JPH0943090A - 電機設備の事故監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設備の信頼性を向上させ、また電気的に零電
位と高圧部の間を連結する計測用部材の削除または低減
して設備の電気絶縁特性の低下を防止し、さらに、電子
回路が故障した場合でも電機設備の電力系統を遮断せず
に修理保全できる電機設備の事故監視装置を得る。 【解決手段】 光信号を放射し、この放射された光信号
の反射光を受光する光学的装置（３４）と、この光学的
装置（３４）からの光信号を反射して反射光として光学
的装置（３４）に返光する平行光反射体（３５）と、電
機設備の状態に応じて物理的変化し、光学的装置（３
４）からの光信号の光路を開閉する漏水検出体（１７
Ａ）と、光学的装置（３４）の出力に基づいて電機設備
の事故を判別する光信号受信器（１９）とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電機設備内の例
えば漏水や異常過熱による発煙等の事故監視を行う電機
設備の事故監視装置に関し、特に、例えば送配電機器、
電力機器、または大型プラント用制御機器等を構成する
電機設備の構成要素を複数の構成単位に分割し、各々を
密閉もしくは半密閉状に遮蔽してなる高圧電力用電機設
備の冷却水系統からの漏水、あるいは電機設備の構成部
品の異常過熱による発煙等に対し、光学的手段を用いて
その事故を検出する電機設備の事故監視装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来の電機設備の事故監視装置
として例えば発電プラントの漏水検出装置の一例である
特開昭５３−１２０５８６号公報に示された原子力発電
所における高圧高温蒸気や放射性廃液等の漏洩検出装置
を示す構成図であって、図１１（ａ）はその平面断面
図、図１１（ｂ）はその側面断面図である。

【０００３】図において、原子炉１は格納容器２で遮蔽
格納され、原子炉建屋２Ａ内部に設置されている。原子
炉１の炉心部１Ａで発生する蒸気は、主蒸気管３を介し
て隣接しているタービン発電機建屋５Ａ内部に設置され
た高圧タービン４に高温高圧蒸気として供給される。高
圧タービン４を駆動した蒸気は、さらに低圧タービン４
Ａを駆動し、タービン発電機５を回転して発電させる。
そして、蒸気は低圧タービン４Ａから復水器６、給水ポ
ンプ７、給水配管７Ａを通して原子炉１に還流される。
原子炉１の出力調整は再循環系統用配管１Ｂと再循環ポ
ンプ１Ｃで原子炉１の冷却材を再循環することによって
行なっている。さらに、原子炉建屋２Ａ内部には放射性
廃液等を貯蔵する槽８やタンク９等を複数配置してい
る。

【０００４】そして、上述した原子力発電所の漏洩検出
は、漏洩検出用マット１０を格納容器２や原子炉建屋２
Ａ或いはタービン発電機建屋５Ａの床面に付設したり、
主蒸気管３、再循環系統用配管１Ｂまたは給水配管７Ａ
等の外周、あるいは槽８やタンク９の外面に包着し、漏
洩時の漏洩検出用マット１０の電気抵抗値の変化を計測
している。

【０００５】漏洩検出用マット１０の材質として吸湿性
がなく、耐熱性を持った不燃材で親水性がある合成雲母
を使用している。この材質が水や蒸気が漏洩すると湿分
を吸収して急激な膨潤を起こし、電気抵抗が低下するこ
とを利用している。図１２（ａ）は配管３Ａの外周に漏
洩検出用マット１０が包着された状態、図１２（ｂ）は
ピンホール等の配管破損によって水や蒸気が漏洩し、漏
洩検出用マット１０が湿分を吸収して急激な膨潤を起こ
した状態をそれぞれ示したものである。

【０００６】漏洩検出用マット１０の内部には複数の対
をなす接触子１１Ａ，１１Ｂが埋め込まれており、漏水
１４の吸収で合成雲母の電気抵抗が急激に低下すること
により接触子１１Ａ、１１Ｂ間が電気的導通状態にな
る。図１３は図１１の原子力発電所における漏洩検出装
置の漏水監視系統図である。上述の漏洩検出用マット１
０の電気抵抗の変化を検出器１２で検出し、監視装置１
３で全系統の漏水状態を監視している。

【０００７】図１４は従来の電機設備の事故監視装置と
して例えば特公平２−１８０２０号公報に示されたを漏
水検出装置を示す構成図である。この漏水検出装置は漏
水の検出に光学的検知方法を用いるものである。図にお
いて、１５は漏水１４を集水する集水部、１６は光信号
発信器、１７は漏水検出体、１８は光ファイバ、１９は
光信号受信器、２０はガラス板、２１は発光素子であ
る。枠２３Ａの底面に漏水１４を集水する集水部１５が
設けられ、この集水部１５内に光信号発信器１６の発光
素子２１が組み込まれた漏水検出体１７が設けられる。
光信号発信器１６の駆動源としては、例えば電気機器モ
ジュール２２を構成する分圧用のコンデンサ、あるいは
抵抗等からなる分圧器２３の両端電圧としている。

