(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雷撃を受ける構造物の外周部に３〜２０個の磁界センサを配置するとともに、雷撃時に各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形の極性に基づいて、構造物への雷撃かその周辺への雷撃かを判別する判別装置を備えた雷撃検知装置。
【請求項２】
前記各磁界センサによって測定される磁界の波形は、構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分に基づいて形成される請求項１に記載の雷撃検知装置。
【請求項３】
前記各磁界センサには、測定される各磁界の波形の極性を判断する判別装置としての極性検出回路が接続されている請求項１又は請求項２に記載の雷撃検知装置。
【請求項４】
前記磁界センサには積分回路又は二重積分回路が接続され、その積分回路又は二重積分回路に前記極性検出回路が接続されている請求項３に記載の雷撃検知装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の雷撃検知装置を用いた雷撃検知方法であって、
前記各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには構造物への雷撃であると判別し、異極性であるときには構造物の周辺への雷撃であると判別する雷撃検知方法。
【請求項６】
前記各磁界センサによって測定される出力信号としての磁界の波形が構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分の方向が同方向である場合を同極性とし、逆方向である場合を異極性とする請求項５に記載の雷撃検知方法。
【請求項７】
前記出力信号の波形、その積分波形及びその二重積分波形のうち、極性の判断が可能な波形を選択して判別する請求項５又は請求項６に記載の雷撃検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば風力発電設備等の構造物を中心とする地域に雷撃があったとき、その雷撃が構造物への雷撃か、その構造物の周辺への雷撃かを判別するための雷撃検知装置及び雷撃検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
風力発電設備等の高層の構造物には雷撃（落雷）が生じやすく、その場合には風力発電設備の運転が停止を余儀なくされることから、その分発電量の低下を招く。この場合、どの風力発電設備に雷撃があったか、或いは風力発電設備への雷撃か、風力発電設備の周辺への雷撃かを特定し、雷撃を受けた風力発電設備の点検、修理等を迅速に進めなければならない。
【０００３】
電流検出装置としては、例えば電子機器における電流検出装置が特許文献１に開示されている。この電流検出装置は、電流の発する磁界を検出する磁界検出手段と、磁界検出手段からの信号に基づいて電流値を演算する演算手段と、演算した電流値を出力する出力手段とを備えている。前記磁界検出手段は第１及び第２の磁界センサを備え、演算手段は前記磁界センサにより検出された磁界信号に基づいて電流値の演算を行うようになっている。この電流検出装置によれば、磁界センサの位置による測定誤差を抑えて、電流値を精度良く算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に記載されている従来構成の電流検出装置では、電子機器における配線を流れる電流の測定に際して磁界センサの位置による測定誤差を抑制し、電流を精度良く測定するものであり、配線以外の部分を流れる電流を測定するものではない。すなわち、風力発電設備等の構造物に雷撃があったときに構造物に急激に流れる過大な雷撃電流を検出するものではなく、構造物以外への雷撃による雷撃電流を測定するものでもない。
【０００６】
従って、この電流検出装置では、構造物に雷撃があったのか、構造物ではなく、その構造物の周辺に雷撃があったのかを判別することはできない。
そこで、本発明の目的とするところは、簡易な構成により、構造物への雷撃か、構造物の周辺への雷撃かを容易に判別することができる雷撃検知装置及び雷撃検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の雷撃検知装置は、雷撃を受ける構造物の外周部に３〜２０個の磁界センサを配置するとともに、雷撃時に各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形の極性に基づいて、構造物への雷撃かその周辺への雷撃かを判別する判別装置を備えている。
【０００８】
前記各磁界センサによって測定される磁界の波形は、構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分に基づいて形成されることが好ましい。
前記各磁界センサには、測定される各磁界の波形の極性を判断する判別装置としての極性検出回路が接続されていることが好ましい。
【０００９】
