POLIM-Dシリーズ 屋外避雷器

1. 現在のオンラインモニターの状況と課題現在、オンラインモニターは避雷器の監視で最も一般的に使用されるツールです。これらのモニターは潜在的な欠陥を検出できますが、重要な制限があります：手動での現場データ記録が必要であり、リアルタイム監視は不可能です。また、収集後のデータ分析は運用の複雑さを増します。IoTベースのスマートモニタリングはこれらの問題を克服します。収集されたデータはIoTを介して処理プラットフォームにアップロードされ、ビッグデータ分析と組み合わせることで隠れた危険を特定し、早期警告を提供し、電力運転保守の難易度を効果的に軽減します。1.1 現行のオンラインモニターの欠点避雷器のコア監視方法として、オンラインモニターはアプリケーションで多くの問題を露呈しています： 環境適応性が低い：ほとんどの避雷器は屋外に設置されており、長期間の露出によりモニターはダイヤルの劣化やシールの故障に見舞われ、装置の損傷やデータの観測不能につながります。 機械部品の故障：アメータは主に機械式ポインタを使用しており、熱変形や機械的な詰まりにより針が固着し、リーク電流の表示が誤りとなります。機械構造

1. 避雷器交接试验技术概览1.1 交接试验的必要性交接试验是确保电力系统中避雷器性能和安全运行的关键步骤。对于220 kV及以下电压等级的电力系统，避雷器在保护电气设备免受过电压和雷击损害方面起着核心作用。然而，在避雷器从出厂到安装后实际运行的过程中，运输、储存和安装过程中的环境因素或操作疏忽可能会影响其性能。通过交接试验，可以及时发现制造缺陷、运输损坏和安装问题，确保避雷器在投入运行前处于最佳状态，避免运行中的故障风险，从而保持电网的稳定性和可靠性。1.2 交接试验的主要内容交接试验主要关注两个核心方面： 电气性能测试：验证避雷器在特定条件下的电气特性是否符合设计要求，确保其在过电压和雷击时的保护功能。实际测试包括直流参考电压（反映伏安特性和非线性特性）、泄漏电流测试，以及工频参考电压、0.75倍直流参考电压下的泄漏电流、放电计数器动作、残压、工频耐压试验和冲击电压试验，全面评估电气性能。 绝缘电阻测试：检测避雷器的绝缘状态，识别运行中可能出现的绝缘损坏和过大的泄漏电流等隐患。通过测量绝缘电阻，确定绝缘性能是否符合标准，防止因绝缘故障引起的系统问题。1.3 交接试验的标准与规范交接

1. はじめに電力システムの運転中に、主設備は内部および大気過電圧からの脅威にさらされます。特に金属酸化物避雷器（MOA）は、優れた非線形電圧-電流特性を有し、性能が良く、大電流耐え能力があり、汚染抵抗性が強いことから保護の鍵となります。しかし、商用周波数電圧への長期的な曝露、部品の品質、製造プロセス、外部環境により、MOAは異常発熱や爆発に陥りやすく、科学的な識別、判断、予防が必要です。本論文では、ある地域で発生した大規模な10kV配電用MOAの故障について取り上げています。分析結果によると、爆発した避雷器は特定のメーカーのモデルに集中しています。このモデルの三つの故障相と二つの正常相のMOAを分解してテストを行い、原因と対策を明らかにします。2. 故障概要故障した避雷器は35kV変電所の10kV配電線に分散しています。落雷シーズンには頻繁に故障が発生し、変電所の異常/故障記録は故障相の避雷器に対応していません。サンプリングされた五つの避雷器には正確な保護動作と故障記録情報がありません。落雷位置システムによれば、2020年にはこの変電所以中心とした半径10kmの範囲内で516回の落雷

1 オンライン監視システムのアーキテクチャ酸化亜鉛避雷器のオンライン監視システムは、駅制御層、ベイ層、プロセス層の3層で構成されています。 駅制御層：モニタリングセンター、グローバルポジショニングシステム（GPS）クロック、B - コードクロックソースを含みます。 ベイ層：オンライン監視インテリジェント電子デバイス（IEDs）で構成されています。 プロセス層：電圧変換器（PTs）および電流変換器（CTs）のための監視端末が特徴であり、図1に示されています。このシステムでは、各デバイスには異なる機能があります： モニタリングセンター：酸化亜鉛避雷器の状態データを分類し集約し、各ユニットの動作状況を分析します。オペレーターはシステムバックエンドを通じてリアルタイムの避雷器性能にアクセスできます。情報はレポート、統計チャート、曲線を通じて表示され、ユーザーフレンドリーなインタラクションを確保します。障害が発生した場合、システムは即時の警報をトリガーして迅速なトラブルシューティングを促し、避雷器の動作を保護します。 オンライン監視IEDs：監視端末（センタに直接接続できない）とモニタリングセン

1 避雷器在线监测的意义1.1 提高电力系统安全性，减少雷击损害在雷击过程中，避雷器在释放过电压方面发挥着核心作用。在线监测确保避雷器的稳定性，实时检测潜在故障，并触发警报以进行及时干预—有效减少雷电引起的电力设备和系统的损坏，维持稳定运行。1.2 实时状态监测，提高维护效率监测器持续跟踪关键参数（例如泄漏电流）。通过识别早期故障并避免二次事故，优化维护计划，最小化不必要的停电，并确保可靠的电力供应—这对系统安全性和效率至关重要。2 在线监测测试装置的原理2.1 信号采集监测器通过避雷器连接收集信号。在正常运行期间，避雷器保持稳定；在过电压事件（如雷击或切换）期间，它们激活以释放能量。监测器使用传感器捕获两个关键参数： 泄漏电流：电流互感器将泄漏电流转换为可测量的电信号； 动作次数：通过避雷器激活期间生成的特定信号检测放电事件。2.2 信号处理与分析收集到的信号通过三个关键模块进行处理： 放大器：增强微弱信号以便后续处理； 滤波器：去除噪声/干扰，提高信号质量； ADC（模数转换器）：将模拟信号转换为数字格式，以便精确分析。处理后的数字信号由微处理器/芯片进行分析，重点关注： 绝缘评估

