JP2009019915A - 誘導雷情報生成装置、誘導雷情報生成方法、及び誘導雷情報生成プログラム、並びに誘導雷情報送信システム - Google Patents

Abstract

【課題】送電線路に対する落雷の有無を迅速且つ容易に予測可能とする。
【解決手段】非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別する判別部と、零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、を備えてなる誘導雷情報生成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、送電線路上空の雲放電等による誘導雷情報を生成する誘導雷情報生成装置、当該誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成方法、及び当該誘導雷情報生成装置に当該誘導雷情報生成方法を実施させる誘導雷情報生成プログラム、並びに誘導雷情報を例えば電力ユーザの端末に送信する誘導雷情報送信システムに関する。

一般に配電線（送電線路）事故の６０〜７０％は雷事故であるため、配電系統にとって雷放電に対する備えは重要とされている。この雷放電には、雲中の正負電荷間で生じる雲放電と、雲の電荷及び大地に誘導された反対符号の電荷間で生じる対地放電（落雷）とがあり、特にこの落雷は配電線事故を引き起こす。もし配電線に落雷した場合、この配電線には地絡故障が発生して、配電線の線間電圧が急激に低下したり、配電線上の電力の供給が停止したりする虞がある。このため、配電線を通じて受電した電力を使用して製品等を製造している会社（電力ユーザ）にとって、配電線上空からの雷放電は、製品の品質や生産効率等に悪影響を及ぼす要因となっている。また、この配電線に対して自家発電機を連系させ、配電線からの買電と自家発電とを切り替えて実施している会社（電力ユーザ）にとって、配電線上空からの雷放電は、配電系統と自家発電機との平衡状態の破れを引き起こし、この買電に支障をきたす要因ともなっている。

そこで、電力ユーザは、所定の雷放電発生時に、上記製品の製造システムや自家発電機等を配電線から解列する場合がある。一方、配電系統を管理する電力会社は、例えば落雷位置標定システム（Lighting Location System、以下ＬＬＳと称する）により求めた落雷位置情報を電力ユーザに提供している（例えば、特許文献１参照。）。もし配電系統の周囲に複数回にわたる落雷があった場合、各落雷位置の時間経過を示す情報（落雷位置情報）に基づいて、電力ユーザは、自身に関連する配電線に対する落雷の有無を予測する。この予測に応じて上記解列を実施することにより、電力ユーザは、製品の品質を保ちつつその生産効率の低下をできるだけ抑えたり、効率的に買電して運転コストをできるだけ抑えたりしようとする。
特開２００４−３３３４５３号公報

しかしながら、前述した解列は生産効率や買電効率等を間違いなく低下させる動作であるため、該当の配電線から離れた落雷位置情報のみに基づいて、この解列を判断することには困難が伴う。電力ユーザは、解列を判断するために時間及び労力を費やさなければならないため、結局は人的コストが嵩む上に、この解列が自身に関連する配電線に対する落雷に間に合わない虞がある。また、送電線は相互に複雑にからみあい日々系統が変化する。つまり、電力会社がＬＬＳ等を使用して得た落雷位置情報を提供することは、顧客サービスとして十分なものとは言えない。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、送電線路に対する落雷の有無を迅速且つ容易に予測可能とすることにある。

前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別する判別部と、前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、を備えてなる誘導雷情報生成装置である。

前述した誘導雷は、送電線路上空の雲放電により、当該送電線路に電圧が発生する現象を意味する。この雲放電とは、雲中の正負電荷間で生じる放電を意味する。送電線路の零相電圧は、３相電圧のベクトルの総和に等しいため、各相が正常である場合は零ベクトルをなす。ここで、送電線路のうちの例えば或る１相が地絡した場合、例えば当該或る１相と大地との間に地絡抵抗があるとみなせば、地絡の度合いの変化にともない、この地絡抵抗の値も変化する。この過程で、零相電圧のベクトルは、零ベクトルから、或る１相の電圧のベクトルを打ち消すベクトル（或る１相の電圧のベクトルとその絶対値が等しくその位相が１８０°異なるベクトル）まで、変化するとされている。一方、地絡時の或る１相の電圧のベクトル（Ｖ’）は、地絡前の或る１相の電圧のベクトル（Ｖ）に対して、変化する零相電圧のベクトル（Ｖ０）を合成したベクトルであるが、送電線路が非接地の場合、Ｖ’及びＶ０は互いに直交するとされている。よって、零相電圧のベクトルは、中性点を起点として、或る１相の電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域を変化することになる。尚、前述した或る１相と大地との間の地絡抵抗が仮想的なモデルによるものであれば、零相電圧のベクトルは、このモデルと実際との差に応じた円弧を含む近傍の領域を変化する。

