JPH0192664A - 線路用検電装置 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は複数相で形成された交流電線路の各相導体に
流れる電流を検出することができる線路用検電装置に関
し、さらに詳しくは線路電流を発光ダイオードの発光強
度に変換して、線路電流を検出する方式の線路用検電装
置に関するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）一般
に、電線路においてはその導体に流れる電流や電圧を測
定することにより、電線路への雷サージの侵入や相間短
絡や地絡を検出し、この検出された信号に基づいて、変
電所等で異常を判別して遮断器をトリップさせ、事故の
復旧を迅速に行うようにしている。線路電流を検出する
検電装置として、従来、第３図に示すように線路導体り
に変流器ＣＴを装着し、該変流器ＣＴにはダイオードブ
リッジよりなる整流器１を接続し、該整流器１の出力側
には発光ダイオードＬＥＤを接続していた。そして、線
路導体りに流れる電流が変化すると整流回路１から発光
ダイオードＬＥＤに流れる電流が変化して、発光強度が
変化し、この光エネルギーを光フアイバーケーブルを介
して制御所へ導き、ここで電気信号に変換増幅して線路
導体りに流れる電流を検出するようになっていた。

ところが、上記従来の検電装置は、発光ダイオードＬＥ
Ｄに流れる電流が例えば１ミリアンペア以下の微小電流
である場合には、第２図の鎖線で示すように発光せず、
かつ発光開始から所定の領域では発光強度特性が非直線
性を有するため、線路電流の検出精度が低いという問題
があった。

この問題を解消するため、従来、第３図に示す検電装置
において、発光ダイオードＬＥＤに蓄電池Ｅから発光ダ
イオードＬＥＤにバイアス用の直流定電流を印加する装
置もあった。

ところが、この検電装置は、発光ダイオードＬＥＤにバ
イアス用直流電流が印加されるので、１ミリアンペア以
下の微小電流から発光が認められ、検出精度が向上する
反面、蓄電池Ｅを使用しているので、該蓄電池を充電す
る充電回路２１が必要となり、このため装置が大型化す
るばかりでなく、蓄電池等のメインテナンスが面倒であ
るという問題があった。

又、従来の検電装置として同じく第３図に示す検電装置
において、蓄電池方式以外に制御所からリード線を経て
直流定電流を発光ダイオードＬＥＤに供給することも考
えられるが、設備が高騰するという問題があった。

この発明は上記の問題点を解消するためになされたもの
であって、その第一の目的は、メインテナンスを容易に
行い、装置の小型化、低コスト化を図り、線路電流を高
精度に測定することができる線路用検電装置を提供する
ことにある。

又、第二の目的は、前記第一の目的に加えて、発光ダイ
オードの温度変化があっても、検出誤差を小さくするこ
とができる線路用検電装置を提供することにある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解消するために、第一発明では線路導体
に装着される第一変流器と、 前記第一変流器の出力側に接続され、交流電流を直流電
流に変換する第一整流回路と、前記第一整流回路の出力
側に接続された発光ダイオードと、 前記線路導体に装着された第二変流器の出力側に接続さ
れ、交流電流をバイアス用直流電流に変換する第二整流
回路と１ 、前記第二整流回路の出力側に並列に接続された平滑コ
ンデンサと、 前記第二整流回路の出力側に接続され、前記発光ダイオ
ードに所定値の直流バイアス電流を付与する定電流ダイ
オードと、 前記定電流ダイオード及び発光ダイオードに並列に接続
され、かつ前記定電流ダイオードに電流制限電圧を印加
し、余剰電流をバイパスするバイパス用ダイオードと により構成してい４゜ 又、第二発明は第一発明の構成に、前記第一整流回路と
発光ダイオードとの間に接続され、発光ダイオードの温
度補償を行う温度補償回路を設けるという手段を採って
いる。　　　　　　　・（作用） 第一発明によれば、発光ダイオードに直流定電流がバイ
アスとして印加されているので、該発光ダイオードに流
れる電流が微小電流であっても発光するとともに、発光
初期の非直線性が改善される。この結果、線路電流の検
出精度が向・上する。

又、バイアス用電源回路は整流回路と定電流ダイオード
、バイパス用コンデンサ及びバイパス用ダイオードによ
り構成されるので、蓄電池方式やリード線引き込み方式
と比較して、回路構成が簡素化され、検電装置の小型化
が図られる。

又、第二発明は、温度補償回路により温度が上昇すると
発光ダイオードに流れる電流が増大し、発光強度が低下
する特性を有する発光ダイオードの温度−発光強度特性
が平均化され、温度変化が生じた場合にも線路電流の検
出精度を向上することができる。

