JPH0632256B2 - 避雷器の漏れ電流測定方法 - Google Patents
避雷器の漏れ電流測定方法Info
- Publication number
- JPH0632256B2 JPH0632256B2 JP31714687A JP31714687A JPH0632256B2 JP H0632256 B2 JPH0632256 B2 JP H0632256B2 JP 31714687 A JP31714687 A JP 31714687A JP 31714687 A JP31714687 A JP 31714687A JP H0632256 B2 JPH0632256 B2 JP H0632256B2
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- Japan
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- leakage current
- fundamental wave
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- measuring
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、たとえば酸化亜鉛などを主成分とする非直
線性抵抗体を用いて構成した避雷器の前記抵抗体の劣化
の有無もしくは劣化の程度を判定するため、常時の運転
電圧のもとにこの抵抗体を通過する，いわゆる漏れ電流
を精度よく測定するための測定方法に関する。
線性抵抗体を用いて構成した避雷器の前記抵抗体の劣化
の有無もしくは劣化の程度を判定するため、常時の運転
電圧のもとにこの抵抗体を通過する，いわゆる漏れ電流
を精度よく測定するための測定方法に関する。
酸化亜鉛などを主成分とした，非直線性の強い抵抗体を
用いることにより直列ギャップが省略された避雷器の等
価回路は、第２図に示すように、非直線性抵抗Ｒと、抵
抗体自体の静電容量を含む避雷器の静電容量Ｃとが並列
接続されたものとみなすことができる。従って避雷器の
接地線に流れる電流iOは非直線性抵抗Ｒを流れる抵抗分
漏れ電流iRと静電容量Ｃを流れる静電容量分電流iCとが
合成された電流となる。
用いることにより直列ギャップが省略された避雷器の等
価回路は、第２図に示すように、非直線性抵抗Ｒと、抵
抗体自体の静電容量を含む避雷器の静電容量Ｃとが並列
接続されたものとみなすことができる。従って避雷器の
接地線に流れる電流iOは非直線性抵抗Ｒを流れる抵抗分
漏れ電流iRと静電容量Ｃを流れる静電容量分電流iCとが
合成された電流となる。
このうち、抵抗分漏れ電流iRは抵抗体の劣化の有無もし
くは劣化の程度を判定するのに重要であるため、従来か
ら、全漏れ電流iOから抵抗分漏れ電流iRを分離して測定
する種々の方法が考案されている。一例をあげれば、避
雷器と並列にコンデンサを接続し、抵抗体が劣化してい
ない状態では避雷器の静電容量分電流iCが抵抗分漏れ電
流iRよりもはるかに大きく従って全漏れ電流iOは実質的
に静電容量分電流iCに等しくなることを利用して、前記
並列に接続されたコンデンサを流れる電流が全漏れ電流
iOと等しくなるようにコンデンサ容量を調整した上で、
全漏れ電流と前記並列コンデンサを流れる電流との差電
流が得られる２次回路を構成して両電流の位相差に基づ
く抵抗分漏れ電流を得るものである。また、この方法に
よれば、抵抗体が劣化していても劣化の程度が小さけれ
ば、比較的良好な近似で抵抗分漏れ電流を求めることが
できる。
くは劣化の程度を判定するのに重要であるため、従来か
ら、全漏れ電流iOから抵抗分漏れ電流iRを分離して測定
する種々の方法が考案されている。一例をあげれば、避
雷器と並列にコンデンサを接続し、抵抗体が劣化してい
ない状態では避雷器の静電容量分電流iCが抵抗分漏れ電
流iRよりもはるかに大きく従って全漏れ電流iOは実質的
に静電容量分電流iCに等しくなることを利用して、前記
並列に接続されたコンデンサを流れる電流が全漏れ電流
iOと等しくなるようにコンデンサ容量を調整した上で、
全漏れ電流と前記並列コンデンサを流れる電流との差電
