JPH0670455A - 地絡検出情報伝送方式 - Google Patents

地絡検出情報伝送方式

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JPH0670455A
JPH0670455A JP21143492A JP21143492A JPH0670455A JP H0670455 A JPH0670455 A JP H0670455A JP 21143492 A JP21143492 A JP 21143492A JP 21143492 A JP21143492 A JP 21143492A JP H0670455 A JPH0670455 A JP H0670455A
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JP
Japan
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ground fault
optical fiber
fiber cable
detection information
slave station
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Pending
Application number
JP21143492A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiko Shibato
義彦 柴戸
Takao Otsubo
隆夫 大坪
Ryoichi Tsuruoka
良一 鶴岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KYUSHU DENKI SEIZO KK
Furukawa Electric Co Ltd
Kyushu Electric Power Co Inc
Original Assignee
KYUSHU DENKI SEIZO KK
Furukawa Electric Co Ltd
Kyushu Electric Power Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by KYUSHU DENKI SEIZO KK, Furukawa Electric Co Ltd, Kyushu Electric Power Co Inc filed Critical KYUSHU DENKI SEIZO KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧配電線路の新設時及びその配電線状態変
更時に接続変更や光分配を行うことなく、地絡センサの
検出情報を子局へ効率よく、低コストシステムで伝送す
る。 【構成】 高圧配電線路の各電柱単位毎に設置された地
絡センサー1-1,1-2等は、高圧機器からの地絡電流によ
りファイバ振動子1H-1,1H-2等を各固有の周波数で振動
させ、単一モード光ファイバケーブル10に外部応力を加
える。子局2の光源20から上記単一モード光ファイバケ
ーブル10に出力された単一モード光が上記ファイバ振動
子により光学的な偏波面変動を与えられる。子局では検
光子21,O/E変換素子22,増幅器23により通常の一定
受信レベルとは異なった上記固有の周波数で振動する受
信レベルを検波器24に入力することによって、地絡セン
サの位置を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高圧配電線路の各電柱
単位に設置された地絡センサで検出した情報を受信局の
子局へ伝送する地絡検出情報伝送方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図8及び図9は、従来の地絡検出情報伝
送方式の2例を示し、図8はループ抵抗方式、図9はト
ーンダイヤル方式と呼ばれている。
【0003】図8のループ抵抗方式は、高圧配電線路の
各電柱単位に設置された地絡センサ1-1,1-2,1-3,・・・
1-Nが子局2の電源2-1Bと直流電源供給線3で接続され
ている。そして、地絡事故が発生すると、当該地絡セン
サはこれを検出し、その短絡接点1-1S,1-2S,1-3S,・・
・1-NSの何れかが動作し、子局2より供給される直流電
源供給線3を短絡し、子局はその短絡電流もしくは電圧
値により地絡点までの距離、つまり、地絡事故が発生し
た電柱を認識するようにしていた。
【0004】また、図9のトーンダイヤル方式は、高圧
配電線路の各電柱単位に設置された地絡センサ1-1,1-
2,1-3,・・・1-N内に備えられたトーン発信器1-1A,1-2
A,1-3A,・・・1-NAと通信線4を介して子局のトーン受信
器2-1Aと接続されている。そして、地絡事故が発生する
