JPH09163528A - 光変流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部振動や導体通電時の急激な温度変化の影
響を受けることなく精度の高い計測が可能で、しかもコ
ンパクトな光変流器を提供する。 【解決手段】 絶縁物３ａの金属リング３ｂとの接合部
に開口部３ｃを形成し、金属リング３ｂに開口部３ｃと
外部とを連通する引出孔３ｄを形成する。開口部３ｃに
光ファイバー４を収納し、この光ファイバー４を引出孔
３ｄから引き出し受信器と接続する。開口部３ｃに収納
した光ファイバー４は金属板８により固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス絶縁開閉装置
（以下、ＧＩＳと示す）に用いられる変流器に係わり、
特にファラデー効果を生ずる光ファイバーを用いた光変
流器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＩＳに用いられる変流器は、ケ
イ素鋼板にコイルを巻き付けて成る鉄心タイプの変流器
コアにより構成され絶縁ガスが充填されたタンク内に配
置されていた。この様な従来のガス絶縁単相変流器につ
いて図９を参照して説明する。

【０００３】１０は絶縁ガスが充填された円筒計のタン
クであり、このタンク１０内には、単相の導体２が配設
されている。タンク１０の一端には、絶縁スペーサ３が
設けられ、この絶縁スペーサ３によって導体２が支持さ
れている。タンク１０は、変流器コア１１の寸法分だけ
径が大きくなっており、その内側に夫々変流器コア１１
が設置されている。そして、変流器コア１１の内側には
タンク１０の他端に固定された支持板１２に連結された
絶縁シールド１３が設けられ、これにより、変流器コア
１１の支持及び導体２との絶縁がなされている。更にタ
ンク１０の下部には、変流器コア１１の電流を引き出す
為の密封端子１４が設けられている。

【０００４】ところで、この様なガス絶縁単相変流器に
おいては、変流器コア１１が重いため、これを支える支
持板１２、絶縁シールド１３等もかなり大きくなり、そ
のため機器が大型化し、重量も大きくなってしまう。ま
た、変流器コア１１は１コアで１用途にしか使用できな
い為、保護用や計測用などに複数のコアが必要となり、
これも大型化の原因となり、コスト的にも高価となって
しまう。

【０００５】これらの問題点に鑑み、最近では、細径
性、絶縁性、無誘導性、耐環境性等の優れた特徴を有す
る光ファイバーを用いた計測技術が注目されている。図
１０を参照してこの様な光ファイバーを用いた光変流器
の一例を説明する。

【０００６】ＧＩＳタンク１内に配設された導体２の円
周上には、光ファイバー４が数ターン巻かれている。光
ファイバー４は、ＧＩＳタンク１の外周上に設けられた
気密コネクタ１５を介して外部に配置する光源及び検出
器とからなる受信器５に接続され、又、この気密コネク
タ１５によりＧＩＳタンク１内の気密を図っている。受
信器５の光源により光ファイバー４に光が送られると、
導体２の円周上に数ターン巻かれた光ファイバー４は、
導体２に流れる電流により生じる磁界によってファラデ
ー効果を生じる。その際の光ファイバー４内の施光角の
変化を受信器５の検出器により検出し、導体２の通電量
に比例した電流信号や電圧信号又はディジタル信号に変
換して図示していない上位の盤に伝送される。この光フ
ァイバー４は、絶縁性に優れているため、上記の如く導
体２の近傍に配置することができる。従来のガス絶縁単
相変流器では、変流器コアを収納するタンクが必要であ
ったが光変流器では不要となるため、ＧＩＳレイアウト
を小型化することが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの様な
従来の光変流器は、外部より発生する振動や温度変化に
より光ファイバー内部に応力が発生し、測定誤差を生じ
るという問題点があった。また、特に導体外周から気密
コネクタに至る範囲の光ファイバーは、ＧＩＳタンク内
の高圧ガスにさらされているため、導体通電量の変化に
伴う圧力の変化により、大きな測定誤差を生じるという
問題点があった。

【０００８】そこで本発明は、上記の様な問題点を解消
する為に外部振動や温度変化の影響を受けることなく精
度の高い計測が可能で、しかも小型でコンパクトな光変
流器を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する光変
流器は、絶縁ガスが充填されたタンク内に収納された導
体を絶縁支持する絶縁部とこの絶縁部の外周を覆う金属
リングとの接合面近傍に溝が形成されこの溝と金属リン
グの外周側とを連通する引出孔が形成された絶縁スペー
サーと、絶縁スペーサーの溝に収納されるファラデー効
果を生じる光ファイバーと、この光ファイバーが引出孔
から引き出され接続される受信器とを有する。

