JP3302155B2 - Optical current measuring device - Google Patents

Optical current measuring device

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JP3302155B2
JP3302155B2 JP00107394A JP107394A JP3302155B2 JP 3302155 B2 JP3302155 B2 JP 3302155B2 JP 00107394 A JP00107394 A JP 00107394A JP 107394 A JP107394 A JP 107394A JP 3302155 B2 JP3302155 B2 JP 3302155B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ガス絶縁母線等の導体
通電電流を計測する電流計測装置に係り、光学式電流計
測装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current measuring device for measuring a current flowing through a conductor such as a gas-insulated bus, and more particularly to an optical current measuring device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光を利用した電力系統用電流測定
装置すなわち光変流器は、導体に極く近接して鉛ガラス
や石英のブロックをセンサーとして置き直線偏光の光を
通過させ、導体に流れる被測定電流によって生ずるファ
ラデー効果の旋光角を測定することを原理としている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a current measuring device for an electric power system using light, that is, an optical current transformer, uses a block of lead glass or quartz as a sensor in close proximity to a conductor, passes linearly polarized light, The principle is to measure the optical rotation angle of the Faraday effect caused by the current to be measured flowing through.

【0003】図6に、従来の光変流器の一例を示す。G
ISタンク1の内側に、導体2を囲む様に石英あるいは
鉛ガラス等のブロックでできたセンサー3が配置されて
いる。センサーは固定具4に固定され、導体2が高電圧
であるため絶縁物でできた絶縁筒5により接地電位から
絶縁して取り付けられている。図には示していない光源
を発した光は送光ファイバー6を通って、レンズ、偏光
子等からなる結合光学系7でほぼ平行光束の直線偏光ビ
ーム8となって空間を伝播してセンサー3に入射し、内
部で反射を繰り返した後センサー3を出射する。この間
センサー3内を通過する光は、導体2を流れる電流によ
って誘起されるファラデー効果により偏光面がある角度
だけ回転する。この出射光は直線偏光ビーム9となって
空間を伝播して再び結合光学系7に向かい、検光子、レ
ンズを透過後受光ファイバー10に入射する。なお、ここ
で述べている結合光学系7の構成や働きについてはすで
に公知の事項であるので説明は省略する。
FIG. 6 shows an example of a conventional optical current transformer. G
Inside the IS tank 1, a sensor 3 made of a block of quartz or lead glass is arranged so as to surround the conductor 2. The sensor is fixed to a fixture 4 and is insulated from a ground potential by an insulating cylinder 5 made of an insulator because the conductor 2 has a high voltage. Light emitted from a light source (not shown) passes through a light transmission fiber 6 and is converted into a substantially parallel light linearly polarized beam 8 by a coupling optical system 7 composed of a lens, a polarizer, etc., and propagates through space to the sensor 3. The light enters, and after being repeatedly reflected inside, exits the sensor 3. During this time, the light passing through the sensor 3 rotates by a certain angle due to the Faraday effect induced by the current flowing through the conductor 2. The emitted light becomes a linearly polarized beam 9, propagates in space, travels again to the coupling optical system 7, passes through the analyzer and the lens, and enters the light receiving fiber 10. Note that the configuration and operation of the coupling optical system 7 described here are already well-known, and thus description thereof will be omitted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記のような構成の光
変流器では、GISタンク内の高圧力の絶縁ガス中を電
流測定用の直線偏光ビーム8がガス中を伝播する。その
結果、導体2の電流が増加するにしたがって導体2が発
熱し、絶縁ガスが加熱されガス密度が局所的に変化し対
流が発生する。この結果、測定用の直線偏光ビーム8の
伝播経路の屈折率が不規則に時間変化をし、ビームの揺
らぎを生ずる。このビームの揺らぎは光学系の光軸変化
やセンサー3の感度の不規則な変化と同等なもので電流
測定器としての精度を著しく低下させる。
In the optical current transformer having the above configuration, the linearly polarized beam 8 for measuring current propagates in the high pressure insulating gas in the GIS tank. As a result, as the current in the conductor 2 increases, the conductor 2 generates heat, the insulating gas is heated, the gas density changes locally, and convection occurs. As a result, the refractive index of the propagation path of the linearly polarized beam for measurement 8 changes irregularly with time, causing beam fluctuation. The fluctuation of the beam is equivalent to a change in the optical axis of the optical system or an irregular change in the sensitivity of the sensor 3, and significantly lowers the accuracy of the current measuring device.

