JPH09130927A - 閉鎖配電盤内自動点検システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない配線数を用いて配電盤内の温度を
空間的、時間的に連続性をもって監視することにある。 【解決手段】 閉鎖配電盤１２内の所定の電気機器およ
び所定の測定ポイントに跨がって連続的に光ファイバ１
１を敷設し、この光ファイバの一端側に光パルス信号を
入射し、この光ファイバ内からの散乱光を検出する光温
度分布レーダ１１〜１４と、予め電気機器などの正常時
に所定の時間ごとの光ファイバの距離に対する温度を空
間的に表す温度分布データが記憶され、閉鎖配電盤の実
際の稼働時に所定の時間ごとに光パルス信号の入射によ
って得られる光ファイバの距離に対する温度データを取
り出し、この温度データと前記記憶された温度分布デー
タとの差分を演算し、この差分温度に基づいて実測温度
分布データを取得する温度データ処理手段１５とを設け
た閉鎖配電盤内自動点検システムである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て配電盤内の動作状態を点検する閉鎖配電盤内自動点検
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、配電盤は、送・配電設備や変電
設備等を集中的に監視制御する一方、各種の設備機器の
安定運用化および安全性を確保する観点から、非常に重
要な役割をもっている。しかも、配電盤は、機器の必要
な箇所に高電圧が印加されているので危険性が高く、ま
た監視制御の重要な要となることから、通常，開閉扉付
きなどの閉鎖配電盤が用いられている。

【０００３】この閉鎖配電盤は、図６に示すように配電
盤本体１内に、三相母線２、変流器３、変成器４、遮断
器５その他使用目的などに応じて整流器，開閉器等々の
多数の機器が設置され、設備の動作状態を監視制御して
いる。

【０００４】従来、以上のような閉鎖配電盤において
は、設備を監視制御する重要な役割を担う部分であるの
で、特に重要な設置機器や予め異常時に温度上昇すると
思われる箇所に、スポット的に温度を検出する熱電対や
サーミスタなどの温度センサ６取り付けられ、機器およ
び盤内部の温度状態を監視することが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような配電盤内の機器等の動作状態，ひいては温度状態
の監視は、配電盤内の各機器、測定ポイントをスポット
的に検出する形態であることから、多数の温度センサ
６，…を設置する必要があり、それに伴って配線数が膨
大となって配電盤内が複雑となる。また、スポット的な
温度検出の場合、ある機器またはある測定ポイントの温
度を検出するときには有効であるが、複合的な原因で温
度が上昇するような異常の場合には、その異常発生の予
知を行うのに必要な情報を取得できない。さらに、熱電
対やサーミスタなどの温度センサ６は、高電圧その他の
外部要因に基づく不要な雑音成分を取り込んでしまうこ
とが多く、測定結果の信頼性に今１つ感がある。

【０００６】さらに、閉鎖配電盤は、盤内が開閉扉等に
よって閉鎖されているので、内部の状況が把握し難く、
内部全体の温度状況を正確に把握する必要があるが、そ
の要求を満足させることができない。

【０００７】請求項１に記載される発明は上記実情に鑑
みてなされたもので、少ない配線数を用いて配電盤内の
温度を空間的、時間的に連続性をもって監視可能とする
閉鎖配電盤内自動点検システムを提供することにある。

【０００８】請求項２に記載される発明は、配電盤内の
電気機器および測定ポイントの動作温度を的確に把握可
能とする閉鎖配電盤内自動点検システムを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、閉鎖配電盤内の所定の
電気機器および所定の測定ポイントに跨がって連続的に
光ファイバを敷設し、この光ファイバの一端側に光パル
ス信号を入射し、この光パルス信号による当該光ファイ
バ内からの散乱光を検出する光温度分布レーダと、予め
前記電気機器などの正常時に所定の時間ごとの光ファイ
バの距離に対する温度を空間的に表す温度分布データが
記憶され、前記閉鎖配電盤の実際の稼働時に所定の時間
ごとに前記光パルス信号の入射によって得られる前記光
ファイバの距離に対する温度データを取り出し、この温
度データと前記記憶された温度分布データとの差分を演
算し、この差分温度に基づいて実測温度分布データを取
得する温度データ処理手段とを設け、この実測温度分布
データから閉鎖配電盤の異常電気機器および異常箇所を
検出する閉鎖配電盤内自動点検システムである。

