(57)【要約】【課題】絶縁性、耐ノイズ性及び信頼性が高く、且つ全ての保護対象に適用可能である光電流センサを用いた過電流保護装置を提供する。【解決手段】第２の偏波面保存ファイバカプラ５には保護対象１６に流れる電流をファラデー効果を用いて検出する光電流センサ１４部と、この光電流センサ１４をバイパスするバイパス光路１５とが接続されている。また、光電流センサ１４とバイパス光路１５とを切替えるための光スイッチ９が設置されている。光スイッチ９にはＬｉＮｂＯ３の光導波路によるスイッチが使用されている。【選択図】　図１
2004040974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護対象に流れる電流を計測して保護対象の異常を検出し、保護対象の破壊を防ぐための前記電流の遮断を行う光電流センサを用いた過電流保護装置において、
前記光電流センサは、
前記保護対象に流れる電流をファラデー効果を用いて検出する光電流センサ部と、
この光電流センサ部への光路をバイパスするバイパス光路と、
前記光電流センサ部と前記バイパス光路とを切替えるための光スイッチとが設けられたことを特徴とする光電流センサを用いた過電流保護装置。
【請求項２】
前記光電流センサ部、前記バイパス光路及び前記光スイッチを１つのセンサユニットとして、このセンサユニットは少なくとも２つ以上設けられ、
前記各センサユニットはそれぞれ直列に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置。
【請求項３】
前記保護対象を発電所・変電所・開閉所等の電気所に用いられる複数の母線とし、
前記光スイッチを前記各母線の判定に用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置。
【請求項４】
保護対象に流れる電流を計測して保護対象の異常を検出し、保護対象の破壊を防ぐための前記電流の遮断を行う光電流センサを用いた過電流保護装置において、
前記光電流センサは、
前記保護対象を流れる電流に比例した２次電流出力を得る計器用変流器と、
前記２次電流出力をファラデー効果を用いて検出する光電流センサ部と、
この光電流センサ部に対し前記２次電流出力をバイパスするバイパス電流路と、
前記光電流センサ部と前記バイパス電流路とを切替えるための電流路切替えスイッチとが設けられたことを特徴とする光電流センサを用いた過電流保護装置。
【請求項５】
前記計器用変流器、前記光電流センサ部、前記バイパス電流路及び前記電流路切替えスイッチを１つのセンサユニットとして、このセンサユニットは少なくとも２つ以上設けられ、
前記各センサユニットは直列に接続されたことを特徴とする請求項４に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置。
【請求項６】
前記保護対象を発電所・変電所・開閉所等の電気所に用いられる複数の母線とし、
前記電流路切替えスイッチを前記各母線の判定に用いたことを特徴とする請求項４または５に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電所・変電所・開閉所等の電気所において保護対象の破壊を防ぐための処置を行う保護装置に係り、特に、計測及び通信を光化した光電流センサによる保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、送電線や地下ケーブル、母線や線路、変圧器といった電力設備や電力系統を保護する保護装置の一つとして、電流差動保護装置が広く用いられている。電流差動保護装置では、保護対象領域周辺に設置された変流器によって、保護対象領域の入出力電流を計測し、その電流の総和が「０」であれば保護対象内部の故障であると判断し、電流の総和が「０」でなければ保護対象外部の故障であると判断するようになっている。そして、下した判断に基づいて、系統に接続された遮断器や断路器等に命令を送り、速やかに故障箇所を系統から取り除くことを基本目的としている。
【０００３】
