JPH08320353A - 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置 - Google Patents
酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置Info
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- JPH08320353A JPH08320353A JP7125282A JP12528295A JPH08320353A JP H08320353 A JPH08320353 A JP H08320353A JP 7125282 A JP7125282 A JP 7125282A JP 12528295 A JP12528295 A JP 12528295A JP H08320353 A JPH08320353 A JP H08320353A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 漏れ電流を検出して、正確かつ簡単に抵抗分
電流を測定できる酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
を得る。 【構成】 基本周波数成分の漏れ電流を抽出するフィル
タ20と、フィルタ20より抽出された基本周波数成分
の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似する演
算器21とを備えた。
電流を測定できる酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
を得る。 【構成】 基本周波数成分の漏れ電流を抽出するフィル
タ20と、フィルタ20より抽出された基本周波数成分
の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似する演
算器21とを備えた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、酸化亜鉛形避雷器の
抵抗分電流を検出する漏れ電流検出装置に関するもので
ある。
抵抗分電流を検出する漏れ電流検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図14は、例えば特開昭59−9272
0号公報に示された従来の避雷器の漏れ電流検出装置を
示すブロック図であり、図において、1は酸化亜鉛素子
で構成された避雷器、2は避雷器1の接地線、3はロゴ
スキー型の変流器、4は変流器3の出力のうち第3高調
波のみを通す第3高調波フィルタ、5は増幅器、6は抵
抗分電流を表示する表示器、7は後述する動作を実行す
るための演算器、8は定数入力器である。
0号公報に示された従来の避雷器の漏れ電流検出装置を
示すブロック図であり、図において、1は酸化亜鉛素子
で構成された避雷器、2は避雷器1の接地線、3はロゴ
スキー型の変流器、4は変流器3の出力のうち第3高調
波のみを通す第3高調波フィルタ、5は増幅器、6は抵
抗分電流を表示する表示器、7は後述する動作を実行す
るための演算器、8は定数入力器である。
【0003】従来の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装
置は、検出する漏れ電流のうち、その第3調波成分から
抵抗分電流を検出する方式としている。
置は、検出する漏れ電流のうち、その第3調波成分から
抵抗分電流を検出する方式としている。
【0004】次に、従来技術の概要とともに、図15を
用いて動作について説明する。従来の漏れ電流検出装置
は、非線形性をもつ抵抗分電流−電圧特性のために、正
弦波電圧が加わったとき抵抗分電流に第3高調波が発生
することに注目したものである。抵抗分電流−電圧特性
を電圧の奇数次の関数で近似し、各次数の比例係数がわ
かれば第3高調波電流から抵抗分電流を計算できるとい
うことが解析により明らかになり構築されたものであ
る。
用いて動作について説明する。従来の漏れ電流検出装置
は、非線形性をもつ抵抗分電流−電圧特性のために、正
弦波電圧が加わったとき抵抗分電流に第3高調波が発生
することに注目したものである。抵抗分電流−電圧特性
を電圧の奇数次の関数で近似し、各次数の比例係数がわ
かれば第3高調波電流から抵抗分電流を計算できるとい
うことが解析により明らかになり構築されたものであ
る。
【0005】すなわち酸化亜鉛アレスタに正弦波電圧が
印加されると、その接地線を流れる抵抗分漏れ電流は図
15に示される歪波形になる。時間をtとして抵抗分漏
れ電流をIR(t)で表すと、IR(t)=−IR(−
t)となり周期的な対象波になる。これは、図16に示
す非線形性をもつ抵抗分電流IR−電圧V特性から説明
できる。すなわち、VINの電圧が印加されると、IR−
V特性に応じてVINが電流に変換され歪んだIOUTにな
って出力される。これは、丁度、トランジスタの電流増
幅作用に似ている。抵抗分漏れ電流IRの電圧Vに対す
る変化は、
印加されると、その接地線を流れる抵抗分漏れ電流は図
15に示される歪波形になる。時間をtとして抵抗分漏
れ電流をIR(t)で表すと、IR(t)=−IR(−
t)となり周期的な対象波になる。これは、図16に示
す非線形性をもつ抵抗分電流IR−電圧V特性から説明
できる。すなわち、VINの電圧が印加されると、IR−
V特性に応じてVINが電流に変換され歪んだIOUTにな
って出力される。これは、丁度、トランジスタの電流増
幅作用に似ている。抵抗分漏れ電流IRの電圧Vに対す
る変化は、
【0006】 IR(V)=−IR(−V) (1)
【0007】であるため、IRはVの奇数次の関数で表
され(2)式になる。
され(2)式になる。
【0008】 IR=A1V+A3V3+A5V5+・・・・・ (2)
【0009】(2)式を5次迄の項で近似し、かつ、V
を正弦波電圧
を正弦波電圧
【0010】 V=V0 sinωt (3)
【0011】で表すと(2)式は(4)式になる。
【0012】 IR=(A1+3/4A3 V0 2+5/8A5 V0 4)V0 sinωt +(−1/4A3V0 2+11/16A5V0 4)V0 sin3ωt +1/16A5V0 5sin5ωt (4)
【0013】(4)式の右辺第1項は基本波を第2、第
