JP2771625B2 - Fault Detection Method for Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire and Overhead Transmission Line - Google Patents
Fault Detection Method for Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire and Overhead Transmission LineInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、光ファイバ複合架空地線と架空送電線の事
故点検出方法に係り、特に、ラマン散乱現象が温度と関
数関係にあることと、送電線の異常時に零相電流などが
架空地線に流れて部分的に温度上昇が生じることとを利
用して、送電線の事故点を検出する技術に関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for detecting an accident point of an optical fiber composite overhead ground wire and an overhead power transmission line, and more particularly, to the fact that Raman scattering phenomenon has a functional relationship with temperature. The present invention relates to a technology for detecting a fault point of a transmission line by utilizing the fact that a zero-phase current or the like flows to an overhead ground line when an abnormality occurs in a transmission line, thereby causing a partial rise in temperature.
「従来技術」 送電線路網の一部で鉄塔や架空地線への落雷、地絡、
これらに基づく逆閃絡などの電気的事故が発生した場
合、その事故点の探索を人力によって行なう労力は多大
なものとなる。`` Prior art '' Lightning strikes on towers and overhead ground lines, ground faults,
If an electrical accident such as a reverse flashover occurs based on these, a great deal of labor is required to manually search for the point of the accident.
従来、送電線路網における事故点の探索を行なうため
の技術として、例えば、特開昭62-206465号公報[架
空送電線の故障区間標定装置]、特公昭63-7626号公
報[閃絡事故鉄塔の検出方法]、特公昭63-13152号公
報[送電線故障遠隔監視装置]等が提案されている。Conventionally, techniques for searching for an accident point in a transmission line network include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-206465 [Fault section locating device for overhead power transmission lines] and Japanese Patent Publication No. 63-7626 [Japanese] Detection method], Japanese Patent Publication No. Sho 63-13152 [Transmission line fault remote monitoring device], and the like.
の技術は、地絡事故の発生に基づいて架空地線を流
れる故障電流を光ファイバ複合架空地線を用いて目的地
まで伝送して、電流値と位相とにより特殊の指数を求め
て演算することに関連して、故障区間の標定を行なうも
のであり、 の技術は、鉄塔において閃絡事故が発生した場合
に、鉄塔に流入する電流を変流器によって検出して、位
相の比較を行なうことに関連して、閃絡事故鉄塔を検出
するものであり、 の技術は、落雷等による送電線事故が発生したとき
に、各鉄塔に設置された送電線事故検出器の作動信号を
光ファイバフォロトルケータに接続することにより、故
障点を標定するものであり、これらの技術は何れも落雷
による送電線の地絡事故が発生したときに、その事故発
生点を変電所等の遠隔地において標定可能とするもので
ある。In the technology, based on the occurrence of a ground fault, the fault current flowing through the overhead ground wire is transmitted to the destination using an optical fiber composite overhead ground wire, and a special index is calculated based on the current value and phase to calculate In this connection, the fault section is located, and in the case of a flashover accident in a tower, the current flowing into the tower is detected by a current transformer and the phases are compared. In connection with this, the technology detects the flashlight tower, and the technology in the above section uses an optical fiber to detect the operation signal of the transmission line fault detector installed in each tower when a power line accident occurs due to a lightning strike or the like. By connecting to a follower locator, a fault point is located.When any of these technologies causes a ground fault on a transmission line due to a lightning strike, the point of occurrence is located at a remote location such as a substation. That can be located. .
「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、これらの各技術は、いずれも異
常現象の各項目に適合する変流器などの各種センサを、
各鉄塔あるいは鉄塔間の架空地線区間毎に多数設置して
おくことにより、変電所等の遠隔地に検出信号を送信す
ることが可能となり、送電線路網の監視、保守ならびに
発生事故の検出等を行なうことができるが、しかし種々
異なる機能のセンサを用いる方式では、データの収集お
よび送信が複雑になり、事故点探索システムのコストが
嵩むものであった。"Problems to be solved by the invention" However, each of these technologies uses various sensors, such as current transformers, that match each item of abnormal phenomenon.
By installing a large number of each tower or each overhead ground line section between towers, it is possible to transmit detection signals to remote locations such as substations, and to monitor and maintain the transmission line network and detect accidents that occur. However, the method using sensors having various functions complicates data collection and transmission, and increases the cost of the accident point searching system.
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、監視
設定区域内において、事故の発生検出を全域で連続的に
行ないかつ事故点の検出精度を向上させることのできる
光ファイバ複合架空地線と架空送電線の事故点検出方法
を提供するもので、上述の従来技術に比べてシステムコ
ストを低減し得るものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a monitoring setting area, an optical fiber composite overhead ground wire capable of continuously detecting the occurrence of an accident over the entire area and improving the detection accuracy of the accident point. And a method for detecting an accidental point of an overhead transmission line, whereby the system cost can be reduced as compared with the above-mentioned conventional technology.
