JPH03188303A - Apparatus for detecting light emitting position - Google Patents
Apparatus for detecting light emitting positionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(概要)
SF6(六フッ化イオウ)気体中における放電発光位置
を、光ファイバを用いて検出する装置に関し、SP、ガ
ス中における放電発光を、簡易な装置で、微弱な発光で
も、かつあらゆる位置における発光を正確に検出可能と
することを目的とし、SF、気体中における発光位置を
検出する装置であって、
透明光ファイバの一端に、BBOTを含む蛍光色素をド
ープしてなる蛍光ファイバを設け、他端に受光素子を設
けることで、光ファイバゼンサを構成し、
この光ファイバセンサを複数本用いると共に、それぞれ
の蛍光ファイバ部の位置を、光ファイバセンサの長手方
向にすらして配設し、任意の蛍光ファイバに入射した光
によって、該蛍光ファイバ中の蛍光体を励起して起きる
蛍光が、透明光ファイバ中を伝播して受光素子で受光さ
れることにより、発光の存在とその位置を検出するよう
に構成する。Detailed Description of the Invention (Summary) Regarding a device for detecting the position of discharge light emission in SF6 (sulfur hexafluoride) gas using an optical fiber, it is possible to detect weak discharge light emission in SP gas with a simple device. This is a device for detecting the position of light emission in SF or gas, with the aim of accurately detecting light emission at any position, even when the light emission is different. An optical fiber sensor is constructed by providing a fluorescent fiber made of The light incident on any fluorescent fiber excites the phosphor in the fluorescent fiber, causing fluorescence that propagates through the transparent optical fiber and is received by the light-receiving element, causing light emission. configured to detect the presence and location of.
あるいは、BBOTを含む蛍光色素をドープしてなる蛍
光ファイバの両端に受光素子を設け、かつそれぞれの受
光素子の受光の強度比によって、発光の存在とその位置
を検出するように構成する。Alternatively, light-receiving elements are provided at both ends of a fluorescent fiber doped with a fluorescent dye containing BBOT, and the presence and position of light emission is detected based on the intensity ratio of light received by each light-receiving element.
(産業上の利用分野〕
本発明は、SPi6(六フッ化イオウ)気体中における
放電発光位置を、光ファイバを用いて検出する装置に関
する。(Industrial Field of Application) The present invention relates to a device for detecting the position of discharge light in SPi6 (sulfur hexafluoride) gas using an optical fiber.
(従来の技術)
第7図は、変電設備などで使用されるガス絶縁開閉装置
中の放電発光位置を検出する従来装置の断面図である。(Prior Art) FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional device for detecting the position of discharge light in a gas-insulated switchgear used in substation equipment and the like.
このガス絶縁開閉装置は、金属製のケースl中に、5F
6(六フッ化イオウ)気体を封入し、該SP、雰囲気中
において、多数の開閉器2・・・を配列した構造になっ
ている。This gas insulated switchgear has a 5F
6 (sulfur hexafluoride) gas is enclosed, and a large number of switches 2 are arranged in the SP atmosphere.
各開閉器2・・・は、極めて高圧の電流を開閉するため
、各部あるいはSF、ガスの劣化などによって、開閉器
2・・・とケース1間でアーク放電3を起こして地絡を
来したり、SPbガス中に異物4が有ったりすると、該
異物4が誘因となって部分発光5を起こしたりすること
がある。このような放電が発生すると、それを検出して
、補修するなどの措置を採る必要がある。Each switch 2... opens and closes an extremely high voltage current, so deterioration of each part, SF, gas, etc. can cause arc discharge 3 between the switch 2... and case 1, resulting in a ground fault. Or, if there is a foreign substance 4 in the SPb gas, the foreign substance 4 may cause partial light emission 5. When such discharge occurs, it is necessary to detect it and take measures such as repair.
そのために従来は、ケース1に孔を開けて、内部の匂い
を嗅ぎ、焦げた匂いがすると、放電が生じたものと判定
したり、放電によって生じる音や振動を検出するなどの
方法が採られていた。Conventionally, methods have been used to do this, such as drilling a hole in the case 1 and smelling the inside, and if there is a burning smell, it is determined that an electrical discharge has occurred, or the sound and vibration caused by the electrical discharge are detected. was.
しかしながら、ケースlに孔をあけて匂いを嗅ぐ方法は
、作業が面倒であり、とくに放電が生じた時に即時に検
出できないことが致命的である。However, the method of drilling a hole in the case l and smelling the smell is laborious, and is especially fatal in that it cannot be detected immediately when discharge occurs.
