JPH0428066Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、送電線のサージ電圧を受信して故障
点を標定するホルトロケータ用サージ受信装置に
関する。

（従来の技術） 一般に、ホルトロケータ（故障点標定装置）
は、送電線に地絡または短絡事故が発生したと
き、送電端または受電端において故障点までの距
離を標定し、事故復旧を迅速に行なうものであ
る。

そして、従来のサージ受信方式のホルトロケー
タとしては、たとえば特公昭37−14503号公報に
記載されているように、故障点までの距離を、サ
ージ電圧の伝播時間差により検出している。

また、サージ電圧を発光ダイオードにより光に
変換し、光フアイバにより遠隔して配置された故
障点評定装置本体に送信し故障点までの距離を標
定する構成としては、たとえば特開昭55−147360
号公報に記載の構成が知られている。

ところが、この特開昭55−147360号公報に記載
の構成の場合、送電線のサージを受信するため
に、線路用結合コンデンサまたは計器用コンデン
サを使用することを前提とし、通常2000〜
4000PFを用いて、発光ダイオードを発光させる
エネルギーを得ており、装置が大型化する。

すなわち、上記従来のいずれのサージ受信方式
のホルトロケータにおいても、送電線からサージ
電圧を受信する場合、現在では、電気学会・電気
規格調査会標準規格（JEC）に、計器用コンデン
サとして適合する静電容量数が百pF〜数千pF程
度の静電容量の大きな結合コンデンサまたはこれ
らと同等の容量変成器を使用している。このた
め、装置が大形化するとともに経済性の面でも問
題がある。

（考案が解決しようとする問題点） 上述のように、特公昭37−14503号あるいは特
開昭55−147360号公報に記載されているホルトロ
ケータは、送電線からサージ電圧を受信する場
合、大きな結合コンデンサまたはこれらと同等の
容量変成器を使用しているため、装置が大形化す
るとともに経済性の面でも問題がある。

また、単に結合コンデンサまたはこれらと同等
の容量変成器を使用しないと、サージ電圧のエネ
ルギーが結合容量周辺の物体や天候に左右される
問題がある。

本考案は上記問題点に鑑みなされたもので、装
置を小形化でき、経済性にも優れかつ静電容量の
不確実さを補い信頼性の向上したホルトロケータ
用サージ受信装置を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案のホルトロケータ用サージ受信装置は、
送電線を支持する碍子と、発光ダイオードと、前
記碍子に寄生する静電容量を介して送電線のサー
ジ電圧を受信しこのサージ電圧をこのサージ電圧
のエネルギーにより前記発光ダイオードに整合す
るサージ電圧受信出力に受動的に変換して出力す
るサージ受信器と、前記発光ダイオードの発光出
力を伝達する光フアイバとを備え、前記サージ受
信器は、送電線のサージ電圧を前記碍子の静電容
量を通して受ける端子に、インピーダンス整合用
のパルストランスの１次巻線を接続し、この１次
巻線に前記碍子に並列に接続された分圧コンデン
サを並列接続し、前記パルストランスの２次巻線
に電圧整合回路を介して前記発光ダイオードを接
続したものである。

（作用） 本考案は、碍子に寄生する静電容量を介して、
この静電容量にて送電線のサージ電圧を受信し、
パルストランスによつて一次側からみたインピー
ダンスを高くし、二次側のインピーダンスを低く
し、サージ電圧自体の出力を、パルストランスお
よび分圧コンデンサのインピーダンスマツチング
により、発光ダイオードに整合させたサージ電圧
受信出力に変換して、エネルギー伝達効果を高め
るため、安定した動作を得るために碍子の一部を
分圧した低電圧の小電流でも、所定量のエネルギ
ーを必要とする発光ダイオードを確実に発光させ
ることができる。したがつて、従来のように、静
電容量の大きな結合コンデンサ、または、容量変
成器および外部電源などを用いた電気増幅器を使
用する必要はない。しかも、送電線のサージ電圧
を受ける端子にインピーダンス整合用のパルスト
ランスの１次巻線を接続し、この１次巻線に碍子
の静電容量より十分に大きい静電容量の分圧コン
デンサを並列接続したことにより、周辺の物体に
よる浮遊容量の影響を受けやすい微少な結合容量
の碍子の接地側端子を大地電位に近付け、碍子の
静電容量の不確実さを補い、分圧コンデンサの容
量に基づいて発光ダイオードに最大のエネルギー
を伝達させることができ、装置を小形化でき、か
つ、光フアイバを用い光によりサージ信号を伝送
し妨害雑音を排除する。

（実施例） 以下、本考案のホルトロケータ用サージ受信装
置の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１１は送電線で、この送電線
１１は、例えば汎用のアーキングホーン等の付属
品を含む懸垂碍子などの普通の碍子１２を介し
て、鉄塔１３に支持されている。また、碍子１２
は複数の碍子体１２ａが直列に接続されて形成さ
れ、碍子１２と鉄塔１３などとの間には浮遊容量
１２ｂを有している。さらに、碍子１２の接地側
に位置する碍子体１２ａには並列にサージ受信器
１４が接続され、このサージ受信器１４では、碍
子１２ａに寄生する数pF程度の微少な静電容量
を通して、送電線１１のサージ電圧を受信する。

