JP2001004672A

JP2001004672A - 可搬型光電流計

Info

Publication number: JP2001004672A
Application number: JP11180644A
Authority: JP
Inventors: Onori Ishikawa; 大典石河; Koji Kasai; 孝二笠井; Toshishige Tono; 利榮東野; Ryuichi Imura; 隆一居村; Tatsuo Tsukamoto; 達雄塚本; Osamu Tsurumi; 治鶴見
Original assignee: HOKURIKU KEIKI KOGYO KK; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: HOKURIKU KEIKI KOGYO KK; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高電圧配電線の電流を簡単かつ安全に測定す
る。【解決手段】配電線への引っかけ部を有する第１のケ
ースと、引っかけ部に下方から嵌め込まれる第２のケー
スを有し、ねじ棒を回転させることにより第２のケース
を第１のケースに向けて移動させる。第２のケースに磁
気光学磁界センサを設け、光ファイバにより、磁気光学
磁界センサから演算回路部に信号の伝達を行なってい
る。取付取外しの簡略化と安全性を考慮し長い絶縁操作
棒を使用して作業を行う構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電線に流れる電流を光
の強度変化により測定する光電流計に関し、特に電力用
の高圧配電線の電流を測定する光電流計に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力用の配電線は、電力の供給のために
変電所から広い地域に枝状に張りめぐらされており、そ
の仕様は３相６６００Ｖの高電圧となっている。各家庭
へは、この配電線の電圧を変圧器で降圧して供給され
る。変電所から導出された配電線は、その先に接続され
る需要家の負荷の大きさに応じてその太さを変え、所望
の電力需要に対応できるように管理されている。都市化
と生活の高度化で電力需要は増加し、配電線の電流測定
など日々の管理は益々重要となっている。従来、配電線
の電流測定では、鉄芯に細い電線を巻き付け、その鉄芯
の貫通孔に配電線を通す装置を用いる。前記細い電線の
両端から得られる２次電流を測定し１次側である配電線
の電流を検出していた。これは、電気式電流計といわれ
るものである。しかしこの電気式電流計の構成では、検
出部が高電圧部分に近接しているので、１次側である配
電線に雷などの作用により瞬間的な高電圧が印加された
場合、検出部で観測する作業者に危険が及ぶ可能性があ
った。

【０００３】そのため電気式電流計では、検出部の絶縁
性を高めるため、厚い樹脂層で電流検出部を覆うなどの
対策を実施してきた。しかし、このような対策では、危
険性が多少減る程度でまったく除かれるわけではない。
またこの対策により電流検出部が非常に重くなり保守点
検をする作業者、及び電流検出部が設置される配電線に
とっても望ましいものではなかった。

【０００４】図７は従来から使用されている電気式電流
計（光式に対して光ファイバーを用いないものを電気式
と呼ぶ）の斜視図であり、商品名が「屋外用高圧フック
ＣＴ」という竹本電機計器株式会社より販売されている
装置である。電流測定範囲は０〜１０００Ａ、最高使用
回路電圧は６９００Ｖであり、重量は約３．５ｋｇとな
っている。図７は、配電線１０１に電気式電流計が設置
された状態を示す斜視図である。電気式電流計は、高圧
フック部１０２と、高圧フック部１０２から導出された
電線１０３を有し、電線１０３の端部のコネクタにより
回路表示部１０４に接続される。高圧フック部１０２
は、配電線１０１に引っかける円弧状のコア１０５、コ
ア１０５を保持する絶縁樹脂部１０６、高圧フック部１
０２を持つための取っ手部１０７より構成されている。
コア１０５には、開閉可能な電線挿入部１０８が設けら
れている。取っ手部１０７の上端と配電線１０１に引っ
かけるコア１０５との間の距離は約２０ｃｍとなってい
る。

