JPS60263871A - 送電線用フオ−ルトロケ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はファラデー効果利用の光学式磁界センサを用い
た送電線用フォールトロケータに関するものである。

［背景技術］ 第３図（イ）にファラデー効果を利用した光学式磁界セ
フすの説明図、同（ロ）に前記光学式磁界センサによる
測定系を示す。

１はＢＳＯ単結晶よりなるファラデー効果利用の光学式
磁界センサを示す。矢印で示す光は、偏光子２により、
直線偏光となり、この偏光した光をＢＳＯ結晶中に入射
させる。大きな矢印は磁界方向を示すが、光の進行方向
と同一方向に磁界Ｈを加えると、光は磁界の強度に比例
して、光の偏波面が回転する。この偏光が偏光子３とπ
／４の角度を成す検光子４を通過すると、磁界の強度に
応して光の強度が変わる。ここて磁界がＨｏ５ｉｎωｔ
てあられされる交番磁界の場合、前記セ／すの光透過率
Ｔは次式であられされる。

Ｔ　＝　−（１＋　２　ＶｅＨｏ　ｓｉｎ　ωｔＱ）　
−（１）但し　Ｖｅ：ベルデ定数 Ｑ　：光路長 前式中１は、透過光の直流成分、２　ＶｅＨｏ　ｓｉｎ
ωｔ・息は交流成分である。

第３図（ロ）の測定系において、５は光ファイバ、６は
発光素子、７は受光素子、８は信号処理部、９はメータ
を示すが、受光素子６よりの光は光ファイバ５を経て前
記光学的磁界センサ１に入力され、磁界によって変調を
受けた透過光は光ファイバ５を経て、受光素子７に入力
され、信号処理部８に入力され、最終的にメータ９に、
例えば磁界発生の原因となった電流を示すことになる。

この場合、具体的には、（１）式における直流成分と交
流成分の比率、つまり透過光の変調の深さをめることに
より、磁界の強さ、すなわち電流の大きさをめることが
できる。

第４図は本発明が適用される送電線フォールトロケ−タ
ンステムの概略を示す。

図において、１０は管路気中送電線の一区間を、−相分
について示しているが、管路気中送電線でなくとも、架
空あ′るいは地中送電線でもよい。ＡおよびＢは監視す
る区間地点を示し、両地点における電流影響下、例えば
管路気中送電線の場合、シースにＢＳＯ磁界センサＩＩ
、１１’が配置され、この磁界センサを含む磁界センサ
測定系で、　１２．１２’は光−電気変換ユニットであ
り、前記ＢＳＯ磁界センサＩＩ、１１’に光を送る発光
素子とＢＳＯ磁界センサＩＩ、１１’よりの透過光を受
ける受光素子が内蔵され。

それぞれＢＳＯ磁界センサＩＩ、ＩＩ’との間を２本の
光ファイバ１もで、光学的に接続している。更に、両受
光素子よりの出力は差動回路１３に入力され、差動回路
Ｉ３の出力は比較器Ｉ４に入力される。

管路気中送電線の場合、前記送電線は中心導体と金属製
シースとの間を絶縁スペーサで保持し、中心導体と金属
製シースによる空間内に絶縁性ガス、例えばＳＦｅガス
を充填して構成されており、このような管路気中送電線
では、シースソリッドボンドで使用されるため、シース
には導体電流と逆方向にほぼ同じ大きさの電流が流れる
。

このような管路気中送電線においては、十分に耐電圧構
成がとられているが、地絡が生することを考慮して、こ
れに対する対策として前述のような送電線フォールトロ
ケ−タンステムが用いられるのであるが、Ａ、Ｂ区間内
での地絡事故か、区間外での地絡事故かを判断するため
、系統に対するサーキットブレーカ（図示していない）
がトリップした場合にメータする接点１６を電源Ｖｕに
接続し、これを比較器１４よりの出力とともに判別器Ｉ
７に入力し、同時出力のあった場合、この出力側に区間
内事故信号を出す。

１１１ ）橡図のＡ地点、Ｂ地点における常時電流をＩＮ１区、
’１−＋ 間外地絡時のＡ地点、Ｂ地点における電流をＩＯ％区間
外地絡時のＡ地点、Ｂ地点における電流をそれぞれＩＩ
、Ｉ２とすれば、磁界センサ測定系において、ファラデ
ー効果利用の光学式磁界センサの感度はかの各部の特性
が揃い、前記両センサが、常時シース電流より同一の影
響下にあるならば、区間内地格時のみ、位相の相違によ
って、差動回路１３の出力が大きくなって、これが比較
器１４により、ある一定値以上大きくなったとき、前述
のように、これとサーキットブレーカのトリップ信号と
により、区間外事故または区間内事故と判別することが
可能となる。

このような方法で事故区間の判別は可能であるが、特に
光学式磁界センサの取付状態による感度差の調整は実際
上必要である。二つの磁界センサに感度差がある場合、
区間内に地絡事故が発生しない場合でも差動回路１３の
出力は零とならないため、区間内事故と誤判する場合も
発生する。従ってこのようなシステムを採る場合は、必
ず二つの光学的磁界センサの感度を調整することが必要
である。

［発明の開示］ 以干説明したように、二つの光学式磁界センサの感度を
調整するためには、その取付けに際して微細な調整が必
要となるが、本発明はこのようなファラデー効果利用の
光学式磁界センサの取付状態あるいは本質的の特性相違
等による感度差を自動的に調整して、異常でないときは
互に一定値の出力を保つように、前記両磁界センサより
の出力増幅段において、自動利得調整機能を付加して差
動回路に接続することを特徴とするものであって、この
種光学式磁界センサを用いたフォールトロケータにおけ
る煩雑な感度調整を無用とするものである。

