JPH06324104A - 電力線用碍子の破損検出方法及び装置 - Google Patents

電力線用碍子の破損検出方法及び装置

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JPH06324104A
JPH06324104A JP5132339A JP13233993A JPH06324104A JP H06324104 A JPH06324104 A JP H06324104A JP 5132339 A JP5132339 A JP 5132339A JP 13233993 A JP13233993 A JP 13233993A JP H06324104 A JPH06324104 A JP H06324104A
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JP
Japan
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insulator
power line
signal
identification code
optical fiber
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JP5132339A
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English (en)
Inventor
Noritaka Ogata
紀孝 緒方
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KYUSHU DENKI SEIZO KK
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KYUSHU DENKI SEIZO KK
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Publication of JPH06324104A publication Critical patent/JPH06324104A/ja
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    • Y02B70/3266
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20End-user application control systems
    • Y04S20/242Home appliances

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  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Insulators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】落雷によって閃絡した碍子そのものを瞬時かつ
確実に特定でき、その設置も熟練を要せずに簡単にで
き、さらに送電線の系統構成や鉄塔の形状構造などの変
更や、事故の態様にも無関係に設置位置の再調整、判断
基準の見直しなどを必要としない電力線用碍子の破損検
出方法及び装置を提供すること。 【構成】電力線鉄塔10の腕金12に懸吊された碍子1
3の少なくとも1部を見込むように、前記電力線鉄塔お
よびその腕金の一方に固定され、前記碍子に発生する閃
光を捕集する光ファイバ2よりなる光センサ15と、前
記光ファイバの出力端側に設けられ、前記光ファイバの
出力光を電気信号に変換する光電気変換装置と、前記電
気信号を微分し、整形してパルス信号を得る装置と、前
記パルス信号に応答して閃光を発生した碍子の識別コ−
ドを発生する碍子識別コ−ド発生装置と、前記碍子識別
コ−ドを総合監視所へ伝送する信号伝送手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電力線用碍子の落雷によ
る破損を検出するための電力線用碍子の破損検出方法及
び装置に関し、特に、落雷時に電力線用碍子に発生する
閃光を直接検知するようにした電力線用碍子の破損検出
方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】落雷による電力線用碍子の破損箇所を迅
速かつ的確に検出することは、電力系統の運用上極めて
重要である。
【0003】従来は、送配電線の適当区間ごとの鉄塔に
各送電線の地絡時の地絡電流検出装置、送電線からの誘
導電圧を検出する電圧センサ、地絡電流と誘導電圧の位
相関係を検出する装置などを装備しておき、これら各装
置の検出出力を架空地線(光ファイバ内蔵のOPGW)
を介して変電所などの総合監視所へ伝送するようにして
いる。総合監視所では、各鉄塔から送られた検出出力の
組合わせにしたがって故障区間を判定し、故障と判定さ
れた区間を作業者が巡視して故障碍子の発見をしてい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、落雷に