「課題を解決するための手段」 本発明に係る光ファイバ複合架空地線は、ケーブル導
体の中心部分に、信号搬送用光ファイバケーブルをケー
ブル導体の長手方向に沿って設けてなる光ファイバ複合
架空地線において、前記中心部分またはケーブル導体の
撚線最外層の内方位置に、ラマン散乱光ファイバ線を前
記長手方向に沿って併設してなることを特徴とするもの
である。[Means for Solving the Problems] An optical fiber composite overhead ground wire according to the present invention is an optical fiber composite overhead ground formed by providing an optical fiber cable for signal transmission along a longitudinal direction of a cable conductor at a central portion of the cable conductor. In the ground wire, a Raman scattering optical fiber wire is provided along the longitudinal direction at the center portion or at an inner position of the outermost layer of the stranded wire of the cable conductor.
また、本発明に係る架空送電線の事故点検出方法は、
光ファイバ複合架空地線に併設されたラマン散乱光ファ
イバ線の端末部から光を入射して、該ラマン散乱光ファ
イバ線中に生じたラマン散乱状態により光ファイバ複合
架空地線におけるケーブル導体の温度分布を測定し、こ
の測定温度分布データを信号搬送用光ファイバケーブル
によって遠隔監視部まで伝送して、遠隔監視部において
受信信号を解析することにより、ケーブル導体に高温部
が存在するか否かを検知判別することを特徴とするもの
である。In addition, the method for detecting an accident point of an overhead transmission line according to the present invention includes:
Light is incident from the end of the Raman scattering optical fiber wire attached to the optical fiber composite ground wire, and the temperature of the cable conductor in the optical fiber composite overhead ground wire is determined by the Raman scattering state generated in the Raman scattering optical fiber wire. The distribution is measured, and the measured temperature distribution data is transmitted to the remote monitoring unit via the optical fiber cable for signal transmission, and the remote monitoring unit analyzes the received signal to determine whether or not a high-temperature portion exists in the cable conductor. It is characterized by detecting and determining.
「作用」 光ファイバ複合架空地線にあって、ラマン散乱光ファ
イバ線の端末部から光を入射すると、ラマン散乱光ファ
イバ線内に生じるラマン散乱光の強度は温度に依存した
関数で表され、ラマン散乱光強度から光ファイバ複合架
空地線の長手方向の温度分布が求められる。この温度分
布データは、光信号化することにより、通信のための信
号搬送用光ファイバケーブルを利用して変電所などの遠
隔監視部まで伝送可能である。"Operation" In the optical fiber composite ground wire, when light enters from the end of the Raman scattering optical fiber line, the intensity of the Raman scattering light generated in the Raman scattering optical fiber line is represented by a temperature-dependent function, The temperature distribution in the longitudinal direction of the optical fiber composite overhead ground wire is obtained from the Raman scattered light intensity. The temperature distribution data is converted into an optical signal, and can be transmitted to a remote monitoring unit such as a substation using an optical fiber cable for signal transmission for communication.
したがって、ラマン散乱光ファイバ線の布設範囲に位
置している光ファイバ複合架空地線に零相電流や地絡電
流が流れて発熱現象が生じると、ラマン散乱光ファイバ
線により高温部分の検出がなされるとともに、ラマン散
乱光ファイバ線の長さ方向の位置の特定によって、事故
発生鉄塔の認定や鉄塔間の事故発生架空地線の認定がな
され、事故点の標定が可能となるものである。Therefore, when a zero-phase current or a ground fault current flows through the optical fiber composite ground wire located in the area where the Raman scattering optical fiber is laid, a heating phenomenon occurs, and the high temperature portion is detected by the Raman scattering optical fiber. In addition, by specifying the position in the longitudinal direction of the Raman scattered optical fiber line, an accident-occurring tower and an accidental overhead ground wire between the towers are identified, and the accident point can be located.
「実施例」 以下、本発明に係る光ファイバ複合架空地線と架空送
電線の事故点検出方法の実施例について、図面を参照し
て説明する。Hereinafter, an embodiment of a method for detecting an accident point of an optical fiber composite overhead ground wire and an overhead transmission line according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図および第2図は、本発明に係る光ファイバ複合
架空地線の二つの実施例を示している。1 and 2 show two embodiments of an optical fiber composite overhead ground wire according to the present invention.