【００１０】そして光ファイバーが絶縁スペーサーの溝
に収納されているため、高圧の絶縁ガスにさらされるこ
とがなく、また導体の通電時に生じる急激な温度変化の
影響を受け難いため、光ファイバーの内部に生じる応力
を抑えることができる。

【００１１】請求項２に対応する光変流器は、請求項１
に対応する光変流器における溝を絶縁スペーサーの側面
側に開口する開口部とし、光ファイバーを開口部に開口
側から挿入された固定部材によって固定したものであ
り、光ファイバーが固定部材により溝内に固定されてい
るため、光ファイバー自体の振動を抑制することができ
る。

【００１２】請求項３に対応する光変流器は、請求項１
に対応する光変流器における受信器を、金属リングに固
定したものであり、光変流器を一体構造とすることがで
きる。

【００１３】請求項４に対応する光変流器は、請求項１
に対応する光変流器における引出孔を金属リングの複数
箇所に形成し、夫々の引出孔から引き出された光ファイ
バー夫々に受信器を接続したものであり、複数の光ファ
イバーを同一の絶縁スペーサーの溝に収納しても大型化
することなく受信器を配置することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）（請求項１，２対応） 本発明による光変流器の第１の実施形態について図１及
び図２を参照して説明する。１ａ，１ｂは夫々ＳＦ6 ガ
スが充填されたＧＩＳタンクであり、ＧＩＳタンク１
ａ，１ｂ内には導体２が配置されている。この導体２は
ＧＩＳタンク１ａ，１ｂ間に配設された絶縁スペーサ３
によって絶縁支持されている。絶縁スペーサ３は、導体
２を固定する絶縁部３ａとその周囲を覆う金属リング３
ｂとで構成されている。絶縁スペーサ３とＧＩＳタンク
１ａ，１ｂとは、絶縁部３ａの端部側面に配置されたオ
ーリング７によりＧＩＳタンク１ａ，１ｂとの接合面か
ら外部にガスが漏れないように気密にボルト締結されて
いる。

【００１５】絶縁物３ａの外周部、すなわち金属リング
３ｂとの接合面には導体２の軸方向に沿った溝である開
口部３ｃが全周に渡って形成されており、この開口部３
ｃにはファラデー効果を生ずる光ファイバー４が収納さ
れている。この光ファイバー４は開口部３ｃの開口より
装着される金属板８によって固定されている。開口部３
ｃに収納された光ファイバー４は開口部３ｃと外周面側
を連通する金属リング３ｂに形成された引き出し穴３ｄ
より引き出されＧＩＳタンク１の外部に配置された受信
器５に収納された光源及び検出器に接続されている。ま
た金属リング３ｂの引き出し穴３ｄの大気側には、防水
コネクタ６を設け光ファイバー４を固定するとともにス
ペーサ３内への水の進入を防止している。

【００１６】次に本実施の形態の作用について説明す
る。光ファイバー４を絶縁スペーサ３の絶縁物３ａとこ
れを覆う金属リング３ｂの間に配置し、金属板８で固定
しているため、光ファイバー４はＧＩＳタンク１中に充
填された高圧のＳＦ6 ガスにさらされなくなる。また、
導体２の通電時に生じる急激な温度変化の影響をうけ難
いため、光ファイバー４の内部に生じる応力を抑えるこ
とができる。さらに外部からの衝撃、振動による光ファ
イバー４自体の振動が抑えられる為、その内部応力に起
因する誤差の発生を抑えることができる。

【００１７】一方組立、試験面では、絶縁スペーサ３と
光ファイバー４が一体構造となっている為、ＧＩＳ組込
み前に高精度の単体試験が出来、ＧＩＳ組込み後の調整
が不要となる。また開口部が導体の軸方向に沿って形成
されているので絶縁スペーサ３を分解することなく光フ
ァイバー４を着脱することが可能である。

【００１８】従って本実施の形態によれば温度変化や振
動が大きい環境下でもこれらに起因する光ファイバー４
内部の応力発生を回避できる為、高精度の電流測定が可
能である。また、絶縁スペーサ３内に光ファイバー４を
内蔵している為、取扱いや試験が容易であり、さらに変
流器としての特別な取付スペースを必要としないので、
ＧＩＳをよりコンパクトに構成できるという効果があ
る。

【００１９】（第２の実施の形態）（請求項３対応） 本発明による光変流器の第２の実施の形態について図３
を参照して説明する。なお、図１及び図２と同一部分に
ついては同一符号を用い説明は省略する。

