JP2001050986A - Noncontact-type voltage probe device - Google Patents

Noncontact-type voltage probe device

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JP2001050986A
JP2001050986A JP11228383A JP22838399A JP2001050986A JP 2001050986 A JP2001050986 A JP 2001050986A JP 11228383 A JP11228383 A JP 11228383A JP 22838399 A JP22838399 A JP 22838399A JP 2001050986 A JP2001050986 A JP 2001050986A
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Japan
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light
voltage
probe device
optical
signal
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Application number
JP11228383A
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Japanese (ja)
Inventor
Norihito Hirasawa
徳仁 平澤
Kimihiro Tajima
公博 田島
Ryuichi Kobayashi
隆一 小林
Nobuo Kuwabara
伸夫 桑原
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a noncontact-type voltage probe device which can measure a voltage down to a low-frequency region of 10 kHz or lower. SOLUTION: A voltage signal, which is generated across an inner cylindrical electrode 101a and an outer cylindrical electrode 101b, is electricity-to-light- converted by an electricity-to-light conversion part 103. A light signal which is electricity-to-light-converted by the electricity-to-light conversion part 103 is input to a photoelectric conversion part 105 via an optical fiber 106 so as to be photoelectrically converted. Then, a voltage signal which is photoelectrically converted by the photoelectric conversion part 105 is detected by a voltage detection means 107.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、測定対象の電気
ケーブルを切断することなく容量結合により測定対象の
電気ケーブルに誘導した電圧を測定する非接触型電圧プ
ローブ装置に関し、電圧検出回路に光変調器などの電光
変換手段を用いた非接触型電圧プローブ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact voltage probe device for measuring a voltage induced in an electric cable to be measured by capacitive coupling without cutting the electric cable to be measured, and to a light modulation circuit for a voltage detecting circuit. The present invention relates to a non-contact type voltage probe device using light-to-light conversion means such as a measuring instrument.

【0002】[0002]

【従来の技術】電磁環境両立性(EMC)の分野におい
ては、CB無線による電話機の誤動作や電話機への放送
波の混入など、ケーブルを伝導してコモンモードで装置
に侵入してくる妨害波による、電子装置の誤動作が問題
となっている。特に最近では、インバータ装置による低
周波領域での通信機器の誤動作が問題となっている。こ
のような電話機などの通信機器への伝導性の妨害波の対
策のためには、通信機器に侵入する電圧や電流を測定
し、侵入した妨害波の進入経路やレベルを正確に把握す
る必要がある。また、妨害波による通信機器の誤動作の
状況を把握するためには、サービス運用状態での妨害波
の電圧・電流測定が必要である。
2. Description of the Related Art In the field of electromagnetic compatibility (EMC), interference such as erroneous operation of a telephone due to CB wireless communication and mixing of a broadcast wave into the telephone is caused by an interference wave that enters a device in a common mode through a cable. The malfunction of the electronic device has become a problem. In particular, recently, malfunctions of communication devices in a low frequency range due to the inverter device have become a problem. In order to prevent conducted disturbances to communication equipment such as telephones, it is necessary to measure the voltage and current that penetrate the communication equipment and accurately understand the entry path and level of the intruded disturbance. is there. Further, in order to grasp the situation of malfunction of the communication device due to the interference wave, it is necessary to measure the voltage and current of the interference wave in the service operation state.

【0003】上記の妨害波の測定のために、通信機器に
接続されているケーブルを伝わる伝導性の妨害波、特
に、大地との間に発生するコモンモード電圧を、効率よ
くしかも運用状態で通信信号に対して影響を与えず、簡
便で精度よく測定できる電圧プローブ装置の開発が必要
とされている。この電圧プローブ装置として、ケーブル
との静電結合を利用した非接触型の電圧プローブが提案
されている(特開平9−222442号公報)。
[0003] In order to measure the above-mentioned interference wave, a conductive interference wave transmitted through a cable connected to a communication device, particularly, a common mode voltage generated between the ground and the ground is efficiently and operationally communicated. There is a need for the development of a voltage probe device that can easily and accurately measure without affecting the signal. As this voltage probe device, a non-contact type voltage probe utilizing electrostatic coupling with a cable has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-222442).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非接触型電圧プローブ装置では、ケーブルを伝わる妨害
波の電圧を検出する電圧検出回路の入力インピーダンス
が1MΩ〜10MΩと低く、10kHz以下の周波数帯
で電圧検出感度の低下が発生していた。この10kHz
以下の周波数帯では、妨害波の波形を時間領域で測定す
ることが多い。このため、10kHz以下の低い周波数
帯での従来の非接触型電圧プローブ装置による電圧検出
の感度変化は、妨害波の電圧を測定をする上で大きな問
題となっていた。
However, in the conventional non-contact type voltage probe device, the input impedance of the voltage detection circuit for detecting the voltage of the interfering wave transmitted through the cable is as low as 1 MΩ to 10 MΩ, and the input voltage is less than 10 kHz. Voltage detection sensitivity was reduced. This 10kHz
In the following frequency bands, the waveform of an interference wave is often measured in the time domain. For this reason, a change in sensitivity of voltage detection by the conventional non-contact type voltage probe device in a low frequency band of 10 kHz or less has been a major problem in measuring the voltage of an interference wave.

【0005】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、10kHz以下の低周波
領域まで電圧の測定が可能な非接触型電圧プローブ装置
を提供することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a non-contact type voltage probe device capable of measuring a voltage up to a low frequency region of 10 kHz or less. I have.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の非接触型電圧
プローブ装置は、測定対象の電気ケーブルの近傍に配置
されてこの電気ケーブルに静電結合する結合電極と、こ
の結合電極と電位基準面としての大地との間の電圧信号
を電光変換して光信号とする電光変換手段と、光信号を
光電変換して電気信号とする光電変換手段と、この光電
変換手段が変換した電気信号の電圧値を検出する電圧検
出手段とを備えるようにしたものである。この発明によ
れば、結合電極と大地との間の電圧信号を、電光変換手
段で光信号としてから光電変換手段で電気信号とし、こ
の電気信号より電圧検出手段で電圧値を検出するように
したので、電気ケーブルに印加された電圧は、電圧信号
を一度電光変換してから光電変換して得られた電気信号
の電圧値として検出される。
According to the present invention, there is provided a non-contact type voltage probe device which is arranged near an electric cable to be measured and electrostatically couples to the electric cable; and a coupling electrode and a potential reference plane. Photoelectric conversion means for converting a voltage signal between the ground and the ground into an optical signal by photoelectric conversion, photoelectric conversion means for photoelectrically converting the optical signal into an electric signal, and voltage of the electric signal converted by the photoelectric conversion means Voltage detecting means for detecting a value. According to the present invention, the voltage signal between the coupling electrode and the ground is converted from an optical signal by the light-to-light converter to an electric signal by the photoelectric converter, and the voltage value is detected by the voltage detector from the electric signal. Therefore, the voltage applied to the electric cable is detected as a voltage value of the electric signal obtained by performing a photoelectric conversion on the voltage signal once and then performing the photoelectric conversion.