よって閃絡した碍子の所在が点としてではなく、区間と
してしか判定できないため、閃絡碍子の特定のために
は、故障とされた区間を作業者が巡視してどの鉄塔のど
の碍子が異常であるかを黙視によって判定することが必
要であり、人手と労力と長時間を必要とし、非能率的で
あり、効率的な電力系統の運用ができず、復旧に時間を
要して電力の安定供給という社会的要求に応えられない
という問題がある。
【0005】また、電力線の各相からの電磁誘導や鉄塔
に流れる雷電流を利用して落雷点の判定をするので、こ
れら検出装置の設置に際しては、送電線の系統構成、鉄
塔の形状構造などを考慮しながら、鉄塔上の種々の位置
での測定、調整を繰り返して最適位置や動作定数を決定
する必要があり、各種検出装置の設置位置や動作定数決
定の作業が極めて複雑面倒であり、熟練を要するという
問題があった。
【0006】さらに、従来技術は電気的磁気的性質を利
用するものであるから、事故の態様によっては検出がで
きなかったり、また送電線の系統構成や鉄塔の形状構造
などが変更されると、その都度設置位置を調整したり、
判定基準を見直したりする必要があった。
【0007】本発明の目的は上記の課題を解決し、落雷
によって閃絡した碍子そのものを瞬時かつ確実に特定で
き、その設置も熟練を要せずに簡単にでき、さらに送電
線の系統構成や鉄塔の形状構造などの変更や、事故の態
様にも無関係に、設置位置の再調整、判断基準の見直し
などを必要としない電力線用碍子の破損検出方法及び装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】電力線鉄塔に懸吊された
碍子の少なくとも1部を見込むように、前記電力線鉄塔
に固定された光センサで、前記碍子に発生した閃光を捕
集し、捕集した光を電気信号に変換し、前記電気信号に
応答して、閃光を発生した碍子(および鉄塔)の識別コ
−ドを発生し、前記碍子(および鉄塔)識別コ−ドを総
合監視所へ伝送する方法を採用した。その際、捕集した
光を減衰した後で、電気信号に変換したり、閃光の発生
時刻を前記碍子識別コ−ドに付加して総合監視所へ伝送
したりすることができる。
【0009】このために、電力線鉄塔の腕金に懸吊され
た碍子の少なくとも1部を見込むように、前記電力線鉄
塔およびその腕金の一方に固定され、前記碍子に発生す
る閃光を捕集する光ファイバよりなる光センサと、前記
光ファイバの出力端側に設けられ、前記光ファイバの出
力光を電気信号に変換する光電気変換装置と、前記電気
信号を微分し、整形してパルス信号を得る装置と、前記
パルス信号に応答して閃光を発生した碍子の識別コ−ド
を発生する碍子識別コ−ド発生装置と、前記碍子識別コ
−ドを鉄塔情報と共に総合監視所へ伝送する信号伝送手
段を設ける。また、閃光発生時刻を表わす信号を発生す
るタイマ、前記光ファイバの受光端側および出力端側の
少なくとも一方に設けられた光減衰手段、およびAGC
回路などを設けることができる。光センサは周囲のノイ
ズ光(太陽光や人工の照明光など)がセンサに入射する
のを極力防止するためのフードを有し、このフードは、
対応の碍子を予定の角度で見込み、ノイズ光を遮断する
ための開口(例えば、スリット状の)を有する。
【0010】
【作用】対応の碍子に発生した閃光を光センサで検知
し、必要に応じて光信号を減衰した後これを電気信号に
変換し、周囲のノイズ光から分別して閃光信号のみを取
出し、これに基づいて碍子識別コ−ドを発生し、必要に
応じて発生時間信号を付加して前記碍子識別コ−ドを総
合監視所へ伝送する。光減衰手段は、極端に強い閃光に
よって光電気変換装置(例えば、フォトダイオード)が
損傷したり、過負荷になったりするのを防止する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の1実施例の概略構成図であ
る。良く知られているように、鉄塔10の頂部には光フ
ァイバ内蔵の架空地線(OPGW)11が架設され、鉄
塔10の上部に両側へ張出して上、中、下段に固定され
た3対の腕金12A〜12Fには、それぞれ碍子13A
〜13Fを介して送電線14A〜14Fが懸吊される。
鉄塔10の上部(なるべくは上段腕金よりも上方)には
碍子数に応じた数の光センサ15A〜15Fが設けられ
る。各光センサは、詳細は後述するが、それぞれ対応の
碍子を視準するように、その視野の大きさおよび方向が
調整される。また各光センサは、図では簡略化のために
全数をほぼ1個所にまとめて設置したように示している
が、全てを1個所にまとめて配置するよりは、各別に最
適の場所に配置するほうが、閃光検出性能の面からも、
受ける風圧の面からも望ましい。
【0012】図2は互いに対応する光センサ15と碍子
13との相対的位置関係を示す一部断面側面図である。
光ファイバ2は数10芯ないし数100芯の光ファイバ
ケ−ブルよりなり、その先端部2Aには適当な長さの細
長筒または有底筒状の視野制限用フード(兼支持具)4
が取付けられる。例えば、光ファイバ2の前記先端部2
Aをフード4の開口端側から適当な長さだけ差込み、こ
の部分を充填材6で固定封止する。もちろん他の適宜の
手法で、光ファイバ2の受光面となる先端をフード4内
