JPS60253880A - 光応用零相電圧測定方法 - Google Patents

光応用零相電圧測定方法

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JPS60253880A
JPS60253880A JP59108495A JP10849584A JPS60253880A JP S60253880 A JPS60253880 A JP S60253880A JP 59108495 A JP59108495 A JP 59108495A JP 10849584 A JP10849584 A JP 10849584A JP S60253880 A JPS60253880 A JP S60253880A
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JP
Japan
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phase
zero
voltage
polarization
constant
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Pending
Application number
JP59108495A
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English (en)
Inventor
Motomitsu Miyauchi
宮内 基光
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Publication date
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野ン 本発明は配電系統における地絡や断線事故などの検出に
好適づる光応用零相電圧測定方法に関するものである。
(従来技術および問題点) 配電系統における地絡事故の検出に当っては、電圧また
は電流の各相成分のベクトル和である零相成分が用いら
れる。
ところで零相電圧の測定器として従来から矛1図(α)
K示づ接地変圧器、即ち中性点が接地されたY形接続1
次巻線(1αX1bXIC)による各相電圧を、」−フ
ンΔ形接続の2次巻線(2cL)(2b)(2c)によ
つ゛Cベクトル和をとるもの、或いは第1図tb)に示
ゴ零相分圧器、即ちY形接続のコンデンサ(3+Z)(
6b)(3りを配電線の各相1て接続し、その中性点と
大地間電圧即ち零相電圧をコンデンサ(4)によりイ(
)ろものなどが用いられている。
しかし接地変圧器は大型高重量になることから、柱上設
置が困難である欠点があり、零相分圧器は配電線にコン
デンサを接続づることになるため、系統の静電容量の増
加やコンデンサの絶縁にもとつく問題がある。従って配
電系統における零相電圧の開側方法として満足できない
面があり、更に将来における配電電圧の昇圧に当ってそ
の適用に一層の困難が予懇される。このため従来から構
造節部にして軽量、しかも非接触の状態で測定しうる零
4[j′覗圧測定器の要求が)柩めて14(li 17
)。
そこで例えば配電線の各イー目に発光素チを接続して、
各相の電圧変化如対応し、た光の変化をそれぞれ検出し
たのち、これを電気信号て変換してベクトルオ目をとる
方法、或いは通過する光に電圧ii!1に対応したレベ
ルの変化を与えるポッケルス効果素子のような′電気光
学効果を利用する方法が提案されている。しかし発光素
子を用いろ方法は、高圧側に直接発光素子を設けなけれ
ばならないことから、保守ならひ((操作が面倒である
などの欠点がある。従って主流は電気光学効果素子を応
用した方法に傾むきつ\あるが、これとて零相電圧の測
定に用いた場合には回路が複雑になるなとの欠点がある
即ち従来の電気光学効果素子による方法は、牙2図に示
1ように配電線のA相、B相、C相に取付けた電気光学
効果素子(5αX5bX5C)のそれぞれに、発光素+
 (6tZ)(6bX6C)、定偏波光ファイバ(7”
X71)X7C)などにより円偏光を入射づる。
そして各相電圧(1τ対応した位相の変化を受けた光を
、光ファイバ(7”’X7b’)(7C’)により検出
して、光受信器例えば光電変換素子(8c、)(8bX
ac)により電気信号に変換したのち、増幅器(9)に
よりベクトル和をめろものである。従ってこの方法では
各相″DiK電気光学効果素子による電圧測定回路を必
9とするので回路が腹雑になるばかりが、各相の測定回
路の検出感度を一致させなけれは測定に誤差を生ずるな
どの欠点がある。なお(10αX+’0b)(jOc)
は検光−J″−(レーザを用いる場合は名略できる。)
 (+1c)(Nb)(Hc)は円偏光を作るためのλ
/4板、(12α)(’12b)(+2c)は偏光子で
ある。本発明は上記従来装置の欠点を排除しつる電気光
学効果素子と光ファイバな利用した零相分測定方法の提
供をに1自勺と−3ろものである。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段および作用)本発明の特
徴とするところは次の点にある。即ち牙6図((示1よ
う如電界が作用するようにA。
B、C相に取付けた電気光学効果素子、例えばポッケル
ス効果素子(5αX5b)(5りを偏波面を一定に保ち
うる定偏波光ファイバ(71)により直列に接続して、
定偏波光ファイバ(72) Kより円偏光入射づる。そ
してA相の素子(5(L)からB相素チ(5b)、更匠
はC相湘子(5c)の順序で透過させて、それぞれにお
いて電界に比例した位相の変化を光に−1え、定偏波光
ファイバ(75)により検出した光が零相電圧に比例し
た位相を有Jる楕円偏光になるのを利用して、零相電圧
の測定を行うことを特徴とづるものである。
(実施例) 矛4図は上記の技術思想にもiづく本発明の一実施装置
例図であって、図においてfi、 、 B 、 Cは配
電線の各相、(5αX5bX5C)はそれぞれポッケル
ス効果素子、(7,)(72)(73)は定偏波光ファ
イバ、(13)は送受信部、(6)は発光素子(例えば
