JPH03248102A - 電力線路の電流検知方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、架空、地中等の電力線路の電流測定方法に関
するものである。

二従来の技術］ 電力線路の電流検知方法としては、変流器（Ｃｕｒｒｅ
ｎｔ　　Ｔ　ｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　）を用いる方式が
従来より一般的であり広く使用されている。

また、最近では磁気光学効果素子、例えばファラデー素
子を用いた電流変成装置が種々提案されている。例えば
、電力線路の電流を計測するのに、前記電力線路をとり
まくように磁性体からなるリング状のコアを設け、二の
コアに設けられたギャップ内にファラデー素子を配設し
て、前記コアに誘起された磁界を与え、このファラデー
素子に光ファイバを接続すると共に開光子を介して光を
供給し、前記磁界の強さに比例してファラデー素子の偏
光角が変化する原理を用い、電力線路に流れる電流変化
を光の偏光角の変化に変え、更に検光子を介して、光の
強弱に変えて光ファイバをもって導き、光−電気変換器
により、電気信号に変換するように構成するものが提案
されている。

ヨ発明が解決しようとする課題］ しかし、上記変流器や磁気光学効果素子等のセンサを用
いた従来の電流検知方法では以下のような問題点がある
。

（１）電力線路に沿った長手方向の電流分流状況を求め
ようとする場合、極めて数多くのセンサを設置する必要
がありシステムコストが高くなる。

（２）電流検出上ンサ１台に対して１台の検出回路部を
必要と！−１多数箇所の測定をする場合、その設置スペ
ース等が問題となる。

（３）遠方からの計測を行おうとする場合、制御伝送の
ための系統が別途に必要になる。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、多
点での電流計測を一括して行い得る安価でコンパクトな
電力線路の電流計測方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による電力線路の電流検知方法は、金属被覆を有
する光ファイバを多数回捻回しこれをコイル状とした測
定用光ファイバコイルを電力′ａ路を取り巻くように設
け、その測定用光ファイバコイルの金属被覆の両端末を
電気的に短絡して閉ループの金属被コイルを構成する一
方、測定用光ファイバコイルの光ファイバを測定装置に
接続し、上記金属被コイルに流れる誘導電流及び過電流
によって発生する光ファイバコイルの温度上昇がら、電
力線路の電流を求めるものである。

この場合、上記測定用光ファイバコイルの他に、光ファ
イバを多数回捻回しこれをコイル状とした参照用光ファ
イバコイルを電力線路を取り巻くように設け、この参照
用光ファイバコイルを上記測定用光ファイバコイルの光
ファイバと直列にして測定装置に接続し、金属被光ファ
イバコイルの参照用光ファイバコイルに対する温度差が
ら電力線路の電流を求めることが好ましい。

上記参照用光ファイバコイルとしては、通常の光ファイ
バ又は金属被光ファイバのいずれを用いたコイルであっ
てもよい。

上記測定用光ファイバコイルとして、金属被覆を有する
光ファイバを捻回させることなく単にコイル状とした金
属被光ファイバコイルを用いることもできる。

口作用コ 測定用光ファイバコイルの金属被覆は、その両端末か短
絡され電力線路を取り囲む閉ループの金属被コイルとな
っているため、該金属被コイルには誘導電流及び過電流
が流れ、光ファイバコイルの温度が上昇する。測定装置
はこの温度上昇がら電力線路の電流を求める。

従って、検知部に光フアイバ以外の光学素子を全く必要
としないため、検知部の簡素化が図れ、取り扱いが容易
であると共に安価でコンパクト性に優れる。また、経年
劣化や光学レンズ等の介在による損失等の発生要因もな
く、長期信頼性が高まる。そして、測定用光ファイバコ
イル部を所定間隔で設置することにより、多数箇所の電
流を一括して測定できる。

この場合、上記測定用光ファイバコイルの他に参照用光
ファイバコイルを設け、この測定用光ファイバコイルの
参照用光ファイバコイルに対する温度差からた電力線路
の電流を求めると２電力線路自身に流れる電流による発
熱の温度上昇分が除去され、正確な電流検知かできる。

「実鉋例コ 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図において、電力線Ｎ８の長手方向における電流計
測か必要となる複数の開所には、それぞれ参照用光ファ
イバコイルＡと計測用光ファイバコイルＢとから成る検
知部が配設されている。

