JPS6326607B2 - - Google Patents
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- JPS6326607B2 JPS6326607B2 JP57163715A JP16371582A JPS6326607B2 JP S6326607 B2 JPS6326607 B2 JP S6326607B2 JP 57163715 A JP57163715 A JP 57163715A JP 16371582 A JP16371582 A JP 16371582A JP S6326607 B2 JPS6326607 B2 JP S6326607B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、放電検出装置に関するものであ
り、もう少し詳しくいうと、電力機器等の内部に
発生する放電を検出して当該機器に生じる地絡等
の事故を監視するための放電検出装置に関するも
のである。[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a discharge detection device, and more specifically, it is used to detect discharge occurring inside power equipment, etc., and to monitor accidents such as ground faults occurring in the equipment. This invention relates to a discharge detection device.
電力機器を構成する変圧器、遮断器等に起こる
地絡のごとき事故は、事故に際して発生するアー
ク放電光(以下、アーク光という)を検出するこ
とにより監視することができる。したがつて、何
らかの光検出素子を電力機器内に配置してアーク
光を検出すればよいのであるが、高圧機器にあつ
ては電磁誘導等の影響を受ける難点があり、ま
た、導体を機器内に配置すると電界分布等につい
て悪影響を与えるという問題がある。 Accidents such as ground faults that occur in transformers, circuit breakers, etc. that constitute power equipment can be monitored by detecting arc discharge light (hereinafter referred to as arc light) generated during the accident. Therefore, it is possible to detect arc light by placing some kind of photodetection element inside the power equipment, but high-voltage equipment has the disadvantage of being affected by electromagnetic induction, and it is also difficult to place conductors inside the equipment. There is a problem in that if it is placed at
そこで、絶縁体である光フアイバを用い、アー
ク光を機器の外部に導き、検出する方法が考えら
れる。しかし、この場合、アーク光の波長は、
400mμにピークのある300mμ〜500mμの領域
にあり、一方、光フアイバの伝送損失の波長依存
性は、第1図に示すように、アーク光の波長領域
において伝送損失が著しく大である。このことか
ら、光フアイバによる放電検出においては、対象
機器から離隔した場所で放電を検出することが、
きわめて困難となる。なお、第1図は石英系光フ
アイバに係る特性図である。 Therefore, a method of guiding the arc light to the outside of the device and detecting it using an insulating optical fiber may be considered. However, in this case, the wavelength of the arc light is
The wavelength dependence of optical fiber transmission loss is in the region of 300 mμ to 500 mμ with a peak at 400 mμ.On the other hand, as shown in FIG. 1, the transmission loss is extremely large in the wavelength region of arc light. For this reason, when detecting electrical discharge using optical fiber, it is possible to detect electrical discharge at a location far away from the target equipment.
It becomes extremely difficult. Note that FIG. 1 is a characteristic diagram regarding a silica-based optical fiber.
この発明は、以上のような課題を解決しようと
するものであり、アーク光を波長変換し、絶縁体
である光フアイバにより伝送損失を極小にして機
器外部に導くことにより、電力機器等の異常を離
隔位置で監視できる放電検出装置を提供すること
を目的とするものである。 This invention aims to solve the above-mentioned problems, and by converting the wavelength of arc light and guiding it to the outside of the equipment using an insulating optical fiber with minimal transmission loss, it is possible to eliminate abnormalities in power equipment, etc. The object of the present invention is to provide a discharge detection device that can monitor discharge from a remote location.
以下、この発明を、図面を参照して説明する。 The present invention will be explained below with reference to the drawings.
