JPH0769436B2 - 配電線利用襲雷予知装置 - Google Patents
配電線利用襲雷予知装置Info
- Publication number
- JPH0769436B2 JPH0769436B2 JP62333170A JP33317087A JPH0769436B2 JP H0769436 B2 JPH0769436 B2 JP H0769436B2 JP 62333170 A JP62333170 A JP 62333170A JP 33317087 A JP33317087 A JP 33317087A JP H0769436 B2 JPH0769436 B2 JP H0769436B2
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- JP
- Japan
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- zero
- phase voltage
- lightning
- fundamental wave
- processing unit
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔生産上の利用分野〕 この発明は配電線の零相電圧を波形解析・処理し、襲雷
予知を行う配電線利用襲雷予知装置に関するものであ
る。
予知を行う配電線利用襲雷予知装置に関するものであ
る。
情報化社会の到来と共に電力の安定供給が社会要請とし
て一段と強く要求されるようになつてきている。此の様
な状況の中で襲雷による配電線事故を低減するために各
種の対策が立てられていると同時に、万一の落雷事故に
備え、雷雲の接近、落雷地点の確認などの出来る雷セン
サーが設置されている。襲雷予知を行う雷センサーに
は、雷雲が接近した事を検知する襲雷予知センサーと落
雷現象そのものを観測するセンサーに分類することがで
きるが、前者には次の４種類のものがある。
て一段と強く要求されるようになつてきている。此の様
な状況の中で襲雷による配電線事故を低減するために各
種の対策が立てられていると同時に、万一の落雷事故に
備え、雷雲の接近、落雷地点の確認などの出来る雷セン
サーが設置されている。襲雷予知を行う雷センサーに
は、雷雲が接近した事を検知する襲雷予知センサーと落
雷現象そのものを観測するセンサーに分類することがで
きるが、前者には次の４種類のものがある。
（１）雷放電カウンタ（フラツシユカウンタ） （２）雷観測レーダ （３）電場計 （４）針端コロナ電流式雷センサ 代表例として雷放電カウンタ（フラツシユカウンタ）の
動作について述べる。第５図は雷放電カウンタの動作原
理を示すもので、図において（１）は雷雲、（２）は大
地、（３）は雷雲から大地への放電、或は雲間内の放電
により生じる電界の変化をとらえるアンテナ、（４）は
アンテナ（３）に誘起される電荷、（５）はパルス電
流、（６）はアンテナ（３）からのパルスを計数するカ
ウンタ、（７）はカウンタ（６）の出力により襲雷を予
知し警報を出す処理部、（８）は襲雷警報出力である。
なお、アンテナを利用した雷サージ波形の観測装置とし
ては、例えば、昭57年電気学会全国大会講演論文1002
「500KV変電所へ侵入する雷波形の観測装置」に掲載さ
れている。
動作について述べる。第５図は雷放電カウンタの動作原
理を示すもので、図において（１）は雷雲、（２）は大
地、（３）は雷雲から大地への放電、或は雲間内の放電
により生じる電界の変化をとらえるアンテナ、（４）は
アンテナ（３）に誘起される電荷、（５）はパルス電
流、（６）はアンテナ（３）からのパルスを計数するカ
ウンタ、（７）はカウンタ（６）の出力により襲雷を予
知し警報を出す処理部、（８）は襲雷警報出力である。
なお、アンテナを利用した雷サージ波形の観測装置とし
ては、例えば、昭57年電気学会全国大会講演論文1002
「500KV変電所へ侵入する雷波形の観測装置」に掲載さ
れている。
雷放電カウンタ方式は雷雲から大地への放電、雲間内の
放電により生じる電界の変化をアンテナにより検出し、