例えば前述した或る１相に対して誘導雷が発生した場合、各相は少なくとも正常ではないため、零相電圧は零ベクトルとはならない。一方、この或る１相は地絡してはいないため、零相電圧のベクトルは、前記領域以外を変化し得る。送電線路のうちの何れか２相以上についても前述した１相の場合と同様のことが言える。以上から、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、中性点を起点として、各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域又は当該円弧を含む近傍の領域以外を変化したときには、この送電線路に対して誘導雷が発生したものと判断できる。

本発明の誘導雷情報生成装置の判別部は、零相電圧が、中性点を起点として、各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域又は当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別できる。また、本発明の誘導雷情報生成装置の生成部は、零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成できる。この情報に基づけば、誘導雷が発生したとされる送電線路上空における前述した雲放電の発生の有無を、対地放電が発生する前に判別できる。そして、この雲放電の発生は、対地放電の前兆となり得る。よって、送電線路上空における雲放電の発生を示す情報に基づく方が、例えば既にこの送電線路の周囲に対地放電した場合のその位置を示す情報等に基づく場合よりも、この送電線路に対する対地放電（落雷）の有無を迅速且つ容易に予測可能となる。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別する判別部と、前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、を備えてなる誘導雷情報生成装置である。

前述したように、地絡時の零相電圧のベクトルは、中性点を起点として、正常時の各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域を変化する。一方、前述したように、誘導雷発生時の各相は、少なくとも正常ではないが、地絡はしてはいないため、零相電圧のベクトルは、円弧上の領域以外を変化し得る。ここで、零相電圧のベクトルの絶対値が正常時の各相電圧の絶対値よりも大きければ、この零相電圧のベクトルは、少なくとも円弧上を含む円弧内の領域にはあり得ない。よって、零相電圧が、送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であれば、この送電線路に対して誘導雷が発生したものと判断できる。判別部は、例えば或る時刻における零相電圧の絶対値のみを判別の対象とすればよいため、前述したような絶対値及び位相からなる零相電圧のベクトルの時間経過の情報を処理する必要はない。従って、判別部の処理速度が向上するため、送電線路に対する対地放電（落雷）の有無をより迅速且つ容易に予測可能となる。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別し、前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成してなる誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成方法である。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別し、前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成してなる誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成方法である。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別し、前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成してなる誘導雷情報生成装置の誘導雷情報プログラムである。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別し、前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成してなる誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成プログラムである。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別する判別部と、前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、情報通信ネットワークを介して前記情報を端末に送信する情報送信部と、を備えてなる誘導雷情報送信システムである。

この情報に基づけば、端末において、誘導雷が発生したとされる送電線路上空における前述した雲放電の発生の有無を、対地放電が発生する前に判別できる。よって、例えば電力ユーザは、送電線路に対する対地放電（落雷）の有無を、端末を通じて迅速且つ容易に予測できる。

また、前記課題を解決するための発明は、非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別する判別部と、前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、情報通信ネットワークを介して前記情報を端末に送信する情報送信部と、を備えてなる誘導雷情報送信システムである。

送電線路に対する落雷の有無を迅速且つ容易に予測可能となる。

＝＝＝雷情報提供システムの構成＝＝＝
図１を参照しつつ、本実施の形態の雷情報提供システム（誘導雷情報送信システム）１０及び誘導雷・地絡検出装置（誘導雷情報生成装置、判別部、生成部）１００の構成例について説明する。図１は、本実施の形態の配電系統１及び雷情報提供システム１０の構成例を示すブロック図である。尚、同図におけるＺＣＴは零相変流器を意味し、ＧＰＴは接地形計器用変圧器を意味する。

図１に例示されるように、本実施の形態の雷情報提供システム１０は、誘導雷・地絡検出装置１００と、方位探知局１１０と、雷情報提供装置（生成部、送信部）２００と、を備えて構成されている。ここで、誘導雷・地絡検出装置１００及び方位探知局１１０と、雷情報提供装置２００とは制御系ネットワーク２０を介して相互に通信可能に接続されている。但し、以上に限定されるものではなく、雷情報提供システム１０は、例えば方位探知局１１０を備えていなくてもよい。