【0007】また、新たに、結合電極より離間して結合
電極の外側を覆って配置され、かつ、大地に接地された
外側電極を備えるようにしたので、この外側電極が静電
シールドの働きをすることになり、外側電極により、結
合電極周囲の電気ケーブル以外の金属体と結合電極との
結合を防ぐことができる。上記の結合電極は、電気ケー
ブル周囲を覆う円筒形状に形成してもよく、同様に、上
記の外側電極は、結合電極の外側を覆う円筒形状に形成
してもよい。
[0007] Further, since an outer electrode is newly provided so as to be spaced apart from the coupling electrode and to cover the outside of the coupling electrode and to be grounded to the ground, the outer electrode functions as an electrostatic shield. Therefore, the outer electrode can prevent the coupling between the coupling electrode and a metal body other than the electric cable around the coupling electrode. The coupling electrode may be formed in a cylindrical shape covering the periphery of the electric cable, and similarly, the outer electrode may be formed in a cylindrical shape covering the outside of the coupling electrode.

【0008】また、上記の電光変換手段は、光源と、こ
の光源より出射された光を電圧信号により強度変調して
光信号を出力する光変調部とから構成してもよい。この
光変調部は、LiNbO3からなる基板と、この基板に
Tiを導入して形成したコアからなる平行な2つの導波
路と、この2つの導波路の入力端に接続して光変調部に
入力した光を2つの導波路に分岐する入力導波路と、2
つの導波路の出力端に接続して2つの導波路の出力光を
合波して1つにする出力導波路と、基板上の2つの導波
路の外側にそれぞれ形成された第1および第2の電極と
から構成し、第1および第2の電極には電圧信号が印加
され、入力導波路に光源より出射された光が入射され、
出力導波路より光信号が出射される構成とした。また、
上記の光変調部は、LiNbO3の結晶からなり電圧信
号が印加される電気光学結晶と、光源より出射された光
より電気光学結晶の光学軸に対して45°傾いた直線偏
光成分を取り出して電気光学結晶に導入する偏光子とで
構成した。また、上記電光変換手段は、半導体レーザで
構成してもよく、この半導体レーザで電光変換を行う場
合は、新たに光源を用いることなく、電圧信号を光信号
に電光変換できる。また、光信号を伝送する光ファイバ
を備え、光信号は光ファイバで伝送する。
The light-to-light conversion means may comprise a light source, and a light modulator for intensity-modulating light emitted from the light source with a voltage signal and outputting a light signal. The light modulating section is composed of a substrate made of LiNbO 3 , two parallel waveguides made of a core formed by introducing Ti into the substrate, and connected to the input ends of the two waveguides to form a light modulating section. An input waveguide for splitting input light into two waveguides,
An output waveguide connected to the output ends of the two waveguides to combine the output lights of the two waveguides into one, and a first and a second formed outside the two waveguides on the substrate, respectively. A voltage signal is applied to the first and second electrodes, and light emitted from the light source enters the input waveguide,
An optical signal is emitted from the output waveguide. Also,
The light modulating section extracts an electro-optic crystal made of a crystal of LiNbO 3 to which a voltage signal is applied and a linearly polarized light component inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the electro-optic crystal from light emitted from a light source. And a polarizer to be introduced into the electro-optic crystal. The light-to-light conversion means may be constituted by a semiconductor laser. When light-to-light conversion is performed using this semiconductor laser, the voltage signal can be light-to-light converted to an optical signal without using a new light source. In addition, an optical fiber for transmitting an optical signal is provided, and the optical signal is transmitted through the optical fiber.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。この発明の非接触型電圧プローブ
は、図1に示すように、まず、中央に測定対象のケーブ
ルが通る円筒形状に形成され、筒内を通した測定対象の
ケーブル108と直接結合する内部円筒形電極(結合電
極)101aを備えている。また、この内部円筒形電極
101aの周囲に内部円筒形電極101aを覆う円筒形
に形成され、周囲の金属体と内部円筒形電極101aと
の結合を防ぐための静電シールドの働きをする外部円筒
形電極(外側電極)101bを備えている。これら内部
円筒形電極101aと外部円筒形電極101bは、測定
対象のケーブル108に加わる電圧を、非接触で検出す
るために用いられる2つの半円筒型同軸導体で構成され
た同軸円筒形の電極である。また、外部円筒形電極10
1bは、アース線109を介して例えば大地などの電位
基準面110に接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a non-contact type voltage probe according to the present invention is first formed in a cylindrical shape through which a cable to be measured passes in the center, and directly connected to a cable 108 to be measured passing through the inside of the cylinder. An electrode (coupling electrode) 101a is provided. Further, an outer cylinder formed around the inner cylindrical electrode 101a in a cylindrical shape covering the inner cylindrical electrode 101a and serving as an electrostatic shield for preventing coupling of the surrounding metal body and the inner cylindrical electrode 101a. A shape electrode (outer electrode) 101b is provided. The inner cylindrical electrode 101a and the outer cylindrical electrode 101b are coaxial cylindrical electrodes composed of two semi-cylindrical coaxial conductors used for non-contact detection of a voltage applied to the cable 108 to be measured. is there. In addition, the outer cylindrical electrode 10
1b is connected to a potential reference plane 110 such as the ground via a ground wire 109.

【0010】また、内部円筒形電極101aの内側に
は、測定対象のケーブル108を固定する絶縁体で作ら
れた治具102が配置されている。そして、上記の内部
円筒形電極101aと外部円筒形電極101bは、それ
ぞれ接続線を介して電光変換部103の入力端子に接続
され、内部円筒形電極101aと外部円筒形電極101
bとの間に発生する電圧信号が、電光変換部103で電
光変換される。この電光変換部103で電光変換された
光信号は、光ファイバー106を介して光電変換部10
5に入力して光電変換される。そして、光電変換部10
5で光電変換された電圧信号が、例えばレベルメータや
オシロスコープなどの電圧検出手段107で検出され
る。
A jig 102 made of an insulator for fixing a cable 108 to be measured is arranged inside the inner cylindrical electrode 101a. The inner cylindrical electrode 101a and the outer cylindrical electrode 101b are connected to input terminals of the electro-optical converter 103 via connection wires, respectively, and the inner cylindrical electrode 101a and the outer cylindrical electrode 101b are connected.
The voltage signal generated between b and b is electro-optically converted by the electro-optical conversion unit 103. The optical signal that has been electro-optically converted by the electro-optical conversion unit 103 is transmitted through the optical fiber 106 to the photoelectric conversion unit 10.
5 and photoelectrically converted. Then, the photoelectric conversion unit 10
The voltage signal photoelectrically converted in 5 is detected by a voltage detecting means 107 such as a level meter or an oscilloscope.

【0011】この非接触型電圧プローブを用い、ケーブ
ル108を内部円筒型電極101aの筒内を通した状態
で、ケーブル108と大地(電位基準面110)との間
に電圧Vが発生した場合を考える。この電圧Vが発生し
たとき、ケーブル108と内部円筒形電極101aとの
間には、静電結合により結合が生じる。静電結合により
生じた結合の割合、すなわちケーブル108と内部円筒
型電極101aとの間のキャパシタンスCは、次の
(1)式で近似できる。
Using this non-contact type voltage probe, a case where a voltage V is generated between the cable 108 and the ground (potential reference plane 110) in a state where the cable 108 passes through the inside of the inner cylindrical electrode 101a. Think. When the voltage V is generated, coupling occurs between the cable 108 and the inner cylindrical electrode 101a due to electrostatic coupling. The ratio of the coupling caused by the electrostatic coupling, that is, the capacitance C between the cable 108 and the inner cylindrical electrode 101a can be approximated by the following equation (1).

