JPH102923A - 酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗分漏れ電流信号を高い精度で検出するこ
とができ、現地での調整作業が不要になる酸化亜鉛形避
雷器の漏れ電流検出装置を得る。 【解決手段】 全漏れ電流の歪み度を定義し、全漏れ電
流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差および歪み
度の関係を予め記憶して、全漏れ電流信号により歪み
度、位相差を演算し、基本波成分と位相差とを出力する
第一演算手段、この両者により容量分漏れ電流信号の波
高値を演算する第二演算手段、全漏れ電流信号の瞬時値
と容量分漏れ電流信号の波高値とが等しくなる基準位相
を検出する基準位相検出手段、基本波成分を基準位相に
より位相調整した移相基本波成分を出力する位相調整手
段、移相基本波成分の波高値を容量分漏れ電流信号の波
高値と一致させて容量分漏れ電流信号を生成する容量分
生成手段、全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号との差
の抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は避電器に用いた酸
化亜鉛素子の劣化状態を判定するのに用いる酸化亜鉛形
避雷器の漏れ電流検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は特公平５−３５８３３号公報に
掲載された従来の酸化亜鉛形避雷器の劣化検出装置の構
成を示すブロック図である。図において、１は交流高電
圧の課電された送電線、２は非線形抵抗特性を有する絶
縁体の酸化亜鉛素子を用いた酸化亜鉛形避雷器で送電線
１に接続されている。３は酸化亜鉛形避雷器２と大地と
の間に接続して酸化亜鉛形避雷器２の全漏れ電流に対応
した全漏れ電流信号を検出する検出器で抵抗器あるいは
変流器を用いる。１１は全漏れ電流信号を同じ周期の矩
形波信号に変換するシュミット回路、１２はシュミット
回路１１の出力する矩形波信号から同じ周期の正弦波信
号、すなわち、全漏れ電流信号の基本波成分を検出する
ローパスフィルタ、１３はローパスフィルタ１２の出力
する基本波成分の位相調整を行なう移相回路、１４は全
漏れ電流信号の波高値を検出する波高値検出回路、１５
は移相回路１３で位相調整した基本波成分を波高値検出
回路１４で検出した波高値に合わせてキャンセル波信号
を生成するオートゲインコントロール回路、１６は全漏
れ電流信号とキャンセル波信号との差信号を出力する差
動増巾回路、１７は差信号を表示する表示メータ、１８
は差信号をキャンセル波信号により同期整流する同期整
流回路、１９は同期整流回路１８の出力信号を表示する
表示メータである。

【０００３】従来の酸化亜鉛形避雷器の劣化検出装置は
以上のように構成され、酸化亜鉛形避雷器２に流れる全
漏れ電流に対応した全漏れ電流信号を検出器３で検出
し、シュミット回路１１とローパスフィルタ１２で全漏
れ電流の基本波成分を検出して移相回路１３でこの基本
波成分の位相調整を行なう。次に、オートゲインコント
ロール回路１５でこの位相調整を行なった基本波成分を
波高値検出回路１４で検出した全漏れ電流信号の波高値
に合わせてキャンセル波信号を生成し出力する。差動増
幅回路１６では全漏れ電流信号とキャンセル波信号との
差をとってその差信号を検出し、同期整流回路１８でこ
の差信号をキャンセル波信号により同期整流する。同期
整流回路１８の出力信号を表示メータ１９が指示するの
で、その指示値が零になるように移相回路１３で位相調
整を行なうと、このときのキャンセル波信号が容量分漏
れ電流となる。したがって、差動増幅回路１６の出力す
る差信号は抵抗分漏れ電流であり、表示メータ１７でそ
の指示値を読みとることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の酸化亜鉛形避雷
器の劣化検出装置では位相調整を行なった全漏れ電流の
基本波成分をオートゲインコントロール回路１５で全漏
れ電流信号の波高値に合わせてキャンセル波信号を生成
し出力するので、移相回路１４で位相調整して同期整流
回路１８の出力信号を零にしたときのキャンセル波信
号、すなわち、容量分漏れ電流信号は全漏れ電流信号と
波高値が同じである。しかし、送電線１の電圧上昇、周
囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣化により抵抗分漏れ電
流が増加すると、抵抗分漏れ電流の基本波成分を無視す
ることができなくなり、容量分漏れ電流信号の波高値は
全漏れ電流信号の波高値より小さくなって差動増幅回路
１６の出力する抵抗分漏れ電流信号に誤差を生じ、高い
精度で検出することができないという課題がある。

【０００５】また、同期整流回路１８の出力信号が零に
なるように移相回路１３で位相調整を行なう必要がある
ので、現地に据え付ける際の調整作業に労力を要し、ま
た、酸化亜鉛形避雷器やその漏れ電流検出装置の経年変
化や運転条件、環境条件の変化に対応してこの調整作業
を行なわねばならないという課題もある。

