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光CTの波長分割多重伝送技術を用いた地中ケーブル事故区間検出装置の開発、実用化

ファラデー効果

図1 ファラデー効果

光ファイバ電流センサ(光CT)の外観

写真1 光ファイバ電流センサ(光CT)の外観

波長分割多重(WDM)伝送技術の概要

図2 波長分割多重(WDM)伝送技術の概要

WDM伝送を利用した光ファイバ電流センサ式ケーブル事故区間検出装置の構成

図3 WDM伝送を利用した光ファイバ電流センサ式ケーブル事故区間検出装置の構成

光ファイバに磁界を与えるとその光ファイバを通過する直線偏光は、磁界強度に比例して偏光面が回転する。これをファラデー効果(図1)といい、この現象を利用し電線に流れる電流を計測するものが光ファイバ電流センサ(以下、光CT)(写真1)である。
電流を計測するものとして巻線型の変流器が一般的であるが、この光CTは光ファイバ伝送路を介すことで数km離れた場所にある電線に流れる電流を計測することができる。

通常、1つの光CTに対し2芯の光ファイバ伝送路が必要であるが、今回の研究では「波長分割多重(WDM)伝送技術」(図2)を用いて3つの光CT信号を2芯の光ファイバ伝送路で伝送することを可能にした。

光CTにより検出した電流は、電力系統の事故を検出する装置に応用している。
一般的に電気を送る媒体として架空送電線と地中送電線(以下、地中ケーブル)がある。送電線には落雷等の事故が発生すると、当該区間のしゃ断器が開放し一旦電気の送電を停止させ、一定時間後自動的に復旧する仕組みがある。これを再閉路と言うが、地中ケーブルによっては絶縁に油を使用しているものがあり、そこで事故が発生し再閉路してしまうと、送られてきた電気が油に引火し火災を引き起こす恐れがある。
そのため、油が入った地中ケーブル区間では「ケーブル事故区間検出装置」を設置し、当該区間に事故があっても再閉路を実施しない仕組みとすることで、公衆災害防止や設備損壊拡大防止を図っている。

今回、このケーブル事故区間検出装置に前述の波長分割多重伝送技術を用いた光CTを応用したもの(図3)を開発・実用化し、電力品質の向上や公衆災害防止等に役立てている。また、光ファイバ伝送路の芯線数を増やさないため、投資コストの抑制が図られている。



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キーワード

計測、センサ、電力系統、保護リレー、光ファイバ電流センサ、波長分割多重伝送、事故区間検出、光CT、WDM
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