JP3184199B2 - 配電線モニタリング装置 - Google Patents

配電線モニタリング装置

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JP3184199B2
JP3184199B2 JP05525490A JP5525490A JP3184199B2 JP 3184199 B2 JP3184199 B2 JP 3184199B2 JP 05525490 A JP05525490 A JP 05525490A JP 5525490 A JP5525490 A JP 5525490A JP 3184199 B2 JP3184199 B2 JP 3184199B2
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英伸 浜田
和郎 戸田
寿美 西山
章弘 三浦
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は配電線モニタリング装置に関し、この装置は
比較的電圧の高い配電線あるいは送電線の運転状況を監
視するために設置されるものである。
従来の技術 現代社会では、瞬時の停電も許されない状況下にあり
常時、送電あるいは配電の状況を把握し、事故の発生の
予知あるいは未然に事故の防止を図る必要がある。
このような要求に対応して、従来、架空配電線路に用
いる配電線モニタリング装置は、電柱上に設置された継
電開閉器に内蔵された零相変流器(以後ZCTと称す)と
称するリング状のコアの中央貫通孔に三相配電線をまと
めて挿入し、各相の電流のアンバランスが生じた場合に
生じるZCTからの信号出力を検知していた。しかしこの
方法では、高電圧が印加されている電線路を継電開閉器
内のZCT部分にまとめるため、絶縁が非常に困難となっ
てくる。また常時ZCT内では高電圧が近接しており、長
時間の信頼性に対して耐えられない。そして、従来事故
の発生はこの部分が多く、未然の防止には定期に継電開
閉器内の配電線の交換などを必要としていた。また、ZC
Tの他に電圧のアンバランスを検出するために零相電圧
器(ZPD)を並用し零相変成器として使用する場合もあ
った。
第6図に、電柱上の継電開閉器の設置状況を示す。電
柱1上に三相配電線2が設置されている。配電線2は、
電流1上の一定区間毎に設けられた張碍子3により電柱
上の腕金4に固定され引張られている。
第6図では配電線2を切断しウィンチ(図示せず)な
どにより配電線2を引張り、たるみのない配電線路と
し、次への接続間に継電開閉器5などの装置を設置して
いる。第6図においては、配電線間に継電開閉器5を設
置し、矢印6の三相電線路2は長碍子3を経て継電開閉
器5を介して矢印7の三相配電線2につなが。第6図に
示した継電開閉器5の内部には前記のZCT及び配電線路
遮断スイッチ(両者とも図示せず)が内蔵されており、
配電線途中での異常をZCTが検知し、スイッチを切るも
のである。
発明が解決しようとする課題 第6図に示したように、三本の配電線2は継電開閉器
5の部で集中する。継電開閉器5の内部では三本の配電
線はさらに近接してZCTの内側に集まることになる。こ
のため三本の配電線の相電圧が非常に狭い場所に印加さ
れることになり、長時間の使用による劣化や継電開閉器
5の気密状態によっては絶縁が保持できなくなり、線間
の短絡あるいは配電線とZCTの短絡などに進行し停電事
故の原因となることがあった。
さらに得られる情報も、配電線を操作作業することな
く、設置したままで配電線に流れる電流及び電圧を同時
に常時監視で、長時間の設置によっても誤差が生じず、
さらに三相の場合、配電線の設置ばらつきの少ないもの
でなくてはならない。
また、このモニタリング装置は配電線に設置されるた
め気候の変化の影響を直接受ける。その主なものは雨に
よる水ぬれ、積雪などである。3本の配電線に設置した
モニタリング装置の特定ばらつきを小さくすること必要
であるが、日々変化する気候の影響も無視できる程度の
小さいものとすることが要求される。
本発明は、このような課題を克服した単層配線はもち
ろんのこと、三相配電線が各々一定間隔で設置された状
態でモニタリング装置を設置し配電線の情報を得ようと
するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、配電線をはさみつけて固定するケースの下