カウンタを動作させて観測地点から一定範囲内に発生す
る雷撃回数としてとらえ、襲雷を予知するものであり、
以下第５図を用いてその動作を具体的に説明する。
放電により生じる電界の変化をアンテナにより検出し、
カウンタを動作させて観測地点から一定範囲内に発生す
る雷撃回数としてとらえ、襲雷を予知するものであり、
以下第５図を用いてその動作を具体的に説明する。
雷雲（１）が発生すると静電誘導によりアンテナ（３）
には雷雲（１）と反対極性の電荷（４）（この場合は拘
束電荷）が誘起する。この状態で雷雲（１）から大地
（２）への放電あるいは雷雲（１）相互間の放電等によ
り雷雲（１）の電荷が消滅するとアンテナ（３）の電荷
（４）即ち拘束電荷は放電状況に応じて拘束を解かれ自
由電荷となつて大地（２）との間に電位差を生じ、パル
ス電流（５）となつてカウンタ（６）で計数される。カ
ウンタ（６）の出力は処理部（７）で演算処理し、襲雷
警報出力（８）を出す。
には雷雲（１）と反対極性の電荷（４）（この場合は拘
束電荷）が誘起する。この状態で雷雲（１）から大地
（２）への放電あるいは雷雲（１）相互間の放電等によ
り雷雲（１）の電荷が消滅するとアンテナ（３）の電荷
（４）即ち拘束電荷は放電状況に応じて拘束を解かれ自
由電荷となつて大地（２）との間に電位差を生じ、パル
ス電流（５）となつてカウンタ（６）で計数される。カ
ウンタ（６）の出力は処理部（７）で演算処理し、襲雷
警報出力（８）を出す。
従来の装置は以上の様に構成されているので雷を検知す
るためのアンテナ等の雷検知のための設備が必要であつ
た。又、他の方式の雷センサについても同様にレーダ、
電場計、突針電極等の雷検知のための大掛りな特別な設
備が必要であり、設備費は勿論のこと設置スペースの確
保、設備の保守点検が必要であった。
るためのアンテナ等の雷検知のための設備が必要であつ
た。又、他の方式の雷センサについても同様にレーダ、
電場計、突針電極等の雷検知のための大掛りな特別な設
備が必要であり、設備費は勿論のこと設置スペースの確
保、設備の保守点検が必要であった。
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、従来襲来予知において着眼されていなかつた
配電線を零相電圧を利用することによつて、雷検知のた
めの大掛かりな特別なセンサ設備を不要にすることが出
来ると共に、経済的で簡単に襲雷予知の出来る配電線利
用襲雷予知装置を得ることを目的とする。
たもので、従来襲来予知において着眼されていなかつた
配電線を零相電圧を利用することによつて、雷検知のた
めの大掛かりな特別なセンサ設備を不要にすることが出
来ると共に、経済的で簡単に襲雷予知の出来る配電線利
用襲雷予知装置を得ることを目的とする。
この発明に係る配電線利用襲来予知装置は、雷接近によ
り配電線の零相電圧の様相が変化することに着目し、例
えば配電用変電所等の既設GPT等からの零相電圧を波形
解析処理し、襲来予知を行なえるようにしたものであ
る。
り配電線の零相電圧の様相が変化することに着目し、例
えば配電用変電所等の既設GPT等からの零相電圧を波形
解析処理し、襲来予知を行なえるようにしたものであ
る。
この発明の配電線利用襲来予知装置によれば、配電系統
の零相電圧中の基本波及び直流成分を抽出し、各成分が
共に所定値を越え、その越えている時間が共に所定時間
以上継続していることでもつて襲雷予知を行うようにし
たものである。
の零相電圧中の基本波及び直流成分を抽出し、各成分が
共に所定値を越え、その越えている時間が共に所定時間
以上継続していることでもつて襲雷予知を行うようにし
たものである。
以下、この発明の一実施例について説明する。第１図に
おいて（１）は配電用変電所の主変圧器、（２）は主変
圧器（１）の２次側しや断器、（３）は母線、（４）は
零相電圧変成器（以下GPTと称する）、（４−１）は母
線（３）の母線電圧を検出するGPT（４）の２次巻線、
（４−２）は母線（３）の零相電圧を検出する３次巻
線、（５−１）〜（５−ｎ）はｎ回線の配電線、（６−
１）〜（６−ｎ）は配電線（５−１）〜（５〜ｎ）のし
や断器、（７−１）〜（７−ｎ）は配電線（６−１）〜