【０００６】

【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の漏れ電流検出装置は酸化亜鉛形避
雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の実効値
／全漏れ電流の基本波成分の実効値とし、全漏れ電流の
基本波成分と容量分漏れ電流との位相差および歪み度の
関係を予め記憶しておき、全漏れ電流に対応した全漏れ
電流信号により歪み度、さらに、位相差を演算し、全漏
れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力する第一演算
手段、全漏れ電流信号の基本波成分の波高値と位相差と
により容量分漏れ電流に対応した容量分漏れ電流信号の
波高値を演算する第二演算手段、全漏れ電流信号の瞬時
値と容量分漏れ電流信号の波高値とを比較して両者が等
しくなる基準位相を検出する基準位相検出手段、基本波
成分を基準位相により位相調整した移相基本波成分を出
力する位相調整手段、移相基本波成分の波高値を容量分
漏れ電流信号の波高値と一致させて容量分漏れ電流信号
を生成する容量分生成手段、全漏れ電流信号と容量分漏
れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に対応した抵
抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えたも
のである。送電線の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜
鉛素子の劣化により抵抗分漏れ電流が増加しその基本波
成分の影響を無視することができなくなっても、全漏れ
電流信号に基づいて演算により容量分漏れ電流信号を生
成し、この全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号とから
抵抗分漏れ電流信号を検出するので、抵抗分漏れ電流信
号に誤差を生じることがなく、現地での調整作業が不要
である。

【０００７】請求項２に係る酸化亜鉛形避雷器の漏れ電
流検出装置は酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の歪
み度を全漏れ電流の歪み率である全漏れ電流の高調波成
分の実効値／全漏れ電流の基本波成分の実効値とし、全
漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差およ
び歪み度の関係を予め記憶しておき、全漏れ電流に対応
した全漏れ電流信号により歪み度、さらに、位相差を演
算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力す
る第一演算手段、全漏れ電流信号の基本波成分の波高値
と位相差とにより容量分漏れ電流に対応した容量分漏れ
電流信号の波高値を演算する第二演算手段、全漏れ電流
信号の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波高値とを比較し
て両者が等しくなる基準位相を検出する基準位相検出手
段、基本波成分を基準位相により位相調整した移相基本
波成分を出力する位相調整手段、移相基本波成分の波高
値を容量分漏れ電流信号の波高値と一致させて容量分漏
れ電流信号を生成する容量分生成手段、全漏れ電流信号
と容量分漏れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に
対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段
を備えたものである。送電線の電圧上昇、周囲温度の上
昇、酸化亜鉛素子の劣化により抵抗分漏れ電流が増加し
その基本波成分の影響を無視することができなくなって
も、全漏れ電流信号に基づいて演算により容量分漏れ電
流信号を生成し、この全漏れ電流信号と容量分漏れ電流
信号とから抵抗分漏れ電流信号を検出するので、抵抗分
漏れ電流信号に誤差を生じることがなく、現地での調整
作業が不要である。

【０００８】請求項３に係る酸化亜鉛形避雷器の漏れ電
流検出装置は酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の歪
み度を全漏れ電流の波形率／全漏れ電流の基本波成分の
波形率とし、全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流
との位相差および歪み度の関係を予め記憶しておき、全
漏れ電流に対応した全漏れ電流信号により歪み度、さら
に、位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位
相差とを出力する第一演算手段、全漏れ電流信号の基本
波成分の波高値と位相差とにより容量分漏れ電流に対応
した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手
段、全漏れ電流信号の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波
高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を検出する
基準位相検出手段、基本波成分を前記基準位相により位
相調整した移相基本波成分を出力する位相調整手段、移
相基本波成分の波高値を容量分漏れ電流信号の波高値と
一致させて容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手
段、全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号との差をとっ
て抵抗分漏れ電流に対応した抵抗分漏れ電流信号を検出
する抵抗分検出手段を備えたものである。送電線の電圧
上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣化により抵抗
分漏れ電流が増加しその基本波成分の影響を無視するこ
とができなくなっても、全漏れ電流信号に基づいて演算
により容量分漏れ電流信号を生成し、この全漏れ電流信
号と容量分漏れ電流信号とから抵抗分漏れ電流信号を検
出するので、抵抗分漏れ電流信号に誤差を生じることが
なく、現地での調整作業が不要である。

【０００９】請求項４に係る酸化亜鉛形避雷器の漏れ電
流検出装置は酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の歪
み度を全漏れ電流の波高値／全漏れ電流の基本波成分の
波高値とし、全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流
との位相差および歪み度の関係を予め記憶しておき、全
漏れ電流に対応した全漏れ電流信号により歪み度、さら
に、位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位
相差とを出力する第一演算手段、全漏れ電流信号の基本
波成分の波高値と位相差とにより容量分漏れ電流に対応
した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手
段、全漏れ電流信号の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波
高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を検出する
基準位相検出手段、基本波成分を基準位相により位相調
整した移相基本波成分を出力する位相調整手段、移相基
本波成分の波高値を容量分漏れ電流信号の波高値と一致
させて容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手段、
全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号との差をとって抵
抗分漏れ電流に対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する
抵抗分検出手段を備えたものである。送電線の電圧上
昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣化により抵抗分
漏れ電流が増加しその基本波成分の影響を無視すること
ができなくなっても、全漏れ電流信号に基づいて演算に
より容量分漏れ電流信号を生成し、この全漏れ電流信号
と容量分漏れ電流信号とから抵抗分漏れ電流信号を検出
するので、抵抗分漏れ電流信号に誤差を生じることがな
く、現地での調整作業が不要である。

