JP2003107109A - 光電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光磁界センサを用い電流計測を行う光電流セ
ンサにおいて、容易な回路方式及び信号処理方式により
安価且つ高性能な光電流センサを提供する。 【解決手段】 本発明に係る光電流センサは、光変調信
号を受光し電気信号処理を行うことで被測定導電体に流
れる電流を計測し電流値を演算算出する電気信号処理回
路において、少なくとも２種類以上の波形処理回路部を
有し、それぞれの波形処理回路部の出力を演算処理する
ことで被測定導電体に流れる電流値を検出するよう構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー効果を
有する磁気光学素子を用いて磁界を検出し、その磁界強
度を測定する光磁界センサを用いて被測定物に流れる電
流を測定する光電流センサに関するものであり、特に光
磁界センサからの光変調信号を電気信号に変換し、電気
信号処理を行うことで安価かつ高精度に電流を測定する
ことのできる電気信号処理回路を具備した光電流センサ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバ内の光の透過能力や透
過の割合の変化等により計測する光フィバセンサが各種
分野において用いられてきている。特に電力分野におい
ては小型軽量、かつ高絶縁で高精度計測が可能であるた
め、光ファイバセンサの需要が高まってきている。光フ
ァイバセンサの中でも、特に、磁気光学素子のファラデ
ー効果を応用した光方式磁界センサによる光方式電流セ
ンサが実用化されつつある。以下の説明において、上記
の光方式磁界センサによる光方式電流センサを単に光電
流センサと呼ぶ。

【０００３】以下、従来の光電流センサについて説明す
る。

【０００４】図７は、従来の光電流センサの構成を示す
構成図である。図６に示した従来の光電流センサは、一
部に空隙部分１０２ａを有する環状の鉄心コア１０２
と、磁界を検知することのできる光磁界センサ１０３
と、光磁界センサ１０３からの光信号を電気信号に変換
し種々の演算処理を行う電気信号処理回路１００とを具
備している。

【０００５】鉄心コア１０２の貫通孔１０２ｂには、被
測定物である導電体１０１が設置されている。光磁界セ
ンサ１０３と信号処理回路１００は、入力光ファイバ１
０４ａと出力光ファイバ１０４ｂとからなる２芯光ファ
イバケーブル１０４とにより光伝送できるよう接続され
ている。鉄心コア１０２は、導電体１０１に流れる被測
定電流により発生する導電体１０１の周りの磁界を効率
よく集束させるために軟磁性材料を用いて形成されてい
る。

【０００６】光磁界センサ１０３は鉄心コア１０２の空
隙部分１０２ａに配置され、この空隙部分１０２ａに発
生する磁界を検知する。信号処理回路１００は、発光素
子例えばＬＥＤ等より構成される発光部１００ｂと、受
光量を電気信号に変換する受光素子例えばフォトダイオ
ード等より構成される受光部１００ａと、受光部１００
ａから得られる受光信号より変調度を抽出する変調度抽
出部１００ｃと、変調度抽出部１００ｃより出力された
変調信号を一定の増幅度で増幅する増幅部１００ｄと、
増幅部１００ｄにより増幅された変調信号をアナログ／
デジタル変換するＡＤ変換部１００ｅと、ＡＤ変換部１
００ｅにより変換されたデジタル信号を演算処理する演
算部１００ｆを具備している。また、信号処理回路１０
０は、光磁界センサ１０３により検出された光信号を電
気信号に変換して、被測定電流値を表示出力する表示出
力部（図示なし）を有することもある。

【０００７】上記のように構成された従来の光電流セン
サにおいて、信号処理回路１００の発光部１００ｂから
出力された光は、入力光ファイバ１０４ａを通過して、
光磁界センサ１０３に入力される。光磁界センサ１０３
に入力された光は、磁界強度に比例して光の強度変調を
受ける。強度変調された光は、出力光ファイバ１０４ｂ
に導かれ、信号処理回路１００の受光部１００ａで受光
される。受光部１００ａより出力された受光信号Ｅｐは
変調度抽出部１００ｃによりバイポーラ信号である変調
信号として増幅部１００ｄに出力される。