側配電線設置用凹部内に設けられた導体と接続されて下
側ケース上面部まで導体を延長し前記配電線と大地間の
浮遊容量を2つの導体でコンデンサ分圧する分圧器を内
蔵させ、前記コンデンサ分圧器の外側導体を前記下側ケ
ースに設置した導体に接続し、光方式の電圧センサを前
記コンデンサ分圧器と前記ケースに設置した導体の間に
収納したものである。
作用 本発明は、大気中の湿度すなわち降雨あるいは降雪な
どによる配電線モニタリング装置の濡れまた霧などによ
る大気中の容量変化さらには激しい雨や長時間設置時で
の水の浸入または配電線モニタリング装置上への積雪に
よる特性変化を抑制し安定した装置を構成するものであ
る。
実施例 以下本発明の詳細について説明する。まず、光方式電
流センサおよび電圧センサの概要を簡単に述べる。まず
光方式電流センサは、ファラデー効果を利用したもので
電線路に電流が流れた時周辺に発生する磁界を磁気光学
素子により検知するものである。
次に光方式電圧センサは、ポーケルス効果を利用した
ものでポーケルス素子中を光が通過する際結晶の複屈折
が電界に対して変化する量を感じ、電界を検知するもの
である。このような電流センサおよび電圧センサを配電
線に設置する概略図を第3図に示す。
具体的説明すると配電線2に電流センサ用のギャップ
31を有した馬蹄型をしたコア32を設置しそのギャップ31
の部分に光方式の電流センサ108を配置する。光方式電
圧センサ109では浮遊容量を分圧するためのコンデンサ
分圧器110が設置され、分圧器の2枚の電極板を光方式
電圧センサ109の端子(図示せず)に接続する。光方式
電流・電圧センサには入射および出社のための光ファイ
バが接続され途中より1本の光ファイバケーブル113と
なり端部の防水コネクタ37に導かれる。
電流センサは磁界を検知し電流換算するため気候条件
において温度変化の影響はうけるが湿度の影響はうけな
いが、電圧センサの場合湿度などの影響をうけやすい。
第4図に配電線と電圧センサおよび大地中の等価回路
を示す。配電線2と大地42の間にコンデンサ分圧器およ
び電圧センサが設置される。C143は配電線の導体とコン
デンサ分圧器の内側電極との静電容量C244はコンデンサ
分圧器の内側電極と外側電極の静電容量である。C345は
コンデンサ分圧器の内側電極と外側電極に並列に接続さ
れた電圧センサの端子間容量である。C446はコンデンサ
分圧器の外側電極と大地中に形成される大気を含む静電
容量である。このC143,C244,C345,C446,のうちC143,C24
4,C345は構成部品の組成で決定されるがC446のみ大気中
の湿度の影響と大地となるアース部がどこにくるか、ま
たコンデンサ分圧器の外側電極と大地間にさらに電極と
なりうる水膜や積雪が形成された場合、コンデンサ分圧
器の分圧出力は変動することになる。このC446の変動を
受けないコンデンサ分圧器より分電圧出力を得ようとす
るものである。
第5図に等価回路により外的影響により変化すると考
えられる場所を示すと、配電線とコンデンサ分圧器の内
側電極間に水の浸入があった場合C1が水の量水の抵抗値
などで可変コンデンサC′151になる。さらに水の量が
増し配電線設置部の水と配電線モニタリング装置の側面
あるいは外周まで濡れた場合、大地に対するコンデンサ
分圧器の外側電極板の位置と高電位部が混乱し変動して
くる。その時の大地間静電容量は大地間との対向面積の
変化などにより52C′のような可変容量となる。本発
明はこのように気候の特に積雪を含めた水の影響を受け
る部分に対策を行なうものである。
第1図に配電線モニタリング装置の分解斜視図を示
す。配電線2に対して下ケース体101と上ケース体102が
上下よりはさみ矢印110で示すごとく固定される。下ケ
ース体101および上ケース体102にはそれぞれ凹部103,10
4が形成され配電線2が合致しはめ込まれる。上ケース
体102は下ケース体101の側面をほぼ全面覆う深さを有し
ている。また下ケース体101の配電線設置凹部103が形成
された上面部には、上ケース体102に設置されたギャッ
プ付コア(図示せず)の挿入用孔105が形成されてい
る。また下ケース体101の上面部および配電線設置用凹
部103には広い範囲で導電体106が設置せられている。こ
の導電体106は長期使用の間に上ケース体102を下ケース
