(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉器が接続された配電線への落雷を検出する雷サージ検出装置において、
前記落雷により発生した異常電圧を降下させる避雷器と、
前記異常電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記検出された電圧値を予め設定された設定電圧と比較し、当該比較結果に基づいて前記落雷の回数を積算する回数積算部と、
前記回数積算部の積算結果に基づいて開閉器の劣化の程度を類推する劣化類推部とを備えることを
特徴とする雷サージ検出装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の雷サージ検出装置において、
前記電圧検出部が避雷器のギャップで異常電圧が放電する光に基づき異常電圧の電圧値を検出することを
特徴とする雷サージ検出装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２に記載の雷サージ検出装置において、
前記回数積算部により複数の段階に重み付けされた値を落雷回数として積算することを
特徴とする雷サージ検出装置。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいづれかに記載の雷サージ検出装置において、
前記回数積算部が設定電圧を複数設定し、当該複数の設定電圧の各比較結果毎に落雷回数を積算することを
特徴とする雷サージ検出装置。
【請求項５】
前記請求項１ないし４のいづれかに記載の雷サージ検出装置において、
前記異常電圧の電圧値、落雷の積算回数又は類推された劣化の程度のうち少なくとも一つを監視側へ送信する通信手段を備えることを
特徴とする雷サージ検出装置。
【請求項６】
前記請求項１ないし５のいづれかに記載の雷サージ検出装置を備えたことを、
特徴とする開閉器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉器への雷を検出する雷サージ検出装置に関し、特に落雷を検出した値に基づいて開閉器の劣化程度を判断することができる雷サージ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の雷サージ検出装置としては存在せず、関連するものとして図５に示す避雷器内蔵型開閉器が存在する。この図５は避雷器内蔵型開閉器の概略構成図を示す。同図において避雷器内蔵型開閉器は、開閉器１００の内部に避雷器１を内蔵し、この避雷器１により開閉器１００の主回路となる電源側配電線１１１又は負荷側配電線１１２に印加される誘導雷による異常電圧を降下させてケース１０１を介して接地ＧＮＤ側へ放電する構成である。前記避雷器１は、バリスタ素子１２と放電ギャップ１１とが直列に接地されて構成される。
【０００３】
落雷がない定常状態の場合にはこの放電ギャップ１１で常時絶縁されて前記バリスタ素子１２に電圧が印加されない。他方、落雷により雷サージ電圧が発生した異常時には、放電ギャップ１１で放電して異常電流をバリスタ素子１２に流し、このバリスタ素子１２の非直線抵抗特性により異常電圧を減衰させて制限することとなる。
【０００４】
このように開閉器１００に接続される配電線への落雷により、例えば碍子１０２に雷サージが発生した場合には、落雷による異常電圧が電源側又は負荷側の配電線１００、１１０の主回路に印加されると、この異常電圧を避雷器１が電圧レベルを減衰させ、この減衰された異常電圧を接地側へ放電する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の避雷器内蔵型開閉器は以上のように構成されていたことから、落雷により発生した異常電圧を減衰して接地ＧＮＤ側へ放電することができるが、この落雷による開閉器１００についての衝撃の程度を判断し、またこの衝撃による開閉器１００の劣化の程度を検出することができないという課題を有する。
【０００６】
特に、複数の落雷に対して開閉器１００がどの程度劣化したのかを検知することが極めて困難であったために、この開閉器１００が突然機能しなくなる等の故障が発生するまで知ることができず、この故障した開閉器１００によって配電線線路全体への波及事故を誘発する虞れがあった。