【００１０】この請求項１に対応する発明は、以上のよ
うな手段を講じたことにより、所定時間ごとに自動的に
光ファイバの一端側に光パルス信号を入射すれば、閉鎖
配電盤内の所定の電気機器および所定の測定ポイントの
温度に応じて光ファイバ内の例えば後方散乱光の強度が
変化するので、光パルス信号を入射した時を基準とし
と、光ファイバ内の例えば後方散乱光の強度を検出すれ
ば、検出時間から得られる光ファイバの位置（距離）に
対する電気機器および所定の測定ポイントの温度を検出
できる。

【００１１】そこで、温度データ処理手段では、予め閉
鎖配電盤内の正常時の光ファイバの距離に対する電気機
器および所定の測定ポイントの温度を記憶しておき、実
測された光ファイバの距離に対する実測温度と予め記憶
された温度分布データとの差分を演算し、当該記憶され
た温度分布データを修正するとか、或いは経過時間，距
離および実測温度の関係を表示すれば、実測温度分布デ
ータを表示でき、これによって電気機器および所定の測
定ポイントの異常温度の状態を一目瞭然に把握できる。

【００１２】次に、請求項２に対応する発明は、閉鎖配
電盤内の所定の電気機器および所定の測定ポイントに跨
がって連続的に光ファイバを敷設し、この光ファイバの
一端側に光パルス信号を入射し、この光パルス信号によ
る当該光ファイバ内からの散乱光を検出する光温度分布
レーダと、予め前記電気機器などの正常時における光フ
ァイバの距離に対する温度の他、前記閉鎖配電盤内の電
気機器および当該電気機器間の接続ラインの状態を表す
計装フローデータが記憶され、前記閉鎖配電盤の実際の
稼働時に計装フローデータを表示するとともに、所定の
時間ごとに前記光パルス信号の入射によって得られる前
記光ファイバの距離に対する温度データを実測し、この
実測温度データと前記記憶された正常温度データとの両
温度データまたは両温度の差分温度を取り出し、前記計
装フローの該当する箇所に表示する温度データ処理手段
とを設け、前記閉鎖配電盤の異常電気機器および異常箇
所を検出する閉鎖配電盤内自動点検システムである。

【００１３】このような手段を講じることにより、予め
前記電気機器などの正常時における光ファイバの距離に
対する温度と、閉鎖配電盤内の電気機器および当該電気
機器間の接続ラインの状態を表す計装フローデータとを
記憶し、閉鎖配電盤内の温度実測時、計装フローデータ
を表示した後、所定の時間ごとに前記光パルス信号の入
射によって得られる前記光ファイバの距離に対する温度
データを実測し、この実測温度データと前記記憶された
正常温度データとの両温度データまたは両温度の差分温
度を取り出し、前記計装フローの該当する箇所に表示す
るようにすれば、各電気機器および測定ポイントの温度
の状態が一目瞭然に把握でき、ひいては異常状態を容易
に解析可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明に係わる配電
盤内自動点検システムの一実施形態を示す構成図であ
る。

【００１５】この配電盤内自動点検システムにおいて
は、複数の監視制御用電気機器および電力・信号ケーブ
ルが設けられ、予め所要とする複数の機器および異常時
に温度が上昇すると思われるポイントなどに跨がって連
続的に光ファイバ１１が敷設された閉鎖配電盤１２と、
光パルスを発生するレーザ発信装置や発光ダイオードそ
の他の光パルスを発生する種々の光源１３と、光ファイ
バ１１が閉鎖配電盤１２内に一方向の状態で敷設されて
いる場合には光源１３からの光パルスを光ファイバ１１
の入射端に入射し、その光ファイバ１１内から戻ってく
る例えば後方散乱光を取り込んで分岐出力する例えば２
個のプリズムで構成されたビームスプリッタや分波器な
どの光分岐器１４と、光ファイバ１１内から戻ってくる
後方散乱光から閉鎖配電盤内の実測温度分布を求めた
り、予め記憶される閉鎖配電盤内の計装フローに複数の
電気機器および測定ポイントの温度を表示したりする盤
内温度処理装置１５とによって構成されている。なお、
光ファイバ１１の一端側から光パルスを入射し、当該光
ファイバ１の他端側から散乱光を含むパルス光を取り出
す場合には前記光分岐器１４は不要である。

