JPH0417286A - 落雷検出報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、一般に落雷検出報知装置に関し、特に、落
雷の発生および避雷器の故障の発生を検出し、これらを
遠隔で報知する落雷検出報知装置に関する。

［従来の技術］ 送電線への落雷の発生および避雷器の故障の発生を検出
し、かつそれらを報知するため、従来から落雷検出報知
装置が送電線用鉄塔に設けられている。従来の装置では
、避雷器に流れる各サージ電流および故障電流をそれぞ
れ検出するため、２つの変流器（ＣＴ）が用いられてい
る。すなわち、落雷の発生により避雷器から接地に向か
って流れるサージ電流（数ｋＡないし数十ｋＡ）を検出
するための変流器と、避雷器の故障の発生によって流れ
る故障電流（数百Ａ）を検出するための変流器とが設け
られる。サージ電流を検出することにより、サージ電流
のピークの数を報知するため、電磁カウンタの駆動や目
印となる旗を表示するための火薬への着火を行ない、避
雷器の動作および故障を表示していた。

そのため、２つの電流の検出部と表示部とは、電線によ
り接続する必要があるため、互いに近接して配置する必
要がある。特に、電流検出部および表示部が一般に配置
される場所が送電線用鉄塔や変電所などのように非常に
誘導ノイズが発生しやすい場所であるため、ノイズによ
る誤動作を防ぐ目的から電流検出部と表示部とを所定の
距離以上前れて設けることができなかった。

これに加えて、前述のようにサージ電流と故障電流の値
の差が非常に大きいため、サージ電流検出用および故障
電流検出用の２つの変流器が必要となり、装置の設置に
要する費用が増大していた。

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、落雷検出報知装置において、電流検出部と報
知部との間の距離を増大させることを目的とする。また
、もう１つの目的は、落雷検出報知装置において、サー
ジ電流および故障電流を単一の電流検出手段により検出
することである。

［課題を解決するための手段］ 請求項１の発明に係る落雷検出報知装置は、落雷により
避雷器に流れるサージ電流と避雷器の故障により生じる
故障電流とを含む電流を検出する単一の電流検出手段と
、検出された電流をサージ電流成分と故障電流成分とに
分離する第１の分離手段と、分離された各サージ電流成
分および故障電流成分をそれぞれ整流する整流手段と、
整流された電流を加算する加算手段と、加算された電気
信号を光信号に変換する第１の変換手段と、変換された
光信号を受けるように接続され、変換された光信号に応
答して落雷の発生および避雷器の故障の発生を報知する
報知手段とを含む。

請求項２の発明に係る落雷検出報知装置は、落雷により
避雷器に流れるサージ電流と避雷器の故障により生じる
故障電流とを含む電流を受けるように接続された飽和型
変流器と、変流器の出力電流を光信号に変換する第１の
変換手段と、変換された光信号を受けるように接続され
、変換された光信号に応答して落雷の発生および避雷器
の故障の発生を報知する報知手段とを含む。飽和型変流
器の飽和電流レベルは、サージ電流の最大レベルと故障
レベルの最大レベルとの間に設定される。

請求項１または２の発明に係る落雷検出報知装置の報知
手段は、第１の変換手段によって変換された光信号を電
気信号に変換する第２の変換手段と、第２の変換手段に
よって変換された信号をサージ電流成分と故障電流成分
とに分離する第２の分離手段と、分離されたサージ電流
成分に応答して落雷の発生を判定する落雷判定手段と、
分離された故障電流成分に応答して避雷器の故障の発生
を判定する故障判定手段と、落雷判定手段および故障判
定手段によって判定された落雷の発生および避雷器の故
障の発生を表示する表示手段とを含む。

［作用］ この発明に係る落雷検出報知装置では、単一の電流検出
手段によって検出されたサージ電流成分および故障電流
成分を含む電流が、第１の分離手段によって分離される
。この２つの電流は整流手段によって整流された後、加
算手段により加算される。加算された電気信号は第１の
変換手段によって光信号に変換され、変換された光信号
が報知手段に送られる。このように、単一の電流検出手
段によってサージ電流成分および故障電流成分が検出さ
れ、これらが所定の処理の後光信号に変換されて報知手
段に送られるので、誘導ノイズによる影響を受けること
なしに電流検出部と報知部との間の距離を増大させるこ
とができる。

