JPH10177055A

JPH10177055A - 架空送電線の事故検出位置標定システム

Info

Publication number: JPH10177055A
Application number: JP8337273A
Authority: JP
Inventors: Haruo Endo; 晴夫遠藤; Masaaki Muramatsu; 正明村松; Takayasu Morishita; 能康森下; Yasuyuki Otani; 康幸大谷; Taiji Ota; 泰司太田; Kuniyuki Araki; 邦行荒木; Eiichiro Takase; 英一郎高瀬; Shigeo Nakada; 滋男中田; Satoru Yamamoto; 哲山本; Teruyuki Nakamura; 晃之中村
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 1998-06-30
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JP3386966B2

Abstract

(57)【要約】【課題】構成が簡単で事故発生位置標定のための労力
や時間を大幅に削減することができる架空送電線の事故
検出位置標定システムを提供する。【解決手段】事故を検知した鉄塔５でＯＰＧＷ４の外
部から印加した機械的衝撃により発生したＯＰＧＷ４に
複合された光ファイバ心線８の伝搬光の２組の状態変化
をＯＰＧＷ４の端部の主標定装置１で検出でき、信号処
理により衝撃が印加された鉄塔５を特定できるため、Ｏ
ＰＧＷ４から光ファイバ心線８を引き出すことなく簡単
なシステムを構成することができる。また受光・信号処
理部で一括して事故情報の管理ができるため、事故検出
位置確認に労力や時間がかからない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、架空送電線の事故
発生位置を標定する事故検出位置標定システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】高電圧を送電するための高圧線や鉄塔に
落雷事故や断線事故などが発生した場合にはその発生箇
所を発見して修復する必要がある。この種の事故の発見
には種々の方法がある。

【０００３】例えば、鉄塔に事故検知センサを予め設置
しておき、事故が発生したときに事故検知結果を鉄塔下
から観察できるように旗などの目印を出すようにし、巡
回員が地上からこの目印を確認して事故電流の発生した
鉄塔を特定する方法がある。

【０００４】また、ＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地
線）に複合された光ファイバ心線をＯＰＧＷから引き出
しておき、その引き出した部分に事故検知センサの出力
を受けて曲げを印加するようにし、この曲げにより光フ
ァイバ心線に発生する損失をＯＰＧＷの末端に接続した
ＯＴＤＲにより検知して事故検出鉄塔の特定を行う方法
もある。

【０００５】さらに、鉄塔部に情報伝送装置を設置して
おき、電流センサ等の信号を監視所に伝送し、監視所で
これらの情報に基づいて事故発生位置を特定することに
より送電線ルートでの事故発生区間を標定する方法もあ
る。

【０００６】一方、センサとして１本、あるいは、一端
を互いに接続した１組の光ファイバを用いて光ファイバ
の任意の場所に印加された物理現象の発生位置を求める
分布型導波路センサが特開平６−３０７８９６号公報に
開示されており、ＯＰＧＷに複合された光ファイバをこ
の分布型導波路センサの導波路として使用することによ
り、落雷によってＯＰＧＷに流れる電流による光ファイ
バ伝搬光の偏波変動の時間変化を測定し、ＯＰＧＷへの
落雷位置を標定することが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術には以下のような問題点があった。

【０００８】鉄塔に事故検知センサを設置し、事故検知
結果を鉄塔下から観察できる旗などの目印を出し、巡回
員が地上からこの目印を確認して事故電流の発生した鉄
塔を特定する方法では、事故発生鉄塔を確認するため、
架空送電線ルートに沿って巡回しなければならず、多大
な労力と時間を必要としていた。

【０００９】また、ＯＰＧＷに複合された光ファイバ心
線をＯＰＧＷから引き出した部分に事故検知センサの出
力を受けて曲げを印加し、この曲げにより光ファイバ心
線に損失を発生させる方法では、光ファイバ心線に曲げ
を印加するために、鉄塔毎にＯＰＧＷから光ファイバ心
線を引き出さなくてはならず面倒である。

【００１０】さらに鉄塔に情報伝送装置を設置する方式
は、情報伝送装置に使用する電源を確保しなければなら
ず、また、システムが複雑になってしまう。

【００１１】さらにまた、センサとして１本、あるい
は、一端を互いに接続した１組の光ファイバを用いて光
ファイバの任意の場所に印加された物理現象の発生位置
を求める分布型導波路センサを適用する場合には、落雷
位置の標定は行えるが、ＯＰＧＷに流れる落雷電流が小
さかったり、落雷以外のＯＰＧＷに電流が流れない事故
については検出ができないという問題があった。

