JPH06162381A - 光式センサ変換器および光式センサ変換器の送電線鉄塔への設置方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 落雷等に対する信頼性が高く、送電鉄塔上の
配線数を減少させることができるとともに、各センサの
計測時間の同時性を得ることができる光式センサ変換器
および光式センサ変換器の送電線鉄塔への設置方法を提
供すること。 【構成】 センサ２の出力は光式センサ変換器６に与え
られ、伝送装置５の入力形式に合わせた信号に変換／演
算される。変換／演算された信号は、光多重リンクによ
り多重化されて光信号に変換され、一心の光ファイバ・
ケーブル７を介して伝送装置５に伝送される。光式セン
サ変換器６には、伝送装置５または別の同期信号発生装
置から同期光信号が供給され、各光式センサ変換器６は
同期信号により同期がとられる。光ファイバ・ケーブル
７を使用して光式センサ変換器６の出力信号を伝送して
いるので、落雷等により、機器が故障したり、信号にノ
イズが混入することがなく、機器の信頼性を向上させる
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、架空送電線を保守点検
するための光式センサ変換器およびその送電線鉄塔への
設置方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は送電線鉄塔における従来のセンサ
およびセンサ変換器の設置状態を示す図であり、１は送
電鉄塔、２は、例えば、気象センサ等（風向風速計、気
温計、雨量計）や、電線への着氷雪荷重を計測するサン
プラ荷重計、電線の張力計、碍子の水平／垂直角度を測
定する碍子振角計等からなるセンサ、３はセンサ２の出
力信号を伝送する金属ケーブル、４はセンサの出力信号
を変換するセンサ変換器、５はセンサ変換器４の出力を
伝送する伝送装置である。

【０００３】同図において、センサ２で計測された信号
は金属ケーブル３を介して鉄塔もしくは地上に設置され
たセンサ変換器４に送られて変換される。センサ変換器
４の出力は伝送装置５から遠隔地の保守管理箇所に伝送
され、架空送電線の状態が監視される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の保守監視システムにおいては、測定箇所が送電鉄塔
上に分散しているため、センサ２は送電鉄塔上に分散し
て配置される。そして、これらのセンサ情報は、一つの
伝送装置５に集結されるため、センサ２からセンサ変換
器４まで、あるいは、センサ２から伝送装置５までの配
線距離が長くなるとともに、送電鉄塔１上で上下間の配
線が生ずる。

【０００５】送電鉄塔１の上下間の配線には、従来、金
属ケーブル３を使用していたが、上記のような機器配置
や配線であると、送電鉄塔に落雷があった場合、センサ
２からセンサ変換器４まで、または、センサ変換器４か
ら伝送装置５までの金属ケーブル３に雷電圧／電流また
は誘導電圧／電流が生じ、センサ２、センサ変換器４、
伝送装置５等の機器が故障したり、信号にノイズが混入
したりして、機器の信頼性を損ねていた。

【０００６】また、従来の保守監視システムにおいて、
センサとして、風向風速計を用いた場合には平均風速値
と最大瞬間風速値とを演算して出力し、また、電線張力
計変換器を用いた場合には平均張力値と張力変動値とを
演算して出力し、さらに、碍子振角計変換器を用いた場
合には碍子振角値と振角変動値とを演算して出力してお
り、１つの変換器から出力される信号が複数となる。こ
のため、配線数が多く施工上手間がかかった。

【０００７】さらに、複数のセンサが鉄塔上に配置さ
れ、これらのセンサ情報を評価しようとする場合、各セ
ンサの計測の同時性が要求されるが、従来は、センサお
よびその変換器が単独で計測時間を決定し計測していた
ので、各センサの計測時間の同時性がなかった。本発明
は上記した従来技術の欠点を改善するためになされたも
のであって、落雷等に対する信頼性が高く、送電鉄塔上
の配線数を減少させることができるとともに、各センサ
の計測時間の同時性を得ることができ、送電線の保守、
点検の信頼性を向上させることができる光式センサ変換
器および光式センサ変換器の送電線鉄塔への設置方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１の発明は、架空送電線の鉄塔に設
置する風向風速計、気温計、雨量計等の気象センサ、電
線の張力センサ等のセンサによる計測信号を信号変換／
演算し、これらの情報を送出するセンサ変換器におい
て、センサ変換器を、上記センサの出力信号を変換／演
算する信号変換／演算器と、信号変換／演算器の出力を
多重化して光信号として送出する光多重化リンクより構
成し、光多重化リンクの出力信号を一心の光ファイバ・
ケーブルを介して送出するようにしたものである。