【０００５】高電圧配電線の電流を測定する他の方法と
して、光ファイバーと光センサを利用した方法が実用化
されつつある。近年の光学素子技術、光応用計測技術、
光通信技術の進歩に伴い、光センサ装置や小型化された
光通信用光部品が実用化されつつある。たとえば光セン
サ装置は、高い絶縁性や雷等による電磁誘導ノイズに強
い等の特性を生かして電力分野への応用が着実に進んで
いる。光電流センサ装置に関する従来技術の例がＮａｔ
ｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔＶｏ
ｌ．３８Ｎｏ．２ｐ１２７（１９９２）に示されて
いる。光を利用した電流計では、電流が流れている電線
の周囲に発生する磁力線を磁気光学結晶を用いた磁界セ
ンサにより検知し、電流に換算する方法を用いている。

【０００６】図８は従来の光による電流測定用センサ装
置の構成の斜視図である。本装置は、分離可能な上部ケ
ース２０２と下部ケース２０３で構成され、上部のケー
ス２０２の中央部のコア内蔵部２０４にコアが収納され
ている。下部ケース２０３には光センサモジュール（図
示せず）が収納されている。上部ケース２０２と下部ケ
ース２０３は４本の固定ねじ２０５で結合されている。
本装置を配電線２０１に取り付けるときは、配電線２０
１に作業車で近づき作業者が直接工具を用いて固定ねじ
２０５をゆるめて設置する。一度設置すると、１〜１５
年程度の長期間取り外さない。すなわちこの装置は短期
間で取り外したりはせず、配電線に取り付けたまま、事
故などの発生を長期間にわたって常時監視する目的に用
いる。下部ケース２０３の下部から光ファイバケーブル
２０６が導出される。光ファイバケーブルは、光入力及
び出力用の２本の光ファイバ心線２０７を有する構成と
なっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】電気式電流計では、高
電圧が印加されている配電線１０１に高圧フック部１０
２を引っかける際、作業者の手と配電線１０１の間隔は
約２０ｃｍとなる。また高圧配電線１０１と作業者の身
体の間隔は７０〜８０ｃｍとなり、作業者の頭部と高圧
配電線１０１の間は４０〜５０ｃｍしか距離が保てな
い。このような状況での作業は安全作業とは言えず、危
険作業の範囲に入る。高圧フック部１０２においては、
配電線１０１に使用される太さの異なる電線に対応する
ため、電線挿入部１０８を大きく形成しており、コア１
０５にも大きな隙間を設けた構成となっている。このた
め高圧フック部１０２は配電線１０１に沿って動いてし
まうことがある。このような理由からこの電気式電流計
は短時間の電流測定にのみ使用され、電気式電流計を配
電線１０１に設置したまま作業者がその場を離れるよう
なことはしていなかった。

【０００８】また電気式電流計では、回路表示部１０４
は電線１０３で高圧フック部１０２に接続されている。
従って測定する作業者の手元まで高電圧が印加され、作
業者に危険が及ぶことが予想される。例えば高圧フック
部１０２に絶縁劣化が生じたり、配電線１０１に雷など
による高電圧が印加された場合、絶縁破壊が生じ測定作
業者を高圧感電の危険にさらすおそれがある。図７およ
び図８で示す構成の光による電流測定用センサ装置にお
いても、検出部を配電線２０１に設置するときは高所作
業車を利用して、高圧配電線の極く近傍まで接近する必
要がある。

【０００９】上記の各従来例の問題点をまとめると以下
のようになる。電気式電流計では、配電線に電流計を設
置する場合、作業者の手を高電圧配電線に近づける必要
があるが、高電圧が印加された状態では距離が短かいの
で非常に危険な状況である。そのため設置時は通電を止
め、設置してから通電前に作業者は電流検出部から手を
離し、配電線から安全な距離のところまで離れることが
必要であった。しかし、検出部本体の重量を支えきれな
い細い配電線への設置においては、配電線に設置した後
も作業者が支える必要があった。さらに電流検出信号を
電線により回路部まで導くので、雷などにより発生する
瞬間的な高電圧の危険が作業者及び回路部にまでおよぶ
ことがある。このような理由により、高圧環境下で配電
線から離れたところで安全に電流測定ができる測定器が
望まれている。

