JPH0367231B2 - - Google Patents
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- JPH0367231B2 JPH0367231B2 JP59125790A JP12579084A JPH0367231B2 JP H0367231 B2 JPH0367231 B2 JP H0367231B2 JP 59125790 A JP59125790 A JP 59125790A JP 12579084 A JP12579084 A JP 12579084A JP H0367231 B2 JPH0367231 B2 JP H0367231B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
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Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
この発明は送電線用区間判別装置、特に、管路
気中送電線用区間判別装置に関する。
気中送電線用区間判別装置に関する。
［従来の技術］
管路気中送電線（以下、GILと記す）は中心導
体と金属製シースとの間を絶縁スペーサで保持
し、中心導体と金属性シースによる区間内に絶縁
性ガス、たとえばSF6ガスを充填して構成され
る。
体と金属製シースとの間を絶縁スペーサで保持
し、中心導体と金属性シースによる区間内に絶縁
性ガス、たとえばSF6ガスを充填して構成され
る。
このようなGILはシースソリツトボンドで使用
されるため、シースには導体電流と逆方向にほぼ
同じ大きさのシース電流が流れる。
されるため、シースには導体電流と逆方向にほぼ
同じ大きさのシース電流が流れる。
このようなGILにおいて、十分耐電圧構成がと
られているにもかかわらず地絡が生じることもあ
り、これに対する対策が必要となる。
られているにもかかわらず地絡が生じることもあ
り、これに対する対策が必要となる。
このため、地絡が生じたとき、定められたGIL
区間で地絡が生じたのかあるいはこのGIL区間に
つながる区間外で地絡が生じたのかを監視する必
要がある。
区間で地絡が生じたのかあるいはこのGIL区間に
つながる区間外で地絡が生じたのかを監視する必
要がある。
従来のこの種の対策の方式として、定められた
区間の両端に各々変流器（以下、CTと記す）を
設置し、このCTからの信号電流により事故点を
検出する星器がある。しかし、このCTを用いる
方式においては、CTからの信号を検知判断する
信号処理回路とCTとの間の距離が長く、かつそ
の信号リード線が電線であるため、その途中でノ
イズを拾うことや、CTが露出して高圧線に取付
けられているためCTと高圧線との接触や、CTの
物理的破壊等により誤判断が生ずることがある。
また、CTの形状も大きいという欠点もあつた。
区間の両端に各々変流器（以下、CTと記す）を
設置し、このCTからの信号電流により事故点を
検出する星器がある。しかし、このCTを用いる
方式においては、CTからの信号を検知判断する
信号処理回路とCTとの間の距離が長く、かつそ
の信号リード線が電線であるため、その途中でノ
イズを拾うことや、CTが露出して高圧線に取付
けられているためCTと高圧線との接触や、CTの
物理的破壊等により誤判断が生ずることがある。
また、CTの形状も大きいという欠点もあつた。
［発明の概要］
この発明の目的は、上述の２個のCTを用いる
方式の欠点を除去し、簡単な構成をもつ、誤判断
の生じない事故区間判別装置を提供することであ
る。
方式の欠点を除去し、簡単な構成をもつ、誤判断
の生じない事故区間判別装置を提供することであ
る。
この発明は、要約すれば、２個のCTに変え、
予め定められたGIL区間の両端の各々に磁界検出
センサを設置し、この２個の磁界検出センサから
の信号を光学フアイバで光−電気変換回路へ伝達
し、この変換回路からの信号により差動器を含む
判別回路において、地絡事故の有無および事故区
間の判定を行なうものである。
予め定められたGIL区間の両端の各々に磁界検出
センサを設置し、この２個の磁界検出センサから