【０００８】周知の通りＡＤ変換部１００ｅは増幅部１
００ｄにより増幅された変調信号Ｅｍをアナログ／デジ
タル変換（以後、同変換をＡＤ変換と言う）し演算部１
００ｆに出力する。演算部１００ｆは予め構成された制
御・処理ルーチンに基づき信号処理を行うことで導電体
１０１に流れる電流値を算出する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光電流センサに
おける電気信号処理回路１００においては、変調度抽出
部１００ｃから出力された変調信号Ｅｍは、増幅部１０
０ｄにより任意の増幅度で増幅された後、バイポーラ信
号としてＡＤ変換部１００ｅに入力される。周知の通り
ＡＤ変換部１００ｅにおいては、バイポーラ信号として
の変調信号ＥｍをＡＤ変換する必要が有るため、従来の
ＡＤ変換部１００ｅ及び同変換部１００ｅにおいて用い
るＡＤ変換器には以下のような特徴を有する必要が生じ
る。

【００１０】ＡＤ変換器の入力電圧仕様は交流電圧のバ
イポーラ信号であり広電圧範囲となる。よって計測分解
能を向上させるためには、ＡＤ変換器のＡＤ分解能を高
分解能化させる必要がある。もしくは広電圧範囲にしな
い場合は、ＡＤ変換器の前段に減衰回路部を設け変調信
号Ｅｍの信号レベルを減衰される必要がある。が当然信
号レベルが低くなるため高精度な減衰回路部を用いる必
要が生じる。いずれの方式もＡＤ変換部１００ｅにおい
て高精度な機能部品の採用、もしくは複雑且つ高性能な
回路結成を採用する必要が生じ、回路部が複雑になるほ
か、何よりも高価な構成となり光電流センサ自体が非常
に高価なものになってしまう。

【００１１】本発明は上記従来技術における問題を解決
することを課題としている。本発明では安価な構成で光
電流センサを構成し、かつ短絡事故等の瞬時現象でも計
測が可能な光電流センサを構成することを目的とするも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光電流センサは、光磁界センサから得
られる光変調信号を受光し電気信号処理を行うことで、
被測定導電体に流れる電流を計測し電流値を演算算出す
る電気信号処理回路において、少なくとも２種類以上の
波形処理回路部を有し、それぞれの波形処理回路部の出
力を演算処理することで被測定導電体に流れる電流値を
検出するように構成したものである。

【００１３】また、本発明に係わる光電流センサは、前
記波形処理回路部のうち平均値算出回路部を含んだ構成
である。

【００１４】また、本発明に係わる光電流センサは、前
記波形処理回路部が平均値算出回路部と全波整流回路部
との組合せ構成である。

【００１５】また、本発明に係わる光電流センサは、電
流計測値に対し２種類以上の設定値を設けると共に、設
定値条件を満たした場合の計測出力値を、全波整流回路
部より構成された波形処理回路部の演算処理値を用いた
構成としたものである。

【００１６】上記構成の光電流センサによると、定常時
には光電流センサの特長である小型かつ高絶縁で高精度
な電流計測が行えると共に、被測定導電体に流れる電流
の瞬時的な状態変化時の電流計測にも対応可能であり、
よって容易且つ安価な構成で高精度計測かつ状態変化時
の瞬時的な電流計測も可能な光電流センサを提供するも
のである。

【００１７】また、本発明に係わる光電流センサは、前
記計測出力値に対し平均値算出回路部の時定数に応じ、
所定時限経過後は平均値算出回路部の演算処理値を用い
るように構成したものである。

【００１８】上記構成によると、被測定導電体に流れる
電流の状態変化を検出すると共に、状態変化後の電流計
測においても高精度に計測が行えるよう構成したもので
ある。