第2図は、この発明の一実施例であり、コア1
a、クラツド1bでなる光フアイバ1の光入力端
に波長選択性を有する被膜2aを被着した球状レ
ンズ2を、接着剤3により接合固着する。球状レ
ンズ2は螢光体を含有する透明材質になるもの
で、アーク光4の波長(400mμ付近)の光を長
波長(500mμ〜600mμ)の光に変換する機能を
有するものである。光フアイバ1の他端である光
出力端はシリコン・ホトダイオードのごとき光検
出器(図示せず)に光結合される。 FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which the core 1
a. A spherical lens 2 having a wavelength-selective coating 2a coated on the light input end of an optical fiber 1 consisting of a cladding 1b is bonded and fixed with an adhesive 3. The spherical lens 2 is made of a transparent material containing a phosphor, and has the function of converting light of the wavelength of the arc light 4 (near 400 mμ) into light of a long wavelength (500 mμ to 600 mμ). The other end of optical fiber 1, the optical output end, is optically coupled to a photodetector (not shown), such as a silicon photodiode.
つぎに動作について説明する。 Next, the operation will be explained.
電力機器内部でアーク光4が発生すると、当該
電力機器内に位置する球状レンズ2によつて、ア
ーク光4が光フアイバ1に結合伝搬される。球状
レンズ2は、レンズ機能とともに光波長変換機能
を有していて、アーク光4をより長い波長(500
mμ〜600mμ)に変換することにより、第1図
にみるように、伝送損失を低減して光フアイバ1
にアーク光4を伝送させる。一方、光検出器がシ
リコン・ホトダイオードの場合は、その感度が
800mμの波長付近にピークを有しているので、
光検出器の応答出力も増大される。 When arc light 4 is generated inside the power equipment, the arc light 4 is coupled and propagated to the optical fiber 1 by the spherical lens 2 located inside the power equipment. The spherical lens 2 has a lens function and a light wavelength conversion function, converting the arc light 4 into a longer wavelength (500
mμ to 600mμ), the transmission loss can be reduced and the optical fiber can be
to transmit the arc light 4. On the other hand, if the photodetector is a silicon photodiode, its sensitivity is
Since it has a peak near the wavelength of 800mμ,
The response power of the photodetector is also increased.
かようにして電力機器から離隔した場所まで光
フアイバ1を延出しても伝送損失が少なく、か
つ、光検出器へ高感度の波長域の光を伝送するこ
とができ、電力機器から離隔した場所における放
電検出を可能にすることができる。 In this way, even if the optical fiber 1 is extended to a place far away from the power equipment, there is little transmission loss, and light in a highly sensitive wavelength range can be transmitted to the photodetector, and the optical fiber 1 can be extended to a place far away from the power equipment. can enable discharge detection at
ここで、球状レンズ2に含有される螢光体につ
いて述べる。第3図はSm3+イオンの吸収、発光
スペクトルのデータを示し、斜線を施した部分が
発光スペクトル、斜線を施してない部分は吸収ス
ペクトルである。αは吸収係数、Iは相対発光出
力を示す。この図から、Sm3+イオンは、前述し
たアーク光4のピーク波長にほぼ一致した400m
μに吸収ピークをもち、500mμ〜600mμと700
mμ付近で大きな発光ピークを有している。この
ことからSm3+イオンを含む螢光体は、球状レン
ズ2に光波長変換機能を与える物質として好適で
あることがわかる。したがつて、球状レンズ2に
Sm3+イオンを含む螢光体を添加すればよく、た
とえばSm2O3などの使用が考えられる。 Here, the phosphor contained in the spherical lens 2 will be described. FIG. 3 shows absorption and emission spectrum data of Sm 3+ ions, where the shaded area is the emission spectrum and the non-shaded area is the absorption spectrum. α represents the absorption coefficient, and I represents the relative luminescence output. From this figure, Sm 3+ ions are detected at 400m, which is almost the same as the peak wavelength of arc light 4 mentioned above.
It has an absorption peak at μ, 500 mμ to 600 mμ and 700 mμ.
It has a large emission peak near mμ. From this, it can be seen that the phosphor containing Sm 3+ ions is suitable as a substance that provides the spherical lens 2 with a light wavelength conversion function. Therefore, in spherical lens 2
A phosphor containing Sm 3+ ions may be added, for example, Sm 2 O 3 can be used.