このような電流差動保護装置の従来例として、変電所の母線保護装置を図７に示す。送電線１７は、遮断器１３を通り、断路器１８によって甲母線１９または乙母線２０の一方に接続される。また、変圧器２２への回路も同様に遮断器１３を通り、断路器１８によって甲母線１９または乙母線２０の一方に接続される。甲乙母線１９，２０内での地絡、短絡事故を検出し、事故を取り除くための装置として母線保護装置が取り付けられる。図７に示したような甲乙母線１９，２０を備えた変電所においては、甲乙母線１９，２０のいずれか一方で事故が生じても、事故の起きていない健全な母線を用いて運転を続けることが可能である。そこで、甲乙母線１９，２０それぞれに保護装置を設け、事故が甲側か、乙側かのどちらで起きたかを判定し、健全母線の切り離しを防ぐと共に、事故母線の切り離し後、健全母線への接続替え作業が行われる。
【０００４】
また、甲乙母線１９，２０の後備保護の意味合いも含めて、甲側・乙側を含め、全ての母線事故を検出する一括母線保護装置２８が使用されることもある。この一括母線母線保護装置には、事故の検出手段として差動継電器が一般に用いられている。差動継電器は、母線に流入する各電流の総和を検出して事故判定を行う継電器であり、健全時には電流の総和は常に０となるが、地絡、短絡時には０とならないことを利用している。このような差動継電器において、電流を検出する変流器２３は、遮断器の送電線１７側、或いは変圧器２２側に設置されている。したがって、送電線１７または変圧器２２の回路の電流が甲乙母線１９，２０のどちらに流入しているのかを知るために、断路器１８の補助接点２１の信号を同時に取り込んでいる。
【０００５】
ところで近年、送電電圧の高圧化や送配電網の大規模化が進んでおり、絶縁と保護の信頼性の問題がクローズアップされている。このような技術的要請を背景として、変電所内における計測及び通信の光化が活発に行われている。その一つの試みとして光電流センサを用いた差動継電器において、差動演算を光信号の段階で行う光差動保護装置が報告されている（保護リレーシステム研究会，Ｎｏ．ＰＳＲ−９９−８，１９９９）。光電流センサはファラデー効果を利用しており、巻線形のＣＴに比べて、▲１▼絶縁性能に優れている、▲２▼誘導電磁界の影響を受け難く耐ノイズ性が高い、▲３▼原理的にＣＴ不飽和である、▲４▼ダイナミックレンジ及び周波数帯域が広い、▲５▼小型軽量であるといった利点がある。
【０００６】
ここで、光電流センサを用いた過電流保護装置について図８を参照して具体的に説明する。図において、１は光源、２はファイバカプラ、３は偏光子である。光源１を出た光は、ファイバカプラ２を通過して偏光子３で直線偏光となる。直線偏光となった光はファイバカプラ２で二つの方向の光に分かれ、各直線偏光は１／４波長板６ａに方位角４５°で入射し円偏光となる。円偏光となった光は被測定電流Ｉの周りにｎ回巻かれたセンサファイバ８を通り、センサファイバ８内で被測定電流Ｉの作る磁界によって、電流に比例したファラデー位相差θｆを受ける。
【０００７】
ファラデー位相差θｆを受けた円偏光は、再び１／４波長板６を通過し直線偏光となる。このような１／４波長板６、センサファイバ８、１／４波長板６から１つのセンサを構成し、このようなセンサを２つ、第１のセンサ３６及び第２のセンサ３７を設ける。そして、これらのセンサ３６，３７を直列に接続し、それぞれファラデー旋光を受ける。この光は、ファイバカプラ２と偏光子３を再び通過した後、干渉する。この時に、ループをそれぞれ逆向きに伝播した光は、逆向きのファラデー位相差θｆを受けることとなる。
【０００８】
前記干渉光はファイバカプラ２で分岐され、検出器１１に入射する。干渉光量Ｐが測定される第１及び第２のセンサ３６，３７で生じたファラデー位相差の和θｆ（＝θｆ１＋θｆ２）は、干渉光量Ｐの変化として検出器１１で検出される。検出干渉光量Ｐは被測定電流Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２）の作るファラデー位相差θｆの２倍の余弦（ｃｏｓ２θｆ）に比例するので、低電流領域での感度は小さくなる。この問題を解決するため、光路上に位相変調子１０を挿入し、正弦形の位相変調を加えるようになっている。すなわち、変調周波数ωｍで干渉光を同期検波することにより、被測定電流Ｉの作るファラデー位相差の２倍の正弦（ｓｉｎ２θｆ）に比例した検出光量を得ることができる。
【０００９】
この時、変調周波数ωｍで同期検波された検出光量をＰωとすると、
【数１】
Ｐω＝Ｐωｄ・Ｊ１（φ）・ｓｉｎ２θｆ…（１）
Ｐωｄ：検出光量振幅
Ｊ１：第１種１次のベッセル関数
φ：位相変調による位相差
