JPH07209338A - 光学式電流計測装置 - Google Patents
光学式電流計測装置Info
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- JPH07209338A JPH07209338A JP6001073A JP107394A JPH07209338A JP H07209338 A JPH07209338 A JP H07209338A JP 6001073 A JP6001073 A JP 6001073A JP 107394 A JP107394 A JP 107394A JP H07209338 A JPH07209338 A JP H07209338A
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- optical fiber
- current
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動や温度変化が大きい環境でも高精度で電
流を測定できる光学式電流計測装置を提供すること。 【構成】 管状タンクの端部フランジ相互間に環状絶縁
部材を配設し、この環状絶縁部材の外周囲に通電導体を
周回するように光ファイバーを巻回固定するとともにこ
の光ファイバー外周囲に絶縁性及び断熱性部材を配設
し、さらにこの光ファイバー両端部に所定の光学機器を
取り付け、この光ファイバー内を通光する光のファラデ
ー効果に伴う偏光状態に基づき通電電流を計測する。
流を測定できる光学式電流計測装置を提供すること。 【構成】 管状タンクの端部フランジ相互間に環状絶縁
部材を配設し、この環状絶縁部材の外周囲に通電導体を
周回するように光ファイバーを巻回固定するとともにこ
の光ファイバー外周囲に絶縁性及び断熱性部材を配設
し、さらにこの光ファイバー両端部に所定の光学機器を
取り付け、この光ファイバー内を通光する光のファラデ
ー効果に伴う偏光状態に基づき通電電流を計測する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁母線等の導体
通電電流を計測する電流計測装置に係り、光学式電流計
測装置に関する。
通電電流を計測する電流計測装置に係り、光学式電流計
測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光を利用した電力系統用電流測定
装置すなわち光変流器は、導体に極く近接して鉛ガラス
や石英のブロックをセンサーとして置き直線偏光の光を
通過させ、導体に流れる被測定電流によって生ずるファ
ラデー効果の旋光角を測定することを原理としている。
装置すなわち光変流器は、導体に極く近接して鉛ガラス
や石英のブロックをセンサーとして置き直線偏光の光を
通過させ、導体に流れる被測定電流によって生ずるファ
ラデー効果の旋光角を測定することを原理としている。
【０００３】図６に、従来の光変流器の一例を示す。Ｇ
ＩＳタンク１の内側に、導体２を囲む様に石英あるいは
鉛ガラス等のブロックでできたセンサー３が配置されて
いる。センサーは固定具４に固定され、導体２が高電圧
であるため絶縁物でできた絶縁筒５により接地電位から
絶縁して取り付けられている。図には示していない光源
を発した光は送光ファイバー６を通って、レンズ、偏光
子等からなる結合光学系７でほぼ平行光束の直線偏光ビ
ーム８となって空間を伝播してセンサー３に入射し、内
部で反射を繰り返した後センサー３を出射する。この間
センサー３内を通過する光は、導体２を流れる電流によ
って誘起されるファラデー効果により偏光面がある角度
だけ回転する。この出射光は直線偏光ビーム９となって
空間を伝播して再び結合光学系７に向かい、検光子、レ
ンズを透過後受光ファイバー10に入射する。なお、ここ
で述べている結合光学系７の構成や働きについてはすで
に公知の事項であるので説明は省略する。
ＩＳタンク１の内側に、導体２を囲む様に石英あるいは
鉛ガラス等のブロックでできたセンサー３が配置されて
いる。センサーは固定具４に固定され、導体２が高電圧
であるため絶縁物でできた絶縁筒５により接地電位から
絶縁して取り付けられている。図には示していない光源
を発した光は送光ファイバー６を通って、レンズ、偏光
子等からなる結合光学系７でほぼ平行光束の直線偏光ビ