第1図例の光ファイバ複合架空地線1Aは、アルミ被覆
鋼線を複数条撚り合わせてなるケーブル導体2の中心部
分にアルミ管3が挿入されるとともに、該アルミ管3の
中に溝付アルミ線4が収納され、該溝付アルミ線4の複
数(3つ)の溝部5に、信号搬送用光ファイバケーブル
(光ファイバ線)6が挿入された構造に加え、溝部5の
中の一つに、温度センサとしてのラマン散乱光ファイバ
線7を併設状態に収納してなるものとされる。つまり、
ラマン散乱光ファイバ線7は、アルミ管3の中に収納さ
れた状態でケーブル導体2の長さ方向に沿って平行にケ
ーブル導体2の長さ分だけ併設される。In the optical fiber composite overhead ground wire 1A shown in FIG. 1, an aluminum tube 3 is inserted into a central portion of a cable conductor 2 formed by twisting a plurality of aluminum-coated steel wires, and a groove is formed in the aluminum tube 3. In addition to the structure in which the aluminum wire 4 is housed and the signal carrying optical fiber cable (optical fiber wire) 6 is inserted into the plurality (three) of the groove portions 5 of the grooved aluminum wire 4, one of the grooves 5 is provided. Finally, a Raman scattered optical fiber line 7 as a temperature sensor is housed in a juxtaposed state. That is,
The Raman scattering optical fiber line 7 is provided in parallel with the length of the cable conductor 2 along the length direction of the cable conductor 2 while being housed in the aluminum tube 3.
また、第2図例の光ファイバ複合架空地線1Bは、ケー
ブル導体2の部分がアルミ被覆鋼線からなる撚線最外層
2Aと撚線内層2Bとにより構成され、撚線内層2Bの中心部
分にアルミ管3が挿入されるとともに、該アルミ管3の
中に溝付アルミ線4、信号搬送用光ファイバケーブル
(光ファイバ線)6が設けられ、撚線内層2Bの外周のア
ルミ被覆鋼線の肩部などにラマン散乱光ファイバ線7を
接触かつ併設状態に添わせてなるものとされる。In addition, the optical fiber composite overhead ground wire 1B of the example of FIG.
2A and a stranded inner layer 2B. An aluminum tube 3 is inserted into a center portion of the stranded inner layer 2B, and a grooved aluminum wire 4 and a signal carrying optical fiber cable (optical fiber A wire 6 is provided, and a Raman scattering optical fiber wire 7 is brought into contact with and attached to a shoulder portion of an aluminum-coated steel wire on the outer periphery of the stranded inner layer 2B.
前記ラマン散乱光ファイバ線7は、第3図に示すよう
に、光ファイバ素線7aにアルミナ(Ar2O3)などのセラ
ミック層7bを被覆し、このセラミック層7bの外周に、
銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属層7cを設けた
構成とされている。As shown in FIG. 3, the Raman scattering optical fiber wire 7 is formed by coating an optical fiber wire 7a with a ceramic layer 7b such as alumina (Ar 2 O 3 ).
The configuration is such that a metal layer 7c of copper, aluminum, stainless steel or the like is provided.
したがって、ラマン散乱光ファイバ線7をケーブル導
体2または撚線最外層2Aの内部に収納状態に添わせるこ
とにより、製造時にラマン散乱光ファイバ線7をケーブ
ル導体2に組み込み易くなる。そして、ラマン散乱光フ
ァイバ線7の端末部からパルス光を入射させれば、ラマ
ン散乱光ファイバ線7内でラマン散乱が生じ、このラマ
ン散乱光の強度からケーブル導体2の長さ方向における
連続した温度分布が求められることになる。Therefore, by attaching the Raman scattering optical fiber line 7 inside the cable conductor 2 or the outermost layer 2A of the stranded wire in a housed state, it becomes easy to incorporate the Raman scattering optical fiber line 7 into the cable conductor 2 during manufacturing. When pulse light is incident from the end of the Raman scattered optical fiber line 7, Raman scattering occurs in the Raman scattered optical fiber line 7, and continuous intensity in the length direction of the cable conductor 2 is obtained from the intensity of the Raman scattered light. A temperature distribution will be determined.
