JP2887829B2 - 光学式電圧測定器 - Google Patents
光学式電圧測定器Info
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- JP2887829B2 JP2887829B2 JP5340203A JP34020393A JP2887829B2 JP 2887829 B2 JP2887829 B2 JP 2887829B2 JP 5340203 A JP5340203 A JP 5340203A JP 34020393 A JP34020393 A JP 34020393A JP 2887829 B2 JP2887829 B2 JP 2887829B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＦ6 ガスなどを使用
したガス絶縁開閉装置において電気光学効果を利用して
導体に印加される電圧を測定する光学式電圧測定器に関
する。
したガス絶縁開閉装置において電気光学効果を利用して
導体に印加される電圧を測定する光学式電圧測定器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図３に電気光学効果を利用した光学式電
圧測定器の光学式電圧センサ部の構成の一例を示す。
圧測定器の光学式電圧センサ部の構成の一例を示す。
【０００３】光学式電圧センサは、偏光子４４、１／４
波長板４５、電気光学結晶４６、検光子４７により構成
されており、光路は４９で表されている。なお、電気光
学結晶４６の光路と平行になるような向かい合う二面に
は透明電極４８が蒸着されている。
波長板４５、電気光学結晶４６、検光子４７により構成
されており、光路は４９で表されている。なお、電気光
学結晶４６の光路と平行になるような向かい合う二面に
は透明電極４８が蒸着されている。
【０００４】被測定電圧を透明電極４８に印加すると、
電気光学結晶４６は電気光学効果により印加された電圧
に応じて屈折率が変化する。この屈折率の変化はＸ方
向、およびＹ方向によって異なった値を示す。
電気光学結晶４６は電気光学効果により印加された電圧
に応じて屈折率が変化する。この屈折率の変化はＸ方
向、およびＹ方向によって異なった値を示す。
【０００５】光路４９に従い入射された光は偏光子４４
により直線偏光にされた後、１／４波長板４５により円
偏光となる。次にこの円偏光は電圧が印加された電気光
学結晶４６を通過することにより位相変調され楕円偏光
となる。この楕円偏光は、検光子４７により強度変換さ
れるため、電気光学結晶４６に印加された電圧は光強度
として測定することができる。
により直線偏光にされた後、１／４波長板４５により円
偏光となる。次にこの円偏光は電圧が印加された電気光
学結晶４６を通過することにより位相変調され楕円偏光
となる。この楕円偏光は、検光子４７により強度変換さ
れるため、電気光学結晶４６に印加された電圧は光強度
として測定することができる。
【０００６】光学式電圧センサにより測定できる電圧は
数百ボルト程度である。そのため、高電圧機器の電圧を
光学式電圧センサにより測定する場合は、中間電極およ
びコンデンサ等を用いて被測定電圧を分圧し、この分圧
した電圧を光学式電圧センサにより測定した後、既知の
分圧比により被測定電圧を算出する方法が用いられる。
数百ボルト程度である。そのため、高電圧機器の電圧を
光学式電圧センサにより測定する場合は、中間電極およ
びコンデンサ等を用いて被測定電圧を分圧し、この分圧
した電圧を光学式電圧センサにより測定した後、既知の
分圧比により被測定電圧を算出する方法が用いられる。
【０００７】次に従来の光学式電圧測定器の構成を図２
に示す。
に示す。
【０００８】ＳＦ6 ガスなどの絶縁媒体を充填した密閉
容器１０内に設置された導体１１の電圧を測定するため
の光学式電圧測定器は、密閉容器１０の内側に位置する
導体１１を周回するように設置した中間電極５０と、導
体１１を周回し中間電極の外側に設置した接地電極６０
と、密閉容器１０の壁面に設置した絶縁端子１２と、絶
縁端子１２を介して密閉容器１０の外側に配置された光
学式電圧センサ４０と中間電極５０を接続するリード線
５１と、絶縁端子１２を介して光学式電圧センサ４０と
接地電極６０を接続するリード線６１と、リード線５１
