JP6601678B2 - Lightning strike detection device and lightning strike detection method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば風力発電設備等の構造物を中心とする地域に雷撃があったとき、その雷撃が構造物への雷撃か、その構造物の周辺への雷撃かを判別するための雷撃検知装置及び雷撃検知方法に関する。 The present invention, for example, when there is a lightning strike in an area centering on a structure such as a wind power generation facility, the lightning strike detection for determining whether the lightning strike is a lightning strike on the structure or a lightning strike on the periphery of the structure The present invention relates to a device and a lightning strike detection method.
風力発電設備等の高層の構造物には雷撃(落雷)が生じやすく、その場合には風力発電設備の運転が停止を余儀なくされることから、その分発電量の低下を招く。この場合、どの風力発電設備に雷撃があったか、或いは風力発電設備への雷撃か、風力発電設備の周辺への雷撃かを特定し、雷撃を受けた風力発電設備の点検、修理等を迅速に進めなければならない。 Lightning strikes (lightning strikes) are likely to occur in high-rise structures such as wind power generation facilities, and in such a case, the operation of the wind power generation facilities is forced to stop, resulting in a corresponding decrease in power generation. In this case, identify which wind power generation facilities had lightning strikes, lightning strikes on wind power generation facilities, or lightning strikes around wind power generation facilities, and promptly proceed with inspection and repair of the wind power generation facilities that received lightning strikes. There must be.
電流検出装置としては、例えば電子機器における電流検出装置が特許文献1に開示されている。この電流検出装置は、電流の発する磁界を検出する磁界検出手段と、磁界検出手段からの信号に基づいて電流値を演算する演算手段と、演算した電流値を出力する出力手段とを備えている。前記磁界検出手段は第1及び第2の磁界センサを備え、演算手段は前記磁界センサにより検出された磁界信号に基づいて電流値の演算を行うようになっている。この電流検出装置によれば、磁界センサの位置による測定誤差を抑えて、電流値を精度良く算出することができる。 As the current detection device, for example, a current detection device in an electronic device is disclosed in Patent Document 1. The current detection device includes a magnetic field detection unit that detects a magnetic field generated by a current, a calculation unit that calculates a current value based on a signal from the magnetic field detection unit, and an output unit that outputs the calculated current value. . The magnetic field detection unit includes first and second magnetic field sensors, and the calculation unit calculates a current value based on a magnetic field signal detected by the magnetic field sensor. According to this current detection device, it is possible to accurately calculate a current value while suppressing measurement errors due to the position of the magnetic field sensor.
前述した特許文献1に記載されている従来構成の電流検出装置では、電子機器における配線を流れる電流の測定に際して磁界センサの位置による測定誤差を抑制し、電流を精度良く測定するものであり、配線以外の部分を流れる電流を測定するものではない。すなわち、風力発電設備等の構造物に雷撃があったときに構造物に急激に流れる過大な雷撃電流を検出するものではなく、構造物以外への雷撃による雷撃電流を測定するものでもない。 In the current detection device having the conventional configuration described in Patent Document 1 described above, the measurement error due to the position of the magnetic field sensor is suppressed when measuring the current flowing through the wiring in the electronic device, and the current is measured accurately. It does not measure the current flowing through any other part. That is, it does not detect an excessive lightning current that flows suddenly through a structure such as a wind power generation facility, and does not measure a lightning current due to a lightning strike other than the structure.
従って、この電流検出装置では、構造物に雷撃があったのか、構造物ではなく、その構造物の周辺に雷撃があったのかを判別することはできない。
そこで、本発明の目的とするところは、簡易な構成により、構造物への雷撃か、構造物の周辺への雷撃かを容易に判別することができる雷撃検知装置及び雷撃検知方法を提供することにある。
Therefore, in this current detection device, it cannot be determined whether there is a lightning strike on the structure or whether there is a lightning strike around the structure, not the structure.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a lightning strike detection device and a lightning strike detection method capable of easily discriminating whether a lightning strike to a structure or a lightning strike to the periphery of the structure with a simple configuration. It is in.