【０００８】光信号発信器１６で駆動されて発光素子２
１から発生した光信号は、漏水１４が存在しないときに
は、ガラス板１４を透過して光ファイバ１８に入射し、
漏水１４が存在するときには、プリズムと同様の効果で
屈折してしまい、光ファイバ１８に入射する光量は減衰
する。かくして光ファイバ１８の光信号の減衰量が集水
部１５の漏水１４の有無によって変化する量を零電位の
地点に配置された光信号受信器１９に光伝送して漏水を
検知している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の電機設備の事故
監視装置は以上のように構成されているので、次のよう
な問題点があった。すなわち、先ず、図１１に示すよう
に漏洩検出用マット１０の電気抵抗変化によって漏水を
検知する方法は、建築物の床面のように電気的に零電位
の場所で使用する場合は漏水によって抵抗値が変化して
も電気系統には影響を及ぼすことがなく、また、図１３
の様に計測のため電気配線網を付設しても問題がなく効
果的な方法と考えられる。しかし乍ら、電位勾配が急峻
な電気的環境、あるいは高電圧が作用する部分を連結す
る配管部材からの漏水を検知するような場合には、漏水
によって電気抵抗が低下すれば短絡事故等、設備の電気
絶縁特性劣化による重大な事故を引き起こすという問題
点があった。

【００１０】一方、図１４に示すような漏水の光学的検
出方法は、高圧大電流が印加される電気部品と微小電流
を処理する電子部品を混在させているため電子回路が電
磁誘導的影響を受けやすく、設備全体の信頼性が低下す
るという問題点があった。また、電子回路部品が故障し
たとき主電力系統を遮断しなければ交換出来ず、系統遮
断が許されない電力供給系統などでは電子回路が故障し
たとき修理出来ない場合が生じるという問題点があっ
た。また、光信号を伝送する光ファイバが多数本必要と
なり、これが高電位と零電位の間を連結すれば絶縁特性
を低下させる要因となるなどの問題点があった。

【００１１】この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたもので、設備の信頼性を向上させ、また
電気的に零電位と高圧部の間を連結する計測用部材の削
除または低減して設備の電気絶縁特性の低下を防止し、
さらに、電子回路が故障した場合でも電機設備の電力系
統を遮断せずに修理保全できる電機設備の事故監視装置
を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る電
機設備の事故監視装置は、電機設備の状態に関連して物
理的変化し、この物理的変化に応じて電機設備の状態を
検出する光学的検出手段と、この光学的検出手段の検出
出力に基づいて電機設備の事故を判別する事故判別手段
とを備えたものである。

【００１３】また、請求項２の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項１の発明において、光学的検出手
段は、光信号を放射し、この放射された光信号の反射光
を受光する光学的装置と、この光学的装置からの光信号
を反射して反射光として光学的装置に返光する光学的反
射素子と、電機設備の状態に応じて物理的変化し、光学
的装置からの光信号の光路を開閉する検出体とからなる
ものである。

【００１４】また、請求項３の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項２の発明において、光学的装置
は、電磁的に遮蔽された少なくとも１個の構成単位から
なる電機設備の近傍に配置されるものである。

【００１５】また、請求項４の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項２の発明において、光学的装置
は、各々異なる電位に保持され、積層状に配列された複
数個の構成単位からなる電機設備から離隔して配置され
るものである。

【００１６】また、請求項５の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項１の発明において、光学的検出手
段は、少なくとも入射光と反射光を光学的に分離する光
分離器および入射光と反射光を伝送する光ファイバを含
む光学的装置と、この光学的装置からの入射光を反射し
て反射光として光学的装置に返光する光学的反射素子
と、電機設備の状態に応じて物理的変化し、光学的装置
からの入射光の光路を開閉する検出体とからなるもので
ある。

【００１７】また、請求項６の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項５の発明において、光学的装置
は、各々異なる電位に保持され、積層状に配列された複
数個の構成単位からなる電機設備に固定またはこの電機
設備から離隔して配置されるものである。

【００１８】また、請求項７の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項５の発明において、光分離器は、
光の一部を反射し、他の光を透過する光学的作用を有す
るハーフプリズムまたはハーフミラーからなるものであ
る。

【００１９】また、請求項８の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項５の発明において、光分離器は、
偏光光を選択的に透過または反射させる光学的作用を有
する偏光ビームスプリッタと、光を直線偏光光と円偏光
光に可逆的に変化させる光学的作用を有する１／４波長
板とからなるものである。

【００２０】また、請求項９の発明に係る電機設備の事
故監視装置は、請求項５〜８のいずれかの発明におい
て、光ファイバの一側に光学的反射素子と対向してレン
ズを設けたものである。

【００２１】また、請求項１０の発明に係る電機設備の
事故監視装置は、請求項２、３、４、６、７、８または
９の発明において、検出体は、電機設備内に設けられた
膨潤体と、この膨潤体に取り付けられ光路を選択的に開
閉する遮光板とからなるものである。

【００２２】また、請求項１１の発明に係る電機設備の
事故監視装置は、請求項２〜１０のいずれかの発明にお
いて、光学的反射素子は、入射光の入射角度に拘わらず
反射光が常に入射光に対して平行になる機能を持つ平行
光反射体であるとするものである。

