JPH04113033U - 送電線の振動検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバの光量変化を利用することにより送
電線の振動を検出し、検出感度を向上させる。 【構成】筐体としてのセンサ外箱３内に固定側光ファイ
バ４と可動側光ファイバ５とを対向させて設けることに
より振動検出部１を構成する。送電線が振動すると、固
定側光ファイバに対する可動側光ファイバの位置がずれ
るため、光ファイバ４、５間に伝送される透過光の光量
は変化する。この透過光量の変化を処理装置８にて検出
することにより振動を検知する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光ファイバを使用した送電線の振動検出システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、架空送電線は自然環境にさらされているために、風や雨雪等によって 送電線が振動し、この振動が大きくなって最悪の場合には短絡や地絡等の故障が 発生する場合がある。このように送電線が振動することによって発生する故障に あっては、故障回復後、送電線の振動がおさまらないうちに通電を再開すると、 再び故障を引き起こす場合があるため、振動がおさまってから通電をしなければ ならない。従って、通電に先立って、送電線が振動しているか否かを検出して、 その検出情報を通電の操作を行なう変電所に伝達する必要がある。

【０００３】 このような送電線の振動を検出する装置としては、従来種々開発されているが 、例えば、加速度計を用いて送電線の振動を検出する装置や、張力計により送電 線の張力の変化を検出して送電線の振動を知る装置や、傾斜計を用いた装置等が 開発されている。この送電線の振動周波数は、架線径間長によっても異なるが、 通常、数Ｈz 〜数１０Ｈz である。上記加速度計を使用した振動検出装置にあっ ては、鉄塔に設けた碍子引き留め金具に加速度計を取り付け、送電線が振動する ことによりこの碍子引き留め金具に加わる加速度を検出し、これに基づいて送電 線の振動を検知するようになっている。

【０００４】 また、上記張力計を使用した振動検出装置にあっては、上記碍子引き留め金具 に張力計を取り付け、送電線の振動による張力の変化を検出することにより送電 線の振動を検出するようになっている。

【０００５】 更に、上記傾斜計を使用した振動検出装置にあっては、取り付けられた傾斜計 が送電線の振動に応じて傾き、この傾きの変化を計測することによって送電線の 振動を検出するようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記加速度計を用いる検出装置にあっては、加速度計の取り付 け位置によっては発生する加速度が非常に小さくなってしまい、送電線の振動を 検出できない場合があった。また、上記張力計を用いる検出装置にあっては、振 動による送電線の張力の変化が小さいこと及び張力計自体の応答性も良くないこ とから微小な振動を検出できず、検出感度が良くないという問題点があった。更 に、上記傾斜計を用いる検出装置にあっては、この装置自体が比較的大型である ために、設置場所が制約されてしまうという不都合があった。

【０００７】 また、上記した従来装置にあっては、各センサの応答性が良好でないことから 比較的高い周波数の振動を検出できないばかりか、検出結果の送受信に電気信号 を使用しているので、これが送電線からの電磁誘導によるノイズを受ける不都合 があった。

【０００８】 また更には、上記した従来装置にあっては、各センサを駆動するための駆動電 源を必要とすることから、装置自体が大型化し、重量化するという不都合もあっ た。

【０００９】 本考案の目的は、上述した従来技術の欠点を解消して、軽量、小型で微小な振 動も検出できる感度の良好な送電線の振動検出システムを提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

第１の考案は、以上のような問題点を解決するために、送電線の振動を検出す るための振動検出システムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体内に 、前記筐体に固定された固定側光ファイバと前記筐体に可動機構を介して振動自 在に保持された可動側光ファイバとをそれぞれの端面を対向させて設けてなる振 動検出部を有し、前記固定側光ファイバと前記可動側光ファイバを介して透過す る光の透過光量の変化に基づいて前記送電線の振動を検出するようにしたもので ある。

【００１１】 第２の考案は、前記のような問題点を解決するために、送電線の振動を検出す るための振動検出システムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体内に ２本の光ファイバを設けると共に、前記一方の光ファイバの端面からの光を他方 の光ファイバの端面に向けて反射する反射体を前記筐体に振動自在に設けてなる 振動検出部を有し、前記２つの光ファイバを介して透過する光の透過光量の変化 に基づいて前記送電線の振動を検出するようにしたものである。