【００１９】本発明のデータ管理システムは、光磁界セ
ンサから得られる光変調信号を受光し電気信号処理を行
うことで、被測定導電体に流れる電流を計測し電流値を
演算算出する電気信号処理回路において、少なくとも２
種類以上の波形処理回路部の出力を演算処理することで
被測定導電体に流れる電流値を検出するようにしたこと
を特徴とする光電流センサと、前記光電流センサが検出
した電流値を所定時間毎に記録し、集計可能なデータ子
局と、前記データ子局と有線または無線によって通信が
可能であって、前記子局から送信されたデータを集計
し、集計結果を子局に返信するデータ親局からなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係わる光電流センサの一
実施の形態は、光磁界センサからの光変調信号を受光す
ると共に同変調信号を電気信号に変換し、変換後の電気
信号を演算算出することで被測定導電体に流れる電流の
電流値を演算算出する電気信号処理回路において、平均
値算出回路部と全波整流回路部の２種類の波形処理回路
部を有し、それぞれの波形処理回路部から出力された出
力信号を、一定の処理ルーチンに基づき演算処理するこ
とで被測定導電体に流れる電流値を検出するように構成
したものである。

【００２１】以下、本発明に係る光電流センサの実施例
について添付の図面を参照しつつ説明する。

【００２２】《第１の実施例》以下、本発明に係る第１
の実施例の光電流センサについて、図１を用いて説明す
る。なお、従来例と同じ構成要素には同一番号を付し説
明を行う。

【００２３】図１は、本実施例の光電流センサの構成を
示す構成図である。図１に示す光電流センサは、一部に
空隙部分１０２ａを有する環状の鉄心コア１０２と、磁
界を検知することのできる光磁界センサ１０３と、光磁
界センサ１０３からの光信号を電気信号に変換し種々の
演算処理を行う電気信号処理回路１０８と、光磁界セン
サ１０３と電気信号処理回路１０８の間に有って光信号
を伝送する光ファイバケーブル１０４とを具備してい
る。

【００２４】鉄心コア１０２の貫通孔１０２ｂには、被
測定物である導電体１０１が設置されている。この鉄心
コア１０２には、導電体１０１に流れる被測定電流によ
り発生する導電体１０１の周りの磁界を効率よく集束さ
せるため軟磁性材料を用いて形成されている。光ファイ
バケーブル１０４は光磁界センサ１０３と信号処理回路
１０８の間に有って、入力光ファイバ１０４ａと出力光
ファイバ１０４ｂとからなる２芯光ファイバケーブルに
より構成されている。

【００２５】光磁界センサ１０３は鉄心コア１０２の空
隙部分１０２ａに配置され、この空隙部分１０２ａに発
生する磁界を検知する。

【００２６】信号処理回路１０８は、光磁界センサ１０
３に光量を供給する発光素子例えばＬＥＤ等より構成さ
れる発光部１００ｂと、受光量を電気信号に変換する受
光素子、例えばフォトダイオード等より構成される受光
部１００ａと、受光部１００ａから得られる出力信号よ
り変調度を抽出する変調度抽出部１００ｃと、変調度抽
出部１００ｃより出力された出力信号（以降、変調信号
Ｅｍと言う）を一定の増幅度で増幅する増幅部１００ｄ
と、増幅部１００ｄにより増幅された変調信号を波形整
形し全波整流する波形処理部Ｌ１０５と、波形処理部Ｌ
１０５の出力を入力とし同入力信号の平均値を検出する
波形処理部Ａ１０６と、波形処理部Ｌ１０５及び波形処
理部Ａ１０６により波形整形されたそれぞれの変調信号
をアナログ／デジタル変換するＡＤ変換部１０７ａと、
ＡＤ変換部１０７ａにより変換されたデジタル信号を演
算処理する演算部１０７ｂを具備している。尚、本実施
例では演算部１０７ｂにＡＤ変換部１０７ａを内蔵する
演算処理部１０７を用いている。また、信号処理回路１
０８は、測定電流値である演算処理の結果を表示出力す
る表示出力部（図示なし）を有する。

