JPH0620140Y2 - 電流計測装置 - Google Patents
電流計測装置Info
- Publication number
- JPH0620140Y2 JPH0620140Y2 JP1987105322U JP10532287U JPH0620140Y2 JP H0620140 Y2 JPH0620140 Y2 JP H0620140Y2 JP 1987105322 U JP1987105322 U JP 1987105322U JP 10532287 U JP10532287 U JP 10532287U JP H0620140 Y2 JPH0620140 Y2 JP H0620140Y2
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- circuit
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- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電流を計測して光出力する電流計測装置に係
り、特に光変換回路を改善したものに関する。
り、特に光変換回路を改善したものに関する。
［従来の技術］ 光出力タイプの電流計測装置は広範な分野で使用される
が、絶縁度が高いことから特に高電圧・高電流を取扱う
分野で利用されることが多い。これを送電線故障区間標
定システムで用いられる計測装置を例にとって説明す
る。この装置は故障点を標定するために故障時の架空地
線に流れる電流を変成器を用いて光を検知するものであ
る。
が、絶縁度が高いことから特に高電圧・高電流を取扱う
分野で利用されることが多い。これを送電線故障区間標
定システムで用いられる計測装置を例にとって説明す
る。この装置は故障点を標定するために故障時の架空地
線に流れる電流を変成器を用いて光を検知するものであ
る。
現在開発されているこの種の電流計測装置としては、ア
ナログ出力タイプとパルス出力タイプの２種類がある。
ナログ出力タイプとパルス出力タイプの２種類がある。
前者は、例えば「送電線故障区間標定システムの開発」
昭和61年電気学会全国大会，A-166に記載されているよ
うに、電流値の大きさに比例した光出力を出すもので、
ダイナミックレンジを大幅に拡大しずらいという欠点を
有している。
昭和61年電気学会全国大会，A-166に記載されているよ
うに、電流値の大きさに比例した光出力を出すもので、
ダイナミックレンジを大幅に拡大しずらいという欠点を
有している。
後者は、変成器の飽和特性を利用しており、電流値が大
きくなる程光出力パルス幅が狭くなり、このパルス幅を
計測することによって電流値を計測するものである。ダ
イナミックレンジを広くできるものの、電流に含まれて
いる高調波やノイズの影響を受けやすく、精度上問題が
あった。
きくなる程光出力パルス幅が狭くなり、このパルス幅を
計測することによって電流値を計測するものである。ダ
イナミックレンジを広くできるものの、電流に含まれて
いる高調波やノイズの影響を受けやすく、精度上問題が
あった。
このような欠点や問題は送電線故障区間標定システムで
用いられる計測装置に限られるものではなく、他分野の
光式の電流計測装置に当てはまる。
用いられる計測装置に限られるものではなく、他分野の
光式の電流計測装置に当てはまる。
［考案が解決しようとする問題点］ 上記したように、アナログ出力タイプの電流計測装置で
はダイナミックレンジを大きくとれず、またパルス出力
タイプのものでは、ダイナミックレンジは大きくとれる
が、精度の点で問題があった。
はダイナミックレンジを大きくとれず、またパルス出力
タイプのものでは、ダイナミックレンジは大きくとれる
が、精度の点で問題があった。
これらの原因は、前者にあっては２次電流波形そのもの
を光出力に変換することにあり、後者にあっては２次電
流波形の一部を光出力に変換するようにしてあるもの
の、飽和電流のレベル設定、即ち一点設定によってパル
ス幅を得ていることにある。
を光出力に変換することにあり、後者にあっては２次電
流波形の一部を光出力に変換するようにしてあるもの
の、飽和電流のレベル設定、即ち一点設定によってパル