上記の目的を達成するために、本発明の雷撃検知装置は、雷撃を受ける構造物の外周部に3〜20個の磁界センサを配置するとともに、雷撃時に各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形の極性に基づいて、構造物への雷撃かその周辺への雷撃かを判別する判別装置を備えている。 In order to achieve the above object, the lightning strike detection device of the present invention has 3 to 20 magnetic field sensors arranged on the outer periphery of a structure that receives a lightning strike, and outputs signal signals measured by the magnetic field sensors during a lightning strike. Based on the polarity of the waveform, its integrated waveform, or its double integrated waveform, there is provided a discriminating device for discriminating whether it is a lightning strike on a structure or a lightning strike on its periphery.
前記各磁界センサによって測定される磁界の波形は、構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分に基づいて形成されることが好ましい。
前記各磁界センサには、測定される各磁界の波形の極性を判断する判別装置としての極性検出回路が接続されていることが好ましい。
The magnetic field waveform measured by each magnetic field sensor is preferably formed based on a magnetic field component extending in a tangential direction of a circle passing through each magnetic field sensor from the center of the structure.
Preferably, each magnetic field sensor is connected to a polarity detection circuit as a determination device that determines the polarity of the waveform of each magnetic field to be measured.
前記磁界センサには積分回路又は二重積分回路が接続され、その積分回路又は二重積分回路に前記極性検出回路が接続されていることが好ましい。
前記雷撃検知装置を用いた雷撃検知方法は、前記各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには構造物への雷撃であると判別し、異極性であるときには構造物の周辺への雷撃であると判別するものである。
It is preferable that an integrating circuit or a double integrating circuit is connected to the magnetic field sensor, and the polarity detection circuit is connected to the integrating circuit or the double integrating circuit.
The lightning strike detection method using the lightning strike detection device determines that a lightning strike has occurred on a structure when the waveform of the output signal measured by each magnetic field sensor, its integrated waveform or its double integrated waveform have the same polarity. When it is of different polarity, it is determined that it is a lightning strike around the structure.
前記各磁界センサによって測定される出力信号としての磁界の波形が構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分の方向が同方向である場合を同極性とし、逆方向である場合を異極性とすることが好ましい。 The magnetic field waveform as an output signal measured by each magnetic field sensor has the same polarity when the direction of the magnetic field component extending in the tangential direction of the circle passing through the magnetic field sensor from the center of the structure is the same polarity, In some cases, it is preferable to have different polarity.
前記出力信号の波形、その積分波形及びその二重積分波形のうち、極性の判断が可能な波形を選択して判別することが好ましい。 It is preferable to select and discriminate a waveform from which the polarity can be determined among the waveform of the output signal, its integrated waveform, and its double integrated waveform.