【００１２】 第３の考案は、前述のような問題点を解決するために、送電線の振動を検出す るための振動検出システムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体内に 、湾曲例えばループ状等に形成した光ファイバを収容すると共に、前記ループ状 の光ファイバの一部に前記送電線の振動に応じてマイクロベンドを発生させるマ イクロベンド発生手段を設けてなる振動検出部を有し、前記ループ状の光ファイ バを透過する光の透過光量の変化に基づいて前記送電線の振動を検出するように したものである。

【００１３】

【作用】

第１の考案によれば、筐体を取り付けた送電線の振動に応じて可動側光ファイ バは振れ、このため可動側光ファイバと固定側光ファイバの光軸がずれる。この 結果、これら光ファイバを透過する透過光量が変化し、この変化を検出すること によって送電線の振動を検出する。

【００１４】 第２の考案によれば、筐体を取り付けた送電線の振動に応じて反射体は振動し 、この振動によって光の反射角が変動することになる。この結果、一方の光ファ イバの端面から出て他方の光ファイバの端面に入る反射光の光量が変化し、この 変化を検出することによって送電線の振動を検出する。

【００１５】 第３の考案によれば、筐体を取り付けた送電線の振動に応じてマイクロベンド 発生手段はループ状の光ファイバの一部に発生したマイクロベンド量を変化させ 、これにより光ファイバから漏洩する光量が変化する。従って光ファイバを透過 する透過光量が変化し、この変化を検出することによって送電線の振動を検出す る。

【００１６】

【実施例】

以下に、本考案に係る振動検出システムの一実施例を添付図面に基づいて詳述 する。

【００１７】 図１は第１の考案に係る振動検出システムの一実施例を示す概略断面図である 。図示する如く振動検出部１は、送電線２に取り付けられるべき筐体としての密 閉可能なセンサ外箱３を有しており、このセンサ外箱３内に固定側光ファイバ４ と可動側光ファイバ５とが設けられる。具体的には、上記固定側光ファイバ４は 上記センサ外箱３の一端から貫通する如く内部に挿通されており、その貫通部分 はセンサ外箱３に確実に固定され、従って、固定側光ファイバ４の光軸は送電線 ２の振動に際してもセンサ外箱３に対しては振動しないように構成されている。 これに対して、上記可動側光ファイバ５は、上記センサ外箱３の他端から貫通す るごとく内部に挿通されており、その貫通部分には可動機構が介設され、従って 、可動側光ファイバ５の光軸は、上記可動機構６をピボットの中心として送電線 ２の振動に追従して振動するように構成されている。そして、上記固定側光ファ イバ４の端面４ａと上記可動側光ファイバ５の端面５ａとは対向させて両光ファ イバ４、５の光軸が一致するよう配置されており、固定側光ファイバ４の端面４ ａは固定される一方、可動側光ファイバ５の端面５ａは可動になされている。

【００１８】 これら両光ファイバ４、５は、この振動検出部１に向けて光を送信或いはこの 振動検出部１を通過した光を受信して、上記両光ファイバ４、５に伝送される光 の透過量の変化に基づいて送電線２の振動を求めるための処理装置８へ接続され ている。この処理装置８は、図示しないが光を受信する受信部及び光の透過量の 変化量を処理して送電線１の振動及びその周波数を求める演算部等が含まれてい る。

【００１９】 そして、上記処理装置８は、前記送電線２を支持する鉄塔９或いは地上に設け られた監視設備１０に取り付けられている。

【００２０】 次に、以上のように構成された第１の考案の実施例の動作について説明する。

【００２１】 まず、送電線２が何ら振動していない場合には、固定側光ファイバ４の端面４ ａと可動側光ファイバ５の端面５ａとは完全に対向状態になっており、両光ファ イバ４、５の光軸は完全に一致している。従って、処理装置８からいずれか一方 の光ファイバを介して送信された光は、他方の光ファイバを伝送されて戻り、そ の透過光量は常時一定値、例えば最大値を示しており、送電線は振動していない ものとして判断される。

