JPH0528056B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ガス絶縁開閉装置の容器内に発生す
るアーク光を光フアイバーセンサにより検出して
地絡事故発生の有無を判定する為の装置に関す
る。

［発明の技術的背景］ 大都市周辺とか臨海地区に設置される変電所或
いは開閉所においては、用地の入手難とか塩害対
策上の理由で、変電所とか開閉所を構成する電気
機器を、SF₆ガス等の絶縁性及び消弧性に非常に
優れた絶縁媒体で密封したガス絶縁開閉装置が使
用される。そして、この種のガス絶縁開閉装置
は、しや断器或いは断路器その他の所要機器を立
体的に配置し、各機器相互間の間隔を狭め、敷地
面積の大幅な縮小を図る様にしているため、気中
絶縁方式の開閉装置に比べて、著しく小型に構成
することができる。

ところで、一般に、送電線の故障はその大部分
がアーク等による回復性のもので、永久故障とな
るものは全故障回数の10％にすぎないことが知ら
れている。従つて、故障した送電線を瞬時にしや
断して一度無電圧とし、そのあとで再びこの区間
に送電すればそのまま送電を断続できる場合が多
い。このように、架空線に地絡事故が発生した場
合には、一旦しや断器を開路し、再度閉路するこ
とによつて停電を短時間にとどめる様にしてい
る。ところが、ガス絶縁開閉装置において、金属
容器と母線との間に地絡事故が発生した場合は、
再度、絶縁を回復することが不可能であるので、
地絡事故を確実に検出して、しや断器の再閉路を
阻止する信号を出し、大事故を防止する必要があ
つた。

この様なガス絶縁開閉装置内における地絡事故
の発生を検出する方法として従来から用いられて
きたのは、金属容器内部に発生したアークによつ
て生じる分解生成物を検出するものや、又は金属
容器内部のガス圧力の変動を調べるものなどがあ
つた。しかしながら、上記の様な方法では、地絡
事故によつて発生するアークがあるレベル以上で
ないと検出できないという欠点があり、信頼性に
乏しかつた。

そこで、この様な従来の地絡事故検出装置の欠
点を解消するために、光学的に地絡事故を検出す
る方法が考案された。これは、金属容器内で発生
した地絡事故に伴うアーク光を、直接受光センサ
ーによつて受け、光ケーブルを介して光・電気変
換部まで光信号を導き、地絡事故を検出するもの
である。

第３図に上述の光方式地絡検出装置を示した。
即ち、地絡アーク光を受光する光フアイバーセン
サ１の一端に、集光効果を持つ様に略半球状に形
成されたプラスチツク製の集光レンズ２が設けら
れ、また、光フアイバケーブル１の他端は、伝送
された光信号を電気信号に変換し、外部の制御盤
に出力する光・電気変換部６に接続されている。

この様に構成された光方式地絡検出装置が、従
来では、第４図に示した様に、金属容器７の側壁
に配設されていた。そして、金属容器７と導体８
の間に発生した地絡事故により生じた地絡アーク
光９を検出していた。

［背景技術の問題点］ この技術においては、光フアイバーセンサの検
出側端面に、ほぼ半球状の集光レンズを設け、こ
のレンズにて集めた光をセンサに導光することが
提案されているが、感度の高い検出装置を得る為
には、集光レンズの焦点距離の位置にセンサの導
光部が位置する様に配置することが最良である。

ところで、この様に焦点距離の位置にセンサの
導光部を配置した場合に、レンズの光をセンサに
導光する為には、センサの芯線とレンズの集光ス
ポツトと同軸にしなければならないが、センサの
芯線径は、約200〜250μｍと極めて細い為、その
軸合わせを確実に行なうことは、現在の技術レベ
ルにおいては困難であり、ずれを生じ易い。

この場合、第５図に示し様に、焦点Ｆから芯線
径ｄ以上センサ１の導光部１ａの軸がずれると、
レンズ２で集光した光３をセンサ１に導光でき
ず、故障点検出が不可能となつてしまう。

