JPH0450685B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は送電線又は配電線などを支持すると
ともに、光による電界測定手段を有する電圧セン
サ内蔵碍子に関する。

（従来の技術） 従来、送電線又は配電線では、変電所におい
て、線路に変成器を設けて事故電圧を検出し、継
電器を作動させ、遮断器をトリツプさせて線路を
保護していた。

ところで、これまでに線路の電圧の検出に用い
られてきた装置は、導体を支持する碍子とは別体
のものであり、測定精度が充分でないばかりか、
大型で測定場所への取付作業も複雑で、その設置
によつて線路の美観を損ねることが少なくなかつ
た。このため、電圧の検出可能な電圧検出装置内
蔵型の碍子として、特開昭54−134395号公報に開
示された碍子が提案された。

この碍子は第５図に示すように、磁器よりなる
碍子本体４１の内部に空洞部４２を設けるととも
に、同碍子本体４１頂部に前記空洞部４２と連通
する孔４３を設け、その孔４３にはチタン酸バリ
ウムなどを主成分とするセラミツクス体４４が嵌
合固着されていた。更に、前記セラミツクス体４
４上端には、導体４５を支持するための導体支持
部４６を設けた電極４７が一体に設けられるとと
もに、下端部には電極４８が一体に設けられ、同
電極４８には碍子外部に導出したリード線４９が
接続されており、又、碍子本体４１の下方にはベ
ース金具５０がセメントで一体に嵌着されてい
た。

これによつて、碍子本体４１は線路の導体４５
を大地から絶縁支持するとともに、電極４７と電
極４８の間にはセラミツクス体４４が介在されて
いるので、前記電極４７，４８は極板として、セ
ラミツクス体４４は誘電率の高い誘電体として作
用し、静電容量の大きいセラミツクスコンデンサ
が形成される。したがつて、電極４８に接続され
たリード線４９を測定器に接続させることより、
碍子本体４１外周表面の汚損の影響をほとんど受
けず、線路電圧が容易に検出されていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前述した碍子は、碍子内部のリード
線４９が外部からの電磁誘導を受けるので、SN
比が低下すると言う欠点があつた。特に、近年は
送電線や配電線の信頼性を更に向上させために、
瞬時地絡や間欠地絡等、これまで検出困難であつ
た事故の検出も必要となりつつあるので、線路電
圧の精度の高い測定が望まれている。

この発明は導体支持碍子の内部に電圧センサを
内蔵して、構造が簡単でコンパクト、かつ信号検
出が容易なばかりでなく、碍子本来の絶縁性を損
なうことなく、しかもSN比や測定精度の高い電
圧センサ内蔵碍子の提供を目的としている。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 第１発明は前記問題点を解決するために、導体
７を支持する碍子において、前記碍子本体１には
その頭部に導体支持部を位置決めするフランジ金
具２を設けるとともに、導体支持側端から接地側
端へ貫通する空洞部１３を設け、同空洞部１３の
導体支持側端開口には前記導体７に接続した課電
側電極１４をその底面である接地側端面１４ａが
前記フランジ金具２端部よりも接地側寄りに位置
するように嵌合し、前記課電側電極１４の接地側
端面１４ａには導体７の電圧に応じて光を変調す
るための、例えば、ポツケルス素子１６などの電
気光学素子を当接する。更に、電気光学素子の接
地側端には、光パワーを外部から導入し、同素子
を通過する間に電界強度に応じて変調された光を
外部へ導出するための一対の光フアイバ１７ａ，
１７ｂを接続するという構成を採用している。

次に、第２発明は同じく前記問題点を解決する
ために、導体７を支持する碍子において、前記碍
子本体２１には導体支持側端から接地側端へ貫通
する空洞部１３を設けるとともに同空洞部１３の
上下両端開口を課電側電極及び接地側電極により
閉塞し、同空洞部１３内における前記両電極の間
には、ほぼ全長にわたつて前記導体７の電圧変化
を光の強度変化に変換するための、例えば、ポツ
ケルス素子２４などの電気光学素子を介装する。
更に、電気光学素子の接地側端には、光パワーを
外部から導入し、同素子を通過する間に電圧強度
に応じて変調された光を外部へ導出するための一
対の光フアイバ２６ａ，２６ｂを一体又は別体に
接続するという構成を採用している。

