JPH0666649A - 光ファイバ温度センサ - Google Patents

光ファイバ温度センサ

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JPH0666649A
JPH0666649A JP4224235A JP22423592A JPH0666649A JP H0666649 A JPH0666649 A JP H0666649A JP 4224235 A JP4224235 A JP 4224235A JP 22423592 A JP22423592 A JP 22423592A JP H0666649 A JPH0666649 A JP H0666649A
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optical fiber
temperature sensor
grounding
heat transfer
charging
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Satoru Yamamoto
哲 山本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバに高電圧がかからないようにして安
全性を確保し、充電部の温度を長期的に測定できるよう
にする。 【構成】金属ケース3内には光ファイバ1のループ部1
aが収納され、ケース3からは光ファイバ1の端部が取
り出され、光ファイバ1にパルス光を入射してラマン後
方散乱光強度から充電部温度を検出する。ケース3はシ
リコン樹脂等の電気絶縁体2に覆われ、充電部に直接接
する伝熱板4とは電気的に絶縁される。金属ケース3に
は接地用リード線7が接続され、リード線7を接地して
光ファイバ1に電圧がかからないようにする。伝熱板4
は、銅等の熱良導体で形成され、一部に取付穴8を開け
て、充電部にボルト、ナットで固定する。伝熱板4は電
気絶縁体2から一部が露出する露出部分4aをもち、残
部は充電部以外の周囲温度の影響を受けにくくするため
に、絶縁体2に覆われた被覆部分2aとしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを温度セン
サとした光ファイバ温度センサに係り、特に充電部の温
度を検出するスポットセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ノーヒューズブレーカ(NFB)
や高圧母線の充電部の温度を測定するスポットセンサと
して、光ファイバ温度センサが知られている。これは数
mの光ファイバをコイル状に巻いて充電部に接触させ、
光ファイバに入射するパルス光によって発生するラマン
後方散乱光の強度から充電部の温度を検出するものであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この光ファイバ温度セ
ンサで充電部の温度を測定する場合、感温部となるセン
サである光ファイバを充電部に接触させて測定する必要
がある。光ファイバは電気絶縁体であり、短期間であれ
ば光ファイバを充電部に接触させても電気絶縁を保つこ
とができる。
【0004】しかし、光ファイバに電圧がかかった状態
で長期間放置すると光ファイバ表面の電気絶縁性が低下
し、光ファイバ表面に沿って絶縁破壊を起こすことが知
られている。したがって、充電部の温度を光ファイバ温
度センサで長期間に亘って測定することは、安全性の点
で問題があり、これまで光ファイバ温度センサにより充
電部の温度を長期間に亘って測定することは行われてい
なかった。
【0005】ところが、光ファイバ温度センサは、電磁
ノイズの影響を受けないという長所を有しており、電気
設備の充電部の温度監視には適している。そこで光ファ
イバ温度センサを用いて充電部の温度を長期的に測定し
たいという潜在的な要求は高かった。
【0006】本発明の目的は、非接触でも充電部温度を
光ファイバに伝えられるようにするとともに、光ファイ
バを接地可能とすることによって、前記した従来技術の
欠点を解消して、充電部の温度を長期間に亘り安全に測