本発明は、前記課題を解消するためになされたもので、落雷による開閉器の劣化の程度を検出することができる雷サージ検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る雷サージ検出装置は、開閉器が接続された配電線への落雷を検出する雷サージ検出装置において、前記落雷により発生した異常電圧を降下させる避雷器と、前記異常電圧の電圧値を検出する電圧検出部と、前記検出された電圧値を予め設定された設定電圧と比較し、当該比較結果に基づいて前記落雷の回数を積算する回数積算部と、前記回数積算部の積算結果に基づいて開閉器の劣化の程度を類推する劣化類推部とを備えるものである。このように本発明においては、開閉器が接続された配電線への落雷による異常電圧を避雷器により降下させ、この異常電圧を異常電圧検出部で検出し、検出された電圧値に基づいて落雷の回数を回数積算部で積算し、劣化類推部が落雷の回数の積算結果に基づいて開閉器の劣化の程度を類推することにより、落雷による開閉器が受ける劣化の程度を検出できると共に、落雷による劣化した開閉器を未然に検知して取替えることで波及事故を防止できる。
【０００９】
また、本発明に係る雷サージ検出装置は必要に応じて、電圧検出部が避雷器のギャップで異常電圧が放電する光に基づき異常電圧の電圧値を検出するものである。このように本発明においては、避雷器のギャップで生じる放電により発光から電圧検出部が異常電圧の電圧値を検出することにより、異常電圧を確実に検出して開閉器に対する劣化の程度を検知することができる。
【００１０】
また、本発明に係る雷サージ検出装置は必要に応じて、回数積算部により複数の段階に重み付けされた値を落雷回数として積算するものである。このように本発明においては、異常電圧の大小により複数段階に重み付けされた値を落雷回数として回数積算部が積算しているので、落雷の大きさによる開閉器が受ける衝撃の度合いを考慮して開閉器の劣化の程度を検出することができる。
【００１１】
また、本発明に係る雷サージ検出装置は必要に応じて、回数積算部が設定電圧を複数設定し、当該複数の設定電圧の各比較結果毎に落雷回数を積算するものである。このように本発明においては、複数の設定された設定電圧と異常電圧を比較し、各比較結果毎の落雷回数を回数積算部が積算しているので、落雷の大きさを複数の段階にわけて検知して開閉器の劣化の程度を検出し判断することができる。
【００１２】
また、本発明に係る雷サージ検出装置は必要に応じて、異常電圧の電圧値、落雷の積算回数又は類推された劣化の程度のうち少なくとも一つを送信する通信手段を備えるものである。このように本発明においては、落雷に関連する各種情報を検出又は類推して通信手段を介して送信するようにしているので、雷サージの発生状況や開閉器、避雷器の劣化状態を開閉器設置現場から離れた場所であっても即座に把握、分析することができ、早い段階で取替え時期の判断をすることが容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（本発明の第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る雷サージ検出装置を図１及び図２（Ａ）に基づいて説明する。この図１は本実施形態に係るの全体ブロック構成図、図２（Ａ）は図１記載の雷サージ検出装置における回路積算部の詳細回路ブロック図を示す。
【００１４】
前記各図において本実施形態に係る雷サージ検出装置は、開閉器内に導入される主回路の負荷側配電線１１２（又は電源側配電線１１１）に印加される落雷により発生した異常電圧を降下させる避雷器１と、前記異常電圧の電圧値を検出する電圧検出部２と、前記検出された電圧値を予め設定された設定電圧と比較し、当該比較結果に基づいて前記落雷の回数を積算する回数積算部３と、回数積算部３の積算結果に基づいて開閉器の劣化の程度を類推する劣化類推部４を備える構成である。
【００１５】
前記避雷器１は、従来技術の場合と同様にバリスタ素子１２と放電ギャップ１１とを直列接続して構成される。前記電圧検出部２は、開閉器の放電ギャップ１１で異常電圧が放電により発光する光を受光する一又は複数個設置される光電変換部２１を備え、この光電変換部２１で変換された電気信号を回数積算部３へ出力する構成である。
【００１６】