【０００９】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、光ファイバ・ケーブルとして、ＰＣＳ光フ
ァイバ・ケーブルを使用したものである。本発明の請求
項３の発明は、請求項１または請求項２の発明におい
て、外部に設けた同期信号発生器からの光信号を受信す
る光−電気変換器を設け、外部に設けた同期信号発生器
からの光信号を受信して演算器をリセットすることによ
り、送電鉄塔上に設けられた各光式センサ変換器を同期
させるようにしたものである。

【００１０】本発明の請求項４の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、光式センサ変換器を、
タイマ回路により設定される期間、風速計の出力をカウ
ントするカウンタ回路と、カウンタ回路のカウント値を
記憶するメモリ回路と、メモリ回路の記憶値とカウント
回路のカウント値を比較し、メモリ回路の記憶値よりカ
ウント回路のカウント値が大きいとき、カウント回路の
カウント値をメモリ回路に記憶させる比較回路とからな
る最大瞬間風速演算回路と、平均風速を演算する平均風
速演算回路と、最大瞬間風速演算回路および平均風速演
算回路の出力信号を多重化して光信号に変換する光多重
化リンクとから構成したものである。

【００１１】本発明の請求項５の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、光式センサ変換器を、
気温計による計測信号と、雨量計による計測信号と、電
線に付着した着氷雪の荷重を測定するサンプラ荷重計に
よる計測信号をそれぞれ変換する信号変換器と、上記信
号変換器の出力信号を多重化して光信号として送出する
光多重リンクとから構成したものである。

【００１２】本発明の請求項６の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、光式センサ変換器を、
電線の張力を計測する張力計による計測信号を変換する
信号変換器と、張力計による計測信号より張力の変動値
を演算する張力変動値演算回路と、上記信号変換器およ
び張力変動値演算回路の出力信号を多重化して光信号と
して送出する光多重リンクとから構成したものである。

【００１３】本発明の請求項７の発明は、請求項１，２
または請求項３の発明において、光式センサ変換器を、
碍子の垂直／水平角度を検出する碍子振角計による計測
信号を変換する振角変換回路と、碍子振角計による計測
信号から振角の変動値を演算する振角変動値演算回路
と、上記信号変換器および振角変動値演算回路の出力信
号を多重化して光信号として送出する光多重リンクとか
ら構成したものである。

【００１４】本発明の請求項８の発明は、風向風速計、
気温計、雨量計、サンプラ荷重計、電線張力計、碍子振
角計等のセンサの設置位置に対して、その近傍の水平位
置にセンサによる計測信号を信号変換／演算し、光多重
化リンクにより多重化して光信号として送出する光式セ
ンサ変換器を設置したものである。

【００１５】

【作用】本発明の請求項１ないし７の発明においては、
金属ケーブルを使用せず、光ファイバ・ケーブルを使用
して変換器の出力信号を伝送しているので、落雷があっ
てもケーブルに雷電圧／電流が流れず、また、誘導電圧
／電流もケーブルに発生しないので、落雷等により、機
器が故障したり、信号にノイズが混入し機器が誤動作す
ることがなく、機器の信頼性を向上させることができ
る。

【００１６】また、光式センサ変換器からの複数の演算
出力は、光多重リンクにより一心の光ファイバ・ケーブ
ルで伝送できるように多重化されるので、各光式センサ
変換器から出力されるケーブル数が少なくなり、ケーブ
ル配線の工数が削減される。さらに、伝送装置または同
期信号発生装置から光式センサ変換器に同期光信号が入
力され各光式センサ変換器の同期がとられるので、送電
鉄塔上に設置された複数のセンサとセンサ変換器の計測
信号はすべて同期し、計測時間のずれが発生しない。

【００１７】本発明の請求項８の発明においては、光式
センサ変換器からの伝送路を光ファイバとするととも
に、送電鉄塔上のセンサ設置位置の近傍の水平位置に光
式センサ変換器を設置しているので、落雷があってもケ
ーブルに雷電圧／電流が流れず、また、誘導電圧／電流
もケーブルに発生しないので、落雷等により、機器が故
障したり、信号にノイズが混入し機器が誤動作すること
がなく、機器の信頼性を向上させることができる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明におけるセンサおよびセンサ変
換器の送電鉄塔への設置状態を示す図であり、図６に示
したものと同一のものには同一の符号が付されており、
１は送電鉄塔、２は前記した風向風速計、電線張力計等
のセンサ、３は金属ケーブル、６はセンサ２の出力を伝
送装置５の入力形式に合わせた信号に変換／演算して、
光信号に変換する光式センサ変換器、５は伝送装置、７
は光ファイバ・ケーブルであり、雷電圧／電流は主に鉄
塔の上下方向に発生するので、センサ２と光式センサ変
換器６は、同図に示すように、鉄塔上の近傍の水平位置
に配置するのが望ましい。

