JPS6396568A

JPS6396568A - 三相電線路の検電装置

Info

Publication number: JPS6396568A
Application number: JP61243397A
Authority: JP
Inventors: Toshisada Fujiki; 藤木　利定; Taikichi Kondo; 近藤　泰吉; Yoshinari Furukawa; 古川　吉成; Kazuaki Kato; 和明加藤; Akemichi Okimoto; 沖本　明道; Kenji Tsuge; 憲治柘植; Naotoshi Takaoka; 高岡　直敏
Original assignee: NGK Insulators Ltd; Chubu Electric Power Co Inc; Energy Support Corp
Current assignee: NGK Insulators Ltd; Chubu Electric Power Co Inc; Energy Support Corp
Priority date: 1986-10-13
Filing date: 1986-10-13
Publication date: 1988-04-27
Also published as: JPH0562954B2

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】発明の目的（産業上の利用分野）この発明は三相電線路に配置され、主として零相電圧、
零相電流などを検出、測定する検電装置に関するもので
ある。

（従来の技術）近年、電力需要の多様化にともない、電力供給における
正確、かつ、迅速な対応が必要となり、そのための情報
として、たとえば、電圧、電流などの検出測定において
、情報を安全、かつ、高精度に得ることが望まれている
。

従来、三相電線路では、計器用変圧器や変流器を設置し
て、電圧や電流を直接電気回路を通じて測定している。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、従来の装置では、架空電線路、特に市街地に
おける配電線路などでは、装柱のスペースが制約され、
線路機材の配置も錯綜し、降雨などで電解や磁界の誘導
による影響を受けやすく、ＳＮ比が低下して測定精度が
不安定になるとともに、経年による絶縁劣化で安全性が
低下するなどの欠点があった。

この発明は無誘導性、かつ、ＳＮ比が高い光通信技術を
利用した安全で精度の高い検電装置の提供を目的として
いる。

発明の構成（問題点を解決するための手段）この発明は前記問題点を解決するために、三相電線路の
各相に、光パワを変調する光センサを備えた検電部をそ
れぞれ備え、該検電部を一方端の光パワを供給する発光
部と、他方端の変調された光パワを電気信号に変換する
受光部とを備えた光伝送路に接続するとともに、前記受
光部は信号合成回路と所定の合成信号を選択的に出力す
る継電器とを介して信号表示器に接続する手段を採用し
ている。

（作用）この発明は、前記手段を採ったことにより、発光部から
の光パワが電線路の各相に設けた検電部へ導入され、光
センサによって電圧あるいは電流のレベルに応じて移送
変調され、この変調光が受光部へ進入して電線路の電流
や電圧に比例した電気の強弱信号に転換され、信号合成
回路で各相の信号が加算合成された上で継電器により所
定レベルの信号のみが選択的に出力されて信号表示器で
線路情報が報知される。

すなわち、電線路各相の電圧や電流によって、光伝送路
を通じて供給された光パワが検電部において直ちに変調
されて伝送され、受光部において電気信号に転換される
ので情報の検出、伝送経路での誘導による影響や絶縁劣
化の要因が排除され、安全性や測定精度を維持する。

（実施例）以下、この発明を具体化した実施例を第１０〜第１２図
にもとづいて詳細に説明する。

まず、第１実施例を第１図〜第６図に従って説明すると
、検電装置は第１図に示すように電柱１の支持アーム２
に取付けられてそれぞれ各相の電線４Ａ、４Ｂ、４Ｃを
把持する碍子３Ａ、３Ｂ。

３Ｃと、該碍子３Ａ、３８．３Ｃの電線把持個所に設け
た検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｇと、前記碍子３Ａ、３Ｂ、３
Ｃの下端より引出された各相別の光ファイバケーブル６
Ａ、６８．６Ｇをもってなる光伝送路と、前記電柱１に
取付けられ前記光ファイバケーブル６Ａ、６Ｂ、６Ｇが
引込まれる測定部７とによって構成されている。測定部
７は測定用電源７ａ、後述する発光部、受光部、信号合
成回路、継電器および信号表示器とよりなっている。

また、検電装置は第２図に示すように、電線把持個所に
検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｃを設けた碍子３Ａ、３８．３Ｇ
が各相の電線４Ａ、４Ｂ、４Ｃにそれぞれ吊下されて、
同じく下端より引出されＩ：光ファイバケーブル６Ａ、
６８．６Ｃがそれぞれ測定部７へ引込まれている。

