JPS5852418B2 - デンキケイトウノ エンカクオンドカンシシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気系統の温度監視箇所の温度異常を遠隔よ
り監視する遠隔温度監視システムに関する。

電気系統、例えば送配電系統や工場等の配電系統におい
ては、事故の発生を未然に防ぐために定期的な点検を行
う必要がある。

特に今日の大規模な電気系統においては、この点検の重
要性が増しつつある。

しかし、かかる大規模化した電気系統においては、点検
箇所に直接作業員が接近するのは極めて危検であり、か
と言って、その点検のために一時的といえども電気系統
の作動を停止することは一般に許されず、また従来のよ
うな定期的点検では保安を確保できず、電気系統の状態
を常時監視する体勢を整える必要がある。

本発明はかかる要請に応えるべく、電気系統の異常に最
も密接に関連しかつ事故に発展しやすい電気系統各所の
温度異常を遠隔より常時監視し得る遠隔温度監視システ
ムを提供せんとするものである。

特に本発明は、温度監視箇所が広範な地域にわたりさら
に使用電圧が高い例えば高圧送電系統等の電気系統への
適用を考慮し、電気系統の温度監視箇所の温度を検出す
る送信器と、温度情報を表示、報知する受信機とを電波
により結合し、さらに送信器の動作電源を監視対象であ
る電気系統より供給するように構成した、電気系統の遠
隔温度監視システムを提供しようとするものである。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

第１図は本発明に係る遠隔温度監視システムの一実施例
の全体構成を示し、１１〜１３は温度監視すべき電気系
統、２１〜２ｎは送信装置、３１〜３Ｂは受信装置、４
は中央監視装置である。

送信装置２１〜２ｎはそれぞれ電気系統１１〜１３の温
度監視個所例えば遮断器、変圧器等の発熱部あるいは送
電線の連結部に接近又は密接して設置され、対応する温
度監視箇所の温度情報電波５１〜５ｎを送信する。

受信装置３□〜３ｎは上記対応する温度情報電波５□〜
５ｎを受信し、電気系統１、〜１３の温度監視箇所の正
異常などを表わす温度情報を表示し、同時に警報信号そ
の他の必要な信号をケーブル６等を通じて中央監視装置
４に送る。

この中央監視装置４は、各受信装置３、〜３３から送ら
れる警報信号等を受けて電気系統１、〜１３の異常の有
無を集中表示するとともに、各送信装置２１〜２ｎおよ
び各受信装置３□〜３３の動作を監視する。

上記各送信装置２１〜２ｎ昧電気系統１、〜１３の温度
監視箇所の温度に対応して特性が変化する感温素子を具
備しこの感温素子の特性変化に基づいて温度情報電波５
１〜５ｎを発生するように構成されるとともに、その動
作電源を対応する電気系統１□〜１３から供給されるよ
うに構成される。

この送信装置２□〜２ｎの具体的構成例を第２図におい
て説明する。

同図において、送信装置２は搬送波発振部７と、温度−
周波数変換部８と、電源部９とから概ね構成される。

上記温度−周波数変換部８は、プログラマブル。

ユニジャンクション、トランジスタ（以下ＰＵＴと略記
する。

）Ｑ２を用いた弛張発振回路である。ＰＵＴＱ２のアノ
ードは、コンデンサＣ□と、センサーとして機能する熱
抵抗素子としてのサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１ｓＲ２の直
並列回路との接続点に接続され、ＰＵＴＱ２のカソード
はマイナスラインに接がれ、ＰＵＴＱ２のゲートは直列
接続ダイオードＤ２〜Ｄ４のダイオードＤ２とダイオー
ドＤ３の接続点に接続される。

この温度−周波数変換器８の発振周波数は、ＰＵＴＱ２
のゲート電圧と、コンデンサＣ１とサーミスタＴＨおよ
び抵抗Ｒ１ｔＲ２の合成抵抗とから成る充電回路の時定
数とにより略決定される。

したがって温度監視部所Ｐの温度が規定値以内にあると
き（即ち正常のとき）の発振周波数をｆｏ、規定値以上
となったとき（即ち異常のとき）の発振周波数をｆＨと
すると、温度監視部所Ｐに近接又は密接されるセンサー
ＴＨの温度−抵抗特性が正極性の場合はｆｏ＞ｆＨとな
り、負極性の場合はｆｏ〈ｆＨとなる。