前記磁界センサには積分回路又は二重積分回路が接続され、その積分回路又は二重積分回路に前記極性検出回路が接続されていることが好ましい。
前記雷撃検知装置を用いた雷撃検知方法は、前記各磁界センサによって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには構造物への雷撃であると判別し、異極性であるときには構造物の周辺への雷撃であると判別するものである。
【００１０】
前記各磁界センサによって測定される出力信号としての磁界の波形が構造物の中心から各磁界センサを通る円の接線方向に延びる磁界成分の方向が同方向である場合を同極性とし、逆方向である場合を異極性とすることが好ましい。
【００１１】
前記出力信号の波形、その積分波形及びその二重積分波形のうち、極性の判断が可能な波形を選択して判別することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の雷撃検知装置及び雷撃検知方法によれば、簡易な構成により、構造物への雷撃か、構造物の周辺への雷撃かを容易に判別することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における風力発電設備の塔体の外周部に磁界センサを３個配置した状態で、雷撃が塔体又は塔体の周辺にあった場合を示す概略平面図。
【図２】磁界センサの一例を示す説明図。
【図３】風力発電設備の全体を示す概略説明図。
【図４】雷撃電流の波形を示すグラフ。
【図５】塔体に雷撃があったとき、３個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【図６】塔体の周辺ｙに雷撃があったとき、３個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【図７】塔体の周辺ｚに雷撃があったとき、３個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【図８】磁界センサによる出力信号である電圧の波形が雷撃電流の波形に相似する場合の雷撃検知装置を示すブロック図。
【図９】磁界センサによる出力信号である電圧の波形が雷撃電流の微分波形に相似する場合の雷撃検知装置を示すブロック図。
【図１０】磁界センサによる出力信号である電圧の波形が雷撃電流の波形に相似する場合の雷撃検知装置を示すブロック図。
【図１１】磁界センサによる出力信号である電圧の波形が雷撃電流の微分波形に相似する場合の雷撃検知装置を示すブロック図。
【図１２】参考形態における風力発電設備の塔体の外周部に磁界センサを２個配置した状態で、雷撃が塔体又は塔体の周辺にあった場合を示す概略平面図。
【図１３】雷撃電流の波形を示すグラフ。
【図１４】塔体に雷撃があったとき、２個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【図１５】塔体の周辺ｙに雷撃があったとき、２個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【図１６】塔体の周辺ｚに雷撃があったとき、２個の磁界センサにより測定される磁界の波形を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。この第１実施形態では磁界センサ１６を３個使用した場合について説明する。
【００１５】
図３に示すように、地盤１１には雷撃を受ける構造物としての風力発電設備１２の基礎部１３が埋設され、その基礎部１３から塔体１４が鉛直方向の上方へ延び、塔体１４の頂部には複数枚（この実施形態では３枚）の風車羽根１５が取付けられている。この風車羽根１５が風を受けて回転することにより、風力発電設備１２による発電が行われるように構成されている。
【００１６】
図１に示すように、前記塔体１４の外周部の周方向における１２０度離間する位置には、雷撃検知装置を構成する３個の磁界センサ（磁気センサ）１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が配置され、塔体１４に雷撃があったとき塔体１４に流れる雷撃電流によって発生する磁界をそれぞれ検出するようになっている。なお、図１中における○の中に×の印は、雷撃電流が塔体１４の頂部から基礎部１３すなわち紙面の上から下へ流れることを表している。
【００１７】
ここで、前記磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって測定される磁界の波形は、塔体１４の中心ｘから各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通る円の接線方向に延びる磁界成分ｍ１、ｍ２、ｍ３に基づいて形成される。ここでは、磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの極性は、塔体１４を中心に時計回りを正とする。今、周辺ｙに○の中に×印の雷撃電流が流れた場合、周辺ｙを中心に時計回りの磁界が発生し、磁界センサ１６ａの磁界成分ｍ１は正の極性（図１の時計方向）を示し、磁界センサ１６ｂの磁界成分ｍ２は負の極性（図１の反時計方向）及び磁界センサ１６ｃの磁界成分ｍ３は正の極性（図１の時計方向）を示す。