ーム８となって空間を伝播してセンサー３に入射し、内
部で反射を繰り返した後センサー３を出射する。この間
センサー３内を通過する光は、導体２を流れる電流によ
って誘起されるファラデー効果により偏光面がある角度
だけ回転する。この出射光は直線偏光ビーム９となって
空間を伝播して再び結合光学系７に向かい、検光子、レ
ンズを透過後受光ファイバー10に入射する。なお、ここ
で述べている結合光学系７の構成や働きについてはすで
に公知の事項であるので説明は省略する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のような構成の光
変流器では、ＧＩＳタンク内の高圧力の絶縁ガス中を電
流測定用の直線偏光ビーム８がガス中を伝播する。その
結果、導体２の電流が増加するにしたがって導体２が発
熱し、絶縁ガスが加熱されガス密度が局所的に変化し対
流が発生する。この結果、測定用の直線偏光ビーム８の
伝播経路の屈折率が不規則に時間変化をし、ビームの揺
らぎを生ずる。このビームの揺らぎは光学系の光軸変化
やセンサー３の感度の不規則な変化と同等なもので電流
測定器としての精度を著しく低下させる。
変流器では、ＧＩＳタンク内の高圧力の絶縁ガス中を電
流測定用の直線偏光ビーム８がガス中を伝播する。その
結果、導体２の電流が増加するにしたがって導体２が発
熱し、絶縁ガスが加熱されガス密度が局所的に変化し対
流が発生する。この結果、測定用の直線偏光ビーム８の
伝播経路の屈折率が不規則に時間変化をし、ビームの揺
らぎを生ずる。このビームの揺らぎは光学系の光軸変化
やセンサー３の感度の不規則な変化と同等なもので電流
測定器としての精度を著しく低下させる。
【０００５】また、このような光変流器は現場で発生す
る振動や温度変化（−20〜90℃）に対して誤差が増大す
るといった欠点があった。ファラデー効果素材として一
般に用いられるガラスのようなアモルファス固体は光学
的に等方であるが、外部から応力が加えられるとガラス
も光学的に異方性となり複屈折を示す。これが測定誤差
の一因となる。また、ガラスに温度変化が生ずると応力
が発生するが、ガラスが熱膨張率の異なる物質に強固に
固定されている場合、もしくはガラスに熱膨張率の異な
る物質が強固に固定されている場合には、温度変化によ
り発生するガラス内部の応力は、ガラス単体の場合に比
べてかなり大きくなり、測定誤差となる。本発明の目的
とするところは、振動や温度変化が大きい環境でも高精
度で電流を測定できる光学式電流計測装置を提供するこ
とにある。
る振動や温度変化（−20〜90℃）に対して誤差が増大す
るといった欠点があった。ファラデー効果素材として一
般に用いられるガラスのようなアモルファス固体は光学
的に等方であるが、外部から応力が加えられるとガラス
も光学的に異方性となり複屈折を示す。これが測定誤差
の一因となる。また、ガラスに温度変化が生ずると応力
が発生するが、ガラスが熱膨張率の異なる物質に強固に
固定されている場合、もしくはガラスに熱膨張率の異な
る物質が強固に固定されている場合には、温度変化によ
り発生するガラス内部の応力は、ガラス単体の場合に比
べてかなり大きくなり、測定誤差となる。本発明の目的
とするところは、振動や温度変化が大きい環境でも高精
度で電流を測定できる光学式電流計測装置を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は複数の管状タン
クを相互に、各々のタンク端部に設けたフランジを介し
て接合して形成した密閉タンク内に絶縁ガスを充填し、
前記密閉タンクの軸方向に通電導体を配設して成るガス
絶縁機器の前記通電導体の通電電流を計測する光学式電
流計測装置において、前記管状タンクの端部フランジ相
互間に環状絶縁部材を配設し、この環状絶縁部材の外周
囲に前記通電導体を周回するように光ファイバーを巻回
固定するとともに、この光ファイバー外周囲に絶縁性及
び断熱性部材を配設し、さらにこの光ファイバー両端部
に所定の光学機器を取り付け、この光ファイバー内を通
光する光のファラデー効果に伴う偏光状態に基づき前記
通電電流を計測することを特徴とする。
クを相互に、各々のタンク端部に設けたフランジを介し
て接合して形成した密閉タンク内に絶縁ガスを充填し、
前記密閉タンクの軸方向に通電導体を配設して成るガス