【００１０】請求項５に係る酸化亜鉛形避雷器の漏れ電
流検出装置は酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の歪
み度を全漏れ電流の波形面積／全漏れ電流の基本波成分
の波形面積とし、全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ
電流との位相差および歪み度の関係を予め記憶してお
き、全漏れ電流に対応した全漏れ電流信号により歪み
度、さらに、位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波
成分と位相差とを出力する第一演算手段、全漏れ電流信
号の基本波成分の波高値と位相差とにより容量分漏れ電
流に対応した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第
二演算手段、全漏れ電流信号の瞬時値と容量分漏れ電流
信号の波高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を
検出する基準位相検出手段、基本波成分を基準位相によ
り位相調整した移相基本波成分を出力する位相調整手
段、移相基本波成分の波高値を容量分漏れ電流信号の波
高値と一致させて容量分漏れ電流信号を生成する容量分
生成手段、全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号との差
をとって抵抗分漏れ電流に対応した抵抗分漏れ電流信号
を検出する抵抗分検出手段を備えたものである。送電線
の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣化によ
り抵抗分漏れ電流が増加しその基本波成分の影響を無視
することができなくなっても、全漏れ電流信号に基づい
て演算により容量分漏れ電流信号を生成し、この全漏れ
電流信号と容量分漏れ電流信号とから抵抗分漏れ電流信
号を検出するので、抵抗分漏れ電流信号に誤差を生じる
ことがなく、現地での調整作業が不要である。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１を図に従って説
明する。図１は実施の形態１の構成を示すブロック図で
ある。図１において、１は交流高電圧の課電された送電
線、２は非線形抵抗特性を有する絶縁体の酸化亜鉛素子
を用いた酸化亜鉛形避雷器で送電線１に接続されてい
る。３は酸化亜鉛形避雷器２と大地との間に接続して酸
化亜鉛形避雷器２に流れる全漏れ電流に対応した全漏れ
電流信号を検出する検出器で、抵抗器あるいは変流器を
用いる。２１は全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電
流との位相差および全漏れ電流の歪み度、すなわち、全
漏れ電流の実効値／全漏れ電流の基本波成分の実効値の
関係を予め記憶しておき、全漏れ電流信号により歪み度
と位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相
差を出力する第一演算回路、２２は全漏れ電流信号の基
本波成分の波高値と位相差とにより容量分漏れ電流信号
の波高値を演算する第二演算回路、２３は全漏れ電流信
号の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波高値とを比較して
両者が等しくなる基準位相を検出する位相検出回路、２
４は基本波成分を基準位相により位相調整した移相基本
波成分を出力する移相回路、２５は移相基本波成分の波
高値を容量分漏れ電流信号の波高値と一致させて容量分
漏れ電流信号を生成するオートゲインコントロール回
路、２６は全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号との差
をとって抵抗分漏れ電流信号を検出する差動増幅回路、
２７は抵抗分漏れ電流信号を表示する表示メータであ
る。なお、この実施の形態１では第一演算回路２１が第
一演算手段、第二演算回路２２が第二演算手段、位相検
出回路２３が基準位相検出手段、移送回路２４が位相調
整手段、オートゲインコントロール回路２５が容量分生
成手段、差動増幅回路２６と表示メータ２７とが抵抗分
検出手段に相当する。

【００１２】図２は酸化亜鉛形避雷器の等価回路図
（Ａ）とそのベクトル図（Ｂ）、図３は全漏れ電流信号
と容量分漏れ電流信号の各波形を示す波形図、図４は全
漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差δの
余弦−全漏れ電流の歪み度ｄの関係を示す特性図であ
る。ここでは全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の実効値
／全漏れ電流の基本波成分の実効値で定義している。

【００１３】酸化亜鉛形避雷器２は非線形抵抗特性を有
する絶縁体であるディスク状の酸化亜鉛素子を送電線１
の電圧に応じて必要数だけ直並列に接続して碍管に納
め、その両端部に金具を装着したものであり、酸化亜鉛
素子の誘電率が非常に大きく、それ自体の静電容量と浮
遊の静電容量とを有する。したがって、酸化亜鉛形避雷
器２に交流高電圧を課電すると、これらの静電容量によ
る容量分漏れ電流Ｉｃと非線形抵抗特性による抵抗分漏
れ電流Ｉｒとを合成した全漏れ電流Ｉｏが流れる（図２
（Ａ）（Ｂ）を参照）。送電線１の電圧、周囲温度に変
化がなく、酸化亜鉛素子の劣化がない状態では容量分漏
れ電流に比べて抵抗分漏れ電流を無視することができ、
容量分漏れ電流は全漏れ電流の基本波成分と振幅、位相
においてほぼ等しいとみなすことができる。しかし、送
電線１の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣
化があると、抵抗分漏れ電流は容量分漏れ電流に比べて
無視できなくなり、容量分漏れ電流の波高値Ｉｃｍａｘ
は全漏れ電流の基本波成分の波高値をＩｏｉｍａｘ、全
漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差をδ
として、Ｉｃｍａｘ＝Ｉｏｉｍａｘ・ｃｏｓδとなる
（図３を参照）。したがって、全漏れ電流の基本波成分
を位相調整して全漏れ電流の波高値に合わせた容量分漏
れ電流を用いて抵抗分漏れ電流を検出すると誤差を生じ
る。

