JPH0535339Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 （産業上の利用分野） 本考案は、送電鉄塔等の閃絡検出対象物に閃絡
電流が流れたことを報知するのに好適な閃絡表示
器に関する。

（従来の技術） 従来から、閃絡表示器としては、閃絡電流によ
つて磁界中に配置された検出コイルで誘導電圧を
検出し、この検出に応答して火薬を爆発させ、そ
の爆発により閃絡を報知するための閃絡標識を垂
れ下がらせるようにしたものがある。

この閃絡標識を垂れ下がらせて閃絡の有無を報
知するものにあつては、一旦火薬を爆発させて閃
絡標識を垂れ下がらせると、二度とは使用できな
い構成であるので、火薬及び閃絡標識をいちいち
交換してセツトしなおす必要があり、また、火薬
には耐用年数があるので、定期的に新しい火薬に
交換する必要もあり、鉄塔高所に閃絡表示器を設
けたものでは、そのため、その都度高い鉄塔に登
らなければならず、多大な費用と手間がかかると
いう問題点、さらに、火薬は湿り気により爆発し
ない場合が生じるので、信頼性に欠けるという問
題点がある。

そこで、近年では、火薬を爆発させて閃絡標識
を垂れ下がらせるものに代えて、電流が供給され
ると電気化学反応により色変化するエレクトロ・
クロミツク表示体（以下、ECD表示体という）
の使用が提案されている。

このものでは、誘導電圧の検出に応答して、
ECD表示体を着色させるための着色電流を供給
する着色電流供給手段を作動させ、ECD表示体
に印加された電圧が一定電圧に達すると、その着
色電流供給手段の作動を停止させる構成となつて
おり、ECD表示体は一旦着色されると、その着
色濃度を一定に保持するので、巡視員はその
ECD表示体が着色されているか否かを視認する
ことにより、、閃絡の有無を確認できる。

（考案が解決しようとする問題点） しかし、そのECD表示体を用いて閃絡の有無
を検出する閃絡表示器は、鉄塔に流れる閃絡電流
を電磁誘導作用により検出するもので、検出コイ
ルに誘起された誘導電圧が一定電圧以上のとき
に、着色電流供給手段を駆動して着色を開始させ
る構成であり、鉄塔脚にはその鉄塔に雷が直撃し
たときに流れる直撃雷電流、落雷による隣接鉄塔
の架空地線からの分岐電流、その鉄塔の碍子の劣
化に関係する続流としての閃絡電流（以下、直撃
雷電流、分岐電流、閃絡電流を含めて雷電流とい
う）が流れるのであるが、従来の閃絡表示器で
は、直撃雷電流、分岐電流、閃絡電流を含めて雷
電流の電流値が所定以上のときに着色を開始する
ことになり、その鉄塔の碍子の劣化に関係する続
流としての閃絡電流と分岐電流、雷直撃電流とを
区別することができないという問題点がある。

また、従来の着色電流供給手段は、ECD表示
体の過着色を防止するため、着色電流供給手段開
始後、ECD表示体の両端に発生する電圧が一定
値に達したときに、着色電流の供給を停止する構
成となつている。

しかしながら、ECD表示体は第６図に示すよ
うに温度が低いときには一定の着色電流の注入に
対して短時間のうちにそのECD表示体の両端の
発生電圧が飽和し、温度が高くなるに伴つて
ECD表示体の両端の発生電圧が飽和に達するま
での時間が延びるという電圧温度特性を有してお
り、着色電流の供給を停止させるための着色停止
電圧V_cを定めると、たとえば、温度T₁、T₂、T₃
がT₁＞T₂＞T₃のときには、着色電流の供給を開
始してから着色電流の供給を停止するまでの通電
期間がt₁＞t₂＞t₃の如くにバラツキを生じること
により、ECD表示体の着色濃度は注入電荷量に
比例するので、着色電流を定電流により供給する
従来のものにあつては、温度変化による通電期間
のバラツキに基づいてECD表示体の着色濃度が
異なるという問題点がある。

