JP4148358B2 - 電圧センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雷サージ測定に好適な電圧センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
雷サージ測定用の電圧センサとして、例えば、以下の（１）〜（５）に示すような方式が従来から存在している。
（１）抵抗分圧方式
（２）コンデンサ分圧方式
（３）コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式
（４）コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式
（５）ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を抑える方式
続いて、これら（１）〜（５）の方式について説明する。
【０００３】
（１）抵抗分圧方式
図６は抵抗分圧方式の電圧センサを説明する説明図である。
この電圧センサは、高圧側抵抗５１、低圧側抵抗５２、オシロスコープ５３を備えている。
高圧側抵抗５１および低圧側抵抗５２は、共に無誘導抵抗が使用されている。高圧側抵抗５１は、高圧側に配置される高耐圧用の抵抗であり、抵抗値が大きい。一方、低圧側抵抗５２は、低圧側に配置され、抵抗値は小さい。
これら高圧側抵抗５１および低圧側抵抗５２を直列に接続する。雷サージ電圧の測定は、低圧側抵抗５２の分担電圧をオシロスコープ５３で測定することにより行う。
【０００４】
（２）コンデンサ分圧方式
図７はコンデンサ分圧方式の電圧センサを説明する説明図である。
この電圧センサは、高圧側コンデンサ５４、低圧側コンデンサ５５、オシロスコープ５３を備えている。
高圧側コンデンサ５４には高耐圧のセラミックコンデンサが使用され、静電容量は小さい。
低圧側コンデンサ５５にはセラミックコンデンサやフィルムコンデンサが使用され、静電容量は大きい。
雷サージ電圧の測定は、これら高圧側コンデンサ５４および低圧側コンデンサ５５を直列に接続し、低圧側コンデンサ５５の分担電圧をオシロスコープ５３で測定することにより行う。
【０００５】
（３）コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式
図８はコンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式の電圧センサを説明する説明図である。
この電圧センサは、高圧側コンデンサ５４、低圧側コンデンサ５５、光電圧センサ（センサ部）５６、光ファイバケーブル５７、光電圧センサ（計測部）５８、オシロスコープ５３を備えている。
【０００６】
図７を用いて説明したコンデンサ分圧方式の低圧側コンデンサ５５に電気光学効果（ポッケルス効果）を応用した光電圧センサ（センサ部）５６を接続する。メタル線（同軸ケーブル）の代わりに光ファイバケーブル５７を介して光電圧センサ（計測部）５８に接続される。
このような電圧センサでは、光電圧センサ（センサ部）５６が電圧信号を光信号に変換して光ファイバケーブル５７に出力し、光電圧センサ（計測部）５８は光信号を電圧信号に変換して出力する。オシロスコープ５３は、この電圧信号により雷サージ電圧を測定する。
【０００７】
（４）コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ（電気／光）変換器，Ｏ／Ｅ（光／電気）変換器併用方式
図９はコンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式の電圧センサを説明する説明図である。
この電圧センサは、高圧側コンデンサ５４、低圧側コンデンサ５５、Ｅ／Ｏ変換器（送信部）５９、光ファイバケーブル５７、Ｏ／Ｅ変換器（受信部）６０、オシロスコープ５３を備えている。
【０００８】
図７を用いて説明したコンデンサ分圧方式の低圧側コンデンサ５５にＥ／Ｏ変換器（送信部）５９を並列接続する。メタル線（同軸ケーブル）の代わりに光ファイバケーブル５７を介してＥ／Ｏ変換器（受信部）６０に接続される。
このような電圧センサでは、Ｅ／Ｏ変換器（送信部）５９が電圧信号を光信号に変換して光ファイバケーブル５７に出力し、Ｅ／Ｏ変換器（受信部）６０は光信号を電圧信号に変換して出力する。オシロスコープ５３は、この電圧信号により雷サージ電圧を測定する。
【０００９】
（５）ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を抑える方式
さらに、図９で示したコンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式において、Ｅ／Ｏ変換器の発光素子としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いる場合、測定前にキャリブレーションを施し、ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を補正している。