前記回数積算部３は、電圧検出部２で検出された異常電圧の電圧値を所定の増幅率で増幅する増幅器３１と、この増幅された電圧値を設定電圧と比較する比較器３２と、この設定電圧を予め設定して格納する設定電圧メモリ３３と、前記比較器３２の比較結果に基づいて落雷の回数を積算するカウンタ３４と、前記比較結果を図示を省略する制御部へ出力する出力リレー３５とを備える構成である。
【００１７】
次に、前記構成に基づく本実施形態の動作について説明する。まず、配電線の誘導雷により開閉器のブッシングに雷サージ電圧が発生した場合には、異常電圧が開閉器の主回路である負荷（又は電源側）側配電線１１２（又は１１１）に重畳されて印加される。
この異常電圧は、避雷器１の放電ギャップ１１で放電され、この放電により生じる電圧をバリスタ素子１２で降下させて接地側へ導電する。
【００１８】
前記放電ギャップ１１の放電により発光されるアークを電圧検出部２の光電変換部２１が受光して電気信号に変換して前記アークの程度に応じた大きさの電圧を出力する。この出力電圧が比較器３２に入力され、この比較器３２は設定電圧メモリ３３から設定電圧を読出して前記出力電圧と比較し、出力電圧が設定電圧以上の値である場合には落雷があったものとして出力する。
【００１９】
この比較器３２の出力をカウンタ３４で積算して劣化類推部４へ出力する。この劣化類推部４は、積算出力の内容に基づいて開閉器の劣化の程度を判断して監視者又は監視センタへ通信線、電話回線又はＰＨＳ等により報知することができる。
【００２０】
（本発明の第２の実施形態）
図２（Ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る雷サージ検出装置における回数積算部の詳細ブロック回路図を示す。同図において第２の実施形態に係る雷サージ検出装置は、前記図１に記載の雷サージ検出装置と同様に避雷器１、電圧検出部２、回数積算部３０（図１、図２（Ａ）では３に相当）、劣化類推部４を共通して備え、この回数積算部３０の回路構成を異にする構成である。
【００２１】
この回数積算部３０は、増幅器３１、比較器３２、設定電圧メモリ３３、カウンタ３４に加え、この設定電圧メモリ３３に複数の設定電圧を格納すると共に、比較器３２の比較結果に応じて落雷の回数に重み付けを行う重み付け部３６を備える構成である。
次に、前記構成に基づく本実施形態に係る雷サージ検出装置の動作について説明する。前記実施形態と同様に落雷による異常電圧が負荷側（又は電源側）配電線１１２（又は１１１）、避雷器１、電圧検出部２を介して回数積算部３０に入力されると、この回数積算部３０は入力された検出電圧を増幅器３１で増幅して比較器３２で比較する。この比較器３２は複数の設定電圧が格納される設定電圧メモリ３３から設定電圧を読出して検出電圧を比較して複数の設定電圧に対応する比較結果を出力する。
【００２２】
この複数の設定電圧に対応する比較結果に基づいて重み付け部３６が落雷回数に重み付けを行って出力する。この重み付け部３６は、複数の設定電圧の大きい順序で大きな重み付け値を付与し、例えば設定電圧が５段階の値である場合には大きい順序で重み付け値が５・４・３・２・１となる。なお、この重み付けの値は１１・７・４・２・１等の指数関数的に増加する数値とすることもできる。即ち、大きな落雷になる程、開閉器に与える衝撃も指数関数的なものとなることから、見掛け上の落雷回数を大きくするものである。
【００２３】
このように重み付け部３６で重み付けされた落雷回数をカウンタ３４で出力起算して開閉器の劣化を類推することができる。
なお、前記各実施形態においては、電圧検出部２が避雷器１の放電ギャップ１１でのアークに基づいて異常電圧を検出する構成としたが、避雷器１の前段又は中間の線路が貫通するＣＴで磁気的に異常電圧を検出する構成とすることもできる。
【００２４】
また、図３に示すように開閉器１００内に配設された避雷器１の放電ギャップ１１の近傍に設置される光電変換部２１からの電気信号を開閉器１００外に配設された検出装置本体側へ信号出力部２２から出力することもできる。このように雷サージの発生毎に、あるいは積算出力の内容に基づいて雷サージ検出装置から管理者や監視センタへ通信手段７を介して信号が送信される。この通信手段７としては、通信線を通じてあるいは一般電話回線、もしくはＰＨＳ回線等の無線通信を利用して、雷サージレベルや発生回数、発生日時等のコード化された情報信号が送信される。監視センタではその受信された信号を基に、開閉器１００の本体や内蔵あるいは外部に取付けられた避雷器１の劣化状態を把握すると共に、データを分析し、取替え時期の判断をすることができる。