【0005】また、このような光変流器は現場で発生す
る振動や温度変化(−20〜90℃)に対して誤差が増大す
るといった欠点があった。ファラデー効果素材として一
般に用いられるガラスのようなアモルファス固体は光学
的に等方であるが、外部から応力が加えられるとガラス
も光学的に異方性となり複屈折を示す。これが測定誤差
の一因となる。また、ガラスに温度変化が生ずると応力
が発生するが、ガラスが熱膨張率の異なる物質に強固に
固定されている場合、もしくはガラスに熱膨張率の異な
る物質が強固に固定されている場合には、温度変化によ
り発生するガラス内部の応力は、ガラス単体の場合に比
べてかなり大きくなり、測定誤差となる。本発明の目的
とするところは、振動や温度変化が大きい環境でも高精
度で電流を測定できる光学式電流計測装置を提供するこ
とにある。
[0005] Further, such an optical current transformer has a drawback that an error increases with respect to a vibration or a temperature change (-20 to 90 ° C) generated on site. Amorphous solids such as glass generally used as a Faraday effect material are optically isotropic, but when an external stress is applied, the glass becomes optically anisotropic and exhibits birefringence. This contributes to the measurement error. When a temperature change occurs in the glass, stress is generated, but when the glass is firmly fixed to a substance having a different coefficient of thermal expansion or when a substance having a different coefficient of thermal expansion is firmly fixed to the glass. In the method, the stress inside the glass caused by a change in temperature becomes considerably large as compared with the case of a single glass, resulting in a measurement error. An object of the present invention is to provide an optical current measuring device capable of measuring a current with high accuracy even in an environment where vibrations and temperature changes are large.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の管状タ
ンクを相互に、各々のタンク端部に設けたフランジを介
して接合して形成した密閉タンク内に絶縁ガスを充填
し、前記密閉タンクの軸方向に通電導体を配設して成る
ガス絶縁機器の前記通電導体の通電電流を計測する光学
式電流計測装置において、前記管状タンクの端部フラン
ジ相互間に環状絶縁部材を配設し、この環状絶縁部材の
外周囲に前記通電導体を周回するように光ファイバーを
巻回固定するとともに、この光ファイバー外周囲に絶縁
性部材を介して断熱性部材を配設し、さらにこの光ファ
イバー両端部に所定の光学機器を取り付け、この光ファ
イバー内を通光する光のファラデー効果に伴う偏光状態
に基づき前記通電電流を計測することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, an insulating gas is filled in a sealed tank formed by joining a plurality of tubular tanks to each other via flanges provided at the ends of the respective tanks. In an optical current measuring device for measuring a current flowing through a current-carrying conductor of a gas-insulated device having a current-carrying conductor disposed in an axial direction of a tank, an annular insulating member is disposed between end flanges of the tubular tank. An optical fiber is wound around and fixed to the outer periphery of the annular insulating member so as to circumvent the current-carrying conductor, and a heat insulating member is disposed around the outer periphery of the optical fiber via an insulating member. A predetermined optical device is attached, and the energizing current is measured based on a polarization state associated with the Faraday effect of light passing through the optical fiber.

【0007】[0007]

【作用】以上の構成により振動や外気からの直射日光の
照射等に伴う急激な温度変化を和らげて光学部品内に温
度差を生じさせにくくでき、局所的な温度上昇による応
力の集中をなくすことができる。これにより精度の高い
電流測定が可能となる。
[Function] With the above configuration, it is possible to reduce a sudden temperature change caused by vibration or direct sunlight from the outside air, to make it difficult to generate a temperature difference in the optical component, and to eliminate stress concentration due to a local temperature rise. Can be. This enables highly accurate current measurement.