本発明の雷撃検知装置及び雷撃検知方法によれば、簡易な構成により、構造物への雷撃か、構造物の周辺への雷撃かを容易に判別することができるという効果を奏する。 According to the lightning strike detection device and the lightning strike detection method of the present invention, there is an effect that it is possible to easily determine whether the lightning strike is on the structure or the lightning strike on the periphery of the structure with a simple configuration.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図11に基づいて詳細に説明する。この第1実施形態では磁界センサ16を3個使用した場合について説明する。
(First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described in detail based on FIGS. In the first embodiment, a case where three
図3に示すように、地盤11には雷撃を受ける構造物としての風力発電設備12の基礎部13が埋設され、その基礎部13から塔体14が鉛直方向の上方へ延び、塔体14の頂部には複数枚(この実施形態では3枚)の風車羽根15が取付けられている。この風車羽根15が風を受けて回転することにより、風力発電設備12による発電が行われるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、前記塔体14の外周部の周方向における120度離間する位置には、雷撃検知装置を構成する3個の磁界センサ(磁気センサ)16(16a、16b、16c)が配置され、塔体14に雷撃があったとき塔体14に流れる雷撃電流によって発生する磁界をそれぞれ検出するようになっている。なお、図1中における○の中に×の印は、雷撃電流が塔体14の頂部から基礎部13すなわち紙面の上から下へ流れることを表している。
As shown in FIG. 1, three magnetic field sensors (magnetic sensors) 16 (16a, 16b, 16c) constituting a lightning strike detection device are located at positions 120 degrees apart in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the
ここで、前記磁界センサ16a、16b、16cによって測定される磁界の波形は、塔体14の中心xから各磁界センサ16a、16b、16cを通る円の接線方向に延びる磁界成分m1、m2、m3に基づいて形成される。ここでは、磁界センサ16a、16b、16cの極性は、塔体14を中心に時計回りを正とする。今、周辺yに○の中に×印の雷撃電流が流れた場合、周辺yを中心に時計回りの磁界が発生し、磁界センサ16aの磁界成分m1は正の極性(図1の時計方向)を示し、磁界センサ16bの磁界成分m2は負の極性(図1の反時計方向)及び磁界センサ16cの磁界成分m3は正の極性(図1の時計方向)を示す。
Here, the waveforms of the magnetic fields measured by the
図2に示すように、前記磁界センサ16は、例えば円柱状をなす磁性体17の外周にエナメル線等の導線18を巻付けて構成される。前記導線18の両出力端子19、20間に電気抵抗線21を接続することにより、磁性体17に生ずる磁界により電気抵抗線21を流れる電流に基づいて両出力端子19、20間には出力信号としての電圧が発生する。発生した電圧の波形は、図示しない出力装置(表示装置)により出力される。なお、電気抵抗線21の電気抵抗値は、測定条件等に応じて適宜設定される。
As shown in FIG. 2, the
この電圧の波形は、両出力端子19,20間の電気抵抗線21の電気抵抗値が小さい場合には塔体14に流れる電流と相似波形となり、両出力端子19、20間の電気抵抗値が大きい場合又は両出力端子19、20間が開放されている場合には塔体14に流れる電流の微分波形と相似波形となる。前記磁界センサ16により検出される出力信号としての磁界や電流の波形についても、塔体14に流れる電流と相似波形又は塔体14に流れる電流の微分波形と相似波形となる。すなわち、磁界センサ16の出力信号は、雷撃電流波形と相似する場合と雷撃電流の微分波形と相似する場合とがある。
This voltage waveform is similar to the current flowing through the
雷撃による雷撃電流の波形は例えば図4に示すように形成され、雷撃直後に電流値が上昇してピークが形成され、その後電流値が次第に低下するように形成される。
図5に示すように、塔体14に雷撃があった場合には、雷撃電流が塔体14の中心xを通過すると見なすことができ、そのとき塔体14の中心xを中心として時計方向に磁界が発生する。3個の磁界センサ16a、16b、16cにより測定される磁界の波形は、全て雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、この場合には、各磁界センサ16a、16b、16cから得られる磁界の波形の極性はいずれも同じとなる。
The waveform of the lightning strike current due to the lightning strike is formed as shown in FIG. 4, for example, so that the current value increases immediately after the lightning strike to form a peak, and then the current value gradually decreases.