の信号を光学フアイバで光−電気変換回路へ伝達
し、この変換回路からの信号により差動器を含む
判別回路において、地絡事故の有無および事故区
間の判定を行なうものである。
この発明の目的および他の目的と特徴は以下に
図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らか
となろう。
図面を参照して行なう詳細な説明から一層明らか
となろう。
［発明の実施例］
第１Ａ図はこの発明の一実施例である、光学的
磁界センサを用いた事故区間判別装置の構成図で
ある。第１Ａ図において、GIL１の区間Ｌが監視
される。区間Ｌの両端地点ＡおよびＢには各々光
学的磁界センサ２ａおよび２ｂが設置される。両
磁界センサ２ａ，２ｂが導出するシース電流対応
光出力は２心の光フアイバケーブル３ａ，３ｂに
より信号処理回路４ａおよび４ｂにそれぞれ伝達
される。信号処理回路４ａ，４ｂは光ケーブル３
ａ，３ｂによりそれぞ伝送された光信号をこの光
信号に応じた電気信号に変換して判別回路５へ伝
達する。判別回路５はこの伝達された信号により
地絡の有無および地絡区間を判定する。
磁界センサを用いた事故区間判別装置の構成図で
ある。第１Ａ図において、GIL１の区間Ｌが監視
される。区間Ｌの両端地点ＡおよびＢには各々光
学的磁界センサ２ａおよび２ｂが設置される。両
磁界センサ２ａ，２ｂが導出するシース電流対応
光出力は２心の光フアイバケーブル３ａ，３ｂに
より信号処理回路４ａおよび４ｂにそれぞれ伝達
される。信号処理回路４ａ，４ｂは光ケーブル３
ａ，３ｂによりそれぞ伝送された光信号をこの光
信号に応じた電気信号に変換して判別回路５へ伝
達する。判別回路５はこの伝達された信号により
地絡の有無および地絡区間を判定する。
第１Ｂ図は、第１Ａ図の判別回路５の構成ブロ
ツク回路図である。判別回路５は地点Ａおよび地
点Ｂからの信号入力を方形波に波形整形して増幅
する増幅器６ａ，６ｂと、この増幅器６ａ，６ｂ
が導出する信号を受けて、差動増幅する差動増幅
器７とを含む。この差動増幅器７からの出力信号
は積分器８より積分されて、一定の基準電位と比
較されるために比較器９へ与えられる。比較器９
はその入力信号が一定基準電位より高ければ論理
レベルで“High”の信号をAND回路１０与え
る。AND回路１０は比較器９からの信号と、地
絡時に導通状となる一方が接地されるリレー回路
３０の信号を反転回路３１で反転させた信号とを
入力する。AND回路１０からの信号により表示
回路１２で地絡の有無および地絡区間の表示を行
なう。
ツク回路図である。判別回路５は地点Ａおよび地
点Ｂからの信号入力を方形波に波形整形して増幅
する増幅器６ａ，６ｂと、この増幅器６ａ，６ｂ
が導出する信号を受けて、差動増幅する差動増幅
器７とを含む。この差動増幅器７からの出力信号
は積分器８より積分されて、一定の基準電位と比
較されるために比較器９へ与えられる。比較器９
はその入力信号が一定基準電位より高ければ論理
レベルで“High”の信号をAND回路１０与え
る。AND回路１０は比較器９からの信号と、地
絡時に導通状となる一方が接地されるリレー回路
３０の信号を反転回路３１で反転させた信号とを
入力する。AND回路１０からの信号により表示
回路１２で地絡の有無および地絡区間の表示を行
なう。
まず、この発明に適用した光学的磁界センサに
ついて説明する。
ついて説明する。
第２図は磁界センサの基本動作原理を示す図で
ある。一定の偏光方向Ａを持つ直線偏光が、たと
えばBSO単結晶からなるフアラデー素子１３へ
与えられる。このフアラデー素子１３には入射光
の進行方向と平行に磁界Ｈが印加される。入射光
はフアラデー素子１３を通過する際、フアラデー
回転を生じ入射光の振動方向Ａが一定の角度φだ
け回転される。したがつて、このフアラデー素子
１３の透過光は振動方向Ｂの直線偏光となる。磁
界の強さをＨ、フアラデー素子１３の長さをｌ，
ベルデ定数をVeとすると、回転角φは φ＝Ve・Ｈ・ｌ …(1) で表わされる。
ある。一定の偏光方向Ａを持つ直線偏光が、たと
えばBSO単結晶からなるフアラデー素子１３へ
与えられる。このフアラデー素子１３には入射光
の進行方向と平行に磁界Ｈが印加される。入射光