放電音や振動を検出する方法は、強力な放電ならともか
く、微弱な放電は正確に検出することが困難である。特
に、放電の発生位置を正確に検出することは極めて困難
である。Although methods for detecting discharge sounds and vibrations may be used to detect strong discharges, it is difficult to accurately detect weak discharges. In particular, it is extremely difficult to accurately detect the location where the discharge occurs.
これに対し、ケースlの側面から多数の光ファイバ6・
・・を挿入して、光フアイバ先端を、開閉器2・・・に
対向させることで、発光位置を検出することが提案され
ている。しかしながら、この場合の光ファイバ6・・・
は、先端からしか発光が入射できないため、隣接する光
フアイバ6〜6間で放電が生じた場合は、検出不可能と
なる。すべての放電発光を確実に検出可能とするには、
6aで示すように、各開閉器2・・・の列の全長にわた
り、光ファイバを密接して配列することが必要となり、
実現性に欠ける。また、多数の光ファイバ6・・・を、
ケースlの中心に向けて実装することは困難で、しかも
大きなスペースを必要となる。光ファイバセンサの末端
に設ける集光レンズや受光素子も多数必要となり、実現
性に欠ける。On the other hand, many optical fibers 6 and 6 are connected from the side of the case l.
It has been proposed to detect the light emitting position by inserting an optical fiber and making the tip of the optical fiber face the switch 2. However, in this case, the optical fiber 6...
Since light can only enter from the tip, if a discharge occurs between adjacent optical fibers 6 to 6, it cannot be detected. To ensure that all discharge luminescence can be detected,
As shown in 6a, it is necessary to arrange the optical fibers closely over the entire length of the row of each switch 2...
It lacks feasibility. In addition, a large number of optical fibers 6...
Implementation toward the center of case l is difficult and requires a large space. A large number of condensing lenses and light-receiving elements are required to be provided at the end of the optical fiber sensor, making it impractical.
本発明の技術的課題は、このような問題を一掃し、SF
6ガス中における放電発光を、簡易な装置で、微弱な発
光でも、かつあらゆる位置における発光を正確に検出可
能とすることにある。The technical problem of the present invention is to eliminate such problems and solve the problem of SF
The object of the present invention is to enable accurate detection of discharge light emission in 6 gases, even weak light emission, at any position using a simple device.
第1図(a)(b)は本発明による発光位置検出装置の
基本原理を説明する図である。(a)は複数本の光ファ
イバセンサを用いたもの6(b)は−本の光ファイバセ
ンサを用いたものである。FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams illustrating the basic principle of the light emitting position detecting device according to the present invention. (a) uses a plurality of optical fiber sensors; 6(b) uses - optical fiber sensors.
(a)の手段は、複数本の光ファイバセンサ7a、 7
b。The means of (a) includes a plurality of optical fiber sensors 7a, 7
b.
7c・・・が並列に配設されている。それぞれの光ファ
イバセンサ7a、7b、 7c・・・は、透明の光ファ
イバ8の一端に、BBOT(2,5−bis (5−t
ert−2−butylbenzoxazoyl )
thiophene)を含む蛍光色素をドープしてなる
蛍光ファイバ9を設け、他端に受光素子10を設けた構
成になっている。7c... are arranged in parallel. Each optical fiber sensor 7a, 7b, 7c... has a BBOT (2,5-bis (5-t
ert-2-butylbenzoxazoyl)
A fluorescent fiber 9 doped with a fluorescent dye containing thiophene is provided, and a light receiving element 10 is provided at the other end.
各光ファイバセンサ7a、7b、7C・・・の蛍光ファ
イバ9・・・は、光ファイバセンサの長手方向にすらし
て配設されている。そして、各蛍光ファイバ9・・・の
側面が、SF6ガス中における発光が予想される位置に
対向するように配設する。The fluorescent fibers 9 of each optical fiber sensor 7a, 7b, 7C... are arranged even in the longitudinal direction of the optical fiber sensor. Each fluorescent fiber 9 is arranged so that its side surface faces a position where light emission is expected to occur in the SF6 gas.
(b)の手段は、1本の光ファイバセンサ11の側面が
、SF6ガス中における発光が予想される位置に対向す
るように配設されている。この光ファイバセンサ11は
、BRATを含む蛍光色素をドープしてなる蛍光ファイ
バ12の両端に受光素子13.14を設けた構成になっ
ている。そして、両方の受光素子13.14が、比較回
路15に接続され、両方の受光素子13.14の出力値
を比較することで、発光位置を検出するようになってい
る。In the means (b), the side surface of one optical fiber sensor 11 is arranged so as to face the position where light emission is expected to occur in the SF6 gas. This optical fiber sensor 11 has a configuration in which light receiving elements 13 and 14 are provided at both ends of a fluorescent fiber 12 doped with a fluorescent dye containing BRAT. Both light receiving elements 13.14 are connected to a comparison circuit 15, and the light emitting position is detected by comparing the output values of both light receiving elements 13.14.