【0008】[0008]

【実施例】本発明の一実施例を図1乃至図3を用いて説
明する。図1において、GISタンク1の外側にセンシ
ングファイバー部11を導体2の回りを取り囲むように配
置している。センシングファイバー部11からは送光用フ
ァイバー12と受光用ファイバー13(図中1本で示されて
いる実際は2本である)がでており、各々光源(レーザ
ダイオードもしくはスーパールミネセントダイオード)
14及び検出器(図中1チャンネルのみ示しているが実際
は2チャンネルある)15と接続されている。検出器15の
出力信号は信号処理回路16にて演算され結果が出力端子
17より出力される。これらの光源・検出器部18はセンシ
ングファイバー部11より十分離れた位置(10m以上)に
配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, a sensing fiber section 11 is arranged outside the GIS tank 1 so as to surround the conductor 2. From the sensing fiber section 11, a light transmitting fiber 12 and a light receiving fiber 13 (actually two fibers are shown in FIG. 1) are provided, and each light source (laser diode or super luminescent diode) is provided.
14 and a detector 15 (only one channel is shown in the figure, but there are actually two channels). The output signal of the detector 15 is calculated by the signal processing circuit 16 and the result is output to the output terminal.
Output from 17. These light source / detector sections 18 are arranged at positions sufficiently distant from the sensing fiber section 11 (at least 10 m).

【0009】図2に本実施例の光学システム図を示す。
光源14より出射されたレーザ光は送光用ファイバー1
2を通りセンシングファイバー部11中の結合光学箱1
9に入射される。結合光学箱19の容器は温度変化によ
る変化を極力抑えるためゼロデュア等の低膨張率光学材
料より構成されている。結合光学箱に入射したレーザ光
はレンズ20aにより平行ビームにされた後、偏光子2
1aにより直線偏光化され、レンズ20bに達する。レ
ンズ20bで集光されたレーザビームはホルダー22を
介して導体2の回りに巻かれたセンシングファイバー2
3(図中1巻きである感度を高めるため複数回としても
よい)に導かれ、ファイバーの終端部に配置された反射
材24により、再びもとの光路を戻る。通常、反射材2
4はセンシングファイバーの終端をアルミコーテイング
することによりつくることができる。戻されたレーザ光
はビームスプリッター25aにより反射され、さらにビ
ームスプリッター25bにより2分割され、各々のレー
ザ光は互いに直交する配置におかれた検光子21b、2
1cを通過後、レンズ20c、20dにより受光用ファ
イバー13に導かれる。ここで、偏光子21aの方位は
検光子21b、21cのちょうど間の角度になるように
設定されている。受光用ファイバー13からの出力は検
出器15a、15bで受けられる信号処理回路16で演
算された後、出力端子17より結果が出力される。信号
処理等の方法については公知であるのでここでは割愛す
る。
FIG. 2 shows an optical system diagram of the present embodiment.
The laser light emitted from the light source 14 is
2 and the combined optical box 1 in the sensing fiber unit 11
9 is incident. The container of the coupling optical box 19 is made of a low expansion coefficient optical material such as Zerodur in order to minimize a change due to a temperature change. The laser beam incident on the coupling optical box is converted into a parallel beam by the lens 20a,
The light is linearly polarized by 1a and reaches the lens 20b. The laser beam focused by the lens 20b is applied to the sensing fiber 2 wound around the conductor 2 via the holder 22.
3 (one winding in the figure may be used a plurality of times to increase the sensitivity), and returns to the original optical path again by the reflector 24 disposed at the end of the fiber. Normally, reflective material 2
No. 4 can be made by coating the end of the sensing fiber with aluminum. The returned laser light is reflected by the beam splitter 25a, and further divided into two by the beam splitter 25b, and the respective laser lights are arranged at right angles to the analyzers 21b and 2b.
After passing through 1c, the light is guided to the light receiving fiber 13 by the lenses 20c and 20d. Here, the orientation of the polarizer 21a is set to be exactly the angle between the analyzers 21b and 21c. The output from the light receiving fiber 13 is calculated by a signal processing circuit 16 received by the detectors 15a and 15b, and the result is output from an output terminal 17. Since the method of signal processing and the like are known, they are omitted here.