およびリード線６１により光学式電圧センサ４０と並列
に接続された分圧電圧調整用コンデンサ５２と、光学式
電圧センサ４０と光信号の授受をおこなうことにより導
体１１の電圧を演算する信号処理回路４３と、光学式電
圧センサ４０と信号処理回路４３をつなぐ送光用光ファ
イバ４１および受光用光ファイバ４２により構成されて
いる。
容器１０内に設置された導体１１の電圧を測定するため
の光学式電圧測定器は、密閉容器１０の内側に位置する
導体１１を周回するように設置した中間電極５０と、導
体１１を周回し中間電極の外側に設置した接地電極６０
と、密閉容器１０の壁面に設置した絶縁端子１２と、絶
縁端子１２を介して密閉容器１０の外側に配置された光
学式電圧センサ４０と中間電極５０を接続するリード線
５１と、絶縁端子１２を介して光学式電圧センサ４０と
接地電極６０を接続するリード線６１と、リード線５１
およびリード線６１により光学式電圧センサ４０と並列
に接続された分圧電圧調整用コンデンサ５２と、光学式
電圧センサ４０と光信号の授受をおこなうことにより導
体１１の電圧を演算する信号処理回路４３と、光学式電
圧センサ４０と信号処理回路４３をつなぐ送光用光ファ
イバ４１および受光用光ファイバ４２により構成されて
いる。
【０００９】なお、中間電極５０および接地電極６０
は、スペーサ等の絶縁物１３にて密閉容器１０内に固定
されている。
は、スペーサ等の絶縁物１３にて密閉容器１０内に固定
されている。
【００１０】導体１１と接地電極６０との間の電圧は、
導体１１と中間電極５０の間の静電容量ＣT と、中間電
極５０と接地電極６０の間の静電容量ＣS と分圧電圧調
整用コンデンサ５２の静電容量ＣB および光学式電圧セ
ンサ４０の静電容量ＣK によって分圧される。そのため
光学式電圧センサ４０に印加される電圧は、分圧電圧調
整用コンデンサ５２の静電容量ＣB を変化させることに
より任意に調整できる。また、光学式電圧センサ４０に
印加される電圧を測定することにより、既知の分圧比に
より導体１１の電圧を算出することができる。
導体１１と中間電極５０の間の静電容量ＣT と、中間電
極５０と接地電極６０の間の静電容量ＣS と分圧電圧調
整用コンデンサ５２の静電容量ＣB および光学式電圧セ
ンサ４０の静電容量ＣK によって分圧される。そのため
光学式電圧センサ４０に印加される電圧は、分圧電圧調
整用コンデンサ５２の静電容量ＣB を変化させることに
より任意に調整できる。また、光学式電圧センサ４０に
印加される電圧を測定することにより、既知の分圧比に
より導体１１の電圧を算出することができる。
【００１１】導体１１と接地電極６０の間の電圧のうち
静電容量ＣT 、ＣS 、ＣB 、ＣK により分圧された数百
ボルトの電圧は、リード線５１およびリード線６１によ
り光学式電圧センサ４０に導かれる。光学式電圧センサ
４０には信号変換処理回路４３から送光用光ファイバ４
１により光が供給され、光学式電圧センサ４０で、前述
した方法により光強度に変換され、受光用光ファイバ４
２を通って信号変換処理回路４３に送られる。信号変換
処理回路４３では光強度を電気信号に変換することによ
り、光学式電圧センサ４０に印加された電圧が求めら
れ、さらに既知の分圧比より導体１１の電圧を算出する
ことができる。
静電容量ＣT 、ＣS 、ＣB 、ＣK により分圧された数百
ボルトの電圧は、リード線５１およびリード線６１によ
り光学式電圧センサ４０に導かれる。光学式電圧センサ
４０には信号変換処理回路４３から送光用光ファイバ４
１により光が供給され、光学式電圧センサ４０で、前述
した方法により光強度に変換され、受光用光ファイバ４
２を通って信号変換処理回路４３に送られる。信号変換
処理回路４３では光強度を電気信号に変換することによ
り、光学式電圧センサ４０に印加された電圧が求めら
れ、さらに既知の分圧比より導体１１の電圧を算出する
ことができる。
【００１２】次に従来の光学式電圧測定器における分圧
電圧調整用コンデンサ５２の必要性について説明する。
分圧電圧調整用コンデンサ５２を使用しない場合、導体
１１と接地電極６０との間の電圧は、静電容量ＣT 、Ｃ
S 、ＣK により分圧されるため、光学式電圧センサ４０
の静電容量を一定とした場合、導体１１と中間電極５０
との距離および中間電極５０と接地電極６０との距離を