絶縁機器の前記通電導体の通電電流を計測する光学式電
流計測装置において、前記管状タンクの端部フランジ相
互間に環状絶縁部材を配設し、この環状絶縁部材の外周
囲に前記通電導体を周回するように光ファイバーを巻回
固定するとともに、この光ファイバー外周囲に絶縁性及
び断熱性部材を配設し、さらにこの光ファイバー両端部
に所定の光学機器を取り付け、この光ファイバー内を通
光する光のファラデー効果に伴う偏光状態に基づき前記
通電電流を計測することを特徴とする。
【０００７】
【作用】以上の構成により振動や外気からの直射日光の
照射等に伴う急激な温度変化を和らげて光学部品内に温
度差を生じさせにくくでき、局所的な温度上昇による応
力の集中をなくすことができる。これにより精度の高い
電流測定が可能となる。
照射等に伴う急激な温度変化を和らげて光学部品内に温
度差を生じさせにくくでき、局所的な温度上昇による応
力の集中をなくすことができる。これにより精度の高い
電流測定が可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図３を用いて説
明する。図１において、ＧＩＳタンク１の外側にセンシ
ングファイバー部11を導体２の回りを取り囲むように配
置している。センシングファイバー部11からは送光用フ
ァイバー12と受光用ファイバー13（図中１本で示されて
いる実際は２本である）がでており、各々光源（レーザ
ダイオードもしくはスーパールミネセントダイオード）
14及び検出器（図中１チャンネルのみ示しているが実際
は２チャンネルある）15と接続されている。検出器15の
出力信号は信号処理回路16にて演算され結果が出力端子
17より出力される。これらの光源・検出器部18はセンシ
ングファイバー部11より十分離れた位置（10ｍ以上）に
配置されている。
明する。図１において、ＧＩＳタンク１の外側にセンシ
ングファイバー部11を導体２の回りを取り囲むように配
置している。センシングファイバー部11からは送光用フ
ァイバー12と受光用ファイバー13（図中１本で示されて
いる実際は２本である）がでており、各々光源（レーザ
ダイオードもしくはスーパールミネセントダイオード）
14及び検出器（図中１チャンネルのみ示しているが実際
は２チャンネルある）15と接続されている。検出器15の
出力信号は信号処理回路16にて演算され結果が出力端子
17より出力される。これらの光源・検出器部18はセンシ
ングファイバー部11より十分離れた位置（10ｍ以上）に
配置されている。
【０００９】図２に本実施例の光学システム図を示す。
光源14より出射されたレーザ光は送光用ファイバー12を
通りセンシングファイバー部11中の結合光学箱19に入射
される。結合光学箱19の容器は温度変化による変化を極
力抑えるためゼロデュア等の低膨張率光学材料より構成
されている。結合光学箱に入射したレーザ光はレンズ20
ａにより平行ビームにされた後、偏光子21ａにより直線
偏光化され、レンズ20ｂに達する。レンズ20ｂで集光さ
れたレーザビームはホルダー22を介して導体２の回りに
巻かれたセンシングファイバー23（図中１巻きである感
度を高めるため複数回としてもよい）に導かれ、ファイ
バーの終端部に配置された反射材24により、再びもとの
光路を戻る。通常、反射材24はセンシングファイバーの
終端をアルミコーティングすることによりつくることが
できる。戻されたレーザ光はビームスプリッター25ａに
より反射され、さらにビームスプリッター25ｂにより２
分割され、各々のレーザ光は互いに直交する配置におか
れた検光子21ｂ，21ｃを通過後、レンズ20ｃ，20ｂによ
り受光用ファイバー10に導かれる。ここで、偏光子21ａ
の方位は検光子21ｂ，21ｃのちょうど間の角度になるよ
うに設定されている。受光用ファイバー13からの出力は
検出器15ａ，15ｂで受けられ信号処理回路16で演算され
た後、出力端子17より結果が出力される。信号処理等の
方法についは、公知であるのでここでは割愛する。
光源14より出射されたレーザ光は送光用ファイバー12を
通りセンシングファイバー部11中の結合光学箱19に入射
される。結合光学箱19の容器は温度変化による変化を極
力抑えるためゼロデュア等の低膨張率光学材料より構成
されている。結合光学箱に入射したレーザ光はレンズ20