【００２３】また、請求項１２の発明に係る電機設備の
事故監視装置は、請求項１〜１１のいずれかの発明にお
いて、光学的検出手段が電機設備の状態に関連して物理
的変化するのは、漏水の影響を受けた場合であるとする
ものである。

【００２４】また、請求項１３の発明に係る電機設備の
事故監視装置は、請求項１〜１１のいずれかの発明にお
いて、光学的検出手段が電機設備の状態に関連して物理
的変化するのは、発煙の影響を受けた場合であるとする
ものである。

【００２５】また、請求項１４の発明に係る電機設備の
事故監視装置は、請求項１２の発明において、漏水の影
響を受けて生じる物理的変化は、水分による体積膨張、
重量増加、浮力の内の少なくとも１つであるとするもの
である。

【００２６】さらに、請求項１５の発明に係る電機設備
の事故監視装置は、請求項１３の発明において、発煙の
影響を受けて生じる物理的変化は、発煙等の事故で環境
的変化を受ける空間を通過する光の光強度減衰の時間的
変動量であるとするものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態を図を参
照して説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す
構成図である。図において、図１４と対応する部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。図において、２
４は電機設備、２５は筺体であって、この筺体２５は密
閉もしくは半密閉状に構成され、電磁的に遮蔽効果を有
し、この中に電気的あるいは機械的な機能をもつ単数も
しくは複数個の電気機器モジュール２２を配置して構成
単位２６とし、これを単数もしくは複数個配列して電機
設備２４を構成している。

【００２８】電機設備２４が例えばインバータ電源の場
合には、構成単位２６内の電気機器モジュール２２に
は、図２に示すような複数のサイリスタ２７を冷却ブロ
ック２８と交互に積層して加圧機構２９で加圧状態に締
め付けたサイリスタブロック３０を含むが、このような
場合、サイリスタブロック３０を冷却するなどのために
冷却水配管３１を必要とするが、冷却水配管３１等の水
配管を構成単位２６の中に導入した場合は漏水検知手段
を必要とする。

【００２９】電機設備２４を構成する構成単位２６に電
流を印加したとき、例えば冷却水の断水等で電気機器モ
ジュール２２の一部が異常過熱して発煙が生じ、煙成分
が構成単位２６内の高電圧印加部分に付着するなどの原
因によって電機絶縁特性の劣化を引き起こして事故の拡
大を誘引することがあるため、漏水検出と共に発煙検出
を必要とする場合がある。

【００３０】そこで、各構成単位２６には、冷却水配管
３１等の水配管を有する電気機器モジュール２２の下部
に漏水受皿３２を配置する。そして、図３に示すよう
に、漏水受皿３２内の一角に水分の影響を受けて物理的
変化する検出体としての漏水検出体１７Ａを配置する。
また、漏水検出体１７Ａに遮光板３３を取付けて検出器
１２Ａを構成し、水分の影響を受けて漏水検出体１７Ａ
が物理的影響を受けて変化した場合、光路Ｒ１を遮断す
るように構成している。

【００３１】また、筺体２５の外部に発光源３４ａとこ
れに近接して配置された受光素子３４ｂを備えた光学的
装置３４を配置し、発光源３４ａから出射した光が光路
Ｒ１に沿って筺体２５内を縦断し、筺体２５の底部に取
り付けられている平行光反射体３５で反射され、光路Ｒ
２に沿って反射されてくる光を受光素子３４ｂで受光し
ている。平行光反射体３５は、例えば図４に示すように
立体的に直交した３面の内部全反射を利用して入射光を
１８０度折返すプリズム３５ａで構成されており、発光
源３４ａと反射部の相対位置および相対角度が変動して
も常に光路Ｒ２は光路Ｒ１と平行になるように光を反射
する光学的機能を有している。光学的装置３４を構成す
る発光源３４ａは、線路Ｗ１によって光信号発信器１６
に接続し、受光素子３４ｂは線路Ｗ２によって光信号受
信器１９に接続する。

【００３２】上述のごとく、漏水受皿３２内の一角に水
分の影響を受けて物理的変化を起こし光路Ｒ１を遮断す
る漏水検出体１７Ａを配置しているが、この漏水検出体
１７Ａが水分の影響を受けて変化する物理的変化を得る
ためには、例えば、図３に示すように漏水検出体１７Ａ
を海綿体のようなもの、換言すれば、水分の影響により
体積や重量等が変化するいわゆる膨潤体で構成し、水分
を吸収して起こる体積膨張、あるいは比重の小さいもの
となし、浸水したときの浮力、あるいは水分吸収による
重量変化などで、これらによって漏水検出体１７Ａが矢
印Ａに沿って形状変化を起こし、これに取付けられてい
る遮光板３３が矢印Ｂに沿って移動して光路Ｒ１を塞ぐ
ようにしている。なお、ここで、光信号発信器１６と光
信号受信器１９は事故判別手段を構成し、光学的装置３
４，平行光反射体３５および漏水検出体１７Ａは光学的
検出手段を構成する。