となり、ｓｉｎ２θｆに比例した検出光量を得る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の保護装置においては、以下に述べるような問題点があった。まず、従来の巻線ＣＴを用いた電流差動保護装置では、絶縁性・耐ノイズ性の問題から、計測・通信の光化が指向されている。この対策として、光学式の電流計測器である光電流センサを使用し、信号伝送路として光ファイバを用いた保護装置が提案されている。しかし、この保護装置には入力変換器（総合変流器含む）、Ａ／Ｄ変換器などの電子回路、電子回路間の通信装置などが必要である。このため、システムの信頼性の面から更なる改善が望まれていた。
【００１１】
この信頼性の問題を根本的に解決する手法として、光で差動演算を行う保護装置が提案されている。しかしながら、従来提案されている光差動保護装置ではセンサが永久接続されている。そのため、例えば甲乙母線のどちらに事故が発生しているのかといった判定を取り込むことができなかった。すなわち、従来の保護装置は母線保護に適用することが困難であり、適用対象に制約がある点が問題となっていた。
【００１２】
本発明は、以上の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、絶縁性、耐ノイズ性及び信頼性が高く、且つ全ての保護対象に適用可能である光電流センサを用いた過電流保護装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、保護対象に流れる電流を計測して保護対象の異常を検出し、保護対象の破壊を防ぐための前記電流の遮断を行う光電流センサを用いた過電流保護装置において、次のような構成上の特徴を有している。
【００１４】
請求項１の発明は、前記光電流センサは、前記保護対象に流れる電流をファラデー効果を用いて検出する光電流センサ部と、この光電流センサ部への光路をバイパスするバイパス光路と、前記光電流センサ部と前記バイパス光路とを切替えるための光スイッチとが設けられたことを特徴としている。
以上のような請求項１の発明では、保護対象に流れる電流を、ファラデー効果を用いた光電流センサ部で検出することによって前記電流を計測する。その際、光スイッチにより光電流センサ部とバイパス光路とを切替えることで、機器の運転・停止の信号を光の信号中に取り込み、保護装置への電流情報伝達の有無を、光信号の段階で変更することができる。また、光スイッチは電流路と同電位の位置に設置することができ、信号を光ファイバでやりとりできる。そのため、絶縁性、耐ノイズ性に優れた高信頼性の保護装置を実現することができる。しかも、バイパス光路により常に光が受光器まで帰るようにしておくことができ、光源の劣化や故障を検出することが可能である。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置において、前記光電流センサ部、前記バイパス光路及び前記光スイッチを１つのセンサユニットとして、このセンサユニットは少なくとも２つ以上設けられ、前記各センサユニットはそれぞれ直列に接続されたことを特徴としている。
このような請求項２の発明においては、請求項１の発明に加えて、光電流センサ部、バイパス光路、光スイッチからなるセンサユニットを複数台直列に接続したことによって、任意の電流路における電流の総和を容易に求めることができる。また、使用する電流流入経路が変化する場合、電流流入経路に当たるセンサユニットの光スイッチのみを光電流センサ部側にし、使用していない電流流入経路の光スイッチをバイパス光路側にしておけば、使用していない電流路の電流情報を電子回路に送出しないようにすることが可能である。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置において、前記保護対象を発電所・変電所・開閉所等の電気所に用いられる複数の母線とし、前記光スイッチを前記各母線の判定に用いたことを特徴としている。
上記請求項３の発明では、請求項１、請求項２の発明に加えて、光スイッチを母線の判定に用いることにより、本発明を母線保護装置に適用することが可能となる。
【００１７】
請求項４の発明は、前記光電流センサは、前記保護対象を流れる電流に比例した２次電流出力を得る計器用変流器と、前記２次電流出力をファラデー効果を用いて検出する光電流センサ部と、この光電流センサ部に対し前記２次電流出力をバイパスするバイパス電流路と、前記光電流センサ部と前記バイパス電流路とを切替えるための電流路切替えスイッチとが設けられたことを特徴としている。