はフアラデー素子１３を通過する際、フアラデー
回転を生じ入射光の振動方向Ａが一定の角度φだ
け回転される。したがつて、このフアラデー素子
１３の透過光は振動方向Ｂの直線偏光となる。磁
界の強さをＨ、フアラデー素子１３の長さをｌ，
ベルデ定数をVeとすると、回転角φは φ＝Ve・Ｈ・ｌ …(1) で表わされる。
第３図は、このフアラデー回転を利用した磁界
センサの構造図である。磁界センサ２はフアラデ
ー素子１３としてBSO単結晶を用いる。このフ
アラデー素子１３はその入射光側と透過光側とを
除いて誘電体多層反射膜１４で覆われる。このフ
アラデー素子１３の入射光側には入射光を直線偏
光に変換する偏光子１５が設置される。また、透
過光側には、光軸が偏光子１５と45゜の角度をな
す検光子１６が設置される。検光子１６とフアラ
デー素子１３との間には、透過光の光軸を一定角
度回転させる旋光子１７が付置される。
センサの構造図である。磁界センサ２はフアラデ
ー素子１３としてBSO単結晶を用いる。このフ
アラデー素子１３はその入射光側と透過光側とを
除いて誘電体多層反射膜１４で覆われる。このフ
アラデー素子１３の入射光側には入射光を直線偏
光に変換する偏光子１５が設置される。また、透
過光側には、光軸が偏光子１５と45゜の角度をな
す検光子１６が設置される。検光子１６とフアラ
デー素子１３との間には、透過光の光軸を一定角
度回転させる旋光子１７が付置される。
このセンサ２の透過率Ｔ（透過光と入射光の強
度比）は Ｔ＝（１＋sin2φ）／２ …(2) で表わされる。2φ＜＜１の条件では、式(2)は Ｔ＝（１＋2φ）／２ …(3) となる。ここで磁界ＨがH0sinωtで表わされる交
番磁界の場合、透過率Ｔは式(1)と式(3)より、 Ｔ＝（１＋2Ve・H0sinωt・ｌ）／２となる。
したがつて、透過光の直流成分と交流成分の比率
（変調の深さ）を求めることにより、磁界の強さ
H0を求めることができる。
度比）は Ｔ＝（１＋sin2φ）／２ …(2) で表わされる。2φ＜＜１の条件では、式(2)は Ｔ＝（１＋2φ）／２ …(3) となる。ここで磁界ＨがH0sinωtで表わされる交
番磁界の場合、透過率Ｔは式(1)と式(3)より、 Ｔ＝（１＋2Ve・H0sinωt・ｌ）／２となる。
したがつて、透過光の直流成分と交流成分の比率
（変調の深さ）を求めることにより、磁界の強さ
H0を求めることができる。
第４図は上述の磁界センサ２を用いて、印加磁
場Ｈの大きさを求める磁界センサ回路の基本構成
図である。第４図において、信号処理回路１８か
ら一定の電位信号を発光ダイオード１９に与え
る。発光ダイオード１９はこの信号に応答して一
定強度の光信号を光フアイバケーブル３を通して
磁界センサ２に入射させる。磁界センサ２の透過
光は光フアイバケーブル３を通してフオトダイオ
ード２０に伝達される。フオトダイオード２０は
この透過光に応答した電気信号を信号処理回路１
８に与える。信号処理回路１８はこの電気信号の
直流成分と交流成分の比を求め、磁界センサ２に
印加されるＨの大きさおよび周波数に応じた電気
信号を出力する。
場Ｈの大きさを求める磁界センサ回路の基本構成
図である。第４図において、信号処理回路１８か
ら一定の電位信号を発光ダイオード１９に与え
る。発光ダイオード１９はこの信号に応答して一
定強度の光信号を光フアイバケーブル３を通して
磁界センサ２に入射させる。磁界センサ２の透過
光は光フアイバケーブル３を通してフオトダイオ
ード２０に伝達される。フオトダイオード２０は
この透過光に応答した電気信号を信号処理回路１
８に与える。信号処理回路１８はこの電気信号の
直流成分と交流成分の比を求め、磁界センサ２に
印加されるＨの大きさおよび周波数に応じた電気
信号を出力する。
この印加される磁界Ｈはシース電流により誘起
される。したがつて、磁界Ｈの強さはシース電流
の大きさに比例しているので、この磁界Ｈの強さ
H0の変化がシース電流の変化に対応する。すな
わち、信号処理回路１８が導出する電圧信号のレ
ベルがシース電流の大きさに対応する。したがつ
て、信号処理回路１８が導出する信号を検知判断
することによりシース電流の大きさの変化を検知
することが可能となる。