（６−ｎ）に流れる負荷電流を検出する変流器（以下CT
と称する）、（８−１）〜（８−ｎ）は配電線（６−
１）〜（６−ｎ）に流れる零相電流を検出する零相変流
器（以下ZCTと称する）、（11）〜（14）はフイルタ
ー、（15）はフイルター（11）〜（14）の出力を順次切
換えるマルチプレクサ、（16）はマルチプレクサ（15）
を制御するマルチプレクサ制御回路、（17）はA/D変換
器、（18）はA/D変換器（17）の出力データを処理する
データ処理部、（19）は起動検出部、（20）はデータ処
理部（18）の出力即ち襲雷警報出力である。
おいて（１）は配電用変電所の主変圧器、（２）は主変
圧器（１）の２次側しや断器、（３）は母線、（４）は
零相電圧変成器（以下GPTと称する）、（４−１）は母
線（３）の母線電圧を検出するGPT（４）の２次巻線、
（４−２）は母線（３）の零相電圧を検出する３次巻
線、（５−１）〜（５−ｎ）はｎ回線の配電線、（６−
１）〜（６−ｎ）は配電線（５−１）〜（５〜ｎ）のし
や断器、（７−１）〜（７−ｎ）は配電線（６−１）〜
（６−ｎ）に流れる負荷電流を検出する変流器（以下CT
と称する）、（８−１）〜（８−ｎ）は配電線（６−
１）〜（６−ｎ）に流れる零相電流を検出する零相変流
器（以下ZCTと称する）、（11）〜（14）はフイルタ
ー、（15）はフイルター（11）〜（14）の出力を順次切
換えるマルチプレクサ、（16）はマルチプレクサ（15）
を制御するマルチプレクサ制御回路、（17）はA/D変換
器、（18）はA/D変換器（17）の出力データを処理する
データ処理部、（19）は起動検出部、（20）はデータ処
理部（18）の出力即ち襲雷警報出力である。
配電用変電所の母線電圧、零相電圧はGPT（４）の２次
巻線（４−１）及び３次巻線（４−２）で検出し、フイ
ルター（11）、（12）の入力に加える。又、配電線（６
−１）〜（６−ｎ）に流れる負荷電流、零相電流はCT
（７−１）〜（７−ｎ）及びZCT（８−１）〜（８−
ｎ）で検出し、フイルター（13）、（14）の入力に加え
る。フイルター（11）〜（14）はこれ等の入力を規定の
大きさに変換すると共にデータ処理部（18）での波形解
析に誤差を生じないように入力の高域周波数成分を除去
し、マルチプレクサ（15）に印加する。マルチプレクサ
（15）はフィルター（11）〜（14）からの交流電圧波形
を高速に切換え、サンプリングデータを作るための入力
切換回路である。この入力切換はマルチプレクサ制御回
路（16）で制御する。第２図はフイルター（12）からの
交流電圧波形（ａ）を例にマルチプレクサ（15）で処理
した出力波形（ｂ）即ちサンプリングデータ（アナログ
値）を示している。マルチプレクサ（15）の出力はA/D
変換器でサンプリグデータ（アナログ値）毎にデイジタ
ル化し、サンプリグデータとしてデータ処理部（18）及
び起動検出部（19）に入力する。起動検出部（19）は、
このサンプリングデータを母線電圧の１サイクル期間分
絶対値加算し、一定値以上であるか否かを各サイクル毎
に判定し、一定値以上になつた場合、データ処理部（1
8）に移動信号を送る。この起動信号によりデータ処理
部（18）はA/D変換器（16）からのサンプリングデータ
を取り込み内部のメモリーに蓄積する。データ処理部
（18）は蓄積されたサンプリングデータをもとに波形解
析・演算処理し、その結果に応じて襲雷警報出力（20）
を出す。
巻線（４−１）及び３次巻線（４−２）で検出し、フイ
ルター（11）、（12）の入力に加える。又、配電線（６
−１）〜（６−ｎ）に流れる負荷電流、零相電流はCT
（７−１）〜（７−ｎ）及びZCT（８−１）〜（８−
ｎ）で検出し、フイルター（13）、（14）の入力に加え
る。フイルター（11）〜（14）はこれ等の入力を規定の
大きさに変換すると共にデータ処理部（18）での波形解
析に誤差を生じないように入力の高域周波数成分を除去
し、マルチプレクサ（15）に印加する。マルチプレクサ
（15）はフィルター（11）〜（14）からの交流電圧波形
を高速に切換え、サンプリングデータを作るための入力