【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、構成が簡単で事故発生位置標定のための労力や時間
を大幅に削減することができる架空送電線の事故検出位
置標定システムを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、ＯＰＧＷを有する架空送電線に発生した事
故の位置を標定する事故検出位置標定システムにおい
て、ＯＰＧＷの光ファイバに予め光信号を伝搬させると
共に、架空送電線を支持する鉄塔に設けられた事故検出
器が事故を検出すると衝撃／振動印加装置でＯＰＧＷに
機械的衝撃や振動を印加し、光ファイバの伝搬光の状態
変化を検出することにより事故検出を行い、ＯＰＧＷに
衝撃や振動を印加した位置を標定して事故検出位置を求
めるものである。

【００１４】上記構成に加え本発明は、事故検出器が、
事故を検出してからＯＰＧＷに衝撃や振動を印加するま
でに所定の時間間隔をおくようにしてもよい。

【００１５】上記構成に加え本発明は、事故検出器が事
故を検出してからＯＰＧＷに衝撃や振動を印加するまで
の所定の時間間隔が、事故検出器毎に異なる値に設定し
てもよい。

【００１６】上記構成に加え本発明は、ＯＰＧＷに流れ
る落雷電流によりＯＰＧＷに複合された光ファイバの伝
搬光の偏波状態の時間変化を検出することにより落雷位
置の標定を行うようにしてもよい。

【００１７】上記構成に加え本発明は、衝撃／振動印加
位置を標定するために用いる波形判定部が、ＯＰＧＷに
流れる落雷電流により変化するＯＰＧＷ複合光ファイバ
の伝搬光の偏波状態の時間変化を検出することにより落
雷位置の標定を行うのに使用する波形判定部であっても
よい。

【００１８】上記構成に加え本発明は、ＯＰＧＷ複合光
ファイバの伝搬光の状態の時間変化を検出することによ
り、事故あるいは落雷の発生位置の標定を行うようにし
てもよい。

【００１９】すなわち、本発明は、鉄塔部に設置された
センサ部で事故電流等を検知し、そのセンサ部の出力を
受け、ＯＰＧＷに衝撃や振動を印加することにより、Ｏ
ＰＧＷに複合された光ファイバの伝搬光の状態に時間変
化を発生させ、光ファイバの一端に接続した光源と、光
ファイバの他端に接続した受光・信号処理部とを用い、
光ファイバを伝搬してきた光の状態の時間変化を測定
し、この情報に基づいてＯＰＧＷに衝撃や振動を加えた
位置を特定するものである。

【００２０】また、本発明は、使用する光ファイバや受
光・信号処理部を、ＯＰＧＷに流れる落雷電流によりＯ
ＰＧＷに複合された光ファイバの偏波状態の時間変化を
検出することにより、落雷位置の標定を行うのに使用さ
れる光ファイバや受光・信号処理部と同一のものにする
ことにより、１つのシステムで事故検出位置標定と落雷
位置標定の２つの機能を持たせるようにしたものであ
る。

【００２１】上記構成によって、事故を検知した鉄塔で
ＯＰＧＷの外部から印加した衝撃や振動により発生した
ＯＰＧＷ複合光ファイバの伝搬光の２組の状態変化をＯ
ＰＧＷの端部で検出でき、信号処理により衝撃や振動が
印加された鉄塔を特定できる。このため、ＯＰＧＷから
光ファイバ心線を引き出すことなく簡単なシステムを構
成することができ、受光・信号処理部で一括して事故情
報の管理ができるので、事故検出位置確認に労力や時間
がかからない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００２３】本実施の形態は、ＯＰＧＷに複合された光
ファイバの伝搬光の状態の時間変化を検出することによ
り、落雷位置の標定や事故検出位置標定を行うことがで
きる送電線の事故区間標定システムである。

【００２４】まず、事故検出位置標定を行うシステムに
ついて説明する。

【００２５】図１は、本発明の架空送電線の事故検出位
置標定システムの一実施の形態の全体構成図である。

【００２６】図１において鉄塔５（５ａ，５ｂ，…，５
ｚ）を経由して布設されている送電線路（送電線の通電
用本線は図示せず）の頂部に布設されているＯＰＧＷ４
（光ファイバ複合架空地線）の内部には複数の光ファイ
バが複合されている。このうちの１本の光ファイバ（シ
ングルモード光ファイバ）の一端が主標定装置１に接続
され、光ファイバの他端が副標定装置２に接続されてい
る。