As shown in FIG. 5, when there is a lightning strike on the
図6に示すように、塔体14の周辺yに雷撃があった場合には、その周辺yを中心として時計方向に磁界が発生する。このとき、周辺yに最も近い磁界センサ16bにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。他の2個の磁界センサ16a、16cは周辺yから略等距離に位置し、雷撃直後に磁界が上昇してピークが形成され、その後磁界は次第に低下する。すなわち、1個の磁界センサ16bと他の2個の磁界センサ16a、16cにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。
As shown in FIG. 6, when a lightning strike occurs around the
これは、図1に示すように、各磁界センサ16a、16b、16cによって測定される磁界の波形は、塔体14の中心xから各磁界センサ16a、16b、16cを通る円の接線方向に延びる磁界成分m1、m2、m3に基づいて形成されるためである。すなわち、磁界センサ16a、16cの磁界成分m1、m3は正の極性を示し、磁界センサ16bの磁界成分m2は負の極性を示す。
As shown in FIG. 1, the magnetic field waveform measured by each
続いて、図1の二点鎖線に示すように、塔体14の周辺zに雷撃があった場合には、その周辺zを中心として時計方向に磁界が発生する。このとき、周辺zに最も近い2個の磁界センサ16a、16bは周辺zから略等距離に位置している。このため、図7に示すように、それらの磁界センサ16a、16bより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。
Subsequently, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, when a lightning strike occurs in the vicinity z of the
図1の二点鎖線に示すように、他の1個の磁界センサ16cは周辺zから最も遠くに位置している。そのため、図7に示すように、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、2個の磁界センサ16a、16bと他の1個の磁界センサ16cにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。
As shown by the two-dot chain line in FIG. 1, the other one
以上のように、塔体14への雷撃の場合には、磁界センサ16a、16b、16cによって測定される磁界の波形の極性が一致し、周辺への雷撃の場合には不一致となることにより、塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを判別することができる。すなわち、雷撃時に各磁界センサ16a、16b、16cによって測定される出力信号の波形の極性を対比することにより、塔体14への雷撃かその周辺への雷撃かを判別装置によって判別することができる。
As described above, in the case of a lightning strike on the
次に、前記磁界センサ16によって塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを判別する雷撃検知装置及び雷撃検知方法について説明する。
前述したように、磁界センサ16の出力信号は、雷撃電流波形と相似する場合と、雷撃電流の微分波形と相似する場合がある。また、極性を判断するとき、雷撃電流波形に相似な波形では変動が急峻過ぎ、判断が困難となる場合がある。その場合には、積分することによって波形を平滑化することが有効である。雷撃電流波形に相似な波形を積分することで雷撃電荷波形に相似な波形となる。すなわち、極性の判別は、雷撃電流に相似な波形で行う場合と雷撃電荷波形に相似な波形で行う場合がある。
Next, a lightning strike detection apparatus and a lightning strike detection method for determining whether the
As described above, the output signal of the
図8は磁界センサ16の出力信号が雷撃電流の波形に相似し、極性の判断を雷撃電流に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図において、3個の磁界センサ16a、16b、16cの出力信号である電圧が雷撃電流波形に相似する場合には、各磁界センサ16a、16b、16cはそれぞれ判別装置としての極性検出回路22に接続される。この場合には、極性検出回路22に雷撃電流波形に相似した波形が入力され、極性が判断される。極性検出回路22は記録・警報装置23に接続されるとともに、GPS(全地球測位システム)24も記録・警報装置23に接続される。そして、極性検出回路22において塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かが判別されるとともに、塔体14への雷撃と判別された場合には、その塔体14の位置が地図上に記録され、かつ警報が発せられるようになっている。また、GPSを用いずとも、塔体14への雷撃と判別された場合には、警報とともに、塔体14に関する情報を伝送することもできる。