【0012】 C=2πε0εrLloge(b/a)・・・(1)C = 2πε 0 ε r Llog e (b / a) (1)

【0013】ここで、ε0は真空中の誘電率、εrはケー
ブル108を固定するための治具102の比誘電率、a
はケーブル108の導体部分の外形、bは内部円筒形電
極101aの内径、Lは内部円筒形電極101aの長さ
である。
Here, ε 0 is the dielectric constant in a vacuum, ε r is the relative dielectric constant of the jig 102 for fixing the cable 108, a
Is the outer shape of the conductor portion of the cable 108, b is the inner diameter of the inner cylindrical electrode 101a, and L is the length of the inner cylindrical electrode 101a.

【0014】上記の電光変換部103の入力抵抗と入力
キャパシタンスを、それぞれRP,CPとすると、この実
施の形態の非接触型電圧プローブは、図2に示すような
等価回路で表される。この等価回路を示す図2では、ケ
ーブル108に発生した電圧Vを、電圧源201で模擬
してある。また、図2に示すケーブル108と内部円筒
形電極101aとのキャパシタンスCは、上記の(1)
式で示したCである。また、内部円筒形電極101aと
電位基準面110である大地との間に発生する浮遊容量
は、CSで示してある。この図2の等価回路で示すよう
に、電光変換部103の入力インピーダンスは、入力抵
抗RPと入力キャパシタンスCPの並列回路で表される。
そして、この図2に示す等価回路から、電光変換部10
3の入力端に印加される電圧V0は、次の(2)式で表
される。なお、jは虚数単位を示し、ωは角周波数を示
している。
Assuming that the input resistance and the input capacitance of the electro-optical conversion unit 103 are R P and C P , respectively, the non-contact type voltage probe of this embodiment is represented by an equivalent circuit as shown in FIG. . In FIG. 2 showing this equivalent circuit, the voltage V generated in the cable 108 is simulated by the voltage source 201. The capacitance C between the cable 108 and the inner cylindrical electrode 101a shown in FIG.
It is C shown in the equation. Further, the stray capacitance generated between the earth, which is an internal cylindrical electrode 101a and the potential reference plane 110 is indicated by C S. As shown in the equivalent circuit of FIG. 2, the input impedance of the electro-optical conversion unit 103 is represented by a parallel circuit of an input resistance R P and an input capacitance C P.
Then, from the equivalent circuit shown in FIG.
The voltage V 0 applied to the input terminal of No. 3 is expressed by the following equation (2). Note that j indicates an imaginary unit, and ω indicates an angular frequency.

【0015】 V0=jωCRP/{1+jωRPC+CP+CS)}×V・・・(2)V 0 = jωCR P / {1 + jωR P C + C P + C S )} × V (2)

【0016】この(2)式において、ωRP((C+
P)>>1が成立する周波数範囲では、電光変換部1
03の入力端に印加される電圧V0は、次の(3)式で
近似できる。
In the equation (2), ωR P ((C +
In the frequency range in which C P ) >> 1, the light-to-light conversion unit 1
The voltage V 0 applied to the input terminal 03 can be approximated by the following equation (3).

【0017】 V0=C/(C+CP+CS)×V・・・(3)V 0 = C / (C + C P + C S ) × V (3)

【0018】この(3)式から明らかなように、ωRP
(C+CP)>>1が成立すれば、周波数によらずに一
定の感度が得られるようになる。そして、RPが限りな
く大きくなれば、低周波領域においてもωRP(C+
P)>>1が成立し、上記の(3)式で電光変換部1
03の入力端に印加される電圧V0を近似できる。この
実施の形態の非接触型電圧プローブでは、ケーブル10
8に結合した内部円筒形電極101aと外部円筒形電極
101bからの信号を、電光変換部103を用いて電光
変換しているため、電光変換部103への入力抵抗RP
はほぼ無限大となる。したがって、ωRP(C+CP)>
>1が、低周波領域においても成立する。このように、
この実施の形態の非接触型電圧プローブでは、電光変換
部103を用いているため、低周波領域においても、一
定の感度を有して電圧を測定できる。
As is apparent from equation (3), ωR P
If (C + C P ) >> 1 holds, a constant sensitivity can be obtained regardless of the frequency. If R P becomes infinitely large, ωR P (C +
C P ) >> 1 holds, and the light-to-light conversion unit 1
The voltage V 0 applied to the input terminal of the input terminal 03 can be approximated. In the non-contact type voltage probe of this embodiment, the cable 10
Since the signal from the inner cylindrical electrode 101a and the signal from the outer cylindrical electrode 101b coupled to the light-to-electrode converter 8 are converted to light by the light-to-light conversion unit 103, the input resistance R P
Becomes almost infinite. Therefore, ωR P (C + C P )>
> 1 also holds in the low frequency region. in this way,
In the non-contact voltage probe of this embodiment, since the light-to-light conversion unit 103 is used, the voltage can be measured with a certain sensitivity even in a low frequency region.

【0019】[0019]

【実施例】実施例1 以下、この実施の形態の非接触型電圧プローブについ
て、実施例を用いてより詳細に説明する。この実施例1
では、図3に示すように、電光変換部に光変調器を用い
た非接触型電圧プローブについて説明する。この実施例
1の非接触型電圧プローブは、まず、銅板から形成され
た内部円筒形電極301aと、この内部円筒形電極30
1aを所定の間隔で離間して覆う銅板から構成された外
部円筒形電極301bとの2つの電極を備えている。こ
れら内部円筒形電極301aと外部円筒形電極301b
とは、支持部材330により互いに等間隔に離間した状
態で固定されている。また、外部円筒形電極301b
は、電位基準面としての大地に接地されている。なお、
内部円筒形電極301aと外部円筒形電極301bは、
銅板に限らず、導電率の大きな他の導電部材から構成し
てもよい。
EXAMPLE 1 Hereinafter, a non-contact type voltage probe of this embodiment will be described in more detail with reference to examples. Example 1
Next, as shown in FIG. 3, a non-contact type voltage probe using an optical modulator for an electro-optical converter will be described. The non-contact type voltage probe according to the first embodiment includes an inner cylindrical electrode 301a formed of a copper plate and an inner cylindrical electrode 30a.
An outer cylindrical electrode 301b composed of a copper plate that covers the first electrode 1a at predetermined intervals is provided. These inner cylindrical electrode 301a and outer cylindrical electrode 301b
Are fixed at equal intervals by the support member 330. In addition, the outer cylindrical electrode 301b
Are grounded to the earth as a potential reference plane. In addition,
The inner cylindrical electrode 301a and the outer cylindrical electrode 301b
Not only the copper plate but also other conductive members having high conductivity may be used.

