JPH0472582A

JPH0472582A - 電力ケーブル線路事故点検出システムにおける検出用光ファイバ布設構造

Info

Publication number: JPH0472582A
Application number: JP2185969A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Amano; 一夫天野; Shotaro Yoshida; 昭太郎吉田
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1992-03-06
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPH0748073B2

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】産業上の利用分野この発明は分布型温度センサ、特にラマン散乱型光ファ
イバ式分布型温度センサを用いて電力ケーブル線路の事
故発生地点を検出するシステムに関し、特にその分布型
温度センサの温度検知部である光ファイバを電力ケーブ
ル線路に布設する構造に関するものである。

従来の技術最近に至り、電力ケーブル線路における地絡事故等の事
故の発生地点を検出するシステムとして、例えば特開平
１−２６７４２８号公報に記載されているように、ラマ
ン散乱型光ファイバ式分布型温度センサを用いたシステ
ムが開発されている。

すなわち、ラマン散乱型光ファイノく式分布型温度セン
サは、その温度検知部である光ファイノ（の長さ方向に
おける温度分布を計測することができ、したがってその
光ファイバを電力ケーブル線路に沿わせておけば、電力
ケーブル線路における地絡事故等の事故により温度上昇
した位置（温度上昇ピーク位置）を検出して、事故発生
地点を知得することができるのである。

前述のようなラマン散乱型光ファイバ式分布型温度セン
サによる温度分布計測原理は次の通りである。すなわち
、光フィバに光を入射すれば、光ファイバ内のわずかな
屈折率のゆらぎや光ファイバを構成する分子、原子によ
る吸収、再発光などによる光の散乱が生しる。この散乱
光には、入射光と同じ波長の光であるレーレ散乱光と、
入射光とは異なる波長の光であるラマン散乱光とがある
。

後者のラマン散乱光は、光ファイバを構成する分子、原
子の熱振動により発生する散乱光で、その強さは温度に
大きく依存する。そこで入射光として特定波長のパルス
光（通常はレーザパルス）を使用し、散乱光により光が
戻ってくるまでの時間の遅れとラマン後方散乱光の強さ
を検出することで、光ファイバの長さ方向各位室の温度
を計測することができるのである。

ところで一般に電力ケーブル線路の布設にあたっては、
ある長さの電力ケーブル（単位ケーブル）を順次接続し
て行くことが行なわれており、したがって電力ケーブル
線路には必ず接続部が存在する。一方、電力ケーブル線
路の保守については、長距離の電力ケーブル線路の全長
にわたって同一の担当部所や担当者が保守・管理を行な
うことは稀であり、一般には電力ケーブル線路が複数の
保守区間に分けられて、各保守区間について別の部所あ
るいは保守責任者が担当するのが通常である。

そしてこの場合、保守区間の境界（保守分界点）は一般
に電力ケーブルの接続部に置かれるのが通常である。

発明が解決しようとする課題前述のように電力ゲーブル線路の保守管理においては、
保守区間ごとに保守管理の担当部所や担当者が異なるか
ら、発生した事故がいずれの保守区間で発生したかを知
る必要があり、特に保守区間の境界近傍ではいずれの側
の保守区間で事故が発生したかを正確に検出する必要が
ある。一方、保守区間の境界は一般に単位ケーブルの接
続部であることが多いが、この接続部は電力ケーブルの
通常の部分と比較して地絡事故等の事故発生頻度が著し
く高く、したがって接続部における事故発生位置の検出
精度を向上させることが強く望まれている。

ところでラマン散乱型光ファイバ式分布型温度センサは
、その特性上、温度上昇ピーク位置をかなり正確に検出
することが可能であり、したがってその温度センサを用
いた電力ケーブル線路事故検出システムでもかなりの精
度で地絡事故等の発生位置を検出できるが、前述のよう
な各保守区間の境界位置近傍でその事故発生位置がいず
れの側の区間に属するかを正確に検出するには未だ不充
分であり、また事故発生頻度の高い接続部での事故発生
位置の正確な検出という点からも未だ不充分であった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、電
力ケーブル線路における保守区間の境界位置付近、もし
くは各単位ケーブル相互間の接続部で、地絡事故等の事
故発生地点を正確に検出することができるようにするこ
とを目的とするものである。