各検知部の参照用光ファイバコイルＡは、通常の絶縁被
覆された光ファイバ１を多数回捻回し、これをコイル状
とした光ファイバコイル２から成り、電力線路８を取り
巻くように設けられている。

他方の計測用光ファイバコイルＢは、高抵抗の金属被覆
を有する光ファイバ４を、環状の鉄心３上に多数回捻回
し、これをコイル状とした金属被光ファイバコイル５か
ら成り、同様に電力線路８を取り巻くように配設されて
いる。この金属被光ファイバコイル５の金属被覆の両端
末は、接続リード線４ａｔ″電気的に短絡され、電力線
路８を取り巻く閉ループの金属被コイルを構成している
。

上記参照用光ファイバコイルＡと計測用光ファイバコイ
ルＢの光フアイバ同士は直列に接続されて１つの計測用
コイル対を構成し、更に電力線路８の長手方向の各検出
部毎に設けられたこれらの計測用コイル対は全てが直列
に接続され、１本の光フアイバ系統を形成している。従
って、金属被光ファイバコイル５と絶縁被光ファイバコ
イル２とは交互に接続される。

このようにして構成された光フアイバ系統の一端を、温
度分布測定装置６に接続し、二の温度分布測定装置６か
ら、レーザパルス光を入射し、光フアイバ１中で生ずる
ラマン散乱光パルスを時分割で検出することによって、
ラマン散乱光の長手方向分布を求める。このラマン散乱
光の大きさは、温度に依存することから、これを検出す
る温度分布測定装置６では、各検出部毎の温度、つまり
光ファイバに沿った温度分布を求めることができる。

ここで、金属被光ファイバ４が鉄心３に捻回されて電力
線Ｆ＃Ｉ８に取り付けられている測定用光ファイバコイ
ルＡの部分では、電力線＃１８に流れる電流によって、
金属被光ファイバ４の金属被に誘導電流及び過電流か流
れ、金属被光ファイバ４が温度上昇する。しかし、電力
線路８の近傍では、それ自身に流れる電流による発熱も
あることから、金属被光ファイバ４て検出される温度は
、電力線路近傍での温度に更に誘導電流による温度上昇
が加算された値となる。そこで、正確な温度を知るため
、金属被光ファイバコイルラに隣接して参照用光ファイ
バコイルＢを設け、この部分の温度を同時に検出するこ
とにより、電流による温度上昇分を正確に求める。

第２図はこの温度分布の測定結果であり、測定用光ファ
イバコイルＡの部分における温度９と参照用光ファイバ
コイルＢの部分における温度１０との差１１が、電流に
対応した温度上昇値である。

第１図の信号処理部７は、この測定用光ファイバコイル
Ａと参照用光ファイバコイルＢの部分の温度差１１を電
流値に換算し、これによって各検知部における電力線路
８の電流を検出する。

上記検知方法によれば、次のような優れた効果が得られ
る。

（１）光フアイバ以外の光学素子を検知部に全く必要と
せず、検知部の簡素化か図れ、取り扱いが容易であると
共にコストを低減てきる。

（２）経年劣化や光学レンズ等の介在による損失等の発
生要因がなく、長期信頼性が高い。

（３）１点のみてはなく、測定用光ファイバコイルを所
定間隔で設置することで、多数箇所の電流を一括して測
定できる。

（４）温度分布測定装置６及び信号処理部７から成る１
台の測定装置で、多数箇所の電流値及びその位置を測定
できる。

（５）温度分布測定装置６で温度分布を測定し、これを
信号処理部７で電流値に換算するため、電流値たけでな
く線路に沿った温度分布の計測も同時に行うことができ
る。

次に、本発明の変形実施例を第３図及び第４図に示す。

第３図は、電力線路８に布設する光ファイバを、その全
長に亘って金属被光ファイバ４とし、所定の検知部にお
いて、この金属被光ファイバ４を捻回し且つコイル状と
して測定用光ファイバコイルＢ、参照用光ファイバコイ
ルＡを形成した例である。２つの金属被光ファイバコイ
ルのうち、片方の測定用光ファイバコイルＢについては
、その金属被が接続リード線４ａて′電気的に短絡され
、この金属被のみで閉ループを形成している。従って、
測定用光ファイバコイルＢには誘導電流か流れ、電力線
Ｎ８の電流に応じた温度上昇か発生する。