【００１０】一方、光による電流測定装置でも、配電線
に設置する場合には、電気式と同様に配電線の極く近傍
まで接近し、装置を電線に固定して光ファイバを導出す
る必要があった。この電流測定装置は、配電線管理の自
動化の一環として配電線に設置され、１〜１５年の長期
間配電線の事故情報などの検知を主眼としている。従っ
て負荷の監視においても、本装置を設置した特定の配電
線のみを測定する。負荷の変化,配電線の高調波発生な
どを把握するための配電線の情報収集は、あらゆる電気
設備において必要である。そこで簡単かつ安全に設置で
き、短期間たとえば１週間〜１ヶ月程度設置してその間
情報を収集しつづけるような電流計が望まれていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の可搬型光電流計
は、電線を導入するための円弧状に、形成した端部に磁
気コアを内蔵した絶縁体の第１のケース、前記第１のケ
ースの円弧状の端部に離接可能に形成され、前記円弧状
の端部に接したとき前記磁気コアとともに磁気回路を形
成する他の磁気コアを内蔵する絶縁体の第２のケース、
前記磁気回路中に設けられた磁気光学磁界センサ、前記
磁気光学磁界センサに光を導入し、磁気光学磁界センサ
を通過した光を導出する光ファイバケーブル、前記第２
のケースを、前記第１のケースの円弧状の端部に離接す
るための、前記第１のケースに設けられためねじと、前
記めねじに係合し、前記第２のケースを貫通するととも
に、第２のケースにばねを介して結合されたおねじ、前
記おねじの一端に回転可能に設けられ、前記おねじの回
転により、前記第１のケースの円弧状の端部内に移動し
て前記端部内に挿入された電線を押さえる配電線押さえ
台、前記おねじの他端に設けられた絶縁操作棒挿入金
具、及び前記絶縁操作棒挿入金具に挿入して前記おねじ
を回転させるための取り付け取り外し可能な所定長の絶
縁操作棒を備える。

【００１２】本発明の可搬型光電流計では、絶縁操作棒
の長さを被測定電圧に対して安全な寸法に選定すること
により、作業者は高圧配電線から離れた位置で、光電流
計の取り付け取り外しを行うことができ、作業者の安全
が確保される。取り付け時には絶縁操作棒を回すことに
よりおねじが回転し、配電線押さえ台が第１のケースの
円弧状の端部内に入り込む。その結果、配電線は円弧状
端部と配電線押さえ台に挟まれて固定される。従って光
電流計は配電線の所定箇所に固定される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施例を
添付の図１から図６を参照して説明する。《実施例》図１は本発明の実施例の可搬型光電流計の斜
視図である。図において、この可搬型光電流計は、可搬
型電流検出部１１と回路部１２から構成されている。可
搬型電流検出部１１は、円弧状の端部に馬蹄形コア２９
を内蔵した樹脂等の絶縁物製の第１のケース１３と、磁
気光学磁界センサ３１を内蔵した同絶縁物製の第２のケ
ース１４とを有している。磁気光学磁界センサ３１は、
磁界により光の偏光面が変化する磁気光学素子を用いた
センサである。偏光面の変化から電線の周囲の磁界の強
さを計測して電流の大きさを知ることができる。第１の
ケース１３の下端には、第２のケース１４を第１のケー
ス１３に沿って移動させるための機構であるめねじ１５
が設けられている。第２のケース１４にはおねじ１６が
貫通する孔１４Ａが設けられている。そのおねじ１６は
めねじ１５に係合している。おねじ１６の上端には配電
線押さえゴム２０を保持する配電線押さえ台２８が設け
られている。おねじ１６は、配電線押さえ台２８に回転
可能に保持されている。おねじ１６を回転させると、配
電線押さえ台２８は回転せずにその直線状の側面が第１
のケース１３の内壁面を摺動しつつ上下に移動する。お
ねじ１６の下端には絶縁操作棒挿入金具１７が設けられ
ている。絶縁操作棒挿入金具１７には絶縁操作棒２３を
着脱することができる。絶縁操作棒２３の長さは０．６
ｍ以上であり、望ましくは１ないし１．５ｍである。絶
縁操作棒挿入金具１７の上部には、ばねガイド７が設け
られている。ばねガイド７は、おねじ１６が挿入される
圧縮コイルばね８の下端部を受ける。圧縮コイルばね８
の上端部は、おねじ１６が挿入される孔９Ａを有する押
上げ板９の下面に接している。押上げ板９と第２のケー
ス１４とは２本の押上げピン１０により連結されてい
る。第２のケース１４の下端から、一端が第２のケース
１４内の磁気光学磁界センサ３１に接続された光ファイ
バケーブル１８が導出され別置きの回路部１２に接続さ
れている。