課題を解決するための手段請求項１に記載の発明の検出用光ファイバ布設構造は、
ラマン散乱型光ファイバ式分布型温度センサの温度検出
部である光ファイバを電力ケーブル線路に沿わせ、電力
ケーブル線路における温度上昇位置を検知して事故発生
地点を検出する電力ケーブル線路事故点検出システムに
おいて、電力ケーブル線路が複数の区間に区分されてお
り、その区間境界付近においては、同一の光ファイバに
おける長さ方向の異なる２箇所以上の部分が重複して沿
わされていることを特徴としている。

また請求項２に記載の発明の検出用光ファイバ布設構造
は、前記同様にラマン散乱型光ファイバ式分布型温度セ
ンサの温度検出部である光ファイバを電力ケーブル線路
に沿わせ、電力ケーブル線路における温度上昇位置を検
知して事故発生地点を検出する電力ケーブル線路事故点
検出システムにおいて、電力ケーブル線路が複数の単位
ケーブルを直列状に接続した構成とされており、各単位
ケーブルの接続部においては、同一の光ファイバにおけ
る長さ方向の異なる２箇所以上の部分が重複して沿わさ
れていることを特徴とするものである。

作　　　用請求項１に記載の発明の光ファイバ布設構造では、電力
ケーブル線路における区間境界付近の領域（以下これを
区間境界領域と記す）において、検出用の同一の光ファ
イバの長さ方向の異なる２箇所以上の部分が重複して沿
わされている。したがってその区間境界領域内において
地絡事故等の事故により温度上昇が生じた場合には、同
一の光ファイバの２箇所以上の部分によってその温度上
昇ピーク位置すなわち事故発生位置が検出されることに
なる。このように同一の光ファイバの２箇所以上の部分
によって事故発生位置が検出されれば、その検出精度が
、光ファイバの１箇所の部分のみによって検出する場合
と比較して格段に高くなる。例えば、光ファイバによっ
て得られる区間境界領域内の温度上昇ピーク位置が必ず
しも明確にあられれていない場合でも、区間境界領域に
対応する光ファイバの２以上の部分からの各情報を重ね
ることによって明確化することができ、あるいはまた光
ファイバから得られた温度ピーク位置情報が真の位置か
らずれているような場合でも、光ファイバの２以上の部
分で得られた位置情報を平均化することによって誤差を
少なくすることができる。したがって区間境界領域内で
の事故発生位置を高精度で検出して、その事故発生位置
がいずれの区間に属するかを正確に判別することができ
る。

また請求項２に記載の発明の光ファイバ布設構造では、
接続部を介して複数の単位ケーブルを直列状に接続した
電力ケーブル線路における各接続部において、同一の検
出用の光ファイバの長さ方向の異なる２箇所の部分が重
複して沿わされている。したかって接続部において地絡
事故等の事故により温度上昇が生じた場合には、同一の
光ファイバにおける異なる２以上の部分によってその温
度上昇ピーク位置、すなわち事故発生位置が検出される
ことになり、そのため前記同様に接続部内での事故発生
位置を高精度で検出することができる。

なお実際の電力ケーブル線路においては、既に述べたよ
うに単位ケーブルの接続部が保守区間の境界となってい
ることが多（、シたがってこの場合には、請求項１の発
明において区間境界領域内の事故発生位置が同一の光フ
ァイバの２箇所以上の部分により検出されることは、請
求項２の発明において接続部内の事故発生位置が同一の
光ファイバの２箇所以上の部分により検出されることに
同じことになる。すなわちこの場合は、区間境界領域で
あると同時に接続部である部分での地絡事故等の事故発
生位置を正確に検出できることになる。

実　　施　　例第１図に、請求項１に記載の発明の実施例と請求項２に
記載の発明の実施例とを兼ねた実施例の全体的な構成を
模式的に示す。

第１図において、電力ケーブル線路１は、接続部２Ａ、
２Ｂを介して複数の単位ケーブル３Ａ〜３Ｃを直列状に
接続した構成とされており、かっこの電力ケーブル線路
１は、接続部２Ａ、２Ｂの中央を区間境界７Ａ、７Ｂと
して複数の保守区間４Ａ〜４Ｃに区分されている。した
がって各接続部２Ａ、２Ｂがそれぞれ区間境界領域８Ａ
、８Ｂとなっている。そしてこのような電力ケーブル線
路１の全体には、光ファイバ５が沿わされている。

