JPS6040967A - 送電鉄塔のせん絡監視装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、鉄塔に流れる異常電流を監視することにより
、落雷あるいは地絡、逆せん絡等があった鉄塔を判別す
る集中監視装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

高電圧送ｉｔ線の鉄塔あるいは鉄塔に導電接続された架
空地線が雷郡を受けると、雷恐電流が数〜数百キロアン
ペアと大きいために鉄ｔ６の電位が上昇し、送電線と鉄
塔の間の電位差が過渡的に増加してがいし装置がフラッ
ジオーバする事故が発生する。送電線は長距院にわたっ
てδ数の鉄塔によって支持されており、雷郡あるいはフ
ラッジオーバ１ｍ故を生じた鉄塔がどの鉄塔であるかを
知ることは事故の復旧を早めるために不可欠な問題であ
り、当該鉄塔を精度よく判別できる装置の開発が望まれ
ている。この種の装置としては、落雷のサージ電流を誘
導によって検出するコイルと、火薬を用いた発火装置等
で構成されるぜん絡褒示器が知られている。これは鉄塔
あるいは架空地線等の近彷に誘導コイルを設置し、雷電
流によってコイルに電流が誘起されると誘起電流により
火薬に点火し、その爆発力で表示用の赤い布が広がるよ
うに構成された装置である。このせん絡表示器が作動し
たことはヘリコプタ−や自動車により巡視し赤い布を見
付けることによって確認されるが、送電線は人家を避け
て敷設されたり山中に設けられる場合も多い。したがっ
て巡視するのも容易ではなく、落雷により異常が発生し
た場合には復旧までに長時間を要してしまうという欠点
があった。

一方リアルタイムで送電線の故障点を標定する装置とし
ては、送電線の両端に設置されたフォルトロケータとよ
ばれる装置によって、故障点で発生したサージが送電線
あるいは光ファイバを介して両フォルトロケータに検出
される時刻差を検出してサージの伝搬速度から故障点を
標定するものが知られている。しかし光速（３Ｘ１０Ｉ
ＩＡＩ＋１毎秒）に近い速度で伝搬するサージ電圧の便
かな検出時刻差を遠く離れた場所に設置されたフォルト
ロケータで検出するために、両者の時刻を極めて精密に
同期化する必要があり、そのための高度な技術が必要に
なるという問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、送ｆｆｉ線の鉄塔に流れる雷撃電流またはそ
れに起因して生じた地絡電流等の異常電流を検出でき、
かつ集中監視場所において兵学↑ｎ流が検出された鉄塔
をリアルタイムに標定できる。送電鉄塔のせん絡監視装
置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

本発明によれば、上述の目的は、まず数百メートルの間
隔で建てられた数十基の鉄塔に支持された送電線にたと
えば往復１対の主光ファイバを複合した架空地線を設け
、その一方喘には発振器および受信器を接続し、各鉄塔
には主光ファイバから分岐された光ファイバによるバイ
パス回路を設け、発振器からパルス状の光信号を充分な
時間間隔をおいて往路側の主光ファイバに注入すること
によって達成される。このとき受信器には鉄塔ごとのバ
イパス回路を通って、最初発振器に最も近い鉄塔から、
その扱順次遠い鉄塔を通って帰る光信号がそれぞれ数マ
イクロ秒の時間間隔で受信され、注入光信号に対する個
々の検出光信号の検出時間差を測定すれば受信光信号が
どの鉄塔から帰った信号であるかを容易かつ正確に′＃
別できる。

一方、バイパス回路には離隔部を作り、この離隔部にＭ
ｌｔｌｉ１部を通過する光信号の制御部を設ける。

すなわち鉄塔に流れる異常電流を変流手段によって検出
し、変流手段の出方電流によって作動する引き外し手段
によって一方向に付勢された平板状小片の拘束を解除す
ることにより、平板状か片を離隔部中に飛び出させて間
隙を通る光信号を遮断または反射させ、受信側光ファイ
バに入射する光信号の状態を異常電流検出時点を縄にし
てオン・オフ逆転制御し、受信部で定常状聾のＱ号パル
ス列に対する変化を検出することにより、異常１ｎ流が
検出された鉄塔を判別する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の実施例を示す装置のブロック図である
。図において、Ａは送電線端の発電所。