【００１８】
図２に示すように、前記磁界センサ１６は、例えば円柱状をなす磁性体１７の外周にエナメル線等の導線１８を巻付けて構成される。前記導線１８の両出力端子１９、２０間に電気抵抗線２１を接続することにより、磁性体１７に生ずる磁界により電気抵抗線２１を流れる電流に基づいて両出力端子１９、２０間には出力信号としての電圧が発生する。発生した電圧の波形は、図示しない出力装置（表示装置）により出力される。なお、電気抵抗線２１の電気抵抗値は、測定条件等に応じて適宜設定される。
【００１９】
この電圧の波形は、両出力端子１９，２０間の電気抵抗線２１の電気抵抗値が小さい場合には塔体１４に流れる電流と相似波形となり、両出力端子１９、２０間の電気抵抗値が大きい場合又は両出力端子１９、２０間が開放されている場合には塔体１４に流れる電流の微分波形と相似波形となる。前記磁界センサ１６により検出される出力信号としての磁界や電流の波形についても、塔体１４に流れる電流と相似波形又は塔体１４に流れる電流の微分波形と相似波形となる。すなわち、磁界センサ１６の出力信号は、雷撃電流波形と相似する場合と雷撃電流の微分波形と相似する場合とがある。
【００２０】
雷撃による雷撃電流の波形は例えば図４に示すように形成され、雷撃直後に電流値が上昇してピークが形成され、その後電流値が次第に低下するように形成される。
図５に示すように、塔体１４に雷撃があった場合には、雷撃電流が塔体１４の中心ｘを通過すると見なすことができ、そのとき塔体１４の中心ｘを中心として時計方向に磁界が発生する。３個の磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより測定される磁界の波形は、全て雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、この場合には、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃから得られる磁界の波形の極性はいずれも同じとなる。
【００２１】
図６に示すように、塔体１４の周辺ｙに雷撃があった場合には、その周辺ｙを中心として時計方向に磁界が発生する。このとき、周辺ｙに最も近い磁界センサ１６ｂにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。他の２個の磁界センサ１６ａ、１６ｃは周辺ｙから略等距離に位置し、雷撃直後に磁界が上昇してピークが形成され、その後磁界は次第に低下する。すなわち、１個の磁界センサ１６ｂと他の２個の磁界センサ１６ａ、１６ｃにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。
【００２２】
これは、図１に示すように、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって測定される磁界の波形は、塔体１４の中心ｘから各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを通る円の接線方向に延びる磁界成分ｍ１、ｍ２、ｍ３に基づいて形成されるためである。すなわち、磁界センサ１６ａ、１６ｃの磁界成分ｍ１、ｍ３は正の極性を示し、磁界センサ１６ｂの磁界成分ｍ２は負の極性を示す。
【００２３】
続いて、図１の二点鎖線に示すように、塔体１４の周辺ｚに雷撃があった場合には、その周辺ｚを中心として時計方向に磁界が発生する。このとき、周辺ｚに最も近い２個の磁界センサ１６ａ、１６ｂは周辺ｚから略等距離に位置している。このため、図７に示すように、それらの磁界センサ１６ａ、１６ｂより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。
【００２４】
図１の二点鎖線に示すように、他の１個の磁界センサ１６ｃは周辺ｚから最も遠くに位置している。そのため、図７に示すように、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、２個の磁界センサ１６ａ、１６ｂと他の１個の磁界センサ１６ｃにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。
【００２５】
以上のように、塔体１４への雷撃の場合には、磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって測定される磁界の波形の極性が一致し、周辺への雷撃の場合には不一致となることにより、塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを判別することができる。すなわち、雷撃時に各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって測定される出力信号の波形の極性を対比することにより、塔体１４への雷撃かその周辺への雷撃かを判別装置によって判別することができる。