【００２０】図３に示す本実施の形態は、防水コネクタ
６に直接、受信器５を取付けたものであり、上記第１の
実施の形態において使用されていたコネクタ６から受信
器５までを接続する光ファイバー部分で受ける振動や熱
の影響を回避することが可能となる。

【００２１】（第３の実施の形態）（請求項４対応） 本発明による第３の実施の形態について図４乃至図６を
参照して説明する。上記第１の実施の形態においては１
種類の光ファイバー４を開口部３ｃに収納した構成につ
いて説明したが、多種の光ファイバー４を同一の絶縁ス
ペーサ３に配置することも可能である。例えば、図４及
び図５に示すように絶縁物３ａにＧＩＳタンク１ａ，１
ｂ夫々に向けて開口する開口部３ｃを形成し、夫々の開
口部３ｃに計測用、保護用等の複数の光ファイバー４を
収納し金属リング３ｂに複数の引き出し穴３ｄを形成す
ることにより、同一の絶縁スペーサに多種の光ファイバ
ー４を収納することができる。このためＧＩＳをよりコ
ンパクトに構成することが可能となる。

【００２２】複数の引き出し穴３ｄを形成する位置を図
６に示すように同一部分ではなく上面、下面、側面とす
ることによりこの引き出し穴３ｄから引き出された光フ
ァイバー４が接続される受信器５を各面に分けて配置す
ることができるのでＧＩＳの大型化を防止することがで
きる。

【００２３】（他の実施の形態）上述の各実施の形態に
おいては、開口部３ｃに直接光ファイバー４を配置して
いたが、図７及び図８に示すように光ファイバー４を断
熱材９で覆って開口部３ｃに収納することにより外部の
温度変化の影響をさらに抑制することが可能である。ま
た、断熱材９の代わりに防振材を使用すれば外部の振動
の影響をさらに抑制することが可能である。さらに、断
熱材と防振材を２重に使用したり、両方を兼ね備えた部
材を使用することにより、熱、振動の影響を同時に抑制
することも可能である。絶縁物３ａに開口部３ｃを形成
する構成を説明してきたが、開口部３ｃは絶縁物３ａに
限らず、金属リング３ｂ側又は両方で形成することも可
能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁スペーサの開口部
に光ファイバーを収納したので温度変化や振動が大きい
環境下でもこれらに起因する光ファイバー内部の応力発
生を回避できる為、高精度の電流測定が可能である。ま
た、絶縁スペーサ内に光ファイバーを内蔵している為、
取扱や試験が容易であり、さらに変流器としての特別な
取付スペースを必要としないので、ＧＩＳをよりコンパ
クトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光変流器の第１実施の形態の構成
図。

【図２】図１の部分拡大図。

【図３】本発明による光変流器の第２実施の形態の構成
図。

【図４】本発明による光変流器の第３実施の形態の構成
図。

【図５】図４の部分拡大図。

【図６】（Ａ）は本発明による光変流器の第３の実施の
形態の構成図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図。

【図７】本発明による光変流器の他の実施の形態の構成
図。

【図８】図７の部分拡大図。

【図９】従来のガス絶縁単相変流器の構成図。

【図１０】従来の光変流器の構成図。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ…ＧＩＳタンク、２…導体、３…絶縁ス
ペーサ、３ａ…絶縁物、３ｂ…金属リング、３ｃ…開口
部、３ｄ…引き出し孔、４…光ファイバー、５…受信
器、８…金属板。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁ガスが充填されたタンク内に収納さ
   れた導体を絶縁支持する絶縁部とこの絶縁部の外周を覆
   う金属リングとの接合面近傍に溝が形成されこの溝と前
   記金属リングの外周側とを連通する引出孔が形成された
   絶縁スペーサーと、前記溝に収納されるファラデー効果
   を生じる光ファイバーと、この光ファイバーが前記引出
   孔から引き出され接続される受信器とを有することを特
   徴とする光変流器。
2. 【請求項２】 前記溝は前記絶縁スペーサーの側面側に
   開口する開口部であり、前記光ファイバーを開口部に開
   口側から挿入された固定部材によって固定したことを特
   徴とする請求項１記載の光変流器。
3. 【請求項３】 前記受信器は前記金属リングに固定され
   ていることを特徴とする請求項１記載の光変流器。
4. 【請求項４】 前記引出孔は前記金属リングの複数箇所
   に形成され夫々の引出孔から引き出された前記光ファイ
   バー夫々に受信器を接続したことを特徴とする請求項１
   記載の光変流器。