と、当該地絡センサはこれを検出し、そのトーン発信器
1-1A,1-2A,1-3A,・・・1-NAの何れかが動作し、2周波
信号Sを時系列に子局2へ送出し、該2周波信号により
地絡発生通知や当該地絡センサのアドレスを伝送するこ
とにより、子局は地絡発生とその電柱を認識する。
【0005】図10は、上述した地絡センサを用いた地絡
検出情報伝送方式の構成例を示す。図10に示すように変
電所5の高圧配電線路6は、複数の開閉器7-1,7-2,・・
・7-Nを経て利用者へ高圧配電される。上記各開閉器ごと
に、前記図8や図9で説明した子局2-1,2-2,・・・2-Nが
配置され、各子局間は各地絡センサ1-1,1-2,1-3,1-4
・・・1-Nが接続されたメタルケーブル8で接続される。そ
して、各子局は更に上位系親局9と光ファイバケーブル
10で接続され、地絡検出情報等を高速度で伝送するよう
になっている。
【0006】このように各電柱間には子局と子局間の光
ファイバケーブル10と、子局と地絡センサ間のメタルケ
ーブル8が平行して布設されているので、このメタルケ
ーブル8に代え光ファイバケーブルを布設し光通信化す
れば、設備の利用率が向上し、システムの低コスト化に
つながるものと要望されていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した要望にもとづ
いて、図10における子局と地絡センサ間に布設されたメ
タルケーブル8に代えて、光ファイバケーブルを布設
し、通常のデータ通信を行った場合の各例を図11に示
す。
【0008】図11の(a)はポイントツウポイント光ファ
イバケーブル接続方式、(b)はマルチポイント光ファイ
バケーブル接続方式と呼ばれるものである。
【0009】上記(a)に示すポイントツウポイント光フ
ァイバケーブル接続方式であると、図示のように子局2
の各地絡センサ1-1,1-2,1-3,・・・1-Nを1対1で接続
しようとすると多芯の光ファイバケーブル10Mを必要と
する。すなわち、高圧配電線路6の新設時及びその配電
線形態変更時の接続変更が子局と地絡センサの関係にお
いて繁雑なものとなり、システムの低コスト化につなが
らない。
【0010】また、上記図(b)に示すマルチポイント光
ファイバケーブル接続方式であると、子局2と地絡セン
サ1-1,1-2,・・・1-Nを1対Nとした各電柱単位毎の光分
配器11-1,11-2,・・・11-Nが必要となり、これまた、シ
ステムの低コストにつながらない。
【0011】本発明は、このような問題を解決し、図11
(a)のような光ファイバケーブルの接続変更や図11(b)の
ような光分配を行うことなく、地絡センサの検出情報を
子局へ効率よく低コストシステムで伝送することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、高圧配電線路
の各電柱単位に設置された地絡センサで検出した情報を
受信局の子局へ伝送する地絡検出情報伝送方式におい
て、前記子局と各地絡センサ間に配設された光ファイバ
ケーブルに対し、地絡事故発生点の地絡センサによって
前記光ファイバケーブルを固有の周波数で振動させ、該
光ファイバケーブル内を通過する単一モード光に光学的
な偏波面変動を与えることにより地絡事故発生点の地絡
検出情報を子局へ伝送することを特徴とする。
【0013】以下に、上記地絡センサによる地絡検出の
動作原理を図1ないし図3により説明する。
【0014】図1は偏波面変調の原理を説明する図であ
り、これは光ファイバケーブル内を通過する単一モード
光の電界分布を光の進行方向Zに直交するx,y成分に
分解して表した図である。即ち、同図1の(a)は、x,
y軸に互いに45°の直線偏光が入射された場合の電界成
分である。
【0015】このような状態において、光ファイバケー
ブルに外部応力を加えると、光弾性効果により、前記外
部応力に比例したx,y成分の位相差γが発生する。こ
の位相差γがλ/8,λ/4,3/8λ及びλ/2(λは光の波
長)の場合の状態を、夫々図1の(b)〜(e)に示す。
【0016】このような位相差をもつ光の進行方向Zの
光軸上に配置された第1のスクリーン12に投影してみる
と、図のように直線ベクトルであった電界13が、1波長
間に1回転し、位相差γの変化によって円偏光(図1の
(c))になったり、楕円偏光(図1の(b)及び(d))となるこ
とがわかる。この偏光光を検光スリット(斜線状に刻ま
れた溝で、後では検光子という)14を通し、第2のスク
リーン15に投影すると、位相差γに応じて光の透過率K
(%)が変化(0〜100%)することがわかる。
【0017】上記図1の位相差γと透過率Kとの関係を
とると、図2のように表される。つまり、図2は光ファ
イバケーブルに対する外部応力による光位相変化と出力
光の関係を示す特性曲線16である。