【0020】また、上記の内部円筒形電極301a内部
には、測定対象のケーブル308を固定するための固定
用治具302が配置されている。この固定用治具302
は、例えば、ポリスチレンを発泡させたものやポリウレ
タンを発泡させたものなど、絶縁性を有する弾性体から
構成する。このように弾性変形する絶縁材料を用いるこ
とで、ケーブル308が様々な外径寸法を有していて
も、ケーブル308の外径にかかわらずに内部円筒形電
極301aの中心付近にケーブル308を固定できる。
なお、固定用治具302は、内部円筒形電極301aの
筒内中央部にケーブル308を固定するものであり、弾
性変形する絶縁材料に限らず、プラスチック製の板ばね
から構成するようにしてもよい。
A fixing jig 302 for fixing a cable 308 to be measured is disposed inside the inner cylindrical electrode 301a. This fixing jig 302
Is made of an insulating elastic material such as a foamed polystyrene or a foamed polyurethane. By using the insulating material that is elastically deformed in this way, the cable 308 is fixed near the center of the inner cylindrical electrode 301a regardless of the outer diameter of the cable 308, even if the cable 308 has various outer diameters. it can.
The fixing jig 302 fixes the cable 308 to the center of the inner cylindrical electrode 301a in the cylinder. The fixing jig 302 is not limited to an elastically deformable insulating material, and may be formed of a plastic leaf spring. Good.

【0021】上記の内部円筒形電極301aと外部円筒
形電極301bとから構成された電極部には、配線30
3a,303bを介して光変調部303が接続されてい
る。この光変調部303は、図4に示すように、光変調
部303の筐体330内に、マッハツェンダー(Mach-Z
ehnder)型光変調器を備えている。この光変調器は、L
iNbO3の基板331上に、Liを拡散して形成した
コアからなり一度分岐してから再び結合する導波路33
2を備えている。この導波路332は、平行な2つの導
波路を備え、この2つの導波路の入力端に接続して光変
調器に入力した光を2つの導波路に分岐する入力導波路
と、平行な2つの導波路の出力端に接続して2つの導波
路の出力光を合波して1つにする出力導波路から構成さ
れている。また、導波路332の平行な2つの導波路部
分を挾むように2つの電極333a,333bを備えて
いる。また、基板331上に配置された2つの電極32
2a,333bは、筐体330外部に露出した電圧端子
334a,334bに接続している。
In the electrode portion composed of the inner cylindrical electrode 301a and the outer cylindrical electrode 301b, a wiring 30 is provided.
The light modulator 303 is connected via 3a and 303b. As shown in FIG. 4, the light modulation unit 303 includes a Mach-Zehnder (Mach-Z
ehnder) type optical modulator. This optical modulator has L
A waveguide 33 composed of a core formed by diffusing Li on a substrate 331 of iNbO 3 and branched once and then coupled again
2 is provided. The waveguide 332 includes two parallel waveguides. The input waveguide is connected to input ends of the two waveguides and splits light input to the optical modulator into two waveguides. An output waveguide is connected to the output ends of the two waveguides to combine the output lights of the two waveguides into one. Further, two electrodes 333a and 333b are provided so as to sandwich two parallel waveguide portions of the waveguide 332. Further, the two electrodes 32 arranged on the substrate 331
2a and 333b are connected to voltage terminals 334a and 334b exposed to the outside of the housing 330.

【0022】この電圧端子334a,334bを介して
基板331上の電極322a,333bに電圧が印加さ
れると、電極322a,333bに挾まれた導波路33
2に電界が印加される。そして、導波路332に電界が
印加されると、電気光学効果により導波路332の屈折
率が変化し、導波路332の分岐している2つの間に位
相差が生じる。この位相差が生じることにより、導波路
332の一端(入力端)より光源304からの光信号を
入力すると、電気光学効果により生じた位相差に比例し
て強度が減少した光出力(光信号)が、導波路332の
他端(出力端)より得られる。なお、導波路332の出
力端より得られる光出力の半波長電圧は、導波路332
の分岐している平行な2つの導波路部分の間の位相差が
ちょうどπ/2となるときの、電極322a,333b
の間に印加される電圧である。
When a voltage is applied to the electrodes 322a and 333b on the substrate 331 via the voltage terminals 334a and 334b, the waveguide 33 sandwiched between the electrodes 322a and 333b is applied.
An electric field is applied to 2. When an electric field is applied to the waveguide 332, the refractive index of the waveguide 332 changes due to the electro-optic effect, and a phase difference occurs between the two branched branches of the waveguide 332. Due to this phase difference, when an optical signal from the light source 304 is input from one end (input end) of the waveguide 332, an optical output (optical signal) whose intensity is reduced in proportion to the phase difference generated by the electro-optic effect Is obtained from the other end (output end) of the waveguide 332. Note that the half-wave voltage of the optical output obtained from the output end of the waveguide 332 is
Electrodes 322a and 333b when the phase difference between the two parallel waveguide portions that are branched is exactly π / 2.
Is the voltage applied during

【0023】また、上記の光変調部303は、光源30
4から出力される光信号を、光ファイバ306aを介し
て入力している。この光ファイバ306aより得られる
光信号は、光ファイバー接続用のコネクタ315aによ
り、上記の基板331上に形成された導波路332の入
力端に結合される。また、光変調部303より出力され
る光信号は、光ファイバ306bを介して光電変換部3
05に入力される。この光ファイバ306bは、コネク
タ315bを介して上記の基板331上に形成された導
波路332の出力端に結合している。そして、光ファイ
バ306bを介して光電変換部305に入力された光信
号は、この光電変換部305で光電変換され、光電変換
された電気信号の電圧がレベルメータ307で検出され
る。
The light modulation section 303 includes the light source 30
4 is input via the optical fiber 306a. The optical signal obtained from the optical fiber 306a is coupled to the input end of the waveguide 332 formed on the substrate 331 by the connector 315a for connecting the optical fiber. The optical signal output from the optical modulator 303 is transmitted to the photoelectric converter 3 via the optical fiber 306b.
05 is input. The optical fiber 306b is connected to the output end of the waveguide 332 formed on the substrate 331 via the connector 315b. The optical signal input to the photoelectric conversion unit 305 via the optical fiber 306b is photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 305, and the voltage of the photoelectrically converted electric signal is detected by the level meter 307.

【0024】ここで、上記の光変調部303のマッハツ
ェンダー型光変調器では、電圧端子334a,334b
の間の入力抵抗RPは14MΩであり、入力キャパシタ
ンスCPは15pFである。したがって、光変調部30
3の電圧端子334a,334bに入力される電圧V0
は、どのような周波数範囲であってもωRP((C+
P)>>1が成立するため、上記のレベルメータ30
7で検出される電圧V0は、前述したように、式(3)
で示されるものとなる。また、式(3)におけるC,C
P,CSは、予め求めておける定数である。
Here, the Machtz of the light modulator 303 is described.
In the end-type optical modulator, voltage terminals 334a and 334b
Input resistance R betweenPIs 14MΩ and the input capacitor
CPIs 15 pF. Therefore, the light modulator 30
3 voltage V input to the voltage terminals 334a and 334b.0
Is ωR in any frequency rangeP((C +
C P) >> 1 holds, the level meter 30
Voltage V detected at 70Is, as described above, the equation (3)
It becomes what is shown by. Further, C, C in the equation (3)
P, CSIs a constant that can be obtained in advance.