流が得られる２次回路を構成して両電流の位相差に基づ
く抵抗分漏れ電流を得るものである。また、この方法に
よれば、抵抗体が劣化していても劣化の程度が小さけれ
ば、比較的良好な近似で抵抗分漏れ電流を求めることが
できる。
また、上記の例によるコンデンサの代わりに計器用変圧
器を避雷器に並列に接続するとともに計器用変圧器の低
圧側にコンデンサを接続し、以下上記例と同様にして抵
抗分漏れ電流を得ることもできる。
器を避雷器に並列に接続するとともに計器用変圧器の低
圧側にコンデンサを接続し、以下上記例と同様にして抵
抗分漏れ電流を得ることもできる。
さらに、特開昭61−78086号公報に開示されているよう
に、全漏れ電流iOのピーク値位置を検出し、この位置か
ら90゜ずれた位置における電流瞬時値を抵抗分漏れ電流
として測定する方法もある。
に、全漏れ電流iOのピーク値位置を検出し、この位置か
ら90゜ずれた位置における電流瞬時値を抵抗分漏れ電流
として測定する方法もある。
前記従来の測定方法のうち、避雷器と並列にコンデンサ
や計器用変圧器を接続する方法では、並列に接続される
コンデンサや計器用変圧器が高圧線路に接続される機器
故に高価となり、また既存の設備で避雷器と並列にコン
デンサや計器用変圧器が接続されていない場合には、こ
の方法の適用は困難である。
や計器用変圧器を接続する方法では、並列に接続される
コンデンサや計器用変圧器が高圧線路に接続される機器
故に高価となり、また既存の設備で避雷器と並列にコン
デンサや計器用変圧器が接続されていない場合には、こ
の方法の適用は困難である。
また、特開昭61−78086号公報による測定方法では抵抗
分漏れ電流iRが全漏れ電流iOに比し十分に小さい場合す
なわち劣化が進行していない場合には有効であるが、抵
抗分漏れ電流iRが大きい場合には、全漏れ電流iOのピー
ク値位置と抵抗分漏れ電流iRのピーク値位置との位相差
は90゜より小さくなるため、抵抗分漏れ電流を十分な精
度で測定することができないという問題点がある。
分漏れ電流iRが全漏れ電流iOに比し十分に小さい場合す
なわち劣化が進行していない場合には有効であるが、抵
抗分漏れ電流iRが大きい場合には、全漏れ電流iOのピー
ク値位置と抵抗分漏れ電流iRのピーク値位置との位相差
は90゜より小さくなるため、抵抗分漏れ電流を十分な精
度で測定することができないという問題点がある。
この発明の目的は、高価なコンデンサや計器用変圧器を
必要とせず、避雷器の全漏れ電流iOのみの測定により抵
抗分漏れ電流を簡易にかつ精度よく測定することのでき
る測定方法を提供することである。
必要とせず、避雷器の全漏れ電流iOのみの測定により抵
抗分漏れ電流を簡易にかつ精度よく測定することのでき
る測定方法を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明によれば、非直線
性抵抗体を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏
れ電流を基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、
前記分離された基本波波形の適宜に着目された零点位置
とこの零点位置以降に存在する，前記高調波中の最小次
数高調波の零点位置であって該零点を通過する波形の傾
斜方向が前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対と
なる零点位置との間で求められる複数の位相差中の最小
位相差として基本波の電気角の尺度で求めるとともに、
この位相差と前記分離された基本のピーク値とから抵抗
分漏れ電流を測定するものとする。
性抵抗体を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏
れ電流を基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、
前記分離された基本波波形の適宜に着目された零点位置
とこの零点位置以降に存在する，前記高調波中の最小次
数高調波の零点位置であって該零点を通過する波形の傾
斜方向が前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対と