【００３３】次に動作について説明する。電機設備２４
に冷却水を給水して外部より構成単位２６に電流を印加
したとき、例えば冷却水配管３１の破損、あるいは配管
接続部の締付不良等によって冷却水が漏れ出たような場
合には電気機器モジュール２２の下部に配置された漏水
受皿３２に漏水を受ける。このとき、漏水受皿３２内の
一角に水分の影響を受けて物理的変化する漏水検出体１
７Ａを配置しているため、漏水検出体１７Ａが水分の影
響を受けて変化する体積膨張、浮力、あるいは重量変化
等を受けて漏水検出体１７Ａが形状変化を起こし、これ
に取付けられている遮光板３３が光路Ｒ１を遮断する。

【００３４】電磁的に遮蔽効果を有する筺体２５の外部
の光学的装置３４内に配置された発光源３４ａから出射
した光が光路Ｒ１に沿って筺体２５内を縦断し、筺体２
５の底部に取り付けられている平行光反射体３５で反射
され光路Ｒ２に沿って反射されてくる光を受光素子３４
ｂで受光しているが、上述のごとく遮光板３３が光路Ｒ
１を遮断すれば受光素子３４ｂに戻る光がなくなる。こ
れを光信号受信器１９が判断して漏水を検出する。な
お、光学的装置３４は微小電流を扱う電子部品の回路構
成から成り立っており、強度のある電磁波ノイズがあれ
ば影響を受けるが、電磁的に遮蔽効果を有する筺体２５
の外部に配置しているため電気機器モジュール２２から
の電磁波ノイズの影響を無くしている。

【００３５】また、冷却水の断水等で電気機器モジュー
ル２２の一部が異常過熱して発煙が生じた場合に煙成分
が構成単位２６内の高電圧印加部分に付着し、電気絶縁
特性の劣化を引き起こして事故の拡大を誘引することが
あるため、漏水検出と共に発煙検出を必要とする場合が
あるが、発光源３４ａから出射した光が光路Ｒ１に沿っ
て筺体２５内を縦断し、筺体２５の底部に取り付けられ
ている平行光反射体３５で反射され、光路Ｒ２に沿って
反射されてくる光を受光素子３４ｂで受光する過程で、
煙によって光が散乱されて受光素子３４ｂに戻る光量が
減少する。この光量の時間的変動を光信号受信器１９が
解析し、規定以上の変動があれば発煙が生じたと判断す
るようにしている。

【００３６】なお、図１において、筺体２５の底部に平
行光反射体３５が取り付けられ、発光源３４ａから出射
した光を反射し、光路Ｒ２に沿って反射されてくる光を
発光源３４ａに近接して配置された受光素子３４ｂで受
光しているが、平行光反射体３５は直交した３面の内部
全反射を利用して入射光を１８０度折返すプリズム３５
ａで構成されており、発光源３４ａと反射部の相対位置
および相対角度が変動しても常に光路Ｒ２は光路Ｒ１と
平行になるような光を反射する光学的機能を有している
ため、筺体２５が温度的影響に拠る伸縮、あるいは外的
影響による変形を受けても反射光は常に発光源３４ａ近
傍に返光されるため発光源３４ａに近接して配置された
受光素子３４ｂで正確に受光できる。

【００３７】このようにして、本実施の形態では、複数
の構成単位の集合体で構成された電機設備の高圧部また
は電磁誘導を受ける環境に電子部品を組み込むことなく
漏水と発煙監視を可能にしているため設備の信頼性を向
上できる。また、電気的に零電位と高圧部の間を連結す
る計測用部材を追加することなく漏水と発煙監視を可能
にしているため設備の電気絶縁特性の低下を防止でき
る。さらに、遠隔から漏水と発煙事故の両方を１系統で
検出し、設備の周囲温度変化による伸縮、外力による変
形等に対しても正常な事故検出が可能になる。

【００３８】実施の形態２．図５はこの発明の実施の形
態２を示す構成図である。図において、図１と対応する
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。上述の
実施の形態１では、密閉もしくは半密閉的に構成され、
電磁的に遮蔽効果を有する筺体２５の中に電気的あるい
は機械的な機能をもたせた単数もしくは複数個の電気機
器モジュール２２を配置したものを構成単位２６とし、
これを単数もしくは複数個水平に配列して電機設備２４
を構成し、上下方向に光路を形成して光学的装置３４を
筺体２５の上部に配置して漏水、あるいは発煙等を検出
していたが、本実施の形態では、電機設備２４が複数個
の構成単位２６よりなり、各々が異なった電位に保持さ
れ、かつ上下に積層状に配列されているような場合に、
光学的装置３４を筺体２５から離して配置し、水平方向
に光路を形成して漏水、あるいは発煙等を離れた位置か
ら検出するようにするものである。

【００３９】この場合、光学的装置３４には各構成単位
２６に印加される各々異なった高電圧が作用せず、零電
位の位置に配置できるため、光学的装置３４を構成する
電子回路が故障した場合でも、電機設備２４の電力系統
を遮断せずに光学的装置３４を修理保全できる。

【００４０】このようにして、本実施の形態でも、上記
実施の形態１と同様の効果が得られると共に、さらに、
本実施の形態では、光学的装置には各構成単位に印加さ
れる高電圧が作用せず零電位の位置に配置できるため、
電子回路が故障した場合でも電機設備の電力系統を遮断
せずに修理保全できる。

