JPH01209609A

JPH01209609A - 光ファイバ複合碍子並びに光センサ内蔵碍子

Info

Publication number: JPH01209609A
Application number: JP63035697A
Authority: JP
Inventors: Masami Matsuura; 正美松浦; Kenji Tsuge; 憲治柘植; Mikio Shimizu; 幹夫清水; Yoshiaki Kamejima; 義明亀嶋
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-02-17
Filing date: 1988-02-17
Publication date: 1989-08-23
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH07114084B2

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）この発明は例えば送配電線の電圧や電流を光信号によっ
て検出する場合などに用いられる光ファイバ複合碍子並
びに光センサ内蔵碍子に関するものである。

（従来の技術）従来、光ファイバを挿通した磁器碍子内が空洞のままで
あると、磁器碍子内に湿気が侵入して碍子の絶縁強度が
低下し、溜洩電流などにより線路に障害を誘発し易いた
め、例えば特開昭６０−１５８４０２号公報に示すよう
に、磁器碍子内に絶縁樹脂を充填して光ファイバを固定
したものが開発されている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記の光ファイバ複合碍子では磁器碍子、絶
縁樹脂及び光ファイバの熱膨張係数が異なり、例えば磁
器碍子の熱膨張係数は４．０〜６゜５Ｘ１０−’／℃、
絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂の熱膨張係数は１．１〜
３．０×１０−！；／℃、また、ポリエステル樹脂の熱
膨張係数は２．５〜３゜３Ｘ１０−５／℃、石英ガラス
製光ファイバの熱膨張係数は０．５５ｘ１０−ｂ／’Ｃ
程度である。このように熱膨張係数の異なる絶縁物を前
記特開昭６０−１５８４０２号公報に示すように磁器碍
子的全長にわたって複合した場合には、熱膨張係数差に
よる大きな熱応力が磁器碍子と絶縁樹脂と光ファイバと
の相互間に発生して絶縁樹脂内に亀裂が生じたり、磁器
碍子が破損して絶縁機能の低下あるいは喪失を来たすと
ともに、湿気が磁器碍子内に浸入して絶縁劣化し易くな
るおそれがあった。

特に、絶縁樹脂と光ファイバとの間の熱膨張係数差が大
きく、しかも光ファイバは細いため、断線して光信号を
遮断したり、マイクロベンディング損失を生じて測定誤
差が生ずるおそれがあった。

また、光ファイバと光センサとの接続個所が外力等によ
り離断され易い欠点があった。

本発明の目的は前記熱膨張係数差による熱応力の影響を
軽減し、かつ、外力により接合個所が離断しない光ファ
イバ複合碍子並びに光ファイバ内蔵碍子を提供すること
にある。

発明の構成（課題を解決するための手段）第１請求項に記載した発明に係る光ファイバ複合碍子は
、磁器碍子内の貫通孔に光ファイバを挿通し、この貫通
孔に絶縁体を充填して光ファイバを固定し、前記絶縁体
を、光ファイバの軸線に対しほぼ直交する方向に設けた
絶縁性可撓体により区画したものである。

第２請求項に記載した発明に係る光ファイバ複合碍子は
、前記絶縁体を、光ファイバの軸線に対しほぼ直交する
方向に設けた絶縁性可撓体と、光ファイバの軸線に対し
ほぼ平行な方向に設けた絶縁性可撓体とにより区画した
ものである。

第３請求項に記載した発明に係る光センサ内蔵碍子は、
第１請求項又は第２請求項に記載した発明において、光
ファイバの一端に対し磁器碍子の外部のリード線に接続
された光ヒンサを接合固定してこの光センサを光ファイ
バとともに絶縁体内に包蔵したものである。

（作用）第１請求項に記載した発明においては、絶縁性可撓体に
より、絶縁体の熱応力が複数区画ごとにそれぞれ分散さ
、れで局部応力が緩和される。

第２請求項に記載した発明においては、さらに　　−光
ファイバが絶縁性可撓体により保護されて光ファイバの
軸線方向への熱応力を受けにくくなる。

第３請求項に記載した発明においては、光ファイバと光
センサとの接合個所が前記と同様に保護される。

（実施例）以下、本発明を電圧検出用碍子に具体化した一実施例を
図面に従って説明する。

第１図に示すように、磁器碍子１の下端部にはベース金
具２が嵌着され、又、その上端部にはキャップ金具３が
嵌着されている。キャップ金具３の上部には凹部３ａが
設けられ、この凹部３ａには検電部４が収容されている
。この検電部４においては、その上面に設けられた１ｄ
Ｑ受けｔｉ４　ａ上に電線５が支持され、断面円弧状の
第１電極６がこの電線５との間に所定の絶縁間隔を設け
て平行に配設されているとともに、この第１電極６の下
側において断面円弧状の第２電極７が第１電極６との間
に所定の絶縁間隔を設けて平行に配設されている。第１
電極６と第２７Ｉｆｉｉ７にはそれぞれリード線８，９
の一端が接続されている。検電部４は第１電極６、第２
電神７及び両リード線８．９を絶縁物１０中に埋め込ん
で一体成形した後、キレツブ金具３の凹部３ａに収容さ
れる。