【００１４】第１のケース１３の円弧状部の内側には配
電線押さえゴム１９が設けられている。配電線押さえ台
２８には配電線押さえゴム２０が設けられている。配電
線押さえゴム１９,２０にはそれぞれ配電線溝２１が形
成されている。第１のケース１３に沿って第２のケース
１４を移動させるとき、第２のケース１４のぐらつきを
防止するため、第１のケース１３には上下スライドガイ
ド２２が設けられている。第１のケース１３に、第２の
ケース１４を移動可能に支持するガイド溝（図示省略）
を設け、第２のケース１４が、第１のケース１３に対し
て平行移動する構成にしてもよい。

【００１５】この可搬型光電流計を配電線２６に取り付
けるときは、絶縁操作棒挿入金具１７に絶縁操作棒２３
を取り付け、絶縁操作棒２３を持って第１のケース１３
の円弧部１３Ａを配電線２６に引っ掛ける。次に絶縁操
作棒２３を、おねじ１６が上昇する方向に回転させると
配電線押さえ台２８も上昇する。第２のケース１４は押
上げばね８に押されて上昇する。第２のケース１４の内
蔵コア部２４が、第１のケース１３の馬蹄形コア２９の
端部２５に接すると、第２のケース１４の上昇は止ま
る。この状態を図２に示す。さらに絶縁操作棒２３を回
し続けると配電線押さえ台２８のみが上昇する。おねじ
１６の上昇により、押上げばね８は圧縮されるので、第
２のケース１４のコア部２４は第１ケースの端部２５に
強く押し付けられる。これにより、馬蹄形コア２９の端
部２５と内蔵コア部２４は密着する。

【００１６】図３は、第１のケース１３の円弧部１３Ａ
と配電線押さえ台２８が配電線２６を挟んで停止した状
態を配電線２６の長手方向から見た側面図である。図に
おいて、第１のケース１３に設けられた馬蹄形コア２９
と第２のケース１４に設けられた補助コア３０が磁気回
路を形成し、この磁気回路中に磁気光学磁界センサ３１
が配置されている。配電線２６は、配電線押さえゴム１
９及び２０によって挟まれている。配電線２６の太さが
変っても、配電線押さえ用ゴム台２８が上下機構ねじ１
６により押し上げられ、第２のケース１４から分離して
上昇するので配電線２６を確実に挟むことができる。第
１のケース１３に設けられている馬蹄形コア２９の端部
２５は、第２のケース１４に設けられている内蔵コア部
２４の端部に対向する。配電線２６に流れる電流によっ
て生じる磁力線（図示せず）は馬蹄形コア２９とコア部
２４及び、コア部２４の間に設置された磁気光学磁界セ
ンサ３１を通る。配電線押さえ台２８は第２のケース１
４に固定されていないので第２のケース１４のコア部２
４は常に第１のケース１３の馬蹄形コア端部２５に当接
した状態を保つ。すなわち配電線２６が馬蹄形コア２９
の内側のどの位置にあっても馬蹄形コア２９とコア部２
４の位置関係は変化しない。