誘導雷・地絡検出装置１００は、例えば変電所６０に設置されて、配電系統１における誘導雷及び地絡を検出し誘導雷情報及び地絡情報を生成する装置である。方位探知局１１０は、例えば３局以上が配電系統１の周囲に設置されて、この配電系統１及びその周囲における落雷を検出し落雷情報を生成する装置である。雷情報提供装置２００は、例えば中央給電指令所（不図示）に設置されて、誘導雷・地絡検出装置１００からの誘導雷情報に基づいて、この誘導雷を引き起こしている雲放電が発生しているエリア情報等（雲放電情報）を生成する情報処理装置である。また、この雷情報提供装置２００は、方位探知局１１０からの落雷情報に基づいて、この落雷の位置情報等（対地放電情報）を生成する情報処理装置でもある。

尚、本実施の形態の雷情報提供システム１０は、電力会社が管理する配電系統１及びその周囲における雲放電及び対地放電の情報を生成し、これらの情報を例えばインターネット（情報通信ネットワーク）３０を介して端末３００に送信することにより、雷に関する情報を顧客（電力ユーザ）に対して提供するものである。本実施の形態の電力系統１は、母線５０、変電所６０、配電線（送電線路）７０、開閉器８０等を備えている。ここで、変電所６０では、母線５０から開閉器８０を介して配電線７０が分岐している。但し、本実施の形態の配電系統１の構成は、以上に限定されるものではない。また、図１の例示における母線５０及び配電線７０はそれぞれ３線からなるものであるが、図示の便宜上単線（１回線）で示されている。

また、図１に例示されるように、本実施の形態の雷情報提供装置２００は、前述した雲放電情報及び対地放電情報をそれぞれ格納する雲放電情報データベース２０４及び対地放電情報データベース２０３を備えている。また、本実施の形態の雷情報提供装置２００は、これらの情報を端末３００のディスプレイ３００ａにおいて地図上のエリア及び位置として表示するＷｅｂ情報を格納するＷｅｂデータベース２０１と、この地図を示す情報を予め格納しておく地図データベース（地図情報記憶部）２０２と、を更に備えている。尚、この地図は、例えば、本実施の形態の配電系統１の事故等の影響を受けるエリア（例えば、停電・瞬低エリア）を含むような規模の地図であってもよいし、或いは、この配電系統１に対して影響を及ぼし得る雲放電のエリア又は対地放電の位置を少なくとも含むような規模の地図であってもよい。

＝＝＝誘導雷・地絡検出装置の構成＝＝＝
図２乃至図５を参照しつつ、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００の構成例について説明する。図２は、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００の構成例を示すブロック図である。図３は、本実施の形態の地絡前及び地絡時の配電線７０における零相電圧を説明するための模式図である。図４は、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００のＲＡＭ１０６に記憶された零相電圧情報の一例を視覚化した模式図である。図５は、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００のＲＡＭ１０６に記憶された零相電圧情報の一例を視覚化したグラフである。

図２に例示されるように、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、３相の母線５０に接続されている。具体的には、母線５０の各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）に対して相電圧検出器７５ｒ、７５ｓ、７５ｔが接続されており、誘導雷・地絡検出装置１００には、この相電圧検出器７５により検出された各相電圧が入力されるようになっている。

本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、３つの相電圧検出器７５ｒ、７５ｓ、７５ｔのそれぞれに対応して、各相電圧の信号を選別するアナログフィルタ１０１ｒ、１０１ｓ、１０１ｔと、この各相電圧の値をサンプリングするサンプルホルダ１０２ｒ、１０２ｓ、１０２ｔと、を備えている。また、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、サンプルホルダ１０２から出力される３相電圧の値から１つを選択するマルチプレクサ１０３と、この選択された値をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１０４と、を更に備えている。更に、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、例えば、上記デジタル信号から零相電圧を求め、この零相電圧に基づいて地絡及び誘導雷を区別する等の処理を実施するためのＣＰＵ１０８、ＲＡＭ１０６、及びＲＯＭ１０７と、これらをＡ／Ｄコンバータ１０４と接続するためのインタフェース１０５と、を更に備えている。

本実施の形態のＲＡＭ１０６は、例えば時系列の各相電圧及び零相電圧の情報を記憶するものである。また、このＲＡＭ１０６は、例えば、誘導雷に対応する零相電圧の位相及び絶対値の範囲を示す情報や、誘導雷に対応する電圧の周波数及び絶対値の範囲を示す情報等、を記憶するものでもある。本実施の形態のＲＯＭ１０７は、ＣＰＵ１０８に対して、後述する誘導雷・地絡検出方法（誘導雷情報生成方法）の動作を実施させる所定のプログラム（誘導雷情報生成プログラム）等を記憶するものである。

