(57)【要約】【課題】送電線の事故の有無に関係無く、送電線路の本線上に発生した落雷位置を検出することができる簡易なサージ電流検出器を提供する。【解決手段】サージ電流センサ４と接続させた検出器５において、サージ電流に基づきサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を検出、管理し、各情報を無線で伝送する。この検出器５はサージ電流により制御部９、伝送部１０を起動することで太陽電池または一次電池で駆動される。検出器５からの伝送情報は、地上部に設けられた中央装置においてこれらの情報に基づいて落雷箇所を判定する。【選択図】図１
2008096336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空送電線の電力線の複数の箇所に取り付けられ、落雷によるサージ電流を受信する複数のサージ電流センサと、
前記複数のサージ電流センサに対応して架空送電線の所定箇所に同数設けられ、少なくとも前記サージ電流のレベル情報が所定の値を超えたときに起動信号を発するしきい値比較部と、前記起動信号を受けて動作し、サージ検出情報及びサージ検出時刻を管理する制御部と、前記制御部から命令により動作し、情報を伝送する無線伝送部と、各部を駆動するための太陽電池あるいは一次電池電源と、から構成される検出器と、
前記複数の検出器からのサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を無線で受信して、前記サージ電流の伝搬方向情報によりサージ発生点の両側に位置する２つの検出器を識別し、前記サージ電流レベル情報及び時刻情報から前記２つの検出器間での落雷箇所を判定する中央装置と、
を備えることを特徴とするサージ電流簡易検出器。
【請求項２】
前記サージ電流センサとして、ロゴスキーコイルを用いたことを特徴とする請求項１記載のサージ電流簡易検出器。
【請求項３】
前記サージ電流センサとして、ホール素子を用いたことを特徴とする請求項１記載のサージ電流簡易検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落雷等により架空送電線の電力線に発生するサージ電流を検出して落雷発生箇所を判定するサージ電流簡易検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
落雷等により架空送電線に発生するサージ電流を検出して故障点を把握する方法として、特許文献１に示すサージ受信方式がある。
この方法は、故障発生時のサージ波を送電線路両端で受信してその受信時刻を検出し、両端の受信時刻差がサージの伝搬時間差に一致することを利用して故障点を標定する方法である。
【特許文献１】特開平８−６２２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のサージ受信方式では、伝播時間差を求めるため、高精度な時間管理が必要でその装置電力が大きいものが一般であった。また、架空地線でのサージ受信が一般的であり、その伝送も光ファイバなど有線を使用するものであった。このため、本線に落雷した場合、事故に至らない落雷には対応していないものが一般的であった。
【０００４】
また、サージ電流を受信するセンサとして一般的にＣＴ（変成器）が使用されているが、磁気コアが必要となるため、高周波領域での磁気損失によりＣＴが発熱するという問題やＣＴが大型化してしまうという問題があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、従来技術の欠点を解消し、装置本線のサージ電流を検出可能として本線（電力線）への落雷も検出することにより送電線の事故の有無に関係無く、送電線路の電力線上に発生した落雷位置を検出することができる簡易なサージ電流検出器を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、装置の小型化、低消費化を実現できるサージ電流検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のサージ電流簡易検出器は、架空送電線の電力線の複数の箇所に取り付けられ、落雷によるサージ電流を受信する複数のサージ電流センサと、前記複数のサージ電流センサに対応して架空送電線の所定箇所に同数設けられ、少なくとも前記サージ電流のレベル情報が所定の値を超えたときに起動信号を発するしきい値比較部と、前記起動信号を受けて動作し、サージ検出情報及びサージ検出時刻を管理する制御部と、前記制御部から命令により動作し、情報を伝送する無線伝送部と、各部を駆動するための太陽電池あるいは一次電池電源と、から構成される検出器と、前記複数の検出器からのサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を無線で受信して、前記サージ電流の伝搬方向情報によりサージ発生点の両側に位置する２つの検出器を識別し、前記サージ電流レベル情報及び時刻情報から前記２つの検出器間での落雷箇所を判定する中央装