以上のような請求項４の発明では、計器用変流器によって保護対象を流れる電流に比例した２次電流出力を得て、この２次電流出力を、ファラデー効果を用いた光電流センサ部で検出することにより保護対象に流れる電流を計測する。このとき、電流路切替えスイッチにより光電流センサ部とバイパス電流路とを切替えることで、前記請求項１の発明と同一の作用効果を得ることができる。しかも、請求項４の発明においては光スイッチを用いていないため、光の強度信号や偏光信号を使用した光電流センサ部を採用することができるといった利点がある。
【００１８】
請求項５の発明は請求項４に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置において、前記計器用変流器、前記光電流センサ部、前記バイパス電流路及び前記電流路切替えスイッチを１つのセンサユニットとして、このセンサユニットは少なくとも２つ以上設けられ、前記各センサユニットは直列に接続されたことを特徴としている。
このような請求項５の発明では、請求項４の発明に加えて、計器用変流器、光電流センサ部、バイパス電流路、電流路切替えスイッチからなるセンサユニットが複数台直列に接続され、電流路スイッチを切替えることによって、任意の電流路に流れる電流の総和が測定可能としている。また、使用する電流流入経路が変化する場合、電流流入経路に当たるセンサユニットの電流路切替えスイッチのみを光電流センサ側にし、使用していない電流流入経路の電流路スイッチをバイパス電流路側にしておけば、使用していない電流路の電流情報を電子回路に送出しないようにすることが可能である。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項４または５に記載の光電流センサを用いた過電流保護装置において、前記保護対象を発電所・変電所・開閉所等の電気所に用いられる複数の母線とし、前記電流路切替えスイッチを前記各母線の判定に用いたことを特徴としている。
上記請求項６の発明では、電流路切替えスイッチを母線の判定に用いることにより、前記請求項３の発明と同様、母線保護装置への適用を可能としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例について、図面を参照して具体的に説明する。なお、図７及び図８に示した従来技術と同一の部材に関しては同一の符号を付して説明は省略する。
【００２１】
『１．第１の実施の形態』
［構成］
第１の実施の形態は請求項１の発明に対応し、過電流保護装置に適用したものであり、図１は第１の実施の形態の構成図である。図１に示すように、偏光子３には第１及び第２の偏波面保存ファイバカプラ４，５を介して光電流センサ部１４が設けられている。光電流センサ１４は、保護対象１６に電気的に接続された電流路７に流れる電流を、ファラデー効果を用いて検出するセンサであり、１／４波長板６及びセンサファイバ８からなる。第２の偏波面保存ファイバカプラ５には光電流センサ部１４への光路をバイパスするバイパス光路１５が接続されており、光電流センサ１４とバイパス光路１５とを切替えるための光スイッチ９が設置されている。光スイッチ９にはＬｉＮｂＯ３の光導波路によるスイッチが使用されている。また、検出器１１には電子回路１２が接続されている。電子回路１２は検出器１１からの信号に基づいて電流路７に流れる電流値を計算し、整定された電流値を超えるとトリップ信号を遮断器１３に送るように構成されている。
【００２２】
以上のような構成を有する第１の実施の形態において、光源１を出射した光はファイバカプラ２を通り、偏光子３で直線偏光にされる。偏光子３を出射した光は第１の偏波面保存ファイバカプラ４でサニャックループを右回りに伝播する光と左回りに伝播する光に分岐される。サニャックループを右回りに伝播する光は、第２の偏波保存ファイバカプラ５で光電流センサ部１４を通る光とバイパス光路１５を通る光に分岐される。光電流センサ１４を伝播する光は１／４波長板６で円偏光にされ、電流路７の回りに周回されたセンサファイバ８中でファラデー効果による位相差を生じる。この光は再び１／４波長板６で直線偏光にされる。そして、光スイッチ９は光電流センサ部１４を通過した光、またはバイパス光路１５を透過した光のどちらか一方を透過させる。光スイッチ９を透過した光は位相変調器１０で位相変調され、第１の偏波保存ファイバカプラ４まで到達する。
【００２３】