【００２７】一方、ＯＰＧＷ４には各鉄塔５ａ，５ｂ，
…，５ｚで衝撃／振動印加装置（以下「衝撃印加装置」
という。）（７ａ，７ｂ，…，７ｚ）が取り付けられて
いる。衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚは、衝撃印加
装置７ａ，７ｂ，…，７ｚのある鉄塔５ａ，５ｂ，…，
５ｚに設置されている事故検出装置６（６ａ，６ｂ，
…，６ｚ）で事故を検出した場合に、事故検出装置６
ａ，６ｂ，…，６ｚの出力を受けて、ＯＰＧＷ４に衝撃
を印加するようになっている。事故検出装置６ａ，６
ｂ，…，６ｚは、従来から用いられている事故電流によ
り動作する事故検知センサと同じ原理で事故を検知し、
事故を検知した場合に衝撃印加装置７（７ａ，７ｂ，，
７ｚ）に検知出力を送る機構を有したものが用いられ
る。

【００２８】衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚは、事
故検出出力を事故検出信号伝送線９を介して受け、例え
ばハンマのような形状物でＯＰＧＷ４に機械的衝撃振動
を印加する（図２参照）。ＯＰＧＷ４に印加される衝撃
波形の時間変化は速ければ速いほど、後述する測定方法
による位置の標定精度が高くなる。尚、図２は図１に示
した鉄塔に設けられた事故検出装置と衝撃印加装置との
位置関係を示す図である。

【００２９】以下、衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚ
がＯＰＧＷ４に衝撃を印加した場合にＯＰＧＷ４内の光
ファイバの伝搬光を検出することにより、主標定装置１
で衝撃を印加した鉄塔（事故発生鉄塔）を標定する方法
について図３を用いて説明する。尚、図３は図１に示し
た主標定装置及び副標定装置のブロック図である。図４
（ａ）及び図４（ｂ）は図３に示した主標定装置のＯ／
Ｅ変換器の出力波形であり、図４（ｃ）は両Ｏ／Ｅ変換
器の合成波形である。図４（ｄ）及び図４（ｅ）は図３
に示した副標定装置のＯ／Ｅ変換器の出力波形であり、
図４（ｆ）は両Ｏ／Ｅ変換器の合成波形である。図４
（ａ）〜図４（ｆ）において横軸は時間軸であり、縦軸
は強度軸である。

【００３０】図１に示したＯＰＧＷ４内に複合されてい
る１本の光ファイバ心線８の一端には主標定装置１が接
続され、光ファイバ心線８の他端には副標定装置２が接
続されている。このような図３に示す測定系の構成及び
基本動作を以下に説明する。

【００３１】主標定装置１において、光源１１は直線偏
波出力で波長λ１の連続発光動作を行うものであり、そ
の出射光は光方向性結合器１５、光分波器１６を介して
シングルモードの光ファイバ心線８の一端（図では左
側）から入射し、光ファイバ心線８の他端（図では右
側）から副標定装置２に出射するようになっている。副
標定装置２において、主標定装置１からの光は、光分波
器２６、光方向性結合器２５を経由して、偏光ビームス
プリッタ２４に到達する。偏光ビームスプリッタ２４で
は、入射光が偏波軸の直交するＰ偏光とＳ偏光とに分け
られ、それぞれ、Ｏ／Ｅ変換器２２及びＯ／Ｅ変換器２
３に入射し、電気信号に変換される（図４（ｄ）、
（ｅ））。

【００３２】一方、副標定装置２において光源２１は、
直線偏波出力で波長λ１の連続発光動作を行うものであ
る。その光源２１の出射光は光方向性結合器２５及び光
分波器２６を介して光ファイバ心線８の他端に入射し、
光ファイバ心線８の一端から主標定装置１に出射するよ
うになっている。副標定装置２からの出射光は、光分波
器１６、光方向性結合器１５を経由して、偏光ビームス
プリッタ１４に到達する。偏光ビームスプリッタ１４で
は、入射光が偏波軸の直交するＰ偏光とＳ偏光とに分け
られ（図４（ａ）、（ｂ））、それぞれ、Ｏ／Ｅ変換器
１２及びＯ／Ｅ変換器１３に入射し、電気信号に変換さ
れる。通常は、光源１１及び光源２１の出力が一定であ
るので、Ｏ／Ｅ変換器１２，１３，２２，２３の出力は
時間的に一定である。尚、３２はＯ／Ｅ変換器であり、
３４は事故の発生や位置などを表示する表示装置であ
る。