の所定位置に固定しても良い。前記フード4の底部には
開口4Aが穿設され、光ファイバ2の先端から所定の角
度αで碍子13が見込めるようにする。フード4は角筒
体とし、光ファイバの先端受光部を同筒体の軸上に配置
するのが望ましい。前記角度αは碍子13の全長を見込
む必要はなく、1m程度を見込めば十分であり、またそ
の方が、落雷によって碍子に発生する閃光以外のノイズ
光(例えば、太陽光や各種の照明光)を遮断する意味か
らも望ましい。さらに開口4Aの形状は、光ファイバ先
端から見る碍子のそれに整合するようにスリット状であ
り、さらにスリットの方向を筒体の主軸の回りに調整可
能にするのが望ましい。または、フード4を単なる円筒
体とし、その先端を押し潰してスリット状開口としても
良い。光ファイバ2の他端は、鉄塔10の適宜個所に設
けられた閃光検出部20(図1)へ導かれる。
【0013】図3は閃光検出部20のブロック図であ
る。光ファイバ2Aの他端は対応する光レンズ3Aに光
学的に結合される。落雷によって発生した閃光はフード
4の開口4Aを通過して光センサ2に捕集され、光ファ
イバ2を通して光レンズ3Aに伝送される。光レンズ3
Aで受光された光は、必要に応じて光減衰器4Aで減衰
された後、光電気変換器5Aで電気信号に変換される。
光減衰器は、強度の著しく大きい閃光によってフォトダ
イオードなどの光電気変換器5Aが過負荷になったり、
破壊されたりするのを防止するために有効で、望ましい
ものである。変換された電気信号はAGC(自動利得制
御)回路に供給され、閃光に比べて変化速度の緩やか
な、太陽光や各種の照明光などの背景光やノイズ光のレ
ベル変化が平準化される。平準化された信号は、必要な
らば適当なレベルでスライスされた後、微分回路7Aに
供給されて閃光成分のみが弁別され、パルス整形回路8
Aで波形整形される。図4のAは光レンズ3Aで受光さ
れた光の強度、同図Bは微分回路7Aまたは波形整形さ
れたパルスの出力波形を示す波形図である。
【0014】他の碍子13B〜13Fに対応して設けら
れた光センサ15B〜15Fからの光信号も同様に処理
される。それぞれの碍子13A〜13Fに対応する、パ
ルス整形回路8A〜8Fのパルス出力は碍子識別コ−ド
発生器24に供給される。碍子識別コ−ド発生器24は
パルス整形回路8A〜8Fのどれから出力が発生された
かに応じて、閃絡を生じた碍子を特定するために、予め
各碍子に割当てられた碍子識別コ−ドを発生する。前記
コ−ドは、例えば2進コ−ドでよく、12個の碍子を必
要とする2回線送電線の場合は4ビットコ−ドでよい。
その他に鉄塔識別のためのコ−ドも必要である。鉄塔識
別コ−ドは前記碍子識別コ−ド発生器24で発生されて
もよいが、既存のものを適宜に用いても良い。
【0015】発生された碍子(および鉄塔)識別コ−ド
はデ−タ編集回路26に供給される。デ−タ編集回路2
6は前記碍子識別コ−ドを、タイマ28から供給される
現在時刻を表わす時刻信号と合わせて編集し、変調回路
22に供給する。変調回路22は、前記碍子(および鉄
塔)識別コ−ドおよび現在時刻(すなわち、閃絡発生時
刻)を適当な搬送信号に乗せて送信部29へ伝送し、O
PGW11などの伝送線を介して変電所などに設けられ
た総合監視所30へ送信する。なお、1つの鉄塔の複数
の碍子にほぼ同時刻に閃絡が生ずる場合に備えて、前記
碍子識別コ−ド発生器24とデ−タ編集回路26との間
に数個の碍子識別コ−ド(および閃絡発生時刻)を一時
記憶するレジスタ27(図3に点線で示す)を挿入し、
一時記憶されたデ−タを順次にデ−タ編集回路26に供
給することもできる。総合監視所30では、受信した信
号を復調して閃絡を生じた鉄塔、碍子および閃絡発生時
刻を知ることができるので、閃絡碍子発見のための巡視
などを要せず、復旧のための対策を迅速、的確に行なう
ことができる。
【0016】以上では、センサ15は鉄塔10の上部に
配置されるものとしたが、その配置位置は自由であり、
対応の碍子に近付けるように腕金12に取付けても良
い。重要なことは、閃光以外の強いノイズ光(太陽光や
人工照明光など)がなるべく光センサに入射されないよ
うな背景を選ぶことであり、このためには通常は下向き
にするのが望ましい。また可能ならば、1つのセンサの
視野内に複数の碍子が含まれるようにしても良い。また
光減衰器4の代わりに、光ファイバ2の受光先端にグレ
イフィルタを設けても良い。
【0017】
【発明の効果】
(1)閃絡を生じた碍子を直接検知し確定できるので、
閃絡碍子発見のための巡視などを要せず、そのための労
力と時間が不要となり、事故復旧までの時間が大幅に短
縮でき、電力の安定供給が可能になる。
【0018】(2)落雷による閃絡事故時に、碍子に発
生する閃光を直接検出するので、落雷事故時の電流、電
圧などを検出する従来方式のように事故の状態、センサ
や判別装置の設置条件などに影響されず、一律で、かつ
精度、信頼性に優れた検出ができる。
【0019】(3)従来方式では、検出した電流、電圧
などと事故状態との関連性が複雑なため、設置に当って
は測定、調整を繰返して最適設定状態にする必要がある
が、光センサの光軸または視野を目標の碍子に視準する
