JPH0658960A

JPH0658960A - 電力線測定装置

Info

Publication number: JPH0658960A
Application number: JP22656592A
Authority: JP
Inventors: Seietsu Tomita; 誠悦富田; Tsutomu Yokota; 勤横田; Kenji Yukihira; 謙二雪平; Masaaki Kayahara; 正昭茆原
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、配電線等の電力線の電流・電圧・温
度等の状態変化を測定または監視する電力線測定装置に
関するもので、測定電源電力を前記電力線から取り出す
ことを目的とする。【構成】電力線にこの電力線の負荷電流による磁界から
電源用電力を取出すための非接触で装着される環状の電
源電流変成器２と、この電源電流変成器２の出力端に接
された半導体素子８とからなる交流電流制御回路３と、
この交流電流制御回路３の両端に接続された整流回路４
と、この整流回路４の出力端に接続され過電圧が検知さ
れたとき前記交流電流制御回路の半導体素子８を動作せ
しめて電流制御を行わしめる電圧検知・制御回路５とか
らなり、前記電力線の負荷変動にもとづく前記電源電流
変成器２の出力電流変動があっても、安定的な電力を測
定回路の電源として供給できるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送電線、配電線等の電力
線の状態変化を測定或いは監視する電力線測定装置に関
するもので、特に当該測定装置への電源電力の供給手
段、電力線の状態変化を検出する検出手段、およびこれ
ら検出データの処理手段等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配電線等の電力線の電力供給において
は、電力線の負荷電流のほか、高周波を含む電流・電圧
の波形や電線温度など多種多様なパラメータを計測し、
最適な状態に制御する必要があり、この電力線の状態変
化を測定・監視することは極めて重要である。従来はこ
のような測定・監視をする装置への電源の供給は、通常
の電源から電線で供給する方法や各測定装置設置場所に
蓄電池を置き供給するなどの方法が行われている。しか
し、前者の電源線による方法は、電柱に電力線以外の線
を架線することになり、電力線の保守・点検作業に際し
て邪魔になり作業効率の低下を招くと共に、落雷時の異
常電圧により発生するサージによって電源部が破損し、
測定が出来ない自体が生じることもある。また、後者の
蓄電池による方法は、蓄電池の保守のための巡回や蓄電
池自体の寿命による交換など多大な労力を必要としてい
る。また、従来の電力線の電流、電圧等の状態変化を検
出する各センサは、電力線から直接検出する方法が一般
的に採られているが、このため例えば柱上に設けられた
変圧器や開閉器等に組み込んだものが多く、センサ自体
の点検・保守のためその系統の配電等を停止しなければ
ならず、実用上の問題があった。また、従来は前記し
た電力線の電流、電圧、温度等の状態変化を検出する各
データは、検出場所である電柱や鉄塔上の変圧器や電力
線からリード線を介してこれらデータの収集を行い伝送
するようにしており、従って測定・監視の作業性のうえ
から好ましくなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明が
解決しようとする主たる課題は、電力線の電流、電圧、
温度等の状態変化を計測し或いは監視する装置への電源
供給を、電力線の保守・点検に邪魔になる電源線を用い
ることなく、かつ保守管理・点検に多くの労力を要する
蓄電池をも用いることなく電源を供給することにある。
また、更に電力線の電流、電圧等の状態変化をセンサで
検出する際、電力線への配電を停止せしめることなく検
出できるセンサを提供すること、および各種センサで検
出したデータをその検出場所の電力線からリード線を使
用しないで、地上または他の場所（ヘリコプタ等）に必
要に応じて伝送できるようにし、データ収集処理の効率
化を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】配電線等の電力線の電
流、電圧、温度等の状態変化を前記電力線から非接触で
検出する信号検出部と、この信号検出部で検出したデー
タをデジタル化して記憶または伝送処理する信号処理部
と、前記デジタルデータを常時または必要に応じて伝送
し当該データの収集を行う送受信部とを備えると共に、
前記電力線に当該電力線の負荷電流による磁界から電源
用電力を取り出すための非接触で装着される環状の電源
電流変成器と、この電源電流変成器の出力端に接続され
た半導体素子とを含む交流電流制御回路と、この交流電
流制御回路の出力端に接続された整流回路と、この整流
回路の出力端に接続され過電圧が検知されたとき前記交
流電流制御回路の半導体素子を動作せしめて電流制御を
行わしめる電圧検知・制御回路を備え、前記電力線の負
荷変動にもとづく前記電源電流変成器の出力電流変動が
あっても、安定的な電力を測定回路の電源として供給で
きるようにし、電源線の架線や蓄電池を必要としないよ
うにしたものである。