一方、第4図は、架空送電線の事故点検出方法を実施
するための概略構成(モデル図)を示している。架空送
電線路網の事故点検出範囲は、送電側変電所と受電側変
電所との間の全域とされるが、この場合に、ラマン散乱
光ファイバ線7による温度分布測定可能な範囲(長さの
限界など)を勘案して、架空送電線路網を複数範囲に分
割し、分割した一つの監視範囲中に送電線用構造物(鉄
塔)8に架線状態の架空送電線9における複数の径間
(第4図にはA・B・Cで代表させた例を示す)を含む
ように設定するとともに、一つの監視範囲区域内にラマ
ン散乱光ファイバ線7の併設、光端局装置10および光フ
ァイバジョイントボックス11の設置などが行なわれる。On the other hand, FIG. 4 shows a schematic configuration (model diagram) for implementing the fault point detection method for an overhead transmission line. The fault point detection range of the overhead transmission line network is the entire area between the transmission-side substation and the reception-side substation. In this case, the range (length) where the temperature distribution can be measured by the Raman scattering optical fiber line 7 The overhead transmission line network is divided into a plurality of ranges in consideration of the limitations of the overhead transmission line 9 and the plurality of spans of the overhead transmission line 9 in the overhead line state in the transmission line structure (pylon) 8 in one of the divided monitoring ranges. (FIG. 4 shows an example represented by A, B, and C). In addition, a Raman scattering optical fiber line 7 is installed in one monitoring area, the optical terminal unit 10 and the optical Installation of the fiber joint box 11 and the like are performed.
光端局装置10は、ラマン散乱光ファイバ線7を利用し
た温度分布測定装置(第5図参照)12と、この温度分布
測定装置12による測定情報データを電気信号から光信号
に変換する電気/光信号変換器とを具備し、光ファイバ
ジョイントボックス11において、信号搬送用光ファイバ
ケーブル6に接続され、各分割監視範囲の測定情報デー
タ信号を例えば送電側変電所である遠隔監視部13に伝送
するものである。The optical terminal device 10 includes a temperature distribution measuring device (see FIG. 5) 12 using the Raman scattering optical fiber line 7 and an electric / electrical device that converts information information measured by the temperature distribution measuring device 12 from an electric signal to an optical signal. And an optical signal converter, which is connected to the optical fiber cable 6 for signal transmission in the optical fiber joint box 11 and transmits the measurement information data signal of each divided monitoring range to, for example, the remote monitoring unit 13 which is a power transmission side substation. Is what you do.
遠隔監視部13において、光/電気信号変換器を具備す
る受信器14により受信された測定情報データは、データ
処理装置15により解析判別されるとともに、ディスプレ
ー装置16に表示させるなどによって随時監視され、分割
監視範囲内におけるケーブル導体2の温度分布に変化が
生じた場合には、警報の出力と事故点の記録表示などと
を行なうものである。In the remote monitoring unit 13, the measurement information data received by the receiver 14 having the optical / electrical signal converter is analyzed and determined by the data processing device 15, and is monitored as needed by displaying it on the display device 16, and the like. When a change occurs in the temperature distribution of the cable conductor 2 within the divided monitoring range, an alarm is output and a record display of an accident point is performed.
次いで、第5図に基づいて、温度分布測定装置12につ
いて説明すると、ラマン散乱光ファイバ線7に接続状態
の光分岐器17の一方のポートには光源18が、他方のポー
トには検出系が設けられ、光源18には光源駆動装置19、
パルスディレイ回路20、パルス発生器21が接続されてお
り、パルス発生器21から出力された信号はデータ処理回
路22に直接入力される一方、パルスディレイ回路20で所
定時間遅らされたパルス信号が光源駆動装置19に入力さ
れる。光源駆動装置19はこの入力されたパルス信号にし
たがって光源18を駆動し、光源18からは周波数ωoのパ
ルス光が出射され、このパルス光は光分岐器17、光ファ
イバジョイントボックス11を通ってラマン散乱光ファイ
バ線7の端末部に入射される。ラマン散乱光ファイバ線
7の内部では周波数ωoのレイリー散乱光の他に、周波
数ωo−ωf(ストークス光)とωo+ωf(反ストー
クス光)の2成分からなるラマン散乱光が生じる。Next, the temperature distribution measuring device 12 will be described with reference to FIG. 5. A light source 18 is provided at one port of the optical branching device 17 connected to the Raman scattering optical fiber line 7, and a detection system is provided at the other port. Light source 18, a light source driving device 19,
A pulse delay circuit 20 and a pulse generator 21 are connected, and a signal output from the pulse generator 21 is directly input to a data processing circuit 22, while a pulse signal delayed by a predetermined time in the pulse delay circuit 20 is The data is input to the light source driving device 19. The light source driving device 19 drives the light source 18 in accordance with the input pulse signal, and the light source 18 emits pulsed light having a frequency ωo. The pulsed light passes through the optical splitter 17 and the optical fiber joint box 11 to be Raman The light enters the end of the scattered optical fiber line 7. Inside the Raman scattering optical fiber line 7, in addition to the Rayleigh scattered light of the frequency ωo, Raman scattered light composed of two components of the frequency ωo−ωf (Stokes light) and ωo + ωf (anti-Stokes light) is generated.