【００２６】
次に、前記磁界センサ１６によって塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを判別する雷撃検知装置及び雷撃検知方法について説明する。
前述したように、磁界センサ１６の出力信号は、雷撃電流波形と相似する場合と、雷撃電流の微分波形と相似する場合がある。また、極性を判断するとき、雷撃電流波形に相似な波形では変動が急峻過ぎ、判断が困難となる場合がある。その場合には、積分することによって波形を平滑化することが有効である。雷撃電流波形に相似な波形を積分することで雷撃電荷波形に相似な波形となる。すなわち、極性の判別は、雷撃電流に相似な波形で行う場合と雷撃電荷波形に相似な波形で行う場合がある。
【００２７】
図８は磁界センサ１６の出力信号が雷撃電流の波形に相似し、極性の判断を雷撃電流に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図において、３個の磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力信号である電圧が雷撃電流波形に相似する場合には、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ判別装置としての極性検出回路２２に接続される。この場合には、極性検出回路２２に雷撃電流波形に相似した波形が入力され、極性が判断される。極性検出回路２２は記録・警報装置２３に接続されるとともに、ＧＰＳ（全地球測位システム）２４も記録・警報装置２３に接続される。そして、極性検出回路２２において塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かが判別されるとともに、塔体１４への雷撃と判別された場合には、その塔体１４の位置が地図上に記録され、かつ警報が発せられるようになっている。また、ＧＰＳを用いずとも、塔体１４への雷撃と判別された場合には、警報とともに、塔体１４に関する情報を伝送することもできる。
【００２８】
図９は、磁界センサ１６の出力信号が雷撃電流の微分波形に相似し、極性の判断を雷撃電流波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力信号である電圧が雷撃電流の微分波形に相似する場合には、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ積分回路２５を介して極性検出回路２２に接続される。すなわち、この場合には、極性検出回路２２に雷撃電荷波形に相似した波形が入力される。前記極性検出回路２２は記録・警報装置２３に接続されるとともに、ＧＰＳ２４も記録・警報装置２３に接続される。
【００２９】
図１０は、磁界センサ１６の出力信号が雷撃電流波形に相似し、極性の判断を雷撃電流波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力信号である電圧の波形が雷撃電流の波形に相似する場合において、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ積分回路２５を介して極性検出回路２２に接続される。この場合には、極性検出回路２２に雷撃電荷波形に相似する波形が入力される。前記極性検出回路２２は記録・警報装置２３に接続されるとともに、ＧＰＳ２４も記録・警報装置２３に接続される。
【００３０】
図１１は、磁界センサ１６の出力信号が雷撃電流波形に相似し、極性の判断を雷撃電荷波形に相似な波形で行う場合のブロック図である。このブロック図に示すように、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力信号である電圧の波形が雷撃電流の微分波形に相似する場合には、各磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃはそれぞれ二重積分回路２６を介して極性検出回路２２に接続される。この場合には、極性検出回路２２に雷撃電荷波形が入力される。前記極性検出回路２２は記録・警報装置２３に接続されるとともに、ＧＰＳ２４も記録・警報装置２３に接続される。
【００３１】
以上のように構成された第１実施形態の雷撃検知装置について作用を説明する。
さて、図１及び図３に示すように、雷撃が塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを検知する場合には、塔体１４の下端外周部に３つの磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを配置する。
【００３２】
そして、塔体１４又はその周辺に雷撃が生じたとき、磁界センサ１６ａ、１６ｂによりそれぞれ磁界を測定する。磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより得られた磁界の波形がいずれも図５に示す同極性である場合には、雷撃が塔体１４の中心ｘにあったものと判別できる。