【００１９】同図において、センサ２の出力は光式セン
サ変換器６に与えられ、光式センサ変換器６はセンサ２
の出力を伝送装置５の入力形式に合わせた信号に変換／
演算する。変換／演算された信号は、光多重リンクによ
り多重化され、光信号に変換され、一心の光ファイバ・
ケーブルを介して伝送装置５に伝送される。また、鉄塔
上に配置された複数のセンサ２および光式センサ変換器
６の計測の同期をとるため、光式センサ変換器６には、
伝送装置５または別の同期信号発生装置から同期光信号
が供給される。光式センサ変換器６にはこの同期光信号
を受信するための光−電気変換器（Ｏ／Ｅ）が設けられ
ており、受信した同期光信号は電気信号に変換され、各
光式センサ変換器の演算回路に供給される。各光式セン
サ変換器の演算回路は同期信号が与えられるとリセット
され、各光式センサ変換器の計測時間の同期がとられ
る。

【００２０】図２は本発明の実施例である光式風向風速
計変換器の構成を示すブロック図であり、同図におい
て、２１ａは風向計、２１ｂは風速計、６１は光式風向
風速計変換器であり、６１ａは波形整形回路等から構成
され風速計２１ｂの出力より平均風速を演算する演算回
路、６１ｂは風速計２１ｂの出力をタイマ回路６１ｃに
より設定される期間、カウントするカウンタ回路、６１
ｃは予め設定された設定時間ごとに出力を発生するタイ
マ回路、６１ｄはカウンタ回路６１ｂの出力を記憶する
メモリ回路、６１ｅはカウンタ回路６１ｂの出力とメモ
リ回路６１ｄの出力を比較する比較回路、６１ｆは同期
光信号を受信する光−電気変換器、６１ｇは入力される
複数の信号を多重化して光ファイバ・ケーブルに送出す
る光多重リンク、７１，７２は一心の光ファイバ・ケー
ブルである。

【００２１】同図において、最初に、カウンタ回路６１
ｂは、タイマ回路６１ｃで設定される期間、風速計２１
ｂの出力をカウントし、このカウント値はメモリ回路６
１ｄに記憶される。次に、カウンタ回路６１ｂは、上記
と同様、タイマ回路６１ｃにより設定される期間、風速
計２１ｂの出力をカウントし、このカウント値は比較回
路６１ｅに与えられる。比較回路６１ｅは、メモリ回路
６１ｄに記憶されているカウント値と今回のカウント値
を比較し、大きい方のカウント値をメモリ回路６１ｄに
記憶させる。

【００２２】上記のような処理を繰り返すことにより、
ある計測時間の内の最大値、すなわち、最大瞬間風速値
がメモリ回路６１ｄに記憶される。光ファイバ・ケーブ
ル７２を介して光−電気変換器６１ｆに外部より同期光
信号が与えられると、メモリ回路６１ｄに記憶された最
大瞬間風速値は、平均風速演算回路６１ａが演算した平
均風速値、および、風向計２１ａの出力とともに、光多
重リンク６１ｇに与えられる。光多重リンク６１ｇは、
最大瞬間風速値、平均風速値、および、風向を多重化し
光信号として、光ファイバ・ケーブル７１に送出する。

【００２３】図３は本発明の実施例である気温計、雨量
計、および、サンプラ荷重計の出力を光信号に変換して
送出する光式センサ変換器の構成を示すブロック図であ
り、同図において、２２ａは気温計、２２ｂは雨量計、
２２ｃは電線への着氷雪荷重を計測するサンプラ荷重
計、６２はこれらセンサの出力を変換する光式センサ変
換器であり、６２ａないし６２ｃはセンサ信号を変換す
る信号変換器、６２ｄは光多重リンク、７１は一心の光
ファイバ・ケーブルである。

【００２４】同図において、気温計２２ａ、雨量計２２
ｂ、サンプラ荷重計２２ｃの出力は信号変換器６２ａな
いし６２ｃにより変換され、光多重リンク６２ｄに与え
られる。光多重リンク６２ｄは信号変換器６２ａないし
６２ｃの出力を多重化して光信号として光ファイバ・ケ
ーブル７１に送出する。なお、気温計、雨量計、およ
び、サンプラ荷重計は一般に送電鉄塔上の同じ箇所に設
置され、測定されることが多いので、上記実施例におい
ては、一つに組み合わせているが、これらの変換器をば
らばらに構成してもよい。