【００１４】酸化亜鉛形避雷器の工場における特性試験
によれば、製造方法が同じ酸化亜鉛形避雷器では使用条
件にほとんど関係することなく、全漏れ電流の基本波成
分と容量分漏れ電流との位相差δおよび全漏れ電流の歪
み度ｄの間に式１

【００１５】

【数１】

【００１６】の関係があって（図４を参照）、ほぼ一定
していることが本願発明者らの経験で明らかとなってい
る。なお、α、βは酸化亜鉛形避雷器によって決まる定
数である。

【００１７】この実施の形態１の機能について説明する
と、酸化亜鉛形避雷器２に流れる全漏れ電流に対応した
全漏れ電流信号を検出器３で検出し、第一演算回路２１
で全漏れ電流信号の基本波成分と各次高調波成分を検出
して全漏れ電流の歪み度、すなわち、全漏れ電流の実効
値／全漏れ電流の基本波成分の実効値を演算し、予め記
憶しておいた全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流
との位相差δおよび全漏れ電流の歪み度ｄの関係（図４
を参照）に基づいて位相差δを演算して全漏れ電流の基
本波成分と位相差とを出力する。第二演算回路２２では
全漏れ電流信号の基本波成分の波高値と位相差とから容
量分漏れ電流信号の波高値を演算する。次いで、位相検
出回路２３で全漏れ電流信号の瞬時値と容量分漏れ電流
信号の波高値とを比較し、両者が等しくなる基準位相を
検出する（図３を参照）。この基準位相は容量分漏れ電
流信号が波高値をとる時点であり、したがって、酸化亜
鉛形避雷器２にかかる送電線１の電圧が負の値から正の
値へ変移するゼロクロスの時点、また、抵抗分漏れ電流
信号が零の値になる時点である。移相回路２４でこの基
準位相により全漏れ電流信号の基本波成分を位相調整し
て移相基本波成分を出力し、オートゲインコントロール
回路２５でこの移相基本波成分の波高値を容量分漏れ電
流信号の波高値と一致させて容量分漏れ電流信号を生成
する。これにより位相と振幅の確定した容量分漏れ電流
信号となる。差動増幅回路２６では全漏れ電流信号と容
量分漏れ電流信号の差をとって抵抗分漏れ電流信号を検
出し、表示メータ２７でこれを表示する。なお、位相検
出回路２３で基準位相を検出する際に、全漏れ電流信号
の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波高値とが等しくなる
位相は全漏れ電流信号の波高値の両側にあるが、容量分
漏れ電流信号が全漏れ電流信号より位相が遅れることは
ないので、全漏れ電流信号が負の値から正の値へ変移す
るゼロクロスの時点から最初の位相を基準位相とする
か、あるいは、全漏れ電流信号の傾きが正になる条件を
付加して検出すればよい。

【００１８】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２の構成を示すブロック図である。図５において、１
〜３、２２〜２７は実施の形態１で図１について説明し
たものと同じものである。３１は全漏れ電流の基本波成
分と容量分漏れ電流との位相差および全漏れ電流の歪み
率、すなわち、全漏れ電流の高調波成分の実効値／全漏
れ電流の基本波成分の実効値の関係を予め記憶してお
き、全漏れ電流信号により歪み度と位相差を演算し、全
漏れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力する第一演
算回路である。この実施の形態２では第一演算回路３１
が第一演算手段であって、その他の第二演算手段、基準
位相検出手段、位相調整手段、容量分生成手段、抵抗分
検出手段については実施の形態１の場合と同じである。

【００１９】この実施の形態２は第一演算回路３１で全
漏れ電流信号の基本波成分と各次高調波成分を検出して
全漏れ電流の歪み率、すなわち、全漏れ電流の高調波成
分の実効値／全漏れ電流の基本波成分の実効値を演算
し、予め記憶しておいた全漏れ電流の基本波成分と容量
分漏れ電流との位相差および全漏れ電流の歪み率の関係
に基づいて位相差を演算して、全漏れ電流信号の基本波
成分と位相差とを出力するほかは実施の形態１と機能が
同じであるので、その説明を省略する。実施の形態１で
は全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差
δおよび全漏れ電流の歪み度ｄの間に式１（図４を参
照）の関係があることを説明したが、この実施の形態２
でもα、βの値が異なるだけで同様な関係が存在する。

【００２０】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３の構成を示すブロック図である。図６において、１
〜３、２２〜２７は実施の形態１で図１について説明し
たものと同じものである。４１は全漏れ電流の基本波成
分と容量分漏れ電流との位相差および全漏れ電流の歪み
度、すなわち、全漏れ電流の波形率／全漏れ電流の基本
波成分の波形率の関係を予め記憶しておき、全漏れ電流
信号により歪み度と位相差を演算し、全漏れ電流信号の
基本波成分と位相差とを出力する第一演算回路である。
この実施の形態３では第一演算回路４１が第一演算手段
であって、その他の第二演算手段、基準位相検出手段、
位相調整手段、容量分生成手段、抵抗分検出手段につい
ては実施の形態１の場合と同じである。