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記サージ電流センサとして、ロゴスキーコイル又はホール素子を用いることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、架空送電線の電力線に取り付ける構成として、落雷によるサージ電流を受信するサージ電流センサと、その電流レベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を検出、管理する検出器を太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、架空送電線の電力線上に設置できることから、送電線事故の有無に影響されず電力線への落雷を正確に検出・判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明のサージ電流簡易検出器は、大きくサージ電流センサ、検出器、中央装置とに分類される。以下、構成部分毎に分けて説明する。
【００１１】
（サージ電流センサ）
サージ電流センサは、架空送電線の電力線上の複数の箇所に取り付けられ、落雷によるサージ電流を受信する。
サージ電流センサとしては、ロゴスキーコイルを用いることが好ましい。ロゴスキーコイルを用いることにより、従来のようなＣＴ（変成器）を用いた場合と比較して、磁気損失による発熱、飽和、ヒステリシスがなく、大電流計測においても小型化、軽量化を図ることができる。
また、サージ電流センサとしてホール素子を用いても、大電流計測において小型化、軽量化を図ることができる。
また、ロゴスキーコイルやホール素子は検出器の消費電力を小さくするうえで有効である。
【００１２】
（検出器）
図１に、検出器の構成の概略図を示す。
サージ電流センサ４と接続される検出器５は、サージ電流センサ４からの信号を電圧信号に変換する入力回路６、前記電圧信号からサージ電流を抽出するフィルター回路７、サージ電流の大きさに応じて段階分けすると共に、センサ４からの信号出力極性を用いてサージ電流レベルに正負の極性信号を付加してサージ伝播方向を判別する比較部８、サージ電流レベルが所定の値を超えたときに起動信号を発生するしきい値比較部２０、しきい値比較部２０からの信号を受けて動作し該比較部８からのサージ電流レベル情報、伝搬方向情報、時刻情報をメモリ管理する制御部９、制御部９からの命令で動作しメモリ管理した情報を地上部へ伝送する伝送部１０、所定の時刻をカウントする時計（ＧＰＳ）１１、及び、検出器５の各構成部を駆動させる電源１２を備えている。なお、伝送部１０は携帯電話またはメール伝送機器で構成され、電源１２は太陽電池またはリチウム電池が用いられる。
【００１３】
（中央装置）
中央装置は、地上部に配置されて、検出器５において検出したサージ電流レベル、サージ伝播方向、受信時刻の情報を無線により受信して集約し、これらの情報に基づいて架空送電線のどの位置で落雷が発生したかを特定するものである。
【００１４】
（サージ電流簡易検出器の設置例）
図２，３を参照して本サージ電流簡易検出器の架空送電線への設置例を説明する。
図２は、架空送電線の４導体の本線２にサージ電流センサ４及び検出器５を取り付け、本線上でのサージを検出するものである。
一方、図３は、サージ電流センサ４を架空送電線のＧＷ（架空地線）１に、検出器５を鉄塔３上部に取り付けて、ＧＷ上でのサージを検出するものである。
【００１５】
（サージ電流簡易検出器の作用）
図４に示すように、架空送電線１４上にサージ電流簡易検出器の検出器１５〜１８を所定間隔で複数設置し、検出したサージ電流レベル、サージ伝播方向、時刻の情報を中央装置１９において集約するようにしておく。なお、検出器１５〜１８位置にはそれぞれに対応する位置にサージ電流センサ（図示せず）が配置されている。以下、図４及び図１を参照してサージ電流簡易検出器の作用を説明する。
【００１６】
まず、サージ電流センサによりサージ電流を受信し、検出器１５〜１８で架空送電線１４に流れるサージ電流レベルおよびサージ伝播方向を検出する。
例えば、図４のように検出器１５と検出器１６との間で落雷等が発生すると、サージ発生地点から左右にサージ電流が流れる。このサージ電流は検出器１５、検出器１６、検出器１７、検出器１８の所に設けられているそれぞれのサージ電流センサによって検出される。
【００１７】
これらのサージ電流センサによってそれぞれ検出されたサージ電流は、それぞれ検出器１５〜１８内に入力される。検出器１５〜１８においては、図１に示すように、入力回路６により、サージ電流信号が電圧信号に変換された後、フィルター回路７により前記電圧信号からサージ電流を抽出して、比較部８へ入力される。
【００１８】
比較部８では、サージ電流の大きさ（波高値）に応じて段階分けが行われる。
例えば、図５に示すように、サージ１３の波高値がレベル５とレベル６の間にある場合は、サージ１３の電流レベルはレベル５と判定される。
また、比較部８では、サージ電流センサから供給されたサージ電流の信号からその極性、すなわちサージ電流の流れる方向が判定される。図４に示す例では、検出器１５では、サージ電流の流れる方向は図中左向きであり、検出器１６、１７、１８では、サージ電流の流れる方向は右向きであるため、検出器１５内の比較部８では極性−が付与され、検出器１６、１７、１８内の比較部では極性＋が付与される。