一方、サニャックループを左回りに伝播する光は、サニャックループを右回りに伝播する光と全く逆の光路を通って、再び第１の偏波保存ファイバカプラ４でサニャックループを左回りに伝播した光と干渉する。このとき、サニャックループを右回りに伝播した光は、左回りに伝播した光と逆の位相差がセンサファイバ８中で与えられる。干渉光は再び偏光子３、ファイバカプラ２を通り、検出器１１に入射され、ここで電気信号に変換される。電子回路１２ではこの電気信号から、電流路７に流れる電流値を計算し、整定された電流値を超えた場合、トリップ信号を遮断器１３に対して送る。遮断器１３はトリップ信号を受けると、電流路７の電流を遮断し、保護対象１６の破壊を防ぐための処置を講じることができる。
【００２４】
［作用効果］
以上のような第１の実施の形態の作用効果は次の通りである。光スイッチ９により光電流センサ部１４とバイパス光路１５とを切替えることによって、光電流センサ部１４への信号の入り切りが可能で、過電流保護装置をロックすることができる。すなわち、機器の運転・停止の信号を光の信号中に取り込み、電流情報の保護装置への伝達の有無を光の段階で変更することが可能である。また、光スイッチ９は電流路と同電位の位置に設置することができるので、電子回路１２との信号のやりとりは全て光ファイバで実現でき、絶縁が可能となる。したがって、絶縁性、耐ノイズ性に優れた高信頼性の保護装置を構築することができる。しかも、第１の実施形態ではバイパス光路１５により常に光が受光器となる検出器１１にまで帰る。これにより、光源１の劣化や故障を検出することが可能である。
【００２５】
『２．第２の実施の形態』
［構成］
第２の実施の形態は請求項２の発明に対応し、電流差動保護装置に適用したものであり、図２は第２の実施の形態の構成図である。なお、光源１から検出器１１迄の動作については、第１の実施の形態と同一の目的、動作を行っているので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
第２の実施の形態の特徴は、第２の偏波面保存ファイバカプラ５、光電流センサ部１４、バイパス光路１５、光スイッチ９で一つのセンサユニットを構成し、本実施の形態ではこのセンサユニットを２つ、つまり、第１のセンサユニット２９、第２のセンサユニット３０が直列に接続されている。なお、センサユニットの接続数は適宜変更可能である。
【００２７】
［作用効果］
以上のような第２の実施の形態では、センサユニット２９，３０を直列に接続することによって、各電流路に流れる電流の差を検出することができる。ここで、保護対象１６は複数の電流流入経路を持っており、また、各電流流入経路のうちのどの電流流入経路を使用するかが変化し得る場合、使用している電流流入経路のセンサユニットの光スイッチ９のみを入りにして光電流センサ部１４側にし、使用していない電流流入経路の光スイッチ９をバイパス光路１５側にしておくことによって、使用していない電流路の電流情報は電子回路１２に送出しないで済む。
【００２８】
『３．第３の実施の形態』
［構成］
第３の実施の形態は請求項３の発明に対応し、変電所の母線保護装置に適用したものであり、図３は第３の実施の形態の構成図である。送電線１７は、遮断器１３を通り、断路器１８によって甲母線１９または乙母線２０の一方に接続される。また、変圧器２２への回路も同様に遮断器１３を通り、断路器１８によって甲母線１９または乙母線２０の一方に接続される。母線一括保護装置は、この各送電線１７、変圧器２２側の回線からの流入電流の総和を求めればよいので、通常の光差動型保護装置で保護することができる。ここでは、甲乙母線１９，２０の保護について、甲母線１９側を例にして説明する。
【００２９】
各送電線１７及び変圧器２２にはセンサユニット２９，３０，３１が取り付けられ、それぞれ直列に接続されている。センサユニット２９，３０，３１内の光スイッチ９は、甲母線１９側断路器１８の補助接点２１の信号を受け取り、断路器１８が入りの状態の時にのみ、光スイッチ９を入りにし、光信号は光電流センサ部１４を通る。逆に断路器１８が切りの状態になっていて、乙母線２０に接続されている場合には、光信号はバイパス光路１５を通り、当該線路の電流情報を拾わなくなるようにする。
【００３０】
［作用効果］
第３の実施の形態では、以上のようにセンサユニット２９〜３１及び断路器１８の補助接点２１を接続することによって、甲母線１９側に接続されている回線の電流の総和を求めることができる。電子回路１２は求められた電流の総和を基に、この値が整定値を越えると、遮断器１３にトリップ信号を送り、甲母線１９に接続されている回路を遮断することによって甲母線１９の保護を行うことができる。なお、乙母線２０についても同様に保護可能である。
【００３１】