【００２１】この実施の形態３は第一演算回路４１で全
漏れ電流信号の基本波成分と各次高調波成分を検出して
全漏れ電流の歪み度、すなわち、全漏れ電流の波形率／
全漏れ電流の基本波成分の波形率を演算し、予め記憶し
ておいた全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との
位相差および全漏れ電流の歪み度の関係に基づいて位相
差を演算して、全漏れ電流信号の基本波成分と位相差と
を出力するほかは実施の形態１と機能が同じであるの
で、その説明を省略する。実施の形態３でも実施の形態
１と同じく全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流と
の位相差δおよび全漏れ電流の歪み度ｄの間に式１（図
４を参照）の関係が存在するが、α、βの値は異なった
ものとなる。

【００２２】実施の形態４．図７はこの発明の実施の形
態４の構成を示すブロック図である。図７において、１
〜３、２２〜２７は実施の形態１で図１について説明し
たものと同じものである。５１は全漏れ電流の基本波成
分と容量分漏れ電流との位相差および全漏れ電流の歪み
度、すなわち、全漏れ電流の波高値／全漏れ電流の基本
波成分の波高値の関係を予め記憶しておき、全漏れ電流
信号により歪み度と位相差を演算し、全漏れ電流信号の
基本波成分と位相差とを出力する第一演算回路である。
この実施の形態４では第一演算回路５１が第一演算手段
であって、その他の第二演算手段、基準位相検出手段、
位相調整手段、容量分生成手段、抵抗分検出手段につい
ては実施の形態１の場合と同じである。

【００２３】この実施の形態４は第一演算回路５１で全
漏れ電流信号の基本波成分を検出して全漏れ電流の歪み
度、すなわち、全漏れ電流の波高値／全漏れ電流の基本
波成分の波高値を演算し、予め記憶しておいた全漏れ電
流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差および全漏
れ電流の歪み度の関係に基づいて位相差を演算して、全
漏れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力するほかは
実施の形態１と機能が同じであるので、その説明を省略
する。実施の形態４でも実施の形態１と同じく全漏れ電
流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差δおよび全
漏れ電流の歪み度ｄの間に式１（図４を参照）の関係が
存在するが、α、βの値は異なる。また、第一演算回路
５１で全漏れ電流の高調波成分についての検出、演算を
行なわないので回路の構成が簡単になる。

【００２４】実施の形態５．図８はこの発明の実施の形
態５の構成を示すブロック図である。図８において、１
〜３、２２〜２７は実施の形態１で図１について説明し
たものと同じものである。６１は全漏れ電流の基本波成
分と容量分漏れ電流との位相差および全漏れ電流の歪み
度、すなわち、全漏れ電流の波形面積／全漏れ電流の基
本波成分の波形面積の関係を予め記憶しておき、全漏れ
電流信号により歪み度と位相差を演算し、全漏れ電流信
号の基本波成分と位相差とを出力する第一演算回路であ
る。この実施の形態５では第一演算回路６１が第一演算
手段であって、その他の第二演算手段、基準位相検出手
段、位相調整手段、容量分生成手段、抵抗分検出手段に
ついては実施の形態１の場合と同じである。

【００２５】この実施の形態５は第一演算回路６１で全
漏れ電流信号の基本波成分を検出して全漏れ電流の歪み
度、すなわち、全漏れ電流の波形面積／全漏れ電流の基
本波成分の波形面積を演算し、予め記憶しておいた全漏
れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差および
全漏れ電流の歪み度の関係に基づいて位相差を演算して
全漏れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力するほか
は実施の形態１と機能が同じであるので、その説明を省
略する。実施の形態５でも実施の形態１と同じく全漏れ
電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差δおよび
全漏れ電流の歪み度ｄの間に式１（図４を参照）の関係
が存在するが、α、βの値は異なる。また、第一演算回
路５１で全漏れ電流の高調波成分についての検出、演算
を行なわないので回路の構成が簡単になる。

【００２６】実施の形態６．図９はこの発明の実施の形
態６の構成を示すブロック図である。図９において、１
〜３は実施の形態１で図１について説明したものと同じ
ものである。７１は全漏れ電流信号をアナログ量からデ
ィジタル量に変換するＡ／Ｄ変換器、８０はワンチップ
マイクロコンピュータ、８１はＣＰＵ、８２はＲＡＭ、
ＲＯＭからなるメモリ、９１はディジタル表示器であ
る。また、図１０はワンチップマイクロコンピュータ８
０のメモリ８２に記憶させた抵抗分漏れ電流信号の検出
プログラムを示すフローチャートである。なお、この実
施の形態６ではＡ／Ｄ変換器７１、ワンチップマイクロ
コンピュータ８０、表示器９１が第一演算手段、第二演
算手段、基準位相検出手段、位相調整手段、容量分生成
手段、抵抗分検出手段に相当する。

