第 5 章 の参考文献
6.3 機器単体の電気的特性
インピーダンスアナライザを用いて，機械式電力量計と電流制限器のそれぞれ単体 における周波数特性を測定した。測定項目は，線路の自己インピーダンスと線路間の 相互インピーダンスおよびアドミタンスとした。各項目に対応する測定回路の一例を Fig. 6-2に示す。
current coil
1 1S 2 3
2S 3S 3L 2L 1L
voltage coil
power supply side
load side current coil
1 1S 2 3
2S 3S 3L 2L 1L
voltage coil
power supply side
load side
(a) Mechanical watt-hour meter
1S 2S 3S
1L 2L 3L 1
2 3 power supply side
load 1S side
2S 3S
1L 2L 3L 1
2 3 power supply side
load side
(b) Current limiter
Fig. 6-1. Circuit diagrams of the apparatuses.
impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
Hc : high-current terminal Hp : high-potential terminal Lp : low-potential terminal Lc : low-current terminal impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
Hc : high-current terminal Hp : high-potential terminal Lp : low-potential terminal Lc : low-current terminal
(a) Self impedance (Line 1)
impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
impedance analyzer
apparatus 3L
2L 1L
3S 2S 1S Lc Lp Hp Hc
(b) Mutual impedance (Line 1 to Line 2) (c) Admittance (Line 1 to Line 2) Fig. 6-2. Measurement circuits.
測定結果を代表して，機械式電力量計における線路1の自己インピーダンスと線路
1 – 2 間のアドミタンスの周波数特性測定結果をFig. 6-3 に示す。また，電流制限器
についても同様な周波数特性測定結果をFig. 6-4に示す。Fig. 6-3(a)，Fig. 6-4(a) の自 己インピーダンスは，いずれも広い周波数に亘り位相が 90 º に近く，純粋なインダ クタンスと見なしても良いことがわかる。また，Fig. 6-3(b)，Fig. 6-4(b) のアドミタン スについても同様の特性が見られ，純粋なキャパシタンスと見なせることがわかる。
これらの特性は，各機器の全ての測定結果において同様に確認された。
配電線の雷サージ解析では，電柱のサージ応答が問題となる短時間領域も含めると
概ね0.1～10 μsの時間領域が解析対象である。時間と周波数は逆数の関係となるため，
解析対象の時間領域は100 kHz～10 MHzの周波数領域に対応すると考えられる。こ
れより，1 MHzにおける実測値を用いてインダクタンスおよびキャパシタンスを算出
する。各機器のインダクタンスおよびキャパシタンスを 1 MHz における実測値より 算出した結果をTable 6-1に示す。また，Fig. 6-3，Fig. 6-4の絶対値特性には，1 MHz の実測値より算出したインダクタンスおよびキャパシタンスの特性も合わせて示し
102 103 104 105 106 107 108 10-3
10-2 10-1 100 101 102 103
frequency [Hz]
magnitude [Ω]
measured
0.92 μH (1 MHz)
102 103 104 105 106 107 108 -180
-90 0 90 180
frequency [Hz]
phase angle [deg.]
(a) Self-impedance (Line 1)
102 103 104 105 106 107 108 10-8
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2
frequency [Hz]
magnitude [S]
measured 25 pF (1 MHz)
102 103 104 105 106 107 108 -180
-90 0 90 180
frequency [Hz]
phase angle [deg.]
(b) Admittance (Line 1 to Line 2)
Fig. 6-3. Measured frequency characteristics of the mechanical watt-hour meter.
102 103 104 105 106 107 108 10-3
10-2 10-1 100 101 102 103
frequency [Hz]
magnitude [Ω]
measured
0.48 μH (1 MHz)
102 103 104 105 106 107 108 -180
-90 0 90 180
frequency [Hz]
phase angle [deg.]
(a) Self-impedance (Line 1)
102 103 104 105 106 107 108 10-8
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2
frequency [Hz]
magnitude [S]
measured 14 pF (1 MHz)
102 103 104 105 106 107 108 -180
-90 0 90 180
frequency [Hz]
phase angle [deg.]
(b) Admittance (Line 1 to Line 2)
Fig. 6-4. Measured frequency characteristics of the current limiter.
Table 6-1. Inductance and capacitance values of the apparatuses (1 MHz).
Item Line Mechanical watt-hour meter Current limiter
1 0.92 0.48
Self-inductance [μH] 2 0.054 0.13
3 0.81 0.45
1-2 N/A N/A
Mutual inductance [μH] 2-3 N/A N/A
3-1 N/A -0.26
1-2 25 14
Capacitance [pF] 2-3 24 14
3-1 14 69
ている。Table 6-1より，機械式電力量計および電流制限器は，直列のインダクタンス と並列のキャパシタンスを有しているが，いずれも1 μH以下，数十pF以下と極めて 小さい値であることがわかる。また，線路1と線路3が電気的にほぼ対称な構造であ ることも確認できる。なお，相互インダクタンスについては，いずれも非常に小さな 値であり，電流制限器の線路1 – 3 間のもの（各線路のコイルの巻く方向が反対であ るため，マイナスの値となる）を除いて測定不能であった。