【００１７】図４は、第２のケース１４に設ける補助コ
ア３０Ａの位置と寸法を変更した例を示す側面図であ
る。この例においては、第２のケース１４が第１のケー
ス１３に当接したとき、補助コア３０Ａが馬蹄形コア２
９の内側に入り込むように構成されている。図４は第２
のケース１４を第１のケース１３に接触させたとき、第
２のケース１４内の補助コア３０Ａが馬蹄形コア２９の
内側３２に位置した状態を示している。この例では磁気
光学磁界センサ３１と配電線２６との距離が図３の場合
より短いので、配電線２６の近傍にある他の配電線（図
示省略）の磁力線による影響を軽減することができる。
第１のケース１３の馬蹄形コア２９の端部２５には第２
のケース１４の凸部３３が突き当って止まる構成は図３
と同様である。この構成にする理由は、電流を測定しよ
うとする配電線２６の磁界が他の配電線の磁界の影響を
出来るだけ受けないようにすることである。

【００１８】図５は、図３に示す状態における馬蹄形コ
ア２９とコア部２４の位置関係を、コアのみを取り出し
て示した斜視図である。図５においては、馬蹄形コア２
９の馬蹄形コア端部２５にコア部２４が接するように各
々のケース内で位置決めされる。

【００１９】図６は、図４に示す状態における馬蹄形コ
ア２９と補助コア３０Ａの位置関係を、コアのみ取り出
して示した斜視図である。馬蹄形コア２９の内側に補助
コア３０Ａが入り込んで第１のケース１３内で位置決め
される。

【００２０】本実施例では電流計を可搬型として説明を
したが、配電線に常時固定して電圧を測定する固定型の
電流計として使用することが可能である。回路部１２
は、電柱の中程に固定して光ファイバケーブル１８を回
路部１２に接続するのが望ましい。絶縁操作棒２３は、
ガラスエポキシ系の棒かあるいは木製の棒でもよく、絶
縁操作棒２３の頭部が絶縁操作棒挿入金具１７に取り付
け可能な構造であればよい。さらに絶縁操作棒挿入金具
１７にトルク管理部材を設け、配電線押さえゴム１９、
２０による配電線２９の締付け力を常に一定とするよう
な構成にしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】前記実施例の詳細な説明から明らかなよ
うに、本発明により以下に示すような効果を得ることが
できる。（ａ）長い絶縁操作棒の先端に可搬型光電流検出部を設
けているので高所の配電線に容易に取り付け取り外すこ
とができる。絶縁操作棒を長くしたことにより、配電線
から所定の距離を保った状態で電流測定ができるので安
全性が高い。（ｂ）第１のケースと第２のケースで配電線を締付けて
固定するため、光電流計は配電線の所定位置に確実に固
定され、数ヶ月以上の長期間連続して設置することがで
きる。その間連続的に電流測定をすることが可能であ
る。また、電流検出部と回路部が周囲の設備から独立し
ているので移設が簡単にできる。（ｃ）長い絶縁操作棒を備えることにより、高所作業車
のバスケットの位置をより低い位置にすることができ、
安全性が高くなる。また配電線への取り付け、取り外し
が簡単なため、１台の可搬型電流計で３相の配電線の３
本の電線の電流を敏速に測定できる。（ｄ）配電線の電線径が異なる場合でも、確実に固定す
ることができ種々の線径に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の可搬型光電流計の斜視図