前者の場合の具体例を示すとｆ。〉３ ＫＨｚ 、 ３
００Ｈｚ＜ｆＨ＜３ＫＨｚなどに設定される。

ところで上記ＰＵＴＱ２は、そのアノード電圧が上昇し
てゲート電圧に略等しくなるとアノード。

カソード間が導通し、充電回路のコンデンサＣ０の電荷
をディスチャージし、弛張発振するものであるから、ゲ
ート電圧および充電回路に印加される電圧つまりライン
電圧の変動は温度−周波数変換部８の発振周波数の変動
となって現われる。

そこで本実施例においては、後述の如く電源部９に電圧
安定化手段を格別設けていないため、電源部９の出力電
圧を直列接続したダイオードＤ２〜Ｄ４の順方向特性を
利用して安定化し、かなり安定なライン電圧的２．ＩＶ
（０，７ＶＸ３）を得るとともに、温度−周波数変換部
８の温度補償を行っている。

すなわち、ＰＵＴを用いた弛張発振回路の発振周波数の
温度係数は正で、周囲温度が上昇すると発振周波数が上
昇する。

一方前述から明らかなように、ＰＵＴの弛張発振回路は
ライン電圧が低下すると発振周波数が低下する特性を有
する。

しかるに、本実施例においては、周囲一温度の上昇に伴
いダイオードＤ２〜Ｄ４の順方向電圧が低下し、したが
ってライン電圧が低下するため、ＰＵＴの弛張発振回路
の発振周波数の周囲温度による変動が相殺され、温度−
周波数変換部８の発振周波数は広い温度範囲にわたって
温度補償される。

なお付言すれば、ダイオード特にシリコンダイオードは
大きなサージ電流を流し得るから、送信装置２の外部か
ら加わるインパルス電圧等の高い外乱電圧はダイオード
Ｄ２〜Ｄ４の直列回路により吸収され、搬送波発振部７
および温度−周波数変換部８が外乱電圧から保護される
効果もある。

上記搬送波発振部７は、水晶振動子Ｘと可変容量ダイオ
ードＤ１とをトランジスタＱ１のベース。

エミッタ回路に接続した発振回路であり、発振周波数（
搬送波周波数）ｆｃは例えば５２〜５４ＭＨｚの範囲で
各送信機毎に異なった周波数に選ばれる。

そして、この搬送波発振部７の可変容量ダイオードＤ０
のアノードには上記温度−周波数変換部８の出力が抵抗
Ｒ６を通じて印加されており、搬送波ｆｃは温度−周波
数変換部８の出力によりＦＭ変調−され、トランジスタ
Ｑ１のコレクタ回路のタンク回路の送信アンテナを兼ね
るインダクタＬより温度情報電波５として放射される。

なお、搬送波発振部７の搬送波ｆｃは、温度情報信号ｆ
。

、ｆＨのは誘起、ライン電圧に重畳するリップル電圧（
後述する如く、電気系統１に流れる交流周波数の２倍の
周波数ｆｒを有する）によってもＦＭ変調を受ける。

前記電源部９は、電気系統１の電路（母線）１０に電磁
結合する変圧器Ｔと、この変圧器Ｔの２次巻線Ｎに誘起
する交流電圧を整流するダイオードＤ５〜Ｄ８のブリッ
ジ整流回路と、このブリッジ整流回路の直流出力を平滑
するコンデンサＣ２から構成される。

ところで、変圧器Ｔの２次電圧は２次巻線Ｎの巻数とこ
の２次巻線Ｎに鎖交する磁束の積に比例することは周知
の通りである。

換言すれば、２次巻線Ｎの巻数が一定ならコアにの磁束
密度に略比例する。

しかし、コアにの磁束密度は電気系統１の電路１０を流
れる電流値により変化するため、電路１０の電流値が大
巾に変化するような場合は変圧器Ｔの２次電圧ひいては
送信器２のライン電圧が大巾に変化して好ましくない。