磁器碍子１の上端から下端にわたり形成された貫通孔１
１には光ファイバ１２が挿通され、この貫通孔１１の上
端部において光ファイバ１２の上端には光センサ１３が
接続されている。

この光センサ１３においては、絶縁ケース１４内にポッ
ケルス素子等の電気光学素子１５が設けられ、この電気
光学素子１５の上面には１／４波長板１６及び反射板１
７が接着されているとともに、この電気光学素子１５の
下面にはロッドレンズ１８及び偏光板１９が接着されて
いる。この偏光板１９には光ファイバ１２の上端が固定
材２０ａ、２Ｑｂをもって接続されている。又、電気光
学素子１５の両側面にはそれぞれ電極２１ａ、２１ｂが
設けられ、この画電極２１ａ、２１ｂには前記両リード
線８．９が接続されている。この絶縁ケース１４内には
絶縁物２２が充填されている。

前記キャップ金具３の上端においては押え蓋２３と、こ
の押え蓋２３と前記検電部４との間に設けた絶縁性クツ
ション材２４とをもって検電部４が密封されている。

磁器碍子１の下端部に■着されたベース金具２には光コ
ネクタ２５が取着され、この光コネクタ２５に光ファイ
バ１２の下端が接続されている。

この光コネクタ２５は光ファイバケーブル２６により測
定装置２７の受光器２９に接続されている。

この測定装置２７においては、光源２８並びに前記受光
器２９が設けられ、この受光器２９には演棹制御器３０
が接続されている。

次に、本発明の要部である磁器碍子１と光ファイバ１２
との複合構造について詳述する。

光ファイバ１２は熱収縮性のエチレンプロピレンゴム等
からなるチューブ状の絶縁性可撓体３２に挿通され、こ
の絶縁性可撓体３２内にはシリコングリース等からなる
絶縁性シール剤３３が充填されている。すなわち、この
絶縁性可撓体３２及び絶縁性シール剤３３よりなる可撓
体は光ファイバ１２の軸線に対しほぼ平行な方向に設け
られている。

磁器碍子１の貫通孔１１内にはエチレンプロピレンゴム
等のゴム類や独立発泡質ウレタン樹脂等からなる板状の
絶縁性可撓体３４，３５．３６が貫通孔１１内で相互間
を離隔して平行に並べて嵌め込まれ、この絶縁性可撓体
３４，３５．３６は光ファイバ１２の軸線に対しほぼ直
交している。

最上段の絶縁性可撓体３４は光センサ１３の絶縁ケース
１４の外周にＩＮ合され、最下段の絶縁性可撓体３６上
には前記チューブ状の絶縁性可撓体３２の下端が載せら
れて光ファイバ１２のみがこの可醜体３６に挿通されて
いる。上から２段目の絶縁性可撓体３５はチューブ状の
絶縁性可撓体３２の上端外周に嵌合され、上から３段目
及び４段目の絶縁性可撓体３５はチューブ状の絶縁性可
撓体３２の中間部の外周に嵌合されている。第３図に示
すようにこの各絶縁性可撓体３４．３５．３６の側部に
はそれぞれ対称位置にて２個所の切欠き３４ａ　、３５
ａ　、３６ａが形成されている。２段［１の絶縁性可撓
体３５の両切欠き３５ａは最上段の絶縁性可撓体３４の
両切欠き３４ａに対し周方向へ９０度ずらしである。以
下２段目と３段目、３段目と４段目並びに４段目と最下
段との間においても各切欠き３５ａ　、３６ａの位置関
係は同様である。前記板状の絶縁性可撓体３４．３５．
３６は充実質のゴム類でよいが、特に、独立発泡質の材
料を用いることにより、体積変化を吸収できるので、充
填容積が大きい磁器碍子においては効果的である。

そして、磁器碍子１の貫通孔１１内にはウレタン樹脂や
エポキシ樹脂やポリエステル樹脂などの絶縁体３７が注
入充填され、前記各可撓体３４゜３５．３６の切欠き３
４ａ　、３５ａ　、３６ａを通して一体的に形成されて
いる。すなわち、この絶縁体３７は各可撓体３４，３５
．３６により区画された各絶縁体部分３７ａ　、３７ｂ
　、３７ｃ　、３７ｄ、３７ｅ、３Ｎからなり、相互間
に前記各可撓体３４．３５．３６が介在し、さらに、光
ファイバ１２との間に前記チューブ状の絶縁性可撓体３
２及び絶縁性シール剤３３が介在している。