【0025】そして、この実施例1では、光変調部30
3へ入力したV0を、電光変換してから光電変換してレ
ベルメータ307で検出しているので、上記の式(3)
により、内部円筒形電極301aと接地されている外部
円筒形電極301bとの間に発生した電圧V、すなわ
ち、内部円筒形電極301aに静電結合したケーブル3
08と大地との間に発生した電圧Vを、周波数によらず
一定の感度を有した状態で求めることができる。また、
信号のほとんどは光信号として光ファイバーで伝送して
いるので、電気的な外乱を受けずに測定することができ
る。
In the first embodiment, the light modulator 30
Since V 0 input to 3 is photoelectrically converted and then photoelectrically converted and detected by the level meter 307, the above equation (3)
As a result, the voltage V generated between the inner cylindrical electrode 301a and the grounded outer cylindrical electrode 301b, that is, the cable 3 electrostatically coupled to the inner cylindrical electrode 301a
The voltage V generated between the voltage 08 and the ground can be obtained with a certain sensitivity regardless of the frequency. Also,
Since most of the signals are transmitted as optical signals through optical fibers, measurement can be performed without receiving any electric disturbance.

【0026】実施例2 ところで、上記の実施例1では、光変調器としてマッハ
ツェンダー型光変調器を用いるようにしたが、この代わ
りに、図5に示す構成のバルク型の光変調器を用いるよ
うにしてもよい。なお、この実施例2では、上記実施例
1のマッハツェンダー型光変調器の代わりに、以降に説
明するバルク型変調器を用いるようにしたものであり、
他の構成に関しては上記実施例1と同様であるため、重
複する説明は省略する。
Second Embodiment In the first embodiment, a Mach-Zehnder optical modulator is used as an optical modulator. Instead, a bulk optical modulator having the configuration shown in FIG. 5 is used. You may do so. In the second embodiment, a bulk modulator described below is used in place of the Mach-Zehnder optical modulator of the first embodiment.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0027】この実施例2の光変調器は、図5に示すよ
うに、光変調部303の筐体330内に、LiNbO3
結晶からなる2つの電気光学結晶501,502を、結
晶の光学軸が互いに90°傾いた状態で配置している。
また、筐体330内には、これら2つのバルク光変調器
501,502を挾んで、偏光子501a,502a、
位相補償器503、そして、グレーディッド型レンズ5
04a,504bが配置されている。また、2つの電気
光学結晶501,502は、電圧端子334a,334
bに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 5, the optical modulator according to the second embodiment has a LiNbO 3
Two electro-optic crystals 501 and 502 made of crystals are arranged in a state where the optical axes of the crystals are tilted by 90 ° with respect to each other.
Further, in the housing 330, the polarizers 501a, 502a,
Phase compensator 503 and graded lens 5
04a and 504b are arranged. The two electro-optic crystals 501 and 502 are connected to voltage terminals 334a and 334, respectively.
b.

【0028】この光変調器では、光ファイバ306aを
介して入射される光信号が、まず、グレーディッド型レ
ンズ504aで平行光にされ、偏光子501aにより電
気光学結晶501の結晶の光学軸に対して45°傾いた
直線偏光成分のみが取り出される。この直線偏光成分の
みが取り出された信号光は、電気光学結晶501と電気
光学結晶502を透過する。ここで、電気光学結晶50
1に電圧端子334a,334bから入力された電圧が
印加されると、電気光学結晶501の結晶内に電界が発
生し、発生した電界の強度に比例して、電気光学結晶5
01の光入力端より入力された光信号のz方向成分とx
方向成分の間に位相差が生じる。
In this optical modulator, an optical signal incident through an optical fiber 306a is first converted into parallel light by a graded lens 504a, and the light is made parallel to the optical axis of the electro-optic crystal 501 by a polarizer 501a. Only the linearly polarized light component inclined by 45 ° is extracted. The signal light from which only the linearly polarized light component is extracted passes through the electro-optic crystal 501 and the electro-optic crystal 502. Here, the electro-optic crystal 50
1 is applied with a voltage input from the voltage terminals 334a and 334b, an electric field is generated in the crystal of the electro-optic crystal 501 and the electro-optic crystal 5 is proportional to the intensity of the generated electric field.
01 and x component of the optical signal input from the optical input terminal
A phase difference occurs between the directional components.

【0029】この位相差が生じることにより、45°傾
いた直線偏光成分とされて入射された信号光は、電気光
学結晶501の光出力端より楕円偏光とされて出射す
る。この45°傾いた直線偏光成分とされて楕円偏光と
された信号光は、偏光子502aにより45°の傾きが
戻され、グレーディッド型レンズ504bで、光ファイ
バ306bに集光される。このように楕円偏光されたこ
とにより、信号光全体の光出力は減少したことになる
が、この光出力の減少は電気光学結晶501に印加され
た電圧に比例することになるので、グレーディッド型レ
ンズ504bで集光されて出力される光信号の強度は、
電気光学結晶501に印加された電圧に反比例すること
になる なお、電気光学結晶501に対して結晶の光学軸が互い
に90°傾いた状態で電気光学結晶502を配置し、ま
た、電気光学結晶502の出力側に位相補償器503を
設けているが、これら電気光学結晶502と位相補償器
503は、温度変化による誘電率の変化を補償するため
に用いている。
When this phase difference occurs, the signal light that has been incident as a linearly polarized light component inclined at 45 ° is emitted as an elliptically polarized light from the light output end of the electro-optic crystal 501. The signal light, which has been converted into the linearly polarized light component inclined at 45 ° and converted into elliptically polarized light, is returned at an inclination of 45 ° by the polarizer 502a and is condensed on the optical fiber 306b by the graded lens 504b. As a result of the elliptically polarized light in this manner, the optical output of the entire signal light is reduced. However, since the optical output is reduced in proportion to the voltage applied to the electro-optic crystal 501, the graded type The intensity of the optical signal collected and output by the lens 504b is
The voltage is inversely proportional to the voltage applied to the electro-optic crystal 501. Note that the electro-optic crystal 502 is arranged with the optical axes of the crystals tilted at 90 ° with respect to the electro-optic crystal 501. The phase compensator 503 is provided on the output side of the device. The electro-optic crystal 502 and the phase compensator 503 are used to compensate for a change in dielectric constant due to a temperature change.

【0030】そして、上記の光変調部303のグレーデ
ィッド型レンズ504bより出力される光信号は、光フ
ァイバ306bを介して光電変換部305に入力され、
この光電変換部305に入力された光信号は、光電変換
部305で光電変換され、光電変換された電気信号の電
圧がレベルメータ307で検出される。
The optical signal output from the graded lens 504b of the optical modulator 303 is input to the photoelectric converter 305 via the optical fiber 306b.
The optical signal input to the photoelectric conversion unit 305 is photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 305, and the voltage of the photoelectrically converted electric signal is detected by the level meter 307.