第２図において電線４Ａ、４Ｂ、４Ｇは、従来一般の電
線支持碍子によって把持されている。

前記の内、碍子３Ａ、３Ｂ、３Ｇ、電線４Ａ。

４Ｂ、４Ｇおよび検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｃは以下ではそ
れぞれ３Ａ、４Ａ、５Ａで代表して説明する。第３図お
よび第４図に示すように、碍子３Ａの碍子本体８は磁器
製であって、それぞれ平行して軸方向に貫通した２本の
透光体９，９が設けられており、該透光体９．９は光フ
ァイバ、石英あるいはその他の透光性セラミックスであ
って、碍子本体８に形成した貫通孔に配置して、ゴム、
樹脂などの接着剤によって碍子本体に固着されるか、あ
るいは、低融点ガラスなどの無機質絶縁材料を加熱溶着
させて一体的に碍子本体に固着されている。碍子本体８
は下端部にベース金具１０が固着され、該ベース金具１
ｏの底部には前記透光体９゜９の端面にそれぞれ接合固
着されて２個の光コネクタ１１が嵌挿されている。

次に、検電部５Ａについて説明する。碍子本体８の上端
部にはフランジ金具１２が固着され該フランジ金具１２
には、碍子本体８の端面にバッキング１４を介して筒状
金具１３がボルト１５をもって締付固定され、該筒状金
具１３の上方開口端には、上半部１６ａと下半部１６ｂ
よりなる変流器１６が下半部１６ｂを筒状金具１３の内
壁に設けた段部１３ａに係合保持されるとともに上半部
１６ａをボルト１７で締付固定して取付けられている。

該変流器１６は絶縁容器中に環状に連接して配設した１
対の鉄心１６Ｃ，１６Ｃに巻線１６ｄを巻回したもので
あって、該巻線１６ｄによって、第１の光センサ２０に
接続され、さらに該光センサ２０は碍子本体８の一方の
透光体９の端面に接合固着されている。

前記変流器１６と光センサ２０との間には、該光センサ
２０と並列に抵抗体１８が巻線１６ｄによって接続され
ている。

電線路の電線４Ａは前記変流器１６の上半部１６ａと下
半部１６ｂとの間に挾持される。また、前記筒状金具１
３には前記電線４Ａと対向して集電電極１９が収容され
、該集電電極１９は電線４Ａとの間に所定の絶縁間隔を
介して配設した第１電極１９ａと、該第１電極１９ａと
の間に同じく所定の絶縁間隔を介して配設した第２電＋
Ｎ　１９　ｃとをもってなり、第１電極１９ａから引出
したリード線１９ｂおよび第２電極１９ｃから引出した
リード線１９ｄとによって、第２の光センサ２０′に接
続され、さらに、該光センサ２０−は碍子本体８の他方
の透光体９の端面に接合固着されている。

光センサ２０．２０−は、第５図に示すように、絶縁ケ
ース２１内にポッケルス素子などの電気光学素子２２を
配し、その上面に１／４波長板２３および反射！！２４
を、また下面にはロッドレンズ２５および偏光板２６を
それぞれ接合固着して一体化し、ざらに前記偏光板２６
に光ファイバなどの透光体２７を接合固着して導出し、
ケース２１内に絶縁物２８を充填したものである。２９
．２９は透光体２７の保持材料である。また、光センサ
２０，２０′には、前記電気光学素子２２の対向側面に
それぞれ電極３０．３１を設けて該電極３０．３１には
リード線３２．３３が接続されて、前記絶縁ケース２１
より引出され、前記変流器１６の巻線１６ｄの両端ある
いは集電電極１９の第１電極１９ａおよび第２Ｎ極１９
Ｃに接続される。

また、前記において光センサ２０，２０′は絶縁ケース
２１や絶縁物２８などを用いず、偏光板２６を直接に碍
子本体８の透光体９に接合固着してもよい。検電部５Ａ
はさらに前記筒状金具１３内にゴム、樹脂などの絶縁物
３４を充填して絶縁包蔵し、絶縁強化あるいは浸水防止
を図ることが望ましい。

次に、検電装置の測定部７を第６図にもとづいて説明す
る。

図中、各相の電線４Ａ、４Ｂ、４Ｃにそれぞれ配置した
検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｇに、光ファイバケーブル６Ａ、
６Ｂ、６Ｇをもってなる各相別の光伝送路４０Ａ、４０
Ｂ、４００はそれぞれ変流器１６に接続された経路と集
電電極１９に接続された経路とにわかれて、電流測定用
受光部４１Ａ。