3項はそれぞれ第3、第5高調波を表す。いま、第3高
調波が測定可能な量であり、その測定値をIR3 sin3ω
tとすると(5)式になる。
3項はそれぞれ第3、第5高調波を表す。いま、第3高
調波が測定可能な量であり、その測定値をIR3 sin3ω
tとすると(5)式になる。
【0014】 (−1/4A3V0 2+11/16A5V0 4)V0=IR3 (5)
【0015】A3,A5は既知であるので、不明な量は、
V0のみであり(5)式から計算により求まる。求まっ
たV0を(4)式に代入すれば、基本波、第5高調波の
大きさ、および、抵抗分電流IRが求まる。特に、
(2)式を3次迄の項で近似すると(4),(5)式は
簡単になり(4−1),(5−1)式になる。
V0のみであり(5)式から計算により求まる。求まっ
たV0を(4)式に代入すれば、基本波、第5高調波の
大きさ、および、抵抗分電流IRが求まる。特に、
(2)式を3次迄の項で近似すると(4),(5)式は
簡単になり(4−1),(5−1)式になる。
【0016】 IR=(A1+3/4A3V0 2)V0 sinωt −1/4A3V0 3 sin3ωt (4−1) −1/4A3V0 3=IR3 (5−1)
【0017】(4−1)式に(5−1)式を代入して、
【0018】 IR=〔A1×(−4IR3/A3)1/3−3IR3〕sinωt +IR3 sin3ωt (6)
【0019】になり、IRはIR3からより一層簡単に計
算される。そして、従来の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置は、図14に示されるように、酸化亜鉛素子で
構成された避雷器1の接地線2にロゴウスキー型の変流
器3を装置し、その出力端が第3高調波のみを通す第3
高調波フィルタ4に接続されている。このフィルタ4に
より、接続線2を流れる抵抗分電流の中の第3高調波の
みが抽出され、増幅器5に入力される。増幅器5は演算
器7に接続されている。演算器7には定数入力器8によ
り前述の(2)式の比例定数A1,A3,A5,・・・・が入
力される。演算器7の中で、この入力された定数と増幅
器5から入力される第3高調波電流の大きさとから、
(4)式と(5)式あるいは(6)式に従って計算が行
われ、第3高調波電流の大きさを抵抗分電流の大きさに
変換される。その、変換された値を表示器6で表示し直
読する。なお、比例定数A1,A3,A5,・・・・は
対象とする避雷器ごとにその都度変更し入力可能であ
り、演算器7にはそのためのソフトウェアも組み込まれ
ている。
算される。そして、従来の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置は、図14に示されるように、酸化亜鉛素子で
構成された避雷器1の接地線2にロゴウスキー型の変流
器3を装置し、その出力端が第3高調波のみを通す第3
高調波フィルタ4に接続されている。このフィルタ4に
より、接続線2を流れる抵抗分電流の中の第3高調波の
みが抽出され、増幅器5に入力される。増幅器5は演算
器7に接続されている。演算器7には定数入力器8によ
り前述の(2)式の比例定数A1,A3,A5,・・・・が入
力される。演算器7の中で、この入力された定数と増幅
器5から入力される第3高調波電流の大きさとから、
(4)式と(5)式あるいは(6)式に従って計算が行
われ、第3高調波電流の大きさを抵抗分電流の大きさに
変換される。その、変換された値を表示器6で表示し直
読する。なお、比例定数A1,A3,A5,・・・・は
対象とする避雷器ごとにその都度変更し入力可能であ
り、演算器7にはそのためのソフトウェアも組み込まれ
ている。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従来の避雷器の漏れ電
流検出回路は、以上のように構成されているので、避雷
器の印加電圧に第3や第5高調波成分の電圧が含まれて
いる時、抵抗分電流IRm axの測定結果に誤差の発生が避
けられず、また(6)式では立方根を求める項などがあ
り演算が複雑になるなどの問題点があった。
流検出回路は、以上のように構成されているので、避雷
器の印加電圧に第3や第5高調波成分の電圧が含まれて
いる時、抵抗分電流IRm axの測定結果に誤差の発生が避
けられず、また(6)式では立方根を求める項などがあ
り演算が複雑になるなどの問題点があった。
【0021】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、避雷器の印加電圧に第3や第
5高調波成分の電圧が含まれている時にも、簡単な演算
を用いるだけで正確に抵抗分電流IRmaxを測定できる酸
化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置を得ることを目的と
している。
るためになされたもので、避雷器の印加電圧に第3や第
5高調波成分の電圧が含まれている時にも、簡単な演算
を用いるだけで正確に抵抗分電流IRmaxを測定できる酸
化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置を得ることを目的と
している。
【0022】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る酸化亜鉛形避雷器は、基本周波数成分の漏れ電流を抽
出するフィルタと、上記フィルタにより抽出された上記
基本周波数成分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ
以上近似する演算器とを備えたものである。
る酸化亜鉛形避雷器は、基本周波数成分の漏れ電流を抽
出するフィルタと、上記フィルタにより抽出された上記
基本周波数成分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ
以上近似する演算器とを備えたものである。
【0023】この発明の請求項2に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流
と上記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行うも
のである。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流