なる零点位置との間で求められる複数の位相差中の最小
位相差として基本波の電気角の尺度で求めるとともに、
この位相差と前記分離された基本のピーク値とから抵抗
分漏れ電流を測定するものとする。
本発明は、避雷器を構成する抵抗体の有する非直線特性
のため、抵抗分漏れ電流の半周期の波形が中央部に高い
ピーク値を有し、両裾野に向かって対称にかつ急速に減
衰する波形を有することに着目したものである。以下に
本発明による測定方法の原理につき説明する。
のため、抵抗分漏れ電流の半周期の波形が中央部に高い
ピーク値を有し、両裾野に向かって対称にかつ急速に減
衰する波形を有することに着目したものである。以下に
本発明による測定方法の原理につき説明する。
抵抗分漏れ電流iRは、上述のように、その半周期の波形
が、中央部において高いピーク値を有し、このピーク値
から両裾野に向かって対称にかつ急速に減衰する波形を
有するから、基本波成分のほかに奇数次の高調波分を多
く含んでいる。各次数成分のピーク値をそれぞれＲ1,Ｒ
3,Ｒ5,…………とすると、iRは次式で表すことができ
る。
が、中央部において高いピーク値を有し、このピーク値
から両裾野に向かって対称にかつ急速に減衰する波形を
有するから、基本波成分のほかに奇数次の高調波分を多
く含んでいる。各次数成分のピーク値をそれぞれＲ1,Ｒ
3,Ｒ5,…………とすると、iRは次式で表すことができ
る。
iR＝Ｒ1 sin ωt＋Ｒ3 sin ３ωt＋ Ｒ5 sin ５ωｔ＋ ……………(1) 一方、静電容量分電流iCはiRより位相が90゜進んでいる
から、ピーク値をＣ1 とすると次式で表すことができ
る。
から、ピーク値をＣ1 とすると次式で表すことができ
る。
iC＝Ｃ1 sin （ωt ＋90゜） (2) 全漏れ電流iOはiRとiCとの合成されたものであるから、
次式で表される。
次式で表される。
ここで、φは、合成後の基本波の波形の零点位置と、こ
の零点位置につづく合成前抵抗分漏れ電流零点位置との
間の時間差を電気角で表した位相差であり、次式で表す
ことができる。
の零点位置につづく合成前抵抗分漏れ電流零点位置との
間の時間差を電気角で表した位相差であり、次式で表す
ことができる。
φtan-1（Ｃ1 ／Ｒ1） (4) また、前漏れ電流iO中の基本波のピーク値は(3)式から であるから、(4)，(5)式をＣ1 について解くと、 が得られる。従って抵抗分漏れ電流iRが計測された全漏
れ電流から静電容量分電流Ｃ1 sin （ωｔ＋90゜）＝Ｃ
1 cos ωｔを差し引くことにより求められる。このため
には、計測された全漏れ電流を基本波成分と高調波成分
とに分離して基本波成分の波高値を求めるとともに、こ
の基本波成分の零点位置と、この零点位置につづく，抵
抗分漏れ電流のみにおける基本波の零点位置との時間差
（位相差）を前記分離された波形から求めなければなら
ない。
れ電流から静電容量分電流Ｃ1 sin （ωｔ＋90゜）＝Ｃ
1 cos ωｔを差し引くことにより求められる。このため
には、計測された全漏れ電流を基本波成分と高調波成分
とに分離して基本波成分の波高値を求めるとともに、こ
の基本波成分の零点位置と、この零点位置につづく，抵
抗分漏れ電流のみにおける基本波の零点位置との時間差
（位相差）を前記分離された波形から求めなければなら
ない。
ところで、前述したように、抵抗分漏れ電流の波形は中
央部に高いピーク値を有し両裾野へ向かって対称にかつ
急速に減衰する波形であり、しかもこの波形は、基本波
成分と、この基本波成分の零点を基本波波形と逆方向の
傾斜をもって通過する第３次高調波成分とにより実質的
に定まるから、着目した基本波成分の零点位置と、分離
された第３次高調波成分の波形において前記着目した基
本波の零点位置における基本波波形の傾斜方向と逆方向
の傾斜となる，前記基本波の零点位置以降にある複数の
零点位置との間で時間差を求め、この時間差中の最小値
を基本波の電気角の目盛りで表せば、前記(4)式で表さ
れる位相角を得ることができる。
央部に高いピーク値を有し両裾野へ向かって対称にかつ
急速に減衰する波形であり、しかもこの波形は、基本波
成分と、この基本波成分の零点を基本波波形と逆方向の