1 研究背景金属氧化物避雷器被密封在柜子中，持续承受系统电压，存在老化故障的风险，甚至可能导致爆炸和电气火灾。因此，需要定期检查和维护。传统的3-5年周期检测（停电、拆卸避雷器进行测试；如果更换则重新安装）存在安全风险，并且面临空间和环境标准掌握的困难。2 10kV GISキャビネット避雷器の監視原理高速鉄道の安全性を確保し、10kV GISキャビネット避雷器の状態をリアルタイムで監視し、寿命を判断し、期限切れのものを適時に交換するためには、監視システムの開発が不可欠です。通常のGISキャビネット運転時、避雷器は高インピーダンスを示します。接地障害時にはエネルギーを放出し、その後すぐに高インピーダンスに復元して地電流を遮断します。通常、リーク電流（数十mA、約10mAの抵抗成分）は非常に小さいです。経年劣化や湿気による損傷により抵抗性リーク電流が増加しますが、小さな問題では顕著な増加が見られず、タイムリーな危険検出が困難になり、鉄道の安全性を脅かします。そのため、抵抗性電流の分析と方法（補償、全リーク電流、第3高調波）が必要となります。安全性を高めるために、リーク電流監視の包括的なユニ

​​I. 全体的な目標​組織管理 - 技術的実装 - リソース保証 - 適合監視を統合した包括的な雷災害防止システムを確立し、雷による設備の損傷、システムの麻痺、安全事故のリスクを最小限に抑える。​II. 核心実施計画​​組織構造と責任メカニズム​専門の雷保護安全ワーキンググループ（メンバーは安全部門、設備部門、インフラ部門の長）を設立する。​責任：​​年間の雷保護システムの検査とアップグレード計画の監督。サージアーレスタの選定、設置、および受け入れ手続きの監督。雷災害発生時の緊急対応計画と責任システムの確立。​技術的実装基準​フェーズ実行基準主要な品質管理ポイント設計と建設GB/T 21431「建物の雷保護装置の検査技術規格」接地抵抗 ≤ 10Ωアーレスタの爬電距離比 ≥ 17 mm/kV設備選定IEC 61643 サージ保護装置標準電圧保護レベル (Up) < 設備の耐電圧雷電流耐容量 (Imax) が地域の雷雲レベルに適合受け入れ基準DL/T 474.5 接地装置の特性測定指針三段階のサージ保護装置 (SPD) の調整試験多パルス衝撃試験の確認​全周

​​I. 核心概念：主动防御 + データ駆動​従来の受動的な保護モデルを打破し、「検出-評価-警告-最適化」のクローズドループシステムを確立します。定期的な点検と動的リスク評価を通じて、正確な保護を実現し、落雷事故を40％以上削減します。​II. 総合的な落雷保護設備検査システム​​三段階の検査メカニズム​初期検査（新規/改造プロジェクト）:避雷針システム（ロッド/ストラップ/ネットワーク）のカバレッジ密度をスキャンします。赤外線サーモグラフィーを使用して緩んだ接続を検出します。年間検査（必須）:接地システムテスト：動的な土壌抵抗率監視 + 接地インピーダンスの3D画像化。SPD（サージ保護装置）性能テスト：絶縁抵抗試験 + 放電回数確認。特別検査（雷雨後/故障発生時）:雷位置システムを使用して雷電流のパスを再現します。対象となるインパルス接地抵抗試験を行います。​スマート検査ツール​ドローンによる空中撮影で避雷針の物理状態分析。スマート接地抵抗テスター（±2%精度）。SPDのマイクロ秒レベルの応答をキャプチャする高周波電流プローブ。​III. 動的リスク評価モデル​LEAP-Risk

​​1. 解決策の背景と目的​落雷活動は、建物、人員、内部設備の安全性を脅かす重要な要因です。落雷は高強度の直流と瞬間的な過電圧を生成します。これらは建物の損傷や設備の物理的破壊だけでなく、電源線や信号線などの金属線を通じて電子機器に侵入し、電子機器の故障、データの喪失、さらには火災などの二次災害を引き起こす可能性があります。この解決策は、外部雷保護システム（ELPS）とサージ保護装置（SPDs）で構成される包括的な保護システムを確立することを目指しており、雷エネルギーを効果的にインターセプト、誘導、放電、制限することで、建物の構造的安全性を最大化し、内部設備およびシステム運軶の継続性と安定性を確保します。​2. 雷保護システム（LPS）の構成要素の概要​効果的な統合雷保護システム（LPS）は、以下の2つの不可欠かつ相互に補完する核心的な構成要素から成ります：​外部雷保護システム（ELPS）：​​ 主に直撃雷からの防御を目的としています。​内部雷保護システム（サージ保護、SPDシステム）：​​ 主に雷電磁パルス（LEMP）によって線路を通じて設備に侵入する瞬間的な過電圧（サージ）からの