【０００５】配電線等の電力線の電流、電圧、温度等の
状態変化を前記電力線から非接触で検出する信号検出部
と、この信号検出部で検出したデータをデジタル化して
記憶または伝送処理する信号処理部と、前記デジタルデ
ータを常時または必要に応じて伝送し当該データの収集
を行う送受信部とを備えると共に、前記電力線に当該電
力線の負荷電流による磁界から電源用電力を取り出すた
めの非接触で装着される環状の電源電流変成器と、この
電源電流変成器の出力端に接続された半導体素子および
半導体素子のオン・オフを制御する受光素子とを含む交
流電流制御回路と、この交流電流制御回路の出力端に接
続された整流回路と、この整流回路の出力端に接続され
過電圧が検知されたとき動作し前記交流電流制御回路の
受光素子を動作せしめる発光素子を含む電圧検知・制御
回路とを備え、前記電力線の負荷変動にもとづく前記電
源電流変成器の出力電流変動があっても、安定的な電力
を測定回路の電源として供給できるようにし、電源線の
架線や蓄電池を必要としないようにしたものである。ま
た、前述した測定・監視の対象とする電力線から、当該
測定装置の電源を取り出すことに加えて、前記信号検出
部の電流検出を、電力線に非接触で装着される環状の測
定電流変成器にすると共に、前記信号処理部に前記測定
電流変成器からの検出データが所定範囲を超えて変動し
た場合に計測レンジを自動的に変更するゲイン切替回路
を含む電流データ測定回路を設け、当該測定系統の電力
線への配電を中止することなく、かつ測定精度の高いデ
ータを検出できるようにしたものである。

【０００６】また、前述した測定・監視の対象とする電
力線から、当該測定装置の電源を取り出すことに加え
て、前記信号検出部の電圧検出を、前記電力線に当該電
力線を中心にして同心円状に２層に設けられた第１電極
および第２電極と、前記電力線と前記第１電極間および
第１電極と第２電極間のそれぞれを絶縁する円筒状の絶
縁物とを設け、前記第１電極と第２電極との間に誘起さ
れる電圧を相導体の電圧に換算して測定電圧を検出する
ようにし、電力線に非接触で電圧データの検出を行える
ようにしたものである。

【０００７】また、前述した測定・監視の対象とする電
力線から、当該測定装置の電源を取り出すことに加え
て、前記電力線の単相または３相分の電流、電圧、温度
等の検出データを処理する前記信号処理部は、マルチプ
レクサ、サンプルホールド回路およびＡ／Ｄ変換回路を
含んで構成され、かつ前記送受信部は前記Ａ／Ｄ変換回
路から読み出されたデータを同期をとって光学的に伝送
するサブキャリア波長多重変調回路と、当該光学的伝送
信号を受信する受信信号処理部とを含んで構成されてい
ることにより、データ伝送のためのリード線等の伝送線
を不要にしたものである。また、前述した測定・監視の
対象とする電力線から、当該測定装置の電源を取り出す
ことに加えて、前記電力線の単相または３相分の電流、
電圧、温度等の検出データを処理する前記信号処理部
は、マルチプレクサ、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変
換回路および記憶回路を含んで構成され、かつ前記送受
信部は前記記憶回路に記憶されているデータの光学的読
み出し指示にもとづき、同期をとって光学的に伝送する
サブキャリア波長多重変調回路と制御ＣＰＵ、並びに光
学的に伝送される前記データを受信する受信信号処理部
とを含んで構成されていることにより、前記記憶データ
をリード線等の伝送線を用いることなく、かつ必要に応
じて読み出すことができるものである。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面にもとづき詳細に説明
する。第１図は本発明の基本構成図で、本発明の対象と
する電源部Ａ、信号検出部Ｂ、信号処理部Ｃおよびデー
タ送受信部Ｄとから構成されている。電源部Ａにおい
て、１は配電線等の電力線、２は電力線１から非接触で
電力線測定回路の電源電力を取り出す電源電流変成器、
３は交流電流制御回路、４は整流回路、５は直流電圧回
路である。この電源部Ａの電源電流変成器２は、図２に
示すように電力線１を流れる電流による磁界から電力を
取り出す円筒状磁性体２ａと、この磁性体２ａに巻回さ
れたコイル２ｂとから構成されている。このような円筒
状の電源電流変成器２における出力電圧は、公知の算出
式から、例えば磁性体２ａの内径ｄを５cm、厚さｘを５
cm、長さｈを１０cm、比透磁率を１００とし、コイル２
ｂの巻線回数を１，０００として、電力線１の電流周波
数を５０Hz、電流値Ｉを１００Ａとした場合、出力電圧
ｅは４３Ｖ程度となり、後段の回路インピーダンスを１
Ωとした場合は、４３Ｗ程度の出力が得られる。また、
前記した実施例のようにコイルの巻線をロゴウスキー型
に限定されるものではなく、磁性体２ａの全体に巻き付
ける必要もない。また、電力線１への装着が容易に行え
るように、磁性体２ａを分割型とし電力線との間に絶縁
物を挟んで装着後ネジ止め等により固定することも可能
である。この電源電流変成器２により取り出される電力
は、電力線１の負荷電流に依存するため、負荷電流の変
動に比例する。このため負荷電流が大きい場合は、電源
電流変成器２に発生する電力が大きくなり（電圧が高く
なり）、信号検出部Ｂおよび信号処理部Ｃ、データ送受
信部Ｄの測定部に必要以上の電力が供給されので、これ
を安定的な電力供給にする必要がある。この電力制御手
段が図１の交流電流制御回路３、整流回路４、電圧検出
・制御回路５であり、その具体的回路を図３および図４
に示す。