そして、ラマン散乱光ファイバ線7で生じたレイリー
散乱およびラマン散乱光の一部は光ファイバ線7を戻
り、その端末部から出射されて光分岐器17で分岐され、
さらに別の光分岐器23でストークス光と反ストークス光
とに分岐され、これらの光の強度が各々受光器24・25で
検出され、この出力信号はデータ処理回路22に送出され
る。データ処理回路22ではラマン散乱光ファイバ線7の
温度を求めるとともに、パルス発生器21からのパルス信
号と受光器24・25からのラマン散乱光の検出信号との時
間差に基づき距離が求められる。そして、表示器26にお
いて連続的にスキャンすることで、ラマン散乱光ファイ
バ線7の温度分布を通して、ケーブル導体2の長手方向
に連続した温度分布が検出されることになる。ラマン散
乱光ファイバ線7を利用すると、例えば測定温度範囲が
−20〜+150℃、測定温度精度が±1℃、測定距離が2km
(分解能:1m)の性能が得られる。Then, a part of the Rayleigh scattering and the Raman scattered light generated in the Raman scattering optical fiber line 7 returns to the optical fiber line 7, is emitted from the terminal portion thereof, and is branched by the optical branching device 17.
Further, the light is split into Stokes light and anti-Stokes light by another optical splitter 23, the intensities of these lights are detected by the photodetectors 24 and 25, respectively, and the output signal is sent to the data processing circuit 22. The data processing circuit 22 calculates the temperature of the Raman scattered optical fiber line 7 and calculates the distance based on the time difference between the pulse signal from the pulse generator 21 and the detection signal of the Raman scattered light from the photodetectors 24 and 25. Then, by performing continuous scanning on the display 26, a continuous temperature distribution in the longitudinal direction of the cable conductor 2 is detected through the temperature distribution of the Raman scattering optical fiber line 7. When the Raman scattering optical fiber line 7 is used, for example, the measurement temperature range is −20 to + 150 ° C., the measurement temperature accuracy is ± 1 ° C., and the measurement distance is 2 km.
(Resolution: 1m).
このように、ラマン散乱光ファイバ線7をケーブル導
体2に併設した光ファイバ複合架空地線1A・1Bである
と、架空送電線9の一部に落雷などの異常現象が発生し
た場合に、その発生点の検出が以下に述べるように可能
となる。As described above, if the optical fiber composite overhead ground wires 1A and 1B in which the Raman scattered optical fiber wire 7 is provided along with the cable conductor 2, when an abnormal phenomenon such as lightning strike occurs on a part of the overhead transmission line 9, The occurrence point can be detected as described below.
〈通常状態の温度分布の検出〉 第4図に示すA区域ないしC区域を監視区域とした場
合において、監視区域内に異常が発生していない通常の
状態であると、その区域のケーブル導体2の温度は大気
温度に近似するが、このときの温度分布を随時監視して
これを基準値として採用する。以下に述べる異常現象検
出の説明では、便宜上、通常状態の温度分布が一様(平
坦では温度差がない状態)であるとする。<Detection of Temperature Distribution in Normal State> In a case where the area A to C shown in FIG. 4 is a monitoring area, if the monitoring area is in a normal state in which no abnormality occurs, the cable conductor 2 in that area Is close to the atmospheric temperature, the temperature distribution at this time is monitored as needed and adopted as a reference value. In the following description of abnormal phenomenon detection, for convenience, it is assumed that the temperature distribution in a normal state is uniform (a state in which there is no temperature difference in a flat state).
〈架空地線への落雷点の検出〉 第4図におけるB区域の点に、落雷事故が発生した
場合には、アーク熱によって点におけるケーブル導体
2の温度が局部的に著しく高くなり、ラマン散乱光ファ
イバ線7が点の近傍で加熱されて高温状態となること
に基づくラマン散乱光を生じることにより、温度分布に
異常な部分(落雷点)があることが検出される。<Detection of Lightning Strike to Overhead Ground Wire> When a lightning strike occurs at a point in the area B in FIG. 4, the temperature of the cable conductor 2 at the point becomes extremely high locally due to arc heat, and Raman scattering occurs. By generating Raman scattered light based on the fact that the optical fiber line 7 is heated in the vicinity of the point to be in a high temperature state, it is detected that there is an abnormal portion (lightning point) in the temperature distribution.