また、温度変化による通電期間のバラツキに基
づいてECD表示体の着色濃度が異なる不具合を
解消するために、第７図に示すように、環境温度
をサーミスタを用いて検出し、着色停止電圧V_c
を温度変化に基づいて自動的に変化させ、ECD
表示体への通電期間を一定に保つようにした温度
補償型のものも開発されている。この第７図は、
T₁〜T₂の範囲で通電期間を一定値T_c1に保つべ
く、着色停止電圧V_cをV_c1〜V_c2の範囲で変化さ
せるようにしている。しかし、温度補償型のもの
は、温度補償範囲に限界があり、たとえば、温度
T₂よりも低温の温度T₃にまでに渡つて温度補償
しようとしても発生電圧が短時間で飽和するた
め、発生電圧が飽和に達する前に着色停止電圧
V_cを設定すると、通電期間をたとえばt_c2で示す
ように短縮せざるを得なくなり、ECD表示体の
着色濃度が薄くなることを否めないという問題点
がある。

そこで、本考案は、鉄塔の碍子の劣化に関係す
る閃絡電流成分を他の雷電流と区別して取り出
し、その閃絡電流成分に基づいて閃絡の表示をで
きるようにすると共に、温度変化に起因する着色
濃度のバラツキを抑制することのできる閃絡表示
器を提供することを目的とする。

考案の構成 （問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の目的を達成するために、閃絡
検出対象物に流れた雷電流の中から閃絡電流成分
を抽出して検出する閃絡電流検出手段と、前記閃
絡電流成分の検出に応答してエレクトロ・クロミ
ツク表示体に色変化を与えるための着色電流を該
エレクトロ・クロミツク表示体に供給する着色電
流供給手段と、色変化を受けたエレクトロ・クロ
ミツク表示体を色変化前の状態に復帰させる消色
電流を前記エレクトロ・クロミツク表示体に供給
する消色電流供給手段と、前記消色電流供給手段
を動作させる指令信号を与える指令信号付与手段
とを備え、 前記閃絡電流検出手段には、前記閃絡電流成分
を通過させるフイルター手段を設け、前記着色電
流供給手段には、閃絡電流検出手段からの出力を
受けて定電流を所定時間の間着色電流としてエレ
クトロ・クロミツク表示体に供給するタイマー手
段を設けたところにある。

（作用） このものによれば、鉄塔に雷電流が流れると、
閃絡電流検出手段によつて碍子の劣化に関係する
閃絡電流成分が取り出される。この閃絡電流成分
に基づいてタイマー手段が駆動され、ECD表示
体に着色電流として定電流が供給される。ECD
表示体はこの定電流の注入によつて色変化を受け
る。そして、一定時間経過すると、タイマー手段
によつてその定電流の供給が停止され、ECD表
示体は色変化後の色を保持する。

（実施例） 以下、本考案に係る閃絡表示器の実施例を図面
に基づいて説明する。

第１図は本考案に係る閃絡表示器の要部回路図
であり、この第１図において、１は閃絡電流検出
手段、２は着色電流供給手段、３は消色電流供給
手段である。閃絡電流検出手段１は、検出コイル
装置４、保護回路５、積分回路６、RC積分回路
７、ローパスフイルター８、整流回路９から概略
構成されている。検出コイル装置４には、ここで
は、第２図に示す外観を有する通常の電源用小型
変圧器を用いる。この電源用小型変圧器を検出コ
イル装置４として用いたのは、商用周波数50Hz又
は60Hzのみに適応し、その商用周波数に対して損
失が少なく製作されており、閃絡電流成分を検出
するうえで好ましいからである。