４１Ｂ、４１Ｃと電圧測定用受光部４２Ａ、４２Ｂ、４
２Ｃとに導入されている。前記電流測定用受光部４１Ａ
、４１Ｂ、４１Ｃと電圧測定用受光部４２Ａ、４２８．
４２Ｃとは各相毎に電気回路により電流信号合成回路４
３と電圧信号合成回路４４へ接続され、ざらに、地絡継
電器４５を介して信号表示器４６に接続されている。ま
た、この実施例では、前記電流測定用受光部４１Ａ、４
１Ｂ、４１Ｃと電流信号合成回路４３との間の電気回路
は各相毎に分岐されて短絡継電器４７を介して前記信号
表示器４６へ接続されている。又、各相の電流測定用受
光部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃと、電圧測定用受光部４２
Ａ、４２８．４２Ｇとは、それぞれ光伝送路４０Ａ、４
０Ｂ、４０Ｇを介して光パワの発信源である他方端の電
流測定用発光部４８Ａ、４８８．４８Ｇと電圧測定用発
光部４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃとに接続されている。

前記において電流信号合成回路４３と電圧信号合成回路
４４とは、電流測定用発光部４８Ａ、４８８．４８０と
電圧測定用発光部４９Ａ、４９Ｂ。

４９Ｃから発信され、検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｃにおいて
変調された光パワから電流測定用受光部４ＩＡ、４１８
．４１Ｃと電圧測定用受光部４２Ａ。

４２Ｂ、４２Ｃとにおいて転換して得た各相の電気信号
を加算合成し、地絡継電器４５は前記電流信号合成回路
４３と電圧信号合成回路４４から、電気信号を受け、か
つその電気信号がいずれも所定値を上回り、かつ、２種
類の電気信号が電線路の交流電圧の正弦波形の位相に対
して所定範囲内で一致した場合に作動して出力するよう
構成されている。

また、短絡継電器４７は、各相の電気信号の内いずれか
が所定値を上回ると作動して出力するよう構成されてい
る。

なお、本発明では上記電流信号合成回路４３、電圧信号
合成回路４４、地絡継電器４５および短絡継電器４７は
従来の検電装置に装備されているものを用いることがで
き、また、信号表示器４６の報知手段は任意に選定して
実施する。

次に前記のように構成した第１実施例についての作用を
説明する。

三相電線路の各相の電線４Ａ、４８．４Ｃをそれぞれ把
持する碍子３Ａ、３Ｂ、３Ｃの検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｇ
では、変流器１６の鉄心１６Ｃ９１６Ｃに線路の電流に
よって磁界か生じ、巻線１６ｄには線路電流に比例した
二次電流が誘起され、この二次電流が巻線１６ｄに接続
した抵抗体１８によって電圧に変換され、該抵抗体に並
列に接続した第１の光センサ２０の電気光学素子２２に
は電極３０．３１を介して電圧が印加される。また、検
電部５Ａ、５８．５Ｇに設けた集電電極１９では、各相
の電線４Ａ、４Ｂ、４Ｃに絶縁間隔を介して配設した第
１電極１９ａに相互間の静電容量によって二次電圧が誘
起され、さらに、該第１電極１９ａに対向して配置した
第２電極１９ｃにも相互間の静電容量によって第１電極
１９ａの誘起電圧に応じた二次電圧が誘起されて第１電
極１９ａと第２電ｆｆ１１９ｃとに電位差が生じ、リー
ド線１９ｂ、１９ｄで接続された第２の光センサ２０′
の電極３０．３１を介して電気光学素子２２に電圧が印
加される。−力測定用電源７ａにより測定部７の電流測
定用発光部４８Ａ、４８８．４８０から光ファイバケー
ブル６Ａ、６Ｂ、６Ｇを介して光パワを発信すると、光
パワは碍子３Ａ、３Ｂ。

