特開 2023-114312 雷に基づく情報の提供システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023114312

(43)【公開日】2023-08-17

(54)【発明の名称】雷に基づく情報の提供システム

(51)【国際特許分類】

   G01W 1/16 20060101AFI20230809BHJP

【ＦＩ】

G01W1/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016616

(22)【出願日】2022-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000173809

【氏名又は名称】一般財団法人電力中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 幹久

(72)【発明者】

【氏名】工藤 亜美

(57)【要約】

【課題】落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報に基づいて、例えば、設備機器に対する影響や、特定の地域の範囲に対する雷情報などとして、事業所に雷の影響情報を提供する。
【解決手段】落雷の状況が入力され、入力された状況に基づく雷パラメータを導出する雷パラメータ導出手段１と、雷の状況に基づく雷パラメータに応じた影響の情報を事業所３に提供する雷情報提供手段２とを備え、設備機器に対する影響や、特定の地域の範囲に対する雷情報などとして、事業所に雷の影響情報を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

落雷の状況が入力され、入力された状況に基づく雷パラメータを導出する雷パラメータ導出手段と、
雷の状況に基づく前記雷パラメータに応じた影響の情報を外部に提供する雷情報提供手段とを備えた
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項2】

請求項１に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷パラメータは、
落雷入射角度を含む
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項3】

請求項１もしくは請求項２に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷パラメータは、
電荷量、電流波高値、電流峻度、電流継続時間のいずれかを少なくとも一つ含む
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷情報提供手段には、
前記落雷の可能性がある施設の設備機器の情報が記憶され、
前記雷情報提供手段は、
前記設備機器に対する前記雷の影響を提供する
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項5】

請求項４に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷情報提供手段には、
前記施設に対する過去の落雷の履歴が記憶され、
前記雷情報提供手段は、
落雷の履歴を加味して、前記設備機器に対する前記雷の影響による前記設備機器の損傷の程度の情報を提供する
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項6】

請求項４もしくは請求項５に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷の影響が提供される前記設備機器は、
前記施設に敷設された信号・通信線、及び、前記信号・通信線に接続された機器である
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、
前記雷情報提供手段には、
所望の地域における、落雷の発生頻度である頻度情報が入力され、
前記雷情報提供手段は、
前記頻度情報を加味して前記雷パラメータに応じた影響の情報を外部に提供する
ことを特徴とする雷に基づく情報の提供システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、雷の状況に応じた各種の情報を提供することができる雷に基づく情報の提供システムに関する。

【背景技術】

【0002】

雷発生時の落雷電荷量や位置を推定する技術として、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）が使用されている。ＬＬＳは、落雷に伴う電界や磁界の時間変化などを測定し、落雷の位置や時刻を抽出する技術となっている。

【0003】

ＬＬＳは、例えば、落雷によって発生する電磁波をループアンテナで検出し、落雷の方位や磁界の波高値（電流波高値）などを測定する測定手段と、測定手段で観測されたデータに基づいて落雷位置や雷撃電流値を求める解析手段により構成されている。

【0004】

ＬＬＳを用いることで、落雷により損傷のおそれがある鉄塔や送電線などを的確に特定し、電力会社などが所有する機器のメンテナンス、補修など、落雷によるインフラの損傷の復旧などを速やかに、かつ、適切に行うことができる。

【0005】

近年、ＬＬＳにおいて、落雷位置の評定、電荷量、電流波高値、電流浚峻度などの雷のパラメータ（雷の性質）を、広域に、しかも、詳細に把握できるようになってきている。このため、ＬＬＳで得られた雷の情報に基づいて電力会社などの送電設備などのメンテナンスを行うことに加え、各種の設備の機器の構築やメンテナンスに対しても雷の影響を把握することができると考えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１３２６４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報を外部に提供することができる、雷に基づく情報の提供システムを提供することを目的とする。