尚、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、前述したＲＡＭ１０６に記憶された情報及びＲＯＭ１０７に記憶されたプログラム以外は、例えば特開平５−２２８４２号公報や特開平７−７８４１号公報等に開示された周知の地絡検出装置の構成を備えたものであってもよい。

また、本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、例えば時系列の零相電圧を求めるために、サンプルホルダ１０２及びＣＰＵ１０８に供給される所定周波数の制御信号を生成するパルス発生器や分周器等(不図示)も備えているものとする。

＜＜＜基準周波数の場合＞＞＞
一般に、３相１回線の送電線路における或る１相が地絡した場合の零相電圧の軌跡に関して、以下のような知見が得られている。

３相１回線の配電線７０に対して地絡及び誘導雷の何れも発生せず、基準周波数（例えば６０Ｈｚ）を有する各相電圧が正常な状態にある場合、各相電圧を示すベクトルＶＲ、ＶＳ、ＶＴは、当該順序で相互に１２０°の位相差をもってバランスを保っている。Ｒ相電圧ベクトルＶＲ、Ｓ相電圧ベクトルＶＳ、及びＴ相電圧ベクトルＶＴは、中性点Ｏを中心としてその総和が零ベクトルとなるように形成されているため、この場合の零相電圧ベクトルＶ０（＝ＶＲ＋ＶＳ＋ＶＴ）は零ベクトルとなる（図３（ａ）参照）。

例えばＲ相に地絡が発生すると、上記バランスが崩れて、零相電圧ベクトルＶ０は、０でない絶対値を有するベクトルとなる（図３（ｂ）参照）。図３（ｂ）に例示されるように、地絡前のＲ相電圧ベクトルＶＲに零相電圧ベクトルＶ０を合成したＶＲ’が地絡時のＲ相電圧ベクトルである。このＶ０及びＶＲ’は互いに直交するため、点Ｏを起点とするＶ０が示す点Ｉは、ＶＲの絶対値を直径とする円弧Ｃ上にあることになる。ところで、このＶ０の絶対値は、地絡が進行してＲ相及び大地間の仮想的な地絡抵抗が変化するのにともない変化する。よって、図３（ｂ）に例示された状態からさらに時間が経過すると、円弧Ｃ上におけるＶ０が示す点Ｊは、さらにＨに近づくことになる（図３（ｃ）参照）。つまり、地絡時には、零相電圧ベクトルＶ０は円弧Ｃなる軌跡を形成するとされている。

図４に例示されるように、前述したＲＡＭ１０６は、配電線７０の零相電圧ベクトルが円弧Ｃを中心とし所定幅ｄを有する領域ＣＣの外を示すような、当該零相電圧ベクトルの絶対値及び位相を、誘導雷に対応する零相電圧の位相及び絶対値の範囲を示す情報として記憶するものである。尚、前述した地絡抵抗は仮想的なモデルによるものであるため、本実施の形態では、このモデルと実際との差に応じた所定幅ｄが予め定められるものとする。

例えばＲ相に対して誘導雷が発生した場合、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相は少なくとも正常な状態にはないため、零相電圧ベクトルは零ベクトルとはならない一方、このＲ相は地絡してはいないため、零相電圧ベクトルは領域ＣＣの外を示すはずである。つまり、零相電圧ベクトルは、円弧Ｃの外側に相当する領域ＣＯ又は円弧Ｃの内側に相当する領域ＣＩの中を示す。図４の例示によれば、絶対値Ｖ０及び位相θである零相電圧ベクトルＶ０は領域ＣＯを示し、絶対値Ｖ０’及び位相θ’である零相電圧ベクトルＶ０’は領域ＣＩを示している。Ｓ相及びＴ相についても同様のことが言える。

本実施の形態のＲＡＭ１０６には、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相を示す情報毎に、零相電圧ベクトルが領域ＣＯ又は領域ＣＩの中を示すような、当該零相電圧ベクトルの絶対値及び位相を示す情報が記憶されている。

＜＜＜基準周波数以外の周波数の場合＞＞＞
図５に例示されるように、一般に、配電線７０に対する基準周波数（例えば６０Ｈｚ）よりも高い周波数を有するサージ又はノイズの種類毎に、電圧の周波数及び絶対値の所定の範囲があるとされている。同図の例示によれば、例えば数百Ｈｚからおよそ１ＭＨｚまでの周波数と、数千Ｖからおよそ１０万Ｖの絶対値とを有する電圧が誘導雷サージに対応することになる。本実施の形態のＲＡＭ１０６には、このような周波数及び絶対値を示す情報が記憶されている。

＝＝＝誘導雷・地絡検出方法＝＝＝
図６〜図８を参照しつつ、前述した構成を備えた誘導雷・地絡検出装置１００の誘導雷・地絡検出方法について説明する。図６は、本実施の形態の誘導雷発生時及び地絡時における誘導雷・地絡検出装置１００の処理の手順の一例を示すフローチャートである。図７は、本実施の形態の誘導雷発生時の配電線７０における零相電圧のパルス信号の一例を示すグラフである。図８（ａ）は、本実施の形態の誘導雷発生時の配電線７０における零相電圧の軌跡を示す模式図である。図８（ｂ）は、本実施の形態の地絡時の配電線７０における零相電圧の軌跡を示す模式図である。

本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置１００は、相電圧検出器７５により検出された配電線７０の各相（Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相）の電圧をサンプリングして所定の処理を施して電圧値の時系列情報としてＲＡＭ１０６に記憶させる（Ｓ１００）。

次に、誘導雷・地絡検出装置１００は、ＲＡＭ１０７に記憶された所定のプログラムに基づいて、ステップＳ１００で得られた時系列情報に対してデジタルフィルタ処理を施した後（Ｓ１０１）、フーリエ変換処理を施して、基準周波数（例えば６０Ｈｚ）の零相電圧の情報と、基準周波数以外の周波数の電圧の情報とを生成する（Ｓ１０２）。

＜＜＜基準周波数の場合＞＞＞
零相電圧の情報に対して（Ｓ１０３：６０Ｈｚ）、誘導雷・地絡検出装置１００は、零相電圧の絶対値が０であるか否かを判別する（Ｓ１０４）。前述した所定のプログラムでは、誘導雷発生時又は地絡時における零相電圧の絶対値の判別に際して、例えば所定値が保持される所定の有効時間が設定されている（図７参照）。つまり、図７に例示されるように、このような判別を実施することは、基準周波数のパルス信号における（立ち上がり又は立ち下りの時間ではなく、）所定の有効時間だけ保持された値が０であるか否かを判別していることに等しい。

零相電圧の絶対値が０であると判別された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１００の処理が再度実施される。つまり、誘導雷及び地絡の何れも発生していないため、誘導雷・地絡検出装置１００は、各相電圧の測定を繰り返し実施する。

零相電圧の絶対値が０ではないと判別された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、誘導雷・地絡検出装置１００は、ＲＡＭ１０６を参照して、この零相電圧の絶対値及び位相からなるベクトル（零相電圧ベクトル）が前述した領域ＣＯ又は領域ＣＩ（図４）の中を示すか否かを判別する（Ｓ１０５）。具体的には、例えばステップＳ１００〜Ｓ１０２において所定時間間隔Δｔ毎に求められた複数の零相電圧ベクトルの示す軌跡が、領域ＣＯ又は領域ＣＩの中にあるか否かが判別される。但し、これに限定されるものではなく、例えば、所定時間内で平均された零相電圧ベクトルが、領域ＣＯ又は領域ＣＩの中にあるか否かが判別されてもよい。

もし、零相電圧ベクトルが領域ＣＯ又は領域ＣＩの中を示すと判別された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、誘導雷・地絡検出装置１００は、配電線７０に対して誘導雷が発生した旨の誘導雷発生情報と、当該配電線７０を示す配電線情報とを生成し、雷情報提供装置２００に送信する（Ｓ１０６）。誘導雷の発生している場合を図８（ａ）に示す。

一方、零相電圧ベクトルが領域ＣＯ又は領域ＣＩの外（つまり、領域ＣＣの中）を示すと判別された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、誘導雷・地絡検出装置１００は、配電線７０に対して地絡が発生した旨の地絡発生情報と、当該配電線７０を示す配電線情報とを生成し、雷情報提供装置２００に送信する（Ｓ１０７）。例えばＲ相が地絡した場合を図８（ｂ）に示す。尚、誘導雷・地絡検出装置１００は、例えば特開平５−２２８４２号公報や特開平７−７８４１号公報等に開示された周知の方法により、地絡した相を検出して、更に、この相を示す情報を雷情報提供装置２００に送信してもよい。

また、前述したステップＳ１０５では、時間経過とともに零相電圧ベクトルＶ０により示される軌跡が所定の領域にあるか否かが判別されていたが、これに限定されるものではない。例えば、或る時刻の零相電圧の絶対値が、例えば正常時のＲ相電圧の絶対値を超えたか否かが判別されるだけでもよい。図９は、本実施の形態の誘導雷発生時の配電線７０における零相電圧の軌跡を示すもう一つの模式図である。同図の例示によれば、この領域ＣＯ’は、Ｒ相電圧ベクトルＶＲが中性点を中心とするＣの外側の領域を意味するものである。この零相電圧の絶対値は、或る時刻の値に限定されるものではなく、例えば前述した経過時間中の平均値であってもよい。

これにより、例えば零相電圧の１つの絶対値のみを大小の判別の対象とすればよいため、前述したような絶対値及び位相からなる零相電圧のベクトルの時間経過の情報を処理する必要はない。従って、処理速度が向上する上に、ＲＡＭ１０６に記憶すべき零相電圧に関する情報や、ＲＯＭ１０７に記憶すべき所定のプログラム等の構成が簡素となる。一方、前述した時間経過の情報を処理する場合は、誘導雷の検出精度は相対的に高くなる。

＜＜＜基準周波数以外の周波数の場合＞＞＞
基準周波数以外の周波数の電圧の情報に対して（Ｓ１０３：６０Ｈｚ以外）、誘導雷・地絡検出装置１００は、例えば、ＲＡＭ１０６を参照して、電圧の周波数及び絶対値が、図５に例示された誘導雷サージの周波数及び絶対値の範囲内であるか否かを判別する。そして、誘導雷サージに該当する場合、誘導雷・地絡検出装置１００は、配電線７０に対して誘導雷が発生した旨の誘導雷発生情報と、当該配電線７０を示す配電線情報とを生成し、雷情報提供装置２００に送信する（Ｓ１０８）。或いは、誘導雷・地絡検出装置１００は、該当するその他サージやノイズ等の情報を、雷情報提供装置２００に送信してよい。

＝＝＝雷情報提供方法＝＝＝
図１０及び図１１を参照しつつ、前述した構成を備えた雷情報提供システム１０の雷情報提供方法について説明する。図１０は、本実施の形態の雲放電発生時及び対地放電発生時における雷情報提供装置２００の処理の手順の一例を示すフローチャートである。図１１（ａ）は、本実施の形態の配電系統１における誘導雷発生エリア及び落雷位置の一例を示す模式図である。図１１（ｂ）は、本実施の形態の端末３００のディスプレイ３００ａにおけるＷｅｂ情報の表示例を示す模式図である。

雷情報提供装置２００は、前述した誘導雷・地絡検出装置１００からの誘導雷発生情報を受信したか否かを判別する（Ｓ２００）。誘導雷発生情報を受信していないと判別した場合（Ｓ２００：ＮＯ）、雷情報提供装置２００は、ステップＳ２００の処理を再度実施する。

複数の誘導雷・地絡検出装置１００のうちの何れか１つから誘導雷発生情報を受信したと判別した場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）、雷情報提供装置２００は、方位探知局１１０から落雷情報を受信したか否か（Ｓ２０１）に応じて、雲放電情報及び対地放電情報のＷｅｂ情報、又は、雲放電情報のみのＷｅｂ情報を生成する。

例えば、配電系統１上空において雲放電が発生するとともに、配電系統１の周囲で対地放電（落雷）も発生した場合、雷情報提供装置２００は、方位探知局１１０から落雷情報を受信したと判別する（Ｓ２０１：ＹＥＳ）。この場合、雷情報提供装置２００は、例えば３局以上の方位探知局１１０からの落雷情報に基づいて、落雷位置情報を生成する（Ｓ２０２）。このステップＳ２０２の処理は、本実施の形態の雷情報提供装置２００が、例えば特昭６３−２４７６７９号公報に開示された周知の落雷位置標定システム（Lighting Location System、以下ＬＬＳと称する）の構成を備えることにより実現できる。尚、本実施の形態の雷情報提供装置２００は、上記落雷位置情報に対して、例えば落雷発生時刻情報等を加え、対地放電情報として対地放電情報データベース２０３（図１）に格納する。

次に、雷情報提供装置２００は、誘導雷・地絡検出装置１００からの配電線情報に対して、例えば誘導雷発生時刻情報等を加え、雲放電情報として雲放電情報データベース２０４（図１）に格納する。雷情報提供装置２００は、対地放電情報及び雲放電情報と、地図データベース２０２に記憶された地図情報とに基づいて、地図上に落雷位置及び雲放電発生エリアを表示したＷｅｂ情報を生成し、これをＷｅｂデータベース２０１（図１）に格納する（Ｓ２０３）。

図１１（ａ）に例示されるように、例えば複数の配電線７０のうちの配電線Ｃ及び配電線Ｄにおいて誘導雷が発生した場合には、この配電線Ｃ及び配電線Ｄを含む所定エリアが雲放電発生エリアとなる。また、例えば３つの方位探知局１１０を中心とする３つの円の交差する点が落雷位置となる。

次に、雷情報提供装置２００は、上記Ｗｅｂ情報のＵＲＬを示すＵＲＬ情報及び雲放電発生エリア及び落雷位置を示す文字情報を生成し、誘導雷発生時刻情報及び落雷発生時刻情報等とともに、例えば電子メールにて、顧客の各端末３００に送信する（Ｓ２０４）。顧客は、例えば、端末３００を通じて受信した電子メールをディスプレイ３００ａ上で閲覧している際、この電子メールに添付されたＵＲＬ情報をマウス（不図示）でクリックすると、同ディスプレイ３００ａ上に上記Ｗｅｂ情報を表示させることができるようになっている（図１１（ｂ）参照）。尚、本実施の形態の端末３００には、上記の動作を実施するための所定のブラウザプログラムが予めインストールされているものとする。また、雷情報提供装置２００は、電子メールの送信先である顧客の端末３００のＩＰアドレス情報等を所定のデータベースに予め格納しているものとする。

一方、配電系統１上空において雲放電のみが発生した場合、雷情報提供装置２００は、方位探知局１１０から落雷情報を受信していないと判別する（Ｓ２０１：ＮＯ）。この場合、雷情報提供装置２００は、誘導雷・地絡検出装置１００からの配電線情報に対して、例えば誘導雷発生時刻情報等を加え、雲放電情報として雲放電情報データベース２０４（図１）に格納する。雷情報提供装置２００は、雲放電情報と、地図データベース２０２に記憶された地図情報とに基づいて、地図上に雲放電発生エリアを表示したＷｅｂ情報を生成し、これをＷｅｂデータベース２０１（図１）に格納する（Ｓ２０５）。

次に、雷情報提供装置２００は、上記Ｗｅｂ情報のＵＲＬを示すＵＲＬ情報及び雲放電発生エリアを示す文字情報を生成し、誘導雷発生時刻情報等とともに、例えば電子メールにて、顧客の各端末３００に送信する（Ｓ２０６）。

尚、前述したステップＳ２０４及びＳ２０６では、雷情報提供装置２００が、ステップＳ２００において誘導雷・地絡検出装置１００から誘導雷発生情報を受信する都度、顧客に対して送信される必要はない。例えば複数の誘導雷発生情報が比較的に短い時間間隔で受信される場合には、２度目の誘導雷発生情報の受信以後は、ステップＳ２０４及びＳ２０６の処理が実施されずにＷｅｂ情報のみが更新されるようになっていてもよい。

本実施の形態の雷情報提供システム１０によれば、顧客が、図１１（ｂ）に例示された雲放電発生エリア及び落雷位置を確認することにより、少なくとも自身に関連する配電線（例えば配電線Ｃ）上空における雷放電の有無を容易に判別できる。特に、雲放電が落雷の前兆である場合、顧客は、ディスプレイ３００ａ上でこの雲放電発生エリアが時間とともに移動する様子を調べることにより、落雷位置の移動のみを調べる場合よりも迅速且つ容易に上記配電線への落雷の予測をできることになる。顧客が例えば配電線Ｃから受電した電力を使用して製品等を製造している会社の場合、配電線Ｃに対する落雷をより迅速に予測することにより、前述した解列を判断する精度がより高まって、これは製品の品質を保ちつつその生産効率の低下をできるだけ抑えることにつながる。また、顧客が例えば配電線Ｃに対して自家発電機を連系させ、配電線Ｃからの買電と自家発電とを切り替えて実施している会社の場合、配電線Ｃに対する落雷をより迅速に予測することにより、前述した解列を判断する精度がより高まって、これは効率的に買電して運転コストをできるだけ抑えることにつながる。

また、本実施の形態の雷情報提供システム１０によれば、前述したＲＡＭ１０６の情報及び前述したＲＯＭ１０７のプログラムを準備することにより、例えば特開平５−２２８４２号公報や特開平７−７８４１号公報等に開示された既存の地絡検出装置を用いて、前述したステップＳ１００〜１０８の処理を実行できる。よって、例えば電力会社は、誘導雷・地絡検出装置１００の設備コストを節減できる。

前述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良されるとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

本実施の形態の配電系統及び雷情報提供システムの構成例を示すブロック図である。 本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置の構成例を示すブロック図である。 本実施の形態の地絡前及び地絡時の配電線における零相電圧を説明するための模式図である。 本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置のＲＡＭに記憶された零相電圧情報の一例を視覚化した模式図である。 本実施の形態の誘導雷・地絡検出装置のＲＡＭに記憶された零相電圧情報の一例を視覚化したグラフである。 本実施の形態の誘導雷発生時及び地絡時における誘導雷・地絡検出装置の処理の手順の一例を示すフローチャートである。 本実施の形態の誘導雷発生時の配電線における零相電圧のパルス信号の一例を示すグラフである。 （ａ）は、本実施の形態の誘導雷発生時の配電線における零相電圧の軌跡を示す模式図であり、（ｂ）は、本実施の形態の地絡時の配電線における零相電圧の軌跡を示す模式図である。 本実施の形態の誘導雷発生時の配電線における零相電圧の軌跡を示すもう一つの模式図である。 本実施の形態の雲放電発生時及び対地放電発生時における雷情報提供装置の処理の手順の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、本実施の形態の配電系統における誘導雷発生エリア及び落雷位置の一例を示す模式図であり、（ｂ）は、本実施の形態の端末のディスプレイにおけるＷｅｂ情報の表示例を示す模式図である。

符号の説明

１ 配電系統 １０ 雷情報提供システム
２０ 制御系ネットワーク ３０ インターネット
５０ 母線 ６０ 変電所
７０ 配電線
７５、７５ｒ、７５ｓ、７５ｔ 相電圧検出器
８０ 開閉器 １００ 誘導雷・地絡検出装置
１０１、１０１ｒ、１０１ｓ、１０１ｔ アナログフィルタ
１０２、１０２ｒ、１０２ｓ、１０２ｔ サンプルホルダ
１０３ マルチプレクサ １０４ Ａ／Ｄコンバータ
１０５ インタフェース １０６ ＲＡＭ
１０７ ＲＯＭ １０８ ＣＰＵ
１１０ 方位探知局 ２００ 雷情報提供装置
２０１ Ｗｅｂデータベース ２０２ 地図データベース
２０３ 対地放電情報データベース ２０４ 雲放電情報データベース
３００ 端末 ３００ａ ディスプレイ

Claims (8)

1. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別する判別部と、
   前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、
   を備えたことを特徴とする誘導雷情報生成装置。
2. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別する判別部と、
   前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、
   を備えたことを特徴とする誘導雷情報生成装置。
3. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別し、
   前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する、
   ことを特徴とする誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成方法。
4. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別し、
   前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する、
   ことを特徴とする誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成方法。
5. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別し、
   前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する、
   ことを特徴とする誘導雷情報生成装置の誘導雷情報プログラム。
6. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別し、
   前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する、
   ことを特徴とする誘導雷情報生成装置の誘導雷情報生成プログラム。
7. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として、当該各相電圧の絶対値を直径とする円弧上の領域、又は、当該円弧を含む近傍の領域を地絡抵抗の値に応じて変化するか否かを判別する判別部と、
   前記零相電圧が前記領域以外を変化したことを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、
   情報通信ネットワークを介して前記情報を端末に送信する情報送信部と、
   を備えたことを特徴とする誘導雷情報送信システム。
8. 非接地且つ３相１回線である送電線路の零相電圧が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の中性点を起点として発生する場合、前記零相電圧の絶対値が、前記送電線路の各相が正常である場合の各相電圧の絶対値よりも大であるか否かを判別する判別部と、
   前記零相電圧の絶対値が前記各相電圧の絶対値よりも大であることを示す前記判別部の判別結果に基づいて、誘導雷が発生したことを示す情報を生成する生成部と、
   情報通信ネットワークを介して前記情報を端末に送信する情報送信部と、
   を備えたことを特徴とする誘導雷情報送信システム。