【0031】ここで、この実施例2のバルク型の光変調
器では、電圧端子334a,334bの間の入力抵抗R
Pは無限大であるので、光変調部303の電圧端子33
4a,334bに入力される電圧V0は、どのような周
波数範囲であってもωRP((C+CP)>>1が成立す
る。このため、上記のレベルメータ307で検出される
電圧V0は、前述した式(3)で示されるものとなる。
また、式(3)におけるC,CP,CSは、予め求めてお
ける定数である。そして、この実施例2でも、光変調部
303へ入力したV0を、電光変換してから光電変換し
てレベルメータ307で検出しているので、上記の式
(3)により、内部円筒形電極301aと接地されてい
る外部円筒形電極301bとの間に発生した電圧V、す
なわち、内部円筒形電極301aに静電結合したケーブ
ル308と大地との間に発生した電圧Vを、周波数によ
らず一定の感度を有した状態で求めることができる。
Here, in the bulk type optical modulator of the second embodiment, the input resistance R between the voltage terminals 334a and 334b is
Since P is infinite, the voltage terminal 33 of the light modulator 303
4a, the voltage V 0 to be input to 334b are any even frequency range ωR P ((C + C P ) >> 1 is satisfied. Therefore, the voltage V 0 to be detected by the level meter 307 Is represented by the above-described equation (3).
Further, C, C P and C S in Expression (3) are constants that can be obtained in advance. In the second embodiment as well, since V 0 input to the light modulation unit 303 is electro-optically converted, photoelectrically converted and detected by the level meter 307, the internal cylindrical electrode is calculated by the above equation (3). The voltage V generated between the outer cylindrical electrode 301a and the grounded outer cylindrical electrode 301b, that is, the voltage V generated between the cable 308 electrostatically coupled to the inner cylindrical electrode 301a and the ground, is independent of the frequency. It can be obtained with a certain sensitivity.

【0032】図6は、上記実施例1のマッハツェンダー
型光変調器を用いた非接触型電圧プローブにおける検出
感度の周波数特性(a)と、上記実施例2のバルク型の
光変調器を用いた非接触型電圧プローブにおける検出感
度の周波数特性(b)を示している。なお、図6には、
同時に、従来の非接触型電圧プローブにおける検出感度
の周波数特性(c)も示している。図6から明らかなよ
うに、従来の非接触型電圧プローブでは、10kヘルツ
の測定がすでに困難であるが、上記実施例1のマッハツ
ェンダー型光変調器を用いた非接触型電圧プローブで
は、1kHzから測定が可能であった。そして、上記実
施例2のバルク型の光変調器を用いた非接触型電圧プロ
ーブでは、10Hzから測定が可能であり、この周波数
は、測定に使用した機器の限界値であった。
FIG. 6 shows the frequency characteristic (a) of the detection sensitivity in the non-contact type voltage probe using the Mach-Zehnder optical modulator of the first embodiment and the bulk optical modulator of the second embodiment. 6 shows the frequency characteristic (b) of the detection sensitivity of the non-contact type voltage probe. In FIG. 6,
At the same time, the frequency characteristic (c) of the detection sensitivity in the conventional non-contact type voltage probe is also shown. As is clear from FIG. 6, it is already difficult to measure at 10 kHz with the conventional non-contact voltage probe, but at 1 kHz with the non-contact voltage probe using the Mach-Zehnder optical modulator of the first embodiment. Could be measured. The non-contact type voltage probe using the bulk-type optical modulator of Example 2 can measure from 10 Hz, and this frequency was the limit value of the equipment used for the measurement.

【0033】実施例3 次に、この実施の形態の非接触型電圧プローブについ
て、実施例3を用いてより詳細に説明する。上述では、
電光変換部として光変調器を用いるようにしたが、この
実施例3では、電光変換部として半導体レーザを用いる
ようにした。この実施例3の非接触型電圧プローブは、
図7に示すように、まず、銅板から形成された内部円筒
形電極701aと、この内部円筒形電極701aを所定
の間隔で離間して覆う銅板から構成された外部円筒形電
極701bとの2つの電極を備えている。これら内部円
筒形電極701aと外部円筒形電極701bとは、図示
していないが、支持部材により互いに等間隔に離間した
状態で固定されている。また、外部円筒形電極701b
は、電位基準面としての大地に接地手段709(図7
(a))により接地される。
Embodiment 3 Next, a non-contact type voltage probe of this embodiment will be described in more detail using Embodiment 3. In the above,
Although an optical modulator is used as the light-to-light conversion unit, in the third embodiment, a semiconductor laser is used as the light-to-light conversion unit. The non-contact type voltage probe of the third embodiment is
As shown in FIG. 7, first, an inner cylindrical electrode 701a formed of a copper plate and an outer cylindrical electrode 701b formed of a copper plate that covers the inner cylindrical electrode 701a at a predetermined interval. It has electrodes. Although not shown, the inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b are fixed to each other at equal intervals by a support member. In addition, the outer cylindrical electrode 701b
Is a grounding means 709 (FIG. 7)
Grounded by (a)).

【0034】また、上記の内部円筒形電極701a内部
には、測定対象のケーブルを固定するための固定用治具
702が配置されている。この固定用治具702は、例
えば、ポリスチレンを発泡させたものやポリウレタンを
発泡させたものなど、絶縁性を有する弾性体から構成す
る。このような弾性変形する絶縁材料を用いることで、
ケーブルが様々な外径寸法を有していても、ケーブルの
外径にかかわらずに内部円筒形電極701aの中心付近
にケーブルを固定できる。
A fixing jig 702 for fixing a cable to be measured is arranged inside the inner cylindrical electrode 701a. The fixing jig 702 is made of, for example, an elastic body having an insulating property, such as a foamed polystyrene or a foamed polyurethane. By using such an elastically deformable insulating material,
Even if the cable has various outer diameters, the cable can be fixed near the center of the inner cylindrical electrode 701a regardless of the outer diameter of the cable.

【0035】これら内部円筒形電極701aおよび外部
円筒形電極701bからなる電極部は、図7(c)の断
面図に示すように、2つに分割されて蝶番740を支点
として開放可能である。このように、内部円筒形電極7
01aおよび外部円筒形電極701bからなる電極部を
分割することで、ケーブルを内部円筒形電極701a内
に配置することを容易にしている。なお、蝶番740を
支点として2つに開放可能に分割された内部円筒形電極
701aおよび外部円筒形電極701bからなる電極部
は、止め金具741で閉じた状態に固定する。
The electrode portion composed of the inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b is divided into two parts, as shown in the sectional view of FIG. Thus, the inner cylindrical electrode 7
By dividing the electrode portion composed of the inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b, it is easy to arrange the cable in the inner cylindrical electrode 701a. Note that the electrode portion including the inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b that are openably divided into two parts with the hinge 740 as a fulcrum is fixed in a closed state with a stopper 741.

【0036】また、上記の内部円筒形電極701aと外
部円筒形電極701bとから構成された電極部には、配
線703a,703bを介して電光変換部703が接続
されている。この電光変換部703は、図8に示すよう
に、電光変換部703の筐体内に、減衰器801と電圧
検出回路802と半導体レーザ803を備えている。ま
た、電圧検出回路802と半導体レーザ803に電力を
供給する電源704が、電光変換部703に着脱可能に
備えられている。そして、減衰器801には、配線70
3a,703bおよび筐体外部に露出した電圧端子(図
示せず)を介し、内部円筒形電極701aと外部円筒形
電極701bが接続されている。
An electro-optical conversion unit 703 is connected to an electrode portion composed of the inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b via wirings 703a and 703b. As shown in FIG. 8, the light-to-light converter 703 includes an attenuator 801, a voltage detection circuit 802, and a semiconductor laser 803 in a housing of the light-to-light converter 703. Further, a power supply 704 for supplying power to the voltage detection circuit 802 and the semiconductor laser 803 is provided in the electro-optical conversion unit 703 so as to be detachable. The attenuator 801 has the wiring 70
The inner cylindrical electrode 701a and the outer cylindrical electrode 701b are connected via 3a, 703b and a voltage terminal (not shown) exposed outside the housing.