定することのできる光ファイバ温度センサを提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバ温度
センサは、充電部に取り付けられ、コイル状に巻かれた
光ファイバに入射するパルス光によって発生するラマン
後方散乱光強度から充電部の温度を検出する光ファイバ
温度センサにおいて、コイル状に巻かれた光ファイバを
接地可能とする接地手段と、この接地手段を含めてコイ
ル状に巻かれた光ファイバの略全体を覆う電気絶縁体
と、この電気絶縁体から少なくとも一部が露出するよう
に設けられ、その一部が充電部と接触して充電部の熱を
光ファイバに伝える熱伝導率の良好な伝熱板とを備えた
ものである。
【0008】この場合において、接地手段は、コイル状
に巻かれた光ファイバ全体を導電性のケースに収納し、
このケースに取り付けた接地電極または接地用リード線
を介して接地するようにしても、あるいはコイル状に巻
かれた光ファイバの外周を金属管で覆ってこれを接地す
るようにするか、光ファイバに沿って接地線を一体的に
設けるようにしてもよい。また、伝熱板は複数の充電部
に取り付けられるように複数個電気的に絶縁して設ける
ようにしても良い。さらに、電気絶縁体より露出した伝
熱板の一部に取付け用の穴を設けることが好ましい。
【0009】
【作用】コイル状に巻かれた光ファイバが接地手段によ
り接地され、しかも接地手段を含めてコイル状に巻かれ
た光ファイバ全体が電気絶縁体で覆われていると、光フ
ァイバに充電部の電圧がかからないようになり、したが
って、センサを長期間測定に供しても光ファイバ表面の
電気絶縁性が低下することも、光ファイバ表面に沿って
絶縁破壊を起こすこともない。
【0010】また、熱伝導率の良好な伝熱板の少なくと
も一部が電気絶縁体より露出していると、露出部を介し
て充電部の熱を光ファイバに効率よく伝えることができ
る。更に、伝熱板が接地手段と非接触に設けられている
ため、光ファイバは充電部からの電圧を受けないです
む。
【0011】
【実施例】
[第1実施例]本発明の第1実施例による光ファイバ温
度センサの構成を図1に示す。光ファイバ1は、コイル
状に何回か巻かれたループ部1aを有し、ステンレスや
真鍮製等の金属ケース3内に収納されている。金属ケー
ス3は図示するように偏平形状をしている。光ファイバ
1の金属ケース3内への固定は、例えばケブラー(デュ
ポン社の登録商標)繊維製のテンションメンバ5をテン
ションメンバ固定治具6で固定することにより行う。金
属ケース3の端部からは光ファイバ1の両端部が取り出
され、光ファイバ1にパルス光を入射して発生するラマ
ン後方散乱光の強度から充電部の温度を検出できるよう
になっている。
【0012】金属ケース3は光ファイバ1を取り出す端
部を除いて、あるいは端部をも含めてシリコン樹脂等か
ら成る電気絶縁体2に周囲を覆われており、充電部に直
接接する伝熱板4とは電気的に絶縁されている。また、
金属ケース3には接地用リード線7がケース3から直接
引き出されるように接続されており、実際に使用する場
合は、この接地用リード線7を接地することにより光フ
ァイバ1に電圧がかからないようにする。上記金属ケー
ス3及び接地用リード線7から、コイル状に巻かれた光
ファイバを接地可能とする接地手段が構成される。
【0013】伝熱板4は、銅やアルミニウム等の熱良導
体で形成され、その一部には取付穴8が開けられ、この
取付穴8を用いて、例えば高圧母線やノーヒューズブレ
ーカの端子等の充電部にボルトとナット等で確実に固定
できるようになっている。このような固定用の取付穴8
を伝熱板4に設けるために、伝熱板4は電気絶縁体2か
ら一部が丁度飛び出しているような露出部分4aをも
つ。伝熱板4の残部は、充電部以外の周囲温度の影響を
受けにくくするために、絶縁体2により覆われた構造、
すなわち被覆部分2aとしてあり、結果として残部は電
気絶縁体2内に埋め込まれた格好をしている。したがっ
て、電気絶縁体2の寸法は、伝熱板4の残部を埋め込む
ことができるように、伝熱板4の幅よりも広くしてあ
る。
【0014】電気絶縁体2はシリコン樹脂等を用いるこ
とにより、電気絶縁特性の優れた材質とすることが容易
なため、本実施例による光ファイバ温度センサは長期間
安全に使用することができる。また、伝熱板4の被覆部
