JPH05111147A - 酸化亜鉛形避雷器の劣化監視装置 - Google Patents

酸化亜鉛形避雷器の劣化監視装置

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JPH05111147A
JPH05111147A JP3266620A JP26662091A JPH05111147A JP H05111147 A JPH05111147 A JP H05111147A JP 3266620 A JP3266620 A JP 3266620A JP 26662091 A JP26662091 A JP 26662091A JP H05111147 A JPH05111147 A JP H05111147A
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JP
Japan
Prior art keywords
zinc oxide
deterioration
current
arrester
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP3266620A
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English (en)
Inventor
Masahiro Azuma
正弘 東
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸化亜鉛形避雷器の劣化を正確に判定でき、
かつ電路の構成もより簡単になる酸化亜鉛形避雷器の劣
化監視装置を得る。 【構成】 酸化亜鉛形避雷器を送電線路に接続するとと
もに接地し、送電線路の対地電圧により流れる漏れ電流
に比例した電流信号を検出して酸化亜鉛形避雷器の劣化
を判定するものにおいて、電流信号を半波整流または全
波整流したうえ所定時間の時間積分と所定時間の休止と
を行なって、これを周期とする電荷量信号を検出し、所
定周期の各電荷量信号を所定期間に亙って複数回観測し
て時系列データとし、この時系列データと酸化亜鉛形避
雷器の劣化判定基準とに基づいて判定する劣化判定部を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電力系統に適用する酸
化亜鉛形避雷器の劣化監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば、特開平2−129881号公報
に開示された従来の酸化亜鉛形避雷器の劣化監視装置を
示す電路線図、図7は酸化亜鉛形避雷器を非線形抵抗と
静電容量の並列電路で表わした等価電路図である。図6
と図7において、1は三相送電線路の一相分の送電線
路、2は送電線路1に接続した酸化亜鉛形避雷器、2aは
酸化亜鉛形避雷器2に固有の等価的な非線形抵抗、2bは
酸化亜鉛形避雷器2に固有の等価的な静電容量、3は酸
化亜鉛形避雷器2を接地する接地線、4は接地線3に電
磁結合して漏れ電流を検出し、それに比例した電流信号
を出力する変流器、5は送電線路1の対地電圧を分圧し
てそれに比例した電圧信号を検出するコンデンサ形変成
器、10は酸化亜鉛形避雷器2の劣化を判定する劣化判定
部、11はコンデンサ形変成器5で検出した電圧信号によ
り静電容量2bに流れる容量分電流を演算して容量分電流
信号を出力するほか、そのときの電圧信号と対地電圧ゼ
ロ点通過時のタイミング信号も出力する電圧演算部、12
は変流器4からの電流信号と電圧演算部11からの容量分
電流信号ならびにタイミング信号により非線形抵抗2aを
流れる抵抗分電流を演算し、抵抗分電流信号を出力する
電流演算部、13は電圧演算部11からの電圧信号と電流演
算部12からの抵抗分電流信号をそれぞれアナログ量から
ディジタル量に変換するA/D変換器、14は常規の対地
電圧より高い所定の対地電圧に対応した抵抗分電流信号
を基準電流信号として記憶するメモリ、15はCPUであ
って、抵抗分電流信号とメモリ14の基準電流信号とを比
較し、抵抗分電流信号が大きければ、酸化亜鉛形避雷器
2に劣化ありと判定して、そのときの抵抗分電流信号と
電圧信号をインターフェース16へ出力し、抵抗分電流信
号が小さければ、劣化なしと判定して全く出力しない。
21は抵抗分電流信号と電圧信号により抵抗分電流と対地
電圧を印字出力するプリンタである。
【0003】また、図8は酸化亜鉛形避雷器2の正常状
態における抵抗分電流(点線)、容量分電流(鎖線)と
対地電圧(破線)の各波形を示す波形説明図、図9は酸
化亜鉛形避雷器2の非線形抵抗2aを流れる抵抗分電流と
対地電圧の関係を示す特性曲線図であり、実線部分は酸
化亜鉛形避雷器2の正常状態に、また、破線部分はその
劣化状態に対応する。
【0004】次に作用について説明する。碍子形の酸化
亜鉛形避雷器2は碍管の内部に複数の酸化亜鉛素子を積
層して納め、碍管の両端に取り付けたフランジに蓋を固
定して密閉した構造を有する。したがって、酸化亜鉛形
避雷器2はその構造から等価的に非線形抵抗2aと静電容
量2bの並列電路で表わすことができ(図7参照)、酸化
亜鉛形避雷器2の接地線3に流れる漏れ電流は非線形抵
抗2aに流れる抵抗分電流と静電容量2bに流れる容量分電
流の合成電流である。酸化亜鉛形避雷器2が正常状態で
あれば、通常、抵抗分電流は容量分電流に比べてその波
高値が小さい(図8参照)。ところで、酸化亜鉛形避雷
器2に長期間に亙って商用周波の対地電圧を印加してい
ると酸化亜鉛素子が劣化して非線形抵抗2aの抵抗値が変
化し、抵抗分電流が増加する(図9参照)。また、酸化
亜鉛形避雷器2の静電容量2bはその構造ならびに配置に
よって決まるので、容量分電流は酸化亜鉛素子の劣化と
関係なく、変化することはない。したがって、酸化亜鉛
形避雷器2が劣化すると接地線3に流れる漏れ電流は正
弦波から大きく歪んだ波形になる。
【0005】送電線路1の対地電圧に比例した電圧信号
をコンデンサ形変成器5で検出するとともに酸化亜鉛形
避雷器2の接地線3に流れる漏れ電流に比例した電流信
号を変流器4で検出してそれぞれ劣化判定部10に送る。
電圧演算部11では電圧信号により90度位相の進んだ容量
分電流を演算し、容量分電流信号とタイミング信号を電
流演算部12へ出力するとともに電圧信号もそのまま出力
する。電流演算部12では電流信号と容量分電流信号とタ
イミング信号により抵抗分電流を演算し、抵抗分電流信
号を出力する。電圧演算部11からの電圧信号と電流演算
部12からの抵抗分電流信号をそれぞれA/D変換器13で
ディジタル量に変換してともにCPU15に入力する。C
PU15では抵抗分電流信号とメモリ14に記憶した基準電
流信号を比較し、抵抗分電流信号が大きければ、酸化亜
鉛形避雷器2に劣化ありと判定してそのときの抵抗分電
流信号と電圧信号をインターフェース16を経てプリンタ
21へ出力し、抵抗分電流と対地電圧を印字出力する。ま
た、抵抗分電流が小さければ、酸化亜鉛形避雷器2に劣
化ありと判定する。なお、メモリ14に記憶する基準電流
信号として、送電線路1の常規の対地電圧の√3倍に対
応した抵抗分電流を採ることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化亜鉛形避雷
器の劣化監視装置は以上のように構成され、コンデンサ
形変成器5で検出した電圧信号により電圧演算部11で容
量分電流を演算し、その容量分電流信号と変流器4で検
出した電流信号により電流演算部12で抵抗分電流を演算
するうえ、酸化亜鉛形避雷器2が正常状態であれば通
常、抵抗分電流は容量分電流に比べてその波高値が小さ
いので、演算した抵抗分電流は精度が悪く、酸化亜鉛形
避雷器2の劣化を正確に判定できず、電路の構成も複雑
であるなどの解決すべき課題があった。
【0007】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、酸化亜鉛形避雷器の劣化を正確に
判定でき、かつ、電路の構成もより簡単になる酸化亜鉛
形避雷器の劣化監視装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る酸化亜鉛
形避雷器の劣化監視装置は酸化亜鉛形避雷器の一端を送
電線路に接続するとともに他端を接地し、送電線路の対
地電圧により酸化亜鉛形避雷器に流れる漏れ電流に比例
した電流信号を検出して酸化亜鉛形避雷器の劣化を判定
するものにおいて、電流信号を半波整流または全波整流
したうえ、所定時間の時間積分と所定時間の休止とを行
なってこれを周期とする電荷量信号を検出し、所定周期
の各電荷量信号を所定期間に亙って複数回観測して時系
列データとし、この時系列データと酸化亜鉛形避雷器の
劣化判定基準とに基づいて判定する劣化判定部を設けた
ものである。
【0009】
【作用】この発明における劣化判定部は半波整流または
全波整流した電流信号に対して所定時間の時間積分と所
定時間の休止とを行なってこれを周期とする電荷量信号
を検出し、所定周期の各電荷量信号を所定周期に亙って
複数回観測して時系列データとし、この時系列データと
酸化亜鉛形避雷器の劣化判定基準とに基づいて判定す
る。
【0010】
【実施例】実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す
電路線図であり、図において、1〜4と21は従来の酸化
亜鉛形避雷器の劣化監視装置におけるものと同じであ
る。30は酸化亜鉛形避雷器2の劣化を判定する劣化判定
部、31は変流器4で検出した電流信号を増巾する増巾
器、32は増巾器31で増巾した電流信号を半波整流する整
流回路、33は半波整流した電流信号の半波を時間積分す
る積分器、34は電流信号の半波を時間積分した電荷量信
号の時系列データと劣化判定基準とを記憶するメモリ、
35は電荷量信号の時系列データと劣化判定基準とに基づ
いて劣化を判定するCPU、41はCPU35で判定した結
果などを表示する表示器である。
【0011】また、図2は酸化亜鉛形避雷器2の劣化状
態における波形説明図であり、(A)は抵抗分電流(点
線)と容量分電流(鎖線)と対地電圧(破線)の各波形
と位相関係を示し、(B) は抵抗分電流と容量分電流を合
成した漏れ電流の波形を示し、(C) は漏れ電流を半波整
流した波形を示す。図3は漏れ電流に比例した電流信号
を半波整流し、所定時間T1 の時間積分と所定時間T2
の休止を行ない、これを周期とした電荷量信号を示す波
形図、図4は3周期の各電荷量信号を所定期間に亙って
複数回観測し、時系列データとして示した棒グラフであ
る。
【0012】次に作用について説明する。酸化亜鉛形避
雷器2の接地線3に流れる漏れ電流は非線形抵抗2aに流
れる抵抗分電流と静電容量2bに流れる容量分電流の合成
電流であり、酸化亜鉛形避雷器2が正常状態であれば、
通常、抵抗分電流は容量分電流に比べてその波高値が小
さく、漏れ電流の波形は正弦波からの歪みも僅かである
が酸化亜鉛形避雷器2が劣化してくると、非線形抵抗2a
の抵抗値が変化し、抵抗分電流の波高値が大きくなって
(図2(A)参照)、正弦波から大きく歪んでくる(図2
(B) 参照)。酸化亜鉛形避雷器2の接地線3に流れる漏
れ電流に比例した電流信号を変流器4で検出し劣化判定
部30に送る。この電流信号を増巾器31で増巾し、整流回
路32で半波整流したうえ(図2(C) 参照)、積分器33で
時間積分して電荷量信号(図3参照)を検出する。電荷
量信号は抵抗分電流信号と容量分電流信号をそれぞれ時
間積分して合成したものであるが、抵抗分電流信号を時
間積分したものは酸化亜鉛形避雷器2の非線形抵抗2aで
消費される電力損失に比例し、容量分電流信号を時間積
分したものは酸化亜鉛形避雷器2の劣化と関係なく常に
一定である。また、酸化亜鉛形避雷器2の劣化は非線形
抵抗2aの電力損失によって生じる。したがって、電荷量
信号から酸化亜鉛形避雷器2の劣化を判定することがで
きる。半波整流した電流信号を積分器33で時間積分し、
所定時間T1 の時間積分と所定時間T2 の休止を行なっ
てこれを周期とする電荷量信号を検出し(図3参照)、
3周期の各電荷量信号を所定期間に複数回観測し時系列
データとして(図4参照)メモリ34に記憶させる。メモ
リ34には酸化亜鉛形避雷器2の劣化判定基準も記憶させ
ており、所定期間の終り、あるいはその間の随時にCP
U35で時系列データと劣化判定基準とに基づいて劣化を
判定する。この判定の結果と時系列データ、劣化判定基
準を表示器41で表示し、またプリンタで印字出力する。
【0013】上記の実施例では電流信号を整流回路32で
半波整流するものとしたが、全波整流を行なってもよ
く、また、半波整流した電流信号を積分器33で所定時間
1 の時間積分と所定時間T2 の休止とを行なって、こ
れを周期とする電荷量信号を検出し、3周期の各電荷量
信号を観測するものとしたが、3周期に限るものではな
く、何周期であってもよい。
【0014】実施例2.図5はこの発明の他の実施例の
劣化判定部を示す電路線図であり、劣化判定部50に送ら
れた電流信号を増巾器51で増巾し、A/D変換器52でデ
ィジタル量に変換したのち、CPU54で電荷量信号の検
出と劣化の判定とを行なうものである。この実施例によ
れば、劣化判定部50の構成がより簡単になる。なお、上
記各実施例において、酸化亜鉛形避雷器2は碍管の内部
に複数の酸化亜鉛素子を積層して納め、碍管の両端に取
り付けたフランジに蓋を固定して密閉した構造の碍子形
であっても、また、金属容器の内部に複数の酸化亜鉛素
子を積層して固定し絶縁ガスを充填した構造のタンク形
であってもよいことは云うまでもない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、電流信号を半波整流または全波整流したうえ所定時
間の時間積分と所定時間の休止とを行なってこれを周期
とする電荷量信号を検出し、所定周期の各電荷量信号を
所定期間に亙って複数回観測して時系列データとし、こ
の時系列データと酸化亜鉛形避雷器の劣化判定基準とに
基づいて判定する劣化判定部を設けたので、酸化亜鉛形
避雷器の劣化を正確に判定でき、かつ電路の構成もより
簡単になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す電路線図である。
【図2】酸化亜鉛形避雷器の劣化状態における波形説明
図である。
【図3】電荷量信号を示す波形図である。
【図4】時系列データを示す棒グラフである。
【図5】この発明の他の実施例の劣化判定部を示す電路
線図である。
【図6】従来の酸化亜鉛形避雷器の劣化監視装置を示す
電路線図である。
【図7】酸化亜鉛形避雷器の等価電路図である。
【図8】酸化亜鉛形避雷器の正常状態における波形説明
図である。
【図9】抵抗分電流と対地電圧の関係を示す特性曲線図
である。
【符号の説明】
1 送電線路 2 酸化亜鉛形避雷器 3 接地線 4 変流器 21 プリンタ 30 劣化判定部 32 整流回路 33 積分器 34 メモリ 35 CPU 41 表示器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化亜鉛形避雷器の一端を送電線路に接
    続するとともに他端を接地し、上記送電線路の対地電圧
    により上記酸化亜鉛形避雷器に流れる漏れ電流に比例し
    た電流信号を検出して上記酸化亜鉛形避雷器の劣化を判
    定するものにおいて、上記電流信号を半波整流または全
    波整流したうえ、所定時間の時間積分と所定時間の休止
    とを行なってこれを周期とする電荷量信号を検出し、所
    定周期の各電荷量信号を所定期間に亙って複数回観測し
    て時系列データとし、この時系列データと上記酸化亜鉛
    形避雷器の劣化判定基準とに基づいて判定する劣化判定
    部を設けたことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の劣化監
    視装置。
JP3266620A 1991-10-16 1991-10-16 酸化亜鉛形避雷器の劣化監視装置 Pending JPH05111147A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656635A1 (fr) * 1993-12-03 1995-06-07 Alcatel Cable Dispositif de mesure d'énergie impulsionnelle
JP2017122666A (ja) * 2016-01-08 2017-07-13 東日本旅客鉄道株式会社 避雷器漏れ電流検出方法、避雷器漏れ電流検出装置、及び避雷器漏れ電流監視装置

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