このように、従来は不可能と考えられていた、光電流差動保護装置を母線保護装置に適用することが、光スイッチ９を用いたことで可能となる。従来では光センサ、特に光電流センサに光スイッチ９を使用しようとする試みはなかった。これは、
▲１▼　光スイッチの透過損失が安定でない
▲２▼　光スイッチの偏波特性が安定でない
ことが心配され、光スイッチを計測に使用すること自体が一般的ではなく、光スイッチの適用そのものが、考えられていなかったためと考えられる。
【００３２】
しかし、本件出願人は、干渉による位相差計測を行うことによって、光電流センサにおいても光スイッチ９が適用可能であることを見いだした。つまり、用いている信号が位相差という時間の情報のため、透過損失の変動・偏波の変動が測定誤差に与える影響が十分に小さく、光スイッチ９への適用を可能としている。
【００３３】
ただし、光スイッチ９の適用に際しては、注意すべき点が一つある。それは、光スイッチ９を透過する光の偏波が、サニャック干渉計を右回り・左回りに周回するそれぞれの光で同一である必要があることである。この偏波がそれぞれ異なると、右回りに周回する光と左回りに周回する光の間に時間差が生じ、正確な電流ができなくなるからである。そこで、本発明においてはＬｉＮｂＯ３の光導波路による光スイッチ９を使用している。ＬｉＮｂＯ３の光導波路は大きな直線複屈折を持っており、複屈折の軸に偏光を合わせて入射することによって、その偏光が保持できる。したがって、右回り光、左回り光ともに同一偏波を伝播することが可能である。また、特願２０００−０９８８２０号に示された手法によってシングルモードファイバー中にデポラライズ光を伝播させ、この光をスイッチに通すことも可能である。本手法を用いることによってメカニカルな光スイッチも適用可能となる。
【００３４】
『４．第４の実施の形態』
［構成］
第４の実施の形態は請求項４の発明に対応し、過電流保護装置に適用したものであり、図４は第４の実施の形態の構成図である。第４の実施の形態は、保護対象１６への流入電流に比例した２次電流出力を得る計器用変流器２３が設けられている。光電流センサ部１４は前記２次電流出力を、ファラデー効果を用いて検出するようになっている。また、光電流センサ部１４に対し２次電流出力をバイパスするバイパス電流路３２が設けられており、光電流センサ部１４とバイパス電流路３２とを切替えるための電流路切替えスイッチ２４が設置されている。なお、光源１から検出器１１迄の動作については、上記第１の実施の形態と同一の目的、動作を行っているので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３５】
［作用効果］
以上のような構成を有する第４の実施の形態では、計器用変流器２３によって保護対象を流れる電流に比例した２次電流出力を得、この２次電流出力を光電流センサ１４で検出することにより保護対象１６に流れる電流を計測する。このとき、電流路切替えスイッチ２４により光電流センサ部１４への電流信号の入り切りが可能なので、過電流保護装置をロックすることができる。このとき、図１に示した第１の実施の形態と異なり、高圧の電気配線が増加するが、計器用変流器２３、電流路切替えスイッチ２４、光電流センサ部１４は同一電位上に設置することができ、光ファイバで絶縁が保たれるため、絶縁の心配のない信頼性の高いシステムを構築することができる。また、第１の実施の形態にて用いた光スイッチは不要なので、用いる光電流センサ部１４は光の強度信号や偏光信号を使用したタイプでも良い。
【００３６】
『５．第５の実施の形態』
［構成］
第５の実施の形態は請求項５の発明に対応し、電流差動保護装置に適用したものであり、図５は第５の実施の形態の構成図である。なお、光源１から検出器１１迄の動作については、第２の実施の形態と同一の目的、動作を行っているので、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３７】
第５の実施の形態は、計器用変流器２３、電流コイル２５、光電流センサ部１４、バイパス電流路３２及び電流路切替えスイッチ２４を１つのセンサユニット３３，３４として、このセンサユニット３３，３４は直列に接続されたことを特徴としている。なお、センサユニットの接続数は適宜変更可能である。計器用変流器２３からの電流信号は、電流コイル２５に流され、光電流センサ部１４中を通る光にファラデー効果が与えられる。
【００３８】
［作用効果］