【００２７】上記のように構成された本発明における光
電流センサにおいて、信号処理回路１０８の発光部１０
０ｂから導出された光は、入力光ファイバ１０４ａを通
過して、光磁界センサ１０３に入力される。光磁界セン
サ１０３に入力された光は、磁界強度に比例して光の強
度変調を受ける。強度変調された光は、出力光ファイバ
１０４ｂに導かれ、信号処理回路１０８の受光部１００
ａで「光／電気」変換される。

【００２８】受光部１００ａより出力された受光信号Ｅ
ｐは、一般に下記１式により表される。

【００２９】

【式１】

【００３０】ここで、κは受光素子の光から電気への変
換効率。すなわち電流変換効率を示す。Ｐinは受光部の
受光量。Ｐoutは発光部からの発光量αは光経路全般の
透過光量損失量Ｍは光磁界センサの感度を示し印加磁界
の大きさに比例する。

【００３１】変調度抽出部１００ｃは入力された受光信
号Ｅｐより図２に示す構成により、変調信号Ｅｍを抽出
し増幅部１００ｄに出力する。変調度抽出部１００ｃ
は、受光信号Ｅｐより直流成分Ｅｄを抽出するＤＣフィ
ルタ部１０１ａと、受光信号Ｅｐから直流成分Ｅｄを減
算し交流信号Ｅａを抽出する減算部１０１ｂと、減算部
１０１ｂからの交流信号ＥａをＤＣフィルタ部１０１ａ
からの出力である直流成分Ｅｄにより除算する除算部１
０１ｃとにより構成されている。

【００３２】ＤＣフィルタ部１０１ａより出力される直
流信号Ｅｄは１式に示す「κ×α×Ｐout」を計測する
ものであり、減算部１０１ｂより出力される交流信号Ｅ
ａは同式の「κ×α×Ｐout×Ｍ」を計測するものであ
る。そして、除算部１０１ｃにおいて「交流信号Ｅａ÷
直流信号Ｅｄ」を実行することにより変調信号Ｅｍを抽
出する。１式と照らし合わせると、変調度抽出部１００
ｃは下記式を実行することになり、変調信号Ｅｍ［Ｅｍ
＝Ｅａ÷（κ×α×Ｐout）］のバイポーラ信号として
出力される。

【００３３】上記に基づき変調度抽出部１００ｃは、入
力された受光信号Ｅｐを変調信号Ｅｍとして増幅部１０
０ｄに出力する。増幅部１００ｄからの出力信号は、バ
イポーラ信号として出力されるため波形処理部Ｌ１０５
により全波整流し、その出力を変調信号Ｅｍ１としてＡ
Ｄ変換器１０７ａに出力すると共に波形処理部Ａ１０６
に同時出力する。ここで波形処理部Ｌ１０５は、周知の
通り演算増幅器及びダイオード等を用い波形整形機能を
構成する。また波形処理部Ａ１０６は全波整流された変
調信号Ｅｍ１を積分回路を用い平滑化された平均値出力
が得られるよう構成し、その出力を変調信号Ｅｍ２とし
てＡＤ変換器１０７ａに同様に出力する。図３に波形処
理部Ｌ１０５及び波形処理部Ａ１０６の入出力波形関係
を示しておく。

【００３４】ＡＤ変換部１０７ａは波形処理部Ｌ１０５
及び波形処理部Ａ１０６により波形整形された２種類の
変調信号Ｅｍ１及びＥｍ２をＡＤ変換し演算部１０７ｂ
に出力する。演算部１０７ｂは予め構成された制御・処
理ルーチンに基づき２種類に波形整形された変調信号を
信号処理することで導電体１０１に流れる電流値を算出
する。