【図２】本発明の実施例の可搬型光電流計において、第
２のケースを上昇させた状態を示す斜視図

【図３】本発明の実施例の可搬型光電流計において、第
１のケースと配電線押さえ台により配電線を挟んだ状態
を示す側面図

【図４】本発明の実施例の可搬型光電流計において、第
２のケース内コアの位置を変えた例を示す側面図

【図５】本発明の実施例の図３に示す例の、馬蹄型コア
と補助コアの位置関係を示す斜視図

【図６】本発明の実施例の図４に示す例の、馬蹄型コア
と補助コアの位置関係を示す斜視図

【図７】従来の電気式電流計の斜視図

【図８】従来の光による電流測定用センサ装置の斜視図

【符号の説明】

７ばねガイド８押上げばね９押上げ板９Ａ孔１０押上げピン１１可搬型電流検出部１２回路部１３第１のケース１３Ａ円弧部１４第２のケース１４Ａ孔１５めねじ１６おねじ１７絶縁操作棒挿入金具１８光ファイバケーブル１９配電線押さえゴム２０配電線押さえゴム２１配電線設置溝２２スライドガイド２３絶縁操作棒２４第２のケースの内蔵コア部２５馬蹄形コア内蔵端部２６配電線２７配電線の挿入方向を示す矢印２８配電線押さえ台２９馬蹄形コア３０補助コア３１磁気光学磁界センサ３２内側３３凸部１０１配電線１０２高圧フック部１０３電線１０４回路表示部１０５コア１０６絶縁樹脂部１０７取っ手部２０１配電線２０２上部ケース２０３下部ケース２０４コア内蔵部２０５上下固定ねじ部２０６光ファイバケーブル２０７光ファイバ心線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠井孝二大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者東野利榮石川県石川郡野々市町高橋町18番１号北陸計器工業株式会社内 (72)発明者居村隆一石川県石川郡野々市町高橋町18番１号北陸計器工業株式会社内 (72)発明者塚本達雄石川県石川郡野々市町高橋町18番１号北陸計器工業株式会社内 (72)発明者鶴見治石川県石川郡野々市町高橋町18番１号北陸計器工業株式会社内Ｆターム(参考） 2G025 AA03 AA17 AB10 AC06 2G035 AA12 AB08 AD19 AD35 AD37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定電線を挿入するための円弧状に形
成し端部に第１の磁気コアを内蔵した、絶縁体の第１の
ケース、前記第１のケースの円弧状の端部に離接可能に形成さ
れ、前記円弧状の端部に接したとき前記磁気コアと磁気
的に結合して磁気回路を形成する第２の磁気コアを内蔵
する絶縁体の第２のケース、前記磁気回路中に設けられた磁気光学磁界センサ、前記磁気光学磁界センサに光を導入し、磁気光学磁界セ
ンサを通過した光を導出する光ファイバケーブル、前記第２のケースを、前記第１のケースの円弧状の端部
に離接するための、前記第１のケースに設けられためね
じと、前記めねじに係合し、前記第２のケースの孔を貫
通するとともに、第２のケースにばねを介して結合され
たおねじ、前記おねじの一端に回転可能に設けられ、前記おねじの
回転により、前記第１のケースの円弧状の端部内に移動
して前記端部内に挿入された電線を押さえる配電線押さ
え台、前記おねじの他端に設けられた絶縁操作棒挿入金具、及
び前記絶縁操作棒挿入金具に挿入して前記おねじを回転
させるための取り付け取り外し可能な所定長の絶縁操作
棒を備えた可搬型光電流計。
【請求項２】前記第１のケースの円弧状の端部の内
面、及び前記配電線押さえ台の上面に、それぞれ溝付の
配電線押さえゴムを設けたことを特徴とする請求項１記
載の可搬型光電流計。
【請求項３】前記第２のケースが前記第１ケースに接
するとき、前記第２のケースが所定の範囲内で移動して
前記第２のケースの第２の磁気コアが前記第１のケース
の第１の磁気コアへの密着を可能にするように、前記第
２のケースの前記おねじの貫通孔は前記おねじの外径よ
り大きくなされていることを特徴とする請求項１記載の
可搬型光電流計。
【請求項４】前記第２のケースの第２の磁気コアは、
前記第１のケースの円弧状部内の第１のコアの下部の外
側の幅に実質的に等しい寸法になされていることを特徴
とする請求項１記載の可搬型光電流計。
【請求項５】前記第２のケースの磁気コアは、前記第
１のケースの円弧状部の内側に挿入されるように形成さ
れた請求項１記載の可搬型光電流計。
【請求項６】前記絶縁操作棒の長さは０．６ｍ以上で
あることを特徴とする請求項１記載の可搬型光電流計。