【００３３】光方向性結合器１５，２５の代わりに光サ
ーキュレータを用いても、本発明の目的を達成すること
ができる。光サーキュレータは、例えばＡ，Ｂ，Ｃの３
端子を持つ場合、各端子への入射光はＡ→Ｂ、Ｂ→Ｃ及
びＣ→Ａのように出力される。光サーキュレータは光方
向性結合器よりも高価であるが、挿入損失が小さいとい
う特徴を有する。

【００３４】また、光源２１の波長を光源１１の波長λ
１及び光源３１の波長λ２と異なるλ３とし、光方向性
結合器１５，２５を波長λ１と波長λ３とを分波する光
分波器とし、光分波器１６，２６を波長λ１とλ３とを
選択的に透過する端子と波長λ２とを選択的に透過する
端子を持つ構成としても、本発明の目的を達成すること
ができる。２種類の波長の光源を信号検出に用いる必要
があるが、光分波器を用いる方が光方向性結合器を用い
るよりも挿入損失が小さい点で有利である。

【００３５】以下、事故を検知した鉄塔を標定する方法
について説明する。

【００３６】例えば、主標定装置１からＬｘの距離にあ
る鉄塔５ｂ（主標定装置１から鉄塔５ｂまでの距離と、
この区間でのＯＰＧＷ４に複合されている光ファイバの
長さは厳密には異なるが、これらの長さの関係は使用し
ているＯＰＧＷ４の構造等の設計値が分かれば対応させ
ることができるので、ここでは同一のものとして説明す
る。）の事故検出装置６ｂが事故を検知し、時刻ｔ０に
衝撃印加装置７ｂでＯＰＧＷ４に衝撃を印加した場合、
ＯＰＧＷ４内に複合されている光ファイバ心線８を伝搬
している光源１１の出射光の偏波状態が衝撃によって乱
される。

【００３７】すなわち、偏波軸が一定の方向を向いてい
たのが、衝撃波形に従い偏波軸が回転したり、位相が変
化する。この偏波状態の変動は副標定装置２に向かい光
ファイバ心線８中を光ファイバ中の光速ｃ（約２×１０
⁸ｍ／ｓｅｃ）で伝搬する。従って、衝撃印加装置７ｂ
から（Ｌ０一Ｌｘ）だけ離れた副標定装置２内のＯ／Ｅ
変換器２２と、Ｏ／Ｅ変換器２３の出力とはｔ０から
（１）式で表される時刻ｔ２だけ後の時刻に衝撃印加装
置７ｂで印加した衝撃に相当する波形で変化する。

【００３８】同様に、光源２１の出射光の偏波状態も衝
撃により乱される。その結果、主標定装置１内のＯ／Ｅ
変換器１２と、Ｏ／Ｅ変換器１３の出力はｔ０から
（２）式で表される時刻ｔ１だけ後の時刻に衝撃印加装
置７ｂで印加した衝撃に相当する波形で変化する。

【００３９】ｔ２＝（Ｌ０−Ｌｘ）／ｃ …（１）ｔ１＝Ｌｘ／ｃ …（２）副標定装置２内の波形判定部２７では、Ｏ／Ｅ変換器２
２の出力Ｓ２２（ｔ）と、Ｏ／Ｅ変換器２３の出力Ｓ２
３（ｔ）を用いて例えば（３）式を用いて合成した出力
Ｓ２（ｔ）を求め（図４（ｆ））、この合成波形Ｓ２
（ｔ）があらかじめ設定しておいたしきい値Ｖｔｈを超
えた時刻をｔ２として求める。副標定装置２で求めた時
刻情報は、伝送信号処理部３０、波長λ２の伝送用光源
３１、光分波器２６、光ファイバ心線８、主標定装置１
の光分波器１６、Ｏ／Ｅ変換器３２を経由して標定部３
３に送られる。

【００４０】Ｓ２（ｔ）＝√（Ｓ２２（ｔ）²＋Ｓ２３（ｔ）²） …（３）一方、主標定装置１内の波形判定部１７では、Ｏ／Ｅ変
換器１２の出力Ｓ１２（ｔ）と、Ｏ／Ｅ変換器１３の出
力Ｓ１３（ｔ）を用いて例えば（４）式を用いて合成し
た出力Ｓ１（ｔ）を求め（図４（ｃ））、この合成波形
Ｓ１（ｔ）があらかじめ設定しておいたしきい値Ｖｔｈ
を超えた時刻をｔ１として求め、標定部３３に出力す
る。