と上記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行うも
のである。
【0024】この発明の請求項3に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記基本周波数波成分の漏れ電流値に相当す
る抵抗分電流値を記憶する記憶装置を備え、上記演算器
は、上記基本周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて
該当する記憶領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分
電流を求めるものである。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記基本周波数波成分の漏れ電流値に相当す
る抵抗分電流値を記憶する記憶装置を備え、上記演算器
は、上記基本周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて
該当する記憶領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分
電流を求めるものである。
【0025】この発明の請求項4に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器は、上記漏れ電流とその容量分電
流の各基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin
δ)と上記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算するもの
である。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器は、上記漏れ電流とその容量分電
流の各基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin
δ)と上記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算するもの
である。
【0026】この発明の請求項5に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の周辺の温度を計測する温度検出器を備え、上記演算
器は、検出された温度値をもとに上記漏れ電流の基本周
波数成分と抵抗分電流間の特性を切換えるものである。
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の周辺の温度を計測する温度検出器を備え、上記演算
器は、検出された温度値をもとに上記漏れ電流の基本周
波数成分と抵抗分電流間の特性を切換えるものである。
【0027】この発明の請求項6に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の劣化状態を検出する劣化検出器を備え、上記演算器
が、検出された劣化状態をもとに上記基本周波数成分の
漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換えるものである。
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の劣化状態を検出する劣化検出器を備え、上記演算器
が、検出された劣化状態をもとに上記基本周波数成分の
漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換えるものである。
【0028】
【作用】この発明の請求項1に係る酸化亜鉛形避雷器
は、フィルタが基本周波数成分の漏れ電流を抽出し、演
算器が上記フィルタにより抽出された上記基本周波数成
分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似す
る。
は、フィルタが基本周波数成分の漏れ電流を抽出し、演
算器が上記フィルタにより抽出された上記基本周波数成
分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似す
る。
【0029】この発明の請求項2に係る酸化亜鉛形避雷
器は、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流と上
記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行う。
器は、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流と上
記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行う。
【0030】この発明の請求項3に係る酸化亜鉛形避雷
器は、記憶装置が上記基本周波数波成分の漏れ電流値に
相当する抵抗分電流値を記憶し、上記演算器が上記基本
周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて該当する記憶
領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分電流を求め
る。
器は、記憶装置が上記基本周波数波成分の漏れ電流値に
相当する抵抗分電流値を記憶し、上記演算器が上記基本
周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて該当する記憶
領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分電流を求め
る。
【0031】この発明の請求項4に係る酸化亜鉛形避雷
器は、上記演算器が上記漏れ電流とその容量分電流の各
基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin δ)と上
記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算する。
器は、上記演算器が上記漏れ電流とその容量分電流の各
基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin δ)と上