以上の第５の実施の形態では、センサユニット３３，３４を直列に接続することによって、各電流路に流れる電流の差を検出することができる。ここで、保護対象１６は複数の電流流入経路を持っており、また、各電流流入経路の内のどの電流流入経路を使用するかが変化し得るとき、使用している電流流入経路のセンサユニットの電流路切替えスイッチ２４のみを入りにして光電流センサ部１４側にし、使用していない電流流入経路の電流路切替えスイッチ２４をバイパス電流路３２側にしておくことで、使用していない電流路の電流情報を電子回路１２に送出しないようにすることが可能である。
【００３９】
『６．第６の実施の形態』
［構成］
第６の実施の形態は請求項６の発明に対応し、変電所の母線保護装置に適用したものであり、図６は第６の実施の形態の構成図である。母線一括保護装置は、各送電線１７、変圧器２２側の回線からの流入電流の総和を求めればよいので、通常の光差動型保護装置で保護することができる。ここでは、甲乙母線１９，２０の保護について、甲母線１９側を例にして説明する。
【００４０】
各送電線１７及び変圧器２２にはセンサユニット３３，３４，３５が取り付けられ、それぞれ直列に接続されている。センサユニット３３，３４，３５内の計器用変流器２３の２次電流出力は、電流コイル２５に通電されると共に、甲母線１９側断路器１８の補助接点２１に並列に接続され、断路器１８が入りの状態の時にのみ、電流路切替えスイッチ２４を切りにして、電流コイル２５側に変流器２３の出力を通電する。逆に断路器１８が切りの状態になっていて、乙母線２０に接続されている場合には、電流路切替えスイッチ２４は入りとし、変流器２３の出力は電流コイル２５を通らず、バイパス電流路３２によりバイパスされるため、当該線路の電流情報を拾わなくなるようにする。
【００４１】
［作用効果］
第６の実施の形態では、以上のようにセンサユニット３３〜３５及び断路器１８の補助接点２１を接続することによって、甲母線１９側に接続されている回線の電流の総和を求めることができる。電子回路１２は求められた電流の総和を基に、この値が整定値を越えると、遮断器１３にトリップ信号を送り、甲母線１９に接続されている回路を遮断することによって、甲母線１９の保護を行うことができる。なお、乙母線２０についても同様に保護可能である。このように、従来は不可能と考えられていた、光電流差動保護の母線保護への適用が、計器用変流器２３と電流路切替えスイッチ２４を用いたことで可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光電流センサ部と、光電流センサ部への光路をバイパスするバイパス光路と、光電流センサ部とバイパス光路とを切替えるための光スイッチとを設けるといった極めて簡単な構成により、絶縁性、耐ノイズ性及び信頼性が高く、且つ全ての保護対象に適用可能な光電流センサを用いた過電流保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の構成図。
【図２】本発明に係る第２の実施の形態の構成図。
【図３】本発明に係る第３の実施の形態の構成図。
【図４】本発明に係る第４の実施の形態の構成図。
【図５】本発明に係る第５の実施の形態の構成図。
【図６】本発明に係る第６の実施の形態の構成図。
【図７】従来の母線保護装置の構成図。
【図８】従来の光差動保護装置の構成図。
【符号の説明】
１…光源
２…ファイバカプラ
３…偏光子
４…第１の偏波面保存ファイバカプラ
５…第２の偏波面保存ファイバカプラ
６…１／４波長板
７…電流路
８…センサファイバ
９…光スイッチ
１０…位相変調子
１１…検出器
１２…電子回路
１３…遮断器
１４…光電流センサ部
１５…バイパス光路
１６…保護対象
１７…送電線
１８…断路器
１９…甲母線
２０…乙母線
２１…補助接点
２２…変圧器
２３…計器用変流器
２４…電流路切替えスイッチ
２５…電流コイル
２６…甲母線保護装置
２７…乙母線保護装置
２８…一括母線保護装置
２９〜３１，３３〜３５…センサユニット
３２…バイパス電流路
【図１】
2004040974.tif 000003
【図２】
2004040974.tif 000004
【図３】
2004040974.tif 000005
【図４】
2004040974.tif 000006
【図５】
2004040974.tif 000007
【図６】
2004040974.tif 000008
【図７】
2004040974.tif 000009
【図８】
2004040974.tif 000010