これを前記実施例と同様に、閉ループを形成していない
隣接の参照用光ファイバコイルＡの温度と比較し、その
差を電流値に換算することで、当該検知部における電力
線路８の電流が検知できる。

尚、第３図の場合も、測定用の金属被光ファイバコイル
には、鉄心を設けることができる。

この第３図の変形実施例の有利な点は、１本の金属被光
ファイバ４を必要箇所にて捻回し且つコイル状とすれば
よいため、光ファイバの接続工事が不要になると共に、
布設性が向上する点にある。

次に、第４図の実施例は、金属被光ファイバ４を捻回す
ることなく、その、４４複数回巻いて、測定用光ファイ
バコイルＢと参照用光ファイバコイルＡを形成した例で
ある。このような構成であっても、上記と同様の効果が
得られる。

上記第１図、第３図の実施例では、測定用光ファイバコ
イルＢと参照用光ファイバコイルＡを捻回しているが、
電力線Ｒ８を取り巻くようにコイル状に形成すればよく
、必すしも捻回する必要はない（第４図参照）。また、
捻回する場合であっても、その捻回の方法は一重、二重
等多種多様であり、何の制約も受けない。また、電力線
路８を取り巻くようにコイル状に形成する場合のコイル
のターン数や形状にも制約がない。

二発明の効果コ 以上述べたように、本発明の方法によれは、光フアイバ
以外の光学素子を検知部に全く必要としないため、検知
部の簡素化が図れ、取り扱いが容易であると共にコスト
を低減できる。また、経年劣化や光学レンズ等の介在に
よる損失等の発生要因がなく、長期信頼性が高まる。そ
して、金属被光ファイバコイル部を所定間隔で設置する
ことで、多数箇所の電流を一括して測定できる。

また、この金属被光ファイバコイルの参照用光ファイバ
コイルに対する温度差から電力線路の電流を求める方法
によれは、電力線路自身に流れる電流による発熱の温度
上昇分が除去され、正確な電流検知がてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電力線路の電流検知方法の一実施
例を示す説明図、第２図は本発明の方法において電流値
導出のために測定した温度分布測定結果を示す図、第３
図、第４図はそれぞれ本発明の電力線路の電流検知方法
の変形実施例を示す説明図である。 図中、１は光ファイバ、２は光ファイバコイル（参照用
光ファイバコイル）、３は鉄心、４は金属被光ファイバ
、４ａは接続リード線、５は金属被光ファイバコイル〈
測定用光ファイバコイル）、６は温度分布測定装置、７
は信号処理装置、８は電力線路、９は金属被光ファイバ
コイル部の温度、１０は通常光ファイバコイル部の温度
、１１は温度差、Ａは参照用光ファイバコイル、Ｂは測
定用光ファイバコイルを示す。 距 離 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属被覆を有する光ファイバを多数回捻回しこれを
   コイル状とした測定用光ファイバコイルを電力線路を取
   り巻くように設け、その測定用光ファイバコイルの金属
   被覆の両端末を電気的に短絡して閉ループの金属被コイ
   ルを構成する一方、測定用光ファイバコイルの光ファイ
   バを測定装置に接続し、上記金属被コイルに流れる誘導
   電流及び過電流によって発生する光ファイバコイルの温
   度上昇から、電力線路の電流を求めることを特徴とする
   電力線路の電流検知方法。 ２、上記測定用光ファイバコイルの他に、光ファイバを
   多数回捻回しこれをコイル状とした参照用光ファイバコ
   イルを電力線路を取り巻くように設け、この参照用光フ
   ァイバコイルを上記測定用光ファイバコイルの光ファイ
   バと直列にして測定装置に接続し、測定用光ファイバコ
   イルの参照用光ファイバコイルに対する温度差から電力
   線路の電流を求めることを特徴とする請求項１記載の電
   力線路の電流検知方法。 ３、上記参照用光ファイバコイルとして金属被光ファイ
   バコイルを用いることを特徴とする請求項２記載の電力
   線路の電流検知方法。 ４、上記測定用光ファイバコイルとして、金属被覆を有
   する光ファイバを捻回せずにコイル状とした金属被光フ
   ァイバコイルを用いることを特徴とする請求項１、２又
   は３記載の電力線路の電流検知方法。