(57)【要約】【課題】導体に過大な事故電流が流れても鉄心が飽和することなく小型にとすることができる光変流器装置を提供する。【解決手段】架設された導体Ｌを囲繞する鉄心３と、鉄心３に巻設された二次巻線３ａ及び補償巻線３ｂと、補償巻線３ｂに接続され鉄心３に発生する磁束を検出する磁気検出手段７と、磁気検出手段７の検出結果に応じて鉄心３に発生する磁束の変化を打ち消す電流を二次巻線３ａに供給する磁気平衡手段８と、磁気検出手段７及び磁気平衡手段８に電源を供給する電源供給手段９と、二次巻線３ａに接続され二次巻線３ａに流れる誘導電流に比例する光変調信号を発生させ外部へ延びる伝送線に出力する光変調手段１０，１１とを備えている。【選択図】　　　　図１
2004045196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架設された導体を囲繞するように設けられ該導体に流れる電流によって磁束が発生する鉄心と、
前記鉄心に巻設され該鉄心に発生する磁束によって各々誘導電流が発生する二次巻線及び補償巻線と、
前記補償巻線に接続され前記誘導電流に基づいて前記鉄心に発生する磁束を検出する磁気検出手段と、
前記磁気検出手段の検出結果に応じて前記鉄心に発生する磁束の変化を打ち消す電流を前記二次巻線に出力する磁気平衡手段と、
前記磁気検出手段及び前記磁気平衡手段に電源を供給する電源供給手段と、
前記二次巻線に接続され該二次巻線に流れる電流に比例する光変調信号を生成し外部へ延びる伝送線に出力する光変調手段とを備えた
ことを特徴とする光変流器装置。
【請求項２】
前記光変調手段は、
前記二次巻線に接続された抵抗と、
前記抵抗の両端に接続され該抵抗の両端電圧に基づいて前記光変調信号を発生させるポッケルス素子とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光変流器装置。
【請求項３】
前記電源供給手段は、
前記導体を囲繞する電源用鉄心と、
前記電源用鉄心に巻設された電源用巻線と、
前記電源用巻線に発生する誘導電流を整流する整流回路とを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光変流器装置。
【請求項４】
前記電源供給手段は、太陽電池である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光変流器装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
変電所内等に架設された導体に直接取り付けられて、送配電線絡の事故電流を高精度に検出するための光変流器装置に関し、特に小形化を実現した光変流器装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、送電線絡や変電所内などで地絡や短絡などの事故が生じた場合には、故障箇所を素早く見つけ出して、故障箇所の切り離しや修理を迅速に行うために、導体に設置した光変流器装置により事故電流を高精度に検出して、光信号を監視所に伝送する必要がある。そして、このような導体の事故電流を検出するために、例えば特開平５−２７３２５２号公報に参照されるように、リング状の鉄心及び二次巻線を用いた光変流器装置が提案されている。
【０００３】
図５は例えば特開平５−２７３２５２号公報に記載された従来の光変流器装置の正面図である。図６は図５の光変流器装置の回路構成図である。図５及び図６において、変電所内に架設された一対の導体Ｌに、導体把持部６によって取り付けられた一対のコイルケース２が設けられている。コイルケース２内には、それぞれリング状の鉄心３が収納されている。鉄心３は中心に導体Ｌを貫通させている。２つの鉄心３には、それぞれ二次巻線３ａが巻回されている。二次巻線３ａの一端は接地されている。
【０００４】
２つのコイルケース２を接続するケース本体４の内部には、二次巻線３ａに接続するセンサ部５が収納されている。センサ部５は、二次巻線３ａに発生した二次電流を光変調信号に変換する。
【０００５】
センサ部５には、伝送線１が接続されている。伝送線１は、図示しない光ファイバ伝送碍管内に設置され遠隔の監視所まで延びている。監視所には、伝送線１に接続された信号処理回路１２が設置されている。
【０００６】
次に動作を説明する。導体Ｌに事故電流が流れると鉄心３に磁束が発生する。
この磁束により、二次巻線３ａに誘導電流が発生する。センサ部５は、この誘導電流に応じた光変調信号を伝送線１に出力する。伝送線１は、この光変調信号を地上部の監視所まで伝送する。伝送された光変調信号は、信号処理回路１２で電圧に変換される。
【０００７】
このように構成された光変流器装置においては、変電所内に変電所内に架設された導体Ｌに直接取り付けられ、光変流器装置は導体Ｌに発生した事故電流を光変調信号に変換して伝送線１に出力するので、地絡や短絡などの事故が生じた場合に、これを監視所にて素早く検知することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような構成の従来の光変流器装置では、導体Ｌに過大な直流成分を含有した事故電流が流れると、コイルケース２内に収納されている鉄心３が磁束飽和して事故電流に比例した光変調信号を出力することができない。
