JPS5953019A - Discharge detector - Google Patents

Discharge detector

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JPS5953019A
JPS5953019A JP57163715A JP16371582A JPS5953019A JP S5953019 A JPS5953019 A JP S5953019A JP 57163715 A JP57163715 A JP 57163715A JP 16371582 A JP16371582 A JP 16371582A JP S5953019 A JPS5953019 A JP S5953019A
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JP
Japan
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light
optical fiber
wavelength
detection device
discharge detection
Prior art date
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JP57163715A
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Japanese (ja)
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JPS6326607B2 (en
Inventor
松井 輝仁
滝岡 孝司
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5953019A publication Critical patent/JPS5953019A/en
Publication of JPS6326607B2 publication Critical patent/JPS6326607B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、放電検出装置に関するものであり、もう少
し詳しくいうと、電力機器等の内部に発生する放電を検
出して当該機器に生じる地絡等の事故を監視するための
放電検出装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a discharge detection device, and more specifically, it is used to detect discharge occurring inside power equipment, etc., and to monitor accidents such as ground faults occurring in the equipment. This invention relates to a discharge detection device.

電力機器を構成する変圧器、遮断器等に起こる地絡のご
とき事故は、事故に際して発生するアーク放電光(以下
、アーク光という)を検出することにより監視すること
ができる。したがって、何らかの光検出素子を電力機器
内に配置してアーク光を検出すればよいのであるが、高
圧ta器にあっては電磁誘導等の影響を受ける難点があ
り、また、導体を機器内に配置すると電界分布等につい
て悪影響を与えるという問題がある。
Accidents such as ground faults that occur in transformers, circuit breakers, etc. that constitute power equipment can be monitored by detecting arc discharge light (hereinafter referred to as arc light) generated during the accident. Therefore, it would be possible to detect arc light by placing some kind of photodetection element inside the power equipment, but high-voltage TA generators have the disadvantage of being affected by electromagnetic induction, and it is also difficult to place conductors inside the equipment. There is a problem in that the arrangement has an adverse effect on electric field distribution and the like.

そこで、絶縁体である光ファイバを用い、アーク光を機
器の外部に導き、検出する方法が考えられる。しかし 
この場合、アーク光の波長は、グθ0mμにピークのあ
るJOOnLμ〜左。Q m lt  の領域にあり、
一方、光ファイバの伝送損失の波長依存性は、第1図に
示すように、アーク光の波長領域において伝送損失が著
しく大である。このことから、光ファイバによる放電検
出においては、対象什を器から離隔した場所で放電を検
l1l−rることか、きわめて困離となる。なお、第1
図は石英系光ファイバに係る特性図である。
Therefore, a method can be considered that uses an insulating optical fiber to guide the arc light to the outside of the device and detect it. but
In this case, the wavelength of the arc light is JOOnLμ~left with a peak at θ0mμ. It is in the region of Q m lt ,
On the other hand, regarding the wavelength dependence of the transmission loss of an optical fiber, as shown in FIG. 1, the transmission loss is extremely large in the wavelength region of arc light. For this reason, in detecting a discharge using an optical fiber, it is extremely difficult to detect the discharge at a location far away from the target object. In addition, the first
The figure is a characteristic diagram related to a silica-based optical fiber.

この発明は、以上のような課題を角7決しようとするも
のであり、アーク光を波長変換l7、絶縁体である光フ
ァイバにより伝送損失を枠手にして機器外部に導くこと
により 電力機器等の異常を離隔位置で監視できる放電
検出装置を際供することを目的とするものである。
This invention attempts to resolve the above-mentioned problems to the utmost by converting the arc light into wavelengths and guiding it to the outside of the equipment using an insulating optical fiber, taking into account the transmission loss. The purpose of this invention is to provide a discharge detection device that can monitor abnormalities at a remote location.

以下、この発明を、図面を参照して説明する。The present invention will be explained below with reference to the drawings.