また、点から大地へ流れるいわゆる地絡電流は、
点の両隣りの送電線用構造物(鉄塔)8の構成材を通っ
て大地に至るルートと、A区域およびC区域のケーブル
導体2を経由して鉄塔8から大地へ、さらに、隣りの区
域のケーブル導体2を経由するものなどに分岐する。し
たがって、B区域のケーブル導体2とA区域およびC区
域のケーブル導体2とを比較すると、B区域のケーブル
導体2は、地絡電流が多く流れる分だけ相対的にジュー
ル発熱量が大きくなって高温となり、温度分布の異常が
検出される。Also, the so-called ground fault current flowing from the point to the ground is
A route from the tower 8 to the earth via the cable conductors 2 in the areas A and C via the route to the ground through the components of the transmission line structure (pylon) 8 on both sides of the point, and further to the adjacent area And the like via the cable conductor 2 of FIG. Therefore, when the cable conductor 2 in the section B is compared with the cable conductors 2 in the sections A and C, the cable conductor 2 in the section B has a relatively large Joule heating value due to the flow of a large ground fault current, and thus has a high temperature. And an abnormality in the temperature distribution is detected.
〈送電線から架空地線への地絡点の検出〉 第4図におけるB区域において、架空送電線9の点
から光ファイバ複合架空地線1A・1Bの点に地絡電流が
流れる閃絡事故が発生した場合には、ケーブル導体2に
おける点の近傍が閃絡アーク熱によって加熱されて温
度が局部的に高くなる現象と、B区域のケーブル導体2
に大きな零相電流が流れることにより相対的にジュール
発熱量が大きくなって、ケーブル導体2の温度がA区域
やC区域よりも高くなる現象が起こり、温度分布の異常
が検出されることによって、B区域に事故点が存在する
ことが明らかとなる。<Detection of ground fault point from transmission line to overhead ground line> In the area B in Fig. 4, a flashover accident in which a ground fault current flows from the point of the overhead transmission line 9 to the point of the optical fiber composite overhead ground lines 1A and 1B. Occurs, the vicinity of a point in the cable conductor 2 is heated by flash arc heat and the temperature locally rises,
When a large zero-sequence current flows, the Joule heat value becomes relatively large, and the temperature of the cable conductor 2 becomes higher than that of the A section or the C section, and the abnormality of the temperature distribution is detected. It becomes clear that the accident point exists in the area B.
〈鉄塔への落雷点の検出〉 第4図における点の鉄塔8に落雷事故が発生した場
合は、点からの地絡電流が落雷鉄塔8の構成材を通っ
て大地に至るルートと、鉄塔8の両側のA区域およびB
区域のケーブル導体2を通って隣りの鉄塔8、さらに、
次のケーブル導体2および次の鉄塔8を通って大地に至
るルートなどに分岐する。したがって、落雷点の両側の
A区域とB区域とのケーブル導体2の温度が相対的に高
くなり、A区域とB区域との間に異常現象が生じたこと
が検出される。<Detection of Lightning Lightning Point on Tower> When a lightning strike occurs on the tower 8 at the point in FIG. 4, a ground fault current from the point passes through the components of the lightning tower 8 to the ground, Area A and B on both sides of
The adjacent tower 8 through the cable conductor 2 of the area,
The route branches to the route to the ground through the next cable conductor 2 and the next steel tower 8. Therefore, the temperature of the cable conductors 2 in the sections A and B on both sides of the lightning strike becomes relatively high, and it is detected that an abnormal phenomenon has occurred between the sections A and B.
〈鉄塔落雷時の影響による逆閃絡の検出〉 第4図の点に落雷が生じ、かつ、その影響を受けて
点と点との間に閃絡現象が発生した場合は、落雷に
基づく地絡電流と、架空送電線9の接地に基づく地絡電
流とが重畳して、鉄塔8の構成材、B区域およびC区域
のケーブル導体2などに電流が流れ、B区域およびC区
域のケーブル導体2の温度が相対的に高くなり、B区域
とC区域との間に異常現象が生じたことが検出される。<Detection of reverse flashover due to lightning tower impact> If a lightning strike occurs at a point in Fig. 4 and a flashover phenomenon occurs between the points under the influence, the ground based on the lightning strike The short-circuit current and the ground fault current based on the grounding of the overhead transmission line 9 are superimposed, and current flows through the components of the tower 8, the cable conductors 2 in the B and C sections, and the cable conductors in the B and C sections. 2 is relatively high, and it is detected that an abnormal phenomenon has occurred between the area B and the area C.