分2aを覆っている電気絶縁体の部分は他の絶縁体部分
と同じ材質であっても良いが、被覆部分2aを設けた主
旨から電気絶縁体2の2aの部分には熱伝導率の悪い材
料を、他の部分には熱伝導率の良い材料を使用した方が
好ましい。
【0015】金属ケース3内のループ部1aではループ
部の寸法を小さくするため、光ファイバは心線状態であ
るが、金属ケース3の外部の光ファイバ1は、図2に示
すように、光ファイバ心線11と、その外側に設けたケ
ブラー繊維製のテンションメンバ5と、これを覆うビニ
ル製のシース12とで構成されているコード状のもので
ある。
【0016】このように本実施例によれば、温度センサ
として用いる光ファイバ1の全体を接地用リード線7付
きの金属ケース3で覆い、この金属ケース3の周囲を充
電部に接して使用する電気絶縁体2で覆い、充電部の温
度を測定する上で光ファイバ1に電圧がかからないよう
にしている。また、充電部が小さくても充電部の温度が
感温部の光ファイバ1のループ部1aに効率良く伝わる
ように、充電部に直接接する部分は、銅やアルミニウム
等の熱良導体とし、この熱良導体を電気絶縁体2に取り
付けた構造としている。熱良導体として、電気絶縁性も
兼ね備えた材質のものを用いれば、熱良導体と金属ケー
ス3の電気絶縁は特に考えなくとも良い。したがって、
光ファイバに高電圧がかかることがないため、光ファイ
バ表面の電気絶縁性が低下したり、光ファイバ表面に沿
って絶縁破壊を起こしたりすることがない。その結果、
充電部の温度を光ファイバ温度センサで長期間に亘って
測定しても、安全性の点で問題はなく、電磁ノイズの影
響を受けないという光ファイバ温度センサの長所が生か
され、電気設備の充電部の温度監視に適用することがで
き、光ファイバ温度センサを用いて充電部の温度を長期
的に測定したいという潜在的な要求に十分応えることが
できる。
【0017】[第2実施例]前記した第1実施例では、
接地線7を金属ケース3から直接引き出していたが、接
地線7を光ファイバ1内に収める等して、光ファイバ1
と接地線7とを一体化することも可能である。この場
合、接地線7は、ケース外部に延設して引き込み先とな
る光ファイバ接続箱等で光ファイバ心線11をシース1
2から取り出す部分で接続箱の金属ケース等に接地する
ことになる。このように、光ファイバ心線11と接地線
7を一体化することにより、光ファイバ温度センサ30
から引き出す見掛け上のリード線数を少なくすることが
でき、センサ取付け部周辺を簡素化することができる。
この場合の光ファイバの構造としては、図3に示すよう
に絶縁被覆21を施した金属管20の中に光ファイバ心
線11を収めたものや、図4に示すようにシース12の
中に銅やアルミ等からなる接地線22を抱き込んだ構造
が考えられる。このように、金属管や接地線を光ファイ
バ内に納め、ループ部1aにも金属管や接地線のついた
ままの状態で光ファイバを用いれば、接地用の金属ケー
ス3そのものを省略することも可能である。
【0018】[第3実施例]図5に示すように、光ファ
イバ1のループ部1aを納める金属ケース3を円環状に
形成し、その外周を電気絶縁体2で覆うようにする。そ
して、取付穴8の開いた伝熱板4を、鍔状の円形頭部と
円筒状の胴部とで構成し、その胴部を円環穴に嵌合し、
頭部を電気絶縁体2の上面に係止するような構造とする
ことも可能である。この場合、中央の取付穴8を用いて
ボルト等で高圧母線等の充電部に取り付けることが可能
である。
【0019】[第4実施例]これまでの実施例では1つ
の温度センサで、1カ所の充電部の温度を測定する場合
について説明したが、図6のように互いに電気的に絶縁
された複数(図示例では3つ)の伝熱板4a、4b、4
c…を取り付けた構造とすることにより、複数カ所の充
電部の温度を一括して測定することができる。図示例の
ように3個取り付けた場合には、3相のブレーカの3カ
所の充電部端子に温度センサの伝熱板4a、4b、4c
をそれぞれ接続することにより、ブレーカ全体の温度監
視を1個の温度センサで行うことができる。この場合、
光ファイバ1のループ部1aは最小曲げ半径が光ファイ
バ1の許容曲げ半径以上であれば、図6のように、光フ
ァイバ1をだ円形に曲げることも可能であり、このよう