［発明の目的］ 本発明は、上述の如き従来技術の欠点を解消す
る為に提案されたものであり、その目的は、セン
サの軸と集光スポツトの軸との間にある程度のず
れが生じた際にも光をセンサに導光してしかも一
定の感度を保持できる様に構成することにより、
ガス絶縁開閉装置内部の地絡事故の発生を速やか
に検出し、大事故の誘発を防止し得る様な優れた
光方式地絡検出装置を提供することである。

［発明の概要］ 本発明の光方式地絡検出装置は、光フアイバー
センサ端部の導光部をレンズの焦点距離から若干
レンズの軸方向前後にずらして配置することによ
り、 センサ端部の導光部平面における光の照射面積
を拡大して、センサ端部の導光部の軸が、集光ス
ポツトからずれても、光をセンサに導光可能と
し、しかも一定の感度を維持できる様にしたもの
である。

［発明の実施例］ 以上説明した様な本発明による光方式地絡検出
装置の実施例を次に説明する。第１図は光フアイ
バーセンサ１端部の導光部１ａをレンズ２の焦点
距離から若干レンズ２の軸方向後方にずらして配
置した実施例である。なお、センサ１は中心のコ
ア４及び外周のクラツド５から構成されている。
また、光フアイバーセンサ１の他端には、図示し
ない光・電気変換部が接続されている。

第１図において、導光部１ａ平面における光３
の照射範囲ｌを、生じうる導光部１ａの軸のずれ
以上に設定すれば、確実に光３をセンサ１に導光
できる。この場合、導光部１ａをレンズ２の焦点
距離に合せる方法に比べれば感度は若干低下する
が、検出に必要なレベルの感度は充分維持され
る。

そして、光フアイバーセンサ１に導光された光
３は、光・電気変換部にて電気信号として出力さ
れ、この信号により、事故の有無が判定される。
従つて、ガス絶縁開閉装置内部に地絡事故が発生
した際、そのアーク光により、速やかに且つ確実
に事故の発生を検出できる為、大事故を未然に防
止できる。

また、第２図は、導光部１ａを、レンズの焦点
距離から若干レンズ２の軸方向前方にずらして配
置した実施例であり、その作用効果は、前実施例
と同様である。

なお、本発明においては、光フアイバーセンサ
の他端に、光・電気変換部が接続されるが、その
信号を入力し、事故判定、或いは事故処理の為の
各種プログラムを実行する判定部の構成は、適宜
選択可能である。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明によれば、光フアイバ
ーセンサの導光部を、レンズの焦点距離から若干
レンズの軸方向前後にずらすという構成により、
センサの軸と、集光スポツトの軸との間にある程
度のずれが生じた際にも、ガス絶縁開閉装置内部
の地絡事故の発生を速やかに検出し、大事故の誘
発を防止し得る様な優れた光方式地絡検出装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光方式地絡検出装置の
一実施例における光検出部を示す断面図、第２図
は本発明による光方式地絡検出装置の他の実施例
における光検出部を示す断面図、第３図は、従来
の光方式地絡検出装置を示す一部断面図、第４図
は従来の光方式地絡検出装置における地絡事故の
検出状態を示す断面図、第５図は従来の光方式地
絡検出装置の光検出部を示す断面図である。 １……光フアイバーセンサ、１ａ……導光部、
２……レンズ、３……光、４……コア、５……ク
ラツド、Ｆ……焦点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバーセンサの一端をガス絶縁開閉装
   置の容器内に取付け、この端部の前面に、アーク
   光を集光する略半球状のレンズを設けて光検出部
   を構成し、 光フアイバーセンサの他端を、容器外部に設け
   た光・電気交換部に接続して成る光方式地絡検出
   装置において、 前記光検出部における光フアイバーセンサ端部
   の導光部を、レンズの焦点距離から若干レンズの
   軸方向前後にずらした位置に配置したことを特徴
   とする光方式地絡検出装置。