３Ｃの下端部に設けた光コネクタ１１と碍子本体８の透
光体９を通り第１の光センサ２０に進入する。

また、測定部７の電圧測定用発光部４９Ａ、４９Ｂ、４
９Ｃから発信された光パワは第２の光センサ２０′に進
入する。前記の光パワは、第１あるいは第２の光センサ
２ｏ−を通過する間にそれぞれ電気光学素子２２のポッ
ケルス効果により、印加された電圧すなわち、電線路各
相の電流あるいは電圧に比例した誘起電圧に応じた位相
変調を受は偏光板２６および１／４波長板２３により強
度変調されて光の強弱信号になり、反射鏡２４で反転し
て透光体９、光コネクタ１１より光ファイバケーブル６
Ａ、６Ｂ、６Ｇを通って各相毎に電流測定用受光部４１
Ａ、４１Ｂ、４１Ｃあるいは電圧測定用受光部４，２Ａ
、４２Ｂ、４２Ｃへ進入し、該電流測定用受光部４１Ａ
、４１８，４１０、電圧測定用受光部４２Ａ、４２８．
４２Ｃで光の強弱信号から電気の強弱信号に変換され、
この信号が電気回路によってそれぞれ電流信号合成回路
４３あるいは電圧信号合成回路４４へ接続されて、三相
を一括に加算合成されて地絡継゛電器４５へ接続され、
地絡継電器４５では、これら２種類の電気信号がいずれ
も所定値を上回り、かつ電線路の交流電圧の正弦波形の
位相に対して所定範囲内で一致した場合に作動して、信
号表示器４６へ出力する。この信号処理は三相電線路に
おける零相電流および零相電圧を検出、測定して地絡事
故を発見し、信号表示器によって線路事故を報知するも
のであって、正常時にあっては、各相の電流あるいは電
圧の位相和は零値であり、従って地絡継電器は作動しな
い。

また、この実施例では、電流測定用受光部４１Ａ、４１
８．４ｊＣと電流信号合成回路４３との間の各相別の分
岐回路に短絡継電器４７を接続し、該短絡継電器４７を
前記信号表示器４６に接続しているので、三相電線路の
各相を個別に検電していずれかの相で定常電流値以上の
電流が流れた場合に短絡継電器４７が作動して短絡事故
信号を信号表示器４６へ出力する。本発明では前記のよ
うに検電部５Ａ、５Ｂ、５Ｇに電流測定用として第′１
の光センサ２０とともに該光センサ２０と並列に接続し
た抵抗体１８を設け、また電圧測定用として第２の光セ
ンサ２０′とともに第１１極１９ａと第２電極１９ｂと
をもってなる集電電極１９を該光センサ２０−に接続し
て設けているので、抵抗体１８の抵抗値を調節すること
によって第１の光センサ２０に印加される二次電圧を調
整でき、集電電極１９は第１電極１９ａあるいは第２電
極１９ｃにより、絶縁間隔を調節することによって第２
の光センサ２０−に印加される二次電圧を調節できるの
で、光センサ２０，２０＝は測定する電流や電圧レベル
に制約されることなく、一種類のものを汎用できる。

前記第１の実施例では碍子３Ａ、３８．３Ｃにそれぞれ
変流器１６、抵抗体１８及び光センサ２０をもって構成
した電流検出用と、第１電極１９ａと第２電極１９ｃと
をもってなる集電電極１９および光センサ２０．２０′
とをもって構成した電圧検出用との２組の測定手段を検
電部５Ａ、５Ｂ、５Ｃとして設けているが、第７図、第
８図および第９図に示すように第２実施例では碍子３Ａ
′。

３Ｂ＝、３Ｃ−は１組の透光体９を備えた碍子本体８′
の上端部に変流器１６′、抵抗体１８および光センサ２
０とを設けた電流測定用の検電部５Ａ”、５８′、５Ｃ
−を備えたものであり、透光体９、光コネクタ１１を介
して光ファイバケーブル６Ａ−，６Ｂ−，６Ｃ′によっ
て前記の電流測定用受光部４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｇへ導
入して前記電流信号合成回路４３へ接続する検電装置で
あり、さらに第１０図、第１１図および第１２図に示す
ように第３実施例では、碍子３　Ａ”　、　３　Ｂ’口
３Ｃ″は碍子本体８−に第１電極１９８′と第２電ｆｆ
１１９Ｇ−とをもってなる集電電極１９′および光セン
サ２０とを設けた電圧検出用の検電部５Ａ　　、　５Ｂ
”　、　５０″と絶縁性の電線押圧具３５とを備えたも
のであり、透光体９、光コネクタ１１を介して碍子３Ａ
”　、３Ｂ”　、３Ｃ″より光ファイバケーブル６Ａ”
　、６Ｂ”　、６０″によって前記の電圧測定用受光部
４２Ａ、４２８．４２Ｃへ導入して前記電圧信号合成回
路４４へ接続する検電装置であって、この２例では信号
合成回路４３．４４を継電器、信号表示器等へ接続する
ことによって、その用途に供することができ、また電流
用、電圧用の検電部を碍子３／１．３８′、３０′と、
３Ａ”　、　３８″、　３　Ｇ”とにわけて適宜に電線
路上に分散配置することができ、碍子も小型化できる。

本発明では、碍子の電線把持個所に電流用および電圧用
の検電部を一体的に設けているので、検電装置の設置ス
ペースを取ることがなく、また、線路の上方が検電個所
において直ちに光信号に転換されるので、誘導や絶縁劣
化などの要因を排除できる。