だけで良く、また設置位置も自由であるので、設置作業
が極めて簡単であり、安全かつ短時間で行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の概略構成図である。
【図2】互いに対応する光センサと碍子との相対的位置
関係を示す一部断面側面図である。
【図3】閃光検出部20のブロック図である。
【図4】光レンズで受光された光強度および微分回路/
波形整形回路の出力波形を示す波形図である。
【符号の説明】
2、2A、2F…光ファイバ 3A、3F…光レンズ
4…フード 4A、4F…光減衰器 4S…開口 5
A、5F…光/電気変換装置 6A、6F…AGC回路
7A、7F…微分回路 8A、8F…波形整形回路
10…鉄塔 12、12A〜12F…腕金 13A〜1
3F…碍子 14A〜14F…送電線 15、15A〜
15F…光センサ 22…変調回路 24…碍子識別コ
−ド発生回路 26…デ−タ編集回路 27…レジスタ
28…タイマ 29…信号送信装置 30…総合監視

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力線鉄塔に懸吊された碍子の少なくとも
    1部を見込むように、前記電力線鉄塔に固定された光セ
    ンサで、前記碍子に発生した閃光を捕集し、 捕集した光を電気信号に変換し、 前記電気信号に応答して、閃光を発生した碍子の識別コ
    −ドを発生し、前記碍子識別コ−ドを総合監視所へ伝送
    することを特徴とする電力線用碍子の破損検出方法。
  2. 【請求項2】捕集した光を減衰した後で、電気信号に変
    換することを特徴とする請求項1記載の電力線用碍子の
    破損検出方法。
  3. 【請求項3】閃光の発生時刻を前記碍子識別コ−ドに付
    加して総合監視所へ伝送することを特徴とする請求項1
    または2記載の電力線用碍子の破損検出方法。
  4. 【請求項4】電力線鉄塔の腕金に懸吊された碍子の少な
    くとも1部を見込むように、前記電力線鉄塔およびその
    腕金の一方に固定され、前記碍子に発生する閃光を捕集
    する光ファイバよりなる光センサと、 前記光ファイバの出力端側に設けられ、前記光ファイバ
    の出力光を電気信号に変換する光電気変換装置と、 前記電気信号を微分し、整形してパルス信号を得る装置
    と、 前記パルス信号に応答して閃光を発生した碍子の識別コ
    −ドを発生する碍子識別コ−ド発生装置と、 前記碍子識別コ−ドを総合監視所へ伝送する信号伝送手
    段とよりなることを特徴とする電力線用碍子の破損検出
    装置。
  5. 【請求項5】閃光発生時刻を表わす信号を発生するタイ
    マをさらに具備し、前記信号伝送手段は前記閃光発生時
    刻を表わす信号を前記碍子識別コ−ドに付加して総合監
    視所へ伝送することを特徴とする請求項4記載の電力線
    用碍子の破損検出装置。
  6. 【請求項6】前記光ファイバの受光端側および出力端側
    の少なくとも一方に設けられた光減衰手段をさらに具備
    したことを特徴とする請求項4または5記載の電力線用
    碍子の破損検出装置。
  7. 【請求項7】前記光電気変換装置と微分、整形装置との
    間に挿入されたAGC回路をさらに具備したことを特徴
    とする請求項4ないし6のいずれかに記載の電力線用碍
    子の破損検出装置。
  8. 【請求項8】光センサは、前記光ファイバの受光先端か
    ら対応の碍子を見込む角度が予定値になるように視野を
    制限するフードをさらに有することを特徴とする請求項
    4記載の電力線用碍子の破損検出装置。
  9. 【請求項9】前記フードは先端に光通過用のスリット状
    開口を有することを特徴とする請求項8記載の電力線用
    碍子の破損検出装置。
  10. 【請求項10】前記スリット状開口は、そのスリットの
    方向を調節可能であることを特徴とする請求項9記載の
    電力線用碍子の破損検出装置。
JP5132339A 1993-05-12 1993-05-12 電力線用碍子の破損検出方法及び装置 Pending JPH06324104A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102928757A (zh) * 2012-11-22 2013-02-13 重庆理工大学 基于放电光检测的绝缘子闪络故障定位装置及定位方法
RU2597962C1 (ru) * 2015-07-29 2016-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ бесконтактной дистанционной диагностики состояния высоковольтных изоляторов
CN111426917A (zh) * 2020-03-31 2020-07-17 西安交通大学 一种多个绝缘子放电检测系统

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