このように、送電線路網のどこかで落雷や地絡事故な
どが発生すると、ケーブル導体2に添わせたラマン散乱
光ファイバ線7により、異常現象の発生点が高温状態と
なる温度分布の変化が生じたことで各光端局装置10にお
いて検出され、信号搬送用光ファイバケーブル6により
遠隔監視部13に温度分布情報信号が伝送され、各鉄塔8
または各径間のケーブル導体2の事故点を高い精度で検
出することができるものである。As described above, when a lightning strike or a ground fault accident occurs somewhere in the transmission line network, the Raman scattering optical fiber wire 7 attached to the cable conductor 2 causes a change in the temperature distribution at which the occurrence point of the abnormal phenomenon becomes a high temperature state. The temperature distribution information signal is transmitted to the remote monitoring unit 13 by the optical fiber cable 6 for signal transmission and detected by
Alternatively, the faulty point of the cable conductor 2 between each diameter can be detected with high accuracy.
なお、第4図例では、A区域ないしC区域を一つの監
視範囲としてラマン散乱光ファイバ線7を併設してこの
監視範囲の温度分布を測定し、光端局装置10や信号搬送
用光ファイバケーブル6によって遠隔地に伝送するもの
としているが、ラマン散乱光ファイバ線7および光端局
装置10による監視範囲の鉄塔8の数を任意とし得ること
は勿論である。In the example of FIG. 4, the Raman scattered optical fiber line 7 is provided along with the areas A to C as one monitoring area, and the temperature distribution in this monitoring area is measured, and the optical terminal unit 10 and the optical fiber for signal transmission are measured. Although it is assumed that the signal is transmitted to a remote place by the cable 6, the number of the towers 8 monitored by the Raman scattered optical fiber line 7 and the optical terminal unit 10 can be of any number.
「発明の効果」 本発明に係る光ファイバ複合架空地線と架空送電線の
事故点検出方法によれば、 (1)ケーブル導体の中心部分またはケーブル導体撚線
最外層の内方位置に、ラマン散乱光ファイバ線を併設し
ているので、ラマン散乱光ファイバ線に光を入射したと
きのラマン散乱状態を検出することにより、架空地線の
架線全域の温度分布が検出可能となる。また、ラマン散
乱光ファイバ線がケーブル導体に囲まれた位置に配され
ることにより、外部から保護されるとともに、ケーブル
導体の発熱時にラマン散乱光ファイバ線の冷却を少なく
し、温度分布の検出を容易にするものである。[Effect of the Invention] According to the method for detecting an accident point of an optical fiber composite overhead ground wire and an overhead transmission line according to the present invention: Since the scattered optical fiber line is also provided, by detecting the Raman scattering state when light is incident on the Raman scattered optical fiber line, it becomes possible to detect the temperature distribution of the entire overhead ground wire. In addition, by arranging the Raman scattering optical fiber line in a position surrounded by the cable conductor, it is protected from the outside and reduces the cooling of the Raman scattering optical fiber line when the cable conductor generates heat, thereby detecting the temperature distribution. It is to make it easier.
(2)ラマン散乱光ファイバ線により温度分布を測定し
て、この温度分布測定データを光ファイバ複合架空地線
の信号搬送用光ファイバケーブルを利用した信号搬送路
によって遠隔監視部まで伝送し、遠隔監視部において受
信信号を解析することにより、遠隔地において架空地線
の異常現象の発生位置などの検知判別を集中管理的に行
なうことができ、架空地線の温度分布を1本のラマン散
乱光ファイバ線で測定することにより、従来技術と比較
して少ない機器で監視範囲を拡大して、労力の低減と異
常判別までの時間短縮とを図ることができる。(2) The temperature distribution is measured using a Raman scattering optical fiber line, and the temperature distribution measurement data is transmitted to a remote monitoring unit via a signal carrier path using an optical fiber cable for signal transmission of an optical fiber composite overhead ground line, and is remotely controlled. By analyzing the received signal in the monitoring unit, it is possible to centrally manage the detection and determination of the occurrence position of the abnormal phenomenon of the overhead ground line in a remote place, and to reduce the temperature distribution of the overhead ground line by one Raman scattered light. By measuring with a fiber line, the monitoring range can be expanded with fewer devices compared to the conventional technology, and the labor can be reduced and the time until abnormality determination can be reduced.
(3)異常発生点の検出は、ラマン散乱光ファイバ線の
温度分布検出精度に基づいて、鉄塔や架空地線の径間単
位毎またはこれよりも小単位で行なわれるため、送電線
路網の異常発生点を遠隔地において正確に標定すること
ができる。(3) The detection of the point of occurrence of an abnormality is performed in units of a span of a steel tower or an overhead ground wire or in smaller units based on the accuracy of detecting the temperature distribution of a Raman scattered optical fiber line. The point of occurrence can be accurately located in a remote place.
(4)従来のように機能の異なる各種センサ等の機器を
種々用いる必要がないので、システム構成の低コスト化
を図ることができる。(4) Since it is not necessary to use various devices such as various sensors having different functions as in the related art, it is possible to reduce the cost of the system configuration.