記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算する。
【0032】この発明の請求項5に係る酸化亜鉛形避雷
器は、温度検出器が上記酸化亜鉛形避雷器の周辺の温度
を計測し、上記演算器が検出された温度値をもとに上記
漏れ電流の基本周波数成分と抵抗分電流間の特性を切換
える。
器は、温度検出器が上記酸化亜鉛形避雷器の周辺の温度
を計測し、上記演算器が検出された温度値をもとに上記
漏れ電流の基本周波数成分と抵抗分電流間の特性を切換
える。
【0033】この発明の請求項6に係る酸化亜鉛形避雷
器は、劣化検出器が上記酸化亜鉛形避雷器の劣化状態を
検出し、演算器が検出された劣化状態をもとに上記基本
周波数成分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換え
る。
器は、劣化検出器が上記酸化亜鉛形避雷器の劣化状態を
検出し、演算器が検出された劣化状態をもとに上記基本
周波数成分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換え
る。
【0034】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、20は、漏れ電流のうち基本周波
数(商用周波数)成分のみを通過させるフィルタ、21
は、この発明の実施例1による演算器を示している。な
お、図14と同一符号は図14の対象と同一の対象を示
している。図2は、酸化亜鉛形避雷器が正常なときの抵
抗分電流と漏れ電流の基本周波数(商用周波数)成分の
特性曲線を示している。
する。図1において、20は、漏れ電流のうち基本周波
数(商用周波数)成分のみを通過させるフィルタ、21
は、この発明の実施例1による演算器を示している。な
お、図14と同一符号は図14の対象と同一の対象を示
している。図2は、酸化亜鉛形避雷器が正常なときの抵
抗分電流と漏れ電流の基本周波数(商用周波数)成分の
特性曲線を示している。
【0035】酸化亜鉛形避雷器が正常な時の漏れ電流
は、ほとんどが容量分電流で占められており、抵抗分電
流はほとんど無視できるものであることが知られてい
る。酸化亜鉛形避雷器の静電容量は、電圧によってもほ
とんど変化されないことが知られており、容量分電流は
避雷器の印加電圧に比例してその大きさが変化すること
になる。
は、ほとんどが容量分電流で占められており、抵抗分電
流はほとんど無視できるものであることが知られてい
る。酸化亜鉛形避雷器の静電容量は、電圧によってもほ
とんど変化されないことが知られており、容量分電流は
避雷器の印加電圧に比例してその大きさが変化すること
になる。
【0036】基本周波数(商用周波数)成分から高調波
成分までの各次成分の容量分電流Icnは(7)式で表さ
れる。
成分までの各次成分の容量分電流Icnは(7)式で表さ
れる。
【0037】 Icn=n・ωCVn (7)
【0038】 但し、n:高調波次数(n=1,2,3 ) ω:角周波数(=2πf、fは商用周波数) C:避雷器の静電容量 Vn:各次成分の印加電圧
【0039】(7)式から明らかなように高調波成分の
容量分電流Icnは、その成分の印加電圧Vnの変動に対
してn倍の影響を受ける。一方、基本周波数成分はn=
1であるから印加電圧Vnに比例する。
容量分電流Icnは、その成分の印加電圧Vnの変動に対
してn倍の影響を受ける。一方、基本周波数成分はn=
1であるから印加電圧Vnに比例する。
【0040】上述したように、漏れ電流とその容量分電
流はほぼ等しくなる。このことから漏れ電流の基本波成
分を選択すれば、それが印加電圧に比例した信号になる
ことがわかる。つまり抵抗分電流−電圧特性の電圧の代
わりに漏れ電流の基本周波数成分I01を置き換えても同
様の特性曲線(図2)が得られることが分かる。この抵
抗分電流IR−漏れ電流の基本周波数成分I01の特性曲
線から抵抗分電流を求めるのが本発明の方式である。以
上のように本発明方式では原理的に印加電圧の高調波分
による検出誤差もなく簡単に抵抗分電流を検出できる。
流はほぼ等しくなる。このことから漏れ電流の基本波成
分を選択すれば、それが印加電圧に比例した信号になる
ことがわかる。つまり抵抗分電流−電圧特性の電圧の代
わりに漏れ電流の基本周波数成分I01を置き換えても同
様の特性曲線(図2)が得られることが分かる。この抵
抗分電流IR−漏れ電流の基本周波数成分I01の特性曲
線から抵抗分電流を求めるのが本発明の方式である。以
上のように本発明方式では原理的に印加電圧の高調波分
による検出誤差もなく簡単に抵抗分電流を検出できる。
【0041】次に図1、2を用いて動作説明をする。な
お、図2は従来技術として説明した図16に対応するも
のである。避雷器1に流れる漏れ電流を変流器3で検出
する。その漏れ電流は、フィルタ20を通過後基本波成
分I01のみとなる。I01が入力される演算器21は、図
2のIR−I01の特性曲線を模擬しており、その出力信
号は抵抗分電流IRとなる。そのIR信号を表示器6に入
力し抵抗分電流を検出する。
お、図2は従来技術として説明した図16に対応するも
のである。避雷器1に流れる漏れ電流を変流器3で検出
する。その漏れ電流は、フィルタ20を通過後基本波成
分I01のみとなる。I01が入力される演算器21は、図
2のIR−I01の特性曲線を模擬しており、その出力信
号は抵抗分電流IRとなる。そのIR信号を表示器6に入
力し抵抗分電流を検出する。
【0042】実施例2.以下に、この発明の実施例2に
ついて説明する。図3は、実施例2の演算器を示す回路
図である。図3に示される演算器21aは、“OPアン
プ回路の設計”(岡村廸夫著)昭和52年11月1日第
10版)のP174の図10−7の回路を一部変更し
て、避雷器のIR−I01特性を直線近似する。図におい
て100〜104,107,109,110は抵抗でそ
の抵抗値は、図に示している。105,106はダイオ
ード、108,111は演算増幅器である。Vsは全漏
れ電流の基本周波数成分I01を適度な電圧レベルに変換
した信号である。
ついて説明する。図3は、実施例2の演算器を示す回路
図である。図3に示される演算器21aは、“OPアン
プ回路の設計”(岡村廸夫著)昭和52年11月1日第
10版)のP174の図10−7の回路を一部変更し
て、避雷器のIR−I01特性を直線近似する。図におい