【０００９】図３において交流電流制御回路３の抵抗６
およびコンデンサ７は保護回路で、サージ等の異常電圧
発生時の保護用である。８はトライアック、９ａ，９ｂ
はホトトランジスタである。整流回路４は全波整流回路
でその出力は、電圧検出・制御回路５の過電圧保護用の
定電圧ダイオード１０と発光ダイオード１１ａ，１１ｂ
等の回路に接続されている。従って、整流回路４からの
直流出力が定電圧ダイオード１０の逆電圧を越えると、
発光ダイオード１１ａ，１１ｂに電流が流れ発光し、そ
の光信号によりホトトランジスタ９ａ，９ｂが動作し
て、トライアック８のゲートに電流を流す。この電流に
よってトライアック８のアノードとカソードが短絡状態
になり、交流の入力が遮断される。しかし、トライアッ
ク８は、交流のゼロクロス点によって回復し、次の過電
圧に至るまで電力を供給する。なお、前記したトライア
ック回路を制御するホトトランジスタ９ａ，９ｂおよび
発光ダイオード１１ａ，１１ｂをホトカプラとして構成
してもよい。図４は電力制御手段の他の実施例を示すも
ので、交流電流制御回路１２，整流回路４，電圧検出・
制御回路５から構成されている。なお、図３と同一部分
は同一符号を付してある。この実施例においても電源電
流変成器２から取り出された電圧が、整流回路４を介し
て電圧検出・制御回路５０に供給されたとき、所定電圧
を超えた場合はこれを検知し、その端子ｄ₁，ｄ₂から
制御信号としてサイリスタ１３ａ，１３ｂの各ゲートｃ
₁，ｃ₂に電流を流し、サイリスタ１３ａ，１３ｂの両
端ａ₁，ｂ₁およびａ₂，ｂ₂間の電流を小さくして電
力を制御する。即ち、順方向電流は交流入力のゼロクロ
ス点で、その端子ａ₂，ｂ₂およびａ₁，ｂ₁の方向に
所定電流が流れ始める。このように整流回路４の出力電
圧が所定電圧以上になった場合は、その情報が交流電流
制御回路１２にフィードバックされ整流回路４への電力
供給が抑制される。この電力制御手段は、前述した図３
および図４に示したように、交流側の電流を制御する大
電力用半導体素子例えばトライアック，サイリスタ，Ｇ
ＴＯ，ＩＧＢＴなどと、それに制御信号を与える電圧検
出・制御回路から構成されている。そして、前記大電力
用半導体素子の制御方法は、図３に示すように光素子を
用いても、図４に示すように電気信号を用いてもよい
が、制御信号の大きさ自体が１００倍程度変化すること
や、電力線が高電圧の場合に用いられることもあり、そ
の場合に誘導障害の発生が懸念されるとすれば、光素子
を用いた制御が好ましいと考えられる。この電力制御手
段においては、必要以上の電力は負荷としてインピーダ
ンスが高いコイルで消費されるため、熱としての放散は
少なく、後段および近接して配置された電子回路に悪影
響を及ぼすことがない。なお、十分広いスペースを確保
できる場合には、余剰電力を熱として放散する方法を適
用してもよい。

