JPH0562954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は三相電線路に配置され、主として零
相電圧、零相電流などを検出、測定して線路事故
を発見するための三相電線路の検電装置に関する
ものである。

（従来の技術） 近年、電力需要の多様化にともない、電力供給
における正確、かつ、迅速な対応が必要となり、
そのための情報として、たとえば、電圧、電流な
どの検出測定において、情報を安全、かつ、高精
度に得ることが望まれている。

従来、三相電線路では、計器用変圧器や変流器
を設置して、電圧や電流を直接電気回路を通じて
測定している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来の装置では、架空電線路、特に
市街地における配電線路などでは、装柱のスペー
スが制約され、線路機材の配置も錯綜し、降雨な
どで電界や磁界の誘導による影響を受けやすく、
測定精度が不安定になるとともに、経年による絶
縁劣化で安全性が低下するなどの欠点があつた。

これに対して、例えば実願昭59−25156号（実
開昭60−137380号）の明細書に示されるように、
フアラデイ素子を備えた電流センサやポツケルス
素子を備えた電圧センサを用いて電線路の電流や
電圧を光信号により検出する手段が提案されてい
る。

この発明は電線への取付けを簡単にして、か
つ、前記のように二種類の光センサを用いること
なく、電圧センサのみを利用して電流測定も可能
にした検電装置の提供を目的としている。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は前記問題点を解決するために、三相
電線路の各相の電線に、光信号を出力する検電部
を設け、各検電部を光伝送路を介して発光部と受
光部とにそれぞれ個別に接続し、さらに、各受光
部は各相別の信号とその合成信号とを信号表示器
へ入力するための電気回路へ接続してなる三相電
線路の検電装置であつて、前記検電部はポツケル
ス効果を有する電気光学素子を備えた第１及び第
２の光センサを有し、軸方向に透光体を貫通して
なる碍子の頭部に電線を挾持可能な分割形の変流
器を固定し、該変流器に電線路からの二次電流を
電圧信号に変換するための抵抗体を並列に介装し
て前記第１光センサに接続し、また、電線路の電
圧を分圧するための第１電極と第２電極とを所定
の絶縁間隔を持つて配置するとともに、この両電
極を前記第１光センサと並設した第２光センサに
接続し、さらに、両センサを前記透光体とそれぞ
れ接合した手段を採用している。

（作用） 検電部において電線路の電圧は、分圧電極を介
して第２光センサに印加され、また、電流は分割
形変流器と第１光センサ間において並列に介装し
た抵抗体によつて電圧信号に変換されて第１光セ
ンサに印加される、両信号は、検電部において光
信号に変換されて光伝送路により碍子から受光部
へ進入し、各相の信号及び各相の合成信号が電気
回路を介して信号表示器へ入力される。検電部は
碍子の頭部に固定した分割形変流器によつて電線
を挾持することにより、簡単に取着できるととも
に線路の間近に保持できるので出力信号が安定す
る。

（実施例） 以下、この発明を具体化した実施例を第１図〜
第６図にもとづいて詳細に説明する。

検電装置は第１図に示すように電柱１の支持ア
ーム２に取付けられてそれぞれ各相の電線４Ａ，
４Ｂ，４Ｃを把持する碍子３Ａ，３Ｂ，３Ｃと、
該碍子３Ａ，３Ｂ，３Ｃの電線把持個所に設けた
検電部５Ａ，５Ｂ，５Ｃと、前記碍子３Ａ，３
Ｂ，３Ｃの下端より引出された各相別の光フアイ
バケーブル６Ａ，６Ｂ，６Ｃをもつてなる光伝送
路と、前記電柱１に取付けられ前記光フアイバケ
ーブル６Ａ，６Ｂ，６Ｃが引込まれる測定部７と
によつて構成されている。測定部７は測定用電源
７ａ、後述する発光部、受光部、信号合成回路、
継電器および信号表示器とよりなつている。

また、検電装置は第２図に示すように、電線把
持個所に検電部５Ａ，５Ｂ，５Ｃを設けた碍子３
Ａ，３Ｂ，３Ｃが各相の電線４Ａ，４Ｂ，４Ｃに
それぞれ吊下されて、同じく下端より引出された
光フアイバケーブル６Ａ，６Ｂ，６Ｃがそれぞれ
測定部７へ個別に引込まれている。

第２図において電線４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、従来
一般の電線支持碍子によつて把持されている。

