JPS6111624A - 送電線張力センサ - Google Patents

送電線張力センサ

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JPS6111624A
JPS6111624A JP13262484A JP13262484A JPS6111624A JP S6111624 A JPS6111624 A JP S6111624A JP 13262484 A JP13262484 A JP 13262484A JP 13262484 A JP13262484 A JP 13262484A JP S6111624 A JPS6111624 A JP S6111624A
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JP
Japan
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power transmission
transmission line
tension
light
polarized light
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Application number
JP13262484A
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English (en)
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Yasuyuki Shibama
柴間 康之
Yasuo Kojima
小島 泰雄
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/04Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands
    • G01L5/10Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
    • G01L5/105Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means using electro-optical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
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    • G01L5/10Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring tension in flexible members, e.g. ropes, cables, wires, threads, belts or bands using electrical means
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、送電線に作用する張力を自動的に検知する
送電線張力センサに関する。
C従来技術〕 通常、市外地での電力の輸送は、架空送電線路を介して
行なわれるにれは、送電線、鉄塔、碍子等から構成され
るもので、送電線が空中に支持されることから、地中送
電路に比べ、設備費の負担が少ない。
第7図は、前記架空送電線路の要部を示す斜視図である
。この図において、碍子1.1・・・は、順次連結され
て碍子連2を構成し、この碍子連2の一端(接地側)2
aは、支持金具3を介して鉄塔4に取り付けられており
、他端(高圧側)2bは、送電線5′f把持している、
そして、この碍子連2゜2によって送電線5は、鉄塔4
に引き留められ、隣接する鉄塔との間に張設されている
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、送電線5は、夏季には強烈な日射と高温にさ
らされ、また冬季には、厳しい低温にさらされると共に
、地域にLっては氷雪が付着する。
このため−夏季には温度の上昇に工って伸び、台風など
の暴風にニジ振動して、鉄塔4その他に接触する虞れが
ある。また、冬季には、温度が低下することによって収
縮し、張力が増加する。この場合、送電線5に氷雪が付
着すると、荷重が増大し、断部することがある。
そこで、定期的に巡視を行ない送電線50するみや、氷
雪の付着具合を調べているが、従来、これらの調査は、
巡視員の目視に頼っているtめ、しばしば手遅れになり
、接触、断線等の事故を防ぐことができないという問題
点かあつ友。
〔問題点を解決するための手段〕
この問題点を解決するために、この発明は、碍子を鉄塔
に支持する支持金具に、偏波面保存光ファイバを固着し