【００１０】次に信号検出部Ｂおよび信号処理部Ｃにつ
いて、図１、図５乃至図７を用いて説明する。図１にお
いて１４は電力線１の電流検出用の測定電流変成器で、
その検出出力は電流計測回路１５でデータ処理される。
１６は電力線１の電圧計測用の電界センサで、その検出
出力は電圧計測回路１７でデータ処理される。また図示
していないが、非接触の温度センサによる電力線の温度
検出も必要に応じて行い得るものである。１８はマルチ
プレクサ、１９はサンプルホールド回路、２０は高速ゲ
イン切替回路、２１はＡ／Ｄ変換回路、２２は制御・信
号処理回路である。電流検出用の測定電流変成器１４
は、前に説明した電源電力を取り出す電源電流変成器２
と基本的には同様の原理で測定電流を検出するものであ
る。電界センサ１６は図５に示すように電力線１から直
接検出するものではない。即ち、電界センサ１６は図５
（ａ），（ｂ）に示されているように、導体１ａおよび
絶縁体１ｂからなる配電用絶縁電線としての電力線１の
周囲に、その周面に第１電極１６ａを備えた円筒状絶縁
支持体１６ｂと、更に第１電極１６ａの周囲に、その周
面に第２電極１６ｃを備えた円筒状絶縁支持体１６ｄと
から構成されており、前記第１電極１６ａおよび第２電
極１６ｃは電力線１に対しほぼ同心円状になる等電位面
に沿って電極が配置されたことになり、この両電極間に
誘起される電圧をもって相導体の電圧に換算する。従っ
て、通常では絶対零電位（接地電位）の電圧測定の際、
接地電位を得るためのにリード線が必要であるが、本発
明による非接触の電圧測定による場合はリード線を必要
としない。なお、電界センサ１６は環状体として構成さ
れているが、分割型として電力線１に装着後にネジ等で
固定するようにしてもよい。

【００１１】これは、電力線１の電圧変動は負荷電流の
変動に比較して極めて少なく、例えば一般家庭に供給さ
れている低圧１００Ｖの場合では、供給規定により１０
１Ｖ±６Ｖであり、電圧の変動は６Ｖ以内に定められて
おり、６％を越える電圧変動は特別に大き負荷を突然使
用した瞬間にのみ発生することがある程度である。配電
線や送電線では、大きな電圧変動はその系統に地絡事故
や他の故障が発生した場合と限定してよく、定常的な状
態からの変動を監視するには絶対的な数値を計測する必
要性は少なく、前述した非接触による測定方法で目的は
十分達成されるからである。

【００１２】次に前記した電力線１の電流、電圧の検出
データは、マルチプレクサ１８およびサンプルホールド
回路１９を介して高速ゲイン切替回路２０に送られる。
この高速ゲイン切替回路２０は、図６および図７に示す
ように、特に大幅に変動する電力線１の負荷電流波形な
どを精度よく計測するために、極めて短い時間で有効計
測レンジを切り替えてダイナミックレンジを拡大するよ
うにしている。即ち、図６は高速ゲイン切替回路２０の
ブロック図を示したもので、測定電流変成器１４で検出
された交流電流信号は端子２０ａ，２０ｂより入力さ
れ、小電流領域用増幅器（ＨｉｇｈＧａｉｎ）２０
２、大電流領域用増幅器（ＬｏｗＧａｉｎ）２０３お
よび電圧比較器２０４に常時入力され、それぞれの増幅
出力が得られる。そして電圧比較器２０４は制御・信号
処理回路２２に設けられている比較電圧調整回路２２１
において予め定められた電圧にもとづき、電圧比較器２
０４は小電流領域用増幅器２０２または大電流領域用増
幅器２０３のいずれかの出力を選択すべきかが決定さ
れ、その情報により高速ゲイン切替スイッチ部２０１の
出力を一方に決定する。この判定と選択動作は、百万分
の１秒という極めて短い時間で実施されるので、測定に
なんらの支障を与えることはない。なお、この実施例で
は、ゲインは２種類の例を示したが、回路の増設により
３種類以上のゲイン切替えを行うことも可能である。こ
の高速ゲイン切換回路２０における切替え動作は図７に
示してあるように、測定有効レンジを越える入力波形が
入力されると、当該入力波形により測定レンジを自動的
に切り替え、その切り替えられた測定レンジでの測定が
行われるものである。なお、従来のダイナミックレンジ
の拡大には、対数圧伸増幅器（ログアンプ）などを適用
することが一般的であったが、計測レンジの大きな領域
では分解能が低下するという問題があった。しかし、本
発明の適用により計測レンジか小さい領域のみならず、
大きな計測レンジの領域でも線形にかつ分解能のよい計
測が可能になった。高速ゲイン切替回路２０の出力デー
タは、Ａ／Ｄ変換回路２１でディジタルデータとして制
御・信号処理ＣＰＵ２２に記憶される。なお、制御・信
号処理ＣＰＵ２２は、前記したマルチプレクサ１８、サ
ンプルホールド回路１９および高速ゲイン切替回路２０
の動作をも制御するものである。