（実施例） 以下、この発明を具体化した実施例を第１図及び第２図
に従って詳細に説明する。

この実施例では、線路導体りに装着した一対のコイルを
有する分割型の変流器の第一変流器ＣＴＩの再出力端子
間には、ダイオードブリッジよりなる全波型の第一整流
回路１が接続され、その第一整流回路１の出力側には、
電流の大小に応じて発光強度が変化する発光ダイオード
ＬＥＤが接続されている。又、前記第一整流回路１のプ
ラス側端子と発光ダイオードＬＥＤとの間には、逆流防
止用のダイオードＤ１と温度補償用のサーミスタＳＴが
直列に接続され、該サーミスタＳＴには抵抗Ｒ１が並列
に接続されている。さらに、前記第一整流回路１とダイ
オードＤ１との間及び第一整流回路１のマイナス側端子
の間には、前記発光ダイオードＬＥＤの内部抵抗に相当
する抵抗を有するダイオードＤ２と抵抗Ｒ２が直列に接
続されていて、前記サーミスタＳＴが温度降下により抵
抗値が増大した場合に、第一整流回路１からの電流を該
整流回路１のマイナス側へバイパスさせるようにしてい
る。

一方、第二変流器Ｃｒ２にはバイアス用、の第二整流回
路２が接続され、該整流回路２の出力端子には、逆流防
止用のダイオードＤ３を介して定電流ダイオードＣＲＤ
が直列に接続され、該ダイオードＣＲＤは前記発光ダイ
オードＬＥＤのプラス側に接続されている。又、前記第
二整流回路２のプラス側とダイオードＤ３の間と、第二
整流回路２のマイナス側との間には整流波形の交流骨を
バイパスするためのバイパス用コンデンサＣが接続され
ている。さらに、前記ダイオードＤ３、定電流ダイオー
ドＣＲＤ及び発光ダイオードＬＥＤに対し、前記定電流
ダイオードＣＲＤに電流制限電圧を印加し、かつ余剰電
流をバイパスするだめのダイオードＤ４が並列に接続さ
れている。

前記発光ダイオードＬＥＤと対応するように、受光器３
が設置され、同受光器３から導出さた光ファイバー４の
末端には光信号を電気信号に変換するためのＯ／Ｅ変換
器５が接続され、該変換器５には電気信号を増幅し、か
つ各線路導体りに対応して設けられた各発光ダイオード
ＬＥＤのそれぞれの電流−出力特性を揃えるための増幅
器６が接続され、該増幅器６には、１２０ヘルツ以上の
信号を除去するためのローパスフィルタＬＰＦが接続さ
れ、さらに、該フィルタＬＰＦには直流分をカットする
ためのコンデンサ７が接続されている。

次に、前記のように構成した定電圧電源装置について、
その作用を説明する。

前記変流器ＣＴの二次電流は第一整流回路１によって全
波整流された後、ダイオードＤＩ及びサーミスタＳＴを
経て発光ダイオードＬＥＤに流れる。このとき、発光ダ
イオードＬＥＤには定電流ダイオードＣＲＤ側から一定
の直流バイアス電流が印加されるので、発光ダイオード
ＬＥＤは第２図のグラフから明らかなように、微小電流
でも発光し、かつバイアス電流を加えたことにより、発
光ダイオードＬＥＤに流れる電流に変化が生じた場合に
おける発光強度の直線性が改善されるため、測定精度が
向上する。

又、発光ダイオードＬＥＤの光エネルギーは、受光器３
から光ファイバー４を通ってＯ／Ｅ変換器５へ入力され
て光エネルギーが電気信号に変換され、さらに、増幅器
６へ入って、増幅されるとともに、各発光ダイオードＬ
ＥＤの電流−発光強度特性が統一され、各相の線路導体
りの電流に比例する電気信号がローパスフィルタＬＰＦ
及びコンデンサ７へ送られ、ここで交流成分のみに濾過
され、線路導体りに流れる電流に比例した電気信号が出
力される。

又、本発明実施例では発光ダイオードＬＥＤの駆動回路
の温度が上昇すると、サーミスタＳＴの抵抗が減少して
発光ダイオードＬＥＤに流れる電流が増大し、かつダイ
オードＤ２及び抵抗Ｒ２を流れるバイパス電流が減少す
るため、温度が上昇する発光強度が低下する特性を有す
る発光ダイ第−ドＬＥＤの温度−発光強度特性が平均化
され、温度変化に対する線路電流の検出精度が向上する
。

なお、この発明は前記各実施例に限定されるものではな
く、例えば、第１図に示す温度補償回路ＴＨＣを構成す
る抵抗Ｒ２に代えて、温度が上昇すると抵抗が増大する
温度補償用サーミスタを接続する等、この発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で各部の構成を任意に変更することも
可能である。