一方、鉄心３を磁束飽和させないためには鉄心３の断面積を大きくする必要があるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、導体に過大な事故電流が流れても鉄心が飽和することなく小型にとすることができる光変流器装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光変流器装置は、架設された導体を囲繞するように設けられ導体に流れる電流によって磁束が発生する鉄心と、鉄心に巻設され鉄心に発生する磁束によって各々誘導電流が発生する二次巻線及び補償巻線と、補償巻線に接続され誘導電流に基づいて鉄心に発生する磁束を検出する磁気検出手段と、磁気検出手段の検出結果に応じて鉄心に発生する磁束の変化を打ち消す電流を二次巻線に出力する磁気平衡手段と、磁気検出手段及び磁気平衡手段に電源を供給する電源供給手段と、二次巻線に接続され二次巻線に流れる電流に比例する光変調信号を生成し外部へ延びる伝送線に出力する光変調手段とを備えている。
【００１１】
また、光変調手段は、二次巻線に接続された抵抗と、抵抗の両端に接続され抵抗の両端電圧に基づいて光変調信号を発生させるポッケルス素子とを有する。
【００１２】
また、電源供給手段は、導体を囲繞する電源用鉄心と、電源用鉄心に巻設された電源用巻線と、電源用巻線に発生する誘導電流を整流する整流回路とを有する。
【００１３】
さらに、電源供給手段は、太陽電池である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の光変流器装置の平面図である。図２は図１の光変流器装置の回路構成図である。図１及び図２において、変電所内に架設された一対の導体Ｌに光変流器装置が取り付けられている。光変流器装置は、一対の導体Ｌに導体把持部６によってそれぞれ把持取着された一対のコイルケース２を有している。コイルケース２は、例えばアルミニウムのような金属からなり気密構造を形成している。
【００１５】
２つのコイルケース２内には、それぞれリング状を成す鉄心３が収納されている。鉄心３は中央位置に導体Ｌを貫通するように配設されている。２つの鉄心３には、それぞれ二次巻線３ａが巻回されている。また、２つの鉄心３にはさらに、補償巻線３ｂが巻回されている。２つの補償巻線３ｂは、直列に接続され一端は接地されている。
【００１６】
２つのコイルケース２を接続する部分のケース本体４の内部には、二次巻線３ａに接続されたセンサ部５が収納されている。センサ部５は、二次巻線３ａの二次側に接続された負担抵抗器１０（以下、単に「抵抗１０」という）と、抵抗１０の両端に接続されたポッケルス素子１１を有している。
【００１７】
ポッケルス素子１１は、二次巻線３ａ二次側に発生する電圧に応じた光信号を出力する。ポッケルス素子１１には、図示しない光ファイバ伝送碍管内に設置された伝送線１が接続されている。伝送線１は、地上部の監視所まで延設されている。監視所には、伝送線１に接続された信号処理回路１２が設置されている。抵抗１０とポッケルス素子１１とは、二次巻線３ａに接続され二次巻線３ａに流れる誘導電流に比例する光変調信号を発生させ外部へ延びる伝送線に出力する光変調手段を構成している。
【００１８】
鉄心３には図２に示すように、二次巻線３ａと補償巻線３ｂが巻回されている。補償巻線３ｂの出力は磁気検出回路７に接続されている。さらに磁気検出回路７の出力は磁気平衡回路８に接続されている。磁気検出回路７及び磁気平衡回路８には、両者に電力を供給する電源供給手段としてのバッテリー９が接続されている。磁気検出回路７は、鉄心３に発生する磁束を検出する磁気検出手段を構成している。磁気平衡回路８は、磁気検出回路７の検出結果に応じて鉄心３に発生する磁束の変化を打ち消す電流を二次巻線３ａに供給する磁気平衡手段を構成している。
【００１９】
次に動作を説明する。導体Ｌに事故電流が流れると鉄心３に磁束が発生する。
磁気検出回路７は、鉄心３に発生する磁束を検出する。磁気平衡回路８は、磁気検出回路７の検出結果に応じて鉄心３に発生する磁束の変化を打ち消すような電流を二次巻線３ａに出力し、鉄心３内の磁束が零状態となるようにする。一方、二次巻線３ａに流れる電流は、抵抗１０の両端に二次電圧を発生させる。ポッケルス素子１１は、抵抗１０の両端電圧に応じた光変調信号を検出信号として出力する。この光変調信号は、導体Ｌに流れた事故電流に比例している。伝送線１は、この光変調信号を地上部の監視所まで伝送する。伝送された光変調信号は、信号処理回路１２で電圧に変換される。
【００２０】
このような構成の光変流器装置では、導体Ｌに流れた電流により鉄心３に生じた磁束を検出する磁気検出回路７の出力結果に応じた電流を磁気平衡回路８により二次巻線３２に流すので、直流分を含有した事故電流が導体Ｌに流れても鉄心３が飽和することはない。
【００２１】
このように本実施の形態の光変流器装置においては、鉄心３に補償巻線３１を巻回し、補償巻線３１に誘導する電流を磁気検出回路７に入力し、磁気検出回路７の検出結果に応じて鉄心３に発生する磁束の変化を打ち消すような電流を二次巻線３２に供給する磁気平衡回路８を設けて、鉄心３内の磁束が零状態となるようにする。
【００２２】
そして、この光変流器装置は、導体Ｌに流れた電流により発生する鉄心３内に生じる磁束を二次巻線３ａに流す電流により打ち消すことにより鉄心３内の磁束を零状態にするため、鉄心３の断面積を大きくすることなく、装置を小型にすることができる。
【００２３】
なお、本実施の形態においては、一対の導体Ｌに把持取着された光変流器装置の例を示しているが、一本の導体の場合も同様に構成できるものである。
【００２４】
また、本実施の形態においては、光変調手段は、二次巻線３ａに接続された抵抗１０と、抵抗１０の両端に発生する電圧に基づいて光変調信号を発生させるポッケルス素子１１とからなるが、これに限られるものではない。