【００１３】次にデータ送受信部Ｄについて図１にもと
づいて説明する。図１において、２３はサブキャリア波
長多重変調回路、２４は発光素子、２５は受光素子、２
６は受信信号処理部である。そして電力線１が３相であ
る場合は、各相から得られる電流、電圧波形等の測定デ
ータを、常時管理センター等に高速度で送信し、受信側
の同時トリガによって時間同期のとれた測定を可能とし
た計測系を示している。即ち、これらの多数の計測デー
タは制御・信号処理ＣＰＵ２２を介してディジタルデー
タとして送出され、サブキャリア波長多重変調回路２３
で多重変調して、発光素子２４により光信号として空間
伝送される。この伝送光信号は受光素子２５で受信され
受信信号処理部２６から管理センター等に伝送される。

【００１４】時間同期のとれた３相一括計測の実現によ
って、相毎の負荷のアンバランスのみならず、故障発生
による波形の変化から故障種別の特定や、故障が発生し
た相までも特定できるものである。故障判定には電流・
電圧の波形が必要になるが、設備の利用状態などの監視
を行うだけでであれば、いわゆる実効値が有力な情報と
して使用できる。この場合、データとして波形を取り込
む必要はなく、実効値検波を行う回路（図示せず）を選
択し、波形伝送に比べて遅い速度で情報の送受信を実行
することができる。これによりきめの細かい負荷制御が
実施できる。このためには、前記したＡ／Ｄ変換回路２
１と実効値検波回路、あるいは他の目的に適合した計測
回路を選択できるようにすれば、多種多様な目的にも使
用できる。

【００１５】図８は、図１で説明した制御・信号処理Ｃ
ＰＵ２２の記憶データを多重変調して光信号として空間
伝送し、受信信号処理部２６に記憶される伝送系に、測
定データを常時伝送する以外の機能を付加した応用例を
説明するためのものである。図８において、２７は記憶
回路で、Ａ／Ｄ変換回路２１でディジタル化され制御・
信号処理ＣＰＵ２２を介して送られた測定データを記憶
するものである。２８は制御ＣＰＵで記憶回路２７およ
びサブキャリア波長多重変調回路２３を制御するもので
ある。２９は受信側の発光素子、３０は発信側の受光素
子である。また、各回路または各素子間を結ぶ実線は、
常時送信の場合を示し、鎖線は受信側からの読み出し指
示による送信をする場合を示したものである。従って、
常時送信については前述した通りである。ここでは読み
出し指示があった場合について説明する。例えば、配電
線等の電力線１に現れる落雷などによるサージの観測に
応用する場合、測定されたサージ波形などは、記憶回路
２７に蓄積される。これらの蓄積データは、管理センタ
ーや例えばヘリコプタなどを用いた巡回により必要に応
じて記憶データを読み出す際、管理センター等の読み出
し側の指示による発光素子２９からの光トリガ信号を受
光素子３０が検知して、制御ＣＰＵ２８は記憶回路２７
のデータを読み出させ、サブキャリア波長多重変調回路
２３で多重変調し発光素子２４を通して管理センター等
に送信される。管理センター等の受信側では、データを
受け取るだけでなく、データが誤り無く伝送されたか否
かを送信側と情報交換し、最終的には次の測定に向けて
リセットする信号を送信する。送信側はそのリセット信
号に基づいて、記憶回路２７をクリアし、待機状態に戻
る。ここで述べた応用は一例であり、雷サージ以外の測
定対象として例えば配電線自体の故障状況観測への応用
も容易に実施することができる。