この光ファイバ５は、分布型温度センサ計測部６に接続
されており、かつこの分布型温度センサ計測部６は、ホ
ストコンピュータ９に接続されている。ここで接続部２
Ａ（すなわち区間境界領域８Ａ）では、光ファイバ５は
その長さ方向に所定間隔を置いた２箇所の部分５１．５
２が沿わされている。すなわち光ファイバ５は、部分５
１において接続部２Ａに沿わされた後、余長部分５３を
接続部２Ａから離隔させた状態で戻し、部分５２におい
て再び接続部２Ａに沿わされている。また接続部２Ｂ（
すなわち区間境界領域８Ｂ）でも同様に光ファイバ５は
その長さ方向所定間隔を置いた２箇所の部分５４．５５
が沿わされており、その部分５４．５５の間は前記同様
に接続部２Ｂから離隔された余長部分５６とされている
。

光ファイバ５が接続されている分布型温度センサ計測部
６の具体的構成は一般的なものと同様であれば良いが、
通常は第２図に示すように構成される。すなわちこの計
測部６は、光ファイバに入射光としてレーザパルス光を
与えるとともに、光ファイバから戻るラマン後方散乱光
を分離してこれを受光しかつ増幅・平均化するためのも
のであって、第２図に示しているように、入射光として
のレーザパルス光を発振するためのレーザ光源１０と、
そのレーザ光源１０を駆動するための駆動回路１１と、
光ファイバ５から戻る反射散乱光からラマン散乱光を分
離するための分離用分波器１２と、ラマン散乱光中にお
けるラマン光以外の光成分をカットするためのカット用
分波器１３と、そのカット用分波器１３から出力される
ラマン散乱光を電気信号に変換するための受光素子１４
と、受光素子１４からの電気信号を増幅するためのアン
プ１５と、電気信号のＳ／Ｎ比改善のための平均化回路
１６とによって構成されている。そして計測部６の出力
信号（平均化回路１６の出力信号）はホストコンピュー
タ９へ与えられ、またホストコンピュータ９からの制御
のための信号が計測部６に与えられる。このホストコン
ピュータ９においては、計測部６からの電気信号を演算
処理して光ファイバ５における長さ方向における温度分
布が求められ、さらにその温度上昇ピーク位置、すなわ
ち地絡事故等の事故発生地点が求められる。

このとき、前述のように接続部２Ａ、２Ｂ（区間境界領
域８Ａ、８Ｂ）では、光ファイバの長さ方向の異なる各
２箇所の部分５１，５２；５４，５５が重複して沿わさ
れているから、その部分については、光ファイバからの
信号により得られた情報をホストコンピュータ９におい
て演算処理して、高精度で温度上昇ピーク位置すなわち
地絡事故等の事故発生位置を求めることができる。例え
ば接続部２Ａ（区間境界領域８Ａ）において地絡事故等
により温度上昇ピークが生じた場合、第３図に示すよう
に光ファイバ５の２箇所の部分５１．５２において温度
上昇ピークｐ１．ｐ２が生じるから、予め余長部分５３
の長さと、部分５１．５２の重複長さをホストコンピュ
ータ９に記憶させておけば、接続部２Ａにおける温度上
昇ピーク位置を求めることができる。

なお、各単位ケーブル３Ａ〜３Ｃおよび接続部２Ａ、２
Ｂに光ファイバ５を沿わせる具体的態様は任意であるが
、例えば第４図に示されているようにその長さ方向に沿
って直線状に沿わせて図示しない適宜の支持手段によっ
て支持させたり、あるいは第５図に示すように螺旋状に
巻付けたりすれば良い。またここで接続部２Ａ、２Ｂに
おいて光ファイバの２箇所の部分を重複させて沿わせる
とは、接続部２Ａ、２Ｂの同じ側において２重に重ね合
わせもしくは隣り合わせ状に配列する場合に限らず、例
えば第６図に示すように接続部２Ａ。

２Ｂの反対側の面に配列する場合も含むものとする。

さらに、以上の実施例においては、各接続部２Ａ、２Ｂ
（区間境界領域８Ａ、８Ｂ）に光ファイバ５の２箇所の
部分５１，５２．５４．５５を重複して沿わせた構成と
しているが、場合によっては各接続部２Ａ、２Ｂ（区間
境界領域８Ａ、８Ｂ）に光ファイバの長さ方向の異なる
３箇所以上の部分を重複して沿わせても良い。例えば第
７図に、接続部２Ａ（区間境界領域８Ａ）に光ファイバ
５の３箇所の部分５１，５２．５７を重複して沿わせた
例を示す。なおこの第７図の例では各部分５５１．５２
．５７の間に余長部分を特にとっていない。