（作用） この発明は前記構成を採用したことにより、次
のように作用する。

第１発明は、碍子に支持された導体にかかる電
圧が課電側電極に印加され、これと同時に同電極
近傍に生じる電界が電気光学素子に印加される。
このとき、碍子外部の発光ダイオードなどの光源
から出射された光パワーが入射光用光フアイバを
通じて、前記電気光学素子に導かれ、同光は電気
光学素子を通過する間に前記電界、つまり線路電
圧に応じて強度変調される。しかも、その電界検
出感度は碍子本体頭部のフランジ金具による遮蔽
効果を受けないため良好に保たれる。

更に、この強度変調された光信号は、出射光用
光フアイバを通じて碍子外部に伝送され、受光素
子に導かれて電気信号となり、線路電圧が測定さ
れる。

第２発明は、碍子に支持された導体にかかる電
圧が、課電側電極及び接地側電極の間に介装され
た電気光学素子に印加される。ここで、同素子に
印加される電圧は線路の対地電圧、即ち碍子にか
かる全電圧とされる。そして、このとき、碍子外
部の発光ダイオードなどの光源から出射された光
が、入射光用光フアイバを通じて前記電気光学素
子へ導かれる。ここで、同光は電気光学素子の接
地側端から入射し、課電側端で反射して再び接地
側端へ回帰し、偏光要素を介した後線路電圧に応
じて強度変調される。

更に、前記強度変調された光信号は、出射光用
光フアイバを通じて碍子外部に伝送され、受光素
子に導かれて電気信号となり、線路の電圧が測定
される。

（実施例） 以下、第１発明を具体化した実施例を第１図に
従つて説明する。

図面中１は磁器よりなるクランプトツプライン
ポスト型の碍子本体であつて、上下端部外周には
フランジ金具２，３がセメントで接着され、同フ
ランジ金具２，３には端子板４，５がそれぞれボ
ルトで締付されている。６は前記端子板４上端の
凹状溝４ａに填め込まれた導電性の軟質金属より
なる座金であつて、その上部には導体７が設置さ
れている。８は前記導体７を把持するためのクラ
ンプ金具であつて、端子板４上部の図示しないね
じ穴に螺合され、ナツト９で締付られたボルト１
０に係合され、ナツト１１によつて締付固定され
ている。１２は碍子１頭部を被覆する絶縁カバー
である。

１３は碍子本体１の上下端部を貫通して設けら
れた空洞部であつて、その上部には有底円筒状の
課電側電極１４が嵌合され、同電極１４の接地側
端面１４ａがフランジ金具２下端より下方に位置
するようにしている。前記課電側電極１４は、基
端フランジ１４ｂが碍子１の上端面と端子板４と
の間に挾持固定され、かつ、端子板４に電気的に
接続され、同電極１４の内側にはゴム又はレジン
などの充填物１５が詰められている。１６は前記
課電側電極１４の接地側端面１４ａに接着された
電気光学素子としてのポツケルス素子であつて、
下端には高絶縁性と無誘導性とを有する入射光用
及び出射光用の一対の光フアイバ１７ａ，１７ｂ
が接続されている。又、前記光フアイバ１７ａ，
１７ｂの他端は、光コネクタ１８に接続され、同
コネクタ１８は端子板５に嵌合固定されている。
なお、１９は空洞部１３内部に詰められた、レジ
ン、コンパウンドあるいは絶縁油、SF₆ガスなど
の絶縁物である。

次に、前記のように構成した電圧センサ内蔵碍
子の作用について説明する。

今、第１図に示す導体７に電圧が印加される
と、同時に座金６及び端子板４を介して課電側電
極１４に電圧が印加され、課電側電極１４の接地
側端面１４ａに接着されたポツケルス素子１６内
に電界が加わる。なお、課電側電極１４の端面１
４ａが、フランジ金具２の端部よりも下方に位置
しているので、前記ポツケルス素子１６中の電界
は同金具２の端部による遮蔽効果を受けず、弱め
られることがないため、電界検出感度の低下はな
い。

