの進展
開始までは静電容量で電圧分担するが、その後は両者の
非線形インピーダンスで分担することとなる。Next, Vt of the series gap of the lightning arrester for power transmission
It is known that the characteristics are higher than the Vt characteristics of the arc horn having the same gap length, and this characteristic is attributed to the influence of the capacitance of the surge arrester. However, since the capacitance of the series gap and the surge arrester is as small as pF, and it is difficult to measure the capacitance, it is presumed that it is not easy to determine the voltage sharing based on the concept of the voltage division ratio. Also, assuming that the discharge precursor current flows in the series gap of the power transmission lightning arrester as well as the arc horn, the impedance of the lightning arrester changes from capacitance to non-linear resistance, and at the same time, the impedance of the series gap also changes from capacitance. It is considered that the impedance changes to nonlinear impedance. In other words, the voltage is shared by the capacitance until the leader starts to evolve, but thereafter, the voltage is shared by the nonlinear impedance of both.
【００３１】このことから、本発明ではアークホーンモ
デルに加えて、避雷器の電圧−電流特性を表す非線形抵
抗ＲＬＡを組み合わせることで送電用避雷装置のフラッ
シオーバを模擬する。Therefore, in the present invention, in addition to the arc horn model, the flashover of the power transmission lightning arrester is simulated by combining the nonlinear resistor RLA representing the voltage-current characteristics of the lightning arrester.
【００３２】[0032]
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すアークホーン
の非線形素子組み合わせモデルである。図中、Ｒnはリ
ーダ進展開始および消滅電圧を表す非線形抵抗で、電流
によらず（４）式の電圧を保持する。ＳＷ１は放電前駆
電流が急速に増加し始める時間に閉じる。短ギャップの
場合にはその電流値は図８に示す解析回路条件では放電
前駆電流波形から２００Ａ程度となる。FIG. 1 is an arc horn nonlinear element combination model showing an embodiment of the present invention. In the figure, R n is a non-linear resistance that represents the reader progress initiation and extinction voltage, holds the voltage irrespective of the current (4). SW1 closes at a time when the discharge precursor current begins to increase rapidly. In the case of a short gap, the current value is about 200 A from the discharge precursor current waveform under the analysis circuit conditions shown in FIG.
【００３３】ＳＷ２は非線形インダクタンスモデルと同
様にフラッシオーバを模擬する。また、等価インダクタ
ンスＬnは非線形インダクタンスモデルのＩ−φ特性か
ら非線形抵抗ＲnのＩ−φ特性相当分を減じることによ
って得られる。SW2 simulates flashover as in the case of the nonlinear inductance model. Further, the equivalent inductance L n is obtained by subtracting the I-phi characteristics equivalent non-linear resistance R n from I-phi characteristics of the nonlinear inductance model.
【００３４】図２は本実施例における解析結果の一例を
棒−棒ギャップのＶ−ｔ特性と共に示す。同図から明ら
かなように非線形インダクタンスモデルに比べ、波尾で
の放電特性が大幅に改善され棒−棒ギャップのＶ−ｔ特
性とほぼ一致する結果が得られた。これは、波尾部で放
電する場合には波頭放電に比べ印加電圧が低いので、Ｒ
nの電圧分担比率が大きくなり、図１における非線形イ
ンダクタンスＬnは波尾部で急減することがないためで
ある。FIG. 2 shows an example of the analysis result in this embodiment together with the Vt characteristic of the bar-to-bar gap. As is clear from the figure, compared with the nonlinear inductance model, the discharge characteristics at the tail were greatly improved, and a result substantially matching the Vt characteristic of the bar-bar gap was obtained. This is because the applied voltage is lower in the case of discharge at the crest, compared to the crest discharge.
voltage sharing ratio of n becomes large, the non-linear inductance L n in FIG. 1 is because never rapidly decreases in the wave tail part.