【００４１】実施の形態３．図６はこの発明の実施の形
態３を示す構成図である。図において、図１と対応する
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。３４Ａ
は光学的装置であって、この光学的装置３４Ａは対物レ
ンズ３７、光ファイバ１８、光分離器３６より構成さ
れ、光ファイバ１８の一端には計測監視用の光を放射し
反射光を受光する光学面１８ａが形成され、他端には発
光素子２１から発信された光を受光し、かつ反射光を受
光素子１９ａに給光する光学面１８ｂが形成されてい
る。発光素子２１は光信号発信器１６に線路Ｗ１を介し
て接続され、受光素子１９ａは線路Ｗ２を介して光信号
受信器１９に接続される。

【００４２】光分離器３６は図７に示すように光の一部
を透過し、残りを反射する光学的機能を有する光半透面
３６ａを持つ例えばハーフミラーあるいはハーフプリズ
ムで構成されている。そして、光学的装置３４Ａ内に配
置された光ファイバ１８の光学面１８ａから出射した光
が光路Ｒ１に沿って筺体２５内を縦断し、筺体２５の底
部に取り付けられている平行光反射体３５で反射され、
光路Ｒ２に沿って反射されてくる光を同じく光ファイバ
１８の光学面１８ａで受光するようにする。

【００４３】そして、本実施の形態でも、受皿３２内の
一角に水分の影響を受けて状態変化を起こし光路Ｒ１を
遮断する漏水検出体１７Ａを配置する。そして、この漏
水検出体１７Ａの構造および動作に付いては、上述と同
様である。なお、ここで、光学的装置３４Ａ，平行光反
射体３５，漏水検出体１７Ａおよび光分離器３６は光学
的検出手段を構成する。

【００４４】次に動作について説明する。電機設備２４
に冷却水を給水して構成単位２６に電流を印加したと
き、例えば冷却水配管３１の破損、あるいは配管接続部
の締付不良等によって冷却水が漏れ出たような場合には
電気機器モジュール２２の下部に配置された漏水受皿３
２に漏水を受ける。このとき、漏水受皿３２内の一角に
水分の影響を受けて物理的変化する漏水検出体１７Ａを
配置しているため、漏水検出体１７Ａが水分の影響を受
けて変化する体積膨張、浮力、あるいは重量変化等を受
けて漏水検出体１７Ａが形状変化を起こし、これに取付
けられている遮光板３３が光路Ｒ１を遮断する。

【００４５】光学的装置３４Ａ内に配置された光ファイ
バ１８の光学面１８ａから出射した光が光路Ｒ１に沿っ
て筺体２５内を縦断し、筺体２５の底部に取り付けられ
ている平行光反射体３５で反射され、光路Ｒ２に沿って
反射されてくる光を同じく光ファイバ１８の光学面１８
ａで受光しているが、上述のごとく遮光板３３が光路Ｒ
１を遮断すれば光ファイバ１８の光学面１８ａに戻る光
が無くなる。この変化を光ファイバ１８を介してその光
学面１８ｂから受光素子１９ａに伝達し、受光素子１９
ａで電気信号に変換して光信号受信器１９に送り、この
電気信号を光信号受信器１９が判断して漏水を検出す
る。

【００４６】また、冷却水の断水等で電気機器モジュー
ル２２の一部が異常過熱して発煙が生じた場合に煙成分
が構成単位２６内の高電圧印加部分に付着し、電機絶縁
特性の劣化を引き起こして事故の拡大を誘引することが
あるため、漏水検出と共に発煙検出を必要とする場合が
あるが、光路Ｒ１に沿って光が筺体２５内を縦断し、筺
体２５の底部に取り付けられている平行光反射体３５で
反射されてくる光を受光する過程で、煙によって光が散
乱されて反射光の受光量が減少する。この光量の時間的
変動を光信号受信器１９が解析し、規定以上の変動があ
れば発煙が生じたと判断するようにしている。

【００４７】なお、筺体２５の底部に平行光反射体３５
が取り付けられ、光ファイバ１８の光学面１８ａから出
射した光を反射し、光路Ｒ２に沿って反射されてくる光
を同じく光学面１８ａで受光しているが、平行光反射体
３５は上述のごとく立体的に直交した３面の内部全反射
を利用して入射光を１８０度折返すプリズム３５ａで構
成されており、光学面１８ａと反射部の相対位置および
相対角度が変動しても常に光路Ｒ２は光路Ｒ１と平行に
なるような光を反射する光学的機能を有しているため、
筺体２５が温度的影響に拠る伸縮、あるいは外的影響に
よる変形を受けても反射光は常に入射光と平行であり、
対物レンズ３７によって焦点に集光されるため光学面１
８ａを対物レンズ３７の焦点に配置しておくことによっ
て常に反射光を正確に受光できる。

【００４８】このようにして、本実施の形態では、電機
設備の高圧部または電磁誘導を受ける環境に電子部品を
組み込むことなく電機設備の状態を監視でき、設備の信
頼性を向上できる。また、電気的に零電位と高圧部の間
を連結する計測用部材の使用量を最小限にして電機設備
の状態を監視でき、設備の電気絶縁特性の低下を防止で
きる。また、遠隔から漏水と発煙事故の両方を１系統で
検出し、設備の周囲温度変化による伸縮、外力による変
形等に対しても正常な事故検出が可能になる。さらに、
光の伝送手段に光ファイバを用いるので、光の導入が容
易になる。