変化させることにより光学式電圧センサ４０に印加する
電圧を調整できることがわかる。しかし、例えば直径約
１００ミリメートルの導体１１に７２キロボルトの電圧
を印加したときに、光学式電圧センサ４０に数百ボルト
の電圧を印加しようとすると、直径約２００ミリメート
ルの接地電極６０と中間電極５０との距離は約０．２ミ
リメートルとなる。中間電極５０と接地電極６０を前記
の距離で製作することは非常に困難である。そのため、
従来法による光学式電圧測定器においては、導体１１と
中間電極５０との距離および中間電極５０と接地電極６
０との距離を製作容易な任意の距離にした場合において
も光学式電圧センサ４０に印加する電圧を調整できるよ
うにするために分圧電圧調整用コンデンサ５２が必要不
可欠となる。
電圧調整用コンデンサ５２の必要性について説明する。
分圧電圧調整用コンデンサ５２を使用しない場合、導体
１１と接地電極６０との間の電圧は、静電容量ＣT 、Ｃ
S 、ＣK により分圧されるため、光学式電圧センサ４０
の静電容量を一定とした場合、導体１１と中間電極５０
との距離および中間電極５０と接地電極６０との距離を
変化させることにより光学式電圧センサ４０に印加する
電圧を調整できることがわかる。しかし、例えば直径約
１００ミリメートルの導体１１に７２キロボルトの電圧
を印加したときに、光学式電圧センサ４０に数百ボルト
の電圧を印加しようとすると、直径約２００ミリメート
ルの接地電極６０と中間電極５０との距離は約０．２ミ
リメートルとなる。中間電極５０と接地電極６０を前記
の距離で製作することは非常に困難である。そのため、
従来法による光学式電圧測定器においては、導体１１と
中間電極５０との距離および中間電極５０と接地電極６
０との距離を製作容易な任意の距離にした場合において
も光学式電圧センサ４０に印加する電圧を調整できるよ
うにするために分圧電圧調整用コンデンサ５２が必要不
可欠となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の光学式電圧測定器は、分圧電圧調整用コンデンサ
５２を必要とするため、分圧電圧調整用コンデンサ５２
の温度特性が光学式電圧測定器の測定誤差に反映される
欠点がある。また中間電極５０と光学式電圧センサ４０
を接続するリード線６１が有する静電容量がＣT 、
ＣS 、ＣB 、ＣK による分圧比に誤差を生じさせ、結果
的に光学式電圧測定器の測定誤差に反映される欠点があ
る。
従来の光学式電圧測定器は、分圧電圧調整用コンデンサ
５２を必要とするため、分圧電圧調整用コンデンサ５２
の温度特性が光学式電圧測定器の測定誤差に反映される
欠点がある。また中間電極５０と光学式電圧センサ４０
を接続するリード線６１が有する静電容量がＣT 、
ＣS 、ＣB 、ＣK による分圧比に誤差を生じさせ、結果
的に光学式電圧測定器の測定誤差に反映される欠点があ
る。
【００１４】そこで本発明は、分圧電圧調整用コンデン
サおよび中間電極および中間電極と光学式電圧センサを
接続するリード線を不要な構造とし光学式電圧測定器の
測定精度を向上させるものである。
サおよび中間電極および中間電極と光学式電圧センサを
接続するリード線を不要な構造とし光学式電圧測定器の
測定精度を向上させるものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】密閉容器内において、電
気光学結晶の向かい合う二面に取り付けた透明電極の一
方が課電される導体の先端面に対向するように配置した
光学式電圧センサと、この光学式電圧センサと前記導体
の間に配置した前記導体の先端面に対向した部分に穴を
有する接地電極と、この接地電極と前記透明電極の他方
を接続するリード線と、前記光学式電圧センサの光信号
から被測定導体の電圧を算出する密閉容器外に配置した
信号処理回路と、密閉容器壁に取り付けた密封端子と、
この密封端子を介して前記信号処理回路と前記光学式電
圧センサとを接続する光ファイバとにより構成する。
気光学結晶の向かい合う二面に取り付けた透明電極の一
方が課電される導体の先端面に対向するように配置した
光学式電圧センサと、この光学式電圧センサと前記導体
の間に配置した前記導体の先端面に対向した部分に穴を
有する接地電極と、この接地電極と前記透明電極の他方
を接続するリード線と、前記光学式電圧センサの光信号