請求項２の発明における落雷検出報知装置では、単一の
飽和型変流器によりサージ電流および故障電流が検出さ
れる。変流器の飽和電流レベルがサージ電流の最大レベ
ルと故障電流の最大レベルとの間に設定されているので
、これら２つの電流信号を光信号に変換しかつ伝送する
のに可能な振幅レベルに変換される。変換された光信号
が報知手段に送られるので、電流検出部と報知部との間
の距離を増大させることができる。

［発明の実施例］ 第２図は、この発明に係る落雷検６報知装置の適用例を
示す概念図である。第２図を参照して、鉄塔６に碍子４
を介して送電線５が配設されている。この鉄塔６の上部
には、避雷器１が設けられる。避雷器１に流れる電流は
、変流器ＣＴにより検出され、検出された信号が検出装
置２に与えられる。検出装置２において、検出された信
号の内、落雷の発生によって生じるサージ電流の信号成
分と、避雷器の故障の発生を示す故障電流の信号成分と
について、所定の信号処理かなされる。処理された信号
は光信号に変換され、光ファイバ９を介して鉄塔６の下
部に設けられた表示装置３に光信号が伝送される。表示
装置３上では、落雷の発生および避雷器の故障の発生が
表示される。

第１図は、この発明に係る落雷検出報知装置の一実施例
を示す回路ブロック図である。第１図に示した装置は、
第２図に示した検出装置２として使用される。第１図を
参照して、この落雷検出報知装置は、避雷器に流れる電
流Ｉを検出する変流器ＣＴと、入力保護および感度調整
を行なうための入力保護部７と、変流器ＣＴにより検出
された信号のうちサージ電流成分と故障電流成分とに分
岐するパルストランス８と、故障電流成分を検出する故
障検出部２０と、サージ電流成分を検出するサージ検出
部３０と、光伝送のための発光ダイオードＬＥＤを駆動
するＬＥＤ駆動部４０とを含む。故障検出部２０は、抵
抗Ｒ１およびＲ２と、ツェナーダイオードＺＤＩおよび
ＺＤ２と、整流器Ｗ１とを含む。サージ検出部３０は整
流器Ｗ２と、抵抗Ｒ４とによって構成される。ＬＥＤ駆
動部４０は、加算器４１と、抵抗Ｒ３と、保護ダイオー
ドＤ１と発光ダイオードＬＥＤとを含む。

第３図は、第１図に示した落雷検出報知装置の動作を説
明するための波形図である。第１図および第３図を参照
して、次に動作について説明する。

変流器ＣＴによって検出された信号Ｓ１は、第３図（ａ
）に示すように、サージ電流成分Ｐと、故障電流成分Ｑ
とを含む。検出された信号Ｓ１は、入力保護部７を介し
てパルストランス８に与えられる。パルストランス８は
、故障電流成分を故障検出部２０に与え、サージ電流成
分をサージ検出部３０に与える。故障検出部２０では、
第３図（ｂ）に示すように、ツェナーダイオードＺＤＩ
およびＺＤ２により、サージ電流成分の波高値が短縮さ
れた信号Ｓ２が得られる（矢印Ｒ）。信号Ｓ２は整流器
Ｗ１によって整流され、第３図（ｄ）に示すような整流
された信号Ｓ４が加算器４１に与えられる。

一方、サージ検出部３０では、第３図（ａ）に示したサ
ージ電流成分Ｐが整流器Ｗ２により整流されるので、第
３図（Ｃ）に示した信号Ｓ３が得られる。この信号Ｓ３
も加算器４１に与えられる。

ＬＥＤ駆動部４０では、加算器４１が与えられた信号Ｓ
３およびＳ４を加算する。したがって、抵抗Ｒ３を介し
て第３図（ｅ）に示す信号Ｓ５が得られ、この信号Ｓ５
が発光ダイオードＬＥＤを駆動する。第３図（ｅ）から
れかるように、信号Ｓ５は各サージ電流成分および故障
電流成分に対応する信号成分ＳおよびＴを含んでおり、
これらの情報を含む光信号が第２図に示した表示装置３
に向けて伝送される。

このように、単一の変流器ＣＴによりサージ電流成分お
よび故障電流成分を含む信号Ｓ１を検出し、パルストラ
ンス８により各信号を分離するので、２つの変流器を設
ける必要がない。これに加えて、サージ電流成分および
故障電流成分を含む信号が光信号に変換されて表示装置
に伝送されるので、誘導性ノイズの発生しやすい送電線
用鉄塔付近または変電所などにおいても検出装置と表示
装置との間の距離を増大させることができる。

