JPS587947B2 - デンリユウソクテイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流測定装置、特に超高圧、大電流を簡単な絶
縁構成でもって、検出、測定し得る電流測定装置に関す
るものである。

電力線の電流測定は、通常変流器の１次側を電力線に接
続し、２次側に電流計を接続して行なうものであるが、
電力線の電圧が高くなるに従って１次側と２次側との間
の絶縁構成及び対地絶縁構成が大型化し、数１００ＫＶ
以上の超高圧に於いては、絶縁用のブツシングだけでも
相当の価格となり、且つ大型化する為に設置所要面積も
大きくなるものであった。

本発明は前述の如き欠点を改善した新規な発明であり、
その目的は電力線の電圧が超高圧であっても、絶縁構成
を簡単化し得るようにすることにあり、他の目的は周囲
温度の変化にも拘らず正確に電流の検出、測定を行なわ
せることにある。

以下実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の説明図であり、磁歪円筒１
に光ファイバ２をその端部のみ固定部３により磁性円筒
１に固定して巻回し、光ファイバ２の一端から発光ダイ
オード等の光源４の光を必要に応じレンズ系等を介して
導入し、光ファイバ２の他端にはアバランシエフオトダ
イオード等の光検出器５を設ける。

又磁歪円筒１の内部に電力線６を貫通させる。

電力線６に流れる電流ｉにより半径Ｒの磁歪円筒１には
、 の磁界Ｈが加えられ、その磁界Ｈにより磁歪円筒１の半
径ＲはΔＲだけ変化する。

磁歪円筒１の構成材料をニッケル（Ｎｉ）とし、その長
さが７０ｍｍ、厚さ１ｍｍ、半径３０ｍｍの場合、磁界
の強さと半径の変化分ΔＲ／Ｒとの関係は第２図に示す
結果が得られた。

従って磁歪円筒１に両端を固定されたファイバ２は、磁
歪円筒１の半径の変化に応じた応力を受けることになる
。

光ファイバ２は応力により伝送損失が変化する特性を有
するものであり、前述の如く磁歪円筒１に巻回された光
ファイバ２は、例えば磁歪円筒１の半径が増大すると、
その応力により伝送損失が増大する。

前述の如く電力線６に流れる電流ｉに比例した磁界Ｈに
より磁歪円筒１がニッケル製の場合半径が縮小する磁歪
が生じ、従って予め強く巻回した光ファイバ２の応力が
減少して光伝送損失が小さくなり、光源４からの光を光
検出器５で検出することにより、電流ｉの検出、測定が
可能となる。

第３図は光検出器５の出力変化率と電力線６の電流ｉ（
実効値）との関係の実測値の一例を示すもので、磁歪円
筒１は第２図の半径の変化分の測定に於けるものと同様
の材質並びに寸法のものを用いた。

このように電力線６の電流ｉを光検出器５の出力として
検出又は測定することができるものであり、アナログ的
又はデイジタル的に電流を表示する場合は、補正回路等
により電流ｉと光検出器５の出力とを直線関係にすれば
良いことになり、又地絡等の異常電流を検出する場合は
、光検出器５の出力が設定されたレベル以上であるか否
か識別するか又は光検出器５の出力の急激な増加を検出
するようにすれば良いことになる。

磁歪円筒１としては、前述のニッケル以外に、ニッケル
鉄合金、アルミニウム鉄合金、コバルト系フエライト等
の磁歪材料も採用し得るものである。

又電力線６と磁歪円筒１とは完全に絶縁する必要はなく
、電力線６に流れる電流による磁界が磁歪円筒１に加え
られる配置構成であれば良く、実施例の如く磁歪円筒１
の中心に電力線６が位置している場合が最も効率が良く
なる。

そして測定位置とは絶縁物の光ファイバ２を介して接続
される構成であるから、超高圧電力線であっても、所定
の距離さえあれば、特別の絶縁構成を施す必要がな《、
従って小型且つ廉価な構成となる。

又架空電力線に対しては、磁歪円筒１が電力線６に対し
て移動しないように、電力線６に支持し、光ファイバ２
を支持碍子及び鉄塔等に沿って布設して制御室等に引込
むことにより、電力線６の電流を測定することができる
ものとなる。