ス幅を得ていることにある。
したがって本考案の目的は、電流の大きさをパルス発生
頻度に変換することによって、上記した従来技術の欠点
を解消し、計測レンジが大きくとれて、しかも精度良く
計測できる電流計測装置を提供することにある。
頻度に変換することによって、上記した従来技術の欠点
を解消し、計測レンジが大きくとれて、しかも精度良く
計測できる電流計測装置を提供することにある。
［問題点を解決するための手段］ 本考案の電流計測装置は、１次電流によって変成器の２
次側に発生する２次電流を整流してコンデンサに充電す
る充電回路と、コンデンサに充電された充電量が所定値
に達する毎に放電して電流半波当りの放電回数を１次電
流の大きさに比例させる放電回路とを備えている。
次側に発生する２次電流を整流してコンデンサに充電す
る充電回路と、コンデンサに充電された充電量が所定値
に達する毎に放電して電流半波当りの放電回数を１次電
流の大きさに比例させる放電回路とを備えている。
また、放電回路の放電電流で発光する発光手段と、発光
手段の発光回数を計数して１次電流を計測する計測手段
とを備えている。
手段の発光回数を計数して１次電流を計測する計測手段
とを備えている。
［作用］ 高調波やノイズを重畳とした１次電流が流れても、変成
器の２次巻線抵抗と充電回路のコンデンサとによってノ
イズは積分された形で、また高調波はコンデンサによっ
てバイパスされた形で上記１次電流がコンデンサに充電
される。このため、高調波やノイズは吸収ないし平滑化
されて、コンデンサには１次電流の基本波成分のみが充
電される。
器の２次巻線抵抗と充電回路のコンデンサとによってノ
イズは積分された形で、また高調波はコンデンサによっ
てバイパスされた形で上記１次電流がコンデンサに充電
される。このため、高調波やノイズは吸収ないし平滑化
されて、コンデンサには１次電流の基本波成分のみが充
電される。
一方、充電回路のコンデンサに充電された充電量の、放
電回路における放電時間を短くすると、電流半波当りの
放電回数が増加して、１次電流の大きさが、より多い発
光回数で計測される。
電回路における放電時間を短くすると、電流半波当りの
放電回数が増加して、１次電流の大きさが、より多い発
光回数で計測される。
［実施例］ 本考案の実施例を第１図〜第５図を用いて説明する。
第１図は本考案の電流計測装置を送電線故障区間標定シ
ステムの計測装置に適用した第１実施例を示す。変成器
CT内を架空地線１が貫通して１次側を構成し、この１次
側架空地線１に流れる１次電流Ｉ0で変成器CTを励磁す
る。
ステムの計測装置に適用した第１実施例を示す。変成器
CT内を架空地線１が貫通して１次側を構成し、この１次
側架空地線１に流れる１次電流Ｉ0で変成器CTを励磁す
る。
変成器CTの２次側には充電回路１０と放電回路１１とが
接続されている。充電回路１０はダイオードＤとコンデ
ンサＣ1とで構成され、コンデンサＣ1と変成器CTの２次
巻線抵抗とから決まる時定数でコンデンサＣ1に２次電
流の正の半波成分が充電される。
接続されている。充電回路１０はダイオードＤとコンデ
ンサＣ1とで構成され、コンデンサＣ1と変成器CTの２次
巻線抵抗とから決まる時定数でコンデンサＣ1に２次電
流の正の半波成分が充電される。
放電回路１１は充電回路１０のコンデンサＣ1に並列に
接続され、抵抗Ｒ1を直列に挿入した発光ダイオードLED
と抵抗Ｒ2とからなる並列抵抗回路に、サイリスタSCRを
直列接続して構成されている。放電回路１１の時定数は
コンデンサＣ１と並列抵抗Ｒ1Ｒ2とで決まる。また、
抵抗Ｒ1とＲ2とは、並列抵抗Ｒ1Ｒ2に流れる放電電流
をＲ1とＲ2との比に応じて分流することができ、抵抗Ｒ
1に流れる電流が発光ダイオードLEDの発光電流となるよ
うに構成されている。サイリスタSCRのカソードと接地
間に直列接続したリアクタＬ及びコンデンサＣ2は、適
当な電圧のときにサイリスタSCRをOFFにするために共振
素子である。サイリスタSCRのゲートには、アノードと
接地間に直列接続されたツエナーダイオードZDと抵抗Ｒ
3との接続点がつながれている。
接続され、抵抗Ｒ1を直列に挿入した発光ダイオードLED
と抵抗Ｒ2とからなる並列抵抗回路に、サイリスタSCRを