【0018】この特性曲線16による位相差γ(横軸)と透
過率K(縦軸:検光子出力光/偏波入力光)の関係が直線
的にほぼ近似できる(つまり、比例関係にある)位相差γ
=π/2の近くを使用すると(図中のO−O′)、位相差γ
に比例した出力光レベルが得られる。
【0019】図3は、光ファイバケーブルに対して外部
応力を加えたときの出力光レベルの検出を説明する図で
ある。上記図2でのべたπ/2の位相差γを与えた(a)に
示す円偏光の入力光が、(b)に示す光ファイバケーブル1
0内をZ方向に進行するとき、矢印A,A′方向から正
弦波応力F(=f0 sinωt)を加えると、検光子である検
光スリット14を通した入力光は、(c)に示すように正弦
波応力Fに応じた位相差γの変化が発生(γ=π/2+γ0
sinωt、ただし、γ0はf0に応じた位相差)し、(d)に
示すように出力光P(=Pa+P0 sinωt、ただし、Pa
はγ=π/2に相当する出力光、P0はγ0に応じたレベル
変化)の変化が得られることになる。
【0020】
【作用】本発明によれば、地絡センサは地絡検出を行う
と予め設定された当該地絡センサ固有の周波数で光ファ
イバケーブルを振動させ、子局はこの変化周波数によっ
て特定の地絡センサが地絡検出したことを認識できる。
【0021】したがって、高圧配電線路の新設時及び配
電線形態変更時に光ファイバケーブルの接続変更や光分
配器による光分配等を要せずに、地絡発生情報を子局へ
伝送することが可能となり、光ファイバケーブルの多目
的利用が可能となる。
【0022】また、この場合に必要とするエネルギーを
地絡電流から得られることにより、従来の子局の地絡セ
ンサ間のメタルケーブルが完全に不要となった。
【0023】
【実施例】図4は、本発明の一実施例に係る地絡検出情
報伝送方式のシステム構成図を示し、地絡センサが3個
設置されている場合を示す。図において、1H-1〜1H-3は
地絡センサ1-1〜1-3対応のファイバ振動子で、単一モー
ド光ファイバケーブル10にかみ合わせ対向配置してあ
る。子局2の20は1.3μm波長の光源、21は検光子で、図
1,図3で述べた検光スリット14に相当する。22は光−
電気(O/E)変換素子で、アナログ値として出力され
る。23は増幅器、24は検波器である。
【0024】次に動作を説明すると、光源20から発せら
れた円偏光の偏波入力光は単一モード光ファイバケーブ
ル10内を進み、各ファイバ振動子1H-1〜1H-3を通過後、
子局2の検光子21で検光子出力光として検出され、O/
E変換素子22及び増幅器23を経て所定のレベルのアナロ
グ電気信号として検波器24へ入力される。
【0025】このときの検波器24の入力点の受信レベ
ルは図5の(a)に示すように地絡が検出されなければ、
通常、一定レベルで入力されている。ここで、例えば、
地絡センサ1-2が地絡を検出すると、周波数f2でファイ
バ振動子1H-2を介して、単一モード光ファイバケーブル
10に応力を加える結果、電気変換後の入力点の受信レ
ベルは、図5の(b)に示すように周波数f2で振動する。
検波器24はこの周波数f2を検出し、地絡センサ1-2の地
絡検出を認識する。
【0026】図6は、前述した図4の地絡センサの構成
を示すブロック図である。1Aは地絡電流検出兼電源用
CT、1Bは全波整流回路、1Cは平滑回路、1Dは電
圧リミッタで、過大な地絡電流による回路過電圧を抑え
るのに用いる。1Eは発振回路、1Fはローパスフィル
タ、1Gは増幅器、1Hはファイバ振動子(図4の1H-1
〜1H-3に相当する)である。
【0027】また、17は柱上に設置された高圧機器で、
18は地絡電流iを流す接地線であり、この接地線に地絡
センサ1の入力側となる上記CT1Aの巻線が数回巻か
れ、他方、図7に示すように出力側となるファイバ振動
子1Hの両電極1h,1h′が単一モード光ファイバケー
ブル10にかみ合うように対向配置されている。
【0028】このファイバ振動子1Hの構成を図7に示
し、電気−機械変換効率の高い圧電セラミックス素子1
hsを用いている。
【0029】上記図6,図7に示す地絡センサ1の動作
を説明する。いま、何等かの原因で高圧機器17が故障す
ると、接地線18に地絡電流iが矢印方向へ流れる。CT
1Aはこれを検出し全波整流回路1B及び平滑回路1C
にて地絡電流に相当する電圧を得て、その電圧が過大と
なるのを電圧リミッタ1Dで抑圧後、各地絡センサ毎に
周波数fが設定された発振回路1Eを駆動する。この発
振回路の出力はローパスフィルタ1F、増幅器1Gを経
てファイバ振動子1Hの1対の電極1h,1h′に加えら
れ、該電極を構成する圧電セラミックス素子1hsにより
電気信号を機械振動に変換して、単一モード光ファイバ
ケーブル10に一定圧力を加え、圧縮,伸長を行う。
【0030】このように、本実施例は数100mA程度の地
絡電流iを利用して地絡センサを動作させるので、従来