傾斜をもって通過する第３次高調波成分とにより実質的
に定まるから、着目した基本波成分の零点位置と、分離
された第３次高調波成分の波形において前記着目した基
本波の零点位置における基本波波形の傾斜方向と逆方向
の傾斜となる，前記基本波の零点位置以降にある複数の
零点位置との間で時間差を求め、この時間差中の最小値
を基本波の電気角の目盛りで表せば、前記(4)式で表さ
れる位相角を得ることができる。
このように、全漏れ電流を基本波成分と高調波成分とに
分離することにより、全漏れ電流中の基本波成分波高値
と、直接測定では不可能な，全漏れ電流と抵抗分漏れ電
流とにおける基本波成分相互間の位相差とを求めること
が可能となり、従来のように高価なコンデンサや計器用
変圧器を用いることなく、かつ抵抗分漏れ電流が増大し
た場合にも精度よくこの抵抗分漏れ電流を求めことがで
きる。
分離することにより、全漏れ電流中の基本波成分波高値
と、直接測定では不可能な，全漏れ電流と抵抗分漏れ電
流とにおける基本波成分相互間の位相差とを求めること
が可能となり、従来のように高価なコンデンサや計器用
変圧器を用いることなく、かつ抵抗分漏れ電流が増大し
た場合にも精度よくこの抵抗分漏れ電流を求めことがで
きる。
第１図に、本発明の方法による漏れ電流測定を可能なら
しめる測定器構成の一実施例を示す。
しめる測定器構成の一実施例を示す。
避雷器１は高圧線路ＨＶと大地Ｅとの間に挿入されてい
る。避雷器１の接地線２に流れる全漏れ電流iOは変流器
３によって検出され測定器４に入力される。変流器３と
して鉄心を２つ割り構造としたクランプ型変流器を用い
ると、接地線を着脱することなくiOを検出することがで
き好都合である。
る。避雷器１の接地線２に流れる全漏れ電流iOは変流器
３によって検出され測定器４に入力される。変流器３と
して鉄心を２つ割り構造としたクランプ型変流器を用い
ると、接地線を着脱することなくiOを検出することがで
き好都合である。
測定器４は、入力された全漏れ電流iOの１サイクル分を
微小時間に分割し、この分割された各瞬時における電流
値を記憶するサンプリング手段４ａと、この記憶された
各瞬時の電流値を用いて演算処理を行い、全漏れ電流iO
を基本波成分と高調波成分とに分離する，フィルタの役
目を果たす分離手段４ｂと、分離された基本波のピーク
値と、このピーク値につづく零点と、この零点位置にお
ける波形の傾斜方向とを検出する基本波データ検出手段
４ｃと、前記零点検出の信号を受けて波形の傾斜方向が
前記基本波の傾斜方向と逆になる第３高調波の零点位置
を検出する高調波データ検出手段４ｄと、基本波データ
検出手段４ｃにより検出された零点位置と高調波データ
検出手段４ｄにより検出された零点位置との時間差を求
めるとともにこの時間差中最小時間差を選択して基本波
の電気角の目盛で表して出力する位相差検出手段４ｅ
と、前記基本波データ検出手段４ｃにより検出された基
本波のピーク値と前記位相差検出手段４ｅから出力され
た位相差とを用いて静電容量性電流のピーク値を求める
とともに、このピーク値を用いて抵抗分漏れ電流波形を
演算する演算手段４ｆと、演算手段４ｆにより得られた
抵抗分漏れ電流波形もしくはその波高値を表示する表示
手段４ｇとを用いて構成されている。従って、この測定
器４への全漏れ電流の入力から抵抗分漏れ電流の表示ま
での測定工程がすべけ自動的に進行するから、この測定
器４と、たとえばクランプ型変流器３とのみを用意する
ことにより、コンデンサや計器用変圧器が避雷器と並列
に接続されておらず、従って従来の方法では避雷器の劣
化判定が不可能な既存の設備においても測定準備のため
の運転中断を伴うことなく極めて容易にかつ精度高く避
雷器の抵抗分漏れ電流を測定することができる。
微小時間に分割し、この分割された各瞬時における電流
値を記憶するサンプリング手段４ａと、この記憶された
各瞬時の電流値を用いて演算処理を行い、全漏れ電流iO
を基本波成分と高調波成分とに分離する，フィルタの役
目を果たす分離手段４ｂと、分離された基本波のピーク
値と、このピーク値につづく零点と、この零点位置にお
ける波形の傾斜方向とを検出する基本波データ検出手段
４ｃと、前記零点検出の信号を受けて波形の傾斜方向が