【００１９】
比較部８におけるサージ電流レベル情報、極性が付与された伝搬方向情報、及び時計１１からの時刻情報はメモリ管理する制御部９に入力され、メモリ管理した情報が伝送部１０から地上部の中央装置１９（図４参照）へ無線で伝送される。
制御部９はサージ電流レベルがしきい値比較部２０に設定された所定の値を超えたときに起動信号を出力する。また、伝送部１０は制御部９からの伝送命令を受けて動作、伝送する。
平常時は検出器５の制御部９、伝送部１０を休止状態にしておくことにより、消費電力を低減することができる。
【００２０】
図４に示す中央装置１９においては、それぞれの検出器１５〜１８から受信したサージ電流のレベル情報、伝搬方向情報およびその時刻情報に基づいてサージ発生点を判定する。
まず、中央装置１９は、時刻情報に基づき同一時刻情報のグルーピングを行う。
同一時刻のグルーピングされた情報の検出器１５〜１８から受信したサージ電流の伝搬方向情報に基づいて、サージ発生点の両側に位置する２つの検出器を識別する。図４では、検出器１５からは極性が−の情報が、検出器１６からは極性が＋の情報が受信されるため、サージ電流を発生した落雷は検出器１５と検出器１６との間に発生したと判断することができる。
次に、検出器１５と検出器１６から受信した、サージ電流レベル情報に基づいて、取り付けた電力線のサージ伝搬時の減衰率に応じて比例計算により検出器１５及び検出器１６間のどの位置で落雷が発生したかを特定する。
図６に基づいて、落雷点を特定するための手法を説明すると、３つの検出器１５〜１７（そのうち検出器１５と、検出器１６，１７との極性が異なる）において、検出器１５の検出レベルＡを基準に減衰線２２を、検出器１６の検出レベルＢ及び検出器１７の検出レベルＣを基準に減衰線２３を引き出し、その交点を落雷発生箇所として特定する。
【００２１】
（サージ電流簡易検出器の効果）
本実施形態のサージ電流簡易検出器によれば次のような効果を有する。
（１）情報伝送に無線、電源として太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、架空地線だけでなく本線へも設置することができ、本線へ落雷したが閃絡しないような落雷も発見できるようになる。
（２）架空送電線に取り付ける構成として、落雷によるサージ電流を受信するサージ電流センサと、その電流レベル情報、伝搬方向情報、及び時刻情報を検出、管理する検出器のみとしているので、架空送電線の電力線上に設置でき、送電線事故の有無に影響されず電力線への落雷を正確に検出・判定することができる。
（３）サージ電流の大きさを比較器で簡易なレベル情報とすることで装置の簡素化及び伝送情報量の簡略化を図ることができる。
（４）時刻情報は同一サージのグルーピングを目的とするため極めて高い精度は必要なく装置の簡略化を図ることができる。
（５）平常時は検出器の制御部、伝送部を休止状態にしておくことにより、消費電力を低減することができる。
（６）情報伝送に無線、電源として太陽電池または一次電池で駆動できるものとしているので、送電線電力線及びＯＰＧＷ光ファイバなどの伝送手段がない送電線路へも容易に適用できる。
（７）サージ電流センサとしてロゴスキーコイルを用いているので、磁気損失による発熱、飽和、ヒステリシスがなく、大電流計測においても小型化、軽量化を図ることができるとともに検出器を低消費に寄与できる。
（８）また、図２のよう検出器を架空送電線の架空地線へ設置すれば、架空地線での落雷の検知も同様に検出することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るサージ電流簡易検出器の検出器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るサージ電流簡易検出器の設置例を説明する概略図である。
【図３】本発明に係るサージ電流簡易検出器の設置例を説明する概略図である。
【図４】本発明に係るサージ電流簡易検出器を用いた故障判定システムの構成図である。
【図５】サージ電流の一例を示すグラフである。
【図６】落雷点を特定するための手法を説明するグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１  ＧＷ
２  本線
３  鉄塔
４  サージ電流センサ
５  検出器
６  入力回路
７  フィルター回路
８  比較部
９  制御部
１０  伝送部
１１  時計
１２  電源
１３  サージ
１５，１６，１７，１８  検出器
１９  中央装置
２０  しきい値比較部
２２  ２３  減衰線
【図１】
2008096336.tif 000003
【図２】
2008096336.tif 000004
【図３】
2008096336.tif 000005
【図４】
2008096336.tif 000006
【図５】
2008096336.tif 000007
【図６】
2008096336.tif 000008