直列接続して構成されている。放電回路１１の時定数は
コンデンサＣ１と並列抵抗Ｒ1Ｒ2とで決まる。また、
抵抗Ｒ1とＲ2とは、並列抵抗Ｒ1Ｒ2に流れる放電電流
をＲ1とＲ2との比に応じて分流することができ、抵抗Ｒ
1に流れる電流が発光ダイオードLEDの発光電流となるよ
うに構成されている。サイリスタSCRのカソードと接地
間に直列接続したリアクタＬ及びコンデンサＣ2は、適
当な電圧のときにサイリスタSCRをOFFにするために共振
素子である。サイリスタSCRのゲートには、アノードと
接地間に直列接続されたツエナーダイオードZDと抵抗Ｒ
3との接続点がつながれている。
上記発光ダイオードLEDには光ファイバ複合架空地線の
光ファイバ２が接続され、光ファイバ２の遠端部にはダ
イオードLEDの発光信号を電気信号に変換して発光信号
数をカウントする光／電気変換回路(O/E)3が接続されて
いる。
光ファイバ２が接続され、光ファイバ２の遠端部にはダ
イオードLEDの発光信号を電気信号に変換して発光信号
数をカウントする光／電気変換回路(O/E)3が接続されて
いる。
次に第１図に示す回路の動作について説明する。電線１
に電流Ｉ0が流れると、ダイオードＤの導通方向の半波
成分のときコンデンサＣ1が充電される。コンデンサＣ1
に充電される充電電圧がツエナーダイオードZDの動作電
圧を超えると、サイリスタSCRのゲートにトリガ電流が
流れるため、サイリスタSCRがONする。サイリスタSCRの
ONによってコンデンサＣ1に充電された電荷が並列接続
された抵抗Ｒ1，Ｒ2を介して放電され、抵抗Ｒ1に直列
接続されているLEDをパルス発光させる。このLEDのパル
ス光は光ファイバ２を介してO/E3に伝送される。
に電流Ｉ0が流れると、ダイオードＤの導通方向の半波
成分のときコンデンサＣ1が充電される。コンデンサＣ1
に充電される充電電圧がツエナーダイオードZDの動作電
圧を超えると、サイリスタSCRのゲートにトリガ電流が
流れるため、サイリスタSCRがONする。サイリスタSCRの
ONによってコンデンサＣ1に充電された電荷が並列接続
された抵抗Ｒ1，Ｒ2を介して放電され、抵抗Ｒ1に直列
接続されているLEDをパルス発光させる。このLEDのパル
ス光は光ファイバ２を介してO/E3に伝送される。
放電回路の放電が停止すると、コンデンサＣ1は再び充
電を開始し、この充電電圧がツエナーダイオードZDの動
作電圧に達すると再放電する。この状況を図示したもの
が第２図であり、１次電流Ｉ0が正のときで、その大き
さが大きい程放電パルスＰの数が増大する。
電を開始し、この充電電圧がツエナーダイオードZDの動
作電圧に達すると再放電する。この状況を図示したもの
が第２図であり、１次電流Ｉ0が正のときで、その大き
さが大きい程放電パルスＰの数が増大する。
ところで、１次電流半波当りの光パルス数が多ければ多
いほど検出精度が上がる。したがって、第１図に示すコ
ンデンサＣ1と並列抵抗Ｒ1Ｒ2とで決まる時定数を小
さく選定し、光パルス幅を狭くすることによってダイナ
ミックレンジを大きくとることができる。
いほど検出精度が上がる。したがって、第１図に示すコ
ンデンサＣ1と並列抵抗Ｒ1Ｒ2とで決まる時定数を小
さく選定し、光パルス幅を狭くすることによってダイナ
ミックレンジを大きくとることができる。
また、並列抵抗Ｒ1Ｒ2の値を変えないで抵抗Ｒ1とＲ2
との分流比を任意に変えることができる。従って、発光
ダイオードLEDに流れる電流を所望の値に設定すること
ができる。
との分流比を任意に変えることができる。従って、発光
ダイオードLEDに流れる電流を所望の値に設定すること
ができる。
この半サイクル中のパルス数Ｎをカウントし、一次電流
Ｉ0との関係を示したものが第３図となる。したがっ
て、パルス数を第１図中のO/E3側でカウントすると、１
次電流Ｉ0の大きさを計測できる。
Ｉ0との関係を示したものが第３図となる。したがっ
て、パルス数を第１図中のO/E3側でカウントすると、１
次電流Ｉ0の大きさを計測できる。
この場合において、ツエナーダイオードZDを用いてコン
デンサＣ1の放電電圧を一定としているため、光出力強
度は１次電流に無関係に一定となり、したがって光出力