BBOTを含む蛍光色素をドープしてなる蛍光ファイバ
、すなわちB[lOTまたはBBOTと他の蛍光色素と
の混合剤をドープしてなる蛍光ファイバは、S F、6
ガス中における発光に対しては、効率良く反応するため
、感度に優れ、微弱な発光でも検出することができる。A fluorescent fiber doped with a fluorescent dye containing BBOT, that is, a fluorescent fiber doped with B[lOT or a mixture of BBOT and another fluorescent dye, is SF, 6
Since it reacts efficiently to luminescence in gases, it has excellent sensitivity and can detect even weak luminescence.
しかも、蛍光ファイバは、その側面から入射した光によ
っても蛍光を発生するため、蛍光ファイバの側面を、発
光が予想される位置に対向して配置することで、広い範
囲における発光を検出できる。Furthermore, since the fluorescent fiber also generates fluorescence due to light incident from its side, by arranging the side of the fluorescent fiber so as to face the position where light emission is expected, light emission can be detected over a wide range.
すなわち6(a1図における各光ファイバセンサの蛍光
ファイバ9の部分の長さしを長くしておくことで、長さ
しの領域における発光であれば、あらゆる位置の発光を
検出できる。In other words, by increasing the length of the fluorescent fiber 9 portion of each optical fiber sensor in Figure 6 (a1), it is possible to detect light emission at any position as long as it is within the area of the length.
そのため、いま真ん中の光ファイバセンサ7bの蛍光フ
ァイバ9の側面に対向する位置で、SF、ガス中におけ
る放電発光16が生じたとすると、該蛍光ファイバ9に
側面から入射する。そして該入射光によって、該蛍光フ
ァイバ9中の蛍光体を励起して起きる蛍光9aが、透明
光ファイバ8中を伝播して受光素子IOで受光される。Therefore, if discharge light emission 16 in SF or gas occurs at a position facing the side surface of the fluorescent fiber 9 of the optical fiber sensor 7b in the middle, it will enter the fluorescent fiber 9 from the side surface. The incident light excites the phosphor in the fluorescent fiber 9 to generate fluorescence 9a, which propagates through the transparent optical fiber 8 and is received by the light receiving element IO.
その結果、光ファイバセンサ7bの受光素子が受光した
ことを、該受光素子の出力信号によって、検知すること
で、発光位置が、真ん中の光ファイバセンサ7bの蛍光
ファイバ9に対向する位置であることがわかる。As a result, by detecting that the light-receiving element of the optical fiber sensor 7b has received light from the output signal of the light-receiving element, the light emitting position is determined to be a position facing the fluorescent fiber 9 of the middle optical fiber sensor 7b. I understand.
このように、各光ファイバセンサの蛍光ファイバの位置
を、蛍光ファイバの長さLずつずらすことで、3本の光
ファイバセンサによって3Lの長さの領域の発光を検出
することができる。また、3Lの長さの領域で発光した
場合は、必ずいずれかの蛍光ファイバ9・・・の側面に
入射するため、従来の光ファイバを用いた場合のように
、発光位置と対向する位置に光ファイバ端が存在しない
ために、検出不能となるようなことはない。In this way, by shifting the position of the fluorescent fiber of each optical fiber sensor by the length L of the fluorescent fiber, it is possible to detect light emission in an area of length 3L using the three optical fiber sensors. In addition, when light is emitted in a 3L length region, it is always incident on the side of one of the fluorescent fibers 9..., so unlike when using conventional optical fibers, the light is emitted at a position opposite to the light emitting position. The absence of an optical fiber end does not result in undetectability.
各蛍光ファイバ9・・・の長さしを小さくして、すらす
ピッチPを小さくすれば、光ファイバセンサの本数は増
加するが、分解能を高くでき、より高精度に発光位置を
検出することが可能となる。If the length of each fluorescent fiber 9 is made smaller and the sliding pitch P is made smaller, the number of optical fiber sensors will increase, but the resolution can be increased and the light emitting position can be detected with higher accuracy. becomes possible.