【0008】

具体的には、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報を、例えば、設備機器に対する影響や、特定の地域の範囲に対する雷情報などとして、雷の影響情報を与えることができる雷に基づく情報の提供システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、落雷の状況が入力され、入力された状況に基づく雷パラメータを導出する雷パラメータ導出手段と、雷の状況に基づく前記雷パラメータに応じた影響の情報を外部に提供する雷情報提供手段とを備えたことを特徴とする。

【0010】

請求項１に係る本発明では、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報を外部に提供することができる。

【0011】

そして、請求項２に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項１に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷パラメータは、落雷入射角度を含むことを特徴とする。

【0012】

請求項２に係る本発明では、落雷入射角度の情報により、傾きに対する落雷の影響を把握することができる。

【0013】

また、請求項３に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項１もしくは請求項２に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷パラメータは、電荷量、電流波高値、電流峻度、電流継続時間のいずれかを少なくとも一つ含むことを特徴とする。

【0014】

請求項３に係る本発明では、雷パラメータは、落雷入射角度の他に（落雷入射角度に加え）、電荷量、電流波高値、電流峻度、電流継続時間の少なくともいずれか一つの情報により、落雷の影響を把握することができる。

【0015】

また、請求項４に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷情報提供手段には、前記落雷の可能性がある施設の設備機器の情報が記憶され、前記雷情報提供手段は、前記設備機器に対する前記雷の影響を提供することを特徴とする。

【0016】

請求項４に係る本発明では、設備機器に対する影響は、規格に応じたダメージの影響、設備機器の損傷具合などの影響を提供することができる。

【0017】

また、請求項５に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項４に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷情報提供手段には、前記施設に対する過去の落雷の履歴が記憶され、前記雷情報提供手段は、落雷の履歴を加味して、前記設備機器に対する前記雷の影響による前記設備機器の損傷の程度の情報を提供することを特徴とする。

【0018】

請求項５に係る本発明では、落雷の履歴を加味したダメージや損傷の程度を提供することができる。

【0019】

また、請求項６に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項４もしくは請求項５に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷の影響が提供される前記設備機器は、前記施設に敷設された信号・通信線、及び、前記信号・通信線に接続された機器であることを特徴とする。

【0020】

請求項６に係る本発明では、信号・通信線、及び、信号・通信線に接続された機器に対する影響、損傷具合、メンテナンスの情報などを提供することができる。

【0021】

また、請求項７に係る本発明の雷に基づく情報の提供システムは、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の雷に基づく情報の提供システムにおいて、前記雷情報提供手段には、所望の地域における、落雷の発生頻度である頻度情報が入力され、前記雷情報提供手段は、前記頻度情報を加味して前記雷パラメータに応じた影響の情報を外部に提供することを特徴とする。

【0022】

請求項７に係る本発明では、所望の地域における落雷の発生頻度を加味して雷パラメータに応じた影響の情報を外部に提供することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の雷に基づく情報の提供システムは、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報に基づいて、例えば、設備機器に対する影響や、特定の地域の範囲に対する雷情報などとして、雷の影響情報を与えることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】雷に基づく情報の提供システムのブロック図である。

【図2】落雷の状況を説明するグラフである。

【図3】雷情報提供手段を説明するブロック図である。

【図4】事業所の概略系統図である。

【図5】事業所の他の例の概略系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１には本発明の一実施例に係る雷に基づく情報の提供システムのブロック構成、図２には落雷の状況を説明する電流波の説明、図３には雷情報提供手段の説明、図４には事業所における信号・通信線に対する雷の影響、信号・通信線に接続された機器に対する雷の影響を説明する概略構成を示してある。

【0026】

図１に示すように、雷に基づく情報の提供システムは、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた落雷の状況（場所、位置を含む雷パラメータ）が入力され、入力された状況に基づく雷パラメータを導出する雷パラメータ導出手段１を備えている。雷パラメータ導出手段１で導出された雷パラメータは、雷情報提供手段２に送られ、雷パラメータに応じた影響の情報が外部である事業所３（例えば、発電所）に提供される。