て100〜104,107,109,110は抵抗でそ
の抵抗値は、図に示している。105,106はダイオ
ード、108,111は演算増幅器である。Vsは全漏
れ電流の基本周波数成分I01を適度な電圧レベルに変換
した信号である。
【0043】前段の演算増幅器108の動作を説明す
る。ダイオード105のアノード、ダイオード106の
カソード側は、演算増幅器の入力端子に接続されてお
り、アースへイマジナルショートになっている。故にダ
イオード105及び106に加わる電圧がゼロになるの
は、Vs=R1/R2VB及びVs=+R1/R2VBのときで
ある。ダイオードの順方向電圧は無視できる値であるの
でVs≦−R1/R2 VBのときダイオード105が導通
し、抵抗102に並列に抵抗101が入った形になり、
この時の増幅度AFNは、次式で表せる。
る。ダイオード105のアノード、ダイオード106の
カソード側は、演算増幅器の入力端子に接続されてお
り、アースへイマジナルショートになっている。故にダ
イオード105及び106に加わる電圧がゼロになるの
は、Vs=R1/R2VB及びVs=+R1/R2VBのときで
ある。ダイオードの順方向電圧は無視できる値であるの
でVs≦−R1/R2 VBのときダイオード105が導通
し、抵抗102に並列に抵抗101が入った形になり、
この時の増幅度AFNは、次式で表せる。
【0044】 AFN=−Rf/(1/(1/Rs+1/R1)=−Rf・(1/Rs+1/Rf)
【0045】ここで、R1/R2 VB>Vs>−R2/R2
VBのとき、ダイオード105及び106が非導通とな
る。この時の増幅度AFNは次式で表せる。
VBのとき、ダイオード105及び106が非導通とな
る。この時の増幅度AFNは次式で表せる。
【0046】AFN=−Rf/Rs
【0047】Vs≧R1/R2VBのとき、ダイオード10
6が導通するので抵抗102に並列に抵抗103が入っ
た形になる。この時の増幅度AFNは次式で表せる。
6が導通するので抵抗102に並列に抵抗103が入っ
た形になる。この時の増幅度AFNは次式で表せる。
【0048】AFN=−Rf(1/Rs+1/Rf)
【0049】これらの関係をグラフにすると図4のよう
になる。増幅器108の出力電圧V0は増幅器111、
抵抗109,110からなる反転増幅回路を通過するこ
とにより、増幅度−R4/R3された出力電圧V0’とな
る。このV0’とVsの信号の関係は、図5の破線で示し
たIR−I01の特性曲線を直線近似したものとなってい
る。また、必要に応じて直線近似の区分を細分化するこ
とができる。
になる。増幅器108の出力電圧V0は増幅器111、
抵抗109,110からなる反転増幅回路を通過するこ
とにより、増幅度−R4/R3された出力電圧V0’とな
る。このV0’とVsの信号の関係は、図5の破線で示し
たIR−I01の特性曲線を直線近似したものとなってい
る。また、必要に応じて直線近似の区分を細分化するこ
とができる。
【0050】この実施例2によれば、アナログ回路にて
構成することができるので、演算用ソフトウェアや高価
なデジタル素子が不要となり、低コストに回路を構成で
きるという効果がある。
構成することができるので、演算用ソフトウェアや高価
なデジタル素子が不要となり、低コストに回路を構成で
きるという効果がある。
【0051】実施例3.次に、この発明の実施例3につ
いて説明する。実施例2では演算をアナログ的に処理し
たが、実施例3では演算をデジタル的に演算する場合に
ついて説明する。この場合の演算器21b内の回路構成
を図6に示す。
いて説明する。実施例2では演算をアナログ的に処理し
たが、実施例3では演算をデジタル的に演算する場合に
ついて説明する。この場合の演算器21b内の回路構成
を図6に示す。
【0052】図6において、200は、アナログ信号を
デジタル信号に変換するA/D変換回路、201はRO
Mであり、被検出の酸化亜鉛形避雷器1の抵抗分電流−
電圧模擬信号の特性を記憶している。202は演算器2
1bの中枢をなすCPU、203はデジタル信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換回路であり、D/A変換
回路203の出力は図1に示した表示器6に接続されて
いる。
デジタル信号に変換するA/D変換回路、201はRO
Mであり、被検出の酸化亜鉛形避雷器1の抵抗分電流−
電圧模擬信号の特性を記憶している。202は演算器2
1bの中枢をなすCPU、203はデジタル信号をアナ
ログ信号に変換するD/A変換回路であり、D/A変換
回路203の出力は図1に示した表示器6に接続されて
いる。
【0053】次に、実施例3の動作について説明する。
漏れ電流の基本周波数成分の信号I01がA/D変換回路
200に入力され、それに応じたデジタル出力がA/D
変換回路200からCPU202に入力される。
漏れ電流の基本周波数成分の信号I01がA/D変換回路
200に入力され、それに応じたデジタル出力がA/D
変換回路200からCPU202に入力される。
【0054】CPU202ではそのデジタル信号値に相
当する抵抗分電流値をROM201から読み出し、その
デジタル値をD/A変換回路203へ入力する。D/A
変換回路203では、そのデジタル値をアナログ値に変
換して表示器6に送る。この一連の動作を順時実行して
いくことにより、抵抗分電流が求まる。
当する抵抗分電流値をROM201から読み出し、その
デジタル値をD/A変換回路203へ入力する。D/A
変換回路203では、そのデジタル値をアナログ値に変
換して表示器6に送る。この一連の動作を順時実行して
いくことにより、抵抗分電流が求まる。
【0055】実施例3では上述したように、デジタル処
理を行うので、設定やデータ管理がし易くなる。また、
温度ドリフト等による演算誤差がないなどの効果があ
る。
理を行うので、設定やデータ管理がし易くなる。また、
温度ドリフト等による演算誤差がないなどの効果があ
る。
【0056】実施例4.実施例1乃至実施例3では、高
調波成分も含んだ形態で抵抗分電流を検出していたが、
基本周波数成分の抵抗分電流の検出が要求されるとき
は、図7のような回路を演算器21cに用いることがで
きる。
調波成分も含んだ形態で抵抗分電流を検出していたが、
基本周波数成分の抵抗分電流の検出が要求されるとき