第１図に本発明実施例の概略回路図を示す。

図に示す、２０．２１は光学式磁界センサよりの光信号
を受光素子で電気信号として検出した出力の増幅器２２
．２４への入力端子を示す。増幅器２２と２３は縦続接
続され、増幅器２４．２５も同様に接続され、増幅器２
３と２５のもう一つの入力端子には、共通の可変基準電
圧２６が入力される。また前記増幅器２３と２５の出力
はそれぞれ増幅器２２．２４にフィードバンクされ、増
幅器２２．２４の出力側はそれぞれ増幅型の差動回路２
′７に入力される。

増幅器２２．２３により、増幅器２２からの出力と基準
設定電圧２Ｇが常に同しになるように増幅器２３の出力
（交流）を増幅器２２にフィードバックし、増幅器２２
の増幅度をコントロールしている。

また増幅器２４．２５も増幅器２２．２３と同様に動作
し、一方の増幅器２２の出力が差動回路２７に入力され
ているとき、他方の増幅器２４の出力も一定になるよう
になっている。

このようにして増幅器２２．２４の信号は光学式磁界セ
ンサの取付状態による感度に無関係に常に同一レベルで
Ｘ′動回路２７に入力される。

区間外事故の場合に、双方の光学式磁界センサよりの入
力は増加するが、前記両光学的ｉ界センサよりの検知入
力電気信号は同位相であるので、差動回路２７における
出力は、光学式磁界センサに感度差があっても出力はな
い。しかし、地絡が区間内で発生すれば、両光学式磁界
センサからの電気信号は位相がことなるので、差動回路
２７には出力が生じる。

第１図に示すように、差動回路２７の出力側は可変基準
設定電圧２９を備える比較器２８に接続される。

３０はサーキットブレーカ接点トリップ時にメイクする
接点であり、■ｕは信号回路電源を示し、３Ｉ。

３２はアンド回路、３３．３４はノット回路を示す。

図示のように比較器２８の出力側は直接アンド回路３１
とノット回路３３を介してアンド回路３２に接続され、
信号電源Ｖｕは接点３０に接続されるとともに、ノット
回路３４を介して、アンド回路３２と３１とに並列接続
される。

第２図に上記の事故判別回路の部分を示し、これにより
事故判別動作を説明する。

信号電源Ｖｕ側よりアンド回路３１．３２の一方の端子
に入力する信号を＾、比較器２８よりアンド回路３１の
他方の端子に入力する信号をも、信号名をツノ）回路３
３によって反転させ、アンド回路３２の他方の端子に入
力する信号をＣとする。

αは事故発生でＨ（／１イレベル）となり、事故のない
ときはＬ（ローレベル）である。ま屹１ま区間内の地絡
事故でＨとなり、事故のな０ときはＩ、である。更にＣ
に区間内で事故のなＩ、）ときはＨであり、区間内で事
故を生したときＬである。

区間外で地絡事故を生じた場合、区間外事故回路の出力
又は、アンド回路３２に対する入力はＨ＋Ｈとなり、こ
れに対し、アンド回路３１に対する入力は比較器２８よ
りはなく、Ｈ＋Ｌであるから−、出力Ｙはなく、出力Ｘ
により警報ランプ３５のみを点灯さぜることができる。

これに対して、区間内で事故を生した場合、区間外回路
の出力Ｘは、アンド回路３２に対する入力がＨ＋Ｌとな
り、これに対し、アンド回路３Ｈこ対する入力は比較器
２８よりあり、Ｈ＋Ｈであるから、出力Ｘはなく、出力
Ｙにより警報ランプ３６のみを点灯させることができ、
地絡が区間内または区間外そのいずれかの区間で発生し
たことを正確に通報することができ名。

［効果］ 以上説明したように、本発明はファラデー効果利用の光
学式磁界センサを用い、区間内地絡による位相差電気信
号を捉えることにより、地絡のを無を常時監視できるよ
うにした送電線用フォールトロケータの、前記光学式磁
界センサの送電線電流による磁界影響下への取付けに際
し、両光学式磁界センサの相互配置等に微細な調整を施
すようなことを必要とせず、これを両光学的磁界センサ
よりの光出力信号を変換した電気信号の増幅段において
自動利得調整機能を付加して、出力側を差動回路に接続
し、両電気信号に位相差がないかぎり、差動回路出力零
または零に近い値を採るように構成することにより、光
学式磁界センサ取伺けに際しての微細な調整を省略でき
るようにしたものであって、技術的熟練を要することな
く、容昌に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す。 第２図は区間内外判別回路説明図である。 第３図（イ）はファラデー効果利用の光学式磁界センサ
の説明図、同（ロ）は前記センサによる測定系を示す。 第４図は本発明が実施される送電線フォールトロケータ
／ステムの概略図である。 ＋Ｉ、Ｉ＋’・・・ファラデー効果利用光学式磁界セン
サ、２２．２３．２４．２５・・・増幅器、２７・・・
差動回路、２８・・・比較ｉ４３．３１．３２・・・ア
ンド回路、３３．３４・・・ノット回路。 代理人　弁理士　青木秀實 圧　圧 鴨　１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）送電線の定められた区間の両端にファラデー効果
   を利用した光学式磁界センサを取り付けて導体電流仁Ｈ
   −ｊを検出し、前記導体電流信号を増幅する二つの増幅
   器を有し、それぞれの増幅器は咀独に前記増幅器の出力
   が一定値になるように制御できる自動利得機能を具備し
   ており、前記二つの増幅器の出力側に差動回路が接続さ
   れることを特徴とする送電線用フォールトロケータ。