(b)のように1本の蛍光ファイバ12の両端に受光素
子13.14を有し、該蛍光ファイバ12の側面を、発
光位置に対向させた場合は、いまSF、ガス中において
、放電発光17が発生したとすると、蛍光ファイバ12
中における、発光17に対向する位置における蛍光体が
蛍光を発光する。そして、該放電発光17の蛍光ファイ
バ12側面への入射位置から左側の受光素子13までの
距離11よりも、該入射位置から右側の受光素子14ま
での距l!1l12が小さいので、右側の受光素子14
に到達するまでの伝送損失より、左側の受光素子14に
到達するまでの伝送損失が大きい。そのため、比較回路
15で、両方の受光素子13と14の受光量を比較する
ことにより、それぞれの受光素子13.14から放電光
入射位置までの距離を検出し、放電発光17の位置を検
知することができる。When the light receiving elements 13 and 14 are provided at both ends of one fluorescent fiber 12 and the side surface of the fluorescent fiber 12 is opposed to the light emitting position as shown in FIG. 17 occurs, the fluorescent fiber 12
Inside, a phosphor at a position facing the light emission 17 emits fluorescence. The distance l from the incident position to the right light receiving element 14 is greater than the distance 11 from the incident position of the discharge light 17 to the side surface of the fluorescent fiber 12 to the left light receiving element 13! Since 1l12 is small, the right light receiving element 14
The transmission loss until reaching the left photodetector 14 is greater than the transmission loss until reaching the left light receiving element 14. Therefore, by comparing the amount of light received by both light receiving elements 13 and 14 in the comparison circuit 15, the distance from each light receiving element 13, 14 to the discharge light incident position is detected, and the position of the discharge light emission 17 is detected. be able to.
この場合は、両方の受光素子13.14の検出信号の出
力値を比較する回路15が必要となるが、光ファイバセ
ンサが1本で足りるため、発光位置検出装置の構成が極
めて簡素化され、設置スペースも小さくてすみ、ガス絶
縁開閉装置などの内部の狭い空間に設置する場合に特に
有効である。In this case, a circuit 15 for comparing the output values of the detection signals of both light receiving elements 13 and 14 is required, but since one optical fiber sensor is sufficient, the configuration of the light emitting position detection device is extremely simplified. It requires a small installation space and is particularly effective when installed in a narrow space inside a gas-insulated switchgear.
次に本発明による発光位置検出装置が実際上どのように
具体化されるかを実施例で説明する・第2図は、BBO
Tをドープしてなる蛍光ファイバ中における蛍光変換作
用を説明する図である。18は蛍光ファイバのコアであ
り、ポリカーボネートにBBOTをドープしたものであ
る。このコア18の外周は、クラッド19で覆われてい
る。クラッド19の外径は11I11φ程度である。Next, how the light emitting position detecting device according to the present invention is actually implemented will be explained using an example. ・Figure 2 shows a BBO
FIG. 3 is a diagram illustrating a fluorescence conversion effect in a fluorescent fiber doped with T. 18 is the core of the fluorescent fiber, which is made of polycarbonate doped with BBOT. The outer periphery of this core 18 is covered with a cladding 19. The outer diameter of the cladding 19 is approximately 11I11φ.
このコア18の屈折率をnl、クラッド19の屈折率を
12とすると、nl>n2となっている。また蛍光ファ
イバの側面からの入射光20の波長をλl、コア18中
で全反射して伝播する蛍光21の波長をλ2とすると、
λ1くλ2の関係となる。Assuming that the refractive index of the core 18 is nl and the refractive index of the cladding 19 is 12, nl>n2. Further, if the wavelength of the incident light 20 from the side surface of the fluorescent fiber is λl, and the wavelength of the fluorescence 21 that is totally reflected and propagated in the core 18 is λ2,
The relationship is λ1 x λ2.
コア18としては、ポリカーボネートにBBOTを0.
(12wt%ドープしたものを用いた。またクラッド1
9には、ポリメチルメタクリレートとポリフッ化ビニリ
デンとの混合体を用いた。The core 18 is made of polycarbonate with 0.0% BBOT.
(A material doped with 12 wt% was used. Also, cladding 1
In No. 9, a mixture of polymethyl methacrylate and polyvinylidene fluoride was used.
ポリカーボネートにドープされているBBOT蛍光体の
粒子を22とすると、このBBOT蛍光体粒子22に、
蛍光ファイバの側面から入射光2oが照射されると、B
BOT蛍光体粒子22が蛍光を発光する。Assuming that the particles of BBOT phosphor doped into polycarbonate are 22, the BBOT phosphor particles 22 have the following properties:
When incident light 2o is irradiated from the side of the fluorescent fiber, B
The BOT phosphor particles 22 emit fluorescence.