切換回路である。この入力切換はマルチプレクサ制御回
路（16）で制御する。第２図はフイルター（12）からの
交流電圧波形（ａ）を例にマルチプレクサ（15）で処理
した出力波形（ｂ）即ちサンプリングデータ（アナログ
値）を示している。マルチプレクサ（15）の出力はA/D
変換器でサンプリグデータ（アナログ値）毎にデイジタ
ル化し、サンプリグデータとしてデータ処理部（18）及
び起動検出部（19）に入力する。起動検出部（19）は、
このサンプリングデータを母線電圧の１サイクル期間分
絶対値加算し、一定値以上であるか否かを各サイクル毎
に判定し、一定値以上になつた場合、データ処理部（1
8）に移動信号を送る。この起動信号によりデータ処理
部（18）はA/D変換器（16）からのサンプリングデータ
を取り込み内部のメモリーに蓄積する。データ処理部
（18）は蓄積されたサンプリングデータをもとに波形解
析・演算処理し、その結果に応じて襲雷警報出力（20）
を出す。
次にデータ処理部（18）の波形解析、演算処理について
説明する。
説明する。
襲雷時の零相電圧の変化様相の１例を第３図に示す。第
３図において（20）は零相電圧（例えば、実効値11.8
V、総合歪率62.4％、DC分1.000％以上）の波形、（21）
は基準電圧である母線電圧（例えば変電所内電源）の波
形である。前記零相電圧波形を分析した結果、零相電圧
の基本波成分及び直流成分が共に大きくなる傾向を示し
ている。この現象から、蓄積した零相電圧のサンプリン
グデータを用いてデータ処理部（18）で処理する一例を
第４図を用いて説明する。第４図において（30）は零相
電圧のサンプリングデータを蓄積する第１の記憶部、
（31）はこの第１の記憶部（30）から読み出されたサン
プリングデータを例えばFFT（高速フーリエ変換）によ
る解析等の波形解析処理する波形解析処理手段、（32）
は波形解析によつて得られた直流成分及び基本波成分の
データを蓄積する第２の記憶部、（33）は第２の記憶部
（32）から読み出された基本波成分が一定値を越えてい
ることを検出する基本波成分判定処理部、（34）は第２
の記憶部（32）から読み出された直流成分が一定値を越
えていることを検出する直流成分判定処理部、（35）、
（36）はタイマー、（37）はAND処理部である。
３図において（20）は零相電圧（例えば、実効値11.8
V、総合歪率62.4％、DC分1.000％以上）の波形、（21）
は基準電圧である母線電圧（例えば変電所内電源）の波
形である。前記零相電圧波形を分析した結果、零相電圧
の基本波成分及び直流成分が共に大きくなる傾向を示し
ている。この現象から、蓄積した零相電圧のサンプリン
グデータを用いてデータ処理部（18）で処理する一例を
第４図を用いて説明する。第４図において（30）は零相
電圧のサンプリングデータを蓄積する第１の記憶部、
（31）はこの第１の記憶部（30）から読み出されたサン
プリングデータを例えばFFT（高速フーリエ変換）によ
る解析等の波形解析処理する波形解析処理手段、（32）
は波形解析によつて得られた直流成分及び基本波成分の
データを蓄積する第２の記憶部、（33）は第２の記憶部
（32）から読み出された基本波成分が一定値を越えてい
ることを検出する基本波成分判定処理部、（34）は第２
の記憶部（32）から読み出された直流成分が一定値を越
えていることを検出する直流成分判定処理部、（35）、
（36）はタイマー、（37）はAND処理部である。
第１の記憶部（30）に蓄積された零相電圧のサンプリン
グデータをもとに波形解析処理部（31）で波形解析処理
して直流成分及び基本波成分を抽出し、これ等の成分が
一定値を越えているか否かを基本波成分判定処理部（3
3）、及び直流成分判定処理部（34）で行う。基本波成
分、直流成分が一定値を越えている時は、それぞれタイ
マー（35）、タイマー（36）を起動させる。これら２つ
のタイマー（35）、（36）が共にタイムアップした事を
ANDゲート部（37）で検出し、襲雷警報出力（20）を出
す。従つて、雷センサ等の特別な設備が不要となり、そ
の保守点検も不要となると共に、安価な配電線利用襲来