【００３５】このように変調度抽出部１００ｃで検出さ
れた変調信号Ｅｍを２種類の波形処理部にて平滑化され
た平均値出力及び全波整流出力の２種類に波形整形し、
波形整形されたそれぞれの変調信号を信号処理するよう
構成することで、ＡＤ変換器の入力電圧信号をユニポ
ーラ信号として処理することが可能。高精度計測を求
める計測においても平滑化された平均値出力の演算値を
用いることで、ＡＤ変換器に求める計測分解能を高分解
能化させる必要がなくなる。

【００３６】よって、ＡＤ変換器に汎用化された同機能
部品を用いることが可能であり、また課題に記すように
ＡＤ変換器の前段にバイポーラ信号である変調信号の信
号レベルを減衰させる高精度な減衰回路部を用いる必要
も無く、よってＡＤ変換部を複雑化させることなく、か
つ安価に同機能ブロックを構成することが可能になる。

【００３７】さらに、最近の演算処理装置においては汎
用ＣＰＵにより高性能な演算処理を実現すると共に、装
置構成に必要なＡＤ変換器等の周辺モジュールをＣＰＵ
の内部に構成したものが多く市場に提供されている。本
構成のＣＰＵに内蔵されるＡＤ変換器は一般にユニポー
ラ仕様で分解能１０ビット精度のものが多く、本実施例
による構成を用いることで、ＣＰＵ内蔵ＡＤ変換器の使
用が可能となり、高速処理を実現するほか、より低コス
トに装置を構成することが可能になる。

【００３８】尚、上記効果からも分かる通り波形処理部
Ａ１０６に用いる機能は平滑化された信号であればよく
例えば実効値計測機能であってもよい。

【００３９】《第２の実施例》以下、本発明に係る第２
の実施例の光電流センサについて図４及び図５を用いて
説明する。

【００４０】図４は、第１の実施例により導出された波
形処理部Ｌ１０５による変調信号Ｅｍ１及び波形処理部
Ａ１０６による変調信号Ｅｍ２より演算部１０７ｂにお
ける演算処理構成を示すものである。

【００４１】本実施例の光電流センサは１周期をｎ点サ
ンプリングする構成とし、１周期毎にサンプリングデー
タに基づき電流値を算出する。ここで、本実施例におけ
る１周期ｎ点サンプリングの制御を演算サイクルと言
う。そして本演算サイクルに基づきＮ演算サイクル毎の
算出値からＮ演算サイクルの平均値を導電体１０１に流
れる電流値として表示出力する構成とした。ここで１周
期とは商用電源の周波数によるものであり、５０Ｈｚな
いしは６０Ｈｚの１サイクルを示すものである。またサ
ンプリングデータはもちろん実施例１で導出した変調信
号Ｅｍ１及び変調信号Ｅｍ２である。

【００４２】図４の演算処理構成図を基に同処理構成部
を説明する。同処理構成部は、実施例１により検出され
た変調信号Ｅｍ１及び変調信号Ｅｍ２より１周期毎のデ
ータをサンプリングするデータサンプリング部１１と、
同サンプリング部１１のサンプリングデータに基づき１
演算サイクル毎の電流値を算出する算出部１２と、算出
部１２の演算値を保存する演算値保存部１５と、予め設
定された設定値１及び設定値２を保存しておく設定値保
存部１３と、前述の演算算出部１２の演算値と設定値保
存部１３の各設定値を比較し電流急変を判定する比較部
１４ａと、比較部１４ａの結果によりカウンタ動作する
カウンタ部１６と、演算サイクルをＮカウントする演算
サイクルカウンタ部１７と、演算サイクルカウンタ部１
７のカウンタ値に基づきＮ演算サイクル分の平均値を算
出する平均値算出部１８と、平均値算出部１８の算出値
と前述の設定値保存部１３の各設定値とを比較する比較
部１４ｂと、カウンタ部１６及び比較部１４ｂの結果に
より表示出力値をセットする出力データセット部１９
と、時限をカウントする時限カウンタ部２０と、時限カ
ウンタ部２０の結果により表示出力値の制御を行う表示
出力部２１とにより構成されている。