この蛍光のうち、クラッド19に入射したとき、臨界角
θ。より入射角が大きい成分は、21で示すように、コ
ア18の中で全反射を繰り返して、末端まで伝播してい
く。臨界角θ、より入射角が小さい成分は、コア18か
らクラッド19を透過して、外部に逃げていく。When this fluorescence is incident on the cladding 19, the critical angle θ. The component with a larger incident angle repeats total reflection within the core 18, as shown by 21, and propagates to the end. Components whose incident angle is smaller than the critical angle θ pass through the cladding 19 from the core 18 and escape to the outside.
したがって、入射光20が蛍光ファイバの側面から入射
したとき、BBOT蛍光体粒子22が効率的に蛍光を発
光し、かつより大量の蛍光が、全反射光21として伝播
していき、末端から出射できることが、SF6ガス中に
おける微弱な発光を検出する上で必要となる。Therefore, when the incident light 20 enters from the side surface of the fluorescent fiber, the BBOT phosphor particles 22 efficiently emit fluorescence, and a larger amount of fluorescence propagates as totally reflected light 21 and can be emitted from the end. is necessary for detecting weak luminescence in SF6 gas.
第3図は、ガス圧が1520TorrのSF、気体中に
おける火花放電の発光スペクトルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the emission spectrum of spark discharge in SF gas at a gas pressure of 1520 Torr.
この図から明らかなように、SF、ガス中における気体
放電(火花放電)光は、波長が4(10〜450nmの
領域で発光強度の強いことが、本発明の発明者らによっ
て確認された。As is clear from this figure, the inventors of the present invention have confirmed that gas discharge (spark discharge) light in SF and gas has a strong emission intensity in the wavelength 4 (10 to 450 nm) region.
また、SF6ガス中における放電光を受光して蛍光を発
光させるには、放電光の弾発光域である4(10〜45
0nmの波長域の光に良好に感応する蛍光ファイバを実
現することが、微弱な発光でも効率良く検出可能とする
ために必要である。In addition, in order to receive the discharge light in SF6 gas and emit fluorescence, it is necessary to emit fluorescence at 4 (10 to 45
It is necessary to realize a fluorescent fiber that is sensitive to light in the 0 nm wavelength range in order to be able to efficiently detect even weak light emission.
第4図は、ポリカーボネートにドープされたBBOT色
素の蛍光スペクトルを示す図であり、横軸が波長、縦軸
が蛍光強度である。この蛍光スペクトルは、ハロゲン光
を、BBOTドープの蛍光ファイバの側面に照射したと
きの、端面からの出射光を測定したものであり、波長が
45on−付近の領域で、蛍光強度がピークを示してい
る。FIG. 4 is a diagram showing the fluorescence spectrum of the BBOT dye doped into polycarbonate, where the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the fluorescence intensity. This fluorescence spectrum was obtained by measuring the light emitted from the end face when halogen light was irradiated onto the side surface of a BBOT-doped fluorescent fiber, and the fluorescence intensity peaked at a wavelength around 45 on-. There is.
第5図は、ポリカーボネートにドープされた8801色
素の光吸収スペクトルを示す図であり、横軸が波長、縦
軸が吸収率である。ルミネセンスの原理によれば、吸収
ピークと同じ波長の光で励起した時、蛍光効率が大きく
なる。この図から明らかなように、吸収ピーク波長は、
440nn+付近にあり、第3図に示す、SP&ガス中
における気体放電光の強度の大きい波長域である4(1
0〜450ntsの領域に含まれている。FIG. 5 is a diagram showing a light absorption spectrum of 8801 dye doped into polycarbonate, where the horizontal axis is the wavelength and the vertical axis is the absorption rate. According to the principle of luminescence, fluorescence efficiency increases when excited with light of the same wavelength as the absorption peak. As is clear from this figure, the absorption peak wavelength is
440nn+, which is the wavelength range of 4(1
It is included in the region of 0 to 450 nts.
以上の結果から、ポリカーボネートにBBOTをドープ
してなる蛍光ファイバは、SF、ガス中における気体放
電光の強度の大きい波長域である4(10〜450nm
の光に対し、蛍光変換効率が優れており、強力な蛍光を
発光できる。From the above results, the fluorescent fiber made by doping polycarbonate with BBOT is suitable for the wavelength range 4 (10 to 450 nm), which is the wavelength range where the intensity of gas discharge light in SF and gas is high.
It has excellent fluorescence conversion efficiency for light, and can emit strong fluorescence.