このような不都合を回避するたは、電路１０の電流値が
一定の範囲においてコアＫが磁気飽和するようにコアに
の寸法、材料を決定すると有効である。

このようにすれば、電路１０の電流直が一定の範囲内で
変動しても、コアにの磁束密度つまり２次巻線Ｎに鎖交
する磁束がほとんど変化しないため、変圧器Ｔの出力電
圧ひいては送信器２のライン電圧の変動量を抑えること
ができる。

ただし、コアにの発熱および２次電圧の波形歪等を考慮
すべきである。

第３図は上記の思想に基づく変圧器Ｔの一実施例を示す
もので、２次巻線ＮはボビンＢに巻回されており、また
コアにとしての鍋体に／がボビンＢの内孔を通過して電
路１０の周囲に数回巻装された構成とされている。

この変圧器Ｔは、構造が極めて簡単であるとともに、鍋
体に／で変圧器Ｔを電路１０に固定できる利点がある。

なおｔｌ、ｔ２は２次巻線Ｎの引出し端子である。

上記受信器３□〜３ｓＥ送信器２１〜２ｎから送られる
温度情報電波５１〜５ｎを受信して、各送信器２１〜２
ｎに対応する電気系統１１〜１３の温度監視箇所の温度
情報を表示（ランプなどによる視覚的な表示の他に、温
度情報を人または機器が識別しやすいような物理量に変
換することを意味する。

以下同じ）するものである。第４図において、受信装置
３の一実施例を説明する。

同図において、１１は周波数混合回路、１２は局部発振
回路で、両回路１１．１２により周波数変換回路を構成
している。

局部発振回路１２は、スキャニング回路１３によって制
御されるスイッチ回路１４により、その局部発振周波数
が各送信装置に対応する周波数に順次切換えられる。

周波数混合回路１１は、局部発振回路１２から送られる
局部発振信号とこれに対応する各送信器２からの温度情
報電波５とを混合して中間周波信号に変換する。

いわゆるスーパーヘテロゲイン検波が行なわれる。

周波数混合回路１１の出力は、中間周波増巾回路１５で
増巾されたのち、ＦＭ復調回路１６で復調され弁別フィ
ルタ回路１７に送られる。

この弁別フィルタ回路１７は、周波数ｆｏ。

ｆＨ，ｆｒならびにｆＬの信号を通過させる帯域通過フ
ィルタ１７０ｔ１７Ｈ２１７Ｌ＊１７ｒと、各フィルタ
からの出力をレベル信号に変換するレベル比較回路２５
から成る。

これら各フィルタ１７ ｏ、１７ Ｈｓ １７ Ｌを介
して出される出力とフィルタ１７ｒを介して出される出
力とはそれぞれアンドゲート１８ｏｙ １８Ｈｔ １８
Ｌに入力され、その論理積出力が表示盤１９内に一時記
憶される。

表示盤１９には、送信器２の番号ランプＮｏ、温度正常
ランプＯＫ、温度異常ランプＡＬ、送信器異常ランプＴ
Ｒとが配列されている。

この表示盤１９は前記スイッチ回路１４と同期するスイ
ッチ回路２０により割部され、周波混合回路１１により
選択された送信器２に対応する番号ランプＮＯが順次点
灯される。

そしてこの点灯された番号ランプＮＯに対応する各ラン
プＯＫ、ＡＬ 。

ＴＲにより温度情報等が表示される。

すなわち、選択された送信器２に対応する電気系統１の
温度監視箇所Ｐの温度が、規定内にあるときは、アンド
ゲート１８０から出力が出され温度正常ランプＯＫが点
灯し、温度監視箇所Ｐの温度が規定値以上に上昇したと
きはアンドゲート１８Ｈから出力が出され温度異常ラン
プＡＬが点灯する。

また送信器２のサーミスタＴＨの断線等により温度−周
波数変換部８の動作が異常になり規定外の周波数ｆ１、
で発振した場合は、アンドゲ−トｉａＬから出力が出さ
れ送信器異常ランプＴＲが点灯する。

そして、これらのランプ表示とともに温度異常等に対す
る警報信号および送信器番号信号等が中央監視装置４に
送られる。

なお、本実施例においては、フィルタ１７ｏ。

１７Ｈ，１７Ｌの出力とリップル１７ｒの出力との論理
積出力を表示盤１９に入力するようにして送信器自体の
異常を検知すると共に外来雑音による表示盤１９の誤動
作を防止している。