FIG. 8 is a block diagram when the output signal of the
図9は、磁界センサ16の出力信号が雷撃電流の微分波形に相似し、極性の判断を雷撃電流波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ16a、16b、16cの出力信号である電圧が雷撃電流の微分波形に相似する場合には、各磁界センサ16a、16b、16cはそれぞれ積分回路25を介して極性検出回路22に接続される。すなわち、この場合には、極性検出回路22に雷撃電荷波形に相似した波形が入力される。前記極性検出回路22は記録・警報装置23に接続されるとともに、GPS24も記録・警報装置23に接続される。
FIG. 9 is a block diagram in the case where the output signal of the
図10は、磁界センサ16の出力信号が雷撃電流波形に相似し、極性の判断を雷撃電流波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ16a、16b、16cの出力信号である電圧の波形が雷撃電流の波形に相似する場合において、各磁界センサ16a、16b、16cはそれぞれ積分回路25を介して極性検出回路22に接続される。この場合には、極性検出回路22に雷撃電荷波形に相似する波形が入力される。前記極性検出回路22は記録・警報装置23に接続されるとともに、GPS24も記録・警報装置23に接続される。
FIG. 10 is a block diagram when the output signal of the
図11は、磁界センサ16の出力信号が雷撃電流波形に相似し、極性の判断を雷撃電荷波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ16a、16b、16cの出力信号である電圧の波形が雷撃電流の微分波形に相似する場合には、各磁界センサ16a、16b、16cはそれぞれ二重積分回路26を介して極性検出回路22に接続される。この場合には、極性検出回路22に雷撃電荷波形が入力される。前記極性検出回路22は記録・警報装置23に接続されるとともに、GPS24も記録・警報装置23に接続される。
FIG. 11 is a block diagram in the case where the output signal of the
以上のように構成された第1実施形態の雷撃検知装置について作用を説明する。
さて、図1及び図3に示すように、雷撃が塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを検知する場合には、塔体14の下端外周部に3つの磁界センサ16a、16b、16cを配置する。
An effect | action is demonstrated about the lightning strike detection apparatus of 1st Embodiment comprised as mentioned above.
As shown in FIGS. 1 and 3, when detecting whether the lightning strike is on the
そして、塔体14又はその周辺に雷撃が生じたとき、磁界センサ16a、16bによりそれぞれ磁界を測定する。磁界センサ16a、16b、16cにより得られた磁界の波形がいずれも図5に示す同極性である場合には、雷撃が塔体14の中心xにあったものと判別できる。
When a lightning strike occurs in the
これに対し、図6又は図7に示すように、いずれか1個の磁界センサ16により得られた磁界の波形と、他の2個の磁界センサ16により得られた磁界の波形とが逆の極性を示す場合には、磁界極性の相違により雷撃が塔体14の周辺にあったものと簡単に判別できる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, the waveform of the magnetic field obtained by any one of the
このように、雷撃が塔体14へのものか、塔体14の周辺へのものかを、3個の磁界センサ16a、16b、16cにより測定された磁界の極性に基づいて速やかに判別することができる。
In this way, whether the lightning strike is to the
従って、この第1実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
(1)第1実施形態の雷撃検知装置では、塔体14の外周部に3〜20個の磁界センサ16が配置される。そして、雷撃時に各磁界センサ16によって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形の極性に基づいて、塔体14への雷撃かその周辺への雷撃かを判別する判別装置が設けられている。このため、出力信号に基づく波形について判別装置で極性を判断することにより、雷撃地点を簡単に判別することができる。
Therefore, the effects exhibited by the first embodiment will be collectively described below.