【００１６】前記閉鎖配電盤１２内部には、多数の電気
機器が設置されているが、ここでは，説明の便宜上，一
例として例えば変流器１２１、遮断器１２２、遮断器接
続部１２３および母線１２４などが設置されている。

【００１７】また、閉鎖配電盤１２内に敷設される光フ
ァイバ１１は、温度測定用電気機器または測定ポイント
の必要な部分だけ、例えば図２に示すようにファイバ支
持支柱１２６に光ファイバ１１を巻装し固定してもよ
い。このファイバ支持支柱１２６は、例えば両側に熱伝
導性の良い材料で形成されたつば部および巻芯を有し、
かつ、光ファイバ１１の温度測定距離を長くするように
光ファイバ１１を巻装可能とする巻芯をもった，中央部
分に貫通孔が形成された光ファイバ巻き取り体１２７か
らなるものである。そして、この光ファイバ巻き取り体
１２７は、ネジ１２８を貫通孔に挿入して盤面または測
定用電気機器にネジ止めするか、或いは底辺側のつばに
接着剤または磁石を付けて、盤面または測定用電気機器
に固定してもよい。また、盤面の熱の影響を避けたい場
合には、図３のように盤面側に断面円形または断面多角
形をなし、取付け面の熱を遮断する断熱体１２９を介し
て光ファイバ巻き取り体１２７を配置し、盤面などにネ
ジ止めする構成であってもよい。

【００１８】従って、このようなファイバ設置支柱１２
６を光ファイバ１１を敷設すれば、温度測定の分解能，
ひいては温度測定精度の向上を図ることができ、また盤
面に断熱体１２９のを介してファイバ設置支柱１２６を
設置すれば、盤面からの不要な温度の影響を回避するこ
とができる。

【００１９】前記盤内温度処理装置１５においては、所
定時間ごとに温度分布データを取得するプログラムデー
タ、演算処理時のパラメータ、閉鎖配電盤内の正常時の
電気機器および測定ポイントの温度、閉鎖配電盤内の正
常時の電気機器および測定ポイントの温度を含む空間
的，時間的に連続する温度分布データを記憶する既知処
理用データ記憶手段１５１と、この既知処理用データ記
憶手段１５１のプログラムデータに基づいて動作開始指
令を出力したり、光ファイバ１１から得られる信号から
盤内の温度分布を求めるＣＰＵなどの温度データ処理手
段１５２と、時計回路を有し、温度データ処理手段１５
２からの動作開始指令に基づいて光源１３を起動すると
ともに、この起動時のタイミング信号を出力するタイミ
ング制御手段１５３と、前記光分岐器１４から入射され
る光ファイバ１１内からの散乱光を電気信号に変換する
光・電気変換素子１５４と、前記タイミング制御手段１
５３からタイミング信号を受けたとき、高速処理を実行
し、タイミング信号の受信時間、当該タイミング信号受
信後の経過時間から得られる光ファイバ１１の位置ない
しは距離、光ファイバ１１の距離に対する後方散乱光の
信号強度（温度）データを取得し、実測温度データ記憶
手段１５５に記憶する時系列高速処理手段１５６と、必
要な温度測定箇所を空白状態とし、盤内機器および接続
ラインの状態を画像表示可能な計装フローデータの形で
記憶する盤内計装フローデータ記憶手段１５７と、温度
データ処理手段１５２による処理データを記憶する実測
温度分布データ記憶手段１５８と、画像データ記憶手段
１５９とが設けられている。