表、lは、BBOTドープの蛍光ファイバの側面に、4
05nmの光を照射したときの、ファイバ軸方向への蛍
光変換効率ηを、ペリレン色素の場合と比較した測定結
果である。Table, l is 4 on the side of the BBOT-doped fluorescent fiber.
This is a measurement result comparing the fluorescence conversion efficiency η in the fiber axis direction when irradiated with 0.05 nm light with that of perylene dye.
表、1
表、■に示す実測結果からも明らかなように、BBOT
をドープした蛍光ファイバは、ペリレン色素をドープし
た蛍光ファイバに比べて、蛍光変換効率力月桁も優れて
いる。Table 1 As is clear from the measurement results shown in Table ■, BBOT
The fluorescent fiber doped with perylene dye has an order of magnitude better fluorescence conversion efficiency than the fluorescent fiber doped with perylene dye.
以上のように、ポリカーボネートにBBOT色素をドー
プしてなる蛍光ファイバの場合は、SF6ガス中におけ
る気体放電光の強度の大きい波長域において、入射光に
対する励起光吸収率が大きく、蛍光変換効率に優れてい
る。そのため、SF、ガス中における微弱な放電発光で
も確実に検出することができる。As described above, in the case of a fluorescent fiber made of polycarbonate doped with a BBOT dye, in the wavelength range where the intensity of gas discharge light in SF6 gas is high, the excitation light absorption rate for incident light is high and the fluorescence conversion efficiency is excellent. ing. Therefore, even weak discharge light emission in SF or gas can be reliably detected.
ポリカーボネートなどのコア材にドープする蛍光色素は
、BBOTのみに限定されるものではなく、BBOTと
他の蛍光色素、例えばペリレン系色素などとの混合体を
ドープしてもよい。The fluorescent dye doped into the core material such as polycarbonate is not limited to BBOT, and a mixture of BBOT and other fluorescent dyes, such as perylene dyes, may be doped.
表、2に、市販されている緑色、黄色、赤色のペリレン
系蛍光色素が感応する光の波長域を示す。Table 2 shows the wavelength range of light to which commercially available green, yellow, and red perylene fluorescent dyes are sensitive.
○印は、蛍光を発生することを表している。The circle mark indicates that fluorescence is generated.
ペリレン系色素は、SF6ガス中における気体放電光の
強度の大きい波長域である4(10〜450nmの光に
も感応する。BBOTと併用することにより、この領域
の光に対する感度を高めてやることが可能である。Perylene dyes are also sensitive to light in the wavelength range 4 (10 to 450 nm), where the intensity of gas discharge light in SF6 gas is high. By using it together with BBOT, the sensitivity to light in this region can be increased. is possible.
表、2
蛍光ファイバのコア材は、ポリカーボネートに限られず
、スチレン系やPMMA等のような他の透明樹脂を使用
してもよい。Table 2 The core material of the fluorescent fiber is not limited to polycarbonate, and other transparent resins such as styrene, PMMA, etc. may be used.
第6図は本発明の発光位置検出装置をガス絶縁開閉装置
に実施した例を示す断面図である。この図において、a
は、第1図の(a)に示す複数本の光ファイバセンサを
用いた発光位置検出装置であり、bは、第1図の(b)
に示す単一の光ファイバセンサを用いた発光位置検出装
置である。FIG. 6 is a sectional view showing an example in which the light emitting position detection device of the present invention is implemented in a gas insulated switchgear. In this figure, a
is a light emitting position detection device using a plurality of optical fiber sensors shown in FIG. 1(a), and b is a light emitting position detection device shown in FIG. 1(b).
This is a light emitting position detection device using a single optical fiber sensor as shown in FIG.
SF、ガスが封入され、しかも高圧開閉器2・・・が内
蔵されているケースlの中に、本発明の発光位置検出装
置が内蔵されている。発光位置検出装置aは、ケースl
中において、パイプ23の中に、第1図(a)に示す複
数の光ファイバセンサ7a、7b・・・の束7を神通し
、それぞれの受光素子は、出力口24に内蔵され、出力
口24から出力信号線25が導き出されている。なお、
0本の光ファイバセンサを用い、それぞれの蛍光ファイ
バ部分は、蛍光ファイバ部分の存在しない個所が発生し
ないように、nLの検出領域において、所定のピッチL
だけずらして配置されている。The light emitting position detection device of the present invention is housed in a case l which is filled with SF and gas and also houses a high-pressure switch 2 . The light emitting position detection device a is in case l.