【００２５】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の光変流器装置の電源供給手段の回路構成図である。実施の形態１の電源供給手段はバッテリー９である。しなしながら、光変流器装置は、変電所内に架設された導体Ｌに直接把持取着されており、さらにバッテリー９は、気密構造のコイルケース２内に収納されているので、交換することが容易ではない。本実施の形態は、このような課題に対して提案されたものである。
【００２６】
本実施の形態の電源供給手段は、図３に示されるように、導体３の周囲に配設されたリング状の電源用鉄心１３と、電源用鉄心１３に巻設された電源用巻線１３ａと、電源用巻線１３ａに発生する誘導電流を整流する整流回路１５とを有する。整流回路１５で整流された電流は、磁気検出回路７及び磁気平衡回路８に供給される。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２７】
このような構成の光変流器装置のいては、コイルケース２内に電源用鉄心１３を設けて、導体Ｌに流れる電流を電源用鉄心１３で検出した出力を、整流回路１５で直流に変換して電圧を得る。そのため、バッテリー等の交換作業がなくなり、保守が簡単になるので、コストダウンをすることができる。
【００２８】
尚、整流回路１５と磁気検出回路７及び磁気平衡回路８との間には、必要に応じて蓄電手段が設けられてもよい。
【００２９】
実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３の光変流器装置の回路構成図である。図４において図１及び図２に示した実施の形態１と同一または相当部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施の形態の電源供給手段は、図示しないコイルケースの外周面に取り付けられた太陽電池１７である。太陽電池１７の発生した電力は、磁気検出回路７及び磁気平衡回路８に供給される。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００３０】
このような構成の光変流器装置においては、コイルケース２の外部に太陽電池１７を設け、太陽電池１７の発生した電力は、磁気検出回路７及び磁気平衡回路８に供給されるので、バッテリー等の交換作業がなくなり、保守が簡単になるので、コストダウンをすることができる。
【００３１】
尚、太陽電池１７と磁気検出回路７及び磁気平衡回路８との間には、必要に応じて蓄電手段が設けられてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
この発明に係る光変流器装置は、架設された導体を囲繞するように設けられ導体に流れる電流によって磁束が発生する鉄心と、鉄心に巻設され鉄心に発生する磁束によって各々誘導電流が発生する二次巻線及び補償巻線と、補償巻線に接続され誘導電流に基づいて鉄心に発生する磁束を検出する磁気検出手段と、磁気検出手段の検出結果に応じて鉄心に発生する磁束の変化を打ち消す電流を二次巻線に出力する磁気平衡手段と、磁気検出手段及び磁気平衡手段に電源を供給する電源供給手段と、二次巻線に接続され二次巻線に流れる電流に比例する光変調信号を生成し外部へ延びる伝送線に出力する光変調手段とを備えている。そのため、直流分を含有した過大な事故電流が導体に流れても、鉄心が飽和することなく小型な光変流器装置とすることができる。
【００３３】
また、光変調手段は、二次巻線に接続された抵抗と、抵抗の両端に接続され抵抗の両端電圧に基づいて光変調信号を発生させるポッケルス素子とを有する。そのため、簡単な構成で信頼性の高い光変調手段を実現することができる。
【００３４】
また、電源供給手段は、導体を囲繞する電源用鉄心と、電源用鉄心に巻設された電源用巻線と、電源用巻線に発生する誘導電流を整流する整流回路とを有する。そのため、保守が容易な光変流器装置とすることができ、コストダウンをすることができる。
【００３５】
さらに、電源供給手段は、太陽電池である。そのため、保守が容易な光変流器装置とすることができ、コストダウンをすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の光変流器装置の平面図である。
【図２】図１の光変流器装置の回路構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２の光変流器装置の電源供給手段の回路構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３の光変流器装置の回路構成図である。
【図５】従来の光変流器装置の正面図である。
【図６】図５の光変流器装置の回路構成図である。
【符号の説明】
Ｌ　導体、１　伝送線、３　鉄心、３ａ　二次巻線、３ｂ　補償巻線、５　センサ部、７　磁気検出回路（磁気検出手段）、８　磁気平衡回路（磁気平衡手段）、９　バッテリー（電源供給手段）、１０　抵抗（光変調手段）、１１　ポッケルス素子（光変調手段）、１２　信号処理回路、１３　電源用鉄心（電源供給手段）、１３ｂ　電源用巻線（電源供給手段）、１５　整流回路（電源供給手段）、１７　太陽電池（電源供給手段）。
【図１】
2004045196.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004045196.tif 000007
【図６】
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