【００１０】
これら（１）〜（５）の方式のうち、（４）に係る方式の従来技術が、例えば、光電圧センサ（特許文献１参照）として開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１９３６８５号公報
【００１２】
従来技術はこのようなものが存在していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来システムではそれぞれ次の問題点が挙げられる。
（１）抵抗分圧方式
雷サージ電圧が数十ｋＶと高電圧であるため、図６に示した抵抗分圧方式の電圧センサでは、抵抗の許容電力を考慮すると、高圧側抵抗５１の値を数十ｋΩ〜１００ｋΩ程度に設定する必要がある。
また、高耐圧の高圧側抵抗５１は外形が大きいため、無誘導抵抗を使用しても数百ｋＨｚ以上の高周波領域においては、そのインダクタンスが抵抗のインピーダンス増加につながり、測定誤差を生じる（周波数特性に問題がある。）
また、信号伝送が基本的に同軸ケーブル等のメタル線であり、高周波ノイズが測定精度に影響を及ぼす。
【００１４】
（２）コンデンサ分圧方式
図７に示したコンデンサ分圧方式の電圧センサでは、静電容量の最適化により数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚの高周波領域まで測定が可能であるが、高電圧を分圧する関係上、低圧側コンデンサ５５の静電容量を大きくしなければならないため、センサ部の外形が大きくなる。
この問題を解決するために、低圧側コンデンサ５５の種類を高圧側コンデンサ５４と同様のセラミックコンデンサからフィルムコンデンサ等に変更する方法があるが、それぞれの静電容量の温度係数の違いから、温度特性が大きくなる。
また、抵抗分圧方式と同様に信号伝送が基本的に同軸ケーブル等のメタル線であり、高周波ノイズが測定精度に影響を及ぼす。
【００１５】
（３）コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式
図８で示すように、コンデンサ分圧および光電圧センサ（センサ部）５６，光電圧センサ（計測部）５８を併用する電圧センサとすることにより、信号伝送は同軸ケーブル等のメタル線から光ファイバケーブル５７となり高周波ノイズによる測定精度の問題が解決できる。また、光電圧センサ（センサ部）５６は電源が不要であるため、屋内、屋外を問わず適用可能である。
しかし、光電圧センサ（センサ部）５６，光電圧センサ（計測部）５８の周波数特性は数百ｋＨｚ程度であり、雷サージ測定用電圧センサの周波数特性も光電圧センサ（センサ部）５６，光電圧センサ（計測部）５８の周波数特性に依存するため、数ＭＨｚまで対応できなくなる。
【００１６】
（４）コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式
図９で示すように、コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器を併用する電圧センサとすることにより、信号伝送は同軸ケーブル等のメタル線から光ファイバケーブル５７となり高周波ノイズによる測定精度の問題が解決できる。また、Ｅ／Ｏ変換器（送信部）５９，Ｏ／Ｅ変換器（受信部）６０の周波数特性は数十〜百ＭＨｚ程度であり、コンデンサ分圧器の周波数特性の限界まで対応できる。しかし、低圧側コンデンサに接続するＥ／Ｏ変換器（送信部）５９に電源が必要であり、電池を使用することとなる。したがって、定期的な電池交換が必要となるため屋外使用には適さない（雷サージ測定用電圧センサには適さない。）。
【００１７】
（５）ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を抑える方式
ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を抑える方法として、現在市販されている電気−光変換器（Ｅ／Ｏ変換器，Ｏ／Ｅ変換器）においては、測定前にキャリブレーションをかけることにより、ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を補正している。
しかし、本方式を雷サージ測定用電圧センサに適用した場合、分圧部分に接続するＥ／Ｏ変換器（送信部）５９にキャリブレーション用の回路とそれを動作させるための電源が必要となり、装置の大形化につながる。また、定期的な電池交換が必要となり、屋外使用には適さない（雷サージ測定用電圧センサには適さない。）。
上気した（１）〜（５）の方式ではそれぞれ問題があり、精度良い雷サージ電圧の測定が困難であるという問題があった。