【００２２】 ここで送電線２が風力等何らかの原因で振動すると、固定側光ファイバ４はセ ンサ外箱３に対して何ら振動しないけれども可動側光ファイバ５は可動機構６を ピボット軸として矢印に示す如く振動し、その結果、両光ファイバ４、５間の光 軸すなわち両光ファイバ４、５の端面４ａ、５ａがずれることになる。このため 、この振動検出部１を透過する透過光量が変化し、この変化量は処理装置８にて 検出される。そして、処理装置８においては、上記透過光量の変化に基づいて所 定の演算がなされ、送電線２の振動が認識されると共に、その振幅、振動数も求 められることになる。

【００２３】 特に、透過光量の変化に基づいて送電線２の振動を検出しているので、送電線 ２が高い振動数で振動しても、これを検出することができるばかりか、送電線２ の微小な振動でもこれを検出することができる。

【００２４】 また、光を信号として使用していることから、送電線２からの電磁誘導による ノイズの影響を受けることがない。

【００２５】 つぎに、図２に基づいて第２の考案に係る振動検出システムの一実施例を説明 する。図示するごとく、この振動検出部１２は、第１の考案と同様に送電線（図 示省略）に取り付けられるべき筐体としての密閉可能なセンサ外箱３を有してお り、このセンサ外箱３に２本の光ファイバ１３、１４は、相互に平行になされた 状態で上記センサ外箱３内に挿入されて固定されており、そして、光ファイバ１ ３、１４の端面１３ａ、１４ａの前面には、上記２つの光ファイバのいずれか一 方の光ファイバの端面から出た光が他方の光ファイバの端面に向けて反射するよ うに反射体１５が設定されている。この反射体１５の下端部は、その一点がセン サ外箱３内の底部に揺動自在に支持されると共に、その上端部はセンサ外箱３内 の側壁にスプリング等の弾発部材１６を介して支持されており、センサ外箱３の 振動に応じて反射体１５はその下端部を支点にして振動し、上記光の反射角を変 えるように構成されている。

【００２６】 送電線が何ら振動していない場合には、反射体１５は静止しており、従って、 ２つの光ファイバのうちのいずれか一方、例えば光ファイバ１３の端面１３ａか ら出た光は反射体１５により反射されて他方の光ファイバ１４の端面１４ａに入 射し、その光量は常時最大値を示しており、送電線は振動していないものとして 判断される。送電線が風力等の何らかの原因で振動すると、センサ外箱３内に取 り付けた反射体５は、その下端部を支点に矢印方向に振動するので、光ファイバ １３の端面１３ａから出た光の反射角が変動する。その結果、他方の光ファイバ １４の端面１４ａに入射する光の光量が変動することになり、この透過光量の変 動は第１の考案の実施例と同様に処理装置８に検出され、送電線の振動を検知す ることができる。

【００２７】 尚、上記実施例にあっては、説明の簡単化のために２つの光ファイバ１３、１ ４は大きく離間させて設けてあるが、実際は非常に接近させて設けられており、 従って反射体１５の傾斜により他方の光ファイバへの反射光量を変化させること ができる。

【００２８】 また、一方の光ファイバからの反射光が他方の光ファイバへ入射し得るように 反射体１５が設定されているのであれば、２つの光ファイバを相互に平行になる ように設けなくてもよいのは勿論である。

【００２９】 次に、図３に基づいて第３の考案に係る振動検出システムの一実施例を説明す る。図示するごとく、この振動検出部２０は、第１の考案と同様に送電線（図示 省略）に取り付けられるべき筐体としての密閉可能なセンサ外箱３を有しており 、このセンサ外箱３内にはほぼ円形にループ状に屈曲された光ファイバ２１が挿 入されている。そして、このループ状の光ファイバ２１の一部には、送電線の振 動に応じてマイクロベンドを発生させるマイクロベンド発生手段２２が設けられ ている。具体的には、このマイクロベンド発生手段２２は、所定の重量を有して 送電線の振動と共に動く可動体２３より成り、この可動体２３を上記ループ状の 光ファイバ２１の一部に係合させておくことにより、伝送損失を生じるマイクロ ベンドが形成される。

【００３０】 送電線が何ら振動していない場合には、マイクロベンド発生手段２２の可動体 ２３は静止していることからマイクロベンド量は何ら変化せず、従って、光ファ イバ２１内を伝送される透過光の光量は常時一定値を示しており、送電線は振動 していないものとして判断される。