【0010】次に、図3を用いて、本発明のセンシング
ファイバー部11の具体的構造について説明をする。図3
は、GISタンク1の縦断面図を示している。GISタ
ンク1のつなぎ目にセンシングファイバー23を固定する
ための絶縁スペーサ26が取り付けられている。絶縁スペ
ーサ26はOリング27により気密性を保ちながら絶縁用カ
ラー28などで絶縁されたボルト29でGISタンク1にし
っかりと固定されている。
Next, a specific structure of the sensing fiber section 11 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
Shows a vertical sectional view of the GIS tank 1. An insulating spacer 26 for fixing the sensing fiber 23 is connected to a joint of the GIS tank 1. The insulating spacer 26 is firmly fixed to the GIS tank 1 by a bolt 29 insulated by an insulating collar 28 while maintaining airtightness by an O-ring 27.

【0011】センシングファイバー23は絶縁スペーサ26
の上面にV型の溝を掘ることにより1回以上巻き付けら
れている。V型の溝のなす角度を75度から 135度とする
ことによりセンシングファイバー23に誘起される複屈折
量を最小化している。センシングファイバー23は変形し
易い接着材料30、たとえばシリコンゴム、ゲル等により
絶縁スペーサに接着(固定)されている。絶縁スペーサ
26の上面にはセンシングファイバー23を保護するための
円周方向に複数に分割可能な絶縁カバー31が空間部32を
保ちながら取り付けられている。さらに、絶縁カバー31
の上部に断熱材33(発砲スチロール等)を間にはさんで
導電性のカバー34でGISタンク間を接続するように囲
んでいる。結合光学箱19は絶縁カバー31の外側にシリコ
ンゴム等の接着剤35を介して取り付けられている。
The sensing fiber 23 is an insulating spacer 26
Is wound one or more times by digging a V-shaped groove on the upper surface of. By setting the angle between the V-shaped grooves to be from 75 degrees to 135 degrees, the amount of birefringence induced in the sensing fiber 23 is minimized. The sensing fiber 23 is adhered (fixed) to the insulating spacer by an easily deformable adhesive material 30, for example, silicon rubber, gel or the like. Insulation spacer
An insulating cover 31 that can be divided into a plurality of pieces in the circumferential direction for protecting the sensing fiber 23 is attached to the upper surface of the 26 while maintaining the space 32. In addition, insulation cover 31
A GIS tank is surrounded by a conductive cover 34 with a heat insulating material 33 (such as styrene foam) interposed therebetween. The coupling optical box 19 is attached to the outside of the insulating cover 31 via an adhesive 35 such as silicone rubber.

【0012】さらに、図4及び図5に他の光学システム
の実施例を示す。図4において、光源14から出射され
たレーザ光は送受光用ファイバー36を通りセンシング
ファイバー部11の偏光子37により直線偏光化されデ
ポラライザー38aに入射されセンシングファイバー2
3に導かれ再びデポラライザー38bを通った後、ファ
イバーの終端部に配置された反射材24により再びもと
の光路を戻る。戻されたレーザ光は送受光用ファイバー
36を通過後、ファイバー分岐点39で分岐され検出器
15cで受けられ信号処理回路16aで演算された後、
出力端子17より結果が出力される。ここで、偏光子3
7として積層型偏光子(例えば、住友大阪セメント株式
会社のラミポール(登録商標)など)を用いると、光学
システムを全ファイバー化することができ、さらに高機
能化がはかれる。本システムの特徴は検出器15cでの
光強度が被測定電流によって生じるファラデー旋光角閘
tの余弦関数(cos2閘t)で表され、精度良い測定が
できることである。本実施例においてもレーザ光を反射
材24で折り返し往復させている。また、センシングフ
ァイバーの巻き数は1回転以上である。
FIGS. 4 and 5 show another embodiment of the optical system. In FIG. 4, the laser light emitted from the light source 14 passes through the transmission / reception fiber 36, is linearly polarized by the polarizer 37 of the sensing fiber unit 11, and is incident on the depolarizer 38a.
After being guided to 3 and passing through the depolarizer 38b again, the light returns to the original optical path again by the reflector 24 disposed at the end of the fiber. The returned laser light passes through the transmission / reception fiber 36, is branched at the fiber branch point 39, is received by the detector 15c, is calculated by the signal processing circuit 16a,
The result is output from the output terminal 17. Here, the polarizer 3
If a laminated polarizer (for example, Ramipol (registered trademark) of Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) is used as 7, the optical system can be made into all fibers, and higher functionality can be achieved. The feature of this system is that the light intensity at the detector 15c is generated by the measured current and the Faraday rotation angle lock is generated.
represented by t of the cosine function (cos @ 2閘t), it is that it is accurate measurement. Also in this embodiment, the laser light is turned back and forth by the reflector 24. Further, the number of turns of the sensing fiber is one rotation or more.