ａにより平行ビームにされた後、偏光子21ａにより直線
偏光化され、レンズ20ｂに達する。レンズ20ｂで集光さ
れたレーザビームはホルダー22を介して導体２の回りに
巻かれたセンシングファイバー23（図中１巻きである感
度を高めるため複数回としてもよい）に導かれ、ファイ
バーの終端部に配置された反射材24により、再びもとの
光路を戻る。通常、反射材24はセンシングファイバーの
終端をアルミコーティングすることによりつくることが
できる。戻されたレーザ光はビームスプリッター25ａに
より反射され、さらにビームスプリッター25ｂにより２
分割され、各々のレーザ光は互いに直交する配置におか
れた検光子21ｂ，21ｃを通過後、レンズ20ｃ，20ｂによ
り受光用ファイバー10に導かれる。ここで、偏光子21ａ
の方位は検光子21ｂ，21ｃのちょうど間の角度になるよ
うに設定されている。受光用ファイバー13からの出力は
検出器15ａ，15ｂで受けられ信号処理回路16で演算され
た後、出力端子17より結果が出力される。信号処理等の
方法についは、公知であるのでここでは割愛する。
【００１０】次に、図３を用いて、本発明のセンシング
ファイバー部11の具体的構造について説明をする。図３
は、ＧＩＳタンク１の縦断面図を示している。ＧＩＳタ
ンク１のつなぎ目にセンシングファイバー23を固定する
ための絶縁スペーサ26が取り付けられている。絶縁スペ
ーサ26はＯリング27により気密性を保ちながら絶縁用カ
ラー28などで絶縁されたボルト29でＧＩＳタンク１にし
っかりと固定されている。
ファイバー部11の具体的構造について説明をする。図３
は、ＧＩＳタンク１の縦断面図を示している。ＧＩＳタ
ンク１のつなぎ目にセンシングファイバー23を固定する
ための絶縁スペーサ26が取り付けられている。絶縁スペ
ーサ26はＯリング27により気密性を保ちながら絶縁用カ
ラー28などで絶縁されたボルト29でＧＩＳタンク１にし
っかりと固定されている。
【００１１】センシングファイバー23は絶縁スペーサ26
の上面にＶ型の溝を掘ることにより１回以上巻き付けら
れている。Ｖ型の溝のなす角度を75度から 135度とする
ことによりセンシングファイバー23に誘起される複屈折
量を最小化している。センシングファイバー23は変形し
易い接着材料30、たとえばシリコンゴム、ゲル等により
絶縁スペーサに接着（固定）されている。絶縁スペーサ
26の上面にはセンシングファイバー23を保護するための
円周方向に複数に分割可能な絶縁カバー31が空間部32を
保ちながら取り付けられている。さらに、絶縁カバー31
の上部に断熱材33（発砲スチロール等）を間にはさんで
導電性のカバー34でＧＩＳタンク間を接続するように囲
んでいる。結合光学箱19は絶縁カバー31の外側にシリコ
ンゴム等の接着剤35を介して取り付けられている。
の上面にＶ型の溝を掘ることにより１回以上巻き付けら
れている。Ｖ型の溝のなす角度を75度から 135度とする
ことによりセンシングファイバー23に誘起される複屈折
量を最小化している。センシングファイバー23は変形し
易い接着材料30、たとえばシリコンゴム、ゲル等により
絶縁スペーサに接着（固定）されている。絶縁スペーサ
26の上面にはセンシングファイバー23を保護するための
円周方向に複数に分割可能な絶縁カバー31が空間部32を
保ちながら取り付けられている。さらに、絶縁カバー31
の上部に断熱材33（発砲スチロール等）を間にはさんで
導電性のカバー34でＧＩＳタンク間を接続するように囲
んでいる。結合光学箱19は絶縁カバー31の外側にシリコ
ンゴム等の接着剤35を介して取り付けられている。
【００１２】さらに、図４及び図５に他の光学システム
の実施例を示す。図４において、光源14出射されたレー
ザ光は送受光用ファイバー36を通りセンシングファイバ
ー部11の偏光子37により直線偏光化されデポラライザー
38ａに入射されセンシングファイバー23に導かれ再びデ
ポラライザー38ｂを通った後、ファイバーの終端部に配
置された反射材24により再びもとの光路を戻る。戻され
たレーザ光は送受光用ファイバー36を通過後、ファイバ
ー分岐点39で分岐され検出器15ｃで受けられ信号処理回
路16ａで演算された後、出力端子17より結果が出力され
る。ここで、偏光子37として積層型偏光子（ラミポー