【００１６】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、データ送信側
の発光素子２４と、管理センター等の受信側の受光素子
２５との、光信号伝送時における伝送効率を高め、送信
距離を大幅に向上せしめるためのそれぞれの構造を示し
たもので、図９（ａ）の発光素子２４（ＬＥＤ）にはそ
の送信光を集光するレンズ３１とフード３２が設けられ
ている。このため、レンズ３１を用いない場合の送信光
の等強度面は鎖線ｌ₁で示すように方向性を持たない散
漫な曲線にあるが、レンズ３１を用いた場合は、この送
信光の等強度面は実線ｌ₂で示されるように方向性を持
った送信光となる。一方、図９（ｂ）の受光素子２５
（ホトトランジスタ）には受信光を集光するレンズ３３
と太陽光などの影響を軽減するための回析格子３４ａか
らなるグレーテイング（遮光溝）３４が設けられてい
る。なお、グレーテイング３４の構造の一部を図９
（ｃ）に示してある。従って、これらの構成により送受
信の光のＳ／Ｎを大幅に向上させることが可能となり、
送受信素子間の距離を大きくすることが可能となった。
なお、グレーテイング（遮光溝）３４の各溝の幅（間
隔）ａおよび深さｄは、太陽光の最小入射光によって算
出される。

【００１７】一般に発光素子単独では、素子表面を中心
に球面状（素子のリード線や基板配置などにより完全な
球ではない）に光が放射される。従って、送受信方向が
固定されいる場合には、お互いに正対する方向以外に放
射される光は無駄になってしまい、電波工学のアンテナ
の分野でいう利得（ゲイン）が低下する。そのため本発
明においては、前述したように、レンズ系の採用により
方向性を絞るようにしたものである。なお、方向合わせ
は、ユニバーサルジョイントなどを用いれば簡便に方向
合わせが可能となる。このように構成することによりゲ
インを高めることが可能となり、前記した如く送受信距
離を大幅に向上させることが可能になった。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、電力線の電流、電圧、
温度等の状態変化を計測し或いは監視する装置への電源
供給を、電力線の保守・点検に邪魔になる電源線を用い
ることなく、かつ保守管理・点検に多くの労力を要する
蓄電池をも用いることなく電源を供給することができる
と共に、電力線の電流、電圧、温度等の状態変化をセン
サで検出する際、電力線への配電を停止せしめることな
く検出できるものであり、更に、各種センサで検出した
データをその検出場所の電力線からリード線を使用せず
に地上または他の場所、例えばヘリコプタなどに必要に
応じて伝送できるようにしたものであり、このような作
用効果を総合することにより、電力線の測定部を当該電
力線に直接設けることが可能になると共に、この測定部
から得られた測定データの収集を地上または空中から行
い得るもので、測定・監視作業の効率を大幅に向上させ
ることができる優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明の電力線から測定電源を取り出す電流変
成器の実施例図である。

【図３】本発明の測定電源の制御回路の一実施例図であ
る。

【図４】本発明の測定電源の制御回路の他の実施例図で
ある。

【図５】本発明の電界センサの構造図である。

【図６】本発明の高速ゲイン切替回路の一実施例図であ
る。

【図７】本発明の高速ゲイン切替回路における切り換え
状態を示す波形図である。

【図８】本発明のデータ送受信部の光トリガによる記憶
データの読み出し動作を説明するブロック図である。

【図９】本発明のデータ送受信部における発光素子部と
受光素子部の構造図である。

【符号の説明】

１電力線２電源電流変成器３，１２交流電流制御回路４整流回路５電圧検出・制御回路８電圧検出・制御回路９ａ，９ｂホトトランジスタ１０定電圧ダイオード１１ａ，１１ｂ発光ダイオード１３ａ，１３ｂサイリスタ１４測定電流変成器１６電圧センサ１８マルチプレクサ１９サンプルホールド回路２０高速ゲイン切替回路２１Ａ／Ｄ変換回路２２制御・信号処理回路２３サブキャリア波長多重変調回路２４，２９発光素子２５，３０受光素子２６受信信号処理部２７記憶回路２８制御ＣＰＵ