、この偏波面保存光ファイバを伝送された直線偏光の偏
波面の回転量によって、前記碍子に引き留められた送電
線の張力を検知子る工うに構成したことを特徴とする、 さらに詳述すると、この発明は、送電線の張力が゛変化
すると、支持金具の歪が変化し、これに伴って、前記偏
波面保存光ファイバの軸方向の歪力が変化し、前記直線
偏光の偏波面が回転することに着眼してなされたもので
、前記偏波面保存光ファイバに直線偏光を供給する゛光
供給手段と、前記偏波面二撃存光ファイバを伝送された
直線偏光を受光し%二の直線偏光の回転量に対応する信
号を出力する変換手段と、前記変換手段の出力に基づい
 。
て送電線の張力を検知する判定手段とを具備したことを
特徴とするう 〔実施例〕 以下2図面を参照し、この発明の実施例について説咀す
る。、第1図お工び第2図は、各々この発明の第1実施
例に係る支持金具の取付状態を示す斜視図、およびその
l−1線視断面、第3図は、同実施例に係る検出装置本
体の構成を示すブロック図である。
これらの図において、支持金具10は、円柱形の支持部
10aと、その両端に形成され九連結部10b、10c
とからなるもので、支持部材10aの外周には、その軸
方向に、溝部lOaが形成されている(第2図参照)、
そして、一方の連結部lObは、鉄塔4のクレビス4a
に連結され、他方の連結部10cは、接地側碍子1のク
レビス1aに連結されている。このため、支持金具10
には、碍子1を介して第7図に示す送電線5からの遥力
が印加されている。
前記溝部10d内には、エポキシ樹脂等の接着剤によっ
て、偏波面保存光ファイバ(以下単に光ファイバという
)11が固着されておシ、その両端は、鉄塔の適尚な位
置に設けられた検出装置本体の検出回路12に接続され
ている(第3図参照)。
検出回路12は、鉄塔4に設けられた各支持金具10に
対応して設けられてお9%各先光ファイバ11一端11
aに直線偏光りを供給する一方。
光ファイバ11の他端11bから出力される検出光L2
を受光する、 次に、第4図を用いて検出回路12の構成を説明する。
第4図は、検出回路12の構成を示すブロック図であり
この図において、13は、発光ダイオード14を駆動し
て発光させる駆動回路である。発光ダイオード14の前
面には、偏光子15が設けられており、発光ダイオード
14がら出力され九光から直線偏光L工を取少出し、光
ファイバ11の一端11aに供給する。この直線偏光L
□は、光ファイバ11を伝送され、支持金具10を経由
して、光ファイバ11の他端11bから検出光L2  
として出力される。この場合、送電線5の張力が増加す
ると、支持金具10の歪が大きくなる。これに伴って、
光ファイバ11の軸方向の歪が大きくなυ、検出光L2
 の偏波面の回転量が大きく表る。一方、送電線5の張
力が減少すると、上述と逆の動作にエリ、その回転量が
少なくなる。
検光子16は、この回転量に応じ九光量の光を出力する
もので、送電線5に正常な張力が作用している状態で出
力が最大となるように回転調整されておシ、この状態か
ら、張力が増加あるいは減少すると、検光子16から出
力される光の光量は減少する工うになっている。
検光子16から出力された光は、フォトダイオード17
によって電気信号に変換された後、増幅回路18で増幅
され、信号Sとなる。この信号Sのレベルは、検光子1
6から出力される光の光量が減少するに従って低下する
判定回路19は、この信号Sのレベルに1って。
送電線5に正常な張力が作用しているか否かを判定する
もので、正常な張力が作用しており、レベルが予め設定
され九設定値以上であれば@11信号を、張力が増加あ
るいは減少し、レベルが低下して、前記設定値以下にな
ると101信号を、送信回路20へ供給する、 この送信回路20は、前記IQI/#i@信号を光信号
または電気信号に変えた後、0P−GW(optica
l c(rすund wire )  等の光伝送路あ
るいは電波に乗せて中央監視室へ送信する。
この工うな構成において、送電線51C正常な張力が作
用している状態では、信号Sのレベルは前述した設定値
よりも高くなり、判定回路19からは11−信号が出力
され、これが送信回路zOから中央監視室へ伝えられる
う一方、送電線5の張力に異常が生じ友場合には、信号
Sのレベルが前記設定値よりも下が9、判定回路19か
らは101信号が出力される、さらに詳述すると、夏i
において気温が上昇し、送電線5が伸びて、その張力が
低下しi場合、もしくは冬季において気温が低下し、送
電線5が収縮して、その張力が増加した場合には、支持
金具10の歪が増加/減少する、これに伴って、光ファ
イバ11の軸方向の歪が増加/減少して、これを伝搬す
る直線偏光L1 の偏波面の回転量が増加/減少する。
これによって、検光子16から出力される光の光量が減
少し、信号Sのレベルが下がる。そして、このレベルが