【００４１】Ｓ１（ｔ）＝√（Ｓ１２（ｔ）²＋Ｓ１３（ｔ）²） …（４）標定部３３では、ｔ１とｔ２を（１）式と（２）式とを
変形して求められる（５）式に代入することにより、検
出した偏波変動が発生した位置Ｌｘが求まる。

【００４２】Ｌｘ＝（ｃ×（ｔ１−ｔ２）＋Ｌ０）／２ …（５）検出した波形が鉄塔５での事故検出に伴う衝撃印加装置
７がＯＰＧＷ４に与えた衝撃によるものなのか、ＯＰＧ
Ｗ４への落雷によるものなのか、あるいは、温度変化な
どによる事故以外の要因によるものなのかは、検出波形
の形状から判断することができる。衝撃印加装置７によ
る偏波変動の場合は図５（ａ）に示すように、ほぼ同じ
周波数で振動し減衰する波形となる。

【００４３】一方、落雷による場合は図５（ｂ）に示す
ように、立ち上がり時間が短く、立ち下がり時間が長い
波形となる。尚、図５（ａ）及び図５（ｂ）はＯＰＧＷ
に印加される衝撃波形を示す図であり、両図において横
軸は時間軸であり縦軸は強度軸である。

【００４４】従って、検出波形から事故検出によるもの
なのか、落雷によるものなのかを判定することができ
る。温度変化によっても、光ファイバ中を伝搬する偏波
状態は変化するが、自然状態では温度は徐々に変化する
が、落雷電流や衝撃波形は瞬間的に変化するため、検出
波形の周波数成分を分析することにより、温度に起因す
るものか否かを判定することができる。これらの判定
は、主標定装置１の波形判定部１７で検出される波形に
対し人工知能処理等を行うことにより実現できる。

【００４５】以上の動作は他の鉄塔５で事故が発生した
場合についても同様であり、任意の鉄塔５ａ，５ｂ，
…，５ｚの事故検出装置６ａ，６ｂ，…，６ｚで事故を
検出し、衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚでＯＰＧＷ
４に衝撃を印加した場合も、事故を検知し衝撃を印加し
た鉄塔５を標定することができる。

【００４６】次に、落雷位置の標定を行うシステムにつ
いて、図５（ｂ）、図６、図７（ａ）及び図７（ｂ）を
用いて説明する。尚、図６はＯＰＧＷに落雷が生じた状
態を示す図であり、図７（ａ）は図６に示した主標定装
置での合成波形を示し、図７（ｂ）は図６に示した副標
定装置での合成波形を示す。尚、図７（ａ）、（ｂ）に
おいて横軸は時間軸であり、縦軸は強度軸である。ま
た、送電線路、主標定装置１、副標定装置２の構成は図
１及び図３と同じである。

【００４７】ここでＯＰＧＷ４上の主標定装置１からＬ
ｘの距離に落雷が生じた場合を考える。ＯＰＧＷ４内に
複合されている光ファイバ心線８を双方向に伝搬する波
長λ１の光の偏波状態は、落雷電流がＯＰＧＷ４を伝搬
する際にファラデー効果を受けるため偏波面が回転する
（平成７年電気学会全国大会講演論文Ｎｏ．５４８）。

【００４８】従って、衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７
ｚによる偏波変動波形を検出したのと同様にして、主標
定装置１の波形判定部１７と副標定装置２の波形判定部
２７で、それぞれ２組のＯ／Ｅ変換器の出力波形の合成
波形Ｓ１（ｔ）及びＳ２（ｔ）を得ることができる。こ
れらの検出波形から求めた波形検出時間ｔ１，ｔ２と、
主標定装置１で検出した波形とから、検出した偏波変動
が落雷によるものであることが判明する。落雷位置を標
定するには、事故検出位置標定を行った方法と同様にし
て行う。

【００４９】事故検出装置６ａ，６ｂ，…，６ｚが動作
するような事故電流が発生する場合、ＯＰＧＷ４にも事
故電流の分流成分や誘導成分が発生する可能性がある。
この場合、ＯＰＧＷ４に流れた電流によって偏波変動が
生じる可能性があり、事故検出装置６が事故を検出して
すぐに衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚを動作させる
と、衝撃印加装置７ａ，７ｂ，…，７ｚによる偏波変動
がＯＰＧＷ４に流れた電流による偏波変動と重なり、波
形の種類の判定や位置標定が難しくなるおそれがある。
このような事態を避けるために、事故検出装置６ａ，６
ｂ，…，６ｚが事故を検出してから衝撃印加装置７を動
作させるまでに所定の時間をおき、ＯＰＧＷ４に流れる
事故による分流成分や誘導成分がなくなってから衝撃を
印加するようにするとシステムの信頼性を高めることが
できる。