【００４３】次に同構成部の動作及び制御・処理内容を
図５の処理フロー図と共に説明する。図５の処理フロー
におけるブロックＦ１は、前述の構成図で示すデータサ
ンプリング部１１の動作を示すものであり、データサン
プリング及び演算サイクルの終了を判定しサンプリング
回数により１演算サイクルの終了を判定する。図５にお
けるＦ２は図４における演算値算出部１２の動作を示す
ものであり、変調信号Ｅｍ１及び変調信号Ｅｍ２のそれ
ぞれに対し１演算サイクル毎に演算処理を実行し、１演
算サイクル毎の電流値の算出を行う。次に図４のデータ
比較部１４ａは、導電体１０１に流れる電流状態を検出
するブロックであり、算出部１２により算出された変調
信号Ｅｍ１による演算値を２種類の電流急変設定値と比
較判定し電流急変状態を検出するもので、下記判定結果
により電流急変発生とした。

【００４４】変調信号Ｅｍ１による演算値が設定値１
以上 変調信号Ｅｍ１による演算値が１演算サイクル前値に
対し、一定量以上の変化発生 図５のＦ３に示す処理フローにて本発明を行う。

【００４５】ここで設定値１は過電流要素を考慮した導
電体の電流容量値。本例では８００Ａとした。また設定
値２は断線等を想定した１演算サイクル前値との変化量
割合。本例では±５０％とした。なお、変化量割合の場
合は一旦、同変化量が発生した場合は次演算サイクル以
降も変化量発生前値との比較を行い計測するものであ
る。

【００４６】ここでデータ比較部１４ａにより電流急変
を検出した場合について説明する。図４に示すカウンタ
部１６は、図５に示す処理フロー図のＦ４を判定するブ
ロックであり、図４のデータ比較部１４ａにおいて判定
された電流急変に基づき、電流急変が演算サイクルにお
いて連続発生した場合はカウンタを更新する構成として
おり、Ｄ演算サイクル以上連続して発生した場合は、Ｄ
演算サイクル分の平均値を算出し導電体１０１に流れる
電流値として図４に示す出力データセット部１９に出力
値をセットする。

【００４７】本実施例では短絡事故時の故障継続時限等
を想定しＤ演算サイクルを３演算サイクルとしている。

【００４８】次に、電流急変の発生がない定常状態と認
識した場合について説明する。図４の演算サイクルカウ
ンタ部１７及び平均値算出部１８は、導電体１０１に流
れる電流値としてＮ演算サイクル分の演算値より平均値
を算出する制御を行っているもので、カウンタ部１７に
より演算サイクルをカウントし平均値算出部１８により
Ｎ演算サイクル分の平均値を算出する。図５のＦ５部が
その処理フローを示すものである。同処理に基づき算出
された平均値データは、再度演算データ比較部１４ｂに
より設定値保存部１３に設定された２種類の設定値と比
較する。ここで本ブロックにおいてはデータ比較部１４
ａと同様に、変調信号Ｅｍ１による演算値の結果が、設
定値条件を満たす場合は、変調信号Ｅｍ１による平均値
の算出結果を出力データセット部１９にセットする。反
対にデータ比較部１４ｂにおいて、条件を満たさない場
合は波形処理部Ａ１０６の変調信号Ｅｍ２による平均値
の算出結果を出力データセット部１９にセットする構成
としている。

【００４９】以上の構成によると電流を計測する導電
体、例えば配電線の状態変化時でも応答性がよい計測結
果を出力することが可能であり、精度のよい電流計測が
行えると共に配電線の状態監視にも使用が可能となり、
本構成の光電流センサを３相分用意することで配電線の
監視センサにも適用することが可能である。

【００５０】さらに図４に示す時限カウンタ部２０は設
定可能なカウンタ部であり、本実施例においては所定時
限として表示出力時の制御用に用いるよう構成してい
る。ここで所定時限及び所定時限のカウントについて説
明を行う。