予知装置を得ることができる。
グデータをもとに波形解析処理部（31）で波形解析処理
して直流成分及び基本波成分を抽出し、これ等の成分が
一定値を越えているか否かを基本波成分判定処理部（3
3）、及び直流成分判定処理部（34）で行う。基本波成
分、直流成分が一定値を越えている時は、それぞれタイ
マー（35）、タイマー（36）を起動させる。これら２つ
のタイマー（35）、（36）が共にタイムアップした事を
ANDゲート部（37）で検出し、襲雷警報出力（20）を出
す。従つて、雷センサ等の特別な設備が不要となり、そ
の保守点検も不要となると共に、安価な配電線利用襲来
予知装置を得ることができる。
なお、上記実施例では零相電圧として母線のGPTを利用
する方法について述べたが配電線の零相電圧を利用して
もよく、又零相電圧の処理としてデイジタル処理する方
法について述べたが、アナログ処理する方式について行
つてもよい。又、零相電圧波形の基本波成分と直流成分
に着目して述べたが、更に高周波成分を加味してもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。更に、第１の記
憶部（30）と第２の記憶部（32）とは単一の記憶部であ
つてもよいことは勿論である。
する方法について述べたが配電線の零相電圧を利用して
もよく、又零相電圧の処理としてデイジタル処理する方
法について述べたが、アナログ処理する方式について行
つてもよい。又、零相電圧波形の基本波成分と直流成分
に着目して述べたが、更に高周波成分を加味してもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。更に、第１の記
憶部（30）と第２の記憶部（32）とは単一の記憶部であ
つてもよいことは勿論である。
以上にように、この発明は配電系統の零相電圧を検出す
る零相電圧検出手段、この零相電圧検出手段によつて検
出された零相電圧の波形を解析し、零相電圧に含まれる
基本波成分及び直流成分を導出する波形解析処理手段、
上記導出された基本波成分の電圧値が所定値を越えた状
態が所定時間継続すると出力する基本波成分判定処理手
段、上記導出された直流成分の電圧値が所定値を越えた
状態が所定時間継続すると出力する直流成分判定処理手
段、及び上記基本波成分判定処理手段と上記直流成分判
定処理手段とが双方とも出力した場合に襲来予知出力を
出す出力手段を備えた構成としたので、雷センサ等の特
別な設備が不要となり、その保守点検も不要となると共
に、安価な配電線利用襲来予知装置を得ることができる
効果がある。
る零相電圧検出手段、この零相電圧検出手段によつて検
出された零相電圧の波形を解析し、零相電圧に含まれる
基本波成分及び直流成分を導出する波形解析処理手段、
上記導出された基本波成分の電圧値が所定値を越えた状
態が所定時間継続すると出力する基本波成分判定処理手
段、上記導出された直流成分の電圧値が所定値を越えた
状態が所定時間継続すると出力する直流成分判定処理手
段、及び上記基本波成分判定処理手段と上記直流成分判
定処理手段とが双方とも出力した場合に襲来予知出力を
出す出力手段を備えた構成としたので、雷センサ等の特
別な設備が不要となり、その保守点検も不要となると共
に、安価な配電線利用襲来予知装置を得ることができる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による配電線事故解析装置
の構成ブロツク図、第２図は零相電圧の波形解析、演算
処理の装置構成図、第３図は雷による零相電圧変化の一
例を示す図、第４図はデータ処理部の処理詳細図、第５
図は従来の襲雷予知の原理図である。 図において、（４）はGPT、（４−２）はGPTの２次巻
線、（12）はフイルター、（15）はマルチプレクサ、
（16）はマルチプレクサ制御回路、（17）はA/D変換
器、（18）はデータ処理部、（19）は起動検出部、（2
0）は襲雷警報出力、（30）はサンプリングデータを蓄
積する第１の記憶部、（31）は波形解析処理部、（32）
は直流成分及び各高周波成分のデータを蓄積する第２の
記憶部、（33）は基本波成分判定処理部、（34）は直流