ル）を用いると、光学システムを全ファイバー化するこ
とができ、さらに高機能化がはかれる。本システムの特
徴は検出器15ｃでの光強度が被測定電流によって生じる
ファラデー旋光角θf の余弦関数（ cos２θf ）で表さ
れ、精度良い測定ができることである。本実施例におい
てもレーザ光を反射材24で折り返し往復させている。ま
た、センシングファイバーの巻き数は１回転以上であ
る。
の実施例を示す。図４において、光源14出射されたレー
ザ光は送受光用ファイバー36を通りセンシングファイバ
ー部11の偏光子37により直線偏光化されデポラライザー
38ａに入射されセンシングファイバー23に導かれ再びデ
ポラライザー38ｂを通った後、ファイバーの終端部に配
置された反射材24により再びもとの光路を戻る。戻され
たレーザ光は送受光用ファイバー36を通過後、ファイバ
ー分岐点39で分岐され検出器15ｃで受けられ信号処理回
路16ａで演算された後、出力端子17より結果が出力され
る。ここで、偏光子37として積層型偏光子（ラミポー
ル）を用いると、光学システムを全ファイバー化するこ
とができ、さらに高機能化がはかれる。本システムの特
徴は検出器15ｃでの光強度が被測定電流によって生じる
ファラデー旋光角θf の余弦関数（ cos２θf ）で表さ
れ、精度良い測定ができることである。本実施例におい
てもレーザ光を反射材24で折り返し往復させている。ま
た、センシングファイバーの巻き数は１回転以上であ
る。
【００１３】次に、図５において、光源14より出射され
たレーザ光はファイバー分岐点40を通過後、光集積回路
41に入射される。光集積回路には偏光子42と位相変調器
43ａ，43ｂより構成され、位相変調器43ａ，43ｂは変調
回路44により変調信号を送られる。光集積回路41をでた
２つのレーザ光は各々４分の１波長板45ａ，45ｂを通過
後、送受光用ファイバーをも兼ねたセンシングファイバ
ー23を通り、センシングファイバー部11に達して導体２
の回りを各々逆方向に伝播した後、異なった光路で光集
積回路41に戻り、ファイバー分岐点40を通過後、検出器
15ｄで受けられる。本システムはいわゆる干渉式光変流
器であり、導体２の回りを時計方向および反時計方向に
回るレーザ光のファラデー効果による位相差を光強度に
て検出するものである。検出器15ｄの出力は制御・信号
処理回路16ｂにて演算された後、出力端子17より結果が
出力される。本実施例においても、光源・検出器部18と
センシングファイバー部は離されて設置されている。
たレーザ光はファイバー分岐点40を通過後、光集積回路
41に入射される。光集積回路には偏光子42と位相変調器
43ａ，43ｂより構成され、位相変調器43ａ，43ｂは変調
回路44により変調信号を送られる。光集積回路41をでた
２つのレーザ光は各々４分の１波長板45ａ，45ｂを通過
後、送受光用ファイバーをも兼ねたセンシングファイバ
ー23を通り、センシングファイバー部11に達して導体２
の回りを各々逆方向に伝播した後、異なった光路で光集
積回路41に戻り、ファイバー分岐点40を通過後、検出器
15ｄで受けられる。本システムはいわゆる干渉式光変流
器であり、導体２の回りを時計方向および反時計方向に
回るレーザ光のファラデー効果による位相差を光強度に
て検出するものである。検出器15ｄの出力は制御・信号
処理回路16ｂにて演算された後、出力端子17より結果が
出力される。本実施例においても、光源・検出器部18と
センシングファイバー部は離されて設置されている。
【００１４】上記構成の実施例には以下の作用がある。
センシングファイバー23を導体２を覆うＧＩＳタンク１
の外側に配置することにより、測定ビームをタンク中の
加熱されたガス中を通す必要がなくなる。また、センシ
ングファイバー23を温度変化の激しい領域から遠ざける
ことができるため、温度環境の変化を和らげることがで
きる。
センシングファイバー23を導体２を覆うＧＩＳタンク１
の外側に配置することにより、測定ビームをタンク中の
加熱されたガス中を通す必要がなくなる。また、センシ
ングファイバー23を温度変化の激しい領域から遠ざける
ことができるため、温度環境の変化を和らげることがで
きる。
【００１５】センシングファイバー23の回りを絶縁スペ
ーサ26で構成し、センシングファイバー23がつくるルー
