(57)【要約】【課題】簡単な構造で温度変化による測定誤差が少なくでき、容易にしかも経済的に製作できる空冷式光変流器を提供する。【解決手段】電流の流れる導体１を内部に有する円筒状のタンク２に、第１及び第２の開口空隙部を同心状に形成した環状枠体１０を取り付けている。環状枠体１０は、第１の開口空隙部１１にファラデー素子である光ファイバ１３を格納し、他方の開口空隙部１２を空間となるように蓋板１４にて閉鎖する。この蓋板１４は、空間となる開口空隙部１２と対応する上部と下部の位置に空気循環用口１５、１６を設けて、空気循環用口１５、１６を利用して外部の空気を自然循環させ、第１の開口空隙部１１内の光ファイバ１３は温度をより均一化できるようにしている。【選択図】図１
2011085466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を有する円筒状のタンクに、前記導体を取り囲む光路となるファラデー素子を配置し、前記ファラデー素子に光源からの光より生成した直線偏波光を通過させ、前記導体を流れる電流にファラデー旋光角に基づき電流値を測定する光変流器において、前記タンクにファラデー素子を格納する第１の開口空隙部と空気を流通させる空間となる第２の開口空隙部とを同心状に形成した環状枠体を取り付け、前記第１及び第２の開口空隙部は蓋板にて閉鎖すると共に、前記蓋板には第２の開口空隙部の上部と下部と対応する位置に空気循環用口を設けて構成したことを特徴とする空冷式光変流器。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の開口空隙部は環状枠体の外周側に形成すると共に、前記第２の開口空隙部は環状枠体の内周側に形成したことを特徴とする空冷式光変流器。
【請求項３】
請求項１において、前記第１の開口空隙部は環状枠体の内周側に形成すると共に、前記第２の開口空隙部は環状枠体の外周側に形成したことを特徴とする空冷式光変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導体に流れる電流をファラデー効果の利用できる光ファイバにて測定する空冷式光変流器に係り、特に空気にて良好に冷却を行って測定誤差の少なくできる空冷式光変流器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、送配電設備としてガス絶縁開閉装置（以下、「ＧＩＳ」と略称する。）やガス遮断器（以下、「ＧＣＢ」と略称する。）等の各種の電気機器が使用される。これらＧＩＳやＧＣＢ等では、タンク内に配置されている導体に流れる電流を測定するため、変流器が使用される。ＧＩＳ等の電気機器に用いる変流器としては、従来からタンク内外に配置して導体を貫通させる貫通型変流器が使用されてきた。
【０００３】
しかし、ＧＩＳ等の電気機器に貫通型変流器を用いると、タンクの直径が大きくなって経済的に製作できなくなる。このことから、導体の周りに設けた光路内に、光源からの光を光学系部品により直線偏波光にして通過させたとき、電流の磁気作用で回転する直線偏波光の回転角を計測し、電流値を測定するファラデー効果を利用した光変流器が検討されている。
【０００４】
光変流器では、導体を取り巻く光路に、重量が大きく小型化ができにくいガラスブロックを用いるものに代えて、例えば特許文献１に記載されている如く、光路にファラデー素子である光ファイバを使用している。この特許文献１の光変流器は、内部に導体を配置して水平に延びるＧＩＳのタンクの繋ぎ目部分に、電流測定用の光ファイバを配置し、光源や検出器部を備えて構成している。
【０００５】
屋外で使用するＧＩＳ等の水平に延びる円筒状のタンクに取り付ける光変流器は、通電時の導体からの発熱の影響に加えて、太陽光の直射による温度上昇もあり、光ファイバの上部と下部とでは、部分的に検討すると温度差は５０℃にも達してしまうことがある。
【０００６】
このように、光ファイバの温度差が大きくなって温度分布に不平衡が生じてしまうと、光ファイバにおいて部分的にベルデ定数が変わるため、光変流器の電流値を測定する精度に大きな影響を与えることになる。
【０００７】
熱による影響を改善するには、光ファイバを用いた光変流器に断熱材等を使用して対策し、温度変化に基づく測定誤差を少なくすることが考えられる。上記した特許文献１の光変流器では、光ファイバを遮蔽板で覆い、遮蔽板内の光ファイバの周囲に断熱材を配置すると共に、少なくとも光ファイバの結合光学系に防振材を配置している。
【０００８】