@−図は、この発明の一実施例でに1す、コア/q、ク
ラッド/bでlLる光ファイバ/の光入力端に波長選択
性を有する被膜、2aを被着した球状レンズ二を、接着
剤3により接合固着する。球状レンズλは螢光体を含有
する透明材質になるもので、アーク光lの波長(Vθθ
mμ付近)の光を1波長(SθQmμ〜600mμ)の
光に変換する機能を有するものである。光ファイバlの
他端である光出力端はシリコン・ホトダイオードのごと
き光検出器(図示せず)に光結合される。
The figure shows a spherical lens 2 coated with a wavelength-selective coating 2a on the optical input end of an optical fiber 1 consisting of a core /q and a cladding /b in an embodiment of the present invention. , are bonded and fixed with adhesive 3. The spherical lens λ is made of a transparent material containing a phosphor, and the wavelength of the arc light l (Vθθ
It has a function of converting light of a wavelength (near SθQmμ to 600mμ) into light of one wavelength (SθQmμ to 600mμ). The other end of the optical fiber 1, the optical output end, is optically coupled to a photodetector (not shown), such as a silicon photodiode.

つぎに動作について説明する。Next, the operation will be explained.

電力機器内部でアーク光りが発生すると、当該電力機器
内に位置する球状レンズ二によって、アーク光りが光フ
ァイバ/に結合伝搬される。球状レンズ二は、レンズ機
能とともに光波長変換機能を有していて、アーク光lを
より長い波長(SOθmμ〜t、oomμ)に変換する
ことにより、第1図にみるように、伝送損失を低減して
光ファイバlにアーク光りを伝送させる一一方、光検出
器がシリコン−ホトダイオードの場合は、その感度がg
oOmμの波長付近にピークを有しているので、光検出
器の応答出力も増大される。
When arc light is generated inside the power equipment, the arc light is coupled and propagated to the optical fiber by a spherical lens located inside the power equipment. The spherical lens 2 has a light wavelength conversion function as well as a lens function, and by converting the arc light l to a longer wavelength (SOθmμ~t, oomμ), it reduces transmission loss as shown in Figure 1. On the other hand, when the photodetector is a silicon photodiode, its sensitivity is
Since it has a peak near the wavelength of oOmμ, the response output of the photodetector is also increased.

かようにして電力機器から離隔した場所まで光ファイバ
lを延出しても伝送損失が少なく、かつ、光検出器へ高
感度の波長域の光を伝送することができ、電力機器から
離隔した場所における放電検出を可能にすることができ
る。
In this way, even if the optical fiber l is extended to a place far away from the power equipment, there is little transmission loss, and light in a highly sensitive wavelength range can be transmitted to the photodetector. can enable discharge detection at

ここで、球状レンズ二に含有される螢光体につイテ述べ
る。第3図はSmJ+イオンの吸収、発光スペクトルの
データを示し、斜線を施した部分が発光スペクトル、斜
線を施してない部分は吸収スペクトルである。αは吸収
係数、■は相対発光出力を示す。この図から、Smj+
イオンは、前述したアーク光りのピーク波長にほぼ一致
したグθθmμに吸収ピークをもち、soomμ〜60
0mμと7θQmμ付近で大きな発光ピークを有してい
る。このことからSmJ+イオンを含む螢光体は、球状
レンズ二に光波長変換機能を与える物質として好適であ
ることがわかる。したがって、球状レンズ21c Sm
”イオンを含む螢光体を添加すればよく、たどえばSm
xfly などの使用が考えられる。
Here, we will discuss the phosphor contained in the spherical lens 2. FIG. 3 shows data on the absorption and emission spectra of SmJ+ ions, where the shaded area is the emission spectrum and the non-shaded area is the absorption spectrum. α indicates the absorption coefficient, and ■ indicates the relative luminescence output. From this figure, Smj+
The ions have an absorption peak at θθmμ, which is almost the same as the peak wavelength of the arc light described above, and have a wavelength of soomμ~60mμ.
It has large emission peaks near 0 mμ and 7θQmμ. This shows that the phosphor containing SmJ+ ions is suitable as a substance that provides the spherical lens 2 with a light wavelength conversion function. Therefore, the spherical lens 21c Sm
``All you need to do is add a phosphor containing ions, and if you add Sm
You can consider using something like xfly.