【００２７】この実施の形態６の機能を図９、図１０を
参照しながら説明する。酸化亜鉛形避雷器２に流れる全
漏れ電流に対応した全漏れ電流信号を検出器３で検出し
Ａ／Ｄ変換器７１でディジタル量の全漏れ電流信号に変
換する（ステップ１０１）。次に、ＣＰＵ８１で全漏れ
電流信号の基本波成分と３次高調波成分を演算してメモ
リ８２に入れる。全漏れ電流信号もメモリ８２に入れて
おく（ステップ１０２）。メモリ８２の全漏れ電流信号
の基本波成分と３次高調波成分とにより全漏れ電流信号
の実効値と全漏れ電流信号の基本波成分の実効値とを演
算し、これらの実効値により全漏れ電流の歪み度、すな
わち、全漏れ電流の実効値／全漏れ電流の基本波成分の
実効値を演算してメモリ８２に入れる（ステップ１０
３）。メモリ８２に予め入れた全漏れ電流の基本波成分
と容量分漏れ電流との位相差および歪み度の関係に基づ
いて、メモリ８２に入れた歪み度により位相差を演算
し、メモリ８２に入れる（ステップ１０４）。メモリ８
２に入れた全漏れ電流信号の基本波成分の波高値を検出
し、この波高値とメモリ８２に入れた位相差とにより容
量分漏れ電流信号の波高値を演算し、メモリ８２に入れ
る（ステップ１０５）。メモリ８２の全漏れ電流信号と
容量分漏れ電流信号の波高値とを比較し、全漏れ電流信
号の瞬時値と容量分漏れ電流信号の波高値とが等しくな
る基準位相を検出し、メモリ８２に入れる（ステップ１
０６）。メモリ８２に入れた全漏れ電流信号の基本波成
分と基準位相とにより全漏れ電流信号の基本波成分を位
相調整した移相基本波成分を得てメモリ８２に入れる
（ステップ１０７）。メモリ８２の移相基本波成分と容
量分漏れ電流信号の波高値とにより移相基本波成分の波
高値を容量分漏れ電流信号の波高値と一致させて容量分
漏れ電流信号を生成し、メモリ８２に入れる（ステップ
１０８）。メモリ８２に入れた全漏れ電流信号と容量分
漏れ電流信号との差を演算して抵抗分漏れ電流信号を検
出する（ステップ１０９）。この抵抗分漏れ電流信号を
ディジタル表示器９１に入力して表示する（ステップ１
１０）。以上で抵抗分漏れ電流信号の検出プログラムを
終了する。

【００２８】この実施の形態６ではステップ１０２で全
漏れ電流信号の基本波成分と３次高調波成分を演算し、
３次以上の高次の高調波成分は無視しているが、検出し
た抵抗分漏れ電流信号は十分な精度を有している。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、次のような効果がある。

【００３０】請求項１に係る発明によれば、酸化亜鉛形
避雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の実効
値／全漏れ電流の基本波成分の実効値として全漏れ電流
信号により全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流と
の位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相
差とを出力する第一演算手段、容量分漏れ電流信号の波
高値を演算する第二演算手段、基準位相を検出する基準
位相検出手段、移相基本波成分を出力する位相調整手
段、容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手段、抵
抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えたの
で、送電線の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子
の劣化により抵抗分漏れ電流が増加し、その基本波成分
の影響を無視することができなくなっても抵抗分漏れ電
流信号を高い精度で検出することができる。また、現地
に据え付けの際の調整作業が不要になる。

【００３１】請求項２に係る発明によれば、酸化亜鉛形
避雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の歪み
率である全漏れ電流の高調波成分の実効値／全漏れ電流
の基本波成分の実効値として全漏れ電流信号により全漏
れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差を演算
し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相差とを出力する
第一演算手段、容量分漏れ電流信号の波高値を演算する
第二演算手段、基準位相を検出する基準位相検出手段、
移相基本波成分を出力する位相調整手段、容量分漏れ電
流信号を生成する容量分生成手段、抵抗分漏れ電流信号
を検出する抵抗分検出手段を備えたので、送電線の電圧
上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣化により抵抗
分漏れ電流が増加し、その基本波成分の影響を無視する
ことができなくなっても抵抗分漏れ電流信号を高い精度
で検出することができる。また、現地に据え付けの際の
調整作業が不要になる。

【００３２】請求項３に係る発明によれば、酸化亜鉛形
避雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の波形
率／全漏れ電流の基本波成分の波形率として全漏れ電流
信号により全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流と
の位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相
差とを出力する第一演算手段、容量分漏れ電流信号の波
高値を演算する第二演算手段、基準位相を検出する基準
位相検出手段、移相基本波成分を出力する位相調整手
段、容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手段、抵
抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えたの
で、送電線の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子
の劣化により抵抗分漏れ電流が増加し、その基本波成分
の影響を無視することができなくなっても、抵抗分漏れ
電流信号を高い精度で検出することができる。また、現
地に据え付けの際の調整作業が不要になる。