【0027】

尚、雷パラメータに応じた影響の情報は、事業所３以外の必要箇所に適宜提供される。

【0028】

図２に示した電流波において、波形の内側の領域である電荷量Ｂ、電流波の最大値である電流波高値Ｉ、電流の立ち上がりの変化の傾きである電流峻度Ｓ、電流発生の電流継続時間Ｔ、及び、落雷の入射角度θが、雷パラメータとして雷パラメータ導出手段１で導出され、雷情報提供手段２の情報とされる。

【0029】

雷パラメータは、落雷入射角度θを含み、電荷量Ｂ、電流波高値Ｉ、電流峻度Ｓ、電流継続時間Ｔの少なくともいずれか一つを含むことが可能である。雷情報提供手段２の情報として、落雷位置が求められ、落雷位置を含めた雷パラメータは設備機器情報機能４に送られる。

【0030】

図３に示すように、設備機器情報機能４には、事業所３毎の設備機器の状況、事業所３毎の落雷の履歴、落雷による損傷の履歴など、事業所３における機器の情報が記憶されている。落雷位置を含めた雷パラメータが設備機器情報機能４に送られることで、落雷位置に対応する事業所３が特定される。

【0031】

特定された事業所３の情報（雷パラメータ）は影響判断機能５に送られ、影響判断機能５では、特定された事業所３における設備機器に対する雷の影響が判断される。影響判断機能５で判断された事業所３における設備機器に対する雷の影響の情報は、特定された事業所３に提供される。

【0032】

影響判断機能５には、過去の落雷の頻度の情報（頻度情報）が入力され、影響判断機能５では落雷の履歴が加味されて設備機器に対する影響が判断される。つまり、過去の落雷における損傷の履歴に基づき、今回の落雷による設備機器の影響が判断され、設備機器の損傷の程度が導かれて損傷の程度の情報が提供される。また、損傷を受けた設備機器に対し、落雷の影響に応じたメンテナンスの情報が提供される。

【0033】

提供された情報に基づいて、事業所３では、設備機器に対する影響が規格に応じてどの程度のダメージを受けたか、設備機器の損傷具合などが把握される。

【0034】

具体的には、雷情報提供手段２の影響判断機能５は、雷パラメータの影響に関する情報として、落雷位置の事業所３における信号・通信線１１に対する雷の影響、信号・通信線に接続された制御機器などの機器１２に対する雷の影響を提供する。

【0035】

つまり、図４に示すように、落雷位置に基づいて、電荷量Ｂ、電流波高値Ｉ、電流峻度Ｓ、電流継続時間Ｔ、落雷入射角度θが導出され、雷パラメータ、及び、信号・通信線１１の規格に応じて、信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対する雷の影響（断線・破損の影響）が求められる。そして、信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対する雷の影響に応じて、信号・通信線１１に接続された機器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対する雷の影響（破損の有無、破損の状況）が求められる。

【0036】

即ち、電荷量Ｂ、電流波高値Ｉ、電流峻度Ｓ、電流継続時間Ｔにより、信号・通信線１１に対する影響の大きさが求められ、落雷入射角度θにより、信号・通信線１１、及び、機器１２に対して影響が大きい場所が判断される。

【0037】

例えば、落雷入射角度θが９０度に満たない場合、放射電磁界の影響は信号・通信線１１ａ、１１ｂが大きくなり、信号・通信線１１ａ、１１ｂの断線・破損の影響が求められ、機器１２Ａ、１２Ｂ（１２Ｃ）に対する破損の有無、破損の状況が求められる。

【0038】

信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄに対する雷の影響（断線・破損の影響）を基にして、信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの断線・破損の情報、影響に対するメンテナンスの情報を提供する。

【0039】

例えば、信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにつながる、機器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対する雷の影響（破損の有無、破損の状況）を基にして、機器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの破損の有無、破損の情報、破損に対するメンテナンスの情報が提供される。具体例としては、信号・通信線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの断線や破損に応じ、機器１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄの交換、オーバーホール、作動確認などのメンテナンスの情報が提供される。