は、図7のような回路を演算器21cに用いることがで
きる。
【0057】ここでは、まず図8、図9について説明す
る。図8は酸化亜鉛形避雷器の電気的等価回路であり、
非線形抵抗とコンデンサが並列接続された回路を示す。
酸化亜鉛形避雷器に電圧Vが印加されると、酸化亜鉛形
避雷器には抵抗分電流IRと容量分電流ICとの合成であ
る漏れ電流I0が流れる。図9はそのときの印加電圧、
各電流の商用周波のベクトル図である。
る。図8は酸化亜鉛形避雷器の電気的等価回路であり、
非線形抵抗とコンデンサが並列接続された回路を示す。
酸化亜鉛形避雷器に電圧Vが印加されると、酸化亜鉛形
避雷器には抵抗分電流IRと容量分電流ICとの合成であ
る漏れ電流I0が流れる。図9はそのときの印加電圧、
各電流の商用周波のベクトル図である。
【0058】以上を用いて、図7の動作を説明する。漏
れ電流の基本周波数成分のピーク値をピーク値検出器3
00で求める。その値をsinδ決定回路301に入力す
る。sinδ決定回路301では、入力値に応じてsinδ値
を決定する。δは、図9に示すベクトル図のδに相当す
る。乗算回路302の出力には、(全漏れ電流の基本波
のピーク値×sinδ)の結果が出力される。この結果
は、図9のベクトルの抵抗分電流のピーク値に相当す
る。
れ電流の基本周波数成分のピーク値をピーク値検出器3
00で求める。その値をsinδ決定回路301に入力す
る。sinδ決定回路301では、入力値に応じてsinδ値
を決定する。δは、図9に示すベクトル図のδに相当す
る。乗算回路302の出力には、(全漏れ電流の基本波
のピーク値×sinδ)の結果が出力される。この結果
は、図9のベクトルの抵抗分電流のピーク値に相当す
る。
【0059】このピーク値を接続する表示器6に見合う
信号形態に変換するのが変換回路303である。実施例
4は、抵抗分電流の基本周波数成分を求める仕様のとき
に適するという効果がある。
信号形態に変換するのが変換回路303である。実施例
4は、抵抗分電流の基本周波数成分を求める仕様のとき
に適するという効果がある。
【0060】実施例5.上述した各実施例では、抵抗分
電流と印加電圧特性が一定として考えてきたが、この特
性は、例えば、電気学会技術報告(II部)第474号
「酸化亜鉛形避雷器の特性と評価試験法」(1993年
12月発行)第11頁に掲載された酸化亜鉛素子の電圧
電流特性として、図11に示されるように素子の周囲温
度により変化することが知られている。
電流と印加電圧特性が一定として考えてきたが、この特
性は、例えば、電気学会技術報告(II部)第474号
「酸化亜鉛形避雷器の特性と評価試験法」(1993年
12月発行)第11頁に掲載された酸化亜鉛素子の電圧
電流特性として、図11に示されるように素子の周囲温
度により変化することが知られている。
【0061】このようなときにも精度よく抵抗分電流ピ
ークを測定するためには、図10に示すように酸化亜鉛
形避雷器の周辺もしくはそれに準ずる所に温度検出器4
00を設け、その出力信号に応じてIR−I01特性を選
択する選択回路401を演算器21dに設ける構成とす
ればよい。
ークを測定するためには、図10に示すように酸化亜鉛
形避雷器の周辺もしくはそれに準ずる所に温度検出器4
00を設け、その出力信号に応じてIR−I01特性を選
択する選択回路401を演算器21dに設ける構成とす
ればよい。
【0062】例えば、実施例2のアナログ式の特性近似
回路に適用すると、切換える温度点数に応じて近似回路
を持ちその出力を選択回路401により切換えればよ
い。実施例3に適用すれば、切換える温度点数に応じて
データを記憶しておき、選択回路401の出力信号に応
じ必要な特性データを引き出すように構成すればよい。
実施例5によれば、周囲温度が変化する場合でも精度よ
く抵抗分電流ピークを検出できるという効果がある。
回路に適用すると、切換える温度点数に応じて近似回路
を持ちその出力を選択回路401により切換えればよ
い。実施例3に適用すれば、切換える温度点数に応じて
データを記憶しておき、選択回路401の出力信号に応
じ必要な特性データを引き出すように構成すればよい。
実施例5によれば、周囲温度が変化する場合でも精度よ
く抵抗分電流ピークを検出できるという効果がある。
【0063】実施例6.周囲温度以外にも、避雷器の劣
化状態によって、例えば実施例5の文献の第37頁に掲
載された酸化亜鉛素子のV−I特性として、図13に示す
ように素子の劣化により特性が変化する。この場合にも
精度よく抵抗分電流ピークを測定するためには、図10
に示した温度検出器400の代わりに、劣化検出器50
0を設け、その出力信号に応じて実施例5と同様の選択
回路401aを演算器に設ければよい。
化状態によって、例えば実施例5の文献の第37頁に掲
載された酸化亜鉛素子のV−I特性として、図13に示す
ように素子の劣化により特性が変化する。この場合にも
精度よく抵抗分電流ピークを測定するためには、図10
に示した温度検出器400の代わりに、劣化検出器50
0を設け、その出力信号に応じて実施例5と同様の選択
回路401aを演算器に設ければよい。
【0064】このようにして、実施例5によれば、劣化
状態がある場合でも精度よく抵抗分電流を検出できると
いう効果がある。
状態がある場合でも精度よく抵抗分電流を検出できると
いう効果がある。
【0065】
【発明の効果】この発明の請求項1に係る酸化亜鉛形避
雷器は、基本周波数成分の漏れ電流を抽出するフィルタ
と、上記フィルタにより抽出された上記基本周波数成分
の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似する演
算器とを備えたため、複雑な演算式を用いることなく、
また、高調波成分による検出誤差を生じることなく、簡
単な演算により抵抗分電流を検出することができるとい
う効果を奏する。
雷器は、基本周波数成分の漏れ電流を抽出するフィルタ
と、上記フィルタにより抽出された上記基本周波数成分
の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似する演
算器とを備えたため、複雑な演算式を用いることなく、
また、高調波成分による検出誤差を生じることなく、簡
単な演算により抵抗分電流を検出することができるとい
う効果を奏する。