さらに、第2図において、波長)1のアーク光りに対し
ては透過させ、螢光体、2b−により波長変換された波
長λコの光を反射する被膜2aを球状レンズ二に被着し
であるので、光ファイバ/に伝送させる光量を増大せし
め、アーク光りに対する指向性が改善され、よって、検
出感度を著しく向上する。
Furthermore, in FIG. 2, a coating 2a is applied to the spherical lens 2, which transmits the arc light of wavelength 1 and reflects the light of wavelength λ converted by the phosphor 2b-. Therefore, the amount of light transmitted through the optical fiber is increased, and the directivity for arc light is improved, thereby significantly improving detection sensitivity.

球状レンズ二の材質としては ガラスあるいは樹脂のい
ずれであってもよく、また、屈折率分布型レンズ忙螢光
体を添加したものでもよい。
The material of the spherical lens 2 may be either glass or resin, or may be a material to which a refractive index gradient lens phosphor is added.

以上の構成になるこの発明の放電検出装置は、電力機器
等の被検出+(、“身器に応じて適宜に設置されるが、
−例としてガス絶縁開閉装置に設置した場合を、第1図
(a) 、 (b)に示す。同図(a)に示すガス絶縁
開閉装置lθにおいて、遮断器//、断路器/、2およ
び接続部分等は課電部を中心とした同心円筒として構成
され、課電部は支持絶縁物/3によって支持されている
The discharge detection device of the present invention having the above configuration can be installed as appropriate depending on the equipment to be detected such as electric power equipment, etc.
- As an example, the case where it is installed in a gas insulated switchgear is shown in Figs. 1(a) and (b). In the gas-insulated switchgear lθ shown in FIG. Supported by 3.

中心課電部lV−と外部金属容5/!r間の短絡事故等
を、この発明の放電検出装置Sによって監視しようとす
るものである。/Aはケーブルである。
Central voltage charging part lV- and external metal capacitor 5/! The discharge detection device S of the present invention is intended to monitor short-circuit accidents between R and R. /A is a cable.

放電検出装置左は、同図(b)に示すように、外部金属
容器/Sの壁部に設けたコネクタ/7に光ファイバ/を
貫通させ、光ファイバlの先端の球状レンズ二を外部金
属容器/5内に突出して配置し、光ファイバ/の外延端
である光出力端を光検出器(図示せず)に光結合する。
As shown in the same figure (b), the left side of the discharge detection device has an optical fiber / passed through the connector /7 provided on the wall of the external metal container /S, and a spherical lens 2 at the tip of the optical fiber l connected to the external metal container /S. It is disposed to protrude into the container /5, and the light output end, which is the extended end of the optical fiber /5, is optically coupled to a photodetector (not shown).

かようにして、ガス絶縁開閉装R,/θの電磁誘導等の
影響を受けることなく、ガス絶縁開閉装置lO内の電界
分布に関与することなく、放電検出装置左を容易に配設
して放電検出を行うことができる。
In this way, the discharge detection device left can be easily installed without being affected by the electromagnetic induction of the gas insulated switchgear R, /θ and without involving the electric field distribution inside the gas insulated switchgear lO. Discharge detection can be performed.

第5図は、この発明の他の実施例であり、波長選択性を
有する被膜2aを被着した球状レンズコを接着剤3によ
り光入力端に固着した光ファイバlに保護管6を被ふく
してなるものであり、同様の効果が得られる。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which a spherical lens coated with a wavelength-selective coating 2a is attached to an optical fiber l fixed to the optical input end with an adhesive 3, and a protective tube 6 is covered. The same effect can be obtained.

なお、以上の実施例では球状レンズユとしたが、必ずし
も球状である必要はなく、螢光体を含有する透明体であ
ればよい。また、被検出機器は、電力様器に限るもので
ないことはいうまでもない。
In the above embodiments, a spherical lens unit is used, but the lens unit does not necessarily have to be spherical, and may be any transparent body containing a phosphor. Furthermore, it goes without saying that the device to be detected is not limited to a power-like device.