、前記設定値以下になると判定回路18から101信号
が出力され、これが送信回路19から中央監視室へ伝え
られる。この結果、各送電線5.5・・・に対応して中
央監視室に設けられたアラーム表示手段のうち、前記張
力が減少もしくは増加しt送電線5に″対応する表示手
段に表示がなされる。
こうして、送電線5の張力に異常が生じた場合に速やか
に表示される。
次に、この発明の第2実施例について説明する。
第5図は、この発明のts2実施例による検出回路30
の構成を示すブロック図である。この図において31は
偏光子%32は検出部、33は検光子であり、これらは
いずれもポウタイファイバ34によって構成されている
ここで、ボウタイファイバ34は、第61a(イ)に示
す断面形状を有している。すなわち、ボウタイファイバ
34は、コア35と、これに被覆したクラット°36と
からなカ、クラッド36は、弾性係数の異なる材料37
.38によって構成されている。この場合、コア35の
径が非常に小さいので、ボウタイファイバ34は単一モ
ード光ファイバとして機能し、直交する2相(χ、y1
の直線偏光のみが伝送される。また、このボウタイファ
イバ34に軸方向の引張力が加えられると、半径方向の
圧縮力が生じ、収縮する。この場合、クラッド36が弾
性係数の異なる材料37.38に工っで構成されている
ので%第6図(イ)に示すA軸(縦軸)方向と、B軸(
横軸)方向の歪に差が生じる。この結果、コア37に作
用するA軸方向の圧縮力とB軸方向の圧縮力とが異な一
〇、コア37の屈折率に異方性が生じる。このため、ポ
ウクイファイバ34に引張力を加えた状態で、光を入射
すると、前記2相(χ、y)の直線偏光は、B軸お工び
A軸に合致する工うに回転しながら伝搬し、χ方・向の
偏波面がB軸に、y方向の偏波面がA軸に、各々合致し
た状態で保存される(第6図(ロ)参照)、。
前記偏光子31は、このボウタイファイバ34を円環状
に、かつそのA軸を前記円環の径方向に一致させて強く
巻回したものである。したがって、ボウタイファイバ3
4は、軸方向に引張られると共に、A軸方向に曲げられ
ることとなる。こ(Q7Cめ1これに光を入射すると、
fJES図(ロ)に示すB軸方向の直線偏光のみが伝搬
することになる、なぜならば、ボウタイファイバ34が
A軸方向に曲げられていることによシ、この内部ケ伝搬
するA軸方向の直線偏光は、コア35と、クラッド36
との境界において、その入射角が大きくなり、コア35
からクラッド36へ抜は出してしまうからである。この
結果、入射され九光から、B軸方向の直線偏光のみが取
り出されることになシ、偏光子31は、前述ル九第1実
施例の偏光子15と同一の機能を果友す。
It、検光子33は、偏光子31と同様に構成され九も
のである。偏光子31が、入射された光からB軸方向の
光のみを取シ出して出力する機能を有することから明ら
がな工うに、検光子33に直線偏光を入射すると、その
偏波面の方向がB軸方向であればそのまま出力されるが
、これがB軸に対しである角度を持つと、その角度が大
きくなるに従って、出力される光の光量が減少し、A軸
と一致すると、遂には光は出力されなくなる。したがっ
て、検光子33は、前述した11E1実施例に係る検光
子16と同一の機能を果たす。
また、検出部32は、支持金具10に固着されたボウタ
イファイバ34からなるもので、前記偏光子31と検光
子33との間に介挿され、偏光子31から出力された直
線偏光を伝送して、検光子33へ供給する、この場合、
接合部37.38において、ボウタイファイバ34は、
45’回転した状態で接着されており、この結果、偏光
子31から出力された直線偏光は、検出部32内では、
B軸に対して45”の回転角を持って伝搬することにな
る。ここで、前述した工うに、ボウタイファイバ34内
を伝搬する光の偏波面は、その軸方向に引張力が加えら
れると、A軸およびB軸に合致するように回転しながら
伝搬する。この回転量は、前記引張力に略比例すること
が確認されている。すなわち、検出部32に供給され九
直線偏光は、これに引張力が加えられると回転して出力
され、その回転量は、引張力が増大するに従って大きく
なる。したがって、検出部32は、前述した第1Ijl
!施例に係る光ファイバ11が支持金具10に固着され
t部分と同一の機能を果友す、以上から、第2実施例の
偏光子31−検出部32−検光子33の光伝送路は、第
1実施例の偏光子15→光フアイバ11→検光子16と
同等であり、検光子33から出力される光の光量の変化
に基づいて、検出部32に加えられている引張力すなわ
ち送電線5の張力の変化を検知することができるわ また。この第2実施例に工れば、ボウタイファイバ34
を用いtことにエル、検出回路30内に偏光子お工び検
出光を設ける必要がなくなるので検出回路30の構成が
簡略化され、小型化される。