さらに、第2図において、波長λ1のアーク光
4に対しては透過させ、螢光体2bにより波長変
換された波長λ2の光を反射する被膜する2aを
球状レンズ2に被着してあるので、光フアイバ1
に伝送させる光量を増大せしめ、アーク光4に対
する指向性が改善され、よつて、検出感度を著し
く向上する。 Furthermore, in FIG. 2, the spherical lens 2 is coated with a coating 2a that transmits the arc light 4 with the wavelength λ1 and reflects the light with the wavelength λ2 converted by the phosphor 2b. , optical fiber 1
The amount of light transmitted to the arc light 4 is increased, the directivity of the arc light 4 is improved, and the detection sensitivity is thereby significantly improved.
球状レンズ2の材質としては、ガラスあるいは
樹脂のいずれであつてもよく、また、屈折率分布
型レンズに螢光体を添加したものでもよい。 The material of the spherical lens 2 may be either glass or resin, or may be a gradient index lens added with a phosphor.
以上の構成になるこの発明の放電検出装置は、
電力機器等の被検出機器に応じて適宜に設置され
るが、一例としてガス絶縁開閉装置に設置した場
合を、第4図a,bに示す。同図aに示すガス絶
縁開閉装置10において、遮断器11、断路器1
2および接続部分等は課電部を中心とした同心円
筒として構成され、課電部は支持絶縁物13によ
つて支持されている。 The discharge detection device of the present invention having the above configuration is as follows:
Although it is installed as appropriate depending on the equipment to be detected such as electric power equipment, an example of installation in a gas insulated switchgear is shown in FIGS. 4a and 4b. In the gas insulated switchgear 10 shown in FIG.
2 and the connecting portions are configured as concentric cylinders with the power supply section at the center, and the power supply section is supported by a support insulator 13.
中心課電部14と外部金属容器15間の短絡事
故等を、この発明の放電検出装置5によつて監視
しようとするものである。16はケーブルであ
る。放電検出装置5は、同図bに示すように、外
部金属容器15の壁部に設けたコネクタ17に光
フアイバ1を貫通させ、光フアイバ1の先端の球
状レンズ2を外部金属容器15内に突出して配置
し、光フアイバ1の外延端である光出力端を光検
出器(図示せず)に光結合する。 The purpose is to monitor short-circuit accidents between the central charging section 14 and the external metal container 15 using the discharge detection device 5 of the present invention. 16 is a cable. As shown in FIG. 5B, the discharge detection device 5 is configured by passing the optical fiber 1 through the connector 17 provided on the wall of the external metal container 15, and inserting the spherical lens 2 at the tip of the optical fiber 1 into the external metal container 15. The optical fiber 1 is disposed in a protruding manner, and the optical output end, which is the outer end of the optical fiber 1, is optically coupled to a photodetector (not shown).
かようにして、ガス絶縁開閉装置10の電磁誘
導等の影響を受けることなく、ガス絶縁開閉装置
10内の電界分布に関与することなく、放電検出
装置5を容易に配設して放電検出を行うことがで
きる。 In this way, the discharge detection device 5 can be easily installed to detect discharge without being affected by electromagnetic induction or the like of the gas-insulated switchgear 10 and without being involved in the electric field distribution inside the gas-insulated switchgear 10. It can be carried out.
第5図は、この発明の他の実施例であり、波長
選択性を有する被膜2aを被着した球状レンズ2
を接着剤3により光入力端に固着した光フアイバ
1に保護管6を被ふくしてなるものであり、同様
の効果が得られる。 FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which a spherical lens 2 is coated with a coating 2a having wavelength selectivity.
The same effect can be obtained by covering the optical fiber 1 fixed to the optical input end with adhesive 3 and covering it with a protective tube 6.