【００３３】請求項４に係る発明によれば、酸化亜鉛形
避雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の波高
値／全漏れ電流の基本波成分の波高値として全漏れ電流
信号により全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流と
の位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と位相
差とを出力する第一演算手段、容量分漏れ電流信号の波
高値を演算する第二演算手段、基準位相を検出する基準
位相検出手段、移相基本波成分を出力する位相調整手
段、容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手段、抵
抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えたの
で、送電線の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子
の劣化により抵抗分漏れ電流が増加し、その基本波成分
の影響を無視することができなくなっても、抵抗分漏れ
電流信号を高い精度で検出することができる。また、現
地に据え付けの際の調整作業が不要になる。

【００３４】請求項５に係る発明によれば、酸化亜鉛形
避雷器に流れる全漏れ電流の歪み度を全漏れ電流の波形
面積／全漏れ電流の基本波成分の波形面積として全漏れ
電流信号により全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電
流との位相差を演算し、全漏れ電流信号の基本波成分と
位相差とを出力する第一演算手段、容量分漏れ電流信号
の波高値を演算する第二演算手段、基準位相を検出する
基準位相検出手段、移相基本波成分を出力する位相調整
手段、容量分漏れ電流信号を生成する容量分生成手段、
抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えた
ので、送電線の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素
子の劣化により抵抗分漏れ電流が増加し、その基本波成
分の影響を無視することができなくなっても、抵抗分漏
れ電流信号を高い精度で検出することができる。また、
現地に据え付けの際の調整作業が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】 酸化亜鉛形避雷器の等価回路図（Ａ）とその
ベクトル図（Ｂ）である。

【図３】 全漏れ電流信号と容量分漏れ電流信号の各波
形を示す波形図である。

【図４】 位相差δの余弦と歪み度ｄの関係を示す特性
図である。

【図５】 この発明の実施の形態２の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】 この発明の実施の形態３の構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】 この発明の実施の形態４の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】 この発明の実施の形態５の構成を示すブロッ
ク図である。

【図９】 この発明の実施の形態６の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１０】 抵抗分漏れ電流信号の検出プログラムを示
すフローチャートである。