【0037】上記の内部円筒形電極701aの筒内に、
測定対象のケーブルを固定用治具702で固定した状態
で、この固定したケーブルに電圧Vが発生すると、ケー
ブルに静電結合している内部円筒形電極701aと接地
されている外部円筒形電極701bに接続されている減
衰器801の入力端には、電圧V0の信号が印加され
る。この減衰器801に印加された信号は減衰器801
で減衰され、信号の電圧が電圧検出回路802で検出さ
れる。そして、半導体レーザ803より、電圧検出回路
802で検出された電圧の変化に強度変化が対応したレ
ーザ光が出射される。
In the cylinder of the inner cylindrical electrode 701a,
When a voltage V is generated in the fixed cable with the cable to be measured fixed with the fixing jig 702, the inner cylindrical electrode 701a electrostatically coupled to the cable and the outer cylindrical electrode 701b grounded are connected. The signal of the voltage V 0 is applied to the input terminal of the attenuator 801 connected to. The signal applied to the attenuator 801 is
, And the voltage of the signal is detected by the voltage detection circuit 802. Then, the semiconductor laser 803 emits laser light whose intensity changes correspond to changes in the voltage detected by the voltage detection circuit 802.

【0038】また、半導体レーザ803の光出力端に
は、光コネクタ705が接続され、この光コネクタ70
5より半導体レーザ803から出射されたレーザ光が出
力される。そして、例えば、光コネクタ705の出力端
に、図1に示した光ファイバー107を接続し、この光
ファイバー107介して半導体レーザ803からのレー
ザ光を光電変換部105に入力すればよい。光電変換部
105に入力されたレーザ光は、減衰器801の入力端
に印加された信号を電光変換した光信号であり、この光
信号が、光電変換部105で光電変換されて電圧信号と
なる。この、光電変換されて得られた電圧信号が、式
(3)に示したV0として電圧検出手段107で検出さ
れる。
An optical connector 705 is connected to an optical output end of the semiconductor laser 803.
5 outputs the laser light emitted from the semiconductor laser 803. Then, for example, the optical fiber 107 shown in FIG. 1 may be connected to the output end of the optical connector 705, and laser light from the semiconductor laser 803 may be input to the photoelectric conversion unit 105 via the optical fiber 107. The laser light input to the photoelectric conversion unit 105 is an optical signal obtained by electro-optically converting a signal applied to the input terminal of the attenuator 801, and this optical signal is photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 105 to become a voltage signal. . The voltage signal obtained by the photoelectric conversion is detected by the voltage detecting means 107 as V 0 shown in Expression (3).

【0039】以上説明したように、この実施例3では、
電光変換部に半導体レーザを用いるようにしたので、光
変調のための光源が不必要になる。このように光源が不
必要になれば、光源からの光を導入するための光ファイ
バーが不必要になるので、装置全体の構成をより簡略化
できる。
As described above, in the third embodiment,
Since the semiconductor laser is used for the light-to-light converter, a light source for light modulation is not required. If the light source becomes unnecessary in this manner, an optical fiber for introducing light from the light source becomes unnecessary, so that the configuration of the entire apparatus can be further simplified.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、この発明では、測
定対象の電気ケーブルの近傍に配置されてこの電気ケー
ブルに静電結合する結合電極と、この結合電極と電位基
準面としての大地との間の電圧信号を電光変換して光信
号とする電光変換手段と、光信号を光電変換して電気信
号とする光電変換手段と、この光電変換手段が変換した
電気信号の電圧値を検出する電圧検出手段とを備えるよ
うにした。したがって、この発明によれば、結合電極と
大地との間の電圧信号を、電光変換手段で光信号として
から光電変換手段で電気信号とし、この電気信号より電
圧検出手段で電圧値を検出するようにしたので、電気ケ
ーブルに印加された電圧は、電圧信号を一度電光変換し
てから光電変換して得られた電気信号の電圧値として検
出される。この結果、この発明では、結合電極と大地と
の間の電圧信号が、入力インピーダンスが限りなく大き
な電光変換手段に入力されるので、10kHz以下の低
周波領域まで電圧の測定が可能になるという優れた効果
がある。また、光信号は光ファイバで伝送すれば、10
kHz以下の低周波領域まで電圧の測定が電気的な外乱
を受けずにできる。
As described above, according to the present invention, the coupling electrode disposed near the electric cable to be measured and electrostatically coupled to the electric cable, and the coupling electrode and the ground as the potential reference plane are connected to each other. Electro-optical conversion means for converting the voltage signal between the light and light into an optical signal, photoelectric conversion means for converting the optical signal into an electric signal by photoelectric conversion, and a voltage for detecting the voltage value of the electric signal converted by the photoelectric conversion means And a detecting means. Therefore, according to the present invention, the voltage signal between the coupling electrode and the ground is converted from an optical signal by the light-to-electric conversion means to an electric signal by the photoelectric conversion means, and the voltage value is detected by the voltage detection means from the electric signal. Therefore, the voltage applied to the electric cable is detected as a voltage value of an electric signal obtained by performing a photoelectric conversion on the voltage signal once and then performing a photoelectric conversion. As a result, according to the present invention, since the voltage signal between the coupling electrode and the ground is input to the electro-optical conversion means having an infinitely large input impedance, the voltage can be measured up to a low frequency region of 10 kHz or less. Has an effect. Also, if an optical signal is transmitted through an optical fiber, 10
Voltage can be measured up to a low-frequency region of kHz or less without receiving electric disturbance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態における非接触型電圧
プローブ装置の基本的な構成を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of a non-contact voltage probe device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の非接触型電圧プローブ装置の等価回路
を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the non-contact voltage probe device of FIG.

【図3】 実施例1における非接触型電圧プローブ装置
の一部構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a partial configuration of a non-contact voltage probe device according to the first embodiment.

【図4】 図3の非接触型電圧プローブ装置の光変調部
303の構成を示す構成図である。
4 is a configuration diagram showing a configuration of a light modulation unit 303 of the non-contact type voltage probe device of FIG.

【図5】 実施例2における非接触型電圧プローブ装置
の光変調部の構成を示す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a configuration of an optical modulation unit of a non-contact voltage probe device according to a second embodiment.

【図6】 実施例1の非接触型電圧プローブにおける検
出感度の周波数特性(a)と、実施例2の非接触型電圧
プローブにおける検出感度の周波数特性(b)と、従来
の非接触型電圧プローブにおける検出感度の周波数特性
(c)を示す特性図である。
FIG. 6 shows a frequency characteristic (a) of detection sensitivity in the non-contact voltage probe of the first embodiment, a frequency characteristic (b) of detection sensitivity in the non-contact voltage probe of the second embodiment, and a conventional non-contact voltage. FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics (c) of detection sensitivity in a probe.