【００３３】
これに対し、図６又は図７に示すように、いずれか１個の磁界センサ１６により得られた磁界の波形と、他の２個の磁界センサ１６により得られた磁界の波形とが逆の極性を示す場合には、磁界極性の相違により雷撃が塔体１４の周辺にあったものと簡単に判別できる。
【００３４】
このように、雷撃が塔体１４へのものか、塔体１４の周辺へのものかを、３個の磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより測定された磁界の極性に基づいて速やかに判別することができる。
【００３５】
従って、この第１実施形態により発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）第１実施形態の雷撃検知装置では、塔体１４の外周部に３〜２０個の磁界センサ１６が配置される。そして、雷撃時に各磁界センサ１６によって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形の極性に基づいて、塔体１４への雷撃かその周辺への雷撃かを判別する判別装置が設けられている。このため、出力信号に基づく波形について判別装置で極性を判断することにより、雷撃地点を簡単に判別することができる。
【００３６】
よって、第１実施形態の雷撃検知装置によれば、簡易な構成により、塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを容易に判別することができる。
（２）前記各磁界センサ１６によって測定される磁界の波形は、塔体１４の中心から各磁界センサ１６を通る円の接線方向に延びる磁界成分に基づいて形成される。従って、得られる磁界成分を基準として磁界の極性を簡単に検出することができる。
【００３７】
（３）前記各磁界センサ１６には、測定される各磁界の波形の極性を判別する判別装置としての極性検出回路２２が接続されている。そのため、磁界センサ１６の出力信号について極性検出回路２２により極性を検出することができ、塔体１４への雷撃と、その周辺への雷撃とを簡単に判別することができる。
【００３８】
（４）前記磁界センサ１６には積分回路２５又は二重積分回路２６が接続され、その積分回路２５又は二重積分回路２６に前記極性検出回路２２が接続されている。このため、各磁界センサ１６の出力信号をそれぞれ積分又は二重積分して例えば電荷波形を得ることにより、極性の判断をさらに良好に行うことができる。
【００３９】
（５）第１実施形態の雷撃検知方法では、各磁界センサ１６によって測定される出力信号の波形、その積分波形又はその二重積分波形が同極性であるときには塔体１４への雷撃であると判別し、異極性であるときには塔体１４の周辺への雷撃であると判別する。従って、極性の相違を判断するだけで、塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを容易に判別することができる。
【００４０】
（６）各磁界センサ１６によって測定される磁界の波形が塔体１４の中心から各磁界センサ１６を通る円の接線方向に延びる磁界成分の方向が同方向である場合を同極性とし、逆方向である場合を異極性とする。このような極性の基準により、極性の相違を明瞭に判断することができる。
【００４１】
（７）前記出力信号の波形、その積分波形及びその二重積分波形のうち、極性の判断が可能な波形を選択して判別する。このため、例えば出力信号を積分又は二重積分して電荷波形を得ることによって波形を平滑化し、極性判断の精度を向上させることができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では磁界センサ１６を４個以上使用した場合について主に説明し、前記第１実施形態と重複する記載は省略する。
【００４３】
４個以上の磁界センサ１６を塔体１４の外周部に配置した場合には、第１実施形態で説明した３個の磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを配置した場合と同様にして磁界の極性を検出することにより、塔体１４への雷撃か、塔体１４の周辺への雷撃かを判別することができる。
【００４４】
磁界センサ１６の数は、雷撃の検知精度、雷撃検知のための構成、コスト等の観点から３〜２０個であり、３〜１０個であることが好ましい。磁界センサ１６が２個の場合には、後述するように雷撃地点と２個の磁界センサ１６ａ、１６ｂとの距離が等しいときの検知精度が低下する。その一方、磁界センサ１６が２０個より多い場合には、雷撃検知装置の構成が複雑になるとともに、雷撃検知のためのコストも嵩んで好ましくない。
【００４５】
（８）従って、この第２実施形態によれば、磁界センサ１６を４個以上配置したことから、雷撃が塔体１４の周辺のいずれであっても、磁界センサ１６の出力信号について極性を精度良く検出することができる。
【００４６】
（参考形態）
以下、参考形態を図１２〜図１６に基づいて説明する。なお、この参考形態では、前記第１実施形態及び第２実施形態と重複する記載は省略する。
【００４７】