から被測定導体の電圧を算出する密閉容器外に配置した
信号処理回路と、密閉容器壁に取り付けた密封端子と、
この密封端子を介して前記信号処理回路と前記光学式電
圧センサとを接続する光ファイバとにより構成する。
【００１６】
【作用】上記の構造による本発明の光学式電圧測定器に
おいては、数百ボルトの電圧が電気光学結晶に直接印加
できることにより、分圧電圧調整用コンデンサ、中間電
極および中間電極と光学式電圧センサを接続するリード
線が不要な構造になるため、分圧電圧調整用コンデンサ
の温度特性および中間電極と光学式電圧センサを接続す
るリード線の静電容量に影響されることなく被測定電圧
を精度良く測定することができる。
おいては、数百ボルトの電圧が電気光学結晶に直接印加
できることにより、分圧電圧調整用コンデンサ、中間電
極および中間電極と光学式電圧センサを接続するリード
線が不要な構造になるため、分圧電圧調整用コンデンサ
の温度特性および中間電極と光学式電圧センサを接続す
るリード線の静電容量に影響されることなく被測定電圧
を精度良く測定することができる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の光学式電圧測定器の一例を示
す。ＳＦ6 ガスなどの絶縁媒体を充填した接地した密閉
容器１０の内側に、導体１１の先端面が光学式電圧セン
サ２０を構成する電気光学結晶２４の透明電極２６と対
向するように配置する。また、光学式電圧センサ２０と
導体１１の間に導体１１の先端面に対向した部分に穴３
２を有する接地電極３０を設置し、絶縁スペーサ３３に
より光学式電圧センサ２０を接地電極３０に固定する。
光学式電圧センサ２０は偏光子２２と、１／４波長板２
３と、光路と平行な二面に透明電極２６および透明電極
２７を取り付けた電気光学結晶２４と、検光子２５によ
り構成し、透明電極２７は、リード線３１により接地電
極３０に電気的に接続する。また、密閉容器１０の外側
に設置した信号処理回路４３は、光ファイバ４１および
光ファイバ４２により密封端子１４を介して光学式電圧
センサ２０と光学的に接続する。
す。ＳＦ6 ガスなどの絶縁媒体を充填した接地した密閉
容器１０の内側に、導体１１の先端面が光学式電圧セン
サ２０を構成する電気光学結晶２４の透明電極２６と対
向するように配置する。また、光学式電圧センサ２０と
導体１１の間に導体１１の先端面に対向した部分に穴３
２を有する接地電極３０を設置し、絶縁スペーサ３３に
より光学式電圧センサ２０を接地電極３０に固定する。
光学式電圧センサ２０は偏光子２２と、１／４波長板２
３と、光路と平行な二面に透明電極２６および透明電極
２７を取り付けた電気光学結晶２４と、検光子２５によ
り構成し、透明電極２７は、リード線３１により接地電
極３０に電気的に接続する。また、密閉容器１０の外側
に設置した信号処理回路４３は、光ファイバ４１および
光ファイバ４２により密封端子１４を介して光学式電圧
センサ２０と光学的に接続する。
【００１８】導体１１に電圧を印加すると導体１１と接
地電極３０との間に電界が発生する。しかし、接地電極
３０には穴３１が設けてあるため、穴３２の大きさに応
じて一定割合の電界が漏れ、導体１１と接地電極３０と
の距離、接地電極３０と光学式電圧センサ２０との距離
に応じて接地電極３０と光学式電圧センサ２０の間に電
圧が生じる。
地電極３０との間に電界が発生する。しかし、接地電極
３０には穴３１が設けてあるため、穴３２の大きさに応
じて一定割合の電界が漏れ、導体１１と接地電極３０と
の距離、接地電極３０と光学式電圧センサ２０との距離
に応じて接地電極３０と光学式電圧センサ２０の間に電
圧が生じる。
【００１９】光学式電圧センサ４０による電圧の測定方
法および導体１１の電圧算出方法は従来法と同様であ
る。
法および導体１１の電圧算出方法は従来法と同様であ
る。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、分圧電圧調整用コンデ
ンサ、中間電極および中間電極と光学式電圧センサを接
続するリード線を使用することなく光学式電圧センサを
構成する電気光学結晶に数百ボルトの電圧を直接印加で
きるため、分圧電圧調整用コンデンサの温度特性および
中間電極と光学式電圧センサを接続するリード線の静電
容量に影響されることなく被測定電圧を精度良く測定す