のような子局から電源用メタルケーブルを布設する必要
がなく低コスト化がはかられる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、子局と地
絡センサ間に布設された光ファイバケーブルの地絡点の
該光ファイバケーブルを固有の周波数でもって振動さ
せ、該光ファイバケーブル内を通過する単一モード光に
光学的変動、つまり、偏波面変動を与えることで地絡検
出情報を伝送することができる。
【0032】したがって、地絡センサは光ファイバケー
ブルに応力を与えるための振動電圧とその周波数を発生
させる回路と保護回路があれば良く、回路が簡略化され
る。
【0033】また、従来のシステムでは地絡センサのた
めの電源用,通信用メタルケーブルを使用していたが、
本発明では不要であり、システム全体として簡略化,低
コスト化がはかられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動作原理を説明する偏波面と透過率の
関係を示す図である。
【図2】本発明の動作原理を説明する位相差γと透過率
(検光子出力光/偏波入力光)Kとの関係を示す図であ
る。
【図3】本発明の動作原理を説明する光ファイバケーブ
ルに対して外部応力を加えたときの出力光レベルを示す
図である。
【図4】本発明の一実施例に係る地絡検出情報伝送方式
のシステム構成図である。
【図5】図4の入力における受信レベルの状態を示す図
である。
【図6】図4の地絡センサの構成を示すブロック図であ
る。
【図7】図6の地絡センサのファイバ振動の構成を示す
図である。
【図8】従来の地絡検出情報伝送方式のループ抵抗方式
を示す図である。
【図9】従来の地絡検出情報伝送方式のトーンダイヤル
方式を示す図である。
【図10】従来の地絡検出情報伝送方式の構成例を示す
図である。
【図11】従来の光ファイバケーブル接続方式の各例を
示す図である。
【符号の説明】
1,1-1,1-2,1-3〜1-N…地絡センサ、 1A…CT、
1B…全波整流回路、1C…平滑回路、 1D…電圧
リミッタ、 1E…発振回路、 1F…ローパスフィル
タ、 1G,23…増幅器、 1H…ファイバ振動子、
1h,1h′…電極、 1hs…圧電セラミックス素子、
2,2-1,2-2〜2-N…子局、 10…単一モード光ファイ
バケーブル、 12…第1のスクリーン、 14…検光スリ
ット、15…第2のスクリーン、 17…高圧機器、 18…
接地線、 20…光源、 21…検光子、 22…O/E変換
素子、 24…検波器。
フロントページの続き (72)発明者 大坪 隆夫 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 (72)発明者 鶴岡 良一 福岡県福岡市南区清水4丁目19番18号 九 州電機製造株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧配電線路の各電柱単位に設置された
    地絡センサで検出した情報を受信局の子局へ伝送する地
    絡検出情報伝送方式において、 前記子局と各地絡センサ間に配設された光ファイバケー
    ブルに対し、地絡事故発生点の地絡センサによって前記
    光ファイバケーブルを固有の周波数で振動させ、該光フ
    ァイバケーブル内を通過する単一モード光に光学的な偏
    波面変動を与えることにより地絡事故発生点の地絡検出
    情報を子局へ伝送することを特徴とする地絡検出情報伝
    送方式。
  2. 【請求項2】 光ファイバケーブルを振動させるエネル
    ギーは、地絡電流から得ることを特徴とする地絡検出情
    報伝送用の地絡センサ。
JP21143492A 1992-08-07 1992-08-07 地絡検出情報伝送方式 Pending JPH0670455A (ja)

Priority Applications (1)

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JP21143492A JPH0670455A (ja) 1992-08-07 1992-08-07 地絡検出情報伝送方式

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JP21143492A JPH0670455A (ja) 1992-08-07 1992-08-07 地絡検出情報伝送方式

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021034805A (ja) * 2019-08-21 2021-03-01 株式会社Subaru レーザ送信機

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