【0040】

雷に基づく情報の提供システムは、複数の事業所３と連携している。特定の事業所３の落雷の影響に基づいて、同様の落雷があったと仮定した際の、任意の事業所３（例えば、同一構成の発電所）に対して損傷のリスクなどを提供することができる。この場合、頻度情報を加味することができるので、落雷の頻度に応じた設備機器の損傷の状況を評価することができる。

【0041】

また、頻度情報を用いて、事業所３をこれから建設する予定地などに対し、同様の落雷があると仮定した場合の、新たな事業所３に対する落雷の影響の状況を把握して、事業者に提供することができる。

【0042】

図５に基づいて事業所の他の例を説明する。事業所として複数の燃料供給設備（例えば、電気自動車の充電スタンド：ＥＶステーション）を管理する事業所（事業者）２１に情報を提供する例を挙げて説明する。

【0043】

図に示すように、事業所２１は、広い地域（例えば、都道府県単位や地方単位）に対して複数のＥＶステーション２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、２２Ｅ、２２Ｆ・・・・を管理している。例えば、ＥＶステーション２２Ａに落雷があった場合、本発明の雷に基づく情報の提供システム（本システム）により、前述した発電所の場合と同様に、設備機器に対する破損の有無や破損の情報などが把握される。本システムで把握されたＥＶステーション２２Ａに対する落雷の影響の情報は、雷情報提供手段２（図１、図３参照）で管理される。

【0044】

本システムでは、他のＥＶステーション２２に対する、同様の落雷の影響（機器の損傷の程度、損傷した機器の種類など）が把握され、把握された情報が事業所２１に提供される。

【0045】

頻度情報を加味することで、本システムにより、同一構成の他のＥＶステーション２２に対して、頻度情報に沿った頻度で同じ状況の落雷があったと仮定した際の、落雷による機器の損傷状況などを評価することができる。

【0046】

また、これから同様のＥＶステーションを建設する際に、本システムにより、頻度情報に沿った頻度で同じ状況の落雷があったと仮定した際の、落雷の影響のリスクを評価して事業所２１に提供することができる。

【0047】

上述した実施例は、電気自動車の充電スタンドであるＥＶステーション２２を管理する事業所（事業者）２１に本システムを適用する例を挙げて説明したが、水素供給ステーション、ガソリンスタンドなど、他の燃料を供給する設備を管理する事業所に本システムを適用することができる。また、複数の同一形態の事業設備を管理する事業所に本システムを適用することも可能である。

【0048】

また、ガス会社、水道会社など、個別宅のメーター器機を管理する事業所に対し、本システムを適用し、メーター器機に対する雷の影響を個別宅ごとに事業所に提供することができる。同様の個別宅のメーター器機を設置する際に、本システムにより、頻度情報に沿った頻度で同じ状況の落雷があったと仮定した際の、落雷の影響のリスクを評価して事業者に提供することができる。この情報を基に、宅地開発などで新たに家を建てる際のメーター器機の仕様の選択などを行うことができる。

【0049】

尚、上記以外に、頻度情報を加味し落雷が発生しやすい地域などに対して、雷情報提供手段２で把握された雷パラメータの情報を種々の事業者などに提供することが可能である。この場合、提供された情報に基づいて、事業者は雷の影響を考慮してインフラ整備や事業のリスク管理などを行うことができる。例えば、防災システムの事業者における個別宅の報知器に対する雷の影響の情報なども提供することができる。

【0050】

上述した、雷に基づく情報の提供システムは、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報を外部に提供することができる。即ち、落雷位置評定システム（Lightning Location Systems：ＬＬＳ）で得られた雷の情報を、例えば、設備機器に対する影響や、特定の地域の範囲に対する雷情報などとして、雷の影響情報を与えることができる。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、雷に基づく情報の提供システムの産業分野で利用することができる。

【符号の説明】

【0052】

１ 雷パラメータ導出手段
２ 雷情報提供手段
３ 事業所
４ 設備機器情報機能
５ 影響判断機能
１１ 信号・通信線
１２ 機器
２１ 事業所（事業者）
２２ ＥＶステーション

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】