JPS60102566A - 光方式電圧測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 光方式電圧測定装置に関するものである。

〔発明の背景〕

最近、光を応用した電圧、電流測定が急速に進みつつあ
る。そして、これらの測定結果は、単なる値の表示とい
うことから一歩進んで、系統保護の参照信号として利用
されることが多くなっている。

例えば、トランスの一次巻線や二次巻線の焼損を防ぐた
めのリレーを作動させる参照信号として用いる場合があ
る。このような系統保護においては、１点の電圧測定で
はなく、複数点の電圧を測定し、その波形の和あるいは
差等をとって参照信号としている。

従来、この種の演算は、複数点に光方式電圧測定器を配
置して、各測定器からの出力を演算器に入力し、電気的
に行なっていた。そのため、多点の和をめる場合、多く
の光方式電圧測定器が必要になるほか、演算器も必要に
なるなど面倒な点が多かった。そして特に問題だったの
は、測定器の数が増加するほど較正や保守点検に手間が
かかり、精度の維持が困難になることである。従ってそ
とに用いる電気光学素子や検光子の数をできるだけ減ら
すことが望ましい。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１台の電圧測定装置で多数の測定電圧
について上記演算を可能にした光方式電圧測定装置を提
供することである。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、光方式電圧測定装置において、電気光
学素子を被測定電圧の数だけ複数かつ連続的に配置し、
各々の電気光学素子にそれぞれ独立に被測定電圧を印加
し加減算を可能にしたところにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図において、発光ダイオード等からなる発光部１から
放射された光は、光ファイバ２を介して集光レンズ３に
より平行光になシ、偏光子４に入射する。偏光子４をで
た光は直線偏光となり、さらに１／４波長板５を通過す
ることにより、円偏光となる。

１／４波長板５から出た円偏光は、ビスマスシリコンオ
キサイドなどからなる電気光学素子６Ａ。

６Ｂ、６Ｃを順に通過する。電気光学素子６Ａ。

６Ｂ、６ＣＫは、それぞれ被測定電圧Ｖ１　、　Ｖｌ　
。

■３を印加する。これらの電圧は例えば、変圧器の１次
、２次、３次電圧などである。円偏光は、これらの電気
光学素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃにおいて、各電気光学素子に
印加されたＶｌ　、Ｖｌ　、Ｖｓの電圧に比例した位相
変調を受け、楕円偏光になる。

この楕円偏光は、検光子７により、ｆ角２成分のベクト
ル光に分光される。分光はそれぞれ集光レンズ８，９に
よって集光され、光量信号Ｐ！、Ｐｒとなり、光ファイ
バ１０．１１を介して受光素子１２．１３に導ひかれる
。受光素子１２．１３としては例えばフォトダイオード
などが使われる。

光量信号Ｐ、、Ｐ、は、ここで電気信号に再変換され、
検出回路１４がその変調度Ｍから印加電圧値をめる。

いま、電気光学素子６Ａ、６Ｂ、６０における変調度を
、それぞれＭｓ　＋　Ｍｚ　＋　Ｍｓ　とすると、次の
ようになる。

Ｍ１＝ＫＶ、　・・・・・・（１） Ｍｘ　＝ＫＶ＊　−−（２） Ｍ　３　＝　Ｋ　Ｖ　ｓ　−−（３） ここで　Ｋ：定数 そして、検出回路においてめられる変調度Ｍは Ｍ＝Ｍ１　＋Ｍ２　＋Ｍｓ　・・・・・・（４）である
から、（１）〜（４）式から Ｍ＝　Ｋ　（Ｖｔ　＋Ｖｘ　＋’Ｖｓ　）　”・−（５
）となる。結局、変調度Ｍをめることによって、印加電
圧Ｖ１．Ｖ２　、Ｖｓの和をめることができる。もちろ
ん、この場合の和は、各電圧の位相も含めての和である
。