プの内側にリターン電流を流さない構造とすることによ
り、センシングファイバーループ内に流れる電流は導体
２に流れる被測定電流のみであるため、アンペールの法
則にしたがって、精度の高い電流測定が可能となる。
ーサ26で構成し、センシングファイバー23がつくるルー
プの内側にリターン電流を流さない構造とすることによ
り、センシングファイバーループ内に流れる電流は導体
２に流れる被測定電流のみであるため、アンペールの法
則にしたがって、精度の高い電流測定が可能となる。
【００１６】センシングファイバー23の回りをリターン
電流を流す導電性のカバー34で覆う構成としたことによ
り、センサーの回りのタンク間に電位差をなくすことが
でき、不要な絶縁破壊を防止することができる。
電流を流す導電性のカバー34で覆う構成としたことによ
り、センサーの回りのタンク間に電位差をなくすことが
でき、不要な絶縁破壊を防止することができる。
【００１７】センシングファイバー23の回りを覆う絶縁
スペーサ26および絶縁カバー31とリターン電流を流す導
電性カバー34間に断熱材33よりなる層を設けることによ
り、外気からの直射日光の照射等に伴う急激な温度変化
を和らげて光学部品内に温度差を生じさせにくくでき、
局所的な温度上昇による応力の集中をなくすことができ
る。
スペーサ26および絶縁カバー31とリターン電流を流す導
電性カバー34間に断熱材33よりなる層を設けることによ
り、外気からの直射日光の照射等に伴う急激な温度変化
を和らげて光学部品内に温度差を生じさせにくくでき、
局所的な温度上昇による応力の集中をなくすことができ
る。
【００１８】光源・検出器部18をセンシングファイバー
部11の設置場所より離れた位置に配置することにより、
環境変化に弱い光源及び検出器を、温度変化、振動、電
気ノイズの激しい領域から遠ざけることができる。ま
た、両者の間を送光用ファイバー12及び受光用ファイバ
ー13でつなぐことにより、伝送ビームが外部の影響を受
けにくくでき、かつ電気的絶縁も容易となる。
部11の設置場所より離れた位置に配置することにより、
環境変化に弱い光源及び検出器を、温度変化、振動、電
気ノイズの激しい領域から遠ざけることができる。ま
た、両者の間を送光用ファイバー12及び受光用ファイバ
ー13でつなぐことにより、伝送ビームが外部の影響を受
けにくくでき、かつ電気的絶縁も容易となる。
【００１９】センシングファイバー23の回りを覆う絶縁
カバーの下方に直接絶縁構造材がセンシングファイバー
23に触れない様に空間部32を設けることにより、振動に
よって生じるセンシングファイバー23内の応力発生を抑
えることができ、誤差の要因となる複屈折の誘起を抑え
ることができる。
カバーの下方に直接絶縁構造材がセンシングファイバー
23に触れない様に空間部32を設けることにより、振動に
よって生じるセンシングファイバー23内の応力発生を抑
えることができ、誤差の要因となる複屈折の誘起を抑え
ることができる。
【００２０】センシングファイバー23の回りをシリコン
ゴムもしくはゲル等の変形しやすい接着材料30で構成す
ることにより、振動の影響をセンシングファイバー23が
直接受けることを和らげることができる。
ゴムもしくはゲル等の変形しやすい接着材料30で構成す
ることにより、振動の影響をセンシングファイバー23が
直接受けることを和らげることができる。
【００２１】センシングファイバー23を光が往復するよ
うにセンシングファイバーの終端に反射材24（図２及び
図４）を配置することにより、温度依存性のある旋光に
よる光の偏光面の回転作用を相殺できるため、精度の向
上をはかることができる。
うにセンシングファイバーの終端に反射材24（図２及び
図４）を配置することにより、温度依存性のある旋光に
よる光の偏光面の回転作用を相殺できるため、精度の向
上をはかることができる。
【００２２】図５にて示したように、センシングファイ
バー23を時計回りと反時計回りの両方向から光を伝播さ
せ、両光の位相差より電流量を測定する方法により、両
方向の光が同一環境下を伝播するため温度変化による影
響を相殺することができ、電流測定器の精度を向上させ
ることができる。以上に示したように、本発明の実施例
によれば、電流の増加に伴うビーム揺らぎに起因する精
度の低下を防止し、振動や温度変化が大きい環境下でも