なお、以上の実施例では球状レンズ2とした
が、必ずしも球状である必要はなく、螢光体を含
有する透明体であればよい。また、被検出機器
は、電力機器に限るものでないことはいうまでも
ない。 Although the lens 2 is spherical in the above embodiment, it does not necessarily have to be spherical, and may be any transparent body containing a phosphor. Furthermore, it goes without saying that the detected equipment is not limited to power equipment.
以上のように、この発明は、対象機器に光フア
イバを適宜設置し、光フアイバの先端に光波長変
換機能を有する媒質を備えた構成にしたので、装
置が簡単で安価であり、また、信頼性の高いもの
が得られる効果がある。 As described above, the present invention has a structure in which an optical fiber is appropriately installed in the target device and a medium having an optical wavelength conversion function is provided at the tip of the optical fiber, so that the device is simple, inexpensive, and reliable. It has the effect of obtaining something with high sexiness.
第1図は光フアイバの伝送損失の波長依存性を
示す特性線図、第2図はこの発明の一実施例の要
部側断面図、第3図は同じく螢光体の吸収、発光
スペクトル図、第4図aは同じく設置態様の一例
を示す側断面図、同図bは同じく詳細側断面図、
第5図はこの発明の他の実施例の要部側断面図で
ある。
1……光フアイバ、2……球状レンズ(光波長
変換体)、2a……被膜、3……接着剤、4……
アーク光、6……保護管。なお、各図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Fig. 1 is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of transmission loss of an optical fiber, Fig. 2 is a sectional side view of a main part of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a diagram of the absorption and emission spectra of the phosphor. , FIG. 4a is a side sectional view showing an example of the installation mode, FIG. 4b is a detailed side sectional view,
FIG. 5 is a sectional side view of a main part of another embodiment of the present invention. 1... Optical fiber, 2... Spherical lens (light wavelength converter), 2a... Coating, 3... Adhesive, 4...
Arc light, 6... protection tube. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
前記被検出機器の外部に配置した光検出器に光結
合した光フアイバにより前記被検出機器内に発生
するアーク放電光を検出する放電検出装置におい
て、前記光フアイバの光入力端に固着され螢光体
を添加した光波長変換体と、この光波長変換体の
表面に被着された波長選択性を有する被膜を備え
てなることを特徴とする放電検出装置。 2 光波長変換体が、球状レンズである特許請求
の範囲第1項記載の放電検出装置。 3 波長選択性を有する被膜が、アーク放電光は
透過し螢光は反射する特性を有するものである特
許請求の範囲第1項記載の放電検出装置。[Scope of Claims] 1. An arc generated within the detected device by an optical fiber optically coupled to a photodetector whose optical input end faces into the detected device and whose optical output end is placed outside the detected device. A discharge detection device for detecting discharge light, comprising: a light wavelength converter doped with a phosphor fixed to the light input end of the optical fiber; and a wavelength-selective coating coated on the surface of the light wavelength converter. A discharge detection device comprising: 2. The discharge detection device according to claim 1, wherein the optical wavelength converter is a spherical lens. 3. The discharge detection device according to claim 1, wherein the wavelength-selective coating has a property of transmitting arc discharge light and reflecting fluorescent light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57163715A JPS5953019A (en) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | Discharge detector |
Applications Claiming Priority (1)
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JP57163715A JPS5953019A (en) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | Discharge detector |
Publications (2)
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JPS5953019A JPS5953019A (en) | 1984-03-27 |
JPS6326607B2 true JPS6326607B2 (en) | 1988-05-31 |
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ID=15779259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP57163715A Granted JPS5953019A (en) | 1982-09-18 | 1982-09-18 | Discharge detector |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS5953019A (en) |
Families Citing this family (3)
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JP2011095083A (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Toshiba Corp | Flame detecting device |
US8963555B2 (en) * | 2011-05-13 | 2015-02-24 | General Electric Company | Methods, systems, and apparatus for detecting light and acoustic waves |
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1982
- 1982-09-18 JP JP57163715A patent/JPS5953019A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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