したがって、第２図に示すように、Ｖｌ　＋　■２　ｒ
■、の和としてのΣ■がめられる。このΣ■を使用して
、系統保護の参照信号を作成することができる。

この際、参照信号としては加算のほか減算される場合も
ある。この場合は、例えば電気光学素子６Ａを例にとる
と、第３図のように構成される。

第３図において、光は縦方向に通過する。連動スイッチ
２０が、２０Ａ、２０Ｂの端子に接続されている場合、
第１図に対して、Ｖｌは−Ｖｔ　となり減算となる。連
動スイッチ２０が２０　Ｃ、２０Ｄにある場合は第１図
と同じであるから加算、２０Ｅ。

２０ＰＫある場合は、Ｖｌ　＝ｏと１、オーフンである
から無視される。最後の場合同様にＶ　ｚ　＝　０とす
れば、従来とまったく同様な１チヤンネル電圧測定装置
としても使用できる。

第４図は、各電気光学素子６Ａ、６Ｂ、６０の電圧印加
方向の厚さＤＩ　＋　Ｉｈ　、Ｄｓを変えた場合を示し
、この場合の変調度Ｍは、次式で表わされる。

Ｍ　＝　Ｋ　ｔ　Ｖ１＋Ｋａ　Ｖｚ　＋に３　Ｖ３　−
−（６）ここで　Ｋｌｌ　Ｋ２　ｒ　Ｋｓ　：定数Ｋｌ
　、Ｋｇ　、に３は、厚さＤｔ　、Ｄ２　、Ｄｓによっ
てコントロールでき、この場合は、各電気光学素子に印
加される電圧Ｖｌ　、Ｖｘ　、Ｖｓに任意の倍率を乗じ
て、その和をめることができる。

本発明の上記実施例には次のように有利な点が多い。

（１）電気光学素子６Ａ、６Ｂ、６Ｃを連続的に並べて
、被測定電圧を印加することにょシ、１台の光学系で加
減算ができ、従来被測定電圧毎に必要だった光学部品の
数すなわち発光ダイオード１、フォトダイオド１２．１
３、偏光子４．１／４波長板５、検光子７等の数が大幅
に減少するから、精度の維持や保守点検が容易である。

（２）検出回路１４の出力がすでにカＬ減舞、の結果に
対応しており、演算回路が不要になる。

（３）連動スイッチ２０の切り換えだけで、加減算が自
由に変更でき、簡単である （４）光学的に加減算するため、電磁誘導や雑音の影響
がない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数個の電気光学素子を連続的に配置
し、その各々の電気光学素子にそれぞれ独立に被測定電
圧を印加することにょシ、ただ１台の電圧測定器で、多
数点の電圧の加減算が精度よくできる光方式電圧測定装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の実施例で得られる波形を示す図、第３図は減算を行
なう場合の電気光学素子の配線図、第４図は加算時の乗
数を変更する場合の電気光学素子の構成図である。 １・・・発光部、２・・・光ファイバ、３・・・集光レ
ンズ、４・・・偏光子、５・・・１７４波長板、６Ａ、
６Ｂ。 ６Ｃ・・・電気光学素子、７・・・検光子、８．９・・
・集光レンズ、ＩＯ，１１・・・光ファイバ、１２，１
３・・・受光素子、１４・・・検出回路。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 第　ｌ　図 佑　２　口 第　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、印加電圧に応じて透過光を位相変調する電気光学素
   子と電気光学素子の透過光を直角２成分の光信号に分光
   する検光子と検光子の出力光を電気信号に再変換して印
   加電圧に比例した電気信号を発生する検出回路とを備え
   た光方式電圧測定装置において、前記電気光学素子を被
   測定電圧の数だけ連続的に配置し、その各々の電気光学
   素子にそれぞれ独立に被測定電圧を印加し加減算するこ
   とを特徴とする光方式電圧測定装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、各電気光学素子の
   電圧印加方向の厚さが異なることを特徴とする光方式電
   圧測定装置。