前記基本波の傾斜方向と逆になる第３高調波の零点位置
を検出する高調波データ検出手段４ｄと、基本波データ
検出手段４ｃにより検出された零点位置と高調波データ
検出手段４ｄにより検出された零点位置との時間差を求
めるとともにこの時間差中最小時間差を選択して基本波
の電気角の目盛で表して出力する位相差検出手段４ｅ
と、前記基本波データ検出手段４ｃにより検出された基
本波のピーク値と前記位相差検出手段４ｅから出力され
た位相差とを用いて静電容量性電流のピーク値を求める
とともに、このピーク値を用いて抵抗分漏れ電流波形を
演算する演算手段４ｆと、演算手段４ｆにより得られた
抵抗分漏れ電流波形もしくはその波高値を表示する表示
手段４ｇとを用いて構成されている。従って、この測定
器４への全漏れ電流の入力から抵抗分漏れ電流の表示ま
での測定工程がすべけ自動的に進行するから、この測定
器４と、たとえばクランプ型変流器３とのみを用意する
ことにより、コンデンサや計器用変圧器が避雷器と並列
に接続されておらず、従って従来の方法では避雷器の劣
化判定が不可能な既存の設備においても測定準備のため
の運転中断を伴うことなく極めて容易にかつ精度高く避
雷器の抵抗分漏れ電流を測定することができる。
以上に述べたように、本発明によれば、非直線性抵抗体
を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏れ電流を
基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、前記分離
された基本波波形の適宜に着目された零点位置とこの零
点位置以降に存在する，前記高調波中の最小次数高調波
の零点位置であって該零点を通過する波形の傾斜方向が
前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対となる零点
位置との間で求められる複数の位相差中の最小位相差と
して基本波の電気角の尺度で求めるとともに、この位相
差と前記分離された基本波のピーク値とから抵抗分漏れ
電流を測定するようにしたので、避雷器の劣化に直接関
係する抵抗分漏れ電流の大小にかかわらずこの漏れ電流
を精度よく測定することができ、従来のように高価なコ
ンデンサや計器用変圧器を用いることなく適確な劣化判
定が可能になる。また、この測定方法は、全漏れ電流の
入力から抵抗分漏れ電流の表示までの全測定工程をマイ
クロコンピュータを用いて自動的に進行させることが可
能な方法であるから、マイクロコンピュータを用いて構
成された測定器と、避雷器の接地線に流れる全漏れ電流
を測定するための，たとえばクランプ型変流器とを用意
するのみで、抵抗分漏れ電流測定手段を備えない既存の
設備に対しても、測定準備のための運転中断を伴うこと
なく、抵抗分漏れ電流の測定が可能になる。
を用いて構成した避雷器の接地線に流れる全漏れ電流を
基本波と高調波とに分離し、両者の位相差を、前記分離
された基本波波形の適宜に着目された零点位置とこの零
点位置以降に存在する，前記高調波中の最小次数高調波
の零点位置であって該零点を通過する波形の傾斜方向が
前記基本波波形の零点位置の傾斜方向と反対となる零点
位置との間で求められる複数の位相差中の最小位相差と
して基本波の電気角の尺度で求めるとともに、この位相
差と前記分離された基本波のピーク値とから抵抗分漏れ
電流を測定するようにしたので、避雷器の劣化に直接関
係する抵抗分漏れ電流の大小にかかわらずこの漏れ電流
を精度よく測定することができ、従来のように高価なコ
ンデンサや計器用変圧器を用いることなく適確な劣化判
定が可能になる。また、この測定方法は、全漏れ電流の
入力から抵抗分漏れ電流の表示までの全測定工程をマイ
クロコンピュータを用いて自動的に進行させることが可
能な方法であるから、マイクロコンピュータを用いて構
成された測定器と、避雷器の接地線に流れる全漏れ電流
を測定するための，たとえばクランプ型変流器とを用意
するのみで、抵抗分漏れ電流測定手段を備えない既存の
設備に対しても、測定準備のための運転中断を伴うこと
なく、抵抗分漏れ電流の測定が可能になる。
第１図は本発明の漏れ電流測定方法を可能ならしめる測
定器構成の一実施例を示す機能ブロック図、第２図は避