【0066】この発明の請求項2に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流
と上記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行うよ
うにしたため、演算用のソフトウエアや高価なデジタル
素子が不要となり、もって低コスト化を実現することが
できるという効果を奏する。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器が上記基本周波数成分の漏れ電流
と上記抵抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行うよ
うにしたため、演算用のソフトウエアや高価なデジタル
素子が不要となり、もって低コスト化を実現することが
できるという効果を奏する。
【0067】この発明の請求項3に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記基本周波数波成分の漏れ電流値に相当す
る抵抗分電流値を記憶する記憶装置を備え、上記演算器
は、上記基本周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて
該当する記憶領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分
電流を求めるようにしたため、データ管理や演算精度が
優れるという効果を奏する。また、温度変化による演算
誤差が生じないという効果も奏する。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記基本周波数波成分の漏れ電流値に相当す
る抵抗分電流値を記憶する記憶装置を備え、上記演算器
は、上記基本周波数波成分の漏れ電流の計測値に応じて
該当する記憶領域より抵抗分電流値を読み出し、抵抗分
電流を求めるようにしたため、データ管理や演算精度が
優れるという効果を奏する。また、温度変化による演算
誤差が生じないという効果も奏する。
【0068】この発明の請求項4に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器は、上記漏れ電流とその容量分電
流の各基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin
δ)と上記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算するよう
にしたため、抵抗分電流の基本周波数成分を求める仕様
に適するという効果を奏する。
器は、請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置
において、上記演算器は、上記漏れ電流とその容量分電
流の各基本波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin
δ)と上記基本周波数成分の漏れ電流値を乗算するよう
にしたため、抵抗分電流の基本周波数成分を求める仕様
に適するという効果を奏する。
【0069】この発明の請求項5に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の周辺の温度を計測する温度検出器を備え、上記演算
器は、検出された温度値をもとに上記漏れ電流の基本周
波数成分と抵抗分電流間の特性を切換えるようにしたた
め、周囲温度が変化しても、精度良く抵抗分電流を検出
することができるという効果を奏する。
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の周辺の温度を計測する温度検出器を備え、上記演算
器は、検出された温度値をもとに上記漏れ電流の基本周
波数成分と抵抗分電流間の特性を切換えるようにしたた
め、周囲温度が変化しても、精度良く抵抗分電流を検出
することができるという効果を奏する。
【0070】この発明の請求項6に係る酸化亜鉛形避雷
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の劣化状態を検出する劣化検出器を備え、上記演算器
が、検出された劣化状態をもとに上記基本周波数成分の
漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換えるようにしたた
め、素子が劣化しても精度良く抵抗分電流を検出するこ
とができるという効果を奏する。
器は、請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置において、上記酸化亜鉛形避雷
器の劣化状態を検出する劣化検出器を備え、上記演算器
が、検出された劣化状態をもとに上記基本周波数成分の
漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換えるようにしたた
め、素子が劣化しても精度良く抵抗分電流を検出するこ
とができるという効果を奏する。
【図1】 実施例1を示す酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置の回路図である。
検出装置の回路図である。
【図2】 実施例1の動作説明図である。
【図3】 この発明の実施例2の演算器の回路図であ
る。
る。
【図4】 図3の動作説明図である。
【図5】 図3の動作説明図である。
【図6】 この発明の実施例3の演算器の回路図であ
る。
る。
【図7】 この発明の実施例4の演算器の回路図であ
る。
る。
【図8】 図7の動作説明図である。
【図9】 図7の動作説明図である。
【図10】 この発明の実施例5を示す酸化亜鉛形避雷
器の漏れ電流検出装置の回路図である。
器の漏れ電流検出装置の回路図である。
【図11】 図10、図12の動作説明図である。
【図12】 この発明の実施例6を示す酸化亜鉛形避雷
器の漏れ電流検出装置の回路図である。
器の漏れ電流検出装置の回路図である。
【図13】 図10、図12の動作説明図である。
【図14】 従来の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装
置の回路図である。
置の回路図である。
【図15】 図14の動作説明図である。
【図16】 図14の動作説明図である。