なお、前記絶縁体３７の注入充填においては、板状の絶
縁性可撓体３４，３５．３６の切欠き３４ａ　、３５ａ
　、３６ａによることなく絶縁体３７を各区画ごとに順
次にｖ４層形成してもよい。

さて、検電部４は電線５の電界内にあり、この電線５の
電位に応じて第１電極６には二次電圧が誘起されるとと
もに、第２電Ｉ！ｉ７にも同じく第１電極６の電位に応
じた二次電圧が誘起され、第１電棒６と第２電極７との
間に電位差が生ずる。この電位差により光センサ１３に
電圧が印加される。

一方、光源２８から光パワーが光ファイバケーブル２６
を通して光コネクタ２５に伝送されると、この光パワー
は光ファイバ１２を通して光センサ１３に入り、光セン
サ１３を通過する聞に電気光学素子１５のポッケルス効
果により光センサ１３への印加電圧すなわら電線路の二
次電圧に応じた位、相変調を受けるとともに、偏光板１
９及び１／４波長板１６により強度変調されて光の強弱
信号になり、反射板１７により反射される。そして、こ
の被変調光は光ファイバ１２、光ファイバケーブル２６
を通して受光器２９に伝送され、その後演算制御器３０
により電気信号に変換されて電線路の電圧値が測定され
る。

本発明では実施例に示したように、磁器碍子１の貫通孔
１１内に充填された絶縁体３７が板状の絶縁性可撓体３
４，３５．３６によって複数個に区画されているので、
絶縁体３７との界面間におけるの熱応力がこの区画ごと
に分断されて１．？ｉ部ごとに分散、軽減され、絶縁体
３７の亀裂や磁器碍子１の破損を防止でき、また、光フ
ァイバ１２の断裂を防止することができる。さらに、光
ファイバ１２はチューブ状の絶縁性可撓体３２及び絶縁
性シール剤３３により保護されて熱応力を受けにくくな
り、光ファイバ１２の軸線方向の熱応力を一層軽減する
ことができる。従って、先ファイバ１２を通過する光信
号が遮断されたり、パワー低下したりすることがなく、
また、磁器碍子１が吸湿などによる絶縁劣化を招くこと
がない。さらに、光ファイバ１２の一端に光センサ１３
を接合固定して光ファイバ１２とともに絶縁体３７内に
包蔵させることにより、光ファイバ１２と光センサ１３
とを堅固に保持できるので、外ツノによる光ファイバ１
２と光センサ１３とのｔｉ１断を阻止することができる
。

なお、本実施例では光ファイバ複合碍子を電圧検出用と
して例示したが、電流検出その他各種の光ファイバ複合
手段碍子としても応用することができる。

発明の効果この発明は、光ファイバや光センサを絶縁体内に包蔵し
て一体的に設けた磁器碍子において、光センサ、光ファ
イバ及び磁器碍子の損傷を防ぎ、機能を安定して維持で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る電圧検出用碍子を示す断面図、
第２図は第１図のＸ−Ｘ線から見たデユープ状の絶縁性
可撓体の拡大断面図、第３図は磁器碍子内に絶縁体を充
填する前の状態を示す一部破断斜視図である。１・・・磁器碍子、１１・・・貫通孔、１２・・・光フ
ァイバ、１３・・・光センサ、３２・・・チューブ状の
絶縁性可撓体、３３・・・絶縁性シール剤（絶縁性可撓
体）、３４．３５．３６・・・板状の絶縁性可撓体、３
７．３７ａ−ｆ・・・樹脂などの絶縁体。特許出願人　　　日本碍子株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、磁器碍子（１）内の貫通孔（１１）に光ファイバ（
１２）を挿通し、この貫通孔（１１）に絶縁体（３７）
を充填して光ファイバ（１２）を固定した光ファイバ複
合碍子において、前記絶縁体（３７）を、光ファイバ（１２）の軸線に対
しほぼ直交する方向に設けた絶縁性可撓体（３４、３５
、３６）により区画したことを特徴とする光ファイバ複
合碍子。２、磁器碍子（１）内の貫通孔（１１）に光ファイバ（
１２）を挿通し、この貫通孔（１１）に絶縁体（３７）
を充填して光ファイバ（１２）を固定した光ファイバ複
合碍子において、前記絶縁体（３７）を、光ファイバ（１２）の軸線に対
しほぼ直交する方向に設けた絶縁性可撓体（３４、３５
、３６）と、光ファイバ（１２）の軸線に対しほぼ平行
な方向に設けた絶縁性可撓体（３２、３３）とにより区
画したことを特徴とする光ファイバ複合碍子。３、第１請求項又は第２請求項において、光ファイバ（
１２）の一端には磁器碍子（１）の外部のリード線（８
、９）に接続された光センサ（１３）を接合固定してこ
の光センサ（１３）を光ファイバ（１２）とともに絶縁
体（３７）内に包蔵したことを特徴とする光センサ内蔵
碍子。