フロントページの続き (72)発明者茆原正昭東京都東村山市本町３−６−16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配電線等の電力線の電流、電圧、温度等
の状態変化を前記電力線から非接触で検出する信号検出
部と、この信号検出部で検出したデータをデジタル化し
て記憶または伝送処理する信号処理部と、前記デジタル
データを常時または必要に応じて伝送し当該データの収
集を行う送受信部とを備えると共に、前記電力線に当該
電力線の負荷電流による磁界から電源用電力を取り出す
ための非接触で装着される環状の電源電流変成器と、こ
の電源電流変成器の出力端に接続された半導体素子とを
含む交流電流制御回路と、この交流電流制御回路の出力
端に接続された整流回路と、この整流回路の出力端に接
続され過電圧が検知されたとき前記交流電流制御回路の
半導体素子を動作せしめて電流制御を行わしめる電圧検
知・制御回路を備え、前記電力線の負荷変動にもとづく
前記電源電流変成器の出力電流変動があっても、安定的
な電力を測定回路の電源として供給できるようにしたこ
とを特徴とする電力線測定装置。
【請求項２】配電線等の電力線の電流、電圧、温度等
の状態変化を前記電力線から非接触で検出する信号検出
部と、この信号検出部で検出したデータをデジタル化し
て記憶または伝送処理する信号処理部と、前記デジタル
データを常時または必要に応じて伝送し当該データの収
集を行う送受信部とを備えると共に、前記電力線に当該
電力線の負荷電流による磁界から電源用電力を取り出す
ための非接触で装着される環状の電源電流変成器と、こ
の電源電流変成器の出力端に接続された半導体素子およ
び半導体素子のオン・オフを制御する受光素子とを含む
交流電流制御回路と、この交流電流制御回路の出力端に
接続された整流回路と、この整流回路の出力端に接続さ
れ過電圧が検知されたとき動作し前記交流電流制御回路
の受光素子を動作せしめる発光素子を含む電圧検知・制
御回路とを備え、前記電力線の負荷変動にもとづく前記
電源電流変成器の出力電流変動があっても、安定的な電
力を測定回路の電源として供給できるようにしたことを
特徴とする電力線測定装置。
【請求項３】前記信号検出部の電流検出を、電力線に
非接触で装着される環状の測定電流変成器にすると共
に、前記信号処理部に前記測定電流変成器からの検出デ
ータが所定範囲を超えて変動した場合に計測レンジを自
動的に変更するゲイン切替回路を含む電流データ測定回
路を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の電
力線測定装置。
【請求項４】前記信号検出部の電圧検出を、前記電力
線に当該電力線を中心にして同心円状に２層に設けられ
た第１電極および第２電極と、前記電力線と前記第１電
極間および第１電極と第２電極間のそれぞれを絶縁する
円筒状の絶縁物とを設け、前記第１電極と第２電極との
間に誘起される電圧を相導体の電圧に換算して測定電圧
を検出するようにしたことを特徴とする請求項１または
２記載の電力線測定装置。
【請求項５】前記電力線の単相または３相分の電流、
電圧、温度等の検出データを処理する前記信号処理部
は、マルチプレクサ、サンプルホールド回路およびＡ／
Ｄ変換回路を含んで構成され、かつ前記送受信部は前記
Ａ／Ｄ変換回路から読み出されたデータを同期をとって
光学的に伝送するサブキャリア波長多重変調回路と、当
該光学的伝送信号を受信する受信信号処理部とを含んで
構成されていることを特徴とする請求項１または２記載
の電力線測定装置。
【請求項６】前記電力線の単相または３相分の電流、
電圧、温度等の検出データを処理する前記信号処理部
は、マルチプレクサ、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄ変
換回路および記憶回路を含んで構成され、かつ前記送受
信部は前記記憶回路に記憶されているデータの光学的読
み出し指示にもとづき、同期をとって光学的に伝送する
サブキャリア波長多重変調回路と制御ＣＰＵ、並びに光
学的に伝送される前記データを受信する受信信号処理部
とを含んで構成されたことを特徴とする請求項１または
２記載の電力線測定装置。
【請求項７】前記の光学的データ伝送における発信側
の発光素子に光信号を集光する凸レンズを設けると共
に、受信側の受光素子に前記光信号を集光する凸レンズ
およびグレーテイングを設けたことを特徴とする請求項
５または６記載の電力線測定装置。