その上、光ファイバは柔軟な材料にて被い、この回りに冷却媒体を循環させる構造にして、光ファイバ中の温度勾配を緩和、若しくは温度を一定に保つことにより、精度良く電流値を測定できるようにすることを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３４４１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記した特許文献１の光変流器のように、光ファイバを覆う遮蔽板内に断熱材を配置した上、冷却媒体を循環させて冷却する構造とすると、構造が複雑となって経済的に製作できなくなる。しかも、光ファイバ部分に冷却媒体を循環させるため、循環ポンプ等の補助機器を別に設けねばならないという問題が生じてくる。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構造で温度変化による測定誤差が少なくでき、容易にしかも経済的に製作できる空冷式光変流器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の空冷式光変流器は、導体を有する円筒状のタンクに、前記導体を取り囲む光路となるファラデー素子を配置し、前記ファラデー素子に光源からの光より生成した直線偏波光を通過させ、前記導体を流れる電流にファラデー旋光角に基づき電流値を測定するようにする際に、前記タンクにファラデー素子を格納する第１の開口空隙部と空気を流通させる空間となる第２の開口空隙部とを同心状に形成した環状枠体を取り付け、前記第１及び第２の開口空隙部は蓋板にて閉鎖すると共に、前記蓋板には第２の開口空隙部の上部と下部と対応する位置に空気循環用口を設けて構成したことを特徴としている。
【００１３】
好ましくは、前記第１の開口空隙部は環状枠体の外周側に形成すると共に、前記第２の開口空隙部は環状枠体の内周側に形成したことを特徴としている。
【００１４】
また好ましくは、前記第１の開口空隙部は環状枠体の内周側に形成すると共に、前記第２の開口空隙部は環状枠体の外周側に形成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の空冷式光変流器によれば、環状枠体内に空気を循環させてファラデー素子である光ファイバの温度をより均一にすることができるから、測定した電流値は温度変化に基づく測定誤差の少ない光変流器にすることができる。
【００１６】
また、循環用ポンプ等の補助機器を必要としない簡単な構造であるため、製作や組み立てが容易であり、ファラデー素子を配置する環状枠体は、電気機器のタンクの直径寸法に依存性が小さいから、光変流器を標準化して製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の空冷式光変流器の使用状態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１をＡ―Ａ線から見た概略側面図である。
【図３】図１のＢ部を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の空冷式光変流器は、電流が流れる導体を取り囲むようにファラデー素子を配置して光源からの光より生成した直線偏波光を通過させ導体を流れる電流にファラデー旋光角に基づき電流値を測定するため、ＧＩＳ等の円筒状のタンクに設けて使用される。タンクには、ファラデー素子を格納する第１の開口空隙部と空気を流通させる空間となる第２の開口空隙部とを同心状に形成した環状枠体を取り付けている。第１及び第２の開口空隙部は蓋板にて閉鎖し、しかも蓋板には第２の開口空隙部の上部と下部と対応する位置に空気循環用口を設けている。次に、本発明の空冷式光変流器を、図１から図３を用いて説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の空冷式光変流器は、図１に示すように内部に電流の流れる導体１を有し内部に絶縁ガスを封入する円筒状のタンク２に設けられる。タンク２は、例えばＧＩＳに用いる縦形ＧＣＢから水平方向に引き出され、或いは水平に配置して主母線として使用されるものである。
【００２０】
円筒状のタンク２の接続部分に形成するフランジ３間に、導体１を絶縁支持すると共に絶縁区画を形成するため、導体１と接続する中心導体５を埋め込んだ合成樹脂製の絶縁スペーサ４が配置され、複数本の貫通ボルト６によって固定されている。
【００２１】
タンク２のフランジ３には、この部分を活用して図１及び図２に示すように環状枠体１０を、後述する固定手段により取り付けている。環状枠体１０は、図３に示すように外周側の第１の開口空隙部１１と、開口空隙部１１より断面積の大きな内周側の第２の開口空隙部１２を形成している。
【００２２】
図１から図３に示す例では、環状枠体１０の第１の開口空隙部１１内にファラデー素子である光ファイバ１３を格納し、第２の開口空隙部１２は空間にしており、第１及び第２の開口空隙部１１、１２の開口部側に蓋板１４を設け、Ｏリング１０ａを介在させて第１の開口空隙部１１内を密閉している。蓋板１４は、一体に形成或いは複数個に分割形成した円弧状板を使用することができる。
【００２３】
環状枠体１０及び蓋板１４は、タンク２外に取り付けるものであるため、耐候性に優れた材料で製作されることが望ましく、例えばタンク２と同様な金属材料で製作、或いは耐候性良好な合成樹脂材料を用いて製作し、長期間に亘って使用できるようにする。