Inside, a bundle 7 of a plurality of optical fiber sensors 7a, 7b, . . . shown in FIG. An output signal line 25 is led out from 24. In addition,
Using 0 optical fiber sensors, each fluorescent fiber section is arranged at a predetermined pitch L in a detection area of nL so as to prevent the occurrence of spots where no fluorescent fiber section exists.
They are placed off-center.
そのため、nLの領域において、放電が発生したときは
、放電光が光ファイバセンサの蛍光ファイバの側面から
入射して蛍光に変換され、かつ受光素子で電気信号に変
換されて、出力信号線25から出力する。そして、いず
れの出力信号線から出力信号が発生したかによって、発
光位置が検出される。Therefore, when a discharge occurs in the region of nL, the discharge light enters from the side of the fluorescent fiber of the optical fiber sensor, is converted into fluorescence, and is converted into an electric signal by the light receiving element, and is sent from the output signal line 25. Output. Then, the light emitting position is detected depending on which output signal line the output signal is generated from.
発光位置検出装置すは、ケースl中において、パイプ2
6の中に、第1図(b)に示す単一の光ファイバセンサ
11を挿通し、両端の受光素子は、出力口27.28に
内蔵され、出力口27.28から導き出されている出力
信号線29.30が、比較回路15に接続されている。The light emitting position detection device is located in the case 1, and the pipe 2
6, the single optical fiber sensor 11 shown in FIG. Signal lines 29 and 30 are connected to the comparison circuit 15.
そのため、比較回路15において、光ファイバセンサ1
1の両端の受光素子の検出信号の強度を比較することで
、検出領域!における放電光の発生位置を検出できる。Therefore, in the comparison circuit 15, the optical fiber sensor 1
By comparing the intensities of the detection signals of the light receiving elements at both ends of 1, the detection area! The position where discharge light is generated can be detected.
なお、本発明の発光位置検出装置をガス絶縁開閉装置に
実施した例を示したが、SF6ガス中で放電を起こすも
のであれば、ガス絶縁開閉装置以外の装置にも適用でき
ることは言うまでもない。Although an example has been shown in which the light emitting position detection device of the present invention is implemented in a gas insulated switchgear, it goes without saying that it can be applied to devices other than gas insulated switchgears as long as they cause discharge in SF6 gas.
以上のように本発明の発光位置検出装置によれば、蛍光
ファイバを有する光ファイバセンサを、SF、気体の雰
囲気中に配設し、発光位置検出を要する領域に、蛍光フ
ァイバの側面を対向させることで、全領域にわたって確
実に発光位置を検出できる。As described above, according to the light emission position detection device of the present invention, an optical fiber sensor having a fluorescent fiber is disposed in an SF or gas atmosphere, and the side surface of the fluorescent fiber is made to face an area where light emission position detection is required. This allows the light emitting position to be detected reliably over the entire area.
とくに、蛍光ファイバは、BBOTを含む蛍光色素がド
ープされているため、SF6気体中における放電光の発
生位置を効率的に検出でき、微弱な発光でも確実に検出
し、信頼性の高い発光位置検出を行なうことができる。In particular, since the fluorescent fiber is doped with a fluorescent dye containing BBOT, it can efficiently detect the position of discharge light in SF6 gas, reliably detect even weak light emission, and provide highly reliable light emission position detection. can be done.
蛍光ファイバの側面から発光が入射するように配置でき
るため、光ファイバセンサは、発光位置検出領域の長手
方向に平行に配設可能で、発光位置検出装置の構成が簡
易で、しかも設置スペースが小さくてすみ、ガス絶縁開
閉装置などの限られたスペースに設置するのに適してい
る。Since the optical fiber sensor can be arranged so that the emitted light enters from the side of the fluorescent fiber, the optical fiber sensor can be installed parallel to the longitudinal direction of the emitting position detection area, making the configuration of the emitting position detection device simple and requiring a small installation space. Suitable for installation in confined spaces, such as in small spaces or gas-insulated switchgear.
第1図(a)(blは、本発明による発光位置検出装置
の基本原理を説明する側面図、
第2図は、BBOTをドープしてなる蛍光ファイバ中に
おける蛍光変換作用を説明する図、第3図は、ガス圧が
1520TorrO5F&気体中における火花放電の発
光スペクトルを示す図、第4図は、ポリカーボネートに
ドープされたBBOT色素の蛍光スペクトルを示す図、
第5図は、ポリカーボネートにドープされたBBOT色
素の光吸収スペクトルを示す図、第6図は、本発明の発
光位置検出装置をガス絶縁開閉装置に適用した例を示す
断面図、第7図は、ガス絶縁開閉装置中における放電位
置を検出する従来装置を示す断面図である。
図において、■は金属ケース、2・・・は開閉器、3.