この検出コイル装置４は、鉄塔脚１０に第３図
に示すように、絶縁ケース１１、止め金具１２を
介してボルト１３により取付けられている。その
検出コイル装置４のコイル１４は、鉄塔脚１０に
流れる雷電流Ａによつて生じる磁束Ｈに対して鎖
交するように配置されている。第４図はそのコイ
ル１４と鉄塔脚１０に流れる雷電流Ａと磁束Ｈと
の関係を示すもので、磁束Ｈは紙面に対して直交
する方向に生じている。なお、１５は鉄心であ
る。鉄塔脚１０に上から下に向かつて雷電流Ａが
流れると、第５図に示すように鉄塔脚１０を取り
まくように磁束Ｈが発生するので、その検出コイ
ル１４を図に示すように磁束Ｈに鎖交するように
配置すればよく、検出コイル装置４の取付けは、
第３図、第４図に示す実施例に限るものではな
い。

雷電流Ａに基づいて検出コイル装置４に生じた
検出電流は、保護回路５に入力される。この保護
回路５は雷電流に基づく非常に急峻な大電流成分
を含む検出電流によつて後段の電子回路が破壊さ
れるのを防止するためのもので、この保護回路４
にはダイオード、サージ成分吸収材料が用いられ
ている。検出電流はその急峻な大電流成分を除去
された後、積分回路６に入力される。この積分回
路６には高域遮断周波数が40Hzで利得20dBの演
算増幅器が用いられている。積分回路６は閃絡電
流成分を概略抽出する機能を有する。

雷電流に基づく検出電流は、その積分回路６に
より閃絡電流成分を概略抽出された後、RC積分
回路７に入力される。RC積分回路７は1.8msec
の時定数を有している。雷電流に基づく検出電流
は、保護回路５、積分回路６を通過させたとして
も依然として相当高い電圧成分、浮遊容量による
リンギングに基づく高周波成分が最初の短期間の
間にあるので、このRC積分回路７によつて浮遊
容量によるリンギングに基づく高周波成分、高い
電圧成分を除去するのである。RC積分回路７の
時定数はこれを大きく設定すると、不要分の除去
に対しての効果は上昇するが、検出すべき閃絡電
流成分がカツトされることになり、検出感度が鈍
くなるので閃絡電流成分の一周期（60Hz、約
17msec）の約1/10に設定したが、これに限るも
のではなく、閃絡電流成分が長く持続する場合に
は時定数を大きく設定してもよいし、逆の場合に
は小さく設定してもよい。

検出電流は、RC積分回路７を通過した後、バ
ターワース型のローパスフイルター８に入力され
る。このローパスフイルター８には、高域遮断周
波数が60Hzの演算増幅器を用いてあり、閃絡電流
成分のみを抽出する機能を有する。このローパス
フイルター８の出力は、整流回路９に入力され
る。この整流回路９は、ダイオードと利得を有す
る演算増幅器とを組み合わせたものを用い、半波
整流、全波整流のいずれであつてもよい。

着色電流供給手段２は、着色タイマー開始信号
発生回路１７と、着色タイマー回路１８と、定電
流駆動用トランジスタ１９を有する。消色電流供
給手段３は、消色指令手段２０と、消色タイマー
開始信号発生回路２１と、消色タイマー回路２２
と、スイツチ切り換え用トランジスタ２３とを有
する。２４はECD表示体である。ECD表示体２
４の両端にはスイツチ２５，２６が接続されてお
り、スイツチ切り換え用トランジスタ２３のコレ
クタ側にはリレー２７が設けられていて、リレー
２７に通電されるとスイツチ２５が端子２５ａへ
の接続側から端子２５ｂへの接続側に切り替わる
と共に、スイツチ２６が端子２６ａへの接続側か
ら端子２６ｂへの接続側に切り替わり、着色、消
色の切り換えが行われるものである。なお、２８
はそのリレー２７に並列に接続されたダイオード
であり、リレー２７の励磁コイルに発生する異常
電圧を防止するためのものである。