【００４９】実施の形態４．図８はこの発明の実施の形
態４の実施例を示す構成図である。図において、図６と
対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。上述の実施の形態では、密閉もしくは半密閉的に構
成された筺体２５の中に電気的あるいは機械的な機能を
もたせた単数もしくは複数個の電気機器モジュール２２
を配置したものを構成単位２６とし、これを単数もしく
は複数個水平に配列して電機設備２４を構成し、光学的
装置３４Ａを筺体２５の上部に配置して上下方向に光路
を形成して漏水、あるいは発煙等を検出していたが、本
実施の形態では、電機設備２４が複数個の構成単位２６
よりなり、各々が異なった電位に保持され、かつ上下に
積層状に配列されているような場合に、水平方向に光路
を形成して漏水、あるいは発煙等を離れた位置から検出
するようにするものである。この場合、光学的装置３４
Ａは各構成単位２６に固定して取付けてもよいし、図９
に示すように筺体２５から離して配置してもよい。

【００５０】このようにして、本実施の形態でも、実施
の形態３と同様の効果が得られるとともに、さらに、本
実施の形態では、光学的装置には印加される各々異なっ
た高電圧が作用せず、零電位の位置に配置できるため、
電機設備の電力系統を遮断せずに光学的装置の調整ある
いは修理保全が可能となる。

【００５１】実施の形態５．図１０はこの発明の実施の
形態５を示す構成図である。図において、図６と対応す
る部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図に
おいて、３６Ａは光分離器であって、この光分離器３６
Ａは偏光プリズム３６ｂと光学素子である１／４波長板
３６ｃで構成される。なお、この光分離器３６Ａ以外の
主構成については、図６の場合と同様である。偏光ビー
ムスプリッタ３６ｂの内部には光の偏光状態により選択
的に透過させたり反射させたりする光学的機能を有する
偏光面３６ｄが形成されている。この例では発光素子２
１から例えば水平方向の偏光角を有する直線偏光光を発
光させるようにし、偏光ビームスプリッタ３６ｂの偏光
面３６ｄの光透過特性を光の偏光角に合わせるようにし
ておけば、偏光面３６ｄで反射せずに透過する。

【００５２】偏光ビームスプリッタ３６ｂと光ファイバ
１８の光学面１８ｂとの間には１／４波長板３６ｃを配
置しているが、これは光が通過する過程で光の位相角を
９０度ずらす機能を有している。この性質は光が１／４
波長板３６ｃを通過する過程で直線偏光光を円偏光光、
円偏光光を直線偏光光に変換する。従って直線偏光光で
偏光ビームスプリッタ３６ｂを通過してきた光は円偏光
光に変換されて光ファイバ１８を介して電機設備２４に
伝送され事故監視用に供される。

【００５３】平行光反射体３５で反射された反射光は光
ファイバ１８を介して円偏光光で再び戻って来て１／４
波長板３６ｃを通過するが、この時円偏光光が直線偏光
光に変換される。但し、この直線偏光光の偏光方向は垂
直方向の偏光光になるため、偏光ビームスプリッタ３６
ｂの偏光面３６ｄの光透過特性が光の偏光角と９０度ず
れているため、偏光面３６ｄで透過せず全反射して偏光
ビームスプリッタ３６ｂから出射される。そして、偏光
ビームスプリッタ３６ｂからの出射光路に配置されてい
る受光素子１９ａによって偏光ビームスプリッタ３６ｂ
からの光信号を電気信号に変換し、この電気信号を光信
号受信器１９に伝送して漏水、あるいは発煙を検出す
る。

【００５４】このようにして、本実施の形態でも、上記
実施の形態３および４と同様の効果が得られるととも
に、さらに、本実施の形態では、電機設備の漏水等に関
連した情報をより確実に光信号発信器１６および光信号
受信器１９に対して送受できる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電機
設備の状態に関連して物理的変化し、この物理的変化に
応じて電機設備の状態を検出する光学的検出手段と、こ
の光学的検出手段の検出出力に基づいて電機設備の事故
を判別する事故判別手段とを備えるので、電機設備の高
圧部または電磁誘導を受ける環境に電子部品を組み込む
ことなく電機設備の状態を監視でき、設備の信頼性を向
上できるという効果がある。また、電気的に零電位と高
圧部の間を連結する計測用部材を追加することなく電機
設備の状態を監視でき、設備の電気絶縁特性の低下を防
止できるという効果がある。さらに、光学的装置には各
構成単位に印加される高電圧が作用せず零電位の位置に
配置できるため、電子回路が故障した場合でも電機設備
の電力系統を遮断せずに修理保全できるという効果があ
る。

【００５６】また、この発明によれば、光学的検出手段
は、光信号を放射し、この放射された光信号の反射光を
受光する光学的装置と、この光学的装置からの光信号を
反射して反射光として光学的装置に返光する光学的反射
素子と、電機設備の状態に応じて物理的変化し、光学的
装置からの光信号の光路を開閉する検出体とからなるの
で、電機設備の高圧部または電磁誘導を受ける環境に電
子部品を組み込むことなく電機設備の状態を監視でき、
設備の信頼性をより向上できるという効果がある。ま
た、電気的に零電位と高圧部の間を連結する計測用部材
を追加することなく電機設備の状態を監視でき、設備の
電気絶縁特性の低下をより確実に防止できるという効果
がある。