(1) In the lightning strike detection device of the first embodiment, 3 to 20
よって、第1実施形態の雷撃検知装置によれば、簡易な構成により、塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを容易に判別することができる。
(2)前記各磁界センサ16によって測定される磁界の波形は、塔体14の中心から各磁界センサ16を通る円の接線方向に延びる磁界成分に基づいて形成される。従って、得られる磁界成分を基準として磁界の極性を簡単に検出することができる。
Therefore, according to the lightning strike detection apparatus of the first embodiment, it is possible to easily determine whether the lightning strikes the
(2) The waveform of the magnetic field measured by each
(3)前記各磁界センサ16には、測定される各磁界の波形の極性を判別する判別装置としての極性検出回路22が接続されている。そのため、磁界センサ16の出力信号について極性検出回路22により極性を検出することができ、塔体14への雷撃と、その周辺への雷撃とを簡単に判別することができる。
(3) Each
(4)前記磁界センサ16には積分回路25又は二重積分回路26が接続され、その積分回路25又は二重積分回路26に前記極性検出回路22が接続されている。このため、各磁界センサ16の出力信号をそれぞれ積分又は二重積分して例えば電荷波形を得ることにより、極性の判断をさらに良好に行うことができる。
(4) An integrating
(5)第1実施形態の雷撃検知方法では、各磁界センサ16によって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには塔体14への雷撃であると判別し、異極性であるときには塔体14の周辺への雷撃であると判別する。従って、極性の相違を判断するだけで、塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを容易に判別することができる。
(5) In the lightning strike detection method of the first embodiment, when the waveform of the output signal measured by each
(6)各磁界センサ16によって測定される磁界の波形が塔体14の中心から各磁界センサ16を通る円の接線方向に延びる磁界成分の方向が同方向である場合を同極性とし、逆方向である場合を異極性とする。このような極性の基準により、極性の相違を明瞭に判断することができる。
(6) The magnetic field waveform measured by each
(7)前記出力信号の波形、その積分波形及びその二重積分波形のうち、極性の判断が可能な波形を選択して判別する。このため、例えば出力信号を積分又は二重積分して電荷波形を得ることによって波形を平滑化し、極性判断の精度を向上させることができる。 (7) Of the waveform of the output signal, its integrated waveform, and its double integrated waveform, a waveform capable of determining polarity is selected and determined. For this reason, for example, by integrating or double integrating the output signal to obtain a charge waveform, the waveform can be smoothed to improve the accuracy of polarity determination.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態では磁界センサ16を4個以上使用した場合について主に説明し、前記第1実施形態と重複する記載は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the case where four or more
4個以上の磁界センサ16を塔体14の外周部に配置した場合には、第1実施形態で説明した3個の磁界センサ16a、16b、16cを配置した場合と同様にして磁界の極性を検出することにより、塔体14への雷撃か、塔体14の周辺への雷撃かを判別することができる。
When four or more
磁界センサ16の数は、雷撃の検知精度、雷撃検知のための構成、コスト等の観点から3〜20個であり、3〜10個であることが好ましい。磁界センサ16が2個の場合には、後述するように雷撃地点と2個の磁界センサ16a、16bとの距離が等しいときの検知精度が低下する。その一方、磁界センサ16が20個より多い場合には、雷撃検知装置の構成が複雑になるとともに、雷撃検知のためのコストも嵩んで好ましくない。
The number of
(8)従って、この第2実施形態によれば、磁界センサ16を4個以上配置したことから、雷撃が塔体14の周辺のいずれであっても、磁界センサ16の出力信号について極性を精度良く検出することができる。
(8) Therefore, according to the second embodiment, since four or more
(参考形態)
以下、参考形態を図12〜図16に基づいて説明する。なお、この参考形態では、前記第1実施形態及び第2実施形態と重複する記載は省略する。
(Reference form)
Hereinafter, the reference embodiment will be described with reference to FIGS. In this reference embodiment, the description overlapping with the first embodiment and the second embodiment is omitted.