高精度で電流を測定できるようになる。先に実施例にお
いて、図３でセンシングファイバー23の巻かれている方
向が絶縁スペーサ26の外周面であったが、その面と垂直
な面内、すなわち絶縁スペーサの横側の面に渦状にＶ字
状の溝をつくり、本実施例と同様に柔らかい接着材料30
でセンシングファイバー23を接着し、センシングファイ
バー23に直接応力を与えないように空間部32をもった絶
縁カバー31及び断熱材を設けても本実施例と同様な効果
がある。
バー23を時計回りと反時計回りの両方向から光を伝播さ
せ、両光の位相差より電流量を測定する方法により、両
方向の光が同一環境下を伝播するため温度変化による影
響を相殺することができ、電流測定器の精度を向上させ
ることができる。以上に示したように、本発明の実施例
によれば、電流の増加に伴うビーム揺らぎに起因する精
度の低下を防止し、振動や温度変化が大きい環境下でも
高精度で電流を測定できるようになる。先に実施例にお
いて、図３でセンシングファイバー23の巻かれている方
向が絶縁スペーサ26の外周面であったが、その面と垂直
な面内、すなわち絶縁スペーサの横側の面に渦状にＶ字
状の溝をつくり、本実施例と同様に柔らかい接着材料30
でセンシングファイバー23を接着し、センシングファイ
バー23に直接応力を与えないように空間部32をもった絶
縁カバー31及び断熱材を設けても本実施例と同様な効果
がある。
【００２３】また、本実施例では導体２に流れる計測用
光変流器と保護用光変流器を兼ね備えた変流器を示した
が、計測用光変流器のダイナミックレンジを高くするた
めには、本実施例と同等な光変流器を２つ並べて置き、
計測光変流器側のセンシングファイバー23のファイバー
の巻き数（ループ数）を多くしてもよい。また、計測用
と保護用で光学システムを変えてもよい。
光変流器と保護用光変流器を兼ね備えた変流器を示した
が、計測用光変流器のダイナミックレンジを高くするた
めには、本実施例と同等な光変流器を２つ並べて置き、
計測光変流器側のセンシングファイバー23のファイバー
の巻き数（ループ数）を多くしてもよい。また、計測用
と保護用で光学システムを変えてもよい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、振動や温度変化が大き
い環境でも高精度で電流を測定できる光学式電流計測装
置を提供することができる。
い環境でも高精度で電流を測定できる光学式電流計測装
置を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の光学式電流計測装置の構成
図
図
【図２】本発明に係る光学システムの一実施例の例解図
【図３】本発明の一実施例に係る光ファイバーの取付構
造の例解図
造の例解図
【図４】本発明に係る光学システムの他の実施例の例解
図
図
【図５】本発明に係る光学システムの更に他の実施例の
例解図
例解図
【図６】従来の光学式電流計測装置の構成図
１…ＧＩＳタンク ２…導体 11…センシングファイバー部 18…光源・検出器部 23…センシングファイバー 24…反射材 26…絶縁スペーサ 30…接着材料 31…絶縁カバー 32…空間部 33…断熱材 34…導電性カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生田 栄 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 丹羽 景子 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 三浦 宏 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 複数の管状タンクを相互に、各々のタン
ク端部に設けたフランジを介して接合して形成した密閉
タンク内に絶縁ガスを充填し、前記密閉タンクの軸方向
に通電導体を配設して成るガス絶縁機器の前記通電導体
の通電電流を計測する光学式電流計測装置において、前
記管状タンクの端部フランジ相互間に環状絶縁部材を配
設し、この環状絶縁部材の外周囲に前記通電導体を周回
するように光ファイバーを巻回固定するとともに、この
光ファイバー外周囲に絶縁性及び断熱性部材を配設し、
さらにこの光ファイバー両端部に所定の光学機器を取り