される。したがつて、磁界Ｈの強さはシース電流
の大きさに比例しているので、この磁界Ｈの強さ
H0の変化がシース電流の変化に対応する。すな
わち、信号処理回路１８が導出する電圧信号のレ
ベルがシース電流の大きさに対応する。したがつ
て、信号処理回路１８が導出する信号を検知判断
することによりシース電流の大きさの変化を検知
することが可能となる。
第５図は、常時（地絡の生じないとき）および
区間Ｌ内の地絡および区間Ｌ外の地絡における、
地点Ａ，地点Ｂにおける電流波形と信号処理回路
４ａ，４ｂの出力信号波形を一覧にした図であ
る。
区間Ｌ内の地絡および区間Ｌ外の地絡における、
地点Ａ，地点Ｂにおける電流波形と信号処理回路
４ａ，４ｂの出力信号波形を一覧にした図であ
る。
第６図は、常時および区間Ｌ内での地絡におけ
る差動増幅器７および積分器８の出力信号波形を
表わした図である。以下、第１Ｂ図、第５図およ
び第６図を参照して判別回路５の動作について述
べる。
る差動増幅器７および積分器８の出力信号波形を
表わした図である。以下、第１Ｂ図、第５図およ
び第６図を参照して判別回路５の動作について述
べる。
まず、地絡が生じたとき、リレー回路３０が導
通状態となる。このことにより事故の無故がまず
判別される。
通状態となる。このことにより事故の無故がまず
判別される。
次に地絡の区間判別について述べる。
区間Ｌ内の地絡のとき、第５図に見られるよう
に信号処理回路４ａ，４ｂの出力波形は互いに位
相が180゜異なる。この信号は増幅器６ａ，６ｂに
よりパルス状に波形整形され、かつ増幅される。
この増幅された信号は差動増幅器７により差動増
幅される。したがつて、差動増幅器７の出力は高
い出力レベルの幅の広いパルス信号となる。積分
器８はその入力が正レベルのときのみ積分動作を
行なう。したがつて、第６図に見られるようにこ
のとき積分器８の出力信号波形は三角波であり、
その出力レベルの一部はコンパレータ９の基準設
定値を越える。したがつて、コンパレータ９の出
力信号とリレー回路３０からの信号を入力する
AND回路１０からの信号により表示回路１２は
事故の表示を発光ダイオード（LED）およびブ
ザー（BZ）により行なう。
に信号処理回路４ａ，４ｂの出力波形は互いに位
相が180゜異なる。この信号は増幅器６ａ，６ｂに
よりパルス状に波形整形され、かつ増幅される。
この増幅された信号は差動増幅器７により差動増
幅される。したがつて、差動増幅器７の出力は高
い出力レベルの幅の広いパルス信号となる。積分
器８はその入力が正レベルのときのみ積分動作を
行なう。したがつて、第６図に見られるようにこ
のとき積分器８の出力信号波形は三角波であり、
その出力レベルの一部はコンパレータ９の基準設
定値を越える。したがつて、コンパレータ９の出
力信号とリレー回路３０からの信号を入力する
AND回路１０からの信号により表示回路１２は
事故の表示を発光ダイオード（LED）およびブ
ザー（BZ）により行なう。
一方、地絡が区間Ｌ外のとき、第５図に見られ
るように差動増幅器７への入力は位相がほぼ揃つ
ている。したがつて、このときは差動増幅器７か
らの出力信号はいくら入力信号のレベルが高くて
も常時と変わらない。このときは、差動増幅器７
より後段の回路はリレー回路３０からの信号を除
いて常時と同様の信号を導出するので、地絡の表
示は現われない。このことにより、地絡は区間Ｌ
外で生じたと判定される。
るように差動増幅器７への入力は位相がほぼ揃つ
ている。したがつて、このときは差動増幅器７か
らの出力信号はいくら入力信号のレベルが高くて
も常時と変わらない。このときは、差動増幅器７
より後段の回路はリレー回路３０からの信号を除
いて常時と同様の信号を導出するので、地絡の表
示は現われない。このことにより、地絡は区間Ｌ
外で生じたと判定される。
なお、上記実施例において管路気中送電線のシ
ース電流に誘起される磁界を検出したが、導体電
流に誘起される磁界を検知対象とすれば、他の送
電線においても同様の効果が得られる。
ース電流に誘起される磁界を検出したが、導体電
流に誘起される磁界を検知対象とすれば、他の送
電線においても同様の効果が得られる。
［発明の効果］
以上のように、この発明では、従来のCT方式
