JPS62270902A - 電力ケ−ブル事故検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は電力ケーブルの外傷、絶縁破壊等の事故を検知
するセンナとして光ファイバを用いた雷す１ケーブル車
故ゆ類セン＋じ田１オるものである。

〔従来の技術］ 洞道或いは管路等に布設される電力ケーブルは外傷や絶
縁体の劣化によって性能低下が起こり、遂には絶縁破壊
に至り、運転条件によっては大きな損傷を受ける地絡事
故が生じることになる。しかし、これらの事故では絶縁
破壊が生じ電気所の運転用制御１０機器に異変が生じた
後に、初めて事故の発生を知るのが現状であり、事故点
は定としては系統を停止した状態で行なうマレ−ループ
法やパルスレーダ法が用いられている。しかし、これら
の標定法では位置標定精度が悪いことや、その設置に時
間がかかる等の問題があり、人為的巡視に依存する割合
が大ぎい。

このような問題を解決する方策として、最近、第６図に
示すように、導体１を絶縁体２及び介在層３で被覆した
電力ケーブルの最外被覆層ないし保護層（図示せず）に
光ファイバ４を設置し、ケーブルに外傷が生じた時に起
こる光ファイバ４の破損・破断を０ＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃ
ａｌ　　ＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ　　Ｒｅｆｌｃｃｔｏ＠
ｅｔｒｙ）を利用して、第７図に示すような後方散乱光
レベル変化から求めようとすることが考えられている。

この方式では光ファイバ４に異常がない場合には軌跡５
を画くが、光ファイバ４に破断・損傷が生じた場合には
光フアイバ破損点からの反射光が現われ、破線で示す軌
跡６となることから、破損点の標定を行なっている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、この方式では、光ファイバ４に破断するほど
の損傷が生じない場合には判定が困難であり、例えば電
力ケーブルに加わる負荷が非常に小さい条ｎ下での絶縁
破壊に対しては、その影響が第１図の光ファイバ４にま
で及ばず、異常を検知できない。

更に、第６図のごとく光ファイバ４をケーブルに設置す
る場合には、ケーブルの熱的機械力から光ファイバ４を
守るための保ＭＦＦｔが必要となるが、この保護層のた
めに光ファイバ４には事故等による変化が伝わりにくく
、誤標定をする確・率が高いと言える。

本発明の１−］的は前記した従来技術の欠点を解消し、
電力ケーブルに発生した異常を高感度、高精度かつ安価
に検出することができる新規な電力ケーブル事故検知セ
ンサを提供することにある。

ｒ問題点を解決するための手段］ 本発明は、クラッドの厚みをコア径の約１／１０〜１／
２０とした薄肉クラッド光ファイバ部とクラッドの厚み
がコア径の約１／１〜１／８で通常通信用として使用さ
れる厚肉クラッド光ファイバ部とが交互に形成さ机た光
ファイバを電力ケーブルに設けてなるものである。薄肉
クラッド光ファイバ部と厚肉クラッド光ファイバ部とは
これら光ファイバの融着接続あるいはクラッドの化学的
処理などにより形成される。光ファイバは電力ケーブル
の防食層やケーブル外周に設【ノられる。

［作　用］ 電力ケーブルに外傷や絶縁破壊が生じると、薄肉クラッ
ド光ファイバ部に側圧が作用で局部的な屈曲が起こり、
マイクロベンド損が発生する。このマイクロベンド損に
より後方散乱光のレベルが低下することから電力ケーブ
ル事故及び事故点を検出できる。また光フアイバ全長が
薄肉クラッド光ファイバではなり、薄肉クラッド光ファ
イバと厚肉光ノｉＪイバとが交互に形成された光フアイ
バ構造となっているので、外部雑音によるＳＮ比の低下
も避けられる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図に本発明の電力ケーブル事故検知センリの主要素
子となる光ファイバ７の構造を示す。同図において、８
はクラッド９の厚みがコア１０の径の１／１０〜１／２
０である薄肉クラッド層を有する薄肉クラッド光ファイ
バ部であり、１１はクラッド１２の厚みがコア径１３の
１／１〜１／８程度の通常通信用光ファイバとして使用
される厚肉クラッド光ファイバ部である。薄肉クラッド
光ファイバ部８と厚肉クラッド光ファイバ部１１とは交
互にＲ着接続によって線状に一体化されている。

このようにして構成された光ファイバ７は第２図に示ず
如く電力ケーブルの遮蔽層′１４及び防食層１５に保護
被覆で補強されて配設されている。なお、１は導体、２
は絶縁体である。更に第２図の電力ケーブルはその端末
部で光ファイバ７が引き出されており、引き出された光
ファイバ７は０ＴＤＲＳｉ！１ｆｆｉ（図示せず）に接
続されている。