体101の間に水の浸入があることを想定して設置せられ
るもので特定の安定化が図れる。また、この導電体と同
一のものが上ケース体102の配電線を設置する凹部104お
よび平面部(図示せず)にも下ケース体101に設置され
たと同等の面積導電体(図示せず)を設置している。下
ケース体101の配電線設置凹部103とは反対側は箱状とな
り内部には、光方式の電流センサ108,電圧センサ109,電
圧センサ用コンデンサ分圧器110が設置される。電圧セ
ンサ109とコンデンサ分圧器の電極端子111は接続されて
いる。電流センサ108および電圧センサ109の光の入出射
は光ファイバ112で行なわれ下ケース体101内で外部より
導入された光ファイバケーブル113に接続される。下ケ
ース体101に電流センサ108,電圧センサ109,コンデンサ
分圧器110を収納した後裏蓋114により密封する。第1図
では裏蓋114の底面115が見えるように図示しており設置
時は矢印116のように図に示した底面115が外側に来るよ
うに設置する。裏蓋114の内側平面部117(点線により示
した部分)に導電体118(点線にて表示)が設置されて
おり、この導電体118はコンデンサ分圧器110の一方の電
極端子に金属線119により接続されている。裏蓋114の底
面115は図に示すような凹凸状120となっており下ケース
体101の裏に設置した時、雨水による濡れを軽減できる
ようにしてある。上ケース体102の上面は第1図におい
ては示されていないが、配電線設置凹部と上面部外側は
約20mm離れた構成としており、ギャップコアの設置高さ
と同等としている。このように配電線部と上面部外側を
離すことにより外側に積雪などがあってもその影響を軽
減できる。
第2図に本発明の配電線モニタリング装置断面図を示
す、第2図は、配電線2を介して下ケース体101と上ケ
ース体102が重ね合せられ固定された状態を示す。第1
図でも説明したが再度説明すると下ケース体101は上面
外側に配電線を設置するための凹部を有した箱状となっ
ている。前記凹部および上面部には導電体106が設置さ
れている。この導電体106の大きさは下ケース体101内部
に設置されたコンデンサ分圧器110よりも広い面積とな
っている。この事はコンデンサ分圧器110の分電圧出力
値を安定化させるのに都合が良い。下ケース体101内部
は第2図ではコンデンサ分圧器110のみの表示であり、
コンデンサ分圧器は、内側電極201と外側電極202との間
にはさまれる誘電体物質203より構成されている。また
コンデンサ分圧器110と裏蓋114の間は樹脂204で埋込む
ものである。また裏蓋114の内側には導電体118が設置さ
れコンデンサ分圧器110の外側電極202と金属線119によ
って接続される。裏蓋の外側は凹凸状120とし横方向の
延面距離を長くしさらに濡れにくい構造としている。上
ケース体102は、下ケース体101に重なり固定されるがこ
れも箱状となっており下ケース体101との重なり部205は
下ケース体101の高さとほぼ同等であり重なり部205は下
方に進むに従い下ケース体101と離れるようにし、ケー
ス体間の重なり部で発生する毛細管現象による雨水の浸
入を防止するためである。さらに上ケース体102は上面
部206が傾斜構造となっており、雨水や雪などがたまり
にくくしているがこの上面部206と配電線2の距離を一
定以上はなすように構成している。本発明では、約10mm
以上の距離を離して構成することにしているが、配電線
と上面部の距離が大きく離れることにより、上面部での
積雪などの影響は小さく出来る。また配電線2と上面部
206の間に導電体を設置することによっても影響を下げ
ることが可能である。
第2図では上ケース体102側にも導電体207を設置した
状態を示す。当然のことながら上ケース体102側に設置
した導電体はなくても良く任意に選択して構成すればよ
い。なお本実施例では配電線一本での説明としたが三相
配電線に各々設置される場合も同様の構成および効果が
得られる。
発明の効果 本発明により次のような効果を奉することができる。
すなわち、光方式で電流又は電圧の検出を行なう配電線
モニタリング装置において、気候変化、特に雨水による
装置の濡れによる特性変化、積雪による特性変化を軽減
させることができる。
また長期間配電線に設置され長時間設置時の設置環境