さらに、前述の第１図の実施例では区間境界７Ａ、７Ｂ
が接続部２Ａ、２Ｂの中央部にあるものとして示したが
、区間境界７Ａ、７Ｂが接続部２Ａ、２Ｂの端部にある
場合もあり、このような場合も通常は区間境界領域８Ａ
、８Ｂは前述の例と同様に接続部２Ａ、２Ｂと同じ領域
と定めれば良いが、場合によっては接続部２Ａ、２Ｂの
端部の区間境界７Ａ、７Ｂを挾んだ両側の部分を含む領
域、すなわち接続部とそれに続く単位ケーブルの端部と
の両者を含む領域を区間領域と定めても良い。

またこのほか、区間境界７Ａ、７Ｂが接続部２Ａ、２Ｂ
とは別個独立の位置に設定されることもあり、このよう
な場合は区間境界領域８Ａ、８Ｂも接続部２Ａ、２Ｂか
ら離れた位置となるから、請求項１の発明の実施例と請
求項２の発明の実施例とは異なったものとなる。

発明の効果請求項１の発明の電力ケーブル線路事故点検出システム
における検出用光ファイバ布設構造によれば、電力ケー
ブル線路における区間境界付近の領域に同一の検出用光
ファイバにおける長さ方向の異なる２箇所以上の部分が
重複して沿わされているため、その領域では光ファイバ
における２箇所以上の部分で温度上昇ピーク位置すなわ
ち地絡事故等の事故発生位置が検出され、したがってそ
の位置を高精度で検出することができ、またそのため事
故発生位置が隣り合う区間のいずれで発生したかを容易
に判別することができる。

また請求項２の発明の電力ケーブル線路事故点検出シス
テムにおける検出用光ファイバ布設構造によれば、電力
ケーブル線路における各単位ケーブルの接続部において
同一の光ファイバにおける長さ方向の異なる２箇所以上
の部分が重複して沿わされているため、その接続部では
光ファイバの２箇所以上の部分によって温度上昇ピーク
位置すなわち地絡事故等の事故発生位置が検出され、し
たがって地絡事故等の事故発生頻度が高い接続部におけ
る事故発生信号を高精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電力ケーブル線路事故発生点検出シ
ステムにおける検出用光ファイバ布設構造の一例の全体
構成を示す略解図、第２図はこの発明の電力ケーブル線
路事故発生点検出システムに使用される計測部の一例を
示すブロック図、第３図は第１図の構成による光ファイ
バの長さ方向の位置と検出温度との関係を示す線図、第
４図から第６図までの各図はそれぞれ第１図に示される
検出用光ファイバ布設構造の主要部の例を示す正面図、
第７図はこの発明の検出用光ファイバ布設構造の主要部
の他の例を示す略解図である。１・・・電力ケーブル線路、　２Ａ、２Ｂ・・・接続部
、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・単位ケーブル、　４Ａ、４Ｂ
。４Ｃ・・・保守区間、　５・・・光ファイバ、　５１，
５２．５４．５５・・・光ファイバの一部、　７Ａ、７
Ｂ・・・区間境界、　８Ａ、８Ｂ、８Ｃ・・・区間境界
領域。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ラマン散乱型光ファイバ式分布型温度センサの温
度検出部である光ファイバを電力ケーブル線路に沿わせ
、電力ケーブル線路における温度上昇位置を検知して事
故発生地点を検出する電力ケーブル線路事故点検出シス
テムにおいて、電力ケーブル線路が複数の区間に区分されており、その
区間境界付近においては、同一の光ファイバにおける長
さ方向の異なる２箇所以上の部分が重複して沿わされて
いることを特徴とする、電力ケーブル線路事故点検出シ
ステムにおける検出用光ファイバ布設構造。（２）ラマ
ン散乱型光ファイバ式分布型温度センサの温度検出部で
ある光ファイバを電力ケーブル線路に沿わせ、電力ケー
ブル線路における温度上昇位置を検知して事故発生地点
を検出する電力ケーブル線路事故点検出システムにおい
て、電力ケーブル線路が複数の単位ケーブルを直列状に接続
した構成とされており、各単位ケーブルの接続部におい
ては、同一の光ファイバにおける長さ方向の異なる２箇
所以上の部分が重複して沿わされていることを特徴とす
る、電力ケーブル線路事故点検出システムにおける検出
用光ファイバ布設構造。