にすることにより、図6での左右方向のセンサ寸法を小
さくすることができるという利点がある。
【0020】なお、互いに電気的に絶縁された複数の伝
熱板を1つの温度センサに取り付けることは、他の形状
のセンサに対しても、例えば図5のような形状の温度セ
ンサに対しても容易に適用できることは勿論である
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバ自体の電気
絶縁性能を特に考慮しなくとも、充電部の温度を長期間
に亘り安全、かつ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による充電部温度測定用の
光ファイバ温度センサの平面図及び断面図。
【図2】第1実施例による光ファイバの断面図。
【図3】本発明の第2実施例による接地線を一体化した
光ファイバの構造例を示す断面図。
【図4】本発明の第2実施例による接地線を一体化した
光ファイバの他の構造例を示す断面図。
【図5】本発明の第3実施例による光ファイバ温度セン
サの平面図及び断面図。
【図6】本発明の第4実施例による光ファイバ温度セン
サの平面図。
【符号の説明】
1 光ファイバ 2 電気絶縁体 3 金属ケース 4 伝熱板 5 テンションメンバ 6 テンションメンバ固定治具 7 接地用リード線 1a 光ファイバのループ部 11 光ファイバ心線 12 シース 20 金属管 21 絶縁被覆 22 接地線 30 光ファイバ温度センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充電部に取り付けられ、コイル状に巻かれ
    た光ファイバに入射するパルス光によって発生するラマ
    ン後方散乱光強度から充電部の温度を検出する光ファイ
    バ温度センサにおいて、上記コイル状に巻かれた光ファ
    イバを接地可能とする接地手段と、この接地手段を含め
    てコイル状に巻かれた光ファイバの略全体を覆う電気絶
    縁体と、この電気絶縁体から少なくとも一部が露出する
    ように設けられ、その一部が上記充電部と接触して充電
    部の熱を上記光ファイバに伝える熱伝導率の良好な伝熱
    板とを備えたことを特徴とする光ファイバ温度センサ。
  2. 【請求項2】上記接地手段が、上記コイル状に巻かれた
    光ファイバ全体を収納する導電性のケースと、このケー
    スに取り付けられ該ケースを接地するための接地電極ま
    たは接地用リード線とから構成される請求項1に記載の
    光ファイバ温度センサ。
  3. 【請求項3】上記接地手段が、上記コイル状に巻かれた
    光ファイバの外周を金属管で覆ってこれを接地するよう
    にするか、または光ファイバに沿って接地線を一体的に
    設けるようにして構成される請求項1に記載の光ファイ
    バ温度センサ。
  4. 【請求項4】上記伝熱板が複数の充電部に取り付けられ
    るように複数個電気的に絶縁して設けられている請求項
    1ないし3のいずれかに記載の光ファイバ温度センサ。
  5. 【請求項5】上記電気絶縁体から露出するように設けら
    れた伝熱板の一部に取付け用の穴を設けた請求項1ない
    し4のいずれかに記載の光ファイバ温度センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005195502A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Occ Techno Ltd 光ファイバ型温度計測装置及び温度計測方法
JP2008175560A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Fujikura Ltd 光ファイバセンサケーブル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005195502A (ja) * 2004-01-08 2005-07-21 Occ Techno Ltd 光ファイバ型温度計測装置及び温度計測方法
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