この参考形態では、磁界センサ16を2個使用した場合について説明する。
図12に示すように、前記塔体14の下端部外周の180度対向する位置には、一対の磁界センサ16(16a、16b)が配置される。これらの磁界センサ16a、16bが、風力発電設備12の塔体14の中心x、塔体14の周辺y又は周辺zに雷撃があったとき、塔体14の中心x、その周辺y又は周辺zに流れる雷撃電流によって発生する出力信号としての磁界をそれぞれ検出するようになっている。
In this reference embodiment, a case where two
As shown in FIG. 12, a pair of magnetic field sensors 16 (16 a, 16 b) are disposed at positions facing the outer periphery of the lower end of the tower body 180 degrees. When these
例えば塔体14の中心xに雷撃があった場合と、塔体14の周辺yに雷撃があった場合について説明する。塔体14又は周辺yへの雷撃による雷撃電流の波形は図13に示すように形成され、雷撃直後に電流値が上昇してピークが形成され、その後電流値は次第に低下する。
For example, a case where a lightning strike occurs at the center x of the
図14に示すように、塔体14に雷撃があった場合には、両磁界センサ16a、16bにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、この場合には、両磁界センサ16a、16bが塔体14の中心xから等距離にあることから、磁界の波形はいずれも前記雷撃電流の波形と相似波形となる。つまり、両磁界センサ16a、16bによって測定される磁界の極性が同極性であることから、前記極性検出回路22により塔体14への雷撃であることを判別することができる。
As shown in FIG. 14, when a lightning strike occurs in the
図15に示すように、塔体14の周辺yに雷撃があった場合には、一方の磁界センサ16aにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。これに対し、他方の磁界センサ16bにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。すなわち、この場合には、両磁界センサ16a、16bにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。従って、両磁界センサ16a、16bによって測定される磁界の極性に基づいて、極性検出回路22により塔体14の周辺への雷撃であることを判別することができる。
As shown in FIG. 15, when there is a lightning strike in the vicinity y of the
なお、図12に示すように、前記磁界センサ16aの磁界成分m1は正の極性(図12の時計方向)を示し、磁界センサ16bの磁界成分m2は負の極性(図12の反時計方向)を示す。
As shown in FIG. 12, the magnetic field component m1 of the
次に、図12に示すように、塔体14の周辺zに雷撃があった場合について説明する。この場合には、図12の二点鎖線に示すように、塔体14の周辺zと一対の磁界センサ16a、16bとが等距離にあることから、それらの磁界センサ16a、16bにより測定される磁界の波形は、図16に示される波形となる。すなわち、両磁界センサ16a、16bにより得られる磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。つまり、この場合には、各磁界センサ16a、16bから得られる磁界の波形の極性は同じである。
Next, as shown in FIG. 12, a case where a lightning strike has occurred around the
このように、磁界センサ16が2個の場合には、塔体14の周辺への雷撃においても、塔体14に雷撃があった場合と同じ出力信号の極性特性を示す場合がある。これは、磁界センサ16と周辺雷撃の位置が、図12において磁界センサ16aと周辺zを結ぶ線が、磁界センサ16aでの塔体14の接線方向より塔体14側で、かつ磁界センサ16bと周辺zを結ぶ線が、磁界センサ16bでの塔体14の接線方向より塔体14側に位置する場合に起こる。簡単に述べれば、塔体14の周辺への雷撃位置と磁界センサ16a、16bとがほぼ等距離にある場合に起こる。
Thus, when the number of the
以上のように、磁界センサ16が2個の場合には、塔体14の周辺への雷撃において誤検知となるときがある。
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
As described above, when there are two
It should be noted that the embodiment described above can be modified and embodied as follows.
・前記磁界センサ16として、例えばホール素子、磁気抵抗素子等を使用してもよい。
・前記第1実施形態において、3個の磁界センサ16a、16b、16cを、塔体14の下部で周方向の間隔が均等でない位置に設けてもよい。また、磁界センサ16a、16b、16cを、塔体14の上下中間部に設けてもよい。
-As said
In the first embodiment, the three
・前記構造物としては、例えば送電鉄塔、高層ビル等であってもよい。 -As said structure, a power transmission tower, a high-rise building, etc. may be sufficient, for example.
12…構造物としての風力発電設備、14…構造物を構成する塔体、16、16a、16b、16c…磁界センサ、22…判別装置としての極性検出回路、25…積分回路、26…二重積分回路、y、z…周辺。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには構造物への雷撃であると判別し、異極性であるときには構造物の周辺への雷撃であると判別する雷撃検知方法。 A lightning strike detection method using the lightning strike detection device according to any one of claims 1 to 4,
When the waveform of the output signal measured by each magnetic field sensor, its integrated waveform or its double integrated waveform is the same polarity, it is determined that it is a lightning strike to the structure, and when it is different polarity, A lightning strike detection method for determining that a lightning strike.
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