【0013】次に、図5において、光源14より出射され
たレーザ光はファイバー分岐点40を通過後、光集積回路
41に入射される。光集積回路には偏光子42と位相変調器
43a,43bより構成され、位相変調器43a,43bは変調
回路44により変調信号を送られる。光集積回路41をでた
2つのレーザ光は各々4分の1波長板45a,45bを通過
後、送受光用ファイバーをも兼ねたセンシングファイバ
ー23を通り、センシングファイバー部11に達して導体2
の回りを各々逆方向に伝播した後、異なった光路で光集
積回路41に戻り、ファイバー分岐点40を通過後、検出器
15dで受けられる。本システムはいわゆる干渉式光変流
器であり、導体2の回りを時計方向および反時計方向に
回るレーザ光のファラデー効果による位相差を光強度に
て検出するものである。検出器15dの出力は制御・信号
処理回路16bにて演算された後、出力端子17より結果が
出力される。本実施例においても、光源・検出器部18と
センシングファイバー部は離されて設置されている。
Next, in FIG. 5, after the laser light emitted from the light source 14 passes through the fiber branch point 40,
It is incident on 41. Polarizer 42 and phase modulator in optical integrated circuit
The phase modulators 43a and 43b are provided with modulation signals by a modulation circuit 44. The two laser beams emitted from the optical integrated circuit 41 pass through the quarter-wave plates 45a and 45b, respectively, pass through the sensing fiber 23 which also functions as a transmitting / receiving fiber, reach the sensing fiber unit 11, and reach the conductor 2
After returning to the optical integrated circuit 41 through different optical paths after passing through the
15d. This system is a so-called interference type optical current transformer, and detects a phase difference due to the Faraday effect of a laser beam rotating clockwise and counterclockwise around the conductor 2 by light intensity. After the output of the detector 15d is calculated by the control / signal processing circuit 16b, the result is output from the output terminal 17. Also in this embodiment, the light source / detector section 18 and the sensing fiber section are installed separately.

【0014】上記構成の実施例には以下の作用がある。
センシングファイバー23を導体2を覆うGISタンク1
の外側に配置することにより、測定ビームをタンク中の
加熱されたガス中を通す必要がなくなる。また、センシ
ングファイバー23を温度変化の激しい領域から遠ざける
ことができるため、温度環境の変化を和らげることがで
きる。
The embodiment having the above configuration has the following operation.
GIS tank 1 covering the conductor 2 with the sensing fiber 23
The need to pass the measuring beam through the heated gas in the tank is eliminated. Further, since the sensing fiber 23 can be kept away from a region where the temperature changes rapidly, a change in the temperature environment can be reduced.

【0015】センシングファイバー23の回りを絶縁スペ
ーサ26で構成し、センシングファイバー23がつくるルー
プの内側にリターン電流を流さない構造とすることによ
り、センシングファイバーループ内に流れる電流は導体
2に流れる被測定電流のみであるため、アンペールの法
則にしたがって、精度の高い電流測定が可能となる。
By forming the structure around the sensing fiber 23 with the insulating spacer 26 and preventing the return current from flowing inside the loop formed by the sensing fiber 23, the current flowing through the sensing fiber loop is measured through the conductor 2 Since only current is used, highly accurate current measurement can be performed according to Ampere's law.

【0016】センシングファイバー23の回りをリターン
電流を流す導電性のカバー34で覆う構成としたことによ
り、センサーの回りのタンク間に電位差をなくすことが
でき、不要な絶縁破壊を防止することができる。
Since the surroundings of the sensing fiber 23 are covered with the conductive cover 34 for supplying a return current, a potential difference between the tanks around the sensor can be eliminated, and unnecessary dielectric breakdown can be prevented. .