LED素子)、(10)は検光子、(11)は円偏光を
作るλ/4板、(12)は複合偏光フリズム、(8,)
(82)は光電変換素子例えばホトダイオード、(14
)は差動増幅器、(15)は出力端子であって、以上の
各部は次のように動作づる。
発光素子(6)と検光子(1りおよびλ/4板(11)
で、矛4図に示す円偏光(P□)を作り、これを光7 
フィバ(72)を介して先づA相のポッケルス効果素子
(5σ)K入射させろ。すると素子(5cL)は作用電
界により、円偏光P□にA相電圧Ea、に比例した位相
の変化を力えて、矛4図に示すような大きさと位相を有
づる楕円偏光(PcL)として光ファイバ(7,)(C
出射づる。そl−てこれがB相効果素−1”−(5b)
に入射1ろと、再びB相の電界によりB相電圧[bに比
例した位相の変化を与えられて、矛4図((示1位相を
41゛する楕円偏光(Pb)となり、更にこれがC相の
効果素T−(50)に入射づると、更にC相電圧E。K
比例した位相の変化を与えられて、矛4図に示1゛位相
を有する楕円偏光(P )となる。
従ってこの出射光(Po)を複合偏光フリズム(12)
に与えて(Po、)と(Po2)の2つに分光したのち
、それぞ11を光電変換素子(8,X8□)により光電
変換したどき、それぞれの出力信号は矛5図(cLOb
)K示1“S T I 82になる。即ちそれぞれは前
記した接地変圧器のオーフンΔ形接続の2次巻線にもと
づくものと同様、次式に示1零相電圧V。K5V −V
 十や +V OcL b C 対応づる交流会S と直流分S1oとからなる同一αC レベル、かつ複合偏光プリズム(12)によす交流会S
4oが互に逆位相の出力となる。そこでこれを差動増幅
器(14)により差をとれば、矛5図Uに示げように直
流分Sdoが相殺されてS、、S2の2倍のレベルをも
った交流会5cLoのみが端子(15)に取出される。
そこで例えはこれを整流イれ(ri零相亀圧V。に比例
した出力を得ることができる。
(発明の効果) 以上のように本発明では各相の電気光学効果素子に直列
に光を透過させて測定づるものである。
従って従来のように各相の電気光学効果素子毎に偏向面
の回転を検出し、その出力を合成して測定づるものに比
へて、発光素モ、検光r−1偏光子、光電変換素子その
他を1/3にゴることかできる。
その結実装置を小型fi量しかも経済的に構成できるは
かりでなく、各相回路素子の特性の不一致にもとつく測
定誤差を招くおそれもない。また本発明は電界の作用に
よって偏光面の回転を生じさせる電気光学効果素子を用
いることによる取付けの容易さと小)E、@量であるこ
とにより、接地変圧器と異なり簡31’−K装柱して零
相電圧を検出でき、しかも零相分圧器のようにコンデン
サによって系統に影響を与え・るおそれも全くない。ま
た更に本発明では1箇のI11定装置に要づる光ファイ
バは往復用の2本であるので、配電線の各所に測定装置
を設置して、地絡事故発生点を変電所眞おいて検出1〜
ようと1°る場合、測定装置設置点から変電所までの光
フアイバ数は従来の1/6になるので経済的に適用でき
る。また断線事故発生時変電所から断線点までの’rF
i Ifは各相平衡していることから、零相電圧を利用
した変電所における検出は困難である。しかし本発明に
よれば配電線各部の零相電圧を経済的に検出−Jること
かできるので、断線点の負荷側に現われる零相電圧の経
済的な検出が可能となり、所謂末端検出方式による断線
検出システムの適用が容易になる。
なお以」−においては6相回路の場合について説明した
が、任意多相回路の零相電圧を測定できることは云うま
でもない。
【図面の簡単な説明】
矛1図(cLl (b)および)12図は従来の零相電
圧測定器の説明部、矛5図は本発明の原理説明図、到・
4図・シま本発明の一実施装置例図、矛5図は矛4図の
動作説明用の波形図である。 A、B、C・・各相、(1αX1bXIC)・・・接地
変圧器の1次巻線、(2cL)(2b)(2c) ・−
・オーフンΔ形接続2次巻線、(3LL)(3bX3c
)および(4)・・・コンデンサ、(scL)(sb)
(5c) −電気光学効果素子、(6αX6b)(6C
)および(6)・・・発光素子、 (7α)(7b)(
7c)(7α′)(7bつ(7C’)(7+ )C72
)C7,)・・・光ファイバ、(8α)(8す(8C)
(8,)C82)・・・光受信器の光電変換素子、 (
9)−・・増幅器、 (10cL)(10b)(+Oc
)および(10)・・・検光子、(11α)(+1b)
(1+c)および(11)・・・λ/4板、 (12a
、)(12b)(12c )および(12)−偏光子お
よび複合偏光プリズム、(13)・・・送受信部、(1
4〕・・・差動噌幅器、(15)・・・出力端子。 特iコ1出願人 財団法人 電力中央研究所代理人弁理
士犬塚 学 M1名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 各相罠取刊けた電気光学効果素子間を定偏波光ファイバ
    により接続して、直列に光を透過させ、各電気光学効果
    素子により共通透過光にそれぞれ各相電圧に対応づる位
    相の変化を与えて各相のベクトル和をめることを特徴と
    づる光応用零相電圧測定方法。
JP59108495A 1984-05-30 1984-05-30 光応用零相電圧測定方法 Pending JPS60253880A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6234065A (ja) * 1985-08-07 1987-02-14 Ngk Insulators Ltd 三相電線路の零相検電装置
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WO2007112600A1 (en) * 2006-04-04 2007-10-11 Abb Research Ltd Fiber-optic current sensor with sum detection

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