【００２５】図４は本発明の実施例である光式張力計変
換器の構成を示すブロック図であり、同図において、２
３は電線の張力を計測する張力計、６３は光式張力計変
換器であり、６３ａは平均張力演算回路、６３ｂは張力
変動演算回路、６３ｃは光−電気変換器、６３ｄは光多
重リンク、７１，７２は一心の光ファイバ・ケーブルで
ある。

【００２６】同図において、張力計２３により電線張力
が計測されると、平均張力演算回路６３ａはその平均張
力を演算し、張力変動値演算回路６３ｂは張力変動を演
算する。光−電気変換器６３ｃは、光ファイバ・ケーブ
ル７２を介して外部から与えられる同期光信号を受信し
て同期光信号を張力変動値演算回路６３ｂに与え、同期
光信号に同期して張力変動値を光多重リンク６３ｄに与
える。光多重リンク６３ｄは平均張力演算回路６３ａお
よび張力変動値演算回路６３ｂの出力を多重化して光信
号として光ファイバ・ケーブル７１に送出する。

【００２７】図５は本発明の実施例である光式碍子振角
計変換器の構成を示すブロック図であり、同図におい
て、２４は碍子の振角を計測する碍子振角計、６４はそ
の光式碍子振角計変換器であり、６４ａは平均振角演算
回路、６４ｂは振角変動値演算回路、６４ｃは光−電気
変換器、６４ｄは光多重リンク、７１，７２は一心の光
ファイバ・ケーブルである。

【００２８】同図において、碍子振角計２４により碍子
振角が計測されると、平均振角演算回路６４ａはその平
均振角を演算し、振角変動値演算回路６４ｂは振角変動
を演算する。光−電気変換器６４ｃは、光ファイバ・ケ
ーブル７２を介して、外部から与えられる同期光信号を
受信して同期光信号を振角変動値演算回路６４ｂに与
え、同期光信号に同期して振角変動値を光多重リンク６
４ｄに与える。光多重リンク６４ｄは平均振角演算回路
６４ａおよび振角変動値演算回路６４ｂの出力を多重化
して光信号として光ファイバ・ケーブル７１に送出す
る。

【００２９】以上示した実施例によれば、各センサと光
式センサ変換器を鉄塔上の近傍の水平位置に設置し、伝
送装置までのケーブルを光ファイバ・ケーブルとしたの
で、落雷による電圧／電流が送電鉄塔に流れても、送電
鉄塔上下間に配線された光ファイバ・ケーブルに雷電圧
／電流や誘導電圧／電流が発生することがない。したが
って、落雷等により、機器が故障したり、信号にノイズ
が混入することはなく、機器の信頼性を向上させること
ができる。また、送電鉄塔上の複数のセンサ情報はすべ
て同期して計測することができる。

【００３０】なお、雷電圧／電流による影響を除去する
ため、光ファイバ・ケーブルは、テンション・メンバ等
の構成素線がすべて金属でないケーブルを使用する必要
があり、施工工数を減らすため、プラスチック・ファイ
バ・ケーブルやＰＣＳ（Plastic Crad Silica ）が最適
である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明においては、光ファイバ・ケーブルを使用してセ
ンサ変換器の出力信号を伝送するとともに、送電鉄塔上
のセンサ設置位置の近傍の水平位置に光式センサ変換器
を設置しているので、送電鉄塔への落雷に対して、機器
の信頼性を向上させることができ、信頼性の高い架空送
電線の保守監視システムを構成することができる。

【００３２】また、光式センサ変換器からの複数の演算
出力を一心の光ファイバ・ケーブルで伝送できるので、
各光式センサ変換器から出力されるケーブル数が少なく
なり、ケーブル配線の工数が削減することが可能とな
る。さらに、伝送装置または同期信号発生装置から与え
られる同期光信号により、各光式センサ変換器の同期が
とられるので、送電鉄塔上に設置された複数のセンサと
光式センサ変換器の計測信号をすべて同期させることが
でき、計測時間のずれが発生することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるセンサ、光式センサ変換器の設
置状態を示す図である。