【図7】 実施例3における非接触型電圧プローブ装置
の一部構成を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a partial configuration of a non-contact voltage probe device according to a third embodiment.

【図8】 図7の電光変換部の構成を示す構成図であ
る。
8 is a configuration diagram illustrating a configuration of an electro-optical conversion unit in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101a…内部円筒型電極、101b…外部円筒型電
極、102…治具、103…電光変換部、105…光電
変換部、106…光ファイバー、107…電圧検出手
段、108…ケーブル、109…アース線、110…電
位基準面。
101a: inner cylindrical electrode, 101b: outer cylindrical electrode, 102: jig, 103: light-to-light converter, 105: photoelectric converter, 106: optical fiber, 107: voltage detecting means, 108: cable, 109: ground wire, 110: potential reference plane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 隆一 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 桑原 伸夫 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2G025 AA17 AB07 AC06 2G035 AA08 AA12 AA18 AB04 AB08 AC13 AD34 AD39  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ryuichi Kobayashi 2-3-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Nobuo Kuwahara 2-3-3, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 1 F-term in Nippon Telegraph and Telephone Corporation (reference) 2G025 AA17 AB07 AC06 2G035 AA08 AA12 AA18 AB04 AB08 AC13 AD34 AD39

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象の電気ケーブルの近傍に配置さ
れて前記電気ケーブルに静電結合する結合電極と、 前記結合電極と電位基準面としての大地との間の電圧信
号を電光変換して光信号とする電光変換手段と、 前記光信号を光電変換して電気信号とする光電変換手段
と、 前記光電変換手段が変換した電気信号の電圧値を検出す
る電圧検出手段と を備えたことを特徴とする非接触型電圧プローブ装置。
1. A coupling electrode disposed near an electric cable to be measured and electrostatically coupled to the electric cable, and a voltage signal between the coupling electrode and the ground as a potential reference plane is subjected to light-to-light conversion to generate light. A photoelectric conversion unit that converts the optical signal into an electric signal by photoelectrically converting the optical signal; and a voltage detection unit that detects a voltage value of the electric signal converted by the photoelectric conversion unit. Non-contact type voltage probe device.
【請求項2】 請求項1記載の非接触型電圧プローブ装
置において、 新たに、前記結合電極より離間して前記結合電極の外側
を覆って配置され、かつ、前記大地に接地された外側電
極を備えたことを特徴とする非接触型電圧プローブ装
置。
2. The non-contact type voltage probe device according to claim 1, further comprising: an outer electrode that is newly disposed to be spaced apart from the coupling electrode so as to cover the outside of the coupling electrode and grounded to the ground. A non-contact type voltage probe device comprising:
【請求項3】 請求項1または2記載の非接触型電圧プ
ローブ装置において、 前記結合電極は、前記電気ケーブル周囲を覆う円筒形状
に形成されていることを特徴とする非接触型電圧プロー
ブ装置。
3. The non-contact voltage probe device according to claim 1, wherein the coupling electrode is formed in a cylindrical shape that covers the periphery of the electric cable.
【請求項4】 請求項3記載の非接触型電圧プローブ装
置において、 前記外側電極は、前記結合電極の外側を覆う円筒形状に
形成されていることを特徴とする非接触型電圧プローブ
装置。
4. The non-contact voltage probe device according to claim 3, wherein the outer electrode is formed in a cylindrical shape covering the outside of the coupling electrode.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の非
接触型電圧プローブ装置において、 前記電光変換手段は、 光源と、 この光源より出射された光を前記電圧信号により強度変
調して前記光信号を出力する光変調部とから構成された
ことを特徴とする非接触型電圧プローブ装置。
5. The non-contact type voltage probe device according to claim 1, wherein the light-to-light conversion unit modulates intensity of light emitted from the light source by the voltage signal. A non-contact voltage probe device comprising: an optical modulator for outputting the optical signal.
【請求項6】 請求項5記載の非接触型電圧プローブ装
置において、 前記光変調部は、 LiNbO3からなる基板と、 前記基板にTiを導入して形成したコアからなる平行な
2つの導波路と、 この2つの導波路の入力端に接続して前記光変調部に入
力した光を前記2つの導波路に分岐する入力導波路と、 前記2つの導波路の出力端に接続して前記2つの導波路
の出力光を合波して1つにする出力導波路と、 前記基板上の前記2つの導波路の外側にそれぞれ形成さ
れた第1および第2の電極とから構成され、 前記第1およ第2の電極は、前記結合電極と前記大地と
にそれぞれ接続されて前記電圧信号が印加され、 前記入力導波路に前記光源より出射された光が入射さ
れ、 前記出力導波路より前記光信号が出射されることを特徴
とする非接触型電圧プローブ装置。
6. The non-contact type voltage probe device according to claim 5, wherein the light modulating section includes two parallel waveguides each including a substrate made of LiNbO 3 and a core formed by introducing Ti into the substrate. An input waveguide connected to input ends of the two waveguides and branching light input to the optical modulator into the two waveguides; and an input waveguide connected to the output ends of the two waveguides. An output waveguide that combines the output lights of the two waveguides into one, and first and second electrodes formed outside the two waveguides on the substrate, respectively. The first and second electrodes are connected to the coupling electrode and the ground, respectively, the voltage signal is applied, light emitted from the light source is incident on the input waveguide, and the output waveguide is Non-contact, characterized in that an optical signal is emitted Voltage probe apparatus.
【請求項7】 請求項5記載の非接触型電圧プローブ装
置において、 前記光変調部は、 LiNbO3の結晶からなり前記電圧信号が印加される
電気光学結晶と、 前記光源より出射された光より前記電気光学結晶の光学
軸に対して45°傾いた直線偏光成分を取り出して前記
電気光学結晶に導入する偏光子とから構成されたことを
特徴とする非接触型電圧プローブ装置。
7. The non-contact type voltage probe device according to claim 5, wherein the light modulating unit is formed of a LiNbO 3 crystal to which the voltage signal is applied, and a light emitted from the light source. A polarizer for extracting a linearly polarized light component inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the electro-optic crystal and introducing the component to the electro-optic crystal.
【請求項8】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の非
接触型電圧プローブ装置において、 前記電光変換手段は、半導体レーザであることを特徴と
する非接触型電圧プローブ装置。
8. The non-contact voltage probe device according to claim 1, wherein said electro-optical conversion means is a semiconductor laser.
【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の非
接触型電圧プローブ装置において、 前記光信号を伝送する光ファイバを備えたことを特徴と
する非接触型電圧プローブ装置。
9. The non-contact voltage probe device according to claim 1, further comprising an optical fiber for transmitting the optical signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006322873A (en) * 2005-05-20 2006-11-30 Nippon Telegraph & Telephone East Corp Identifying method and system of propagation direction of conductive interference wave
JP2016163239A (en) * 2015-03-04 2016-09-05 矢崎総業株式会社 Coupler and wiring hardness employing the same
KR101780276B1 (en) 2014-01-31 2017-09-21 오므론 가부시키가이샤 Non-contact voltage measuring apparatus

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