【0017】センシングファイバー23の回りを覆う絶縁
スペーサ26および絶縁カバー31とリターン電流を流す導
電性カバー34間に断熱材33よりなる層を設けることによ
り、外気からの直射日光の照射等に伴う急激な温度変化
を和らげて光学部品内に温度差を生じさせにくくでき、
局所的な温度上昇による応力の集中をなくすことができ
る。
By providing a layer made of a heat insulating material 33 between the insulating spacer 26 covering the surroundings of the sensing fiber 23 and the insulating cover 31 and the conductive cover 34 through which the return current flows, the layer can be abruptly exposed to direct sunlight from the outside air or the like. To reduce the temperature change inside the optical component
Stress concentration due to a local temperature rise can be eliminated.

【0018】光源・検出器部18をセンシングファイバー
部11の設置場所より離れた位置に配置することにより、
環境変化に弱い光源及び検出器を、温度変化、振動、電
気ノイズの激しい領域から遠ざけることができる。ま
た、両者の間を送光用ファイバー12及び受光用ファイバ
ー13でつなぐことにより、伝送ビームが外部の影響を受
けにくくでき、かつ電気的絶縁も容易となる。
By arranging the light source / detector section 18 at a position away from the installation location of the sensing fiber section 11,
Light sources and detectors that are vulnerable to environmental changes can be kept away from areas where temperature changes, vibration, and electrical noise are severe. Further, by connecting the two with the light transmitting fiber 12 and the light receiving fiber 13, the transmission beam can be hardly affected by the outside and the electrical insulation can be facilitated.

【0019】センシングファイバー23の回りを覆う絶縁
カバーの下方に直接絶縁構造材がセンシングファイバー
23に触れない様に空間部32を設けることにより、振動に
よって生じるセンシングファイバー23内の応力発生を抑
えることができ、誤差の要因となる複屈折の誘起を抑え
ることができる。
The insulating structural material is directly under the insulating cover covering the sensing fiber 23.
By providing the space portion 32 so as not to touch the 23, generation of stress in the sensing fiber 23 caused by vibration can be suppressed, and induction of birefringence which causes an error can be suppressed.

【0020】センシングファイバー23の回りをシリコン
ゴムもしくはゲル等の変形しやすい接着材料30で構成す
ることにより、振動の影響をセンシングファイバー23が
直接受けることを和らげることができる。
By forming the periphery of the sensing fiber 23 with the easily deformable adhesive material 30 such as silicone rubber or gel, the sensing fiber 23 can be less affected by the vibration.

【0021】センシングファイバー23を光が往復するよ
うにセンシングファイバーの終端に反射材24(図2及び
図4)を配置することにより、温度依存性のある旋光に
よる光の偏光面の回転作用を相殺できるため、精度の向
上をはかることができる。
By arranging the reflector 24 (FIGS. 2 and 4) at the end of the sensing fiber so that the light reciprocates through the sensing fiber 23, the rotation action of the polarization plane of the light due to the optical rotation having a temperature dependency is canceled. As a result, accuracy can be improved.

【0022】図5にて示したように、センシングファイ
バー23を時計回りと反時計回りの両方向から光を伝播
させ、両光の位相差より電流量を測定する方法により、
両方向の光が同一環境下を伝播するため温度変化による
影響を相殺することができ、電流測定器の精度を向上さ
せることができる。以上に示したように、本発明の実施
例によれば、電流の増加に伴うビームの揺らぎに起因す
る精度の低下を防止し、振動や温度変化が大きい環境下
でも高精度で電流を測定できるようになる。先に実施例
において、図3でセンシングファイバー23の巻かれて
いる方向が絶縁スペーサ26の外周面であったが、その
面と垂直な面内、すなわち絶縁スペーサの横側の面(G
ISタンク1の端部フランジと対向する面)に渦状にV
字状の溝をつくり、本実施例と同様に柔らかい接着材料
でセンシングファイバーを接着し、センシングファイバ
ーに直接応力を与えないように空間部を介して絶縁カバ
ー及び断熱材を設けても本実施例と同様な効果がある。
As shown in FIG. 5, light is propagated through the sensing fiber 23 from both the clockwise and counterclockwise directions, and the amount of current is measured from the phase difference between the two lights.
Since light in both directions propagates in the same environment, the influence of a temperature change can be offset, and the accuracy of the current measuring device can be improved. As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent a decrease in accuracy due to a beam fluctuation caused by an increase in current, and to measure a current with high accuracy even in an environment where vibration and temperature change are large. Become like In the embodiment described above, the winding direction of the sensing fiber 23 in FIG. 3 is the outer peripheral surface of the insulating spacer 26, but in a plane perpendicular to that surface, that is, the side surface (G
V faces spirally on the surface facing the end flange of IS tank 1).
This embodiment is also applicable to a case in which a sensing groove is formed and a sensing fiber is bonded with a soft adhesive material similarly to the present embodiment, and an insulating cover and a heat insulating material are provided through a space so as not to directly apply a stress to the sensing fiber. Has the same effect as.