【図２】光式風向風速計変換器の実施例を示す図であ
る。

【図３】光式気温・雨量・サンプラ荷重計変換器の実施
例を示す図である。

【図４】光式電線張力計変換器の実施例を示す図であ
る。

【図５】光式碍子振角計変換器の実施例を示す図であ
る。

【図６】従来のセンサ、センサ変換器の設置状態を示す
図である。

【符号の説明】

１ 送電鉄塔 ２ センサ ２１ａ 風向計 ２１ｂ 風速計 ２２ａ 気温計 ２２ｂ 雨量計 ２２ｃ サンプラ荷重計 ２３ 張力計 ２４ 碍子振角計 ３ 金属ケーブル ５ 伝送装置 ６，６２ 光式センサ変換器 ６１ 光式風向風速計変換
器 ６１ａ 平均風速演算回路 ６３ａ 平均張力演算回路 ６３ 光式張力計変換器 ６３ｂ 張力変動演算回路 ６４ 光式碍子振角計変換
器 ６４ａ 平均振角演算回路 ６４ｂ 振角変動値演算回路 ６１ｂ カウンタ回路 ６１ｃ タイマ回路 ６１ｄ メモリ回路 ６１ｅ 比較回路 ６１ｆ，６３ｃ，６４ｃ 光−電気変換器 ６１ｇ，６２ｄ，６３ｄ，６４ｄ 光多重リンク ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ 信号変換器 ７，７１，７２ 光ファイバ・ケーブ
ル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 淳 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架空送電線の鉄塔に設置する風向風速
   計、気温計、雨量計等の気象センサ、電線の張力センサ
   等のセンサによる計測信号を信号変換／演算し、これら
   の情報を送出するセンサ変換器において、 センサ変換器を、上記センサの出力信号を変換／演算す
   る信号変換／演算器と、信号変換／演算器の出力を多重
   化して光信号として送出する光多重化リンクより構成
   し、 光多重化リンクの出力信号を一心の光ファイバ・ケーブ
   ルを介して送出することを特徴とする光式センサ変換
   器。
2. 【請求項２】 光ファイバ・ケーブルとして、ＰＣＳ光
   ファイバ・ケーブルを使用したことを特徴とする請求項
   １の光式センサ変換器。
3. 【請求項３】 外部に設けた同期信号発生器からの光信
   号を受信する光−電気変換器を設け、外部に設けた同期
   信号発生器からの光信号を受信して演算器をリセットす
   ることにより、送電鉄塔上に設けられた各光式センサ変
   換器を同期させることを特徴とする請求項１または請求
   項２の光式センサ変換器。
4. 【請求項４】 タイマ回路により設定される期間、風速
   計の出力をカウントするカウンタ回路と、カウンタ回路
   のカウント値を記憶するメモリ回路と、メモリ回路の記
   憶値とカウント回路のカウント値を比較し、メモリ回路
   の記憶値よりカウント回路のカウント値が大きいとき、
   カウント回路のカウント値をメモリ回路に記憶させる比
   較回路とからなる最大瞬間風速演算回路と、 平均風速を演算する平均風速演算回路と、 最大瞬間風速演算回路および平均風速演算回路の出力信
   号を多重化して光信号に変換する光多重化リンクとを備
   えた請求項１，２または請求項３の光式センサ変換器。
5. 【請求項５】 気温計による計測信号と、雨量計による
   計測信号と、電線に付着した着氷雪の荷重を測定するサ
   ンプラ荷重計による計測信号をそれぞれ変換する信号変
   換器と、 上記信号変換器の出力信号を多重化して光信号として送
   出する光多重リンクとを備えた請求項１，２または請求
   項３の光式センサ変換器。
6. 【請求項６】 電線の張力を計測する張力計による計測
   信号を変換する信号変換器と、張力計による計測信号よ
   り張力の変動値を演算する張力変動値演算回路と、 上記信号変換器および張力変動値演算回路の出力信号を
   多重化して光信号として送出する光多重リンクとを備え
   た請求項１，２または請求項３の光式センサ変換器。
7. 【請求項７】 碍子の垂直／水平角度を検出する碍子振
   角計による計測信号を変換する振角変換回路と、碍子振
   角計による計測信号から振角の変動値を演算する振角変
   動値演算回路と、 上記信号変換器および振角変動値演算回路の出力信号を
   多重化して光信号として送出する光多重リンクとを備え
   た請求項１，２または請求項３の光式センサ変換器。
8. 【請求項８】 風向風速計、気温計、雨量計、サンプラ
   荷重計、電線張力計、碍子振角計等のセンサの設置位置
   に対して、その近傍の水平位置にセンサによる計測信号
   を信号変換／演算し、光多重化リンクにより多重化して
   光信号として送出する光式センサ変換器を設置したこと
   を特徴とする光式センサ変換器の送電鉄塔への設置方
   法。