そして、サージ受信器１４に設けられた発光ダ
イオード１５は、送電線１１のサージ電圧を受信
した際に、サ−ジ受信器１４から生じるサージ電
圧自体の出力により付勢され、発光するようにな
つている。また、発光ダイオード１５に設けられ
た光フアイバ１６では、発光ダイオード１５の発
光出力を必要な距離、例えば500m〜１Km離れて
位置する受光素子１７に光を伝送し、標定回路１
８の入力信号として加える構成となつている。な
お、伝送回路の定数はホルトロケ−タの標定確度
を高めるように選定する。

上記サージ受信器１４としては、第２図で示す
ような回路を用いる。

第２図において、Ｈは前述したように、碍子１
２の１つの碍子体１２ａの微少な静電容量を介し
て送電線１１のサージ電圧を受ける端子で、端子
Ｈを介してインピーダンス整合用のパルストラン
スＴの１次巻線に接続している。なお、この１次
巻線の他端はアース側に接続している。また、こ
の１次巻線に対しては碍子１２ａに直列に接続さ
れる分圧コンデンサCD１，CD２をそれぞれ並列
接続するとともに、端子Ｈを介して放電ギヤツプ
ｇを並列に設けている。

また、このトランスＴの２次巻線側には、整流
器RC１，RC２やバリスタVS１，VS２等により
全波整流回路を構成している。この全波整流回路
の出力は出力端子OUT２及びアース端子Ｅ２に
より電圧整合回路２０に加わえられ、この電圧整
合回路２０を介した後に、発光ダイオード１５に
出力されている。

上記構成において、送電線１１のサージ電圧は
汎用の碍子１２の碍子体１２ａの微少な静電容量
を通してサージ受信器１４に受信される。そし
て、サージ受信器１４内の分圧コンデンサCD１，
CD２およびインピーダンス整合用のパルストラ
ンスＴを介してインピーダンスマツチングを行な
い、サージ電圧によるサージ電圧受信出力に受動
的に変換して出力され、発光ダイオード１５を発
光させる。すなわち、送電線１１から受信したサ
ージ電圧自体を外部電源などの駆動回路を設ける
ことなく、サージ電圧自体のエネルギーにより、
発光ダイオード１５に整合するサージ電圧出力に
受動的に変換して発光ダイオード１５を点灯させ
て光に変換し、浮遊静電容量、浮遊インダクタン
スの影響を除外し、光フアイバ１６により必要な
個所まで伝送する。そして、受光素子１７により
再び電気信号に戻し、標定回路１８に与える。

上記実施例によれば、静電容量の大きな結合コ
ンデンサ、または、容量変成器および外部電源な
どを用いた電気増幅器を使用する必要がないとと
もに、静電容量の不確実さによるエネルギーの変
動を補うことができる。

まず、静電容量の大きな結合コンデンサ。また
は、容量変成器および外部電源などを用いた電気
増幅器を使用する必要がない理由について説明す
る。

対象サージを受信するために必要な分圧時定数
は、数量的に見ると、１〜200μsが必要とされて
いる（電気協同研究、第34巻６号、電気共同研究
会）もので、碍子体１２ａの容量は一般に10PF
以下なので、抵抗Ｒを1KΩとしても、CRの時定
数は０，01μs程度であり、相当大きい抵抗値を有
する抵抗を用いなければならず、実用的な範囲で
はないと考えられるものである。

これに対し、上記実施例では碍子１２ａの微小
な静電容量を通して流れたサージ電圧をサージ受
信器１４のパルストランスＴで発光ダイオード１
５に整合させたサージ電圧受信出力に変換して出
力するので、碍子体１２ａに流入するサージのエ
ネルギーを効果的に発光ダイオード１５に与える
ことができるものである。

また、上記実施例のような碍子結合方式では、
送電線１１で通常用いられる碍子１２は送電電圧
275KVでは、碍子体１２ａを15〜20個連結して
用い、この各碍子体１２ａに寄生する静電容量は
数PF程度で微小かつ不安定であり、この微小容
量を通じて発光ダイオード１５を駆動し、有効な
光出力を得るには、3V、2mA程度のエネルギー
が必要である。そして、ホルトロケータに用いる
サージは、立上り時間が0.1μs〜200ms程度の波
形を対象とする必要がある。

そこで、立上り時間が0.1μs〜200ms程度の波
形のサージを受信して確実に発光ダイオード１５
を点灯させようとするものである。

そして、サージ受信は1MHz程度の高周波領域
でのエネルギー伝達と発光ダイオード１５に対す
るインピーダンスの整合が問題であり、結合容量
と受信サージ波形を考慮することにより発光ダイ
オード１５が発光するに必要な最適な整合が得ら
れるものである。すなわち、パルストランスＴに
よつて、パルストランスＴの一次側から見たイン
ピーダンスを高くし、二次側から見たインピーダ
ンスを低くし、サージ電圧事態の出力を、パルス
トランスＴおよび分圧コンデンサCD１，CD２の
インピーダンスの整合により、エネルギー伝達効
率を高め、サージにより直接発光ダイオード１５
を点灯させるものである。