1 避雷器、2 接地線、3 変流器、5 増幅器、6
表示器、20 フィルタ、21、21a〜e 演算
器、400 温度検出器、401、401a 選択回
路、500 劣化検出器。
表示器、20 フィルタ、21、21a〜e 演算
器、400 温度検出器、401、401a 選択回
路、500 劣化検出器。
Claims (6)
- 【請求項1】 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流を検出し
て、その抵抗分電流を演算する酸化亜鉛形避雷器の漏れ
電流検出装置において、 基本周波数成分の漏れ電流を抽出するフィルタと、 上記フィルタにより抽出された上記基本周波数成分の漏
れ電流と抵抗分電流間の特性を1つ以上近似する演算器
と、 を備えてなる酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置。 - 【請求項2】 請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置において、 上記演算器は、上記基本周波数成分の漏れ電流と上記抵
抗分電流間の特性の近似を直線近似にて行う酸化亜鉛形
避雷器の漏れ電流検出装置。 - 【請求項3】 請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置において、 上記基本周波数波成分の漏れ電流値に相当する抵抗分電
流値を記憶する記憶装置を備え、 上記演算器は、上記基本周波数波成分の漏れ電流の計測
値に応じて該当する記憶領域より抵抗分電流値を読み出
し、抵抗分電流を求める酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検
出装置。 - 【請求項4】 請求項1の酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
検出装置において、 上記演算器は、上記漏れ電流とその容量分電流の各基本
波周波数成分間の位相差δの正弦値(sin δ)と上記基
本周波数成分の漏れ電流値を乗算する請求項1の酸化亜
鉛形避雷器の漏れ電流検出装置。。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化
亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置において、 上記酸化亜鉛形避雷器の周辺の温度を計測する温度検出
器を備え、 上記演算器は、検出された温度値をもとに上記漏れ電流
の基本周波数成分と抵抗分電流間の特性を切換える酸化
亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項4のいずれかの酸化
亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置において、 上記酸化亜鉛形避雷器の劣化状態を検出する劣化検出器
を備え、 上記演算器は、検出された劣化状態をもとに上記基本周
波数成分の漏れ電流と抵抗分電流間の特性を切換える酸
化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7125282A JPH08320353A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7125282A JPH08320353A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08320353A true JPH08320353A (ja) | 1996-12-03 |
Family
ID=14906226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7125282A Pending JPH08320353A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08320353A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100359280B1 (ko) * | 2001-01-10 | 2002-11-07 | 한국산업안전공단 | 누전검출기 |
| CN100460883C (zh) * | 2004-12-29 | 2009-02-11 | 上海电气自动化设计研究所有限公司 | 避雷器阻性电流测试的检测方法 |
| JP2010190645A (ja) * | 2009-02-17 | 2010-09-02 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 漏れ電流検出方法、漏れ電流検出装置及び系統監視装置 |
| KR101040112B1 (ko) * | 2009-06-30 | 2011-06-09 | 한국전력공사 | 피뢰기 보호용 전압제어장치 |
| CN106841904A (zh) * | 2017-04-14 | 2017-06-13 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种金属氧化物避雷器泄漏电流带电测试装置及方法 |
| CN121049575A (zh) * | 2025-11-03 | 2025-12-02 | 山东理工大学 | 一种避雷器阻性电流的宽温域补偿方法 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP7125282A patent/JPH08320353A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100359280B1 (ko) * | 2001-01-10 | 2002-11-07 | 한국산업안전공단 | 누전검출기 |
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| CN121049575A (zh) * | 2025-11-03 | 2025-12-02 | 山东理工大学 | 一种避雷器阻性电流的宽温域补偿方法 |
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