【００２０】前記温度データ処理手段１５２は、実測温
度データ記憶手段１５５に記憶される実測温度データと
既知処理用データ記憶手段１５１の正常状態時の温度分
布データとを比較し、所定の時間ごとに光ファイバ１１
の距離に対する差分温度データを取り出し、既知処理用
データ記憶手段１５１に記憶される温度分布データを修
正して実則温度分布データを作成するとか、或いは経過
時間，距離および実測温度の関係を三次元的に表し実則
温度分布データを作成し、実測温度分布データ記憶手段
１５８に記憶する温度処理手段Ａ、実測温度分布データ
を画像表示またはプリンタ出力可能に処理し、画像デー
タ記憶手段１５９に一旦記憶した後、表示部１６に表示
したり、プリンタ１７に出力する出力画像処理手段Ｂお
よび盤内計装フローデータ記憶手段１５７から盤内計装
フローデータを読み出して表示部１６に表示した後、温
度処理手段Ａによる温度処理後の温度を前記計装フロー
データの空白部分に記入し表示する計装フロー画像処理
手段Ｃ等によって構成されている。

【００２１】なお、各記憶手段１５１，１５５，１５
７，１５８はそれぞれ個別に説明しているが、これらは
同一の記憶装置を用いて所要のデータを記憶してもよい
ものである。

【００２２】次に以上のように構成された装置の動作に
ついて説明する。先ず、予め既知処理用データ記憶手段
１５１に温度分布処理用プログラムデータの他、閉鎖配
電盤１２の電気機器などの正常時の盤内全体の温度分布
データや各電気機器，測定ポイントの温度データを記憶
する。図４は正常時の温度分布データイを表示した時の
図である。

【００２３】以上のような状態において所定の周期ごと
に温度データ処理手段１５２から動作開始指令を出力す
ると、タイミング制御手段１５３では、光源１３を起動
するとともに、タィミング信号を時系列高速処理手段１
５６に送出する。ここで、光源１３から光パルス信号が
光分岐器１４を介して光ファイバ１１の一端側に入射
し、この光パルス信号による光ファイバ１１内から散乱
して戻ってくる後方散乱光を取り出し、光分岐器１４を
介して光・電気変換器１５４から後方散乱光の強度に比
例する電気信号を出力する。このとき、時系列高速処理
手段１５６は、タイミング信号を受信すると、この受信
後の経過時間、当該経過時間から求める光ファイバ１１
の距離（位置）および当該経過時間ひいては距離におけ
る信号強度を取り込み、順次実測温度データ記憶手段１
５５に記憶していく。

【００２４】しかる後、温度データ処理手段１５２にお
ける温度処理手段Ａは、実測温度データ記憶手段１５５
に記憶される経過時間および距離（位置）に対する実測
温度と既知処理用データ記憶手段１５１の正常時温度分
布データ（イ）の経過時間および距離に対する温度との
差を順次求めていき、正常時温度分布データを修正する
か、或いは全く新しく実測温度分布データを作成し、実
測温度分布データ記憶手段１５８に記憶する。

【００２５】そして、出力画像処理手段Ｂにて、実測温
度分布データ記憶手段１５８から実測温度分布データを
取り出し、画像データ記憶手段１５９に一旦格納した
後、表示部１６またはプリンタ１７に表示またはプリン
トアウトすれば、例えば図５のような実測温度分布デー
タ（ロ）が得られる。従って、この図５から時間的，距
離的，空間的に連続的に温度分布を検出でき、かつ、図
５の矢印で示す異常部分の温度からいかなる経過時間，
距離（位置）で異常温度となったかが容易に把握でき
る。

【００２６】なお、一般的には、既知処理用データ記憶
手段１５１の正常時温度分布データ（イ）を常時表示
し、ある経過時間，距離のときに実測温度が正常時の温
度からずれる状況が発生した時、閉鎖配電盤内のある機
器または測定ポイントで異常温度が発生したと判断す
る。このように正常時温度分布データと実測温度とを比
較し、正常時の温度分布からのずれを表示すれば、複数
箇所で同時に発生する異常も検出できる。