これに次いで、碍子外部の図示しない光源（例
えば、発光ダイオード）より光コネクタ１８を介
して入射光用光フアイバ１７ａに光パワーが伝送
され、更に、ポツケルス素子１６中を光が通過す
る間に、同光はポツケルス効果により電界強度、
すなわち、導体７の電圧に応じて位相変調を受け
て、ポツケルス素子１６に付加された偏光要素に
より強度変調される。更に、この被変調光は、出
射光用光フアイバ１７ｂによつて、外部からの電
磁誘導を受けることなく伝送され、光コネクタ１
８を介して、碍子外部の図示しない受光器に導か
れ、その後電気信号となつて電圧が測定される。

なお、この第１発明は次のように実施すること
もできる。

第２図に示すように、空洞部１３をポツケルス
素子１６及び光フアイバ１７ａ，１７ｂが収容で
きる程度に可及的に狭くすること。

この別例では、空洞部１３内の絶縁物１９の使
用量を少なくし、碍子本体１の機械的強度を高め
ることができる。

次に、第２発明の構成について第３図に従つて
説明する。なお、第１図に示す実施例と同一の機
能を有する部材については、同一の番号を附して
説明を省略する。

図面中２１は磁器よりなるタイトツプ型のライ
ンポスト碍子本体、２２は端子板４の下面中央に
一体に形成した課電側電極である。同電極２２の
端部には反射板２３を介して絶縁性の電気光学素
子であるポツケルス素子２４が当接され、同素子
２４下端は偏光要素を介してベース金具２５に嵌
合固定された光コネクタ１８に接続されている。
同コネクタ１８には碍子外部から高絶縁性と無誘
導性とを有する入射光用及び出射光用の一対の光
フアイバ２６ａ，２６ｂが接続可能になつてい
る。

次に、前記のように構成された電圧センサ内蔵
碍子の作用について説明する。

今、第３図に示す導体７に電圧が印加される
と、同時に座金６及び端子板４の課電側電極２２
を介して、同電極２２とベース金具２５との間に
介装された反射板２３及びポツケルス素子２４に
電圧が印加される。このとき、ポツケルス素子２
４に印加される電圧は、線路の対地電圧、すなわ
ち碍子に加わる全電圧である。このため、碍子本
体２１の汚損により、同碍子２１外表面に漏れ電
流が生じても、碍子２１外表面及び内部の電界の
乱れとは無関係に線路電圧が検出される。従つ
て、ポツケルス素子２４により線路の対地電圧の
微弱な変化を精度よく検出できる。

これに次いで、碍子外部の図示しない光源（例
えば、発光ダイオード）より光パワーが入射光用
光フアイバ２６ａ伝送され、光コネクタ１８を介
してポツケルス素子２４に導入される。すると、
同光は光コネクタ１８上端から同素子２４内部を
通り反射板２３で反射され、再び素子２４内部を
通つて光コネクタ１８上端に回帰する。この間、
前記光はポツケルス効果により、同素子２４に印
加される電圧の変化に応じて位相変調され、偏光
要素を介して強度変調される。従つて、その後光
コネクタ１８より導出され、外部からの電磁誘導
を受けることなく出射光用光フアイバ２６ａを通
つて、碍子外部の図示しない受光器に伝送された
変調後の光信号は、電気信号となつて電圧が測定
される。

なお、第２発明は次のように実施することもで
きる。

第４図に示すように、複数のポツケルス素子２
７を光フアイバ２８とリード線で光学的及び電気
的に接続して電気光学素子とすること。

この実施例は、高価な大型の素子を用いなくて
も機能が低下することがないので経済的である。

なお、前記第１発明及び第２発明の実施例で用
いられる光フアイバ１７ａ，１７ｂ，２６ａ，２
６ｂは、光フアイバの単体の他に、光フアイバの
単体をPVCシースなどで被覆保護した光フアイ
バケーブルも含めたものである。

