JPH02252216A - 光ファイバ入り変圧器 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内部に光ファイバを通した高電圧変圧器に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、°光ファイバは電磁誘導障害に対し強いことから
、電力用或いは高電圧、大電流の環境下で、各種装置の
情報を伝送する伝送路とじて多用されている。特に、高
電位部の情報を得るには、光ファイバの絶縁耐力が大で
あるため、空気或いは絶縁物質中を、高電位部から大地
電位まで、直接光ファイバを配置することが試みられて
いる。

しかし、その電位差が大となると、光ファイバ或いは外
装部を含めた光フアイバケーブルの長さ方向に加わる高
電界のため、いわゆるトラッキング、汚損閃絡等の障害
が懸念される。このため、ガラス等のトラッキングや汚
損に対し強い材料の構造体内に光フアイバケーブルを収
納する必要がある。

従って、例えば送電線の部分に取り付けた光ファイバを
経由して伝送された情報を受信したり、或いは変圧器の
高電圧部からの情報を光ファイバで受信する場合、第４
図に示す々０＜、変圧器１の変圧器ブッシング２とは別
に光フアイバ引下げ用碍管５を準備し、その内部で光フ
ァイバ４を送電線３或いは変圧器高電位部から大地電位
の光信号受発信装置６まで引き下げねばならない。

しかし、電圧が数１０万Ｖ以上となると、光ファイバ引
下げ用碍管５の周囲の絶縁空間確保のため設備全体の設
置面積が増加し、光フアイバ引下げ用碍管５の費用も増
加することから、高電圧部からの光ファイバ引き下げに
多大の費用がかかる。

一方、光フアイバ引下げ専用の切管を用いずに、変圧器
引出し用ブッシング２を使用することが考えられるが、
変圧器ブッシング２の内部はそれ自体のコンパクト化の
ために局部的に高電界を生じている箇所があり、ここか
ら大地電位部に光ファイバを引き出すには、ブッシング
の絶縁設計を変更する必要がある。従って、技術的、経
済的にかなりの困難が予想される。

［発明が解決しようとする課題］ 上記例示の如く、高電圧機器類へ、或いは高電圧ｔｉ器
類から、光ファイバを引き下げることは、光ファイバが
絶縁性であるため一見簡単なようであるが、実用機器に
適用するに当っては、機器本体の構造設計や設置場所の
制約等の問題が関連するため、なかなか容易ではない。

本発明は前記した従来技術の問題点を解消し、高電圧部
からの光ファイバの引き出しを容易にした光ファイバ入
り変圧器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光ファイバ入り変圧器は、高電圧用変圧器の内
部状況の計測用或いは送配電設備の高圧部からの情報伝
送用の光ファイバを大地電位側に引き出すため、変圧器
の内部で光ファイバを変圧器の高電圧部からほぼ巻数の
電位に沿って配置し、中性点或いは巻線の大地電位に近
い側を経由して大地電位の外部に取り出した構成とした
ものである。

［作用］ 上記光ファイバ入り変圧器内に配置される光ファイバの
使用目的としては、■高電圧部で変圧器より外部の発変
電機器、開閉機類、或いは送配電設備を経て変圧器に光
信号を伝送すること、■変圧器自体の巻線や鉄心等の内
部の状況を計測監視し、その情報を引き出すこと、及び
■両者兼用の目的で使用すること等が挙げられる。

いずれの場合も、光信号受信器は大地電位の箇所に設置
することが、実際の使用９点検保守、修理等の面から望
ましく、光ファイバは高電圧部から大地電位部まで配置
する必要がある。

前述の如く、変圧器のブッシング部等から直接光ファイ
バを大地電位に引き下げることが伝送路構成上は便利で
あるが、いかに絶縁Ｍ力の良好な光ファイバといえども
、変圧器の絶縁設計と協調をとった耐絶縁特性の確保が
必要となる。特に、変圧器の絶縁媒体としての油、ガス
中の電界方向に、光ファイバのような誘電率の異なるも
のが長く入っていると、その表面に沿った放電を生じ易
い。即ち、光ファイバの横方向に電界が加わる場合には
、たとえ沿面の放電が生じても直ぐに油。

ガス層となるので、放電は局部的に止どまるが、光フア
イバ長手方向に電界が加わる場合には、全長に放電が生
じ、高電位差間を放電することになるので、放電エネル
ギーが大で、光フアイバ表面を損傷するばかりでなく、
変圧器の絶縁破壊という致命的な損傷を生じる危険が大
となる。

従って、高電圧部から大地電圧部まで光ファイバを配置
するには、極力沿面放電が生じぬよう、高電界部を通過
せぬよう、特に距離のある高電界部で電界方向に平行に
ならぬようにする必要がある。

本発明においては、変圧器内部に光ファイバを配置する
に当たって、高電圧部から最も局部的な電位差が少ない
巻線部の電位降下に沿って配置しているため、光ファイ
バには横方向に高電界が加わるが、長さ方向には極めて
低い電界しか加わらなくなり、光ファイバの長さ方向の
沿面放電の危険が防止される。また、この光ファイバの
端部を高圧器の外部に取り出す際にも、大地電位又はほ
ぼ大地電位の巻線部位から引き出すので、引き出し用の
金具類を比較的容易に取り付けることができる等、変圧
器の絶縁性能に影響を与えないで、つまり高電圧用変圧
器の絶縁設計の変更を最小に止どめて、容易に光ファイ
バを配置することができる。