【００５０】また、１回の事故で複数の検出器が事故を
検出する場合も考えられるが、このような場合、複数の
衝撃印加装置でＯＰＧＷ４の異なる位置でほぼ同時に衝
撃や振動を印加するため、どの衝撃印加装置７でいつ衝
撃を印加したのかを正確に標定することが難しくなる場
合もある。

【００５１】そこで、事故検出器毎に事故を検出してか
ら衝撃印加装置７を動作させるまでの時間を異なる値に
設定しておく方がシステムの信頼性をさらに高めること
ができる。

【００５２】以上の実施の形態では、事故を検出した鉄
塔部でＯＰＧＷに衝撃を印加する例について説明した
が、衝撃の代わりに一定周波数や予め定めた規則に従っ
て周波数が変化する振動を印加しても事故を検出した鉄
塔を標定することができる。この場合、衝撃印加装置７
の代わりに振動印加装置を用いる。振動印加装置では事
故検出器の出力を受けて動作する電気的発振回路の出力
をＯＰＧＷに取付けた圧電素子等により機械的振動に変
換し、ＯＰＧＷ内蔵光ファイバに印加する。ＯＰＧＷに
取付けた圧電素子機械振動により、衝撃印加時と同様に
ＯＰＧＷ内蔵光ファイバ中を伝搬する光の偏波面を変調
することができる。

【００５３】電気的発振回路の発振周波数は、鉄塔毎に
異なる値にしたり、或いは、鉄塔毎に予め決められた周
波数変化パターンにしたがった周波数で変化させること
により、鉄塔の識別ができるようにしておく。鉄塔毎に
決める周波数変化パターンとしては、例えば、ｎ番目の
鉄塔の周波数ｆｎ（ｔ）を周波数変調振幅Ａｎを鉄塔毎
に変えて式（６）のようにしたり、変調角度ωｎを鉄塔
毎に変えて式（７）のようにしたりすることで、鉄塔の
区別を行うことができる。

【００５４】ｆｎ（ｔ）＝ｆ０＋Ａｎ・ｓｉｎ（ω・ｔ） …（６）ｆｎ（ｔ）＝ｆ０＋Ａ・ｓｉｎ（ωｎ・ｔ） …（７）式（６）、（７）のように、鉄塔毎の変調周波数を予め
定めたパターンとすると、鉄塔毎に発振周波数を異なる
値ｆ０ｎ（時間毎に一定の周波数）に設定する場合と比
べ、全ての鉄塔で圧電素子等の振動素子の共振周波数が
同じものを使うことができるため、総合コストを低くで
きる点で有利である。また、時間的に一定の周波数ｆ０
ｎを信号として検知する場合、周囲からたまたま信号と
同じ周波数の雑音が混入して誤判定するおそれがある
が、式（６）、（７）のように、鉄塔毎の変調周波数を
予め定めたパターンとする場合、一定の規則に従って信
号パターンが変化するため誤判定を起こす確率を極めて
低く抑えることが可能となる。

【００５５】振動印加時間を制限（例えば、数秒程度）
することにより、振動印加装置の電源容量を小さくする
ことも可能である。

【００５６】振動印加装置がＯＰＧＷに与えた振動をＯ
ＰＧＷ内に複合されている光ファイバ伝搬光から検出す
ることにより、主標定装置で振動を印加した鉄塔を標定
する方法について以下説明する。

【００５７】図１に示したＯＰＧＷ４内に複合されてい
る１本の光ファイバ心線８の片側に、主標定装置１が、
他端に副標定装置２が接続されている点はこれまで述べ
た実施の形態と略同様である。また、主標定装置１及び
副標定装置２内での光学系及び機能もこれまでに述べた
実施の形態と同様である。これまでの実施の形態との相
違点は、波形判定部での処理方法である。