以上のように、この発明は、対象機器に光ファイバを適
宜設置し、光ファイバの先端に光波長変換体能を有する
媒質を備えた構成に1−たので、装置が簡単で安価であ
り、また、信頼、性の高いも9のが得られる効果がある
As described above, the present invention has a configuration in which an optical fiber is appropriately installed in the target device and a medium having an optical wavelength conversion function is provided at the tip of the optical fiber, so the device is simple and inexpensive. It has the effect of providing 9 points of high reliability and reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は光ファイバの伝送損失の波長依存性を示す特性
線図、第2図はこの発明の一実施例の要部側断面図、第
3図は同じく螢光体の吸収1発光スペクトル図、第9図
(a)は同じく設置態様の一例を示す側断面図、同図(
b)は同じく詳細側断面図、第左図はこの発明の他の実
施例の要部側断面図である。 /・・光ファイバ、コ・・球状レンズ(光波長変換体)
、2a・・被膜、J・・接着剤、グ・・アーク光、6・
・保護管。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人  葛  野  信  − 焔1図 波長(mP) 尾2図 第3図 波長シーm) 第4図(CI)
Fig. 1 is a characteristic diagram showing the wavelength dependence of transmission loss of an optical fiber, Fig. 2 is a sectional side view of a main part of an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is an absorption 1 emission spectrum of the phosphor. , FIG. 9(a) is a side sectional view showing an example of the installation mode, and FIG.
b) is a detailed side sectional view, and the left figure is a side sectional view of a main part of another embodiment of the present invention. /... Optical fiber, Co... Spherical lens (light wavelength converter)
, 2a...film, J...adhesive, G...arc light, 6...
・Protection tube. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Agent Shin Kuzuno - Flame 1 Figure Wavelength (mP) Tail 2 Figure 3 Wavelength seam) Figure 4 (CI)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  光入力端を被検出機器内に臨ませ光出力端を
前記被検出様器の外部に配置した光検出器に光結合した
光ファイバにより前記被検出機器内に発生するアーク放
電光を検出する放電検出装置において、前記光ファイバ
の光入力端に固着され螢光体を添加した光波長変換体と
、この光波長変換体の表面に被着された波長選択性を有
する被膜を備2  えてなることを特徴とする放電検出
装置。
(1) Arc discharge light generated inside the device to be detected is detected by an optical fiber optically coupled to a photodetector whose light input end faces inside the device to be detected and whose light output end is placed outside the device to be detected. A discharge detection device for detecting a discharge includes an optical wavelength converter doped with a fluorescent substance fixed to the optical input end of the optical fiber, and a coating having wavelength selectivity deposited on the surface of the optical wavelength converter. A discharge detection device characterized by:
(2)光波長変換体が、球状レンズである特許請求の範
囲第1項記載の放電検出装置。
(2) The discharge detection device according to claim 1, wherein the optical wavelength converter is a spherical lens.
(3)波長選択性を有する被膜が、r−り放電光は透過
し螢光は反射する特性を有するものである特許請求の範
囲第1項記載の放電検出装置。
(3) The discharge detection device according to claim 1, wherein the coating having wavelength selectivity has a property of transmitting r-recharge light and reflecting fluorescent light.
JP57163715A 1982-09-18 1982-09-18 Discharge detector Granted JPS5953019A (en)

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JPS5953019A true JPS5953019A (en) 1984-03-27
JPS6326607B2 JPS6326607B2 (en) 1988-05-31

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110062A (en) * 1984-11-02 1986-05-28 Kansai Electric Power Co Inc:The Trigger pulse generator
JP2011095083A (en) * 2009-10-29 2011-05-12 Toshiba Corp Flame detecting device
JP2012242383A (en) * 2011-05-13 2012-12-10 General Electric Co <Ge> Methods, systems, and apparatus for detecting light and acoustic waves

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JP2012242383A (en) * 2011-05-13 2012-12-10 General Electric Co <Ge> Methods, systems, and apparatus for detecting light and acoustic waves

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