変電所等の中央監視所、Ｂ、Ｃ，Ｄは鉄塔の位置を示す
。１は発振器ｌａ、発光素子１ｂからなる送信部で、受
信部８からの指令にもとづいてパルス状の光信号を発生
する。２および３は送信側と受信側１対の主光ファイバ
で、ともに送電線に沿ってたとえば光ファイバ複合架空
地線等を用いて布設されへ１対の主光ファイバ２および
３には鉄塔ごとに光カプラ５ｍ　ｌ　５ｂと光カプラに
よって分岐された光ファイバよりなる光信号のバイパス
回路６ｍ　＋　６ｂ　＋　６Ｃとが設けられており、送
信部１から送信側の％ファイバ２に注入された光信号は
、鉄塔ごとにバイパス回路（５ｍ　ｌ　６ｂ　、　６ｃ
を介して光信号の一部分づつが受信用主光ファイバ３側
に伝送され、中央監視所に設けられた受光素子８＠、増
幅器８ｂ＋同期回路８ｃｗ信号処理回路８ｄかうなる受
信部８に入力される。一方バイパス回路（５ｍ　、　６
ｂ、　６ｅの光ファイバにはそれＳｔ′Ｌ煕隔部７ｍ、
　７ｂ、　７ｃ；Ｑ設けられており、鉄塔ごとに設けら
れ鉄塔に流れる異常電流を検出したとき平板状小片９が
離隔部７ａ−Ｃを通る光信号の通過をオン・オフＭ＃す
るよう形成された制御部１０により、受信側光ファイバ
に入射する光信号が異常電流の検出時点を境に変化する
。いま、離隔部７ａ−Ｃにおいて光ファイバの光軸が一
致するよう形成されている場合、送信部１から主光ファ
イバ２に注入された光信号は、バイパス回路６ａ＋５ｂ
、５ｃを介して主光ファイバ３側に伝送され、受信部８
には光信号の伝送回路の長さに比例した時間づつ巡れた
光信号が順次検出される。中央監視所Ａから各鉄塔まで
の距恥を１１光フアイバ中の光速度をαとすると光信号
の注入時点から検出時点までの時間差ｔはｔ　＝　２１
／ａで表わされ、光信号のタイムチャートはＮ２図のよ
うになる。すなわち、送信部１からの光信号１１の注入
時点をｔ＝。

として、受信部８で検出される光信号１１１ｔｌ　１ｌ
ｂｌ　ｌｉｅは、それぞれｔｘ、ｔａ、ｔｓ時間遅れた
パルス列となり、受信部でｔ１〜＄を測定すればパルス
１ｌａ−ｅがどの鉄塔のバイパス回路を通ったものであ
るかを容易に知ることができる。この状態で鉄塔Ｃに異
常電流が流れ、制御部ｌＯが異常電流を検出して動作し
平板状小片９が離隔部ｎ内に飛び出して光信号の通過を
遮断したと仮定すると、第２図の受信光信号１１ｂは検
出されないことになる。したがって受信部でこの信号の
変化を検出し、時間差ｔｓをめ、鉄塔Ｃを判別するよう
にすれば、異常電流が流れた鉄塔を判別することができ
る。すなわち受信部８において信号処理部８ｄに第２図
のような定常的なパルス列を記憶させておき、以後は同
期回路８ｃの指令信号により、送信部１の光信号１個の
送信を指令すると同時に新たなパルス列の記憶を信号処
理回路８ｄに指令し、信号処理回路８ｄで二つのパルス
列を比較し、差がなければ新たに記憶したパルス列を消
去して前記信号処理を繰り返し行ない、二つのパルス列
に差が認められたとき、変化のあった鉄塔に異常電流が
流れたものと判定して、判定結果を出力するよう講成す
ることにより、異常電流の流れた鉄塔を知ることができ
る。

第３図は前述の実施例における検出部および制御部の説
朗図である。図において、２１は高周波コイル、変流器
筈の変流手段で、鉄塔の塔脚等に近接して設けられ、鉄
塔を流れる雷侶常流、地絡鴛流等の異常電流によって生
づる磁束φと差交して異常電流を検出する。変流手段の
出力電流は路流器２２ａ、コンデンサ２２ｂ、抵抗器２
２ｃ、過電圧防止素子２２ｄ等からなる電流調整回路２
２を介して、制御部１０に内設された引き外しコイル１
２に供給される。