〔発明の効果コ 以上説明した工うにこの発明は、碍子を鉄塔に支持する
支持金具に、偏波面保存光ファイバを固着し、この偏波
面保存光ファイバを伝送された直線偏光の偏波面の回転
量によって、前記碍子に引き留められた送電線の張力を
検知する工うにし九ので、送電線の張力の変化を自動的
に検出することができ、送電線の接触、断線等の事故を
未然に防ぐことができる、 また、前記偏波面保存光ファイバは碍子の接地側に位置
する支持金具に固着されるので、取付作業中に送電を停
止させる必要がなく、取付作業が容易となる効果が得ら
れる。
また、偏光子−光ファイバ→検光子の光伝送路をボウタ
イファイバで構成した場合には、検出回路内に偏光子お
よび検光子を設ける必要がなくなるので、検出回路の構
成が簡略化され、小型化される。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、各々本発明の第1実施例に係る
支持金具の取付状態を示す斜視図、お工びそのif線断
面図、第3図は、同実施例に係る検出装置本体の構成を
示すブロック図、第4図は検出回路12の構成を示すブ
ロック図、第5図は、本発明の第2実施例による検出回
路の構成を示すブロック図、第6図(イ)および(ロ)
は、各々ボウ ゛タイファイバの構造を示す断面図およ
びこの内部を伝搬1゛る直線偏光の偏波面の方向を説明
する几めの図、第7図は、架空送電線路の要部を示す斜
視図である。 1・・・・・・碍子、10・・・・・・支持金具、11
・・・・・・光ファイバ(偏波面保存光ファイバ)、1
3・・・・・・駆動回)路、14・・・・・・発光ダイ
オード、15.31・・・・・・偏光子(以上13〜1
5% 31は光供給手段)、1’6.33・・・・・・
検光子、17・・・・・・フォトダイオード、18・・
パ・・・増幅回路(以上16〜18.33は変換手段]
、19・・・・・・判定回路(判定手段)、34・・・
・・・ボウタイファイバ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 送電線を鉄塔に引き留める碍子と、前記碍子を前記鉄塔
    に支持する支持金具と、前記支持金具に固着された偏波
    面保存光ファイバと、この偏波面保存光ファイバに直線
    偏光を供給する光供給手段と、前記偏波面保存光ファイ
    バを伝送された直線偏光を受光し、この直線偏光の回転
    量に対応する信号を出力する変換手段と、前記変換手段
    の出力に基づいて前記送電線の張力を検知する判別手段
    とを具備することを特徴とする送電線張力センサ。
JP13262484A 1984-06-27 1984-06-27 送電線張力センサ Pending JPS6111624A (ja)

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JP13262484A JPS6111624A (ja) 1984-06-27 1984-06-27 送電線張力センサ

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JP13262484A JPS6111624A (ja) 1984-06-27 1984-06-27 送電線張力センサ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0338435A (ja) * 1989-07-06 1991-02-19 Shinpei Iguchi 張力センサー付き歯車式テンションバランサーと定張力架線直移動による局部摩耗点移動法
US5235861A (en) * 1991-05-03 1993-08-17 Seppa Tapani O Power transmission line monitoring system
WO2016193606A1 (fr) * 2015-05-29 2016-12-08 Conductix Wampfler France Dispositif de mesure d'une contrainte de traction dans un câble mécanique de levage et procédé de pesage d'une charge au moyen d'un tel dispositif
IT202000030293A1 (it) * 2020-12-10 2022-06-10 Terna S P A Equipaggiamento di amarro per conduttori di linee aeree in particolare per la trasmissione dell’energia elettrica

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