［実施例］ 以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明する。

第３図に、光ファイバ入り変圧器の内部構成の一例を部
分断面にて示す。

第３図に示す変圧器１は、その鉄心７とケース８が大地
電位にあり、第１高圧巻線９及び第２高圧巻線ＩＯは極
力これらと距離をとり、それら鉄心７．第２高圧巻線１
０．第１高圧巻線９．ケース８の間には絶縁隔壁１１を
設けである。但し、変圧器自体の寸法を縮小する要請も
強いことから、高圧巻線９，１０と鉄心７やケース８と
の間の絶縁寸法は縮小されており、従って非常に高い電
界がかかつている。

この高圧巻線部、この例では第１高圧巻線９の部分から
、光ファイバを大地に引き下げるためには、−膜内には
上記高電位差、高電界の部分を、その電界方向に光ファ
イバを通す配置となる。しかも、場合によっては絶縁隔
ｕｌｌを貫通する形態となり、変圧器１の絶縁性能を低
下させることになる。

一方、通常の高電圧変圧器では、その高圧巻線の一端が
最高電圧部となり、変圧器ブッシング２を経由して引き
出されるが、高圧巻線の他端については通常は接地電位
となっている場合が多い。

例えば、上記第３図の変圧器１の場合、第１図に点線で
示すように、高圧巻線９が内側から順に外側へ高圧とな
り、その一端は最高電圧部として変圧器ブッシング２内
に、他端は中性点接続線１２に至る形態となる。或いは
、第２図に点線で示すように、下側から上方向へと円盤
状に積み重ねられた巻線１３の形態をとり、やはりその
一端は最高電圧部として変圧器ブッシング２に、他端は
中性点接続線１２に至る。

そこで、高圧巻線９．１３が第１図又は第２図の如く配
置されている変圧器において、その高圧巻線の電位に沿
って光ファイバ４を配置すると、光ファイバ４には図の
横方向に高電界が加わるが、長さ方向には極めて低い電
界しか加わらなくなり、光ファイバ４の長さ方向の沿面
放電の危険が防止できる。そして、この光ファイバ４の
端部を高圧器の外部に取り出す際にも、大地電位又はほ
ぼ大地電位の巻線部位から引き出し配置となるので、引
き出し用の金具類を比較的容易に取り付けることができ
、変圧器の絶縁性能に影響を与えないで済ますことがで
きる。

この状況を模式的に第１図９第２図に光ファイバの符号
４を付して示した。

第１図のように、高圧巻線９が内側から順に外側へ高圧
となる巻線の場合でも、第２図のように下側から上方向
へと円盤状に積み重ねられた巻線の場合でも、点線で示
した巻線の電位に沿って光ファイバ４を高圧部ブッシン
グ２から低圧部、中性点接続線１２へ配置することにな
る。

変圧器の種類によっては、低圧部がそのまま接地端子に
つながるもの、３相変圧器で中性点を形成後に接地端子
につながるもの、中性点形成後に中性点引き出し用ブッ
シングと中性点接地インピーダンスを経て接地線につな
がるもの等、多種の接続形態があり得るが、光ファイバ
４は大地電位に近い箇所から取り出せば良い。

一方、高電圧部の端部に関しては、！３！造や輸送の便
宜、及び変圧器の据付後に送配電設備側の光ファイバと
接続する際の便宜のため、変圧器の高電圧部引き出し用
ブッシングの先端或いは端子部の近傍に、コネクタ部用
スペース或いは接続部収納用スペースを、収納箱などの
形で予め確保しておくことが望ましい。

更に、光ファイバが変圧器自体の巻線や鉄心等の内部の
状況を計測するセンサ機能を有している場合、例えば光
ファイバそれ自体が温度、歪み振動、電界、磁界等を検
出するセンサ機能を有している場合には、最先端部では
、途中のファイバ部と異なる光の反射等が生じ、これが
計測に影響を及ばずことがあり得る。従って、光ファイ
バの高電圧側先端の近傍には、検出対象となる温度歪み
、振動、電界、磁界等がほぼ均一となるスペースを確保
し、ここに光ファイバの先端余長を収納することが好ま
しい。

尚、細い光ファイバでも複数本収納することはそれだけ
材料、製造コストがかかるので、センサ機能有するファ
イバ１本を収納し、時分割、波長等の組み合わせにより
、センサ機能と情報伝送機能を兼ねる構成とすることが
好ましく、これにより経済的な光ファイバ入り変圧器の
構成が可能となる。ここでの情報伝送機能には、変圧器
以外の各種スイ・ツチ、保護装置類或いは送配電設備と
の情報送受信が考えられる。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明によれば、光ファイバの長さ方向の
沿面放電の危険を防止しつつ、高電圧用変圧器の絶縁設
計の変更を最少に止どめて、容易に光ファイバを配置す
ることができる。高電圧部からの光ファイバの引き出し
が技術的。

経済的に容易であるため、高電圧用或いは電力用として
の光ファイバの適用分野を拡げるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は変圧器内の巻線の構成と本発明によ
る光ファイバの高圧部から低圧部への配置を示す模式図
、第３図は変圧器内部の部分断面構造の一例を示す図、
第４図は従来方法による変圧器部高圧部からの光ファイ
バの引下げ方法を示す図である。 図中、１は変圧器、２は変圧器ブッシング、３は送電線
、４は光ファイバ、５は光フアイバ引下げ用碍管、６は
光信号受発信装置、７は鉄心、８はケース、９．１０は
高圧巻線、１１は絶縁隔壁、１２は中接点接続線、１３
は高圧巻線を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．高電圧用変圧器の内部状況の計測用或いは送配電設
   備の高圧部からの情報伝送用の光ファイバを大地電位側
   に引き出すため、変圧器の内部で光ファイバを変圧器の
   高電圧部からほぼ巻数の電位に沿って配置し、中性点或
   いは巻線の大地電位に近い側を経由して大地電位の外部
   に取り出したことを特徴とする光ファイバ入り変圧器。