【００２７】また、温度データ処理手段１５２における
計装フロー画像処理手段Ｃでは、盤内計装フローデータ
記憶手段１５７から盤内計装フローデータを取り出し、
画像データ記憶手段１５９に一旦格納した後、表示部１
６に表示する。そして、この表示部１６の計装フロー上
の各電気機器や測定ポイントに既知処理用データ記憶手
段１５１および実測温度分布データ記憶手段１５８から
正常時温度および実測温度を取り出して並列的に表示す
るか、或いは少くとも実測温度を表示することにより、
各電気機器や測定ポイントの異常の有無が一目瞭然に把
握できる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような種々の効果を奏する。請求項１の発明において
は、少ない配線数を用いて配電盤内の温度を空間的、時
間的に連続性をもって監視でき、また複数箇所の異常温
度状態を同時に検出でき、異常状態の予知にも大きく貢
献できる。

【００２９】請求項２の発明においては、配電盤内の計
装フローを構成する各電気機器および測定ポイントに少
くとも実測温度を表示することにより、各電気機器およ
び測定ポイントの温度を的確に把握できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる閉鎖配電盤内自動点検システ
ムの一実施形態を示す機能ブロック図。

【図２】 閉鎖配電盤内の光ファイバを支持するファイ
バ支持支柱を示す構成図。

【図３】 閉鎖配電盤内の光ファイバを支持する他のフ
ァイバ支持支柱を示す構成図。

【図４】 閉鎖配電盤内における正常時の温度分布を示
す図。

【図５】 閉鎖配電盤内における実測温度分布を示す
図。

【図６】 従来の閉鎖配電盤内を表す側面図。

【符号の説明】

１１…光ファイバ、１２…閉鎖配電盤、１２１，１２２
…電気機器、１５…盤内温度処理装置、１５１…既知処
理用データ記憶手段、１５２…温度データ処理手段、１
５３…タイミング制御手段、１５５…実測温度データ記
憶手段、１５６…時系列高速処理手段、１５７…盤内計
装フローデータ記憶手段、１５８…実測温度分布データ
記憶手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉鎖配電盤内の所定の電気機器および所
   定の測定ポイントに跨がって連続的に光ファイバを敷設
   し、この光ファイバの一端側に光パルス信号を入射し、
   この光パルス信号による当該光ファイバ内からの散乱光
   を検出する光温度分布レーダと、 予め前記電気機器などの正常時に所定の時間ごとの光フ
   ァイバの距離に対する温度を空間的に表す温度分布デー
   タが記憶され、前記閉鎖配電盤の実際の稼働時に所定の
   時間ごとに前記光パルス信号の入射によって得られる前
   記光ファイバの距離に対する温度データを取り出し、こ
   の温度データと前記記憶された温度分布データとの差分
   を演算し、この差分温度に基づいて実測温度分布データ
   を取得する温度データ処理手段とを備え、 この実測温度分布データから閉鎖配電盤の異常電気機器
   および異常箇所を検出することを特徴とする閉鎖配電盤
   内自動点検システム。
2. 【請求項２】 閉鎖配電盤内の所定の電気機器および所
   定の測定ポイントに跨がって連続的に光ファイバを敷設
   し、この光ファイバの一端側に光パルス信号を入射し、
   この光パルス信号による当該光ファイバ内からの散乱光
   を検出する光温度分布レーダと、 予め前記電気機器などの正常時における光ファイバの距
   離に対する温度の他、前記閉鎖配電盤内の電気機器およ
   び当該電気機器間の接続ラインの状態を表す計装フロー
   データが記憶され、前記閉鎖配電盤の実際の稼働時に計
   装フローデータを表示するとともに、所定の時間ごとに
   前記光パルス信号の入射によって得られる前記光ファイ
   バの距離に対する温度データを実測し、この実測温度デ
   ータと前記記憶された正常温度データとの両温度データ
   または両温度の差分温度を取り出し、前記計装フローの
   該当する箇所に表示する温度データ処理手段とを備え、 前記閉鎖配電盤の異常電気機器および異常箇所を検出可
   能とすることを特徴とする閉鎖配電盤内自動点検システ
   ム。