制御部１０には第１図のバイパス回路６の離隔部７と平
板状小片９とが設けられており、平板状小片９の下部は
案内部１３に内設されたばね１４により上端が離隔部７
内に飛び出すよう付勢されているが、常時は引き外しコ
イル１２の可動鉄片１２ａにより拘束され、光軸が互い
に一致するよう配されたバイパス回路６の光フアイバ間
のｒａ隔部７を光信号が通過し、光信号が受信部に伝送
されるよう形成されている。鉄塔に異常電流が流れると
、コイル２１に電圧が誘起され、コイル２１の出力′Ｆ
Ｐｌ流は整流器２２ａを介してコンデンサ２２ｂを充電
する。雷ケ亀流の立上りは速いので、充電時は引きはず
しコイル１２は高インピーダンスとなるため、５５電々
圧はツェナーダイオード２２ｄにより制限され、コンデ
ンサ１２ｂが所定の電圧にｙ６ｍされる。可動鉄片１２
１１が動作するには一般に数ｍｍ以上通電する必要があ
るが、コンデンサ２２ｂに蓄えられたエネルギーは抵坑
２２ｃを調整することにより、この必要時間以上引きは
ずしコイル１２に放電される。このようにして引き外し
コイルの可動鉄片が動作して平板状小片９の拘束が解除
され小片９が離隔部７内に飛び出すことにより、離隔部
を通る光信号は遮断され、異常ｍ流が検出された鉄塔か
らの光信号は受信部８には検出されなくなる。なお光フ
ァイバの駒部には必要に応じてレンズが装着される。

第４図は前述の実施例における［輝部の変形例を示す概
略溝造図で、第３図と異なる点は、バイパス回路６の光
ファイバの端部が同一方向から制御部１０に導入され、
常時は受信側光ファイバには光信号が入射しないよう構
成されており、平板状小片９の上部は反射板として形成
され、引き外しコイル１２により平板状小片Ｖ拘束が解
除されたとき、反射板が二つの光ファイバの光軸の交差
位置に飛び出すことにより、光信号が反射して受光側の
光ファイバに光信号が伝送されるよう構成されている。

したがって受信部８には異常電流が発生した鉄塔をバイ
パスした受信光信号のみが検出されるので、信号処理部
においてこの信号を検出し、前記あらかじめ記憶したパ
ルス列と照合して同一時間退れで二つのパルスが検出さ
れた鉄塔を異常常流が流れた鉄塔と′！＃別する。

第５図は前述の実測例における制御部の異なる銭形例を
示す概念図で、第３図または第４図と興なる点は、平板
状小片９と平板状小片９を一方向に付勢するばね１４と
これらのガイド１３が絶縁物３１によってケース３３と
絶縁され、平板状小片９がヒユーズ３２によってケース
３３に拘束されるよう構成されており、異常電流が検出
されたとき、変流手ｊ２２１の出力電流がヒユーズに流
れてヒユーズ３２を溶断することにより、平板状小片９
が離隔部７内に飛び出し、離隔部を通る光信号の受信側
光ファイバへの入射を制御することである。平板状小片
９、ばね１４．ヒユーズ３２等を一体化した部品として
形成し、ケース３３の要所にセットするよう構成すれば
、ヒユーズの交換が容易になって便利である。

〔発明の効果〕

本発明は前述のように、鉄塔ごとにバイパス回路を有す
る送受１対の主光ファイバに集中型閉所に設けられた送
信部からパルス拭の光信号を注入し、各鉄塔のバイパス
回路を通って集中監視所に戻って来る光信号を受信部に
おいて集中監視所から各鉄塔までの新風に比例した時間
フαをｆ７するパルス列として検出するよう構成したこ
とにより、まず送信部からのパルス注入時点に対する検
出時間差によって決まる各鉄塔個存の。号が得られた。