発明の効果以上詳述したように、本発明は電線路に簡単に配置でき
、誘導の影響を受けたり、絶縁劣化を招くことがないの
で、安全性や高精度の測定を維持できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検電装置の取付状態を示す斜視図、第
２図は同じく本発明の検電装置の他の取付状態を示す斜
視図、第３図は第１実施例における碍子の縦断面図、第
４図は第３図に矢印Ａ−Ａで示す要部断面図、第５図は
同じく要部の断面図、第６図は第１実施例の原理を示す
回路図、第７図は第２実施例における碍子の縦断面図、
第８図は第７図に矢印Ａ−Ａで示す要部断面図、第９図
は第２実施例の原理を示す回路図、第１０図は第３実施
例における碍子の縦断面図、第１１図は第１０図に矢印
Ａ−Ａで示す要部断面図、第１２図は第３実施例の原理
を示す回路図である。３Ａ　（３Ａ′、３Ａ”　）、３Ｂ　＜３ｂ　′、３８
″）、３Ｃ（３Ｃ＝、３Ｃ″）・・・碍子、４Ａ、４Ｂ
。４Ｃ・・・電線、５Ａ　（５Ａ′、５Ａ”　）、５Ｂ　
（５Ｂ＝、５Ｂ”）、５Ｃ（５Ｃ＝、５Ｃ″）・・・検
電部、６Ａ　（６／Ｍ、６Ａ”　）、６Ｂ　（６Ｂ−，
６Ｂ”　）、６Ｃ（６０′、６Ｃ”　）・・・光ファイ
バケーブル、７・・・測定部、８．８−・・・碍子本体
、９・・・透光体、１６・・・変流器、１８・・・抵抗
体、１９・・・集電′電極、１９ａ・・・第１電極、１
９ｃ・・・第２電極、２０・・・第１の光センサ、２０
−・・・第２の光センサ、２２・・・電気光学素子、４
０Ａ、４０８．４００・・・光伝送路、４１△、４１Ｂ
、４１Ｇ・・・電流測定用受光部、４２Ａ、４２８．４
２Ｇ・・・電圧測定用受光部、４３・・・電流信号合成
回路、４４・・・電圧信号合成回路、４５・・・地絡継
電器、４６・・・信号表示器、４７・・・短絡継電器、
４８Ａ、４８８，４８０・・・電流測定用発光部、４９
Ａ、４９８，４９０・・・電圧測定用発光部。特許出願人　　　　　中部電力　株式会社日本碍子　株
式会社株式会社　高松電気製作所代　理　人　　　　　弁理士　　恩１）ｌｌ賞図面その
２第２図図面その８白グｄ手続τ市正：円：昭和６２年　６月　１日

Claims

【特許請求の範囲】１、三相電線路の各相に、光パワを変調する光センサを
備えた検電部をそれぞれ設け、該検電部を一方端の光パ
ワを供給する発光部と他方端の変調された光パワを電気
信号に変換する受光部とを備えた光伝送路に接続すると
ともに、前記受光部は信号合成回路と所定の合成信号を
選択的に出力する継電器とを介して信号表示器に接続し
たことを特徴する検電装置。２、検電部は電線路に配した碍子の電線把持個所に設け
られた特許請求の範囲第１項に記載の検電装置。３、光伝送路は碍子を軸方向に貫通して設けられた透光
体と該透光体に接続された光ファイバケーブルよりなる
特許請求の範囲第１項または第２項に記載の検電装置。４、透光体は光ファイバ、石英あるいは透光性セラミッ
クスよりなる特許請求の範囲第３項に記載の検電装置。５、検電部は第１の光センサに接続されて電線に取着し
た変流器と、第１の光センサに並列に接続された抵抗体
と、第２の光センサに接続されて電線に対向して配置さ
れた集電電極とを備えたものである特許請求の範囲第１
項または第２項に記載の検電装置。６、検電部は光センサと該光センサに接続されて電線に
取着した変流器と、前記光センサに並列に接続された抵
抗体とを絶縁物をもって一体に包蔵したものである特許
請求の範囲第１項または第２項に記載の検電装置。７、検電部は光センサと該光センサに接続されて電線に
対向して配置された集電電極とを絶縁物をもって一体に
包蔵したものである特許請求の範囲第１項または第２項
記載の検電装置。８、光センサはポッケルス素子を備えたものである特許
請求の範囲第１項、第５項、第６項または第７項に記載
の検電装置。