着色電流供給手段２、消色電流供給手段３は電
源投入時にリセツトされるもので、着色電流供給
手段２と消色電流供給手段３とには電源投入時リ
セツト信号発生回路２９が接続されている。３０
はその電源回路であり、この電源回路３０は太陽
電池３１と二次電池３２とから構成され、太陽電
池３１により二次電池３２をフローテイング充電
する構造となつており、３３は逆流防止用ダイオ
ードである。

電源投入時リセツト信号発生回路２９は、電源
回路３０をオンするとリセツト信号を、着色タイ
マー開始信号発生回路１７、着色タイマー回路１
８、消色タイマー回路２２に向かつて出力する。
着色タイマー開始信号発生回路１７は、Ｄフリツ
プフロツプから構成されており、リセツト信号に
よつてそのＱ端子の出力がローレベルとなり、そ
のCP端子に整流回路９からの出力の立上りが入
力されると、そのＱ端子の出力がハイレベルとな
るように初期設定される。着色タイマー回路１８
は、リセツト信号が入力されると、計時動作中で
あつてもその計時内容がクリアされ、その端子Ａ
からタイマー開始信号が入力されるまで計時を行
なわず、計時待機状態となる。消色タイマー回路
２２も、リセツト信号が入力されると、計時動作
中であつてもその計時内容がクリアされ、その端
子Ｓからタイマー開始信号が入力されるまで計時
を行なわず、計時待機状態となる。

次に、詳細な回路構成を補充しつつこの閃絡表
示器の作用を説明する。

着色タイマー開始信号発生回路１７に直流に変
換された閃絡電流成分が印加され、着色タイマー
開始信号発生回路１７のCP端子の電圧が所定電
圧以上に上昇すると、その端子Ｑがハイレベルと
なり、着色タイマー開始信号が出力される。着色
タイマー回路１８はその着色タイマー開始信号に
より駆動されて動作を開始し、抵抗器R₁の抵抗
値R₁′とコンデンサC₁の容量値C₁′の積R₁′×C₁′
の時定数によつて定められた時間の間、そのＱ端
子の出力がハイレベルとなる。そのＱ端子の出力
がハイレベルとなると、抵抗器R₃を介してECD
表示体２４を駆動するための定電流駆動トランジ
スタ１９がオンされ、定電流を加減するための可
変抵抗器R₄、逆流防止用のダイオード３４を通
つて電源回路３０から定電流がECD表示体２４
に供給され、これによつてECD表示体２４が着
色される。なお、抵抗器R₁には可変抵抗器が用
いられており、着色濃度を調節するため、この可
変抵抗器を操作することによつて定電流駆動トラ
ンジスタ１９の駆動時間を変更することができる
ようになつている。また、逆流防止用ダイオード
３４は、着色電流供給停止後、ECD表示体２４
の両端に発生した電圧によりそのECD表示体２
４の電荷がベース、エミツタを通つて着色タイマ
ー回路１８に逆流するのを防止する機能を有す
る。

この着色電流供給手段２によれば、閃絡電流成
分そのものに基づいて着色が開始されるから、碍
子の劣化に関係する閃絡電流とその他の雷電流と
を区別できることになる。また、着色電流を定電
流で所定時間の間供給するものであるから、通電
期間のバラツキによる着色濃度のバラツキも抑制
できる。

次に、消色の場合を説明する。

閃絡電流成分が印加され、着色タイマー開始信
号発生回路１７のＱ端子の出力がハイレベルにな
ると、抵抗器R₆を介して電源供給用トランジス
タ３５がオンされ、光電気変換器３６に電源電圧
が供給されると共に、消色タイマー開始信号発生
回路２１がリセツトされる。消色タイマー開始信
号発生回路２１は着色タイマー開始信号発生回路
１７と同様にＤフリツプフロツプから構成されて
いる。光電気変換器３６に電源電圧が供給される
と、光電気変換器３６は光フアイバー３７を介し
て伝送される消色指令信号としての光信号を受信
可能となる。