つまり、各送信器２から出される温度情報電波５には前
記の如くリップル成分子ｒが含まれているため、温度情
報電波５に対しては各アントゲ−）１８ｏ。

１８Ｈ２１８Ｌがフィルタ１７ｒの出力により開かわ、
各フィルタ１７０ ｔ １７Ｈ，１７Ｌの出力がアンド
ゲート１８ｏ、１８Ｈｌ １８Ｌを通って表示盤１９に
入力される。

しかし、温度情報電波５以外のリップル成分子ｒを含ま
ない外部雑音に対してはフィルタ１７ｒの出力側に信号
が生じないためアンドゲート１８０ｔｌ１３Ｈｙ１８Ｌ
は閉成状態にあり、たとえ外部雑音によりフィルタ１７
ｏ１７Ｈｔ１７Ｌの出力側に信号が生じてもこの信号は
表示盤１９には入力されない。

したがって、表示盤１９は送信器２から送信される温度
情報電波５にのみ応動し、信頼性が極めて向上する。

なお、本発明は上記実施例の構成に限定されるものでは
なく広範な実施態様をとり得るものである。

たとえば電気系統が直流電圧を使用するものであるとき
は、送信器の電源を電気系統の電路から直接供給するこ
ともできる。

また送信器は上記実施例以外の任意の構成をとり得るも
のであり、その感温素子としてはサーミスタの他に各種
測温抵抗体、熱電対、さらには温度スイッチ等を用いる
こともできる。

さらに上記実施例においては、送信装置を３群に分割し
、これら各群毎に受信装置を設け、これら各受信装置と
中央監視装置とをケーブルで接続し、電気系統全体の温
度を集中監視するように構成したが、電気系統の規模等
に応じ送信装置をさらに多数群に分割してもまたは１群
にまとめることも可能であり、また中央監視装置は必ら
ずしも設ける必要はない。

またさらに、上記実施例においては送信装置に１個の感
温素子を設け１台の送信装置で温度監視箇所１個所の温
度を検出するようにしているが、必要に応じて複数個の
感温素子を各送信装置に設けてもよい。

本発明の遠隔温度監視システムは以上に述べた如くであ
り、電気系統の動作を停止することなく電気系統各所の
温度を常時監視することができ、また送信器と受信器と
を電波により結合するとともに送信器の電源を監視対象
である電気系統から供給するようにしたから、大規模な
また高電圧の電気系統の温度監視に支障なく適用できる
等、極めて大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る遠隔温度監視システムの一実施例
を示す概略構成図、第２図は送信装置の一実施例を示す
電気回路図、第３図は送信装置の電源間′路に用いられ
る変圧器の一実施例を示す斜視図、第４図は受信装置の
一実施例を示すブロックダイヤグラムである。 １．１１〜１３・・・・・・電気系統、２，２１〜２ｎ
・・・・・・送信装置、３，３１〜３３・・・・・・受
信装置、４・・・・・・中央監視装置、１０・・・・・
・電気系統の電路、Ｐ・・・・・・電気系統の温度監視
個所。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電気系統における温度監視箇所に接近して設置され
   る送信装置と、この送信装置から離れた位置に設置され
   上記送信装置から送信される温度情報電波を受信して当
   該送信装置に対応する温度監視箇所の温度情報を表示す
   る受信装置とから成る電気系統の遠隔温度監視システム
   に於いて、上記送信装置は上記電気系統の送電路に電磁
   結合する変圧器を有する電源部と、上記温度監視箇所の
   温度に応じて特性が変化する感温素子の特性変化を周波
   数に変換する温度−周波数変換部と、該温度−周波数変
   換部の出力に基づき上記送電路のリップル成分を含む温
   度情報電波を発生する搬送波発振部とから構成され、上
   記受信装置は、上記温度情報電波の受信出力が供給され
   る復調回路と、該復調回路の出力が供給され少なくとも
   正常周波数ｆＱ、異常周波数ｆＨ及びリップル周波数ｆ
   ｒを弁別する周波数弁別回路と、該周波数弁別回路の正
   常周波数出力及び異常周波数出力をリップル周波数出力
   でゲートするゲート回路と、該ゲート回路の出力が供給
   される表示装置とから構成されていることを特徴とする
   電気系統の遠隔温度監視システム。