【００１８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、雷サージを精度良く測定できる電圧センサを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の電圧センサによれば、
被測定電圧が印加された場合に流れる電流を制限する電流制限抵抗と、電流に応じて第１光を出射するＬＥＤモジュールと、被測定電圧が負電圧の場合に流れる逆電流からＬＥＤモジュールを保護する保護ダイオードと、を有しており、被測定電圧が正電圧の場合に発光して第１光を出射する正電圧測定用回路、および、被測定電圧が印加された場合に流れる電流を制限する電流制限抵抗と、電流に応じて第２光を出射するＬＥＤモジュールと、被測定電圧が正電圧の場合に流れる逆電流からＬＥＤモジュールを保護する保護ダイオードと、を有しており、被測定電圧が負電圧の場合に発光して第２光を出射する負電圧測定用回路を含むセンサ部と、
前記正電圧測定用回路から出射される第１光を伝達する光ファイバコード、および、前記負電圧測定用回路から出射される第２光を伝達する光ファイバコードを含む光ファイバケーブルと、
これら光ファイバケーブルを通じて伝達された第１光を変換して第１電圧信号を生成するＰＤモジュールと、第１電圧信号を増幅する増幅回路と、第２光を変換して第２電圧信号を生成するＰＤモジュールと、第２電圧信号を増幅する増幅回路と、増幅した第１電圧信号から増幅した第２電圧信号を減算して補正前サージ電圧信号を生成する減算回路と、補正前サージ電圧信号に対して温度に応じてゲインを増減させ、さらに高周波帯域側でゲインを増加させてサージ電圧信号とする補正を行ってサージ電圧信号を出力する補正回路と、を有する信号処理回路部と、
を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項２記載の電圧センサによれば、
請求項１に記載の電圧センサにおいて、
前記信号処理回路部の補正回路は、
温度に応じて変化する信号を出力する温度センサと、
信号に基づいて温度信号を出力する温度検出回路と、
温度信号に基づいてゲインを増減させる可変ゲイン回路と、
を含む温度補正回路部と、
高周波数帯域のゲインを増加させる高周波数帯域ゲイン回路、
を含む抵抗周波数特性補正回路部と、
を備え、
補正回路の温度補正回路部は、減算回路からの補正前サージ電圧信号を可変ゲイン回路に入力してゲインを増減させた補正前サージ電圧信号とし、
補正回路の抵抗周波数特性補正回路部は、このゲインを増減させた補正前サージ電圧信号を高周波数帯域ゲイン回路に入力して高周波数帯域のゲインを増加させたサージ電圧信号を生成することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項３記載の電圧センサによれば、
請求項２に記載の電圧センサにおいて、
前記可変ゲイン回路は、予め複数の特性のゲインを登録しておき、温度信号に基づいて複数の特性のゲインから選択して、温度が上がればゲインも上がり、温度が下がればゲインも下がるように設定することでゲインを増減させることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図に基づき説明する。図１は本発明の実施形態の電圧センサの信号処理ブロック図、図２は本発明の実施形態の電圧センサの説明図（外観および内部構造）、図３は補正回路の構成図、図４は印加電圧の波形図、図５は信号処理回路部出力電圧の波形図である。
【００２３】
電圧センサは、図１で示すように、センサ部１０、光ファイバケーブル２０、信号処理回路部３０を備えている。
センサ部１０は、さらに電流制限抵抗１１、ＬＥＤモジュール１２、保護ダイオード１３、電流制限抵抗１４、ＬＥＤモジュール１５、保護ダイオード１６を備えている。
これらは電流制限抵抗１１、ＬＥＤモジュール１２、保護ダイオード１３を含む正電圧測定用回路と、電流制限抵抗１４、ＬＥＤモジュール１５、保護ダイオード１６を含む負電圧測定用回路を備えている。
【００２４】
光ファイバケーブル２０は、詳しくは二系統を含むようになされており、光ファイバコード２１，２２を備えている。
【００２５】
信号処理回路部３０は、さらに、ＰＤ（Photo Diode）モジュール３１，３２、増幅回路３３，３４、減算回路３５、補正回路３６を備えている。
この補正回路３６は、図３で示すように、温度補正回路部と抵抗周波数特性補正回路部とを含むものである。
温度補正回路部は、温度センサ３６ａ、温度検出回路３６ｂ、可変ゲイン回路３６ｃを備えている。
抵抗周波数特性補正回路部は、高周波数帯域ゲイン回路３６ｄを備えている。
【００２６】
このような構成を有する電圧センサのうち、屋外に取り付けられるセンサ部１０の装置構