前記の内、碍子３Ａ，３Ｂ，３Ｃ、電線４Ａ，
４Ｂ，４Ｃおよび検電部５Ａ，５Ｂ，５Ｃは以下
ではそれぞれ３Ａ，４Ａ，５Ａで代表して説明す
る。第３図および第４図に示すように、碍子３Ａ
の碍子本体８は磁器製であつて、それぞれ平行し
て軸方向に貫通した２本の透光体９，９が設けら
れており、該透光体９，９は光フアイバ、石英ガ
ラスあるいはその他の透光性セラミツクスであつ
て、碍子本体８に形成した貫通孔に配置して、ゴ
ム、樹脂などの接着剤によつて碍子本体に固着さ
れるか、あるいは、低融点ガラスなどの無機質絶
縁材料を加熱溶着させて一体的に碍子本体に固着
されている。碍子本体８は下端部にベース金具１
０が固着され、該ベース金具１０の底部には前記
透光体９，９の端面にそれぞれ接合固着されて２
個の光コネクタ１１が嵌挿されている。

次に、検電部５Ａについて説明する。碍子本体
８の上端部にはフランジ金具１２が固着され該フ
ランジ金具１２には、碍子本体８の端面にパツキ
ング１４を介して筒状金具１３がボルト１５をも
つて締付固定され、該筒状金具１３の上方開口端
には、上半部１６ａと下半部１６ｂよりなる分割
形変流器１６が下半部１６ｂを筒状金具１３の内
壁に設けた段部１３ａに係合保持されるとともに
上半部１６ａをボルト１７で締付固定して取付け
られている。該分割形変流器１６は絶縁容器中に
環状に連接して配設した１対の鉄心１６ｃ，１６
ｃに巻線１６ｄを巻回したものであつて、該巻線
１６ｄによつてリード線３２，３３によつて、第
１の光センサ２０に接続され、さらに該光センサ
２０は碍子本体８の一方の透光体９の端面に接合
固着されている。

前記分割形変流器１６と光センサ２０との間に
は、該光センサ２０と並列に抵抗体１８が前記リ
ード線３２，３３を介して巻線１６ｄに接続され
ている。

電線路の電線４Ａは前記分割形変流器１６の上
半部１６ａと下半部１６ｂとの間に挾持されて検
電部５Ａが該電線の間近かに位置して保持され
る。また、前記筒状金具１３には第３図に示すよ
うに、前記電線４Ａと対向して分圧電極１９が収
容され、該分圧電極１９は電線４Ａとの間に所定
の絶縁間隔を介して配設した第１電極１９ａと、
該第１電極１９ａとの間に同じく所定の絶縁間隔
を介して配設した第２電極１９ｃとをもつてな
り、第１電極１９ａから引出したリード線１９ｂ
および第２電極１９ｃから引出したリード線１９
ｄとによつて、第２の光センサ２０′に接続され、
さらに、該光センサ２０′は碍子本体８の他方の
透光体９の端面に接合固着されている。

光センサ２０，２０′は、第５図に示すように、
絶縁ケース２１内にポツケルス素子などの電気光
学素子２２を配し、その上面に1/4波長板２３お
よび反射鏡２４を、また下面にはロツドレンズ２
５および偏光板２６をそれぞれ接合固着して一体
化し、さらに前記偏光板２６に光フアイバなどの
透光体２７を接合固着して導出し、ケース２１内
に絶縁物２８を充填したものである。２９，２９
は透光体２７の保持材料である。また、光センサ
２０，２０′には、前記電気光学素子２２の対向
側面にそれぞれ電極３０，３１を設けて該電極３
０，３１には前記リード線１９ｂ，１９ｄあるい
はリード線３２，３３が接続されて、前記絶縁ケ
ース２１より引出され、前記分割形変流器１６の
巻線１６ｄの両端あるいは集電電極１９の第１電
極１９ａおよび第２電極１９ｃに接続される。ま
た、前記において光センサ２０，２０′は絶縁ケ
ース２１や絶縁物２８などを用いず、偏光板２６
を直接に碍子本体８の透光体９に接合固着しても
よい。検電部５Ａはさらに前記筒状金具１３内に
ゴム、樹脂などの絶縁物３４を充填して絶縁包蔵
し、絶縁強化あるいは浸水防止を図ることが望ま
しい。

次に、検電装置の測定部７を第６図にもとづい
て説明する。

図中、各相の電線４Ａ，４Ｂ，４Ｃにそれぞれ
配置した検電部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに、光フアイバ
ケーブル６Ａ，６Ｂ，６Ｃをもつてなる各相別の
光伝送路４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃはそれぞれ変流
器１６に接続された経路と分圧電極１９に接続さ
れた経路とにわかれて、電流測定用受光部４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと電圧測定用受光部４２Ａ，
４２Ｂ，４２Ｃとに個別に導入されている。前記
電流測定用受光部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと電圧
測定用受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとは各相毎
に電気回路により電流信号合成回路４３と電圧信
号合成回路４４へ接続され、さらに、地絡継電器
４５を介して信号表示器４６に接続されている。
また、この実施例では、前記電流測定用受光部４
１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと電流信号合成回路４３と
の間の電気回路は各相毎に分岐されて短絡継電器
４７を介して前記信号表示器４６へ接続されてい
る。又、各相の電流測定用受光部４１Ａ，４１
Ｂ，４１Ｃと、電圧測定用受光部４２Ａ，４２
Ｂ，４２Ｃとは、それぞれ光伝送路４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃを介して光パワの発信源である他方端
の電流測定用発光部４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃと電
圧測定用発光部４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃとに接続
されている。