【図１１】 従来の酸化亜鉛形避雷器の劣化検出装置の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 送電線 31 第一演算回路 ２ 酸化亜鉛形避雷器 41 第一演算回路 ３ 検出器 51 第一演算回路 21 第一演算回路 61 第一演算回路 22 第二演算回路 71 Ａ／Ｄ変換器 23 位相検出回路 80 ワンチップマ
イクロコンピュータ 24 移相回路 81 ＣＰＵ 20 オートゲインコントロール回路 82 メモリ 21 差動増幅回路 83 ディジタル表
示器 22 表示メータ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年６月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】酸化亜鉛形避雷器２は非線形抵抗特性を有
する絶縁体であるディスク状の酸化亜鉛素子を送電線１
の電圧に応じて必要数だけ直並列に接続して碍管に納
め、その両端部に金具を装着したものであり、酸化亜鉛
素子の誘電率が非常に大きく、それ自体の静電容量と浮
遊の静電容量とを有する。したがって、酸化亜鉛形避雷
器２に交流高電圧を課電すると、これらの静電容量によ
る容量分漏れ電流Ｉｃと非線形抵抗特性による抵抗分漏
れ電流Ｉｒとを合成した全漏れ電流Ｉｏが流れる（図２
（Ａ）（Ｂ）を参照）。送電線１の電圧、周囲温度に変
化がなく、酸化亜鉛素子の劣化がない状態では容量分漏
れ電流に比べて抵抗分漏れ電流を無視することができ、
容量分漏れ電流は全漏れ電流の基本波成分と振幅、位相
においてほぼ等しいとみなすことができる。しかし、送
電線１の電圧上昇、周囲温度の上昇、酸化亜鉛素子の劣
化があると、抵抗分漏れ電流は容量分漏れ電流に比べて
無視できなくなり、容量分漏れ電流の波高値Ｉｃｍａｘ
は全漏れ電流の基本波成分の波高値をＩｏ1ｍａｘ、全
漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ電流との位相差をδ
として、Ｉｃｍａｘ＝Ｉｏ1ｍａｘ・ｃｏｓδとなる
（図３を参照）。したがって、全漏れ電流の基本波成分
を位相調整して全漏れ電流の波高値に合わせた容量分漏
れ電流を用いて抵抗分漏れ電流を検出すると誤差を生じ
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の
   歪み度を前記全漏れ電流の実効値／前記全漏れ電流の基
   本波成分の実効値とし、前記全漏れ電流の基本波成分と
   容量分漏れ電流との位相差および前記歪み度の関係を予
   め記憶しておき、前記全漏れ電流に対応した全漏れ電流
   信号により前記歪み度、さらに、前記位相差を演算し、
   前記全漏れ電流信号の基本波成分と前記位相差とを出力
   する第一演算手段、前記全漏れ電流信号の基本波成分の
   波高値と前記位相差とにより前記容量分漏れ電流に対応
   した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手
   段、前記全漏れ電流信号の瞬時値と前記容量分漏れ電流
   信号の波高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を
   検出する基準位相検出手段、前記基本波成分を前記基準
   位相により位相調整した移相基本波成分を出力する位相
   調整手段、前記移相基本波成分の波高値を前記容量分漏
   れ電流信号の波高値と一致させて前記容量分漏れ電流信
   号を生成する容量分生成手段、前記全漏れ電流信号と前
   記容量分漏れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に
   対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段
   を備えたことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
   検出装置。
2. 【請求項２】 酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の
   歪み度を前記全漏れ電流の歪み率である前記全漏れ電流
   の高調波成分の実効値／前記全漏れ電流の基本波成分の
   実効値とし、前記全漏れ電流の基本波成分と容量分漏れ
   電流との位相差および前記歪み度の関係を予め記憶して
   おき、前記全漏れ電流に対応した全漏れ電流信号により
   前記歪み度、さらに、前記位相差を演算し、前記全漏れ
   電流信号の基本波成分と前記位相差とを出力する第一演
   算手段、前記全漏れ電流信号の基本波成分の波高値と前
   記位相差とにより前記容量分漏れ電流に対応した容量分
   漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手段、前記全
   漏れ電流信号の瞬時値と前記容量分漏れ電流信号の波高
   値とを比較して両者が等しくなる基準位相を検出する基
   準位相検出手段、前記基本波成分を前記基準位相により
   位相調整した移相基本波成分を出力する位相調整手段、
   前記移相基本波成分の波高値を前記容量分漏れ電流信号
   の波高値と一致させて前記容量分漏れ電流信号を生成す
   る容量分生成手段、前記全漏れ電流信号と前記容量分漏
   れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に対応した抵
   抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段を備えたこ
   とを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流検出装置。
3. 【請求項３】 酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の
   歪み度を前記全漏れ電流の波形率／前記全漏れ電流の基
   本波成分の波形率とし、前記全漏れ電流の基本波成分と
   容量分漏れ電流との位相差および前記歪み度の関係を予
   め記憶しておき、前記全漏れ電流に対応した全漏れ電流
   信号により前記歪み度、さらに、前記位相差を演算し、
   前記全漏れ電流信号の基本波成分と前記位相差とを出力
   する第一演算手段、前記全漏れ電流信号の基本波成分の
   波高値と前記位相差とにより前記容量分漏れ電流に対応
   した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手
   段、前記全漏れ電流信号の瞬時値と前記容量分漏れ電流
   信号の波高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を
   検出する基準位相検出手段、前記基本波成分を前記基準
   位相により位相調整した移相基本波成分を出力する位相
   調整手段、前記移相基本波成分の波高値を前記容量分漏
   れ電流信号の波高値と一致させて前記容量分漏れ電流信
   号を生成する容量分生成手段、前記全漏れ電流信号と前
   記容量分漏れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に
   対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段
   を備えたことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
   検出装置。
4. 【請求項４】 酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の
   歪み度を前記全漏れ電流の波高値／前記全漏れ電流の基
   本波成分の波高値とし、前記全漏れ電流の基本波成分と
   容量分漏れ電流との位相差および前記歪み度の関係を予
   め記憶しておき、前記全漏れ電流に対応した全漏れ電流
   信号により前記歪み度、さらに、前記位相差を演算し、
   前記全漏れ電流信号の基本波成分と前記位相差とを出力
   する第一演算手段、前記全漏れ電流信号の基本波成分の
   波高値と前記位相差とにより前記容量分漏れ電流に対応
   した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演算手
   段、前記全漏れ電流信号の瞬時値と前記容量分漏れ電流
   信号の波高値とを比較して両者が等しくなる基準位相を
   検出する基準位相検出手段、前記基本波成分を前記基準
   位相により位相調整した移相基本波成分を出力する位相
   調整手段、前記移相基本波成分の波高値を前記容量分漏
   れ電流信号の波高値と一致させて前記容量分漏れ電流信
   号を生成する容量分生成手段、前記全漏れ電流信号と前
   記容量分漏れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電流に
   対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出手段
   を備えたことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の漏れ電流
   検出装置。
5. 【請求項５】 酸化亜鉛形避雷器に流れる全漏れ電流の
   歪み度を前記全漏れ電流の波形面積／前記全漏れ電流の
   基本波成分の波形面積とし、前記全漏れ電流の基本波成
   分と容量分漏れ電流との位相差および前記歪み度の関係
   を予め記憶しておき、前記全漏れ電流に対応した全漏れ
   電流信号により前記歪み度、さらに、前記位相差を演算
   し、前記全漏れ電流信号の基本波成分と前記位相差とを
   出力する第一演算手段、前記全漏れ電流信号の基本波成
   分の波高値と前記位相差とにより前記容量分漏れ電流に
   対応した容量分漏れ電流信号の波高値を演算する第二演
   算手段、前記全漏れ電流信号の瞬時値と前記容量分漏れ
   電流信号の波高値とを比較して両者が等しくなる基準位
   相を検出する基準位相検出手段、前記基本波成分を前記
   基準位相により位相調整した移相基本波成分を出力する
   位相調整手段、前記移相基本波成分の波高値を前記容量
   分漏れ電流信号の波高値と一致させて前記容量分漏れ電
   流信号を生成する容量分生成手段、前記全漏れ電流信号
   と前記容量分漏れ電流信号との差をとって抵抗分漏れ電
   流に対応した抵抗分漏れ電流信号を検出する抵抗分検出
   手段を備えたことを特徴とする酸化亜鉛形避雷器の漏れ
   電流検出装置。