【００３５】このモデルの汎用性を背後インピーダンス
や電圧波形が一定でない実系統条件を想定して検討し
た。ギャップ長３５０ｍｍで電源電圧波頭長が１，２，
３μｓ、背後インピーダンスが１００，２００，４００
Ωの条件で、リーダ進展法と比較した。図３，図４にそ
れらの結果を示す。図３から明らかなように波頭峻度を
変えても、リーダ進展法と非線形素子組合わせモデルの
解析結果は、ほぼ一致している。図４の背後インピーダ
ンスを変えた場合にも、波頭放電でリーダ進展法と良く
一致する。波尾の放電では、放電電圧はほぼ一致する
が、放電時間についてはわずかであるが非線形素子組合
わせモデルが早い結果となった。波頭、波尾とも背後イ
ンピーダンスの差による特性変動は少ないことから、背
後インピーダンスが変化しても非線形素子組み合わせモ
デルは十分実用性が得られる。The versatility of this model was examined assuming actual system conditions in which the impedance and voltage waveform behind were not constant. With a gap length of 350 mm and a power supply voltage wavefront length of 1, 2,
3 μs, impedance behind, 100, 200, 400
Under the condition of Ω, it was compared with the leader progress method. 3 and 4 show the results. As is apparent from FIG. 3, even when the steepness of the wavefront is changed, the analysis results of the reader extension method and the nonlinear element combination model are almost the same. Even when the impedance behind FIG. 4 is changed, the wavefront discharge matches well with the reader extension method. In the discharge of Namio, the discharge voltage was almost the same, but the discharge time was short, but the non-linear element combination model gave fast results. Since the characteristic variation due to the difference in the back impedance is small for both the crest and the crest, the nonlinear element combination model is sufficiently practical even if the back impedance changes.
【００３６】図５は本発明の他の実施例を示し、送電用
避雷装置の非線形素子組み合わせモデルである。同図が
図１と異なる部分は、避雷器の電圧−電流特性を表す非
線形抵抗ＲＬＡを直列に付加した点にある。FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, which is a nonlinear element combination model of a power transmission lightning arrester. 1 differs from FIG. 1 in that a nonlinear resistor RLA representing the voltage-current characteristics of the surge arrester is added in series.
【００３７】このモデルの放電特性を検討するため、Ｒ
nを避雷器の動作開始電圧相当分だけ低減し、非線形イ
ンダクタンスモデルのＩ−Φ特性から低減したＲnのＩ
−Φ特性相当分を減じた条件で、Ｖ−ｔ特性の実測結果
と比較した。図６（ケース２）にその結果を示す。この
条件では波尾部で実測より若干低いＶ−ｔ特性を示す
が、波尾放電まで実測結果とよく一致する。In order to study the discharge characteristics of this model, R
n is reduced by an amount corresponding to the operation start voltage of the lightning arrester, and the I of R n is reduced from the I-Φ characteristic of the nonlinear inductance model.
The comparison was made with the actual measurement result of the Vt characteristic under the condition that the amount corresponding to the -Φ characteristic was reduced. FIG. 6 (Case 2) shows the result. Under this condition, the Vt characteristic at the tail part is slightly lower than the actual measurement, but it agrees well with the actual measurement result up to the tail discharge.
【００３８】すなわち、図５に示す送電用避雷装置フラ
ッシオーバモデルにおいて、Ｒnが保持する一定電圧と
避雷器の動作開始電圧との和を（４）式を示すリーダ進
展開始電圧と等しくするようにＲnの特性を定め、Ｒnの
Ｉ−Φ特性相当分を非線形インダクタンスモデルのＩ−
Φ特性（Ｌn）から減じることにより、Ｖ−ｔ特性を精
度良く表現することができる。That is, in the flashover model of the power transmission lightning arrester shown in FIG. 5, the sum of the constant voltage held by R n and the operation start voltage of the lightning arrester is made equal to the leader development start voltage shown by the equation (4). The characteristic of R n is determined, and the equivalent of the I-Φ characteristic of R n is calculated as I− of the nonlinear inductance model.
By subtracting from the Φ characteristic (L n ), the Vt characteristic can be accurately expressed.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、リーダ
進展法によりアークホーン又は送電用避雷装置のフラッ
シオーバを模擬するのに、非線形抵抗と非線形インダク
タンスとでアークホーン間電圧を分担させる非線形素子
組合わせモデルとしたためギャップ長の短いアークホー
ンにも波頭から波尾までギャップのＶ−ｔ特性にほぼ一
致する特性を持ち、雷サージ解析に使用して高解析効率
にしながら高解析精度を得ることができる。As described above, according to the present invention, in order to simulate the flashover of an arc horn or a power transmission lightning arrester by the leader extension method, the nonlinear resistance and the nonlinear inductance share the voltage between the arc horns. The arc horn with a short gap length has a characteristic that almost matches the Vt characteristic of the gap from the crest to the tail due to the element combination model, and it is used for lightning surge analysis to achieve high analysis accuracy while achieving high analysis efficiency. be able to.
【図１】本発明の一実施例を示すアークホーンの非線形
素子組み合わせモデル。FIG. 1 is a non-linear element combination model of an arc horn showing one embodiment of the present invention.