強度と光受信感度の差分に相当する長さまで光ファイバ
長を長くできる。このことは、特に鉄塔間の距離が大き
い場合に有効となる。
デンサＣ1の放電電圧を一定としているため、光出力強
度は１次電流に無関係に一定となり、したがって光出力
強度と光受信感度の差分に相当する長さまで光ファイバ
長を長くできる。このことは、特に鉄塔間の距離が大き
い場合に有効となる。
なお、変成器から発光ダイードまで無電源で動作するた
め、電源を設ける必要もない。
め、電源を設ける必要もない。
上記した第１図の第１実施例は電気信号の半波のみの情
報を伝送する方式であるが、第４図は両波とも電流値と
して伝送するための第２実施例を示す回路図である。
報を伝送する方式であるが、第４図は両波とも電流値と
して伝送するための第２実施例を示す回路図である。
第１図と異なる点は、両波信号を伝送するために半波整
流用のダイオードＤを、ダイオードＤ1〜Ｄ4からなるブ
リッジ回路にした点と、片極性のときのみ補助サイリス
タSCR2をONにして発光ダイオードLEDに流れる電流を変
えるために、絶縁変圧器PT及び整流ダイードＤ5を設け
た点であり、他は基本的に同一構成となっている。
流用のダイオードＤを、ダイオードＤ1〜Ｄ4からなるブ
リッジ回路にした点と、片極性のときのみ補助サイリス
タSCR2をONにして発光ダイオードLEDに流れる電流を変
えるために、絶縁変圧器PT及び整流ダイードＤ5を設け
た点であり、他は基本的に同一構成となっている。
補助サイリスタSCR2がONするときは、これに直列接続さ
れた限流抵抗Ｒ4が限流抵抗Ｒ1と並列になって、また補
助サイリスタSCR2がOFFのときは限流抵抗Ｒ1単独となっ
て、発光ダイオードLEDの電流を変えることにより、電
流の極性が分かるようになっている。第５図に示すよう
に、例えばプラス極性のときの光パルス強度をマイナス
極性のときの光パルス強度よりも大きくしておけば、O/
E3内で電流の極性も識別できることになる。
れた限流抵抗Ｒ4が限流抵抗Ｒ1と並列になって、また補
助サイリスタSCR2がOFFのときは限流抵抗Ｒ1単独となっ
て、発光ダイオードLEDの電流を変えることにより、電
流の極性が分かるようになっている。第５図に示すよう
に、例えばプラス極性のときの光パルス強度をマイナス
極性のときの光パルス強度よりも大きくしておけば、O/
E3内で電流の極性も識別できることになる。
［考案の効果］ 本考案によれば次の効果がある。
(1)充電回路を設けて、１次電流半波当りの発光回数を
一次電流の積分値に比例するようにしたので、１次電流
に高調波やノイズが重畳していても、これらに影響され
ない。
一次電流の積分値に比例するようにしたので、１次電流
に高調波やノイズが重畳していても、これらに影響され
ない。
(2)放電回路を設けて、１次電流の大きさを放電回数に
変換するようにしたので、放電時間を短くすることによ
って電流計測レンジを大幅に拡大できる。
変換するようにしたので、放電時間を短くすることによ
って電流計測レンジを大幅に拡大できる。
第１図は本考案に係る電流計測装置の第１実施例を示す
回路図、第２図は同じく動作説明図、第３図は同じく回
路特性図、第４図は本考案の第２実施例を示す回路図、
第５図は同じく動作説明図である。 図中、３は光電気変換器（計測手段）、１０は充電回
路、１１は放電回路、Ｉ0は１次電流、CTは変成器、Ｄ
は整流用ダイオード、Ｃ1はコンデンサ、LEDは発光ダイ
オード、SCRはサイリスタ（スイッチ手段）、ZDはツエ
ナーダイオード（充電量検知手段）、Ｒ1，Ｒ2は放電時
定数を決める抵抗である。
回路図、第２図は同じく動作説明図、第３図は同じく回
路特性図、第４図は本考案の第２実施例を示す回路図、
第５図は同じく動作説明図である。 図中、３は光電気変換器（計測手段）、１０は充電回
路、１１は放電回路、Ｉ0は１次電流、CTは変成器、Ｄ
は整流用ダイオード、Ｃ1はコンデンサ、LEDは発光ダイ
オード、SCRはサイリスタ（スイッチ手段）、ZDはツエ
ナーダイオード（充電量検知手段）、Ｒ1，Ｒ2は放電時
定数を決める抵抗である。
Claims (4)
- 【請求項１】１次電流によって変成器の２次側に発生す