【００５７】また、この発明によれば、光学的装置は、
電磁的に遮蔽された少なくとも１個の構成単位からなる
電機設備の近傍に配置されるので、電機設備の内部回路
からの電磁波ノイズの影響を受けることがなくなるとい
う効果がある。

【００５８】また、この発明によれば、光学的装置は、
各々異なる電位に保持され、積層状に配列された複数個
の構成単位からなる電機設備から離隔して配置されるの
で、光学的装置には各構成単位に印加される各々異なっ
た高電圧が作用せず、零電位の位置に配置でき、光学的
装置を構成する電子回路が故障した場合でも、電機設備
の電力系統を遮断せずに光学的装置を修理保全できると
いう効果がある。

【００５９】また、この発明によれば、光学的検出手段
は、少なくとも入射光と反射光を光学的に分離する光分
離器および入射光と反射光を伝送する光ファイバを含む
光学的装置と、この光学的装置からの入射光を反射して
反射光として光学的装置に返光する光学的反射素子と、
電機設備の状態に応じて物理的変化し、光学的装置から
の入射光の光路を開閉する検出体とからなるので、電機
設備の高圧部または電磁誘導を受ける環境に電子部品を
組み込むことなく電機設備の状態を監視でき、設備の信
頼性をより向上できるという効果がある。電気的に零電
位と高圧部の間を連結する計測用部材を最小限にして電
機設備の状態を監視でき、設備の電気絶縁特性の低下を
防止できる。さらに、伝送手段に光ファイバを用いるの
で、光の導入が容易になるという効果がある。

【００６０】また、この発明によれば、光学的装置は、
各々異なる電位に保持され、積層状に配列された複数個
の構成単位からなる電機設備に固定またはこの電機設備
から離隔して配置されるので、光学的装置には各構成単
位に印加される高電圧が作用せず零電位の位置に配置で
きるため、電子回路が故障した場合でも電機設備の電力
系統を遮断せずに修理保全できるという効果がある。

【００６１】また、この発明によれば、光分離器は、光
の一部を反射し、他の光を透過する光学的作用を有する
ハーフプリズムまたはハーフミラーからなるので、電機
設備の状態に関連した情報を確実に事故判別手段に導く
ことができるという効果がある。

【００６２】また、この発明によれば、光分離器は、偏
光光を選択的に透過または反射させる光学的作用を有す
る偏光ビームスプリッタと、光を直線偏光光と円偏光光
に可逆的に変化させる光学的作用を有する１／４波長板
とからなるので、電機設備の状態に関連した情報をより
確実に事故判別手段に導くことができるという効果があ
る。

【００６３】また、この発明によれば、光ファイバの一
側に光学的反射素子と対向してレンズを設けたので、光
の入出力を電機設備の構成単位当たり実質的に１本の光
ファイバで済ませることができ、電気的に零電位と高圧
部の間を連結する計測用部材の低減に寄与できるという
効果がある。

【００６４】また、この発明によれば、検出体は、電機
設備内に設けられた膨潤体と、この膨潤体に取り付けら
れ光路を選択的に開閉する遮光板とからなるので、入射
光の光路を確実に開閉することができるという効果があ
る。

【００６５】また、この発明によれば、光学的反射素子
は、入射光の入射角度に拘わらず反射光が常に入射光に
対して平行になる機能を持つ平行光反射体であるので、
光学的装置の発光源と反射部の相対位置および相対角度
が変動しても常に入射光の光路と反射光の光路とが平行
になるように光を反射することができるという効果があ
る。

【００６６】また、この発明によれば、光学的検出手段
が電機設備の状態に関連して物理的変化するのは、漏水
の影響を受けた場合であるので、漏水の検知を確実に行
うことができるという効果がある。

【００６７】また、この発明によれば、光学的検出手段
が電機設備の状態に関連して物理的変化するのは、発煙
の影響を受けた場合であるので、漏水と発煙の両方を１
系統で監視可能にし、設備の周囲温度変化による伸縮、
外力による変形等に対しても正常な事故検出を可能にし
ているため設備の信頼性を向上できるという効果があ
る。

【００６８】また、この発明によれば、光学的検出手段
の検出体が、水分による体積膨張、重量増加、浮力の内
の少なくとも１つで物理的変化を起こすので、種々の態
様で漏水の検知を確実に行うことができるという効果が
ある。

【００６９】さらに、この発明によれば、光学的検出手
段の検出体が、発煙等の事故で環境的変化を受ける空間
を通過する光の光強度減衰の時間的変動量で物理的変化
を起こすので、種々の態様で発煙の検知を確実に行うこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態１を示す構成図である。