発明の効果 以上詳述したように、第一発明は線路電流を精度良く測
定することができるとともに、装置の小型化及びメイン
テナンスの容易化を図ることができる効果がある。

又、第二発明は第一発明の効果に加えて、発光ダイオー
ド駆動回路の温度が変化しても温度補償回路により発光
強度を制御して電流の検出精度を一層向上することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した実施例を示す電気回路図、
第２図は発光ダイオードの電流−全光強変時性を示すグ
ラフ、第３図は従来例を示す電気回路図である。 ■・・・第一整流回路、２・・・第二整流回路、３・・
・受光器、４・・・光ファイバー、５・・・Ｏ／Ｅ変換
器、６・・・増幅器、７・・・コンデンサ、ＣＴＩ・・
・第一変流器、ＣＴ２・・・第二変流器、ＬＥＤ・・・
発光ダイオード、Ｌ・・・線路導体、Ｃ・・・コンデン
サ、ＬＥＤ・・・発光ダイオード、 サーミスタＳＴ、ダイオードＤＩ、Ｄ２、抵抗Ｒ１，Ｒ
２により温度補償回路ＴＨＣを構成している。 特許出願人　　　　　　　日本碍子　株式会社代理人　
　　　　　　　弁理士　　恩１）博宣第２図 ＬＥＤに流れる電流　　　ｍＡ １■イ台」−沼ｆｌ：を市１に−Ｊ−：：昭和６３年　
１月　８Ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　線路導体（Ｌ）に装着される第一変流器（ＣＴ１）
   と、 前記第一変流器（ＣＴ１）の出力側に接続され、交流電
   流を直流電流に変換する第一整流回路（１）と、 前記第一整流回路（１）の出力側に接続された発光ダイ
   オード（ＬＥＤ）と、 前記線路導体（Ｌ）に装着された第二変流器（ＣＴ２）
   の出力側に接続され、交流電流をバイアス用直流電流に
   変換する第二整流回路（２）と、前記第二整流回路（２
   ）の出力側に並列に接続された平滑コンデンサ（Ｃ）と
   、 前記第二整流回路（２）の出力側に接続され、前記発光
   ダイオード（ＬＥＤ）に所定値の直流バイアス電流を付
   与する定電流ダイオード（ＣＲＤ）前記定電流ダイオー
   ド（ＣＲＤ）及び発光ダイオード（ＬＥＤ）に並列に接
   続され、かつ前記定電流ダイオード（ＣＲＤ）に電流制
   限電圧を印加し、余剰電流をバイパスするバイパス用ダ
   イオード（Ｄ４）と により構成したことを特徴とする線路用検電装置。 ２、線路導体（Ｌ）に装着される第一変流器（ＣＴ１）
   と、 前記第一変流器（ＣＴ１）の出力側に接続され、交流電
   流を直流電流に変換する第一整流回路（１）と、 前記第一整流回路（１）の出力側に接続された発光ダイ
   オード（ＬＥＤ）と、 前記線路導体（Ｌ）に装着された第二変流器（ＣＴ２）
   の出力側に接続され、交流電流をバイアス用直流電流に
   変換する第二整流回路（２）と、前記第二整流回路（２
   ）の出力側に並列に接続された平滑コンデンサ（Ｃ）と
   、 前記第二整流回路（２）の出力側に接続され、前記発光
   ダイオード（ＬＥＤ）に所定値の直流バイアス電流を付
   与する定電流ダイオード（ＣＲＤ）と、 前記定電流ダイオード（ＣＲＤ）及び発光ダイオード（
   ＬＥＤ）に並列に接続され、かつ前記定電流ダイオード
   （ＣＲＤ）に電流制限電圧を印加し、余剰電流をバイパ
   スするバイパス用ダイオード（Ｄ４）と、 前記第一整流回路（１）と発光ダイオード（ＬＥＤ）と
   の間に接続され、発光ダイオード（ＬＥＤ）の温度補償
   を行う温度補償回路（ＴＨＣ）と により構成したことを特徴とする線路用検電装置。 ３、前記温度補償回路（ＴＨＣ）は、前記第一整流回路
   （１）のプラス側と発光ダイオード（ＬＥＤ）の間に直
   列に接続された温度補償用サーミスタ（ＳＴ）と、該サ
   ーミスタ（ＳＴ）に並列に接続された抵抗（Ｒ１）と、
   前記サーミスタ（ＳＴ）と発光ダイオード（ＬＥＤ）に
   並列に接続され、かつ前記発光ダイオード（ＬＥＤ）の
   内部抵抗に等価な抵抗を有するダイオード（Ｄ２）と、
   該ダイオード（Ｄ２）に直列に接続された抵抗（Ｒ２）
   とにより構成されている特許請求の範囲第２項に記載の
   線路用検電装置。