【0023】また、本実施例では導体2に流れる計測用
光変流器と保護用光変流器を兼ね備えた変流器を示した
が、計測用光変流器のダイナミックレンジを高くするた
めには、本実施例と同等な光変流器を2つ並べて置き、
計測光変流器側のセンシングファイバー23のファイバー
の巻き数(ループ数)を多くしてもよい。また、計測用
と保護用で光学システムを変えてもよい。
Further, in this embodiment, the current transformer having both the optical current transformer for measurement and the optical current transformer for protection flowing in the conductor 2 is shown. However, in order to increase the dynamic range of the optical current transformer for measurement. , Two optical current transformers equivalent to this embodiment are arranged side by side,
The number of windings (the number of loops) of the sensing fiber 23 on the measurement optical current transformer side may be increased. Further, the optical system for measurement and for protection may be changed.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、振動や温度変化が大き
い環境でも高精度で電流を測定できる光学式電流計測装
置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide an optical current measuring device capable of measuring a current with high accuracy even in an environment where vibrations and temperature changes are large.

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

【図1】本発明の一実施例の光学式電流計測装置の構成
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical current measurement device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る光学システムの一実施例の例解図FIG. 2 is an illustrative view of one embodiment of an optical system according to the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係る光ファイバーの取付構
造の例解図
FIG. 3 is an exemplary illustration of an optical fiber mounting structure according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る光学システムの他の実施例の例解
FIG. 4 is an illustrative view showing another embodiment of the optical system according to the present invention;

【図5】本発明に係る光学システムの更に他の実施例の
例解図
FIG. 5 is an illustrative view showing still another embodiment of the optical system according to the present invention;

【図6】従来の光学式電流計測装置の構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional optical current measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…GISタンク 2…導体 11…センシングファイバー部 18…光源・検出器部 23…センシングファイバー 24…反射材 26…絶縁スペーサ 30…接着材料 31…絶縁カバー 32…空間部 33…断熱材 34…導電性カバー 1 GIS tank 2 Conductor 11 Sensing fiber part 18 Light source / detector part 23 Sensing fiber 24 Reflective material 26 Insulating spacer 30 Adhesive material 31 Insulating cover 32 Space 33 Thermal insulation 34 Conductive Sex cover

フロントページの続き (72)発明者 生田 栄 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝 浜川崎工場内 (72)発明者 丹羽 景子 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝 浜川崎工場内 (72)発明者 三浦 宏 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝 浜川崎工場内 (56)参考文献 特開 平3−225282(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 15/24,31/00,33/032 H02B 13/035 - 13/065 Continued on the front page (72) Inventor Sakae Ikuta 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hamakawasaki Plant, Toshiba Corporation (72) Keiko Niwa 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Co., Ltd. Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Hiroshi Miura 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Toshiba Corporation Hamakawasaki Plant (56) References JP-A-3-225282 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 15 / 24,31 / 00,33 / 032 H02B 13/035-13/065