【００２４】
環状枠体１０の第１の開口空隙部１１内に格納され、導体１を取り囲む光路となる光ファイバ１３は、光源部や、光源からの光から直線偏波光を生成する光学系部品、光ファイバ１３を通った直線偏波光の反射型又は透過型光学部品、更に電流検出部等を備えることによって、ファラデー効果に基づき電流値を測定する光変流器を構成する。
【００２５】
上記した蓋板１４には、上部と下部に空気の出入口となる空気循環用口１５、１６を形成している。これにより、下部の空気循環用口１６から空気が第２の開口空隙部１２内に入って、温度差の対流自然循環により空間内を上部に移動し、上部の空気循環用口１５から外部に出るようになるから、空気による冷却が行われて開口空隙部１１内の温度を平均化できるため、光ファイバ１３の温度をより均一化することができる。
【００２６】
なお、蓋板１４の上部と下部に形成する空気循環用口１５、１６は、空気の対流を損なうことのない大きさと形状とし、より具体的には、例えば保持金具１７ａ間となるように形成した円弧状開口、或いは複数個を形成した円形小開口、更には分割した蓋板部材の配置で形成される間隙を用いることができる。
【００２７】
環状枠体１０の外周側及び内周側の開口空隙部１１、１２は、このいずれか一方を光ファイバ１３を配置する第１の開口空隙部１１とし、他方を空気が循環する断面積が大きな空間となる第２の開口空隙部１２とすれば良いものである。
【００２８】
図示した実施例の如く、外周側の第１の開口空隙部１１内に光ファイバ１３を格納し、内周側の開口空隙部１２内に空気を循環させる構造とする場合は、光ファイバ１３の装着が容易であり、空気の対流循環で第２の開口空隙部１２側から冷却して温度上昇による光ファイバ１３への悪影響を少なくすることができる。逆に、内周側の開口空隙部１２内に光ファイバ１３を格納し、外周側の開口空隙部１１内に空気を循環させる構造とする場合は、空気の流れる開口空隙部１１が外側にあるので、太陽光の直射による温度上昇の影響が少なくなる。
【００２９】
上記したいずれの場合でも、空気の対流を活用するだけで循環用ポンプ等の補助機器を使用しない簡単な構造であるため、容易に経済的に製作できる。しかも、環状枠体１０及び蓋板１４は、固定手段を工夫するだけでフランジ３を有するタンク２の直径寸法に依存せずに予め共用できるように製作できるため、光変流器の標準化が可能であるし、また光ファイバ１３は温度上昇による影響を受けるのが少なくなるから、光変流器の電流値の測定精度を向上することができる。
【００３０】
次に、蓋板１４を配置する環状枠体１０を、タンク２に簡単に取り付ける固定手段の構造について説明する。この図１及び図２に示す例では、環状枠体１０と蓋板１４の各面に複数個の保持金具１７ａ、１７ｂを放射状に配置し、これら保持金具１７ａ、１７ｂ間をボルト１８にて固定することで環状枠体１０と蓋板１４を一体にしている。
【００３１】
蓋板１４の面に配置する保持金具１７ａは、フランジ３部分への取り付けに活用できるように環状枠体１０面に配置する保持金具１７ｂより寸法を長くしている。そして、寸法を長くした保持金具１７ａ部分に、フランジ３間の連結に用いる貫通ボルト６を通し、フランジ３外側の所定の位置に固定することにより、導体１を有する円筒状のタンク２に嵌合させている。
【００３２】
フランジ３を活用せずにタンク２に、環状枠体１０及び蓋板１４を固定手段によって簡単に取り付ける場合には、光変流器を設けようとするタンク２の任意の外面位置に取付座を溶着しておき、この取付座を利用して上記した保持金具１７ａ等で固定することができる。
【００３３】
上記した例では水平のタンク２に適用した例で説明したが、水平配置のＧＣＢにも適用することができる。水平配置型ＧＣＢでは、容器の上部にブッシングポケットを設け、このブッシングポケットにブッシングを樹立し、或いはポケット部分に母線を接続するから、このポケット部分を活用して上記と略同様の環状枠体１０を取り付け、空冷式光変流器を構成することもできる。
【００３４】
このようにブッシングポケット部分を利用する場合、環状枠体１０に設ける第２の開口空隙部は、空気の自然循環を促進できるような位置に空気循環用口を設ける構成にし、ファラデー素子である光ファイバ１３を格納する第１の開口空隙部１１内の温度を、第２の開口空隙部１２の空間内を対流循環する空気で冷却してより均一にできるため、光ファイバ１３は温度による悪影響を著しく小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…導体、２…タンク、１０…環状枠体、１１…第１の開口空隙部、１２…第２の開口空隙部、１３…光ファイバ、１４…蓋板、１５、１６…空気循環用口。
【図１】
2011085466.tif 000003
【図２】
2011085466.tif 000004
【図３】
2011085466.tif 000005