る２次電流を整流してコンデンサに充電する充電回路
と、コンデンサに充電された充電量が所定値に達する毎
に放電して電流半波当りの放電回数を１次電流の大きさ
に比例させる放電回路と、この放電回路を構成し上記充
電回路のコンデンサとともに放電の時定数を決める２個
の並列抵抗からなる並列抵抗回路と、この並列抵抗回路
の一方の抵抗に接続され放電電流の一部で発光する発光
手段と、発光手段の発光回数を計数して１次電流を計測
する計測手段とを備えたことを特徴とする電流計測装
置。 - 【請求項２】上記充電回路が２次電流を半波整流してコ
ンデンサに充電する充電回路であることを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。 - 【請求項３】上記充電回路が２次電流を全波整流してコ
ンデンサに充電する充電回路であることを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。 - 【請求項４】上記放電回路が、上記コンデンサの充電側
に接続された上記並列抵抗回路と、この並列抵抗回路の
反対側にアノードを接続されたサイリスタと、上記コン
デンサの充電電圧が所定値に達すると上記サイリスタの
ゲートをトリガするツェナダイオード及び抵抗と、上記
サイリスタのカソードと上記コンデンサの接地側との間
に設けられ上記サイリスタをOFFするためのリアクタ及
びコンデンサとから構成されていることを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第１項，第２項又は第３項記載の
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987105322U JPH0620140Y2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 電流計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987105322U JPH0620140Y2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 電流計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6410667U JPS6410667U (ja) | 1989-01-20 |
| JPH0620140Y2 true JPH0620140Y2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=31337829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987105322U Expired - Lifetime JPH0620140Y2 (ja) | 1987-07-10 | 1987-07-10 | 電流計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620140Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2854352B2 (ja) * | 1989-12-05 | 1999-02-03 | 株式会社サンコーシャ | 電圧―パルス変換装置及びこれを用いた電圧測定装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5663264A (en) * | 1979-10-29 | 1981-05-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Current detecting method |
-
1987
- 1987-07-10 JP JP1987105322U patent/JPH0620140Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6410667U (ja) | 1989-01-20 |
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