【００３１】 ここで、送電線が風力等の何らかの原因で振動すると、その振動に追随して可 動体２３も矢印に示す如く振動することからマイクロベンド量すなわちマイクロ ベンド部の曲率が変動し、光ファイバ２１から漏出する光量すなわち光ファイバ ２１内を伝送される透過光の光量が変動することになり、この透過光量の変動は 第１の考案の実施例を同様に処理装置８に検出され、送電線の振動を検出するこ とができる。

【００３２】 特に、送電線がわずかに振動した場合にも、その振動は可動体２３の振動を介 してマイクロベンド量の変化として表れるので透過光量が変動し、従って、送電 線の僅かな振動でも検出することができる。

【００３３】 上記実施例にあっては、ループ状に形成された光ファイバ２１の一部にマイク ロベンド発生手段２２を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば図４に 示す如く構成してもよい。すなわち、センサ外箱３内に光ファイバ２１を半円弧 状に形成して収容し、そして、半円弧状光ファイバ２１の上端凸部に上下方向へ 自由に移動自在になされた重り２５よりなるマイクロベンド発生手段２２を設け るように構成する。このような構成によれば、送電線の振動に応じて矢印に示す ように重りが上下動するので光ファイバ２１のベンド量が変動し、従って、この 光ファイバ２１内を伝送される透過光の光量も変動することから送電線の振動を 検知することができる。

【００３４】

【考案の効果】

以上要するに、本考案によれば次のような優れた効果を発揮する。

【００３５】 光ファイバの透過光の光量の変化に基づいて送電線の振動を検出することとし ているので、微小な振動をとらえることができて検出精度を向上させることがで きるのみならず、高い周波数の振動も検出することができる。

【００３６】 また、電気信号でなく光を検出信号としていることから、送電線からの電磁誘 導によるノイズの影響を受けることがない。

【００３７】 更に、振動検出部に駆動電源を必要としないことから、装置自体の軽量化、小 型化および低価格化を達成することができることのみならず、高電圧になってい る送電線に直接取り付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案に係る振動検出システムの実施例を
示す構成図。

【図２】第２の考案に係る振動検出システムの実施例を
示す構成図。

【図３】第３の考案に係る振動検出システムの実施例を
示す構成図。

【図４】第３の考案に係る振動検出システムの変形実施
例を示す構成図。

【符号の説明】

１、１２、２０ 振動検出部 ２ 送電線 ３ センサ外箱（筐体） ４ 固定側光ファイバ ５ 可動側光ファイバ ６ 可動機構 ８ 処理装置 ９ 鉄塔 １３、１４、２１ 光ファイバ １５ 反射体 ２２ マイクロベンド発生手段 ２３ 可動体 ２５ 重り

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送電線の振動を検出するための振動検出シ
   ステムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体
   内に、前記筐体に固定された固定側光ファイバと前記筐
   体に可動機構を介して振動自在に保持された可動側光フ
   ァイバとをそれぞれの端面を対向させて設けてなる振動
   検出部を有し、前記固定側光ファイバと前記可動側光フ
   ァイバを介して透過する光の透過光量の変化に基づいて
   前記送電線の振動を検出するように構成したことを特徴
   とする送電線の振動検出システム。
2. 【請求項２】送電線の振動を検出するための振動検出シ
   ステムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体
   内に、２本の光ファイバを設けると共に、前記一方の光
   ファイバの端面からの光を他方の光ファイバの端面に向
   けて反射する反射体を前記筐体に振動自在に設けてなる
   振動検出部を有し、前記２つの光ファイバを介して透過
   する光の透過光量の変化に基づいて前記送電線の振動を
   検出するように構成したことを特徴とする送電線の振動
   検出システム。
3. 【請求項３】送電線の振動を検出するための振動検出シ
   ステムにおいて、前記送電線に取り付けられるべき筐体
   内に、湾曲させた光ファイバを収容すると共に、前記湾
   曲光ファイバの一部に前記送電線の振動に応じてマイク
   ロベンドを発生させるマイクロベンド発生手段を設けて
   なる振動検出部を有し、前記湾曲光ファイバを透過する
   光の透過光量の変化に基づいて前記送電線の振動を検出
   するように構成したことを特徴とする送電線の振動検出
   システム。
4. 【請求項４】前記振動検出部と、該振動検出部の送光及
   び該振動検出部からの受光を行なって透過光量の変化に
   基づいて前記送電線の振動を求めるための処理装置とを
   有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
   記載の送電線の振動検出システム。