この参考形態では、磁界センサ１６を２個使用した場合について説明する。
図１２に示すように、前記塔体１４の下端部外周の１８０度対向する位置には、一対の磁界センサ１６（１６ａ、１６ｂ）が配置される。これらの磁界センサ１６ａ、１６ｂが、風力発電設備１２の塔体１４の中心ｘ、塔体１４の周辺ｙ又は周辺ｚに雷撃があったとき、塔体１４の中心ｘ、その周辺ｙ又は周辺ｚに流れる雷撃電流によって発生する出力信号としての磁界をそれぞれ検出するようになっている。
【００４８】
例えば塔体１４の中心ｘに雷撃があった場合と、塔体１４の周辺ｙに雷撃があった場合について説明する。塔体１４又は周辺ｙへの雷撃による雷撃電流の波形は図１３に示すように形成され、雷撃直後に電流値が上昇してピークが形成され、その後電流値は次第に低下する。
【００４９】
図１４に示すように、塔体１４に雷撃があった場合には、両磁界センサ１６ａ、１６ｂにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。すなわち、この場合には、両磁界センサ１６ａ、１６ｂが塔体１４の中心ｘから等距離にあることから、磁界の波形はいずれも前記雷撃電流の波形と相似波形となる。つまり、両磁界センサ１６ａ、１６ｂによって測定される磁界の極性が同極性であることから、前記極性検出回路２２により塔体１４への雷撃であることを判別することができる。
【００５０】
図１５に示すように、塔体１４の周辺ｙに雷撃があった場合には、一方の磁界センサ１６ａにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。これに対し、他方の磁界センサ１６ｂにより測定される磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が低下して底が形成され、その後磁界値は次第に上昇する。すなわち、この場合には、両磁界センサ１６ａ、１６ｂにより測定される磁界の波形は逆の極性を示す。従って、両磁界センサ１６ａ、１６ｂによって測定される磁界の極性に基づいて、極性検出回路２２により塔体１４の周辺への雷撃であることを判別することができる。
【００５１】
なお、図１２に示すように、前記磁界センサ１６ａの磁界成分ｍ１は正の極性（図１２の時計方向）を示し、磁界センサ１６ｂの磁界成分ｍ２は負の極性（図１２の反時計方向）を示す。
【００５２】
次に、図１２に示すように、塔体１４の周辺ｚに雷撃があった場合について説明する。この場合には、図１２の二点鎖線に示すように、塔体１４の周辺ｚと一対の磁界センサ１６ａ、１６ｂとが等距離にあることから、それらの磁界センサ１６ａ、１６ｂにより測定される磁界の波形は、図１６に示される波形となる。すなわち、両磁界センサ１６ａ、１６ｂにより得られる磁界の波形は、雷撃直後に磁界値が上昇してピークが形成され、その後磁界値は次第に低下する。つまり、この場合には、各磁界センサ１６ａ、１６ｂから得られる磁界の波形の極性は同じである。
【００５３】
このように、磁界センサ１６が２個の場合には、塔体１４の周辺への雷撃においても、塔体１４に雷撃があった場合と同じ出力信号の極性特性を示す場合がある。これは、磁界センサ１６と周辺雷撃の位置が、図１２において磁界センサ１６ａと周辺ｚを結ぶ線が、磁界センサ１６ａでの塔体１４の接線方向より塔体１４側で、かつ磁界センサ１６ｂと周辺ｚを結ぶ線が、磁界センサ１６ｂでの塔体１４の接線方向より塔体１４側に位置する場合に起こる。簡単に述べれば、塔体１４の周辺への雷撃位置と磁界センサ１６ａ、１６ｂとがほぼ等距離にある場合に起こる。
【００５４】
以上のように、磁界センサ１６が２個の場合には、塔体１４の周辺への雷撃において誤検知となるときがある。
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
【００５５】
・前記磁界センサ１６として、例えばホール素子、磁気抵抗素子等を使用してもよい。
・前記第１実施形態において、３個の磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを、塔体１４の下部で周方向の間隔が均等でない位置に設けてもよい。また、磁界センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを、塔体１４の上下中間部に設けてもよい。
【００５６】
・前記構造物としては、例えば送電鉄塔、高層ビル等であってもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１２…構造物としての風力発電設備、１４…構造物を構成する塔体、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ…磁界センサ、２２…判別装置としての極性検出回路、２５…積分回路、２６…二重積分回路、ｙ、ｚ…周辺。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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