第４図は、この発明の別の実施例を示す落雷検出報知装
置の回路ブロック図である。第４図を参照して、第１図
に示した回路と比較して異なる点は、第１図に示したパ
ルストランス８が除かれ、それに代えて各故障検出部２
１およびサージ検出部３１において電流成分分離のため
のフィルタＦ１およびＦ２が設けられていることである
。故障検出部２１は、故障電流成分を通すローパスフィ
ルタＦ１と、利得制御器Ｇ１と、整流器Ｗ１とを含む。

サージ検出部３１は、サージ電流成分を通すバイパスフ
ィルタＦ２と、利得制御器Ｇ２と、整流器Ｗ２とを含む
。ローパスフィルタＦ１の遮断周波数は、商用周波数が
５０ないし６０Ｈｚであるので、１２０ないし１３０Ｈ
ｚに設定される。

バイパスフィルタＦ２の遮断周波数は、１２０ないし１
８０Ｈｚに設定される。ＬＥＤ駆動部４０は、第１図に
示した回路４０と同様の回路構成を有し、同様に動作す
る。

第５図は、第４図に示した落雷検出報知装置の動作を説
明するための波形図である。第４図および第５図を参照
して、次に動作について説明する。

変流器ＣＴによって検出された信号Ｓｌ（第５図（ａ）
）は、各ローパスフィルタＦ１およびバイパスフィルタ
Ｆ２に与えられる。したがって、故障検出部２１におい
て、ローパスフィルタＦ１および利得制御機Ｇ１を介し
て、第５図（ｂ）に示すような故障電流成分を示す信号
Ｓ６が得られる。

この信号Ｓ６は整流器Ｗ１により整流され、第５図（ｄ
）に示す信号Ｓ８が得られる。他方、サージ検出部３１
において、サージ電流成分を示す信号Ｓ７が得られ、こ
の信号Ｓ７が加算器４１に与えられる。第１図に示した
回路と同様に、ＬＥＤ駆動部４０において２つの信号Ｓ
７およびＳ８か加算され、加算された信号が光信号に変
換されて伝送される。

第６図は、この発明のさらに別の実施例を示す落雷検出
報知装置の回路ブロック図である。第６図を参照して、
避雷器を流れる電流Ｉを検出するための飽和型変流器Ｓ
ＣＴと、入力保護部７と、整流部５０と、ＬＥＤ駆動部
６０とを含む。第６図に示した実施例では、先に述べた
２つの実施例とは異なり、変流器によって検出された信
号をサージ電流成分と故障電流成分とに分離することな
く光信号への変換処理を行なっている。すなわち、変流
器として飽和型変流器ＳＣＴが用いられているので、検
出された信号のうちサージ電流成分の最大レベルが短縮
される。したがって、２つの電流成分に分離することな
く光信号への変換を実現することができる。

第７図は、第６図に示した落雷検出報知装置の動作を説
明するための波形図である。第６図および第７図を参照
して、次に動作について説明する。

避雷器を流れる電流■は、第７図（ａ）に示したサージ
電流Ｕおよび故障電流Ｖを含んでいる。しかしながら、
飽和型変流器ＳＣＴが用いられているので、変流器ＳＣ
Ｔにより検出された信号Ｓ１１は第７図（ｂ）に示した
波形となる。すなわち、サージ電流に相当する信号成分
の最大波高値が減少されている。その結果、整流部５０
においてこの信号Ｓｌｌが整流され、第７図（ｃ）に示
した信号Ｓ１２が得られる。この信号Ｓ１２により発光
ダイオードＬＥＤが駆動され、光変換された信号が伝送
される。

この実施例においても単一の飽和型変流器ＳＣＫが用い
られ、これに加えて、分離処理を必要としないので回路
構成が簡単化されていることが指摘される。

第８図は、第１図に示した表示装置３の一例を示す回路
ブロック図である。第８図を参照して、この表示装置は
、光電変換部７０と、故障電流を検出する故障検出部８
０と、サージ電流を検出するサージ検出部９０とを含む
。光電変換部７０は、伝送されてきた光信号を電気信号
に変換する光検出器ＰＤと、電源Ｖｃｃと接地との間に
直列に接続されたｎｐｎ　）ランジスタ、抵抗７２およ
び７３とを含む。故障検出１８０は、増幅器８１と、波
形整形回路８２と、故障判定回路８３と、ドライバ８４
と、故障表示器８５とを含む。サージ検出部９０は、波
形整形回路９１と、サージ判定回路９２と、ドライバ９
３と、サージカウンタ９４とを含む。