第1図および第2図は本発明に係る光ファィバ複合架空
地線の二つの実施例を示す横断面図、第3図は第1図お
よび第2図におけるラマン散乱光ファイバ線を拡大した
正断面図、第4図は本発明に係る架空送電線の事故点検
出方法の一実施例を示すモデル図、第5図はケーブル導
体の温度分布測定装置の例を示すブロック図である。 1A・1B……光ファイバ複合架空地線、2……ケーブル導
体、2A……撚線最外層、2B……撚線内層、3……アルミ
管、4……溝付アルミ線、5……溝部、6……信号搬送
用光ファイバケーブル(光ファイバ線)、7……ラマン
散乱光ファイバ線、7a……光ファイバ素線、7b……セラ
ミック層、7c……金属層、8……送電線用構造物(鉄
塔)、9……架空送電線、10……光端局装置、11……光
ファイバジョイントボックス、12……温度分布測定装
置、13……遠隔監視部、14……受信部、15……データ処
理装置、16……ディスプレー装置、17……光分岐器、18
……光源、19……光源駆動装置、20……パルスディレイ
回路、21……パルス発生器、22……データ処理回路、23
……光分岐器、24・25……受光器、26……表示器。1 and 2 are cross-sectional views showing two embodiments of an optical fiber composite overhead ground wire according to the present invention. FIG. 3 is an enlarged view of the Raman scattering optical fiber line in FIGS. 1 and 2. FIG. 4 is a model diagram showing an embodiment of the method for detecting an accidental point of an overhead transmission line according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing an example of a temperature distribution measuring device for a cable conductor. 1A / 1B: Optical fiber composite ground wire, 2: Cable conductor, 2A: Outermost layer of twisted wire, 2B: Inner layer of twisted wire, 3 ... Aluminum tube, 4 ... Aluminum wire with groove, 5 ... Groove, 6 ... Optical fiber cable (optical fiber line) for signal transmission, 7 ... Raman scattering optical fiber line, 7a ... Optical fiber wire, 7b ... Ceramic layer, 7c ... Metal layer, 8 ... Wire structure (pylon), 9 overhead transmission line, 10 optical terminal equipment, 11 optical fiber joint box, 12 temperature distribution measuring device, 13 remote monitoring unit, 14 reception Unit, 15 Data processing device, 16 Display device, 17 Optical splitter, 18
…… Light source, 19 …… Light source driving device, 20 …… Pulse delay circuit, 21 …… Pulse generator, 22 …… Data processing circuit, 23
…… Optical splitter, 24 ・ 25 …… Receiver, 26 …… Display.
Claims (2)
送用光ファイバケーブル(6)をケーブル導体(2)の
長手方向に沿って設けてなる光ファイバ複合架空地線
(1A)(1B)において、前記中心部分またはケーブル導
体(2)の撚線最外層(2A)の内方位置に、ラマン散乱
光ファイバ線(7)を前記長手方向に沿って併設してな
ることを特徴とする光ファイバ複合架空地線。An optical fiber composite overhead ground wire (1A) (1B) having a signal carrying optical fiber cable (6) provided along the longitudinal direction of the cable conductor (2) at the center of the cable conductor (2). ), A Raman scattering optical fiber line (7) is provided along the longitudinal direction at the center portion or at an inner position of the outermost layer (2A) of the stranded wire of the cable conductor (2). Optical fiber composite overhead ground wire.
されたラマン散乱光ファイバ線(7)の端末部から光を
入射して、該ラマン散乱光ファイバ線(7)中に生じた
ラマン散乱状態により光ファイバ複合架空地線(1A)
(1B)におけるケーブル導体(2)の温度分布を測定
し、この測定温度分布データを信号搬送用光ファイバケ
ーブル(6)によって遠隔監視部(13)まで伝送して、
遠隔監視部(13)において受信信号を解析することによ
り、ケーブル導体(2)に高温部が存在するか否かを検
知判別することを特徴とする架空送電線の事故点検出方
法。2. Light is incident from the end of a Raman scattering optical fiber line (7) attached to an optical fiber composite overhead ground wire (1A, 1B) and is generated in the Raman scattering optical fiber line (7). Optical fiber composite overhead ground wire (1A)
The temperature distribution of the cable conductor (2) in (1B) is measured, and the measured temperature distribution data is transmitted to the remote monitoring unit (13) by the signal carrying optical fiber cable (6),
A fault detection method for an overhead transmission line, comprising: detecting whether a high-temperature portion exists in a cable conductor (2) by analyzing a received signal in a remote monitoring unit (13).
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