【００５１】所定時限とは波形処理部Ａ１０６が有する
時定数を示すものである。波形処理部Ａ１０６の機能は
前述の通りであるが、機能実現のために時定数が生じて
しまい、電流計測値に遅れが生じてしまう。本実施例に
おいては前述の通り電流急変の場合は、波形処理部Ｌ１
０５より得られる変調信号Ｅｍ１の演算値を用い電流急
変に対応する制御を行っているが、同時限カウント後は
波形処理部Ａ１０６より得られる変調信号Ｅｍ２の演算
値を出力データセット部１９にセットし、電流急変後に
ても計測精度向上を図るよう構成している。また所定時
限がセットされた時限カウンタ部２０のカウントは、電
流急変時ないしはＮ演算サイクル平均値の算出値として
変調信号Ｅｍ１による演算値及び算出値を出力値にセッ
トした後にカウントする構成としており、本実施例では
所定時限を表示出力タイミングに合わせ１表示出力の更
新タイミング、換言すると１表示出力間とした。本処理
フローを図５のＦ６及びＦ７以降に示している。

【００５２】以上の構成によると状態変化発生時でも応
答性よく表示出力が可能であり、さらに状態変化発生後
の電流計測においても高精度に電流計測が可能になる。

【００５３】次に、本実施の形態に係る光電流センサを
用いたデータ管理システムについて説明する。

【００５４】図６は本発明のデータ管理システムに係る
実施の形態を示すブロック図である。符号２０１は高圧
線２０６に取り付けられた光電流センサ、符号２０２は
光電流センサ２０１に接続されるとともに、電流値を連
続して、あるいは、所定時間毎に記録し格納するととも
に日毎、週毎、１時間毎等、単位期間ごとに最大電流
値、平均電流値、最小電流値等の電流値データを抽出編
集可能なデータ子局、符号２０３は店舗、工場等の顧客
である。光電流センサは顧客毎に設置されても良いし、
建物毎や、複数の顧客が存在するある一定のエリア毎に
設けても良い。

【００５５】符号２０４は通信線で、データ顧客２０３
と符号２０５で示されるデータ親局との間で情報通信を
行う。このデータ親局では各顧客毎、または、光電流セ
ンサ設置エリア毎に、電流の最大値、平均値、最小値
を、月ごと、週ごと、日ごと、または、単位時間ごと等
所定間隔ごとに集計し、通信線２０４を通じて、顧客に
通報する。顧客は、かかるデータを見て個別に電力管理
することが可能になる。

【００５６】

【発明の効果】以上、実施例について詳細に説明したと
ころから明らかなように、本発明は次のような効果を有
する。

【００５７】本発明によれば、光磁界センサから得られ
る光変調信号を受光し電気信号処理を行うことで、被測
定導電体に流れる電流を計測し電流値を演算算出する電
気信号処理回路において、少なくとも２種類以上の波形
処理回路部を有し、それぞれの波形処理回路部の出力を
演算処理することで被測定導電体に流れる電流を安価か
つ容易な構成で検出することが可能となる。

【００５８】また、本発明によれば、電流計測値に対し
２種類以上の設定値を設けると共に、設定値条件を満た
した場合の計測出力値を全波整流回路部より構成された
波形処理回路部の演算処理値を用いたこと。また同計測
出力値に対し所定時限経過後は平均値算出回路部の演算
処理値を用いるようにしたことで、導電体に流れる電流
状態に応じ応答性よく更に高精度な電流計測が可能にな
る。

【００５９】よって、以上の構成により光電流センサ装
置自体を容易かつ安価に構成し、さらに瞬時的な電流変
化にも対応可能な高性能な光電流センサを提供すること
が可能となる。