動作において、光検出器ＰＤにより検出された信号がｎ
ｐｎ　トランジスタ７１のベースに与えられる。その結
果、抵抗７２の一方端から故障電流成分が故障検出部８
０に与えられ、抵抗７２の他方端からサージ電流成分が
サージ検出部９０に与えられる。故障検出部８０では、
増幅器８１による故障電流成分が増幅された後、波形整
形回路８２により波形整形される。故障判定回路８３で
は、故障電流成分のレベルが所定のレベルを超えるか否
かを判定することにより、避雷器において故障が発生し
ているか否かが判定される。判定結果は、ドライバ８４
に与えられ、故障表示器８５が駆動される。

一方、サージ検出部９０ではサージ電流成分が波形整形
回路９１により波形整形され、サージ判定回路９２に与
えられる。サージ判定回路９２では、サージ電流成分が
所定のレベルを超えるか否かを判定することにより、サ
ージ電流の発生が検出される。検出結果を示す信号がド
ライバ９３に与えられ、サージカウンタ９４が駆動され
る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、単一の電流検出手段
によって検出された電流信号をサージ電流成分と故障電
流成分とに分離し、各分離された電気信号成分を整流し
加算し光信号に変換したので、電流検出部と報知部との
間の距離を増大させることのできる落雷検出報知装置が
得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す落雷検出報知装置
の回路ブロック図である。第２図は、この発明に係る落
雷検出報知装置の適用例を示す概念図である。第３図は
、第１図に示した落雷検出報知装置の動作を説明するた
めの波形図である。 第４図は、この発明の別の実施例を示す落雷検出報知装
置の回路ブロック図である。第５図は、第４図に示した
落雷検出報知装置の動作を説明するための波形図である
。第６図は、この発明のさらに別の実施例を示す落雷検
出報知装置の回路ブロック図である。第７図は、第６図
に示した落雷検出報知装置の動作を説明するための波形
図である。 第８図は、第１図に示した表示装置の例を示す回路ブロ
ック図である。 図において、１は避雷器、２は検出装置、３は表示装置
、２０．２１は故障検出部、３０．３１はサージ検出部
、４０はＬＥＤ駆動部、ＣＴは変流器、ＳＣＴは飽和型
変流器、ＺＤＩ、ＺＤ２はツェナーダイオード、Ｆｌは
ローパスフィルタ、Ｆ２はバイパスフィルタである。 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）避雷器と、 落雷の発生によって前記避雷器に流れる電流を検出する
   単一の電流検出手段とを含み、 前記避雷器に流れる電流は、落雷により生じるサージ電
   流と前記避雷器の故障により生じる故障電流とを含み、 前記電流検出手段によって検出された電流をサージ電流
   成分と故障電流成分とに分離する第１の分離手段と、 前記第１の分離手段によって分離された各サージ電流成
   分および故障電流成分をそれぞれ整流する整流手段と、 前記整流手段によって整流された電流を加算する加算手
   段と、 前記加算手段によって加算された電気信号を光信号に変
   換する第１の変換手段と、 前記第１の変換手段によって変換された光信号を受ける
   ように接続され、変換された光信号に応答して落雷の発
   生および避雷器の故障の発生を報知する報知手段とを含
   む、落雷検出報知装置。
2. （２）避雷器と、 前記避雷器に流れる電流を受けるように接続された飽和
   型変流器とを含み、 前記避雷器に流れる電流は、落雷により生じるサージ電
   流と前記避雷器の故障により生じる故障電流とを含み、 前記変流器の飽和電流レベルは、前記サージ電流の最大
   レベルと前記故障電流の最大レベルとの間に設定され、 前記変流器の出力電流信号を光信号に変換する第１の変
   換手段と、 前記変換手段によって変換された光信号を受けるように
   接続され、変換された光信号に応答して落雷の発生およ
   び避雷器の故障の発生を報知する報知手段とを含む、落
   雷検出報知装置。
3. （３）前記報知手段は、 前記第１の変換手段によって変換された光信号を受ける
   ように接続され、その光信号を電気信号に変換する第２
   の変換手段と、 前記第２の変換手段によって変換された信号をサージ電
   流成分と故障電流成分とに分離する第２の分離手段と、 前記第２の分離手段によって分離されたサージ電流成分
   に応答して、落雷の発生を判定する落雷判定手段と、 前記第２の分離手段によって分離された故障電流成分に
   応答して、避雷器の故障の発生を判定する故障判定手段
   と、 前記落雷判定手段および前記故障判定手段によって判定
   された落雷の発生および避雷器の故障の発生を表示する
   表示手段とを含む、請求項１または２のいずれかに記載
   の落雷検出報知装置。