【００５８】波形判定部１７では、２つのＯ／Ｅ変換出
力を式（４）に従い合成した波形Ｓ１（ｔ）が予め設定
しておいたしきい値を超えた場合、その時刻ｔ１を求め
ると同時に、ｔ１以降の波形の周波数分析をＦＦＴ（高
速フーリエ変換）処理等により行う。求められた周波数
の値、或いは、その変化パターンを分析することによ
り、どの鉄塔の事故検出器が動作したかを識別すること
ができる。この周波数分析処理と並行して、検出された
波形の特徴を分析し、検出波形が落雷によるものと判定
された場合は、既に述べた実施の形態での落雷検出後の
処理を行うことにより落雷位置の標定も行うことができ
る。

【００５９】以上の実施の形態において、事故検出位置
標定とＯＰＧＷ４への落雷位置標定の両方の機能を兼ね
備えた事故標定システムであったが、コストを下げるた
めに、どちらか一方の機能だけに絞った標定システムを
構築できることは明白である。

【００６０】尚、上述した実施の形態では、衝撃や振動
を検知するためのＯＰＧＷ複合光ファイバの両端に光源
と受光・信号処理部を接続した構成であったが、これに
限定されず図８、図９に示すように、２本のＯＰＧＷ複
合光ファイバの他端で互いに接続した光ファイバ折り返
し部４１を光ファイバ成端箱４０内に設置し、標定装置
１００内で一方の光ファイバに光源１１を、他方の光源
に偏光ビームスプリッタ１４、Ｏ／Ｅ変換器１２，１３
を接続した構成であっても、事故検知位置標定や落雷位
置標定を行うことができる。このとき、光ファイバ折り
返し部で余長として長さＬαの光ファイバを挿入してお
くと、２組の偏波変動波形を分離することが容易とな
り、位置標定を容易に行うことができるようになる。
尚、図８は本発明の架空送電線の事故検出位置標定シス
テムの他の実施の形態を示す図であり、図９は図８に示
した標定装置のブロック図である。

【００６１】衝撃印加装置７によって印加された衝撃に
よる光ファイバの偏波変動波形（Ｏ／Ｅ変換器１２とＯ
／Ｅ変換器１３との出力の合成結果）は図１０のように
なり、振動印加位置Ｌｘは式（８）のように求めること
ができる。尚、図１０は図９に示した標定装置１００の
両Ｏ／Ｅ変換器１２，１３の合成波形を示す図であり、
横軸が時間軸を示し、縦軸が強度軸を示している。

【００６２】落雷位置も同様にして求めることができ
る。この構成では、標定装置をＯＰＧＷの一方のみに設
置すれば良いという利点を有するが、２組の変動波形を
区別することが難い場合には光ファイバの両端に光源と
受光・信号処理部を用いた方が好ましい。

【００６３】Ｌｘ＝（ｃ×（ｔ１−ｔ２）＋２×Ｌ０＋Ｌα）／２ …（８）尚、図８及び図９に示した実施の形態では、ＯＰＧＷ４
に複合されている２本の光ファイバを用いたが、１本の
光ファイバを用いただけでも、同様の目的を達成するこ
とができる。すなわち、図１１に示すように、光ファイ
バ心線８の一端（入射部）に光方向性結合器或いは光サ
ーキュレータを設け光源１１からの光が光ファイバ心線
８に入射し、光ファイバ心線８から戻ってきた光が光方
向性結合器４２或いは光サーキュレータを介して偏光ビ
ームスプリッタ１４で分離するようにし、光ファイバ心
線８の他端に光方向性結合器４３或いは光サーキュレー
タを接続し光方向性結合器或いは光サーキュレータを介
して光ファイバ心線８に伝搬光が戻る構成とすることに
より可能である。この構成では、光ファイバを１本しか
使用せず、また、標定装置をＯＰＧＷ４の一方のみに設
置すれば良いという利点を有する。尚、図１１は本発明
の架空送電線の事故検出位置標定システムのさらに他の
実施の形態を示す図である。

【００６４】尚、これまでに説明した実施の形態では、
シングルモード光ファイバを用いた例について説明した
が、位置測定精度の多少の低下はあるもののマルチモー
ド光ファイバを用いてもよい。