雷器の等価回路図である。 １……避雷器、２……接地線、３……変流器、４……測
定器、４ａ……サンプリング手段、４ｂ……分離手段、
４ｃ……基本波データ検出手段、４ｄ……高調波データ
検出手段、４ｅ……位相差検出手段、４ｆ……演算手
段、４ｇ……表示手段、iR……抵抗分漏れ電流、iO……
全漏れ電流。
定器構成の一実施例を示す機能ブロック図、第２図は避
雷器の等価回路図である。 １……避雷器、２……接地線、３……変流器、４……測
定器、４ａ……サンプリング手段、４ｂ……分離手段、
４ｃ……基本波データ検出手段、４ｄ……高調波データ
検出手段、４ｅ……位相差検出手段、４ｆ……演算手
段、４ｇ……表示手段、iR……抵抗分漏れ電流、iO……
全漏れ電流。
Claims (2)
- 【請求項１】非直線性抵抗体を用いて構成した避雷器の
接地線に流れる全漏れ電流を基本波と高調波とに分離
し、両者の位相差を、前記分離された基本波波形の適宜
に着目された零点位置とこの零点位置以降に存在する，
前記高調波中の最小次数高調波の零点位置であって該零
点を通過する波形の傾斜方向が前記基本波波形の零点位
置の傾斜方向と反対となる零点位置との間で求められる
複数の位相差中の最小位相差として基本波の電気角の尺
度で求めるとともに、この位相差と前記分離された基本
波のピーク値とから抵抗分漏れ電流を測定することを特
徴とする避雷器の漏れ電流測定方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の漏れ電流測定
方法において、接地線に流れる全漏れ電流の基本波と高
調波とへの分離から抵抗分漏れ電流測定に到る全測定工
程はマイクロコンピュータを用いて自動的に進められる
ことを特徴とする避雷器の漏れ電流測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31714687A JPH0632256B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 避雷器の漏れ電流測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31714687A JPH0632256B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 避雷器の漏れ電流測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01159988A JPH01159988A (ja) | 1989-06-22 |
| JPH0632256B2 true JPH0632256B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=18084953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31714687A Expired - Lifetime JPH0632256B2 (ja) | 1987-12-15 | 1987-12-15 | 避雷器の漏れ電流測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632256B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4633513B2 (ja) * | 2005-01-13 | 2011-02-16 | 関西電力株式会社 | 避雷器の劣化診断方法 |
| CN113267726A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-17 | 江苏大学 | 一种永磁同步电机故障谐波电流检测装置与方法 |
-
1987
- 1987-12-15 JP JP31714687A patent/JPH0632256B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01159988A (ja) | 1989-06-22 |
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