付け、この光ファイバー内を通光する光のファラデー効
果に伴う偏光状態に基づき前記通電電流を計測すること
を特徴とする光学式電流計測装置。 - 【請求項２】 前記端部フランジ相互間は、前記光ファ
イバー外周囲を覆う断熱材外周囲に配設された導電性カ
バーにより電気的に接合されている請求項１記載の光学
式電流計測装置。 - 【請求項３】 前記光ファイバーと前記絶縁性部材及び
断熱性部材との間には所定の空間が設けられている請求
項１乃至２記載の光学式電流計測装置。 - 【請求項４】 前記光ファイバーの終端には反射材が配
設され、送光光が反射されて再び同一送光路を通光する
請求項１乃至３記載の光学式電流計測装置。 - 【請求項５】 前記光学機器は光ファイバーの両端より
送光し同一送光路を逆方向に通光する光のファラデー効
果に伴う位相差を検出する請求項１乃至３記載の光学式
電流計測装置。 - 【請求項６】 前記環状絶縁部材の側面に前記通電導体
を周回する溝部を設け、この溝部に光ファイバーを巻回
固定するとともに、この光ファイバー外周囲に絶縁性及
び断熱性部材を配設し、さらにこの光ファイバー両端部
に所定の光学機器を取り付け、この光ファイバー内を通
光する光のファラデー効果に伴う偏光状態に基づき前記
通電電流を計測する請求項１記載の光学式電流計測装
置。 - 【請求項７】 前記光ファイバーと前記絶縁性部材及び
断熱性部材との間には所定の空間が設けられている請求
項６記載の光学式電流計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00107394A JP3302155B2 (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 光学式電流計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00107394A JP3302155B2 (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 光学式電流計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209338A true JPH07209338A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3302155B2 JP3302155B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=11491347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00107394A Expired - Fee Related JP3302155B2 (ja) | 1994-01-11 | 1994-01-11 | 光学式電流計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3302155B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2223129A1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-09-01 | ABB Research Ltd. | Gas-insulated switchgear device with optical current sensor |
-
1994
- 1994-01-11 JP JP00107394A patent/JP3302155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2223129A1 (en) * | 2007-12-21 | 2010-09-01 | ABB Research Ltd. | Gas-insulated switchgear device with optical current sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3302155B2 (ja) | 2002-07-15 |
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