【００２５】
また、図４に示すように開閉器１００のケース１０１内に検出装置本体を収納して配設し、この検出装置本体で検出された落雷回数を報知する表示部５を備える構成とすることもできる。このように表示部５に開閉器１００への落雷回数が個々的に表示され視認できることにより、開閉器１００の各々に対する劣化の程度が判断できることとなる。
【００２６】
また、前記各実施形態に係る雷サージ検出装置は開閉器１００に付属して又は開閉器１００に内蔵される構成としたが、開閉器１００に付属し又は内蔵されることなく管理者の機器又は監視センタに配設することもできる。即ち、開閉器１００には、避雷器１及び電圧検出部２のセンサのみを配設し、このセンサからの異常電圧の電圧値を管理者又は管理センタ側へ送信して雷サージを検出することができる。この場合には複数の開閉器１００から順次送信される異常電圧の電圧値を単一の管理者又は監視センタ側で処理できることとなる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明においては、開閉器が接続された配電線の落雷による異常電圧を避雷器により降下させ、この異常電圧検出部で検出し、検出された電圧値に基づいて落雷の回数を回数積算部で積算し、回数積算部の積算結果に基づいて開閉器の劣化の程度を劣化類推部で類推することにより、落雷による開閉器が受ける劣化の程度を検出できると共に、落雷による劣化した開閉器を未然に検知して取替えることにより波及事故を防止できるという効果を有する。
【００２９】
また、本発明においては、避雷器のギャップで生じる放電により発光から電圧検出部が異常電圧の電圧値を検出することにより、異常電圧を確実に検出して開閉器に対する劣化の程度を検知することができるという効果を有する。
また、本発明に係る雷サージ検出装置は必要に応じて、回数積算部により複数の段階に重み付けされた値を落雷回数として積算するものである。このように本発明においては、異常電圧の大小により複数段階に重み付けされた値を落雷回数として回数積算部が積算しているので、落雷の大きさによる開閉器が受ける衝撃の度合いを考慮して開閉器の劣化の程度を検出することができるという効果を有する。
【００３０】
また、本発明においては、複数の設定された設定電圧と異常電圧を比較し、各比較結果毎の落雷回数を回数積算部が積算しているので、落雷の大きさを複数の段階にわけて検知して開閉器の劣化の程度を検出することができるという効果を有する。
さらに、本発明においては、落雷に関連する各種情報を検出又は類推して通信手段を介して送信するようにしているので、雷サージの発生状況や開閉器、アレスタの劣化状態を開閉器設置現場から離れた場所であっても、即座に把握、分析することができ、早い段階で取替え時期の判断をすることが容易となるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る雷サージ検出装置の全体ブロック構成図である。
【図２】（Ａ）は図１記載の雷サージ検出装置における回路積算部の詳細回路ブロック図である。
（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る雷サージ検出装置における回数積算部の詳細ブロック回路図
【図３】本発明の他の実施形態に係る雷サージ検出装置の検出装置本体を開閉器のケース外に配設した全体概略構成図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るの雷サージ検出装置を開閉器内に収納して表示部を追加した全体概略構成図である。
【図５】避雷器内蔵型開閉器の概略構成図である。
【符号の説明】
１  避雷器
２  電圧検出部
３、３０  回数積算部
４  劣化類推部
５  表示部
７  通信手段
１１  放電ギャップ
１２  バリスタ素子
２１  光電変換部
２２  信号出力部
３１  増幅器
３２  比較器
３３  設定電圧メモリ
３４  カウンタ
３５  出力リレー
３６  重み付け部
１００  開閉器
１０１  ケース
１０２  碍子
１１１  電源側配電線
１１２  負荷側配電線
【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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