前記において電流信号合成回路４３と電圧信号
合成回路４４とは、電流測定用発光部４８Ａ，４
８Ｂ，４８Ｃと電圧測定用発光部４９Ａ，４９
Ｂ，４９Ｃから発信され、検電部５Ａ，５Ｂ，５
Ｃにおいて変調された光パワから電流測定用受光
部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと電圧測定用受光部４
２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃとにおいて転換して得た各
相の電気信号を加算合成し、地絡継電器４５は前
記電流信号合成回路４３と電圧信号合成回路４４
から、電気信号を受け、かつその電気信号がいず
れも所定値を上回り、かつ、２種類の電気信号が
電線路の交流電圧の正弦波形の位相に対して所定
範囲内で一致した場合に作動して出力するように
構成されている。

また、短絡継電器４７は、各相の電気信号の内
いずれかが所定値を上回ると作動して出力するよ
う構成されている。

なお、本発明では上記電流信号合成回路４３、
電圧信号合成回路４４、値絡継電器４５および短
絡継電器４７は従来の検電装置に装備されている
ものを用いることができ、また、信号表示器４６
の報知手段は任意に選定して実施する。

次に前記のように構成した実施例についての作
用を説明する。

三相電線路の各相の電線４Ａ，４Ｂ，４Ｃをそ
れぞれ把持する碍子３Ａ，３Ｂ，３Ｃの検電部５
Ａ，５Ｂ，５Ｃでは分割形変流器１６の鉄心１６
Ｃ，１６Ｃに線路の電流によつて磁界が生じ、巻
線１６ｄには線路電流に比例した二次電流が誘起
され、この二次電流が巻線１６ｄにリード線３
２，３３を介して接続した抵抗体１８によつて電
圧信号に変換され、該抵抗体に並列に接続した第
１の光センサ２０の電気光学素子２２には電極３
０，３１を介して電圧が印加される。また、検電
部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに設けた分圧電極１９では、
各相の電線４Ａ，４Ｂ，４Ｃに絶縁間隔を介して
配設した第１電極１９ａに相互間の静電容量によ
つて二次電圧が誘起され、さらに、該第１電極１
９ａに対向して配置した第２電極１９ｃにも相互
間の静電容量によつて第１電極１９ａの誘起電圧
に応じた二次電圧が誘起されて第１電極１９ａと
第２電極１９ｃ間の電位差による分圧電圧が生
じ、リード線１９ｂ，１９ｄで接続された第２の
光センサ２０′の電極３０，３１を介して電気光
学素子２２に分圧電圧が印加される。一方測定用
電源７ａにより測定部７の電流測定用発光部４８
Ａ，４８Ｂ，４８Ｃから光フアイバケーブル６
Ａ，６Ｂ，６Ｃを介して光パワを発信すると、光
パワは碍子３Ａ，３Ｂ，３Ｃの下端部に設けた光
コネクタ１１と碍子本体８の透光体９を通り第１
の光センサ２０に進入する。

また、測定部７の電圧測定用発光部４９Ａ，４
９Ｂ，４９Ｃから発信された光パワは第２の光セ
ンサ２０，２０に進入する。前記の光パワは、第
１あるいは第２の光センサ２０，２０′を通過す
る間にそれぞれ電気光学素子２２のポツケルス効
果により、印加された電圧すなわち、電線路各相
の電流あるいは電圧に比例した誘起電圧に応じた
位相変調を受け偏光板２６および1/4波長板２３
により強度変調されて光の強弱信号になり、反射
鏡２４で反転して透光体９、光コネクタ１１より
光フアイバケーブル６Ａ，６Ｂ，６Ｃを通つて各
相毎に電流測定用受光部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ
あるいは電圧測定用受光部４２Ａ，４２Ｂ，４２
Ｃへ進入し、該電流測定用受光部４１Ａ，４１
Ｂ，４１Ｃ、電圧測定用受光部４２Ａ，４２Ｂ，
４２Ｃで光の強弱信号から電気の強弱信号に変換
され、この信号が電気回路によつてそれぞれ電流
信号合成回路４３あるいは電圧信号合成回路４４
へ接続されて、三相を一括に加算合成されて地絡
継電器４５へ接続され、地絡継電器４５では、こ
れら２種類の電気信号がいずれも所定値を上回
り、かつ電線路の交流電圧の正弦波形の位相に対
して所定範囲内で一致した場合に作動して、信号
表示器４６へ出力する。この信号処理は三相電線
路における零相電流および零相電圧を検出、測定
して地絡事故を発見し、信号表示器によつて線路
事故を報知するものであつて、正常時にあつて
は、各相の電流あるいは電圧の位相和は零値であ
り、従つて地絡継電器は作動しない。