同様にケーブルが単心ケーブルであれば、そのケーブル
を磁歪円筒１内を貫通させることにより、ケーブルに流
れる電流を測定することができる。

前述の磁歪円筒１ぱ磁界の強さに対応した半径の変化が
生じると共に、周囲温度によっても、その熱膨脹係数に
対応して半径が変化するので、磁歪円筒１上に拘束状態
で巻回した光ファイバの伝送損失が変化する。

そこで周囲温度の変化による誤差防止のために、第３図
に示す本発明の他の実施例の如く、第１図に示す構成に
、同一構成の磁歪円筒１ａ、光ファイバ２ａ、固定部３
ａ、光源４ａ、光検出器５ａを設け、第２の磁歪円筒１
ａを第１の磁性円筒１の近傍に配置し、同一の温度条件
となるようにする。

そして同一特性の一対の光検出器５，５ａの出力を差動
増幅器７に加えて、その出力を電流ｉの検出又は測定出
力とするものである。

即ち光検出器５の出力は電力線６に流れる電流ｉによる
成分と温度の変化による成分とを含み、光検出器５ａの
出力は温度の変化による成分のみであるから、相殺され
光検出器５，５ａの出力の差は電力線６の電流ｉによる
もののみとなり、周囲温度による影響を受けないものと
なる。

以上説明したように、本発明は電力線を貫通させた磁歪
性の筒体に端部のみ固定して光ファイバを巻回し、電力
線に流れる電流によって生じる磁界を筒体に加え、磁歪
により半径が変化して巻回した光ファイバに応力を加え
ることによって、光ファイバの光伝送損失が変化し、そ
れを光検出器で検出して電力線に流れる電流とくにその
急激な変化の検出、測定を行なうものであり、測定点と
の間は絶縁物の光ファイバで接続されるので、超高圧電
力線に対しても特別な絶縁構成を付加する必要がなく、
構成を簡単且つ小型化し得る利点がある。

又磁歪及びその磁歪による応力が光ファイバに加わるこ
とによる光伝送損失の変化は、異常電流の急岐な立上り
等に対しても充分に追従し得る特性を有するものである
から、電力線の保護系の異常電流検出にも適用すること
ができる。

又電力線を貫通した第１の磁歪円筒とその第１の磁歪円
筒の近傍に配置した第２の磁歪円筒とは、同一の温度条
件に位置しているので、磁歪円筒の温度変化による膨脹
、収縮による光ファイバの光伝送損失の変化分は、第１
及び第２の磁歪円筒対応の光検出器の出力の差の出力を
求めることによって相殺することができ、従って周囲温
度の変化による影響を除去して電力線の電流の検出、測
定を行なうことができる利点がある。

なお電力線は架空電力線のみでなく、ケーブル、変圧器
のブツシング内を貫通している線等の比較的高電圧の電
流が流れる線を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図は磁歪円筒
の磁界による半径の変化分の測定曲線図、第３図は電力
線の電流と磁歪円筒に巻回した光ファイバの伝送光検出
の出力変化との関係の測定曲線図、第４図は本発明の他
の実施例の説明図である。 １，１ａは磁歪円筒、２，２ａは光ファイバ、３，３ａ
は固定部、４，４ａは光源、５，５ａぱ光検出器、６は
電力線、７は差動増幅器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電力線を貫通させた磁歪性材料から成る筒、該簡に
   端部のみ固定して巻回した光ファイバ、該光ファイバの
   一端に光を導入する光源、該光ファイバの他端から出射
   された光を検出する光検出器を具備したことを特徴とす
   る電流測定装置。 ２ 電力線を貫通させた第１の磁歪円筒、該第１の磁歪
   円筒の近傍に配置した第２の磁歪円筒、前記第１及び第
   ２の磁歪円筒にそれぞれ端部のみ固定して巻回した光フ
   ァイバ、該光ファイバの一端に光を導入する光源、該光
   ファイバの他端から導出された光を検出する光検出器、
   該光検出器の出力の差の出力を取出す回路を具備したこ
   とを特徴とする電流測定装置。