ることができる。
ンサ、中間電極および中間電極と光学式電圧センサを接
続するリード線を使用することなく光学式電圧センサを
構成する電気光学結晶に数百ボルトの電圧を直接印加で
きるため、分圧電圧調整用コンデンサの温度特性および
中間電極と光学式電圧センサを接続するリード線の静電
容量に影響されることなく被測定電圧を精度良く測定す
ることができる。
【図１】本発明の光学式電圧測定器の一例を示す図であ
り、（Ａ）は光学式電圧測定器の構成図、（Ｂ）は光学
式電圧センサの構成図である。
り、（Ａ）は光学式電圧測定器の構成図、（Ｂ）は光学
式電圧センサの構成図である。
【図２】従来の光学式電圧測定器の一例を示す図であ
り、（Ａ）は軸方向の概略断面図、（Ｂ）は径方向の概
略断面図である。
り、（Ａ）は軸方向の概略断面図、（Ｂ）は径方向の概
略断面図である。
【図３】光学式電圧センサの構成の一例を示す図であ
る。
る。
１０ 密閉容器 １１ 導体 １４ 密封端子 ２０ 光学式電圧センサ ２４ 電気光学結晶 ２６ 透明電極 ２７ 透明電極 ３０ 接地電極 ３１ リード線 ３２ 穴 ４１ 光ファイバ ４２ 光ファイバ ４３ 信号処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−140182（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−219570（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 15/04 - 15/06 G01R 15/24
Claims (1)
- 【請求項１】密閉容器内において、電気光学結晶の向か
い合う二面に取り付けた透明電極の一方が課電される導
体の先端面に対向するように配置した光学式電圧センサ
と、 この光学式電圧センサと前記導体の間に配置した前記導
体の先端面に対向した部分に穴を有する接地電極と、 この接地電極と前記透明電極の他方を接続するリード線
と、 前記光学式電圧センサの光信号から被測定導体の電圧を
算出する密閉容器外に配置した信号処理回路と、 密閉容器壁に取り付けた密封端子と、 この密封端子を介して前記信号処理回路と前記光学式電
圧センサとを接続する光ファイバと、により構成される
光学式電圧測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340203A JP2887829B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 光学式電圧測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340203A JP2887829B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 光学式電圧測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159448A JPH07159448A (ja) | 1995-06-23 |
| JP2887829B2 true JP2887829B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=18334698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5340203A Expired - Fee Related JP2887829B2 (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 光学式電圧測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2887829B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5340203A patent/JP2887829B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07159448A (ja) | 1995-06-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |