JPH08254564A - 避雷器漏れ電流検出装置の検査装置及び避雷器の模擬漏れ電流発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 避雷器漏れ電流検出装置７の性能検査が行え
るようした、避雷器漏れ電流検出装置７の検査装置を提
供する。 【構成】 模擬印加電圧１ａを出力する模擬印加電圧発
生回路１と、模擬抵抗分電流２ａを出力する模擬印加電
圧−模擬抵抗分電流変換回路２と、模擬容量分電流３ａ
を出力する模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回路３
と、模擬漏れ電流４ａを出力する模擬漏れ電流出力回路
４と、模擬漏れ電流４ａを入力した避雷器漏れ電流検出
装置７からの出力である抵抗分電流７ａと模擬抵抗分電
流２ａを比較する比較手段とにより構成されるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、避雷器特に酸化亜鉛
形避雷器の特性劣化を診断する避雷器漏れ電流検出装置
の動作を検査する検査装置及び該装置に使用する避雷器
の模擬漏れ電流発生回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力系統に使用される酸化亜鉛形避雷器
について図９〜図１２を用いて説明する。図９は酸化亜
鉛形避雷器の電気的等価回路であり、抵抗とコンデンサ
が並列接続された回路を示す図である。酸化亜鉛形避雷
器に印加電圧Ｖが印加されると、酸化亜鉛形避雷器には
抵抗分電流Ｉ_Rと容量分電流Ｉ_Cとの合成電流である漏れ
電流Ｉ_MOAが流れる。図１０は酸化亜鉛形避雷器に電圧
が印加されたときの印加電圧、抵抗分電流、容量分電流
及び漏れ電流の商用周波のベクトル図、図１１は酸化亜
鉛形避雷器に印加電圧が印加されたときの印加電圧、抵
抗分電流、容量分電流及び漏れ電流の波形を示す図であ
る。図１０及び図１１に示すように、印加電圧Ｖに対し
て、抵抗分電流Ｉ_Rは同位相、容量分電流Ｉ_Cは９０度進
み位相、漏れ電流Ｉ_MOAは抵抗分電流Ｉ_Rと容量分電流Ｉ
_Cを合成したθ度進み位相である。

【０００３】図１２は酸化亜鉛形避雷器の避雷素子であ
る酸化亜鉛素子の電圧−抵抗分電流特性を示す図であ
る。一般に酸化亜鉛素子の電圧Ｖと電流Ｉの特性即ち非
直線的な抵抗特性は、図１２の実線で示す非直線的な曲
線Ｃ_Oで示され、常規対地電圧では漏れ電流Ｉ_MOAのう
ち、ここでは表されていない容量分電流Ｉ_Cが大半を占
める。ここで、常規対地電圧とは定常運転時に電力系統
から酸化亜鉛形避雷器に印加される印加電圧である。酸
化亜鉛形避雷器が雷サージ、開閉サージ又は交流過電圧
印加などの過酷な責務を受け劣化してくると、酸化亜鉛
素子の抵抗特性は図１２のａの領域内の点線で示した曲
線Ｃ₁，Ｃ₂に示すように低電流域の特性が変化する。こ
のことは主に酸化亜鉛形避雷器を流れる抵抗分電流ＩＲ
が増加することに起因することが知られている。酸化亜
鉛形避雷器の劣化の傾向を早期に検出し、予防保全に役
立てるためには、酸化亜鉛形避雷器を流れる漏れ電流か
ら抵抗分電流を分離検出する必要があり、この抵抗分電
流を検出するものとして種々の避雷器漏れ電流検出装置
が制作されている。

【０００４】図１３は、例えば三菱電機技報Ｖｏｌ５
５．Ｎｏ３．１９８１に記載された酸化亜鉛形避雷器漏
れ電流検出装置の原理を示すブロック図を示したもので
ある。図１３において１０１は酸化亜鉛形避雷器、１０
２は酸化亜鉛形避雷器１０１に流れる漏れ電流Ｉ_MOAを
検出する電流検出器、１０３は酸化亜鉛形避雷器１０１
に印加されている送電線路の印加電圧Ｖを避雷器漏れ電
流検出装置１０４の電圧レベルに変換するＰＴ（計器用
変圧器）、１０５及び１０６は商用周波の信号を通すバ
ンドパスフィルタ、１０７は漏れ電流Ｉ_MOA105から抵抗
分電流を得るための容量分電流キャンセル回路、１０８
は容量分電流キャンセル回路１０７の出力する抵抗分電
流Ｉ_R108を指示する指示計である。

【０００５】また、図１４は図１３の避雷器漏れ電流検
出装置１０４における印加電圧、漏れ電流及び抵抗分電
流波形を示したもので、（ａ）はバンドパスフィルタ１
０６から出力された電圧Ｖ₁₀₆の波形、（ｂ）はバンド
パスフィルタ１０５から出力された漏れ電流Ｉ_MOA105の
波形、（ｃ）は容量分電流キャンセル回路１０７におい
て、漏れ電流Ｉ_MOA105のうち、電圧Ｖ₁₀₆の正半波期間
で取出される漏れ電流Ｉ_MOA107の波形、（ｄ）は容量分
電流キャンセル回路１０７により漏れ電流Ｉ_MOA107の平
均値として出力される抵抗分電流Ｉ_R108の波形である。

【０００６】次に避雷器漏れ電流検出装置１０４の動作
について説明する。酸化亜鉛形避雷器１０１を流れる漏
れ電流Ｉ_MOAを電流検出器１０２により検出し、これを
避雷器漏れ電流検出装置１０４に送る。漏れ電流Ｉ_MOA
が高調波成分を含んでいる場合、検出された電気信号に
も高調波成分が含まれている。これをバンドパスフィル
タ１０５により商用周波数分のみの電気信号Ｉ_MOA105を
取出す。一方、酸化亜鉛形避雷器１０１に印加される印
加電圧ＶをＰＴ１０３により、避雷器漏れ電流検出装置
１０４の電圧レベルに変換する。容量分電流キャンセル
回路１０７において印加電圧Ｖのひずみによる影響を受
けないように、電圧レベルを変換した印加電圧について
も、バンドパスフィルタ１０６により商用周波分のみの
印加電圧Ｖ₁₀₆を取出す。容量分電流キャンセル回路１
０７では、まず、漏れ電流Ｉ_MOA105を印加電圧Ｖ₁₀₆の
正半波期間は通過させ、印加電圧Ｖ₁₀₆の負半波期間は
カットすることにより、漏れ電流Ｉ_MOA107を得る。ここ
で、漏れ電流Ｉ_MOA107は正半波分の容量分電流と抵抗分
電流の合成であるのでその平均値を取ることにより、容
量分電流は半波分の平均を取るのでキャンセルされ抵抗
分電流が得られる。これにより、漏れ電流Ｉ_MOA107の平
均値として抵抗分電流Ｉ_R108が容量分電流キャンセル回
路１０７から出力され、これを抵抗分電流指示計１０８
にて指示させる。この抵抗分電流指示計１０８に指示さ
れた抵抗分電流Ｉ_R108の値を監視することにより酸化亜
鉛形避雷器１０１の監視を行っていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の避
雷器漏れ電流検出装置では、避雷器漏れ電流検出装置の
検出する抵抗分電流により、避雷器の特性劣化を診断す
ることができるが、このためには避雷器漏れ電流検出装
置が正常に動作していることが必要である。しかしなが
ら、避雷器漏れ電流検出装置が正常に動作しているかど
うかを検査する検査装置がないのが現状である。このた
め、定期的に避雷器漏れ電流検出装置の性能検査を実施
することもできず、避雷器漏れ電流検出装置の長期信頼
性は低いものとなっていた。

【０００８】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、避雷器漏れ電流検出装置の使用
中に性能検査を容易に行える検査装置及び避雷器の模擬
漏れ電流発生回路を提供することを目的とする。さら
に、避雷器における様々なの印加電圧及び様々な性能劣
化に対応して避雷器漏れ電流検出装置に入力される避雷
器の印加電圧及び漏れ電流信号を模擬的に発生すること
のできる避雷器漏れ電流検出装置用の検査装置及び避雷
器の模擬漏れ電流発生回路を提供し、避雷器漏れ電流検
出装置の定期的な性能検査を容易に行えることを目的と
し、さらに避雷器漏れ電流検出装置の信頼性向上に寄与
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る避雷器漏
れ電流検出装置の検査装置は、模擬印加電圧を出力する
模擬印加電圧発生回路と、模擬印加電圧に応じた模擬抵
抗分電流を出力する模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換
回路と、模擬印加電圧に応じた模擬容量分電流を出力す
る模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回路と、模擬漏れ
電流を出力する模擬漏れ電流出力回路と、模擬漏れ電流
又は模擬漏れ電流及び模擬印加電圧を入力する避雷器漏
れ電流検出装置からの出力である抵抗分電流と模擬印加
電圧−模擬抵抗分電流変換回路から出力された模擬抵抗
分電流を比較する比較手段とにより構成されるものであ
る。

【００１０】また、この発明に係る避雷器の模擬漏れ電
流発生装置は、模擬印加電圧を出力する模擬印加電圧発
生回路と、模擬印加電圧に応じた模擬抵抗分電流を出力
する模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路と、模擬印
加電圧に応じた模擬容量分電流を出力する模擬印加電圧
−模擬容量分電流変換回路と、模擬漏れ電流を出力する
模擬漏れ電流出力回路とにより構成されるものである。

【００１１】さらに、模擬印加電圧発生回路は、正弦波
電圧を出力する正弦波電圧発生回路と、高調波電圧を出
力する高調波電圧発生回路と、正弦波電圧に高調波電圧
を加算して避雷器に印加される模擬印加電圧を得る高調
波電圧加算回路を備えたものである。

【００１２】さらに、模擬印加電圧発生回路は、正弦波
電圧を出力する正弦波電圧発生回路と、過電圧を出力す
る過電圧発生回路と、正弦波電圧に過電圧を加算して避
雷器に印加される模擬印加電圧を得る過電圧加算回路を
備えたものである。

【００１３】さらに、避雷器の避雷素子は非直線な抵抗
特性を有する酸化亜鉛素子により形成されたものであ
る。

【００１４】

【作用】この発明に係る避雷器漏れ電流検出装置の検査
装置は、模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路により
得られた模擬抵抗分電流と避雷器漏れ電流検出装置から
得られた抵抗分電流を比較するので、避雷器漏れ電流検
出装置の主要な出力値である抵抗分電流を用いることが
できる。

【００１５】また、この発明に係る避雷器の模擬漏れ電
流発生回路は、模擬印加電圧を発生させることにより、
位相差を考慮した避雷器の抵抗分の模擬抵抗分電流及び
避雷器の容量分の模擬容量分電流を得ることができるの
で、避雷器の模擬漏れ電流を発生させることができる。

【００１６】さらに、印加電圧に高調波成分が含まれて
いるような模擬印加電圧に対しても、模擬漏れ電流を発
生させることができるとともに模擬漏れ電流と避雷器漏
れ電流検出装置から得られた抵抗分電流を比較すること
ができる。

【００１７】さらに、印加電圧に過電圧成分が含まれて
いるような模擬印加電圧に対しても、模擬漏れ電流を発
生させることができるとともに模擬漏れ電流と避雷器漏
れ電流検出装置から得られた抵抗分電流を比較すること
ができる。

【００１８】さらに、抵抗特性が非直線的な酸化亜鉛素
子を用いた酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流を模擬できると
ともに酸化亜鉛形避雷器漏れ電流検出装置の検査装置に
適用できる。

【００１９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明による避雷器漏れ電流検出装
置の検査装置及び避雷器の模擬漏れ電流発生回路の一実
施例を図を用いて説明する。図１は避雷器漏れ電流検出
装置の検査装置の構成図である。はじめに、避雷器の模
擬漏れ電流発生回路について説明する。図１において、
１は酸化亜鉛形避雷器への印加電圧を模擬した模擬印加
電圧１ａである商用周波の正弦波電圧を発生する模擬印
加電圧発生回路、２は酸化亜鉛形避雷器の避雷素子の非
直線的な電気抵抗特性を模擬した変換回路を有し、模擬
印加電圧１ａから模擬抵抗分電流２ａを得るための模擬
印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路、３は模擬印加電圧
１ａから模擬容量電流３ａを得るための模擬印加電圧−
模擬容量分電流変換回路、４は模擬抵抗分電流２ａと模
擬容量分電流３ａを位相差を考慮して加算し、模擬漏れ
電流４ａを得る模擬漏れ電流出力回路、５は模擬印加電
圧発生回路１、模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路
２、模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回路３及び模擬
漏れ電流出力回路４により構成される避雷器の模擬漏れ
電流発生回路である。

【００２０】ここで、模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変
換回路２について、模擬印加電圧１ａをＶ₁、模擬抵抗
分電流２ａをＩ_R1とし、図２及び図３を用いて説明す
る。図２は、図１２に示した避雷素子である酸化亜鉛素
子の電圧−抵抗分電流特性を示す図と同様に、酸化亜鉛
形避雷器に模擬印加電圧Ｖ₁を印加したときの模擬抵抗
分電流Ｉ_R1（非直線的な抵抗特性）を示す図を３つの領
域（ｒ１，ｒ２，ｒ３）に分け、各領域内の抵抗特性を
直線近似によりモデル化したものである。図３は、模擬
印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路２をアナログ論理回
路により構成する場合を示す図である。図３において、
５０は模擬印加電圧Ｖ₁と基準電圧Ｖ_Pを比較し、Ｖ₁＞
Ｖ_PのときＨＩＧＨ信号を出力する比較回路、５１は模
擬印加電圧Ｖ₁と基準電圧Ｖ_Qを比較し、Ｖ₁＞Ｖ_Qのとき
ＨＩＧＨ信号を出力する比較回路、５２は比較回路５０
からの信号を反転するインバータ、５３は比較回路５１
からの信号を反転するインバータ、５４はインバータ５
２及びインバータ５３からの信号を乗算するＡＮＤ回
路、５５は比較回路５０及びインバータ５３からの信号
を乗算するＡＮＤ回路、５６、５７、５８はそれぞれ領
域ｒ１、ｒ２、ｒ３の電気抵抗により模擬印加電圧Ｖ₁
から模擬抵抗分電流Ｉ_R1に変換する電圧−電流変換回
路、５９、６０、６１はそれぞれＡＮＤ回路５４、ＡＮ
Ｄ回路５５、比較回路５１からＨＩＧＨ信号が入力され
たとき、それぞれスイッチ６２、６３、６４を動作させ
るリレーである。

【００２１】例えば、模擬印加電圧Ｖ₁が０＜Ｖ₁＜Ｖ_P
のとき、比較回路５０、５１、インバータ５２、５３及
びＡＮＤ回路５４の出力からスイッチ６２のみがオンと
なり、領域ｒ１の対応する電気抵抗により模擬抵抗分電
流Ｉ_R1が出力される。同様に、模擬印加電圧Ｖ₁がＶｒ
Ｐ＜Ｖ₁＜Ｖ_Q及びＶ₁＞Ｖ_Qのときにも領域ｒ２及びｒ３
に対応した模擬抵抗分電流Ｉ_R1が出力される。なお、ア
ナログの論理回路により模擬印加電圧Ｖ₁から模擬抵抗
分電流Ｉ_R1を出力させる方法について述べたが、予めＲ
ＯＭに避雷素子である酸化亜鉛の電圧−抵抗分電流特性
を記憶させておき、入力された模擬印加電圧Ｖ₁の信号
に対応するＲＯＭ内のアドレスから模擬抵抗分電流Ｉ_R1
を読出すようにしても良い。さらに、模擬印加電圧−模
擬抵抗分電流変換回路２に入力する模擬印加電圧Ｖ₁ま
たは模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路２から出力
する模擬抵抗分電流Ｉ_R1がアナログ信号が要求される場
合には、必要に応じてＡ／Ｄコンバータ又はＤ／Ａコン
バータを設ける構成とすればよい。

【００２２】次に、模擬印加電圧−模擬容量分電流変換
回路３について説明する。酸化亜鉛形避雷器の静電容量
をＣ、コンデンサに蓄えられる電荷をＱ、模擬印加電圧
をＶ₁とすると、式１が成立つ。コンデンサに流れる容
量分電流Ｉ_C1は単位時間に流れる電荷であるので、式２
により求めることができる。 Ｑ ＝ ＣＶ₁ （１） Ｉ_C1 ＝ ｄＱ／ｄｔ＝ＣｄＶ₁ ／ｄｔ （２）

【００２３】このように、模擬印加電圧発生回路１の模
擬印加電圧１ａを模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回
路３に入力すると、式２の関係から成立つ模擬容量分電
流３ａが出力される。以上で得られた模擬抵抗分電流２
ａのベクトルと模擬容量分電流３ａのベクトルを模擬漏
れ電流出力回路４により加算することで、避雷器の模擬
漏れ電流発生回路から模擬漏れ電流４ａを出力すること
が可能である。

【００２４】また、模擬漏れ電流出力回路４によりベク
トルの加算演算をするので、模擬印加電圧発生回路１は
模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路２及び模擬印加
電圧−模擬容量分電圧変換回路３毎に設ける必要はなく
１つでよいとともに、模擬抵抗分電流２ａのベクトルと
模擬容量分電流３ａの位相差も模擬する構成となってい
る。さらに、避雷素子として酸化亜鉛素子をモデル化し
たので、酸化亜鉛形避雷器用の漏れ電流検出装置に適用
することができる。

【００２５】つぎに、避雷器漏れ電流検出装置の検査装
置について説明する。図１において、６は模擬印加電圧
−模擬抵抗分電流変換回路２から出力された模擬抵抗分
電流２ａと図１３に示したものと同様の避雷器漏れ電流
検出装置７により得られた抵抗分電流７ａを比較する比
較手段である。避雷器漏れ電流検出装置７には、模擬漏
れ電流出力回路４から模擬漏れ電流４ａと模擬印加電圧
発生回路１から印加電圧１ａが入力される。模擬漏れ電
流４ａと模擬印加電圧１ａが入力されると上述したのと
同様にして、避雷器漏れ電流検出装置７から抵抗分電流
７ａを得ることができる。この漏れ電流７ａと模擬印加
電圧−模擬抵抗分電流変換回路２から得られた模擬抵抗
分電流２ａを比較回路６に入力し、抵抗分電流７ａと模
擬抵抗分電流２ａを比較できるように模擬抵抗分電流２
ａの正半波分の平均値を求めて比較をする。比較手段６
としては、抵抗分電流７ａと模擬抵抗分電流２ａを比較
手段６に入力して比較するものについて述べたが、模擬
抵抗分電流２ａを模擬抵抗分電流用指示計に指示して、
監視員が模擬抵抗分用指示計と避雷器漏れ電流検出装置
７の抵抗分指示計の計測値を比較しても良い。さらに、
避雷器の漏れ電流検出装置の検査装置を電子回路により
構成できるので、避雷器の漏れ電流検出装置の検査装置
を小型に構成でき、持運びが簡単なものとすることがで
きる。

【００２６】なお、避雷器漏れ電流検出装置の従来例と
して避雷器への印加電圧及び漏れ電流を検出するものを
示したが、避雷器漏れ電流検出装置には漏れ電流のみを
検出するものもある。例えば、電気学会全国大会講演論
文集（Ｓ．６２Ｎｏ１２６３）に示される。そのような
避雷器漏れ電流検出装置の性能を検査する場合には、模
擬漏れ電流分のみを避雷器漏れ電流検出装置に印加させ
る構成とすればよい。

【００２７】実施例２．この発明の他の実施例である避
雷器の模擬漏れ電流発生回路について説明する。図４
は、高調波を含んだ避雷器の模擬漏れ電流発生回路の構
成図である。図４において１Ａは商用周波の正弦波電圧
１Ａ１を発生する正弦波電圧発生回路、１Ｂは高調波電
圧１Ｂ１を発生する高調波電圧発生回路、１Ｃは正弦波
電圧１Ａ１及び高調波電圧１Ｂ１を加算するとともに模
擬印加電圧１ｂを出力する高調波電圧加算回路である。
１は正弦波電圧発生回路１Ａ、高調波電圧発生回路１Ｂ
及び高調波電圧発生回路１Ｃにより構成され酸化亜鉛形
避雷器への印加電圧を模擬した模擬印加電圧１ｂを出力
する模擬印加電圧発生回路である。これは、図１に高調
波電圧発生回路１Ｂ及び高調波電圧加算回路１Ｃを付加
した構成となっている。

【００２８】次に動作について説明する。正弦波電圧発
生回路１Ａからの正弦波電圧１Ａ１と高調波電圧発生回
路１Ｂからの出力電圧１Ｂ１を高調波電圧加算回路１Ｃ
に入力すると、高調波分を含む模擬印加電圧１ｂが出力
される。この模擬印加電圧１ｂを模擬印加電圧−模擬抵
抗分電流変換回路２及び模擬印加電圧−模擬容量分電流
変換回路３に入力すると、実施例１と同様にして模擬抵
抗分電流２ｂと模擬容量分電流３ｂがそれぞれ出力され
る。これらの模擬抵抗分電流２ｂと模擬容量分電流３ｂ
を漏れ電流出力回路４によりベクトルの加算演算するこ
とで模擬漏れ電流４ｂを得る。このようにして、印加電
圧に高調波分が含まれた場合の模擬漏れ電流４ｂが得ら
れる。

【００２９】避雷器に印加される印加電圧いわゆる系統
電圧には、高調波成分が含まれている場合がある。この
ように系統電圧に高調波が含まれている場合の印加電圧
を模擬した模擬印加電圧１ｂを発生し、高調波分が含ま
れた模擬漏れ電流４ｂを発生させることが可能となる。
さらに、高調波電圧１Ｂを動作させて高調波電圧１Ｂ１
を発生させた場合と、動作させずに高調波電圧１Ｂ１を
発生させない場合において、模擬漏れ電流４ｂ及び模擬
印加電圧１ｂを避雷器漏れ電流検出装置（図示せず）に
入力すれば高調波電圧１Ｂ１があるときにも、避雷器漏
れ電流検出装置が正しく動作をしているかの確認が可能
となる。さらに、実施例１と同様に比較手段を設けた構
成とすれば高調波１Ｂ１が発生した場合にも、避雷器漏
れ電流検出装置の検査装置を構成できる。

【００３０】実施例３．この発明の他の実施例である避
雷器の漏れ電流発生回路について説明する。図５は、過
電圧を含んだ避雷器の漏れ電流発生回路の構成図であ
る。図５において１Ａは商用周波の正弦波電圧１Ａ１を
発生する正弦波電圧発生回路、１Ｄは過電圧１Ｄ１を発
生する過電圧発生回路、１Ｅは正弦波電圧１Ａ１及び過
電圧１Ｄ１を加算するとともに模擬印加電圧１ｃを出力
する過電圧加算回路である。１は正弦波電圧発生回路１
Ａ、過電圧発生回路１Ｄ及び過電圧加算回路１Ｅにより
構成され酸化亜鉛形避雷器への印加電圧を模擬した模擬
印加電圧１ｃを出力する模擬印加電圧発生回路である。
これは、図１に過電圧発生回路１Ｄ及び過電圧加算回路
１Ｅを付加した構成となっている。ここで、過電圧とは
系統電圧に発生する雷サージ、開閉サージ又は交流過電
圧印加等の定常運転時以外の動作により発生するもので
ある。これらの現象は電力系統において一般に知られて
いる現象であり、過電圧発生回路１Ｄはこれらの現象に
対応した電圧を発生できるようにしたものである。

【００３１】次に動作について説明する。正弦波電圧発
生回路１Ａからの正弦波電圧１Ａ１と過電圧発生回路１
Ｄからの出力電圧１Ｄ１を過電圧加算回路１Ｅに入力す
ると、過電圧を含む模擬印加電圧１ｃが出力される。こ
の模擬印加電圧１ｃを模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変
換回路２及び模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回路３
に入力すると、実施例１と同様にして模擬抵抗分電流２
ｃと模擬容量分電流３ｃがそれぞれ出力される。これら
の模擬抵抗分電流２ｃと模擬容量分電流３ｃを漏れ電流
出力回路４によりベクトルの加算演算することで模擬漏
れ電流４ｃを得る。このようにして、印加電圧に過電圧
が含まれた場合の模擬漏れ電流４ｃが得られる。

【００３２】避雷器に印加される印加電圧いわゆる系統
電圧には、過電圧成分が含まれている場合がある。この
ように系統電圧に過電圧が含まれている場合の印加電圧
を模擬した模擬印加電圧１ｃを発生し、過電圧分が含ま
れた模擬漏れ電流４ｃを発生させることが可能となる。
さらに、実施例１と同様に比較手段を設けた構成とすれ
ば過電圧４ｃが発生した場合にも、避雷器漏れ電流検出
装置の検査装置を構成できる。

【００３３】実施例４．この発明の他の実施例である避
雷器の模擬漏れ電流発生回路について説明する。図６は
避雷器の模擬漏れ電流発生回路の構成を示すブロック図
である。図６において、１は第３高調波１Ｆ１を発生す
る第３高調波の正弦波電圧発生回路１Ｆ、第３高調波１
Ｆ１の信号に同期してトリガ信号１Ｇ１を発生するトリ
ガ発生回路１Ｇ及び正弦波電圧１ｄを発生する正弦波電
圧発生回路１Ａにより構成され避雷器に印加される印加
電圧を模擬した模擬印加電圧の正弦波分１ｄ及び模擬印
加電圧の第３高調波分１Ｆ１を発生する模擬印加電圧発
生回路、２は模擬印加電圧の正弦波分１ｄを入力し振幅
変換することにより模擬抵抗分電流の正弦波分２Ａ１を
得る振幅可変回路２Ａ、模擬印加電圧の第３高調波分１
Ｆ１を入力し振幅変換することにより模擬抵抗分電流の
第３高調波分２Ｂ１を得る振幅可変回路２Ｂ及び模擬抵
抗分電流の正弦波分２Ａ１と模擬抵抗分電流の第３高調
波分２Ｂ１を加算して模擬抵抗分電流２ｄを出力する加
算回路２Ｃにより構成され模擬印加電圧から模擬抵抗分
電流２ｄを得る模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回
路、３は模擬印加電圧の正弦波分１ｄの位相を９０度進
めた９０度進み信号３Ａ１を出力する９０度位相進み回
路３Ａ及び９０度進み信号３Ａ１を入力し振幅変換する
ことにより模擬容量分電流３ｄを得る振幅可変回路３Ｂ
により構成され模擬印加電圧の正弦波分１ｄから模擬容
量分電流３ｄを得る模擬印加電圧−模擬容量分電流変換
回路、４は模擬抵抗分電流２ｄと模擬容量分電流３ｄを
加算し、模擬漏れ電流４ｄを得る模擬漏れ電流出力回路
であり、模擬印加電圧発生回路１、模擬印加電圧−模擬
抵抗分電流変換回路２、模擬印加電圧−模擬容量分電流
変換回路３及び模擬漏れ電流出力回路４により避雷器の
模擬漏れ電流発生回路が構成される。

【００３４】ここで、振幅可変回路２Ａ、２Ｂ及び３Ｂ
の構成方法としては、可変抵抗を用いて入力電圧を可変
抵抗の大きさを変化させることにより所望の出力電圧又
は所望の出力電流を得る方法がある。さらに、他の方法
としては、オペアンプ等の増幅器によって入力電圧を増
幅する方法で、抵抗の組合せを適当に選択することによ
り所望の出力電圧又は所望の出力電流を得ることができ
る。

【００３５】また、図１２のｂの領域、つまり酸化亜鉛
形避雷器の抵抗特性が非直線性を示す領域では、避雷素
子に商用周波の正弦波電圧が印加されると、電流Ｉは商
用周波以外に奇数次の高調波分が現れる。この高調波分
は、印加電圧Ｖが最大となるとき大きく現れ、特に第３
高調波成分が一番大きい。このことから、ここでは第３
高調波成分のみを対象として説明をする。

【００３６】はじめに、高調波分が現れない図１２の領
域ａの場合について説明する。このときには、第３高調
波１Ｆ１が発生しないので、第３高調波の正弦波電圧発
生回路１Ｆ、トリガ発生回路１Ｇ及び振幅可変回路２Ｂ
が動作しないように避雷器の模擬漏れ電流発生装置は構
成されている。図７は高調波分が現れないときの避雷器
の漏れ電流発生回路における模擬印加電圧、模擬抵抗分
電流、模擬容量分電流及び模擬漏れ電流波形を示したも
ので、（ａ）は模擬印加電圧発生回路１からの模擬印加
電圧１ｄの波形、（ｂ）は模擬印加電圧−模擬抵抗分電
流変換回路２からの模擬抵抗分電流２ｄの波形、（ｃ）
は模擬印加電圧−模擬容量分電流変換回路３からの模擬
容量分電流３ｄの波形、（ｄ）は模擬漏れ電流出力回路
４からの模擬漏れ電流４ｄの波形である。

【００３７】避雷器への印加電圧を模擬した模擬印加電
圧である商用周波の正弦波電圧１ｄを９０度位相進み回
路３Ａ及び振幅可変回路３Ｂを介すことで、模擬印加電
圧１ｄより９０度位相が進んでいる模擬容量分電流３ｄ
が得られる。ここで、模擬容量分電流３ｄの値は、避雷
器に印加される印加電圧Ｖと避雷器の静電容量Ｃを一定
とすると、避雷器の劣化に関係なくほぼ一定である。し
たがって、印加電圧１ｄをＶとし、印加電圧Ｖの商用周
波数をｆとすると、模擬容量分電流３ｄをＩ_Cとすれ
ば、Ｉ_Cの大きさは数３式により求めることができる。 Ｉ_C ＝ ２πｆＣＶ （３） 模擬容量分電流３ｄが式３の値に対応するように、振幅
可変回路３Ｂを調整する。また、模擬印加電圧発生回路
１の模擬印加電圧１ｄを振幅可変回路２Ａを介すこと
で、模擬印加電圧と同相の模擬抵抗分電流２ｄが得られ
る。模擬抵抗分電流２ｄは常規対地電圧では数μＡ〜数
十μＡであるので、模擬抵抗分電流２ｄもこれに対応す
るように振幅可変回路２Ａを調整する。

【００３８】避雷器が劣化してくると、図１２のａの領
域の点線Ｃ₁，Ｃ₂に示すように抵抗分電流２ｄが増加す
るので、振幅可変回路９により模擬抵抗分電流２ｄを大
きくしていくようにする。以上のようにして、模擬容量
分電流３ｄと模擬抵抗分電流２ｄを模擬漏れ電流出力回
路４により加算することにより、商用周波の模擬漏れ電
流４ｄを得ることができる。このようにして、図１２の
領域ａ、つまり酸化亜鉛形避雷器の抵抗特性がほぼ直線
性を示す領域における模擬印加電圧１ｄ、模擬漏れ電流
４ｄを得ることができる。

【００３９】つぎに、高調波分が現れる図１２の領域ｂ
の場合について説明する。図８は、高調波分が現れると
きの避雷器の漏れ電流発生回路における模擬印加電圧、
トリガ信号、模擬抵抗分電流、模擬容量分電流及び模擬
漏れ電流波形を示したもので、（ｅ）は第３高調波の正
弦波電圧発生回路１Ｆからの模擬印加電圧の第３高調波
分１Ｆ１の波形、（ｆ）はトリガ発生回路１Ｇからのト
リガ信号１Ｇ１の波形、（ｇ）は正弦波電圧発生回路１
Ａからの模擬印加電圧の正弦波分１ｄの波形、（ｈ）は
振幅可変回路２Ｂからの模擬抵抗分電流の第３高調波分
２Ｂ１の波形、（ｉ）は振幅可変回路２Ａからの模擬漏
れ電流の正弦波分２Ａ１の波形、（ｊ）は加算回路２Ｃ
からの模擬抵抗分電流２ｄの波形、（ｋ）は振幅可変回
路３Ｂからの模擬容量分電流３ｄの波形、（ｌ）は模擬
漏れ電流発生回路４からの模擬漏れ電流４ｄの波形であ
る。

【００４０】第３高調波の正弦波電圧発生回路１Ｆから
の模擬印加電圧の第３高調波分１Ｆ１をトリガ発生回路
１Ｇに入力させる。商用周波の正弦波電圧発生回路１Ａ
では、トリガ発生回路１Ｇのトリガ信号１Ｇ１と同期し
て、模擬印加電圧の正弦波分１ｄが出力される。また、
第３高調波分の正弦波電圧発生回路１Ｆの模擬印加電圧
の第３高調波分１Ｆ１を振幅可変回路２Ｂを介すこと
で、模擬抵抗分電流の第３高調波分２Ｂ１が得られる。
振幅可変回路２Ａにより得られる模擬抵抗分電流の正弦
波分２Ａ１と模擬抵抗分電流の第３高調波分２Ｂ１を加
算回路２Ｃにより加算することにより、第３高調波成分
を含む模擬抵抗分電流２ｄが得られる。さらに、上述し
たのと同様の方法により、模擬容量分電流３ｄを求め、
模擬抵抗分電流２ｄと模擬容量分電流３ｄから模擬漏れ
電流４ｄを得ることができる。このようにして、図１２
の領域ｂ、つまり酸化亜鉛形避雷器の抵抗特性が非直線
性を示す領域における模擬印加電圧１ｄ、模擬漏れ電流
４ｄを得ることができる。以上説明したように、振幅可
変回路２Ａ、２Ｂ、３Ｂにより出力される電流又は電圧
値を適当に調整することにより実施例１と同様に模擬印
加電圧１ｄ、模擬漏れ電流４ｄを得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る避雷器漏
れ電流検出装置の検査装置は、模擬漏れ電流又は模擬漏
れ電流及び模擬印加電圧を入力する避雷器漏れ電流検出
装置からの出力である抵抗分電流と模擬印加電圧−模擬
抵抗分電流変換回路から出力された模擬抵抗分電流を比
較する比較手段とにより構成したので、避雷器漏れ電流
検出装置の定期的な性能検査が容易に実施でき、避雷器
漏れ電流検出装置の信頼性向上につながるとともに検査
装置が電子回路で構成できるので持運びが簡単なものに
できる。

【００４２】また、この発明に係る避雷器の模擬漏れ電
流発生回路は、模擬印加電圧を出力する模擬印加電圧発
生回路と、模擬印加電圧に応じた模擬抵抗分電流を出力
する模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路と、模擬印
加電圧に応じた模擬容量分電流を出力する模擬印加電圧
−模擬容量分電流変換回路と、模擬漏れ電流を出力する
模擬漏れ電流出力回路とにより構成したので、模擬印加
電圧を変化させ又は模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換
回路の変換特性を変化させ様々な条件での模擬漏れ電流
を発生させることができるとともに位相差を考慮して模
擬抵抗分電流と模擬容量分電流を出力するので模擬印加
電圧が一つでよく構成を単純にできる。

【００４３】さらに、模擬印加電圧は正弦波電圧と高調
波電圧を加算して得られるので、電力系統に高調波電圧
が含まれる場合についても模擬できるとともに避雷器漏
れ電流検出装置の性能検査をすることができる。

【００４４】さらに、模擬印加電圧は正弦波電圧と過電
圧を加算して得られるので、電力系統に過電圧が含まれ
る場合についても模擬できるとともに避雷器漏れ電流検
出装置の性能検査をすることができる。

【００４５】さらに、避雷器の避雷素子は非直線な抵抗
特性を有する酸化亜鉛素子により形成したので、酸化亜
鉛形避雷器に対する模擬漏れ電流を発生できるととも
に、酸化亜鉛形避雷器に用いられる避雷器漏れ電流検出
装置の検査をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例である避雷器漏れ電流検
出装置の検査装置の構成図である。

【図２】 この発明による酸化亜鉛形避雷器に模擬印加
電圧を印加したときの模擬抵抗分電流を示す抵抗特性を
３つの領域に分け、各領域内の抵抗特性を直線近似によ
りモデル化したものを示す図である。

【図３】 この発明による模擬印加電圧−模擬抵抗分電
流変換回路をアナログ論理回路により構成する場合を示
す図である。

【図４】 この発明の他の実施例である高調波を含んだ
避雷器の漏れ電流発生回路の構成図である。

【図５】 この発明の他の実施例である過電圧を含んだ
避雷器の漏れ電流発生回路の構成図である。

【図６】 この発明の他の実施例である避雷器の漏れ電
流発生回路の構成を示すブロック図である。

【図７】 この発明による高調波分が現れないときの避
雷器の漏れ電流発生回路における模擬印加電圧、模擬抵
抗分電流、模擬容量分電流及び模擬漏れ電流波形を示す
図である。

【図８】 この発明による高調波分が現れるときの避雷
器の漏れ電流発生回路における模擬印加電圧、トリガ信
号、模擬抵抗分電流、模擬容量分電流及び模擬漏れ電流
波形を示す図である。

【図９】 従来の酸化亜鉛形避雷器の電気的等価回路で
あり、抵抗とコンデンサが並列接続された回路を示す図
である。

【図１０】 従来の酸化亜鉛形避雷器に印加電圧が印加
されたときの印加電圧、抵抗分電流、容量分電流及び漏
れ電流の商用周波のベクトル図である。

【図１１】 従来の酸化亜鉛形避雷器に印加電圧が印加
されたときの印加電圧、抵抗分電流、容量分電流及び漏
れ電流の波形を示す図である。

【図１２】 従来の酸化亜鉛形避雷器の避雷素子である
酸化亜鉛素子の電圧−抵抗分電流特性を示す図である。

【図１３】 従来の酸化亜鉛形避雷器漏れ電流検出装置
の原理を示すブロック図である。

【図１４】 従来の避雷器漏れ電流検出装置における印
加電圧、漏れ電流及び抵抗分電流波形を示す図である。

【符号の説明】

１ 模擬印加電圧発生回路、 １Ａ 正弦波電圧発生回
路、１Ａ１ 正弦波電圧、 １Ｂ 高調波電圧発生回路
、１Ｂ１ 高調波電圧、１Ｃ 高調波電圧加算回路、
１Ｄ 過電圧発生回路、１Ｅ 過電圧加算回路、 １
Ｄ１ 過電圧、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 模擬印加電
圧、２ 模擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路、２
ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 模擬抵抗分電流、３ 模擬印加
電圧−模擬容量分電流変換回路、３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄ 模擬容量分電流、 ４ 模擬漏れ電流出力回路、４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 模擬漏れ電流、５ 避雷器の模
擬漏れ電流発生回路、 ６ 比較手段、７ 避雷器漏れ
電流検出装置、 ７ａ 抵抗分電流

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 抵抗とコンデンサを並列接続した回路と
   電気的に等価に形成された避雷器に印加される印加電圧
   を模擬した模擬印加電圧を発生する模擬印加電圧発生回
   路と、上記模擬印加電圧発生回路から入力された信号か
   ら上記避雷器の抵抗分に流れる模擬抵抗分電流を得る模
   擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路と、上記模擬印加
   電圧発生回路から入力された信号から上記避雷器の容量
   分に流れる模擬容量分電流を得る模擬印加電圧−模擬容
   量分電流変換回路と、上記模擬抵抗分電流と上記模擬容
   量分電流から模擬漏れ電流を得る模擬漏れ電流出力回路
   と、避雷器漏れ電流検出装置に入力された上記模擬漏れ
   電流または上記模擬漏れ電流及び上記模擬印加電圧に基
   づいて得られた該避雷器漏れ電流検出装置の抵抗分電流
   と上記模擬抵抗分電流を比較する比較手段とを備えたこ
   とを特徴とする避雷器漏れ電流検出装置の検査装置。
2. 【請求項２】 抵抗とコンデンサを並列接続した回路と
   電気的に等価に形成された避雷器に印加される印加電圧
   を模擬した模擬印加電圧を発生する模擬印加電圧発生回
   路と、上記模擬印加電圧発生回路から入力された信号か
   ら上記避雷器の抵抗分に流れる模擬抵抗分電流を得る模
   擬印加電圧−模擬抵抗分電流変換回路と、上記模擬印加
   電圧発生回路から入力された信号から上記避雷器の容量
   分に流れる模擬容量分電流を得る模擬印加電圧−模擬容
   量分電流変換回路と、上記模擬抵抗分電流と上記模擬容
   量分電流から模擬漏れ電流を得る模擬漏れ電流出力回路
   とを備えたことを特徴とする避雷器の模擬漏れ電流発生
   回路。
3. 【請求項３】 模擬印加電圧発生回路は、正弦波電圧を
   発生する正弦波電圧発生回路と、高調波電圧を発生する
   高調波電圧発生回路と、上記正弦波電圧に上記高調波電
   圧を加算して避雷器に印加される模擬印加電圧を得る高
   調波電圧加算回路を備えたことを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の避雷器漏れ電流検出装置の検査装置又
   は避雷器の模擬漏れ電流発生回路。
4. 【請求項４】 模擬印加電圧発生回路は、正弦波電圧を
   発生する正弦波電圧発生回路と、過電圧を発生する過電
   圧発生回路と、上記正弦波電圧に上記過電圧を加算して
   避雷器に印加される模擬印加電圧を得る過電圧加算回路
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   避雷器漏れ電流検出装置の検査装置又は避雷器の模擬漏
   れ電流発生回路。
5. 【請求項５】 避雷器の避雷素子は非直線な抵抗特性を
   有する酸化亜鉛素子であることを特徴とする請求項１〜
   請求項４のいずれか一項記載の避雷器漏れ電流検出装置
   の検査装置又は避雷器の模擬漏れ電流発生回路。