【図２】実施例のＶ−ｔ特性。FIG. 2 is a graph showing Vt characteristics of an example.
【図３】各種波頭峻度によるＶ−ｔ特性。FIG. 3 is a graph showing Vt characteristics at various wavefront steepnesses.
【図４】Ｖ−ｔ特性への背後インピーダンスの影響を示
す図。FIG. 4 is a diagram showing the influence of the back impedance on the Vt characteristic.
【図５】本発明の他の実施例を示す送電用避雷装置の非
線形素子組合わせモデル。FIG. 5 is a non-linear element combination model of a power transmission lightning arrester according to another embodiment of the present invention.
【図６】実施例の送電用避雷装置のＶ−ｔ特性。FIG. 6 is a graph showing Vt characteristics of the power transmission lightning arrester of the embodiment.
【図７】従来の非線形インダクタンスモデル。FIG. 7 shows a conventional nonlinear inductance model.
【図８】解析回路図。FIG. 8 is an analysis circuit diagram.
【図９】非線形インダクタンスモデルのＶ−ｔ特性。FIG. 9 shows Vt characteristics of a nonlinear inductance model.
Ｒn…非線形抵抗 Ｌn…等価インダクタンス Ｌf…定常アークの等価インダクタンス ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ ＲＬＡ…非線形抵抗R n ... nonlinear resistive L n ... equivalent inductance L f ... steady arc of equivalent inductance SW1, SW2 ... switch RLA ... nonlinear resistor
フロントページの続き (72)発明者 長岡 直人 京都府京都市伏見区向島四ツ谷池14−８ 向島団地６−３−701 (72)発明者 萩原 豊久 静岡県沼津市東椎路1248−３ (72)発明者 渡辺 秀人 静岡県富士市鮫島588 (72)発明者 舟橋 俊久 埼玉県所沢市山口5216−２−105−１− 302 (56)参考文献 特開 平５−54744（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−205849（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−273295（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/12 - 31/20 Continued on the front page (72) Inventor Naoto Nagaoka 14-8 Mukojima Yotsuya Pond, Fushimi-ku, Kyoto, Kyoto Prefecture 6-3-701 Mukojima Danchi (72) Inventor Toyohisa Hagiwara 1248-3 Higashishiro, Numazu-shi, Shizuoka (72) Inventor Hideto Watanabe 588 Samejima, Fuji City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Toshihisa Funabashi 5216-2-105-1-302 302, Tokorozawa City, Saitama Prefecture (56) References JP-A-5-54744 (JP, A) JP-A-5 -205849 (JP, A) JP-A-5-273295 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01R 31/12-31/20
Claims (2)
ラッシオーバを模擬するモデルにおいて、 リーダ進展開始および消滅電圧をギャップ長に比例した
電圧として保持する非線形抵抗Ｒｎと、 前記非線形抵抗Ｒｎに並列接続され、アークホーンの放
電前駆電流が急速に増加し始めるときに閉じるスイッチ
ＳＷ１と、 前記非線形抵抗ＲｎとスイッチＳＷ１の並列回路に直列
接続され、アークホーンの等価非線形インダクタンス特
性を持つ等価インダクタンスＬｎと、 前記インダクタンスＬｎと並列接続され、アークホーン
のフラッシオーバ電圧以上になるときに閉じるスイッチ
ＳＷ２と、 前記等価インダクタンスＬｎに直列接続されるアークホ
ーンの定常アークの等価インダクタンスＬｆと、 を備えたことを特徴とするフラッシオーバのモデル。1. A model simulating flashover of an arc horn by a leader extension method, comprising: a nonlinear resistor Rn for holding a leader extension start and extinction voltage as a voltage proportional to a gap length ; A switch that closes when the arc horn precursor current begins to increase rapidly
SW1 in series with a parallel circuit of the nonlinear resistor Rn and the switch SW1.
An equivalent inductance Ln having an equivalent non-linear inductance characteristic of an arc horn, and a switch connected in parallel with the inductance Ln and closing when the flashover voltage of the arc horn becomes equal to or higher than
A flashover model comprising: SW2; and an equivalent inductance Lf of a stationary arc of an arc horn connected in series to the equivalent inductance Ln .
性を持ち、前記等価インダクタンスＬｆに直列接続され
た非線形抵抗ＲＬＡを備えたことを特徴とする請求項１
に記載のフラッシオーバのモデル。７2. A surge arrester of the voltage of the power transmission for lightning protection device - has a current characteristic claim 1, further comprising a non-linear resistance RLA connected in series to the equivalent inductance Lf
Model of the flashover described in 1 . 7
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