又、この第１発明及び第２発明の電圧センサ内
蔵碍子は、それぞれ導体７の支持として従来のよ
うに変電所などの所要箇所に設置するだけでな
く、電線路における各電柱などに設置して電圧を
測定し、その信号を伝送するようにしておけば、
各フイーダごとの地絡、短絡などの事故などを集
中監視することができる。又、電線路において
は、携帯式電圧測定器を用いることによつて、光
コネクタ１８を介して適宜測定することもでき
る。

発明の効果 以上詳述したように、本願発明によれば導体支
持碍子の内部に電圧センサを内蔵したことによ
り、構造が簡単でコンパクトなばかりでなく、碍
子本来の絶縁性を損なうことなく導体にかかる電
圧を無誘導で測定できるとともに、特に、第１発
明では課電側電極の接地側端面がフランジ金具の
端部よりも接地側寄りに位置しているので、同フ
ランジ金具の端部による遮蔽効果によつて電気光
学素子中の電界が弱められることもなく、電界検
出感度を良好に保つことができるという効果があ
る。

又、同じく第２発明では、特に、電気光学素子
に印加される電圧を線路の対地電圧、即ち、碍子
に加わる全電圧とすることができるので、碍子の
外表面に漏れ電流等で電界の乱れが生じても、こ
れと無関係に精度の高い測定を行うことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の実施例を示す断面図、第２
図は同じく第１発明の別例を示す断面図、第３図
は第２発明の実施例を示す断面図、第４図は同じ
く第２発明の別例を示す断面図、第５図は従来例
を示す断面図である。 １，２１……碍子本体、７……導体、１３……
空洞部、１４，２２……課電側電極、１４ａ……
端面、１７ａ，１７ｂ，２６ａ，２６ｂ……光フ
アイバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導体７を支持する碍子において、前記碍子本
   体１にはその頭部に導体支持部を位置決めするフ
   ランジ金具２を設けるとともに、導体支持側端か
   ら接地側端へ貫通する空洞部１３を設け、同空洞
   部１３の導体支持側端開口には前記導体７に接続
   した課電側電極１４をその底面である接地側端面
   １４ａが前記フランジ金具２端部よりも接地側寄
   りに位置するように嵌合し、前記課電側電極１４
   の接地側端面１４ａには前記導体７の電圧変化を
   光の強度変化に変換するための電気光学素子を当
   接し、同電気光学素子の接地側端には同素子へ光
   パワーを供給し、前記素子により変調された光を
   外部へ導出するための光フアイバ１７ａ，１７ｂ
   を接続したことを特徴とする電圧センサ内蔵碍
   子。 ２ 前記課電側電極１４は有底筒状で空洞部１３
   の内周面に嵌合されている特許請求の範囲第１項
   に記載の電圧センサ内蔵碍子。 ３ 導体７を支持する碍子において、前記碍子本
   体２１には導体支持側端から接地側端へ貫通する
   空洞部１３を設けるとともに同空洞部１３の上下
   両端開口を課電側電極及び接地側電極により閉塞
   し、同空洞部１３内における前記両電極の間に
   は、ほぼ全長にわたつて前記導体７の電圧変化を
   光の強度変化に変換するための電気光学素子を介
   装し、同電気光学素子の接地側端には同素子へ光
   パワーを供給し、前記素子により変調された光を
   外部へ導出するための光フアイバ２６ａ，２６ｂ
   を一体又は別体に接続したことを特徴とする電圧
   センサ内蔵碍子。 ４ 前記電気光学素子は課電側電極との接続部に
   光の反射板２３を設けた特許請求の範囲第３項に
   記載の電圧センサ内蔵碍子。 ５ 前記電気光学素子は接地側電極に設けた光コ
   ネクタ１８に連結され、光フアイバ２６ａ，２６
   ｂと接続される特許請求の範囲第４項に記載の電
   圧センサ内蔵碍子。