【図２】 この発明が適用される電機設備の一例として
サイリスタブロックを示す構成図である。

【図３】 この発明による電機設備の事故監視装置の各
実施の形態における検出器の一例を示す側面図である。

【図４】 この発明による電機設備の事故監視装置の各
実施の形態における平行光反射体の一例を示す構成図で
ある。

【図５】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態２を示す構成図である。

【図６】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態３を示す構成図である。

【図７】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態３の要部を示す構成図である。

【図８】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態４を示す構成図である。

【図９】 この発明による電機設備の事故監視装置の実
施の形態４を示す構成図である。

【図１０】 この発明による電機設備の事故監視装置の
実施の形態５の要部を示す構成図である。

【図１１】 従来の発電プラントの漏水検出装置の一例
を示す構成図である。

【図１２】 従来の漏洩検出用マットの包着状態を示す
図である。

【図１３】 従来の発電プラントの漏水検出装置の一例
を示す回路図である。

【図１４】 従来の漏水検出装置の一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１２Ａ 検出器、１４ 漏水、１６ 光信号発信器、１
７Ａ 漏水検出体、１８ 光ファイバ、３３ 遮光板、
１９ 光信号受信器、３４Ａ 光学的装置、３５ 平行
光反射体、２１ 発光素子、２４ 電機設備、２５ 筺
体、２６ 構成単位、３４ 光学的装置、３５ 平行光
反射体、３６，３６Ａ 光分離器、３６ｂ 偏光ビーム
スプリッタ、３７ 対物レンズ。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電機設備の状態に関連して物理的変化
   し、該物理的変化に応じて上記電機設備の状態を検出す
   る光学的検出手段と、 該光学的検出手段の検出出力に基づいて上記電機設備の
   事故を判別する事故判別手段とを備えたことを特徴とす
   る電機設備の事故監視装置。
2. 【請求項２】 光学的検出手段は、光信号を放射し、該
   放射された光信号の反射光を受光する光学的装置と、該
   光学的装置からの光信号を反射して上記反射光として上
   記光学的装置に返光する光学的反射素子と、電機設備の
   状態に応じて物理的変化し、上記光学的装置からの光信
   号の光路を開閉する検出体とからなる請求項１に記載の
   電機設備の事故監視装置。
3. 【請求項３】 光学的装置は、電磁的に遮蔽された少な
   くとも１個の構成単位からなる電機設備の近傍に配置さ
   れる請求項２に記載の電機設備の事故監視装置。
4. 【請求項４】 光学的装置は、各々異なる電位に保持さ
   れ、積層状に配列された複数個の構成単位からなる電機
   設備から離隔して配置される請求項２に記載の電機設備
   の事故監視装置。
5. 【請求項５】 光学的検出手段は、少なくとも入射光と
   反射光を光学的に分離する光分離器および上記入射光と
   反射光を伝送する光ファイバを含む光学的装置と、該光
   学的装置からの入射光を反射して上記反射光として上記
   光学的装置に返光する光学的反射素子と、電機設備の状
   態に応じて物理的変化し、上記光学的装置からの入射光
   の光路を開閉する検出体とからなる請求項１に記載の電
   機設備の事故監視装置。
6. 【請求項６】 光学的装置は、各々異なる電位に保持さ
   れ、積層状に配列された複数個の構成単位からなる電機
   設備に固定または該電機設備から離隔して配置される請
   求項５に記載の電機設備の事故監視装置。
7. 【請求項７】 光分離器は、光の一部を反射し、他の光
   を透過する光学的作用を有するハーフプリズムまたはハ
   ーフミラーからなる請求項５に記載の電機設備の事故監
   視装置。
8. 【請求項８】 光分離器は、偏光光を選択的に透過また
   は反射させる光学的作用を有する偏光ビームスプリッタ
   と、光を直線偏光光と円偏光光に可逆的に変化させる光
   学的作用を有する１／４波長板とからなる請求項５に記
   載の電機設備の事故監視装置。
9. 【請求項９】 光ファイバの一側に光学的反射素子と対
   向してレンズを設けた請求項５〜８のいずれかに記載の
   電機設備の事故監視装置。
10. 【請求項１０】 検出体は、電機設備内に設けられた膨
    潤体と、該膨潤体に取り付けられ光路を選択的に開閉す
    る遮光板とからなる請求項２、３、４、６、７、８また
    は９に記載の電機設備の事故監視装置。
11. 【請求項１１】 光学的反射素子は、入射光の入射角度
    に拘わらず反射光が常に入射光に対して平行になる機能
    を持つ平行光反射体である請求項２〜１０のいずれかに
    記載の電機設備の事故監視装置。
12. 【請求項１２】 光学的検出手段が電機設備の状態に関
    連して物理的変化するのは、漏水の影響を受けた場合で
    ある請求項１〜１１のいずれかに記載の電機設備の事故
    監視装置。
13. 【請求項１３】 光学的検出手段が電機設備の状態に関
    連して物理的変化するのは、発煙の影響を受けた場合で
    ある請求項１〜１１のいずれかに記載の電機設備の事故
    監視装置。
14. 【請求項１４】 漏水の影響を受けて生じる物理的変化
    は、水分による体積膨張、重量増加、浮力の内の少なく
    とも１つである請求項１２に記載の電機設備の事故監視
    装置。
15. 【請求項１５】 発煙の影響を受けて生じる物理的変化
    は、発煙等の事故で環境的変化を受ける空間を通過する
    光の光強度減衰の時間的変動量である請求項１３に記載
    の電機設備の事故監視装置。