成分判定処理部、（35）、（36）はタイマー、（37）は
ANDゲート部である。 なお、図中同一符号は、同一又は相当部分を示す。
の構成ブロツク図、第２図は零相電圧の波形解析、演算
処理の装置構成図、第３図は雷による零相電圧変化の一
例を示す図、第４図はデータ処理部の処理詳細図、第５
図は従来の襲雷予知の原理図である。 図において、（４）はGPT、（４−２）はGPTの２次巻
線、（12）はフイルター、（15）はマルチプレクサ、
（16）はマルチプレクサ制御回路、（17）はA/D変換
器、（18）はデータ処理部、（19）は起動検出部、（2
0）は襲雷警報出力、（30）はサンプリングデータを蓄
積する第１の記憶部、（31）は波形解析処理部、（32）
は直流成分及び各高周波成分のデータを蓄積する第２の
記憶部、（33）は基本波成分判定処理部、（34）は直流
成分判定処理部、（35）、（36）はタイマー、（37）は
ANDゲート部である。 なお、図中同一符号は、同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】配電系統の零相電圧を検出する零相電圧検
出手段、この零相電圧検出手段によつて検出された零相
電圧の波形を解析し、零相電圧に含まれる基本波成分及
び直流成分を導出する波形解析処理手段、上記導出され
た基本波成分の電圧値が所定値を越えた状態が所定時間
継続すると出力する基本波成分判定処理手段、上記導出
された直流成分の電圧値が所定値を越えた状態が所定時
間継続すると出力する直流成分判定処理手段、及び上記
基本波成分判定処理手段と上記直流成分判定処理手段と
が双方とも出力した場合に襲雷予知出力を出す出力手段
を備えた配電線利用襲雷予知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333170A JPH0769436B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 配電線利用襲雷予知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62333170A JPH0769436B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 配電線利用襲雷予知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01173894A JPH01173894A (ja) | 1989-07-10 |
| JPH0769436B2 true JPH0769436B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=18263077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62333170A Expired - Fee Related JPH0769436B2 (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 配電線利用襲雷予知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769436B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140523A (en) * | 1989-09-05 | 1992-08-18 | Ktaadn, Inc. | Neural network for predicting lightning |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP62333170A patent/JPH0769436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01173894A (ja) | 1989-07-10 |
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