その結果検出時刻を問題としないために１従来のフォル
トロケータ装置のように２個所の検出部におけるサージ
の検出時開を問題にする装ｒ１に比べて時刻を同期化す
るための高度の技術を必要とせす、誤判定を犯す危険性
の少ない装置を提供できる。また、各バイパス回路の光
ファイバに離隔部を設けて、鉄塔に異常電流が流れたと
き、これを検出する変流手段と、変流手段の出方１流を
所定時間持続させる電流Ｈ整回路と、この電流によって
駆動され前記光ファイバの〃＠部を通る光信号の受信側
光ファイバへの入射をオン・オフ制御する制御部とによ
り、前記光信号を鉄塔を流れる異常電流に関係した光信
号に変換するよう構成し九その結果受信部においてあら
かじめ記憶された定常時の信号パルス列と、順次伝送さ
れて来るパルス列とを比較してその差を検出することに
より異常常流が検出された鉄塔を集中監視所において容
易かつリアルタイムで判別できるようになり、従来のせ
ん絡表示器のように異常が検出された鉄塔をヘリコプタ
−で探すための学閥と時間を要する装置に比べて故障復
旧時間を短縮できる省力化された装置を提供できる。さ
らに各鉄塔に配設される＃Ｉ御輝部電源を必要としない
ために配設する場所の制約がなく、また落雷や地絡時の
異常電圧の影響が少ないために誤動作の心配がない。ま
た光ファイバに断線等の異常があった場合には信号パル
ス列の変化によって異常個所を容易に判別できるために
補修が容易である。さらに検出すべき異常電流の大きさ
や波形は変流手段の選択および７４流調整回路の調整に
より設定できるので、たとえば非常に大きな置部電流や
せん絡１１流が流れた場合にのみ信号を発するよう形成
すれば、送１１１線の点検回数が少なくてすむ送電鉄塔
のせん絡監視装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す棉成図、第２図は第１図
の実施例における受信信号のタイムチャート、第３図は
第１図の実施例における要部の説明図、第４図は第３図
の制御部の変形例、第５図は制御部の異なる変形例であ
る。 図において、１・・・送信部、２，３・・・主光ファイ
バ、６・・・バイパス回路、７・・・陥隔部、８・・・
受信部、９・・・平板状小片、１０・・・制御部、２１
・・・変流手段、２２・・・電流調回へ１２・・・　引
き外しコイル、１４・・・　ばね、３２・・・　ヒユー
ズである。 −１第１図 第３図 ？？ １４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）送電鉄塔に流れる異常電流を検出して光信号に変換
   し光ファイバにより集中監視所に設けられた監視部に伝
   送し異常電流が流れた鉄塔を監視する装置において、送
   電線に沿って布設され鉄塔ごとに分岐された光ファイバ
   によるバイパス回路を有する送受１対の主光ファイバと
   、集中監視所に設けられ送信側主光ファイバに所定時間
   間隔でパルス状光信号を注入する送信部と受信側主光フ
   ァイバに接続され前記バイパス回路を通って伝送される
   光信号を受信して注入パルスに対する時間遅れを検出す
   る受信部と、各鉄塔に近接して設けられ鉄塔に流れる異
   常電流を検出したとき引き外し手段が動作して前記バイ
   パス回路の光ファイバに形成されたｊＩＢ隔部を通る光
   信号をオン・オフ制御する制御部とを備えたことを特徴
   とする送電鉄塔のせん絡監視装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、制御部
   が、変流手段と電流ＨＷ＆手段を介して直流変換された
   異常電流信号により駆動される引き外し手段と、常時は
   引き外し手段により動作が規制され異常電流検出時には
   一方向に浮動するばね付勢された平板状小片と、互いに
   光軸が一致する光ファイバにより形成された離隔部とか
   らなり、供電常流が検出されたとき前記平板状小片が前
   記光軸を遮るよう離隔部内に突出することを特徴とする
   送電鉄塔のせん絡監視装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、平板状
   小片が反射面を備え、互いに光軸が交差するよう光ファ
   イバにより形成された離隔部の光軸の交差位置に反射面
   が突出することを特徴とする送電鉄塔のせん絡監視装置
   。 ４）特許請求の範囲ｍ１項から第３項のいずれかに記載
   の装置において、ばね付勢された平板状小片が、変流手
   段の出力電流によって溶断するヒユーズよりなる引き外
   し手段により、常時は蓄勢位ｆｆＪに引き止められ、異
   常電流が検出されたときヒユーズが溶断して間隙内の所
   定位置に飛び−出すことを特徴とする送電鉄塔のせん絡
   監視装置４゜