柱上変圧器を考慮した配電線誘導雷現象の検討

容量が5,10,20,30kVAの配電用柱上変圧器の高圧側から見たアドミタンスを,インピーダンスメータを用いて1kHz〜5MHzの周波数帯域で各々測定した結果,いずれの変圧器でも1MHz以上の周波数帯域で顕著な共振が認められた。測定されたアドミタンスの周波数特性を基に,変圧器の高圧側から見た等価回路を作成した。作成された等価回路は,従来提案されているものと比較すると,簡易な構成となっており,変圧器が雷サージに及ぼす影響が直感的に理解できるという特徴を有している。得られた等価回路の妥当性を検討するために,規約波頭長0.1又は1μs,規約波尾長50μs,波高値10kV程度の雷インパルスを配電用柱上変圧器に印加し実測された電流波形と,作成された等価回路と測定された電圧波形を用いて計算された電流波形との比較を行った。いずれの場合にも電流波形の波高値は10%以内の精度で一致した。試験配電線に生じる誘導雷電圧波形の実測結果では,周波数に換算すると数MHz以下の成分が支配的であるため,作成された等価回路は実配電線に生じる誘導雷現象を解析する上では十分有効であると考えている。また,変圧器に流入する電流は,変圧器容量が増加するに連れて大きくなる傾向があり,30kVAの変圧器では,5kVAのものと比較すると電流波高値は2倍程度に大きくなる。誘導雷現象に柱上変圧器が及ぼす影響を,誘導雷の縮小モデル実験及び水平電界を考慮した誘導雷現象解析手法を用いて検討した。変圧器は雷サージの周波数帯域では容量性の応答を示すため,変圧器が接続されると,一般に誘導雷電圧は小さくなり,立上がり時間は長くなる。作成された等価回路を用いた場合と,従来しばしば用いられてきた変圧器をキャパシタンスのみで模擬する場合との誘導雷電圧波形の相違は小さく,波高値で10%以下であることが判明した。

容量が5,10,20,30kVAの配電用柱上変圧器の高圧側から見たアドミタンスを,インピーダンスメータを用いて1kHz〜5MHzの周波数帯域で各々測定した結果,いずれの変圧器でも1MHz以上の周波数帯域で顕著な共振が認められた。測定されたアドミタンスの周波数特性を基に,変圧器の高圧側から見た等価回路を作成した。作成された等価回路は,従来提案されているものと比較すると,簡易な構成となっており,変圧器が雷サージに及ぼす影響が直感的に理解できるという特徴を有している。得られた等価回路の妥当性を検討するために,規約波頭長0.1又は1μs,規約波尾長50μs,波高値10kV程度の雷インパルスを配電用柱上変圧器に印加し実測された電流波形と,作成された等価回路と測定された電圧波形を用いて計算された電流波形との比較を行った。いずれの場合にも電流波形の波高値は10%以内の精度で一致した。試験配電線に生じる誘導雷電圧波形の実測結果では,周波数に換算すると数MHz以下の成分が支配的であるため,作成された等価回路は実配電線に生じる誘導雷現象を解析する上では十分有効であると考えている。また,変圧器に流入する電流は,変圧器容量が増加するに連れて大きくなる傾向があり,30kVAの変圧器では,5kVAのものと比較すると電流波高値は2倍程度に大きくなる。誘導雷現象に柱上変圧器が及ぼす影響を,誘導雷の縮小モデル実験及び水平電界を考慮した誘導雷現象解析手法を用いて検討した。変圧器は雷サージの周波数帯域では容量性の応答を示すため,変圧器が接続されると,一般に誘導雷電圧は小さくなり,立上がり時間は長くなる。作成された等価回路を用いた場合と,従来しばしば用いられてきた変圧器をキャパシタンスのみで模擬する場合との誘導雷電圧波形の相違は小さく,波高値で10%以下であることが判明した。