【００６５】以上において本実施の形態によれば、 (1) 事故検出位置の標定（確認）を監視所に居ながらに
して、速やかに行うことができる。

【００６６】(2) ＯＰＧＷの途中から光ファイバ心線を
引き出すことなく事故検出位置の標定ができるため構成
が簡単なシステムを形成することができる。

【００６７】(3) 事故検出位置の標定だけでなく、落雷
位置の標定も同じ測定・信号処理系で行うことができ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００６９】ＯＰＧＷの光ファイバに予め光信号を伝搬
させると共に、ＯＰＧＷを支持する鉄塔に設けられた事
故検出器が事故を検出すると衝撃／振動印加装置で架空
送電線に衝撃や振動を印加させ、光ファイバの伝搬光の
状態変化を検出することにより事故検出を行い、ＯＰＧ
Ｗに衝撃や振動を印加した位置を標定して事故検出位置
を求めるので、構成が簡単で事故発生位置標定のための
労力や時間を大幅に削減することができる架空送電線の
事故検出位置標定システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の架空送電線の事故検出位置標定システ
ムの一実施の形態の全体構成図である。

【図２】図１に示した鉄塔に設けられた事故検出装置と
衝撃印加装置との位置関係を示す図である。

【図３】図１に示した主標定装置及び副標定装置のブロ
ック図である。

【図４】（ａ）及び（ｂ）は図３に示した主標定装置の
Ｏ／Ｅ変換器の出力波形であり、（ｃ）は両Ｏ／Ｅ変換
器の合成波形である。（ｄ）及び（ｅ）は図３に示した
副標定装置のＯ／Ｅ変換器の出力波形であり、（ｆ）は
両Ｏ／Ｅ変換器の合成波形である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）はＯＰＧＷに印加される衝撃
波形を示す図である。

【図６】ＯＰＧＷに落雷が生じた状態を示す図である。

【図７】（ａ）は図６に示した主標定装置での合成波形
を示し、（ｂ）は図６に示した副標定装置での合成波形
を示す図である。

【図８】本発明の架空送電線の事故検出位置標定システ
ムの他の実施の形態を示す図である。

【図９】図８に示した標定装置のブロック図である。

【図１０】図９に示した標定装置の両Ｏ／Ｅ変換器の合
成波形を示す図である。

【図１１】本発明の架空送電線の事故検出位置標定シス
テムのさらに他の実施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１主標定装置２副標定装置４ＯＰＧＷ５，５ａ，５ｂ，…，５ｚ鉄塔６，６ａ，６ｂ，…，６ｚ事故検出装置７，７ａ，７ｂ，…，７ｚ衝撃／振動印加装置（衝撃
印加装置、振動印加装置）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森下能康静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者大谷康幸静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者太田泰司静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者荒木邦行静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者高瀬英一郎静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者中田滋男静岡県掛川市岡津55番２号中部電力株式会社掛川電力センター内 (72)発明者山本哲茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者中村晃之茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社オプトロシステム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＯＰＧＷを有する架空送電線に発生した
事故の位置を標定する事故検出位置標定システムにおい
て、上記ＯＰＧＷの光ファイバに予め光信号を伝搬させ
ると共に、上記架空送電線を支持する鉄塔に設けられた
事故検出器が事故を検出すると衝撃／振動印加装置でＯ
ＰＧＷに機械的衝撃や振動を印加し、上記光ファイバの
伝搬光の状態変化を検出することにより事故検出を行
い、上記ＯＰＧＷに衝撃や振動を印加した位置を標定し
て事故検出位置を求めることを特徴とする架空送電線の
事故検出位置標定システム。
【請求項２】上記事故検出器が、事故を検出してから
ＯＰＧＷに衝撃や振動を印加するまでに所定の時間間隔
をおく請求項１記載の架空送電線の事故検出位置標定シ
ステム。
【請求項３】上記事故検出器が事故を検出してからＯ
ＰＧＷに衝撃や振動を印加するまでの所定の時間間隔
が、事故検出器毎に異なる値に設定されている請求項２
記載の架空送電線の事故検出位置標定システム。
【請求項４】上記ＯＰＧＷに流れる落雷電流によりＯ
ＰＧＷに複合された光ファイバの伝搬光の偏波状態の時
間変化を検出することにより落雷位置の標定を行う請求
項１から３のいずれかに記載の架空送電線の事故検出位
置標定システム。
【請求項５】衝撃や振動の印加位置を標定するために
用いる波形判定部が、ＯＰＧＷに流れる落雷電流により
変化するＯＰＧＷ複合光ファイバの伝搬光の偏波状態の
時間変化を検出することにより落雷位置の標定を行うの
に使用する波形判定部である請求項１から３のいずれか
に記載の架空送電線の事故検出位置標定システム。
【請求項６】ＯＰＧＷ複合光ファイバの伝搬光の状態
の時間変化を検出することにより、事故あるいは落雷の
発生位置の標定を行う請求項１から３のいずれかに記載
の架空送電線の事故検出位置標定システム。