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の管状タンクを相互に、各々のタン
ク端部に設けたフランジを介して接合して形成した密閉
タンク内に絶縁ガスを充填し、前記密閉タンクの軸方向
に通電導体を配設して成るガス絶縁機器の前記通電導体
の通電電流を計測する光学式電流計測装置において、前
記管状タンクの端部フランジ相互間に環状絶縁部材を配
設し、この環状絶縁部材の外周囲に前記通電導体を周回
するように光ファイバーを巻回固定するとともに、この
光ファイバー外周囲に絶縁性部材を介して断熱性部材を
配設し、さらにこの光ファイバー両端部に所定の光学機
器を取り付け、この光ファイバー内を通光する光のファ
ラデー効果に伴う偏光状態に基づき前記通電電流を計測
することを特徴とする光学式電流計測装置。
An insulating gas is filled in a sealed tank formed by joining a plurality of tubular tanks to each other via a flange provided at each tank end, and a current-carrying conductor is provided in an axial direction of the sealed tank. In an optical current measuring device for measuring a current flowing through a current-carrying conductor of a gas-insulated device, an annular insulating member is provided between end flanges of the tubular tank, and an outer periphery of the annular insulating member is provided. An optical fiber is wound around and fixed around the current-carrying conductor, a heat-insulating member is provided around the optical fiber via an insulating member, and a predetermined optical device is attached to both ends of the optical fiber. An optical current measuring device, wherein the current is measured based on a polarization state of light passing through an optical fiber due to a Faraday effect.
【請求項2】 前記端部フランジ相互間は、前記光ファ
イバー外周囲を覆う前記断熱性部材の外周囲に配設され
た導電性カバーにより電気的に結合されている請求項1
記載の光学式電流計測装置。
2. The end flanges are electrically connected to each other by a conductive cover disposed on the outer periphery of the heat insulating member covering the outer periphery of the optical fiber.
The optical current measuring device as described in the above.
【請求項3】 前記光ファイバーと前記絶縁性部材との
間には所定の空間が設けられている請求項1乃至2記載
の光学式電流計測装置。
3. The optical current measuring device according to claim 1, wherein a predetermined space is provided between said optical fiber and said insulating member.
【請求項4】 前記光ファイバーの終端には反射材が配
設され、送光光が反射されて再び同一送光路を通光する
請求項1乃至3記載の光学式電流計測装置。
4. The optical current measuring device according to claim 1, wherein a reflecting material is provided at an end of said optical fiber, and the transmitted light is reflected and transmitted through the same light transmitting path again.
【請求項5】 前記光学機器は光ファイバーの両端より
送光し同一送光路を逆方向に通光する光のファラデー効
果に伴う位相差を検出する請求項1乃至3記載の光学式
電流計測装置。
5. The optical current measuring device according to claim 1, wherein the optical device detects a phase difference caused by a Faraday effect of light transmitted from both ends of the optical fiber and transmitted through the same light transmission path in the opposite direction.
【請求項6】 複数の管状タンクを相互に、各々のタン
ク端部に設けたフランジを介して接合して形成した密閉
タンク内に絶縁ガスを充填し、前記密閉タンクの軸方向
に通電導体を配設して成るガス絶縁機器の前記通電導体
の通電電流を計測する光学式電流計測装置において、前
記管状タンクの端部フランジ相互間に環状絶縁部材を配
設し、この環状絶縁部材の前記フランジと対向する面に
前記通電導体を周回する溝部を設け、この溝部に光ファ
イバーを巻回固定するとともに、この光ファイバー外周
囲に絶縁性部材を介して断熱性部材を配設し、さらにこ
の光ファイバー両端部に所定の光学機器を取り付け、こ
の光ファイバー内を通光する光のファラデー効果に伴う
偏光状態に基づき前記通電電流を計測することを特徴と
する光学式電流計測装置。
6. A sealed tank formed by joining a plurality of tubular tanks to each other via a flange provided at each tank end is filled with an insulating gas, and a current-carrying conductor is passed in the axial direction of the sealed tank. An optical current measuring device for measuring a current flowing through the current-carrying conductor of a gas-insulated device, wherein an annular insulating member is provided between end flanges of the tubular tank, and the flange of the annular insulating member is provided. A groove surrounding the current-carrying conductor is provided on a surface facing the optical fiber, an optical fiber is wound around the groove, and a heat insulating member is provided around the outer periphery of the optical fiber via an insulating member. Optical current measurement, wherein a predetermined optical device is attached to the optical fiber, and the energizing current is measured based on a polarization state associated with the Faraday effect of light passing through the optical fiber. apparatus.
【請求項7】 前記光ファイバーと前記絶縁性部材との
間には所定の空間が設けられている請求項6記載の光学
式電流計測装置。
7. The optical current measuring device according to claim 6, wherein a predetermined space is provided between the optical fiber and the insulating member.
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