【００６０】さらに、昨今の電力動向においては電力損
失の低減、設備利用率の均等化かつ有効活用を図った配
電線ロスのミニマム運転等のシステムが検討されている
が、そこには配電線の電流をリアルタイムに計測する装
置が必要になる。周知の通り光磁界センサを用いた光電
流センサは高絶縁・高信頼性の特長を持つ他、本構成の
光電流センサを３相構成で用いることにより、安価に配
電線監視センサを提供することが可能であり、よって同
センサを用いたシステムの普及を促進することが可能に
なる。

【００６１】本発明のデータ管理システムによれば、顧
客が個別に電力管理の効率化を図ることを支援できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光電流センサ
の構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態による光電流センサ
に用いた変調度抽出部の構成図

【図３】本発明の第１の実施の形態による光電流センサ
に用いた波形処理部の入出力関係図

【図４】本発明の第２の実施の形態による光電流センサ
に用いた演算処理構成部の構成図

【図５】本発明の第２の実施の形態による光電流センサ
に用いた演算処理構成部の制御・処理フロー図

【図６】本発明の実施の形態におけるデータ管理システ
ムを示すブロック図

【図７】従来の光電流センサの構成を示す構成図

【符号の説明】

１１ データサンプリング部 １２ 算出部 １３ 設定値保存部 １４ａ データ比較部 １４ｂ データ比較部 １５ 演算保存部 １６ カウンタ部 １７ 演算サイクルカウンタ部 １８ 平均値算出部 １９ 出力データセット部 ２０ 時限カウンタ部 ２１ 表示出力部 １００ 信号処理回路 １００ａ 受光部 １００ｂ 発光部 １００ｃ 変調度抽出部 １００ｄ 増幅部 １００ｅ ＡＤ変換部１ １００ｆ 演算部 １０１ 導電体 １０１ａ ＤＣフィルタ部 １０１ｂ 減算部 １０１ｃ 除算部 １０２ ギャップ付コア １０３ 光磁界センサ １０４ 光ファイバケーブル １０４ａ 入力光ファイバ １０４ｂ 出力光ファイバ １０５ 波形処理部Ｌ １０６ 波形処理部Ａ １０７ 演算処理部 １０７ａ ＡＤ変換部 １０７ｂ 演算部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光磁界センサから得られる光変調信号を
   受光し電気信号処理を行うことで、被測定導電体に流れ
   る電流を計測し電流値を演算算出する電気信号処理回路
   において、少なくとも２種類以上の波形処理回路部を有
   し、それぞれの波形処理回路部の出力を演算処理するこ
   とで被測定導電体に流れる電流値を検出するようにした
   ことを特徴とする光電流センサ。
2. 【請求項２】 前記波形処理回路部のうち平均値算出回
   路部を含んだ構成であることを特徴とする請求項１記載
   の光電流センサ。
3. 【請求項３】 前記波形処理回路部が平均値算出回路部
   と全波整流回路部との組合せ構成であることを特徴とす
   る請求項１記載の光電流センサ。
4. 【請求項４】 電流計測値に対し２種類以上の設定値を
   設けると共に、設定値条件を満たした場合の計測出力値
   を全波整流回路部より構成された波形処理回路部の演算
   処理値を用いたことを特徴とする請求項１記載の光電流
   センサ。
5. 【請求項５】 前記計測出力値に対し所定時限経過後は
   平均値算出回路部の演算処理値を用いるようにした請求
   項４に係わる光電流センサ。
6. 【請求項６】 光磁界センサから得られる光変調信号を
   受光し電気信号処理を行うことで、被測定導電体に流れ
   る電流を計測し電流値を演算算出する電気信号処理回路
   において、少なくとも２種類以上の波形処理回路部の出
   力を演算処理することで被測定導電体に流れる電流値を
   検出するようにしたことを特徴とする光電流センサと、
   前記光電流センサが検出した電流値を所定時間毎に記録
   し、集計可能なデータ子局と、前記データ子局と有線ま
   たは無線によって通信が可能であって、前記子局から送
   信されたデータを集計し、集計結果を子局に返信するデ
   ータ親局からなるデータ管理システム。