次に、静電容量の不確実さを補う理由につい
て、第３図に示す第１図の簡単な等価回路を参照
して説明する。

まず、結合容量をCC、分圧容量をCDとし、結
合容量CCはサージ受信器１４に対して並列に接
続された碍子１２ａを除いた碍子１２全体で構成
され、分圧容量CDはサージ受信器１４のコンデ
ンサCD１，CD２およびこのサージ受信器１４に
並列に接続された１つの碍子１２ａの容量で構成
する。

まず、第３図の実線に示す分圧容量CDを取り
除いた状態では、サージ電流ｉは、結合容量CC
およびパルストランスＴの一次巻線に、同一量流
れる。また、パルストランスＴの二次側に伝達さ
れるエネルギーPtは、パルストランスＴの一次
巻線の両端間に印加される電圧をVtとすると、 Pt＝ｉ×Vt となる。

そして、パルストランスＴの一次巻線側から見
たパルストランスＴ以降のすべてのインピーダン
スをZtとし、結合容量CCのインピーダンスをZC
とすると、サージ電流ｉは、ZC》Ztであるため
一定値となるPtを大きくするには、パルストラ
ンスＴの一次巻線に印加される電圧、すなわちパ
ルストランスＴ以降のインピーダンスZtを、大き
くする必要がある。

ここで、パルストランスＴ以降のすべてのイン
ピーダンスZtと、結合容量CCのインピーダンス
ZCとを同等の値にすると、浮遊容量１２ｂの影
響が大きくなり、パルストランスＴの二次側に伝
達されるエネルギーPtは、結合容量周辺の物体
や、天候に左右されやすくなる。

したがつて、分圧容量CDのインピーダンスZD
を、結合容量CCのインピーダンスZCの、たとえ
ば100〜1000倍程度大きくすれば、パルストラン
スＴの二次側に伝達されるエネルギーPtは、浮
遊容量１２ｂの影響を事実上無視でき、静電容量
の不確実さを補うことができる。

〔考案の効果〕

本考案によれば、一般に使用されている汎用の
碍子に寄生する静電容量を介して、この静電容量
にて送電線のサージ電圧を受信し、パルストラン
スによつて一次側からみたインピーダンスを高く
し、二次側のインピーダンスを低くし、サージ電
圧自体の出力を、パルストランスおよび分圧コン
デンサのインピーダンスマツチングにより、発光
ダイオードに整合させたサージ電圧受信出力に変
換して、エネルギー伝達効果を高めるため、安定
した動作を得るために碍子の一部を分圧した低電
圧の小電流でも、所定量のエネルギーを必要とす
る発光ダイオードを確実に発光させることができ
る。したがつて、従来のように、静電容量の大き
な結合コンデンサ、または、容量変成器および外
部電源などを用いた電気増幅器を使用する必要は
ない。しかも、送電線のサージ電圧を受ける端子
にインピーダンス整合用のパルストランスの１次
巻線を接続し、この１次巻線に碍子の静電容量よ
り十分に大きい静電容量の分圧コンデンサを並列
接続したことにより、周辺の物体による浮遊容量
の影響を受けやすい微少な結合容量の碍子の接地
側端子を大地電位に近付け、碍子の静電容量の不
確実さを補い、分圧コンデンサの容量に基づいて
発光ダイオードに最大のエネルギーを伝達させる
ことができ、装置を小形化でき、かつ、光フアイ
バを用い光によりサージ信号を伝送し妨害雑音を
排除することにより、安定にサージ電圧を受信で
き、故障点標定性能を高めることができるので、
信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるホルトロケータ用サージ
受信装置の一実施例を示す全体図、第２図は第１
図で用いたサージ受信器の構成例を示す回路図、
第３図は第２図に示す回路の動作を説明するため
の簡単な簡易等価回路図である。 １１……送電線、１２……碍子、１４……サー
ジ受信器、１５……発光ダイオード、１６……光
フアイバ、CD１，CD２……分圧コンデンサ、Ｔ
……パルストランス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 送電線を支持する碍子と、 発光ダイオードと、 前記碍子に寄生する静電容量を介して送電線の
   サージ電圧を受信し、このサージ電圧をこのサー
   ジ電圧のエネルギーにより前記発光ダイオードに
   整合するサージ電圧受信出力に受動的に変換して
   出力するサージ受信器と、 前記発光ダイオードの発光出力を伝達する光フ
   アイバと を備え、 前記サージ受信器は、 送電線のサージ電圧を前記碍子の静電容量を通
   して受ける端子に、インピーダンス整合用のパル
   ストランスの１次巻線を接続し、この１次巻線に
   前記碍子に並列に接続された分圧コンデンサを並
   列接続し、前記パルストランスの２次巻線に電圧
   整合回路を介して前記発光ダイオードを接続した ことを特徴とするホルトロケータ用サージ受信装
   置。