JP4065243B2 - 故障判定機能を備えた光ct - Google Patents
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Description
このように構成した故障判定機能を備えた光CTによれば、電力設備に接続された複数の導体の外周に、光ファイバセンサを周回設置し、各導体の入出力電流を個別に測定する。
光ファイバセンサによる電流測定は、光ファイバセンサ中を伝播する光の偏波が、電流磁界の大きさに応じて回転するファラデー回転角を測定するため、事故時の直流分を含む大電流が流れた場合にも、鉄心の磁気飽和に起因する出力歪が生じない。
また、電流測定を光ファイバセンサで行い、光ファイバ伝送路で、光源と光ファイバセンサとの間,光ファイバセンサ同士の間および光ファイバセンサと光電変換器との間をそれぞれ直列接続するので、システム全体の小型,軽量化が達成されるとともに、サージ対策を簡略化することができる。
さらに、本発明では、キルヒホッフの第1法則に基づいて、信号処理部で光ファイバセンサで測定された電流値の総和を求め、この電流値の総和から故障判定部で電力設備の異常を判断するので、演算処理も簡単になる。
この場合、本発明では、ファラデー回転角を全部加算した後に、光電変換器で光量変化に変換するので、大電流集中に対する演算精度も確保することができる。
上記構成によれば、光ファイバ伝送路中に、入力側光ファイバセンサからの出射光の偏光を、無偏光に変換して出力側光ファイバセンサに入射させるデポラライザを設けているので、光ファイバ伝送路中で偏光が変化することによる測定精度の低下を防止することができる。
本発明では、故障判定機能を備えた光CTにおいて、前記デポラライザは、前記入力側光ファイバセンサの出射端に設けられた検光子と、前記出力側光ファイバセンサの入射端に設けられた偏光子との間の、前記光ファイバ伝送路中に設けることができる。
また、本発明では、故障判定機能を備えた光CTにおいて、前記光ファイバセンサは、前記電力設備に接続され、当該電力設備の入,出力電流が流れる一対の導体の外周に設置された入力側および出力側光ファイバセンサを有し、前記入力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と前記入力電流の作る磁界の方向とを一致させるとともに、 前記出力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と前記出力電流の作る磁界の方向とを相反する方向に設定することができる。
この構成によれば、光ファイバセンサは、電力設備に接続され、当該電力設備の入,出力電流が流れる一対の導体の外周に設置された入力側および出力側光ファイバセンサを有し、入力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と入力電流の作る磁界の方向とを一致させるとともに、出力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と出力電流の作る磁界の方向とを相反する方向に設定しているので、電力設備に2本の入,出力導体が接続されている場合に、比較的小さい電流値の範囲内で、既存の光ファイバセンサなどを利用することで実用的な故障判定が可能になる。
θ1=νI1 ………………(4−1)
光ファイバセンサ10aの出射光P1は、この偏波面の回転が1/2波長板23と検光子24より、被測定電流が交流ならば、直流成分+交流成分の脈流状に強度変調された光となり、出射光P1は、以下の式(4−2)で表わされる。
ここで、ω(=2πf)、f:被測定電流の周波数、t:時間
光ファイバセンサ10aからの強度変調された光は、デポラライザ50により無偏光の光となる。
P2=P1/2(1+sin2θ2)
=P0/4{1+sin(2νI1sinωt)}{1+sin(2νI2sinωt)}
=P0/4{1+sin(2νI1sinωt)+sin(2νI2sinωt)+sin(2νI1sinωt)sin(2νI2sinωt)} ………………(4−3)
従って光ファイバセンサ10bからの出射光P2は、式(4−3.a)のようになる。
=P0/4{1+sin(2νI1sinωt)}{1−sin(2νI2sinωt)}
=P0/4{1+sin(2νI1sinωt)−sin(2νI2sinωt)−sin(2νI1sinωt)sin(2νI2sinωt)} ………………(4−3.a)
その結果、sin(2νI1sinωt)sin(2νI2sinωt)≒0とおくことができる。従って式(4−3.a)は、式(4−4)のように表すことができる。
P2=P0/4{1+sin(2νI1sinωt)−sin(2νI2sinωt)}………(4−4)
=P0/4{sin(2νI1sinωt)−sin(2νI2sinωt)}
P0/4
=sin(2νI1sinωt)−sin(2νI2sinωt) …………(4−5)
ここで、正弦関数では、角度Φが小さいとき、式(4−6)の近似が成り立つ。
sinΦ=Φ ………………(4−6)
=2νsinωt(I1−I2) ………………(4−7)
12 光ファイバ伝送路
14 電子回路部
14a 光源
14b 光電変換器
14c 信号処理部
14d 判定部
16 電力設備
Claims (3)
- 電力設備に接続された複数の導体の外周に周回設置され、各導体の入出力電流を個別に測定する入力側および出力側光ファイバセンサと、光源,光電変換器,信号処理部および故障判定部とを有する電子回路部とを備え、前記光源と前記光ファイバセンサとの間,前記光ファイバセンサ同士の間および前記光ファイバセンサと前記光電変換器との間をそれぞれ直列接続する光ファイバ伝送路を設け、前記信号処理部で前記光ファイバセンサで測定された電流値の総和を求め、この電流値の総和から前記故障判定部で前記電力設備の異常を判断する故障判定機能を備えた光CTにおいて、
前記光ファイバ伝送路中に、前記入力側光ファイバセンサからの出射光の偏光を、無偏光に変換して前記出力側光ファイバセンサに入射させるデポラライザを設けたことを特徴とする故障判定機能を備えた光CT。 - 請求項1記載の故障判定機能を備えた光CTにおいて、
前記デポラライザは、前記入力側光ファイバセンサの出射端に設けられた検光子と、前記出力側光ファイバセンサの入射端に設けられた偏光子との間の、前記光ファイバ伝送路中に設けたことを特徴とする故障判定機能を備えた光CT。 - 請求項1もしくは2記載の故障判定機能を備えた光CTにおいて、
前記光ファイバセンサは、前記電力設備に接続され、当該電力設備の入,出力電流が流れる一対の導体の外周に設置された入力側および出力側光ファイバセンサを有し、
前記入力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と前記入力電流の作る磁界の方向とを一致させるとともに、
前記出力側光ファイバセンサ中の光の伝播方向と前記出力電流の作る磁界の方向とを相反する方向に設定することを特徴とする故障判定機能を備えた光CT。
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