5は放電光、7a、7b、7c、 11は光ファイバセ
ンサ、7は複数本の光ファイバセンサの束、8は透明光
ファイバ、9.12は蛍光ファイバ(部)、9aは蛍光
、10.13.14は受光素子、15は比較回路、16
.17は放電光、18はコア、19はクラッド、22は
蛍光体をそれぞれ示す。FIGS. 1(a) and 1(bl) are side views explaining the basic principle of the light emitting position detection device according to the present invention; FIGS. Figure 3 shows the emission spectrum of spark discharge in a gas with a gas pressure of 1520 TorrO5F. Figure 4 shows the fluorescence spectrum of BBOT dye doped in polycarbonate. Figure 5 shows the emission spectrum of BBOT doped in polycarbonate. A diagram showing the light absorption spectrum of a dye, FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example in which the light emitting position detection device of the present invention is applied to a gas insulated switchgear, and FIG. 7 is a diagram showing the detection of a discharge position in a gas insulated switchgear. 1 is a sectional view showing a conventional device. In the figure, ■ indicates a metal case, 2... indicates a switch, and 3.
5 is discharge light, 7a, 7b, 7c, 11 is an optical fiber sensor, 7 is a bundle of a plurality of optical fiber sensors, 8 is a transparent optical fiber, 9.12 is a fluorescent fiber (part), 9a is fluorescent light, 10. 13.14 is a light receiving element, 15 is a comparison circuit, 16
.. 17 is a discharge light, 18 is a core, 19 is a cladding, and 22 is a phosphor.
Claims (1)
置を検出する装置であって、 透明光ファイバ(8)の一端に、BBOTを含む蛍光色
素をドープしてなる蛍光ファイバ(9)を設け、他端に
受光素子(10)を設けることで、光ファイバセンサを
構成し、 この光ファイバセンサを複数本用いると共に、それぞれ
の蛍光ファイバ部(9)の位置を、光ファイバセンサの
長手方向にずらして配設し、任意の蛍光ファイバに入射
した光によって、該蛍光ファイバ中の蛍光体を励起して
起きる蛍光が、透明光ファイバ(8)中を伝播して受光
素子(10)で受光されることにより、発光の存在とそ
の位置を検出するように構成してなることを特徴とする
発光位置検出装置。 2、SF_6(六フッ化イオウ)気体中における発光位
置を検出する装置であって、 BBOTを含む蛍光色素をドープしてなる蛍光ファイバ
(12)の両端に受光素子(13)(14)を設け、前
記の蛍光ファイバ(12)に側面から入射した光によっ
て、該蛍光ファイバ(12)中の蛍光体を励起して起き
る蛍光を、該蛍光ファイバ(12)中を伝播して両端の
受光素子(13)(14)で受光し、かつそれぞれの受
光素子(13)(14)の受光の強度比によって、発光
の存在とその位置を検出するように構成してなることを
特徴とする発光位置検出装置。[Claims] 1. A device for detecting the position of light emission in SF_6 (sulfur hexafluoride) gas, comprising a fluorescent fiber doped with a fluorescent dye containing BBOT at one end of a transparent optical fiber (8). (9) and a light-receiving element (10) at the other end, an optical fiber sensor is constructed. The sensors are arranged to be shifted in the longitudinal direction, and the light that enters any fluorescent fiber excites the fluorescent material in the fluorescent fiber, causing fluorescence that propagates through the transparent optical fiber (8) and reaches the light receiving element (8). 10) A light emission position detection device characterized in that it is configured to detect the presence of light emission and its position by receiving light at the light emission point. 2. A device for detecting the position of light emission in SF_6 (sulfur hexafluoride) gas, in which light-receiving elements (13) and (14) are provided at both ends of a fluorescent fiber (12) doped with a fluorescent dye containing BBOT. The light incident on the fluorescent fiber (12) from the side excites the phosphor in the fluorescent fiber (12), causing the fluorescence to propagate through the fluorescent fiber (12) and reach the light-receiving elements ( 13) Light emitting position detection characterized in that the light is received by (14), and the presence of light emitted and its position are detected based on the intensity ratio of the light received by the respective light receiving elements (13) and (14). Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21252989A JP2756707B2 (en) | 1989-08-18 | 1989-08-18 | Light emission position detection device |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH03188303A true JPH03188303A (en) | 1991-08-16 |
JP2756707B2 JP2756707B2 (en) | 1998-05-25 |
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-
1989
- 1989-08-18 JP JP21252989A patent/JP2756707B2/en not_active Expired - Fee Related
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