のCTに代えて光学的磁界センサを用い、さらに、
地絡の区間判別として大きな増幅度を持つ増幅器
を差動増幅器の入力部の直前に直列に接続し、か
つ差動増幅器が与える出力信号を積分器で積分し
て比較器で基準電位と比較している。したがつ
て、小型で簡単な装置構成であり、かつ、差動増
幅器の後段に接続された積分器により信号処理回
路からの信号が少しの位相差や若干のDC成分を
含んでいても誤判断のない確実な地絡の有無およ
び地絡区間の判定が可能となる。
のCTに代えて光学的磁界センサを用い、さらに、
地絡の区間判別として大きな増幅度を持つ増幅器
を差動増幅器の入力部の直前に直列に接続し、か
つ差動増幅器が与える出力信号を積分器で積分し
て比較器で基準電位と比較している。したがつ
て、小型で簡単な装置構成であり、かつ、差動増
幅器の後段に接続された積分器により信号処理回
路からの信号が少しの位相差や若干のDC成分を
含んでいても誤判断のない確実な地絡の有無およ
び地絡区間の判定が可能となる。
第１Ａ図はこの発明の一実施例である事故区間
判別装置の構成図である。第１Ｂ図は第１Ａ図の
判別装置の構成のブロツク回路図である。第２図
は第１Ａ図の光学的磁界センサの原理を示す図で
ある。第３図は第１Ａ図の光学的磁界センサの構
造図である。第４図は磁界センサ回路図である。
第５図は第１Ａ図の地点Ａ，Ｂにおける電流波形
と信号処理回路の出力信号波形を示す図である。
第６図は正常時および区間Ｌ内連絡時における第
１Ｂ図の差動増幅器および積分器の出力波形を示
す図である。 図において、１はGIL、２，２ａ，２ｂは光学
的磁界センサ、４ａ，４ｂは信号処理回路、５は
判別回路、６ａ，６ｂは増幅器、７は差動器、８
は積分器、９は比較器、１０はAND回路、３０
はリレー回路。なお、図中、同符号は同一または
相当部を示す。
判別装置の構成図である。第１Ｂ図は第１Ａ図の
判別装置の構成のブロツク回路図である。第２図
は第１Ａ図の光学的磁界センサの原理を示す図で
ある。第３図は第１Ａ図の光学的磁界センサの構
造図である。第４図は磁界センサ回路図である。
第５図は第１Ａ図の地点Ａ，Ｂにおける電流波形
と信号処理回路の出力信号波形を示す図である。
第６図は正常時および区間Ｌ内連絡時における第
１Ｂ図の差動増幅器および積分器の出力波形を示
す図である。 図において、１はGIL、２，２ａ，２ｂは光学
的磁界センサ、４ａ，４ｂは信号処理回路、５は
判別回路、６ａ，６ｂは増幅器、７は差動器、８
は積分器、９は比較器、１０はAND回路、３０
はリレー回路。なお、図中、同符号は同一または
相当部を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送電線の定められた区間の両端の各々に設置
され、かつ前記送電線を流れる電流により誘起さ
れる磁界を光信号に変換する磁界−光変換手段
と、 前記磁界−光変換手段からの信号を電気信号に
変換する光−電気変換信号と、 前記光−電気変換手段からの信号をパルス状に
波形整形し、かつ増幅する高い増幅度を有する２
個の増幅手段と、 前記２個の増幅手段が導出する信号を差動増幅
する差動増幅手段と、 前記差動増幅手段が導出する信号を積分する積
分手段と、 前記積分手段が導出する信号を一定の基準電位
と比較する比較手段とから構成される、送電線用
事故区間判別装置。 ２ 地絡を検出する手段と、前記地絡検出手段の
出力と前記比較手段の出力とに応答して、前記地
絡の地点が前記定められた区間の内または外であ
ることを表わす手段をさらに備える、特許請求の
範囲第１項記載の送電線用事故区間判別装置。 ３ 前記磁界−光変換手段はフアラデイ効果を利
用した光学的磁界センサである、特許請求の範囲
第１項または第２項記載の送電線用事故区間判別
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59125790A JPS613075A (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 送電線用事故区間判別装置 |
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