また、この実施例では、電流測定用受光部４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃと電流信号合成回路４３との
間の各相別の分岐回路に短絡継電器４７を接続
し、該短絡継電器４７を前記信号表示器４６に接
続しているので、三相電線路の各相を個別に検電
していずれかの相で定常電流値以上の電流が流れ
た場合に短絡継電器４７が作動して短絡事故信号
を信号表示器４６へ出力する。本発明では前記の
ように検電部５Ａ，５Ｂ，５Ｃに電流測定用とし
て第１の光センサ２０とともに該光センサ２０と
並列に接続した抵抗体１８を設け、また電圧測定
用として第２の光センサ２０′とともに第１電極
１９ａと第２電極１９ｂとをもつてなる分圧電極
１９を該光センサ２０′に接続して設けているの
で、抵抗体１８の抵抗値を調節することによつて
第１の光センサ２０に印加される二次電圧を調整
でき、分圧電極１９は第１電極１９ａあるいは第
２電極１９ｃにより、絶縁間隔を調節することに
よつて第２の光センサ２０′に印加される二次電
圧を調節できるので、光センサ２０，２０′は測
定する電流や電圧レベルに制約されることなく、
一種類のものを汎用できる。

本発明では、碍子の電線把持個所に電線を挾持
可能な分割形変流器を備えた検電部を一体的に設
けてこの検電部を電線の間近かに保持しているの
で、この検電部において電流や電圧が直ちに光信
号に転換されて、誘導や絶縁劣化などの要因を排
除して安定した検出信号を出力できる、さらに、
ポツケルス効果をもつ一種類の光センサによつて
電流及び電圧の双方を検出可能にしているので、
とくに光センサを使いわける繁雑さを排除できる
利点がある。

発明の効果 以上詳述したように本発明は、三相電線路に簡
単に設置できるとともに安全度が高く、測定精度
を高精度に維持することが可能であり、更に光セ
ンサを一種類に限定できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検電装置の取付状態を示す斜
視図、第２図は同じく本発明の検電装置の他の取
付状態を示す斜視図、第３図は碍子の縦断面図、
第４図は第３図に矢印Ａ−Ａで示す要部断面図、
第５図は同じく要部の断面図、第６図は原理を示
す回路図である。 ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ……碍子、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ
……電線、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ……検電部、６Ａ，
６Ｂ，６Ｃ……光フアイバケーブル、７……測定
部、８……碍子本体、９……透光体、１６……分
割形変流器、１８……抵抗体、１９……分圧電
極、１９ａ……第１電極、１９ｃ……第２電極、
２０……第１の光センサ、２０′……第２の光セ
ンサ、２２……電気光学素子、４０Ａ，４０Ｂ，
４０Ｃ……光伝送路、４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ…
…電流測定用受光部、４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…
…電圧測定用受光部、４３……電流信号合成回
路、４４……電圧信号合成回路、４５……地絡継
電器、４６……信号表示器、４７……短絡継電
器、４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃ……電流測定用発光
部、４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ……電圧測定用発光
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 三相電線路の各相の電線に、光信号を出力す
   る検電部を設け、各検電部を光伝送路を介して発
   光部と受光部とにそれぞれ個別に接続し、さら
   に、各受光部は各相別の信号とその合成信号とを
   信号表示器へ入力するための電気回路へ接続して
   なる三相電線路の検電装置であつて、 前記検電部はポツケルス効果を有する電気光学
   素子を備えた第１及び第２の光センサを有し、軸
   方向に透光体を貫通してなる碍子の頭部に電線を
   挾持可能な分割形変流器を固定し、該変流器に電
   線路からの２次電流を電圧信号に変換するための
   抵抗体を並列に介装して前記第１光センサに接続
   し、また、電線路の電圧を分圧するための第一電
   極と第２電極とを所定の絶縁間隔を持つて配置す
   るとともに、この両電極を前記第１光センサと並
   設した第２光センサに接続し、さらに、両センサ
   を前記透光体とそれぞれ接合したことを特徴とす
   る三相電線路の検電装置。