ＯＴ　Ｄ　Ｒ装置の光源から、光ファイバ７に入射され
たパルス光は光ファイバ７を伝播するが、光フアイバ７
内で生じるレイリー散乱により反射光成分である後方散
乱光が光源側に戻ってくる。この後方散乱光強度及び後
方散乱光と入射パルス光との遅延時間の測定により、第
３図の実線で示す軌跡１６がデータとして１７られる。

本実施例では第１図の薄肉クラッド光ファイバ部８と厚
肉クラッド光ファイバ部１１を融着接続によって一体化
しているため、電力ケーブル事故が生じない場合でも第
３図のごとく簿・厚クラッド光ファイバ部８．１１の接
続部で段差が生じる。第３図で１７は薄肉クラッド光フ
ァイバ部８による後方散乱光のレベル低下部分、１８は
厚内クラッド光ファイバ部１１による後方散乱光のレベ
ル低下部分である。従って、薄肉クラッド光ファイバ部
８の位置が明確に標定できる構成となっている。

このような構成の本実施例の電力ケーブル事故検知セン
ナでは、電力ケーブルに外傷や絶縁破壊事故等が生じる
と薄肉クラッド光ファイバ部８に側圧或いは局所的な屈
曲が生じ、いわゆる高感度な？イクロベンド損が発生し
、後方散乱光レベル分布は第３図の破線で示す軌跡１９
のようになり、事故点２０の近傍位置の後方散乱光レベ
ルが低下し、事故及び事故点を容易に判定できる。なお
、マイク［１ベンド損は周知の現像であるが、通常構造
の光ファイバでは補強層等により被覆されるため低感度
なものと言える。これに対して本実施例では薄肉クラッ
ド光ファイバ部８を設けることによって高次モードの漏
洩を積極的に促して極めて高感度なものとしている。更
に、光ファイバ７の全長を薄肉クラッド光ファイバにす
ると、外部雑音の影響を受は易＜ＳＮ比の低下につなが
るが、薄肉クラッド光ファイバ部８を光ファイバ７に対
し、局部的ないし不連続的な多点設買方式としているの
で、この問題は回避される。

なお、薄肉クラッド光ファイバ部を有する線状一体化さ
れた光ファイバの構成として、上記実施例の８１着接続
でなく、第４図に示すようにクラッド部を局部的に化学
処理等によって溶解させて作成してもよい。この実施例
による後方散乱光レベルの分布は第５図の実線２１（通
常時）と破線２２（事故時）となる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のような優れた効果を元
厚する。

（１）　　事故検知センサとしての光フアイバ中に薄肉
クラッド光ファイバ部を設け、薄肉クラッド光ファイバ
部の高感度な変化を利用しているので、電力ケーブルの
地絡事故等の高エネルギによる損傷のみならず、微地格
、外傷等の微小な事故損傷も検知可能である。

（２）　　事故検知を行なうセンサとして、光フアイバ
以外の素子或いは治具を全く必要とせず、また特定波長
で測定する必要もない。このため、測定系の簡素化が図
れ、取扱いも容易であると共にコストを低減できる。

（３）　　事故検知センサ部を電力ケーブルと一体化し
て構成できるため、事故発生前より電力ケーブルの状態
を常ｖ１監視し、事故の有無、事故点の標定を短時間で
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電力ケーブル事故検知センサに用
いられる光ファイバの一実施例を示づ縦断面図、第２図
は同光ファイバを電力ケーブルに装着した状態の横断面
図、第３図は同型カケープルにより事故標定を実施した
場合の後方散乱光のレベル変化を示す特性図、第４図は
本発明の他の実施例に係る光ファイバの縦断面図、第５
図は同光ファイバを用いた電力ケーブル事故標定を実施
した場合の後方散乱光のレベルで変化を示す特性図、第
６図は従来の事故検知センサを装着した電力ケーブルの
横断面図、第７図は同型カケープルにより事故標定を実
施した場合の後方散乱光のレベル変化を示す特性図であ
る。 図中、１は導体、２は絶縁体、３はｆｒ在居、４は光フ
ァイバ、７は光ファイバ、８は薄肉クラッド光ファイバ
部、９．１２はクラッド、１０゜１３はコア、１１は厚
内クラッド光ファイバ部、１４は遮蔽層、１５は防食層
である。 代理人弁理士　ＲＩ３１１　　利　幸 ゼ悩艇心架Δ（さ呈

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）クラッドの厚みをコア径の約１／１０〜１／２０
   とした薄肉クラッド光ファイバ部とクラッドの厚みをコ
   ア径の約１／１〜１／８とした厚肉クラッド光ファイバ
   部とが交互に形成された光ファイバが電力ケーブルに設
   けられていることを特徴とする電力ケーブル事故検知セ
   ンサ。
2. （２）上記光ファイバが上記電力ケーブルの防食層内及
   びケーブル外周に設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電力ケーブル事故検知センサ。