変化も装置においても対策されており、その特性の安定
性は設置直後と変わることがない。また本発明の構成に
よると配電線モニタリング装置の形状を目立って大きく
することなく対策することができ配電線に設置してから
の外観上あるいは重量の点からも大きな変化を与えな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の配電線モニタリング装置の
分解斜視図、第2図は同装置の部分断面図、第3図は光
方式の電流センサおよび電圧センサを使用した同装置の
概念図、第4図は同装置の電圧センサ側の配電線とコン
デンサ分圧器と大地間の等価回路図、第5図は配電線と
コンデンサ分圧器と大地間の外的影響を受ける時の等価
回路図、第6図は従来の零相変流器が内蔵された継電開
閉器の電柱上設置図である。 1……電柱、2……配電線、5……継電開閉器、108…
…電流センサ、109……電圧センサ、110……コンデンサ
分圧器、101……下ケース体、102……上ケース体、106,
207,118……導電体、103,104……配電線設置用凹部、11
3……光ファイバケーブル、114……裏蓋、120……裏蓋
の凹凸状、205……下ケース体と上ケース体の重なり
部、31……コアギャップ部、32……コア、37……防水コ
ネクタ。
フロントページの続き (72)発明者 戸田 和郎 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 西山 寿美 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 三浦 章弘 大阪府大阪市北区中之島3丁目3番22号 関西電力株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−270679(JP,A) 特開 昭59−12359(JP,A) 実開 昭57−139867(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 15/00 - 17/22

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配電線をはさみつけて固定するケースの下
    側配電線設置用凹部内に設けられた導体と接続されて下
    側ケース上面部まで導体を延長し前記配電線と大地間の
    浮遊容量を2つの導体でコンデンサ分圧する分圧器を内
    蔵させ、前記コンデンサ分圧器の外側導体を前記下側ケ
    ースに設置した導体に接続し、光方式の電圧センサを前
    記コンデンサ分圧器と前記ケースに設置した導体の間に
    収納したことを特徴とする配電線モニタリング装置。
  2. 【請求項2】配電線を設置するための下側ケース及び上
    側ケースの両側凹部導電体とし前記下側ケース及び上側
    ケースに挟まれた配電線を導電体で囲む構成としたこと
    を特徴とする請求項1に記載の配電線モニタリング装
    置。
  3. 【請求項3】配電線を設置するための凹部を有し、光方
    式電圧・電流センサを収納したケースを下側とし前記ケ
    ースの上に配電線設置用凹部を有した他方のケースを重
    ね、そのケースの凹部と上面外側の距離をコア外形と同
    等であることを特徴とする配電線モニタリング装置。
  4. 【請求項4】配電線を、設置可能な凹部を有した下側ケ
    ースと上側ケースをかさねた状態で上側ケースの下側ケ
    ースへの重なりを下側ケースの高さと同程度にすること
    を特徴とした請求項1に記載の配電線モニタリング装
    置。
  5. 【請求項5】コンデンサ分圧器及び光方式電圧センサが
    収納されるケースの配電線に垂直な幅方向の断面形状が
    底面側で短い台形状であることを特徴とする請求項1記
    載の配電線モニタリング装置。
  6. 【請求項6】下側ケース体の底面を凹凸状としたことを
    特徴とする請求項1記載の配電線モニタリング装置。
  7. 【請求項7】光方式電圧センサが収納されるケースに、
    光方式電流センサを収納したことを特徴とする請求項1
    〜6のいずれかに記載の配電線モニタリング装置。
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