巡視員は、ECD表示体２４が着色されている
ことを確認した後、図示を略す消色指令信号操作
手段を操作する。すると、光フアイバー３７を介
して消色指令信号としての光信号が光電気変換器
３６に受信され、電気信号に変換されて消色タイ
マー開始信号発生回路２１のＳ端子に入力され
る。消色タイマー回路２２は、消色タイマー開始
信号発生回路２１のＱ端子がハイレベルになる
と、動作を開始する。その消色タイマー回路２２
は抵抗器R₂の抵抗値R₂′とコンデンサC₂の容量値
C₂′の積R₂′×C₂′の時定数によつて定められた時
間の間、そのＱ端子の出力がハイレベルとなり、
その出力がスイツチ切り換え用トランジスタ２３
に抵抗器R₅を介して印加される。スイツチ切り
換え用トランジスタ２３は、そのＱ端子の出力が
ハイレベルの間駆動され、リレー２７に通電され
てスイツチ２５，２６が切り換えられる。これに
よつて、電源回路３０から抵抗器R₇を介して
ECD表示体２４に着色電流と逆方向の消色電流
が供給されて、ECD表示体２４が消色される。
なお、抵抗器R₇は消色電流制限用抵抗として機
能する。また、消色タイマー回路２２のＱ端子が
ハイレベルになると、その出力がダイオード３８
を介してリセツト信号として着色タイマー開始信
号発生回路１７に入力され、着色タイマー開始信
号発生回路１７はインターロツクされて待機状態
となる。これは、消色されないうちに次の閃絡電
流に基づいて、着色が開始され、ECD表示体２
４が破壊されるのを防止するためである。

考案の効果 本考案に係る閃絡表示器は、以上説明したよう
に、雷電流に基づく検出電流の中から閃絡電流成
分を抽出して、これに基づいてエレクトロ・クロ
ミツク表示体を着色させる構成としたから、碍子
の劣化に関係する閃絡電流があつたことを確実に
表示できるという効果を奏し、送電鉄塔に取付け
た場合にその実用的価値が飛躍的に向上する。

また、定電流で一定時間着色させるものである
から、温度変化に起因する通電期間のバラツキに
基づく着色濃度のバラツキも抑制でき、とくに低
温領域での使用特性が向上するから、山岳地帯に
構築される送電鉄塔に取付ける場合にも実用上使
用に耐え得るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る閃絡表示器の要部回路
図、第２図は本考案に係る検出コイル装置の外観
図、第３図、第４図は本考案に係る検出コイル装
置の鉄塔脚への取付け状態を示す図、第５図は鉄
塔脚に雷電流が流れたときの磁束の発生状態を示
す図、第６図、第７図は従来の閃絡表示器の不具
合を説明するための図である。 １……閃絡電流検出手段、２……着色電流供給
手段、３……消色電流供給手段、８……ローパス
フイルター、１７……着色タイマー開始信号発生
回路、１８……着色タイマー回路、１９……定電
流駆動トランジスタ、２４……ECD表示体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 閃絡検出対象物に流れた雷電流の中から閃絡電
   流成分を検出する閃絡電流検出手段と、前記閃絡
   電流成分の検出に応答してエレクトロ・クロミツ
   ク表示体に色変化を与えるための着色電流を該エ
   レクトロ・クロミツク表示体に供給する着色電流
   供給手段と、色変化を受けたエレクトロ・クロミ
   ツク表示体を色変化前の状態に復帰させる消色電
   流を前記エレクトロ・クロミツク表示体に供給す
   る消色電流供給手段と、前記消色電流供給手段を
   動作させる指令信号を与える指令信号付与手段と
   を備え、 前記閃絡電流検出手段には、前記閃絡電流成分
   を通過させるフイルター手段が設けられ、前記着
   色電流供給手段には、定電流を所定時間の間前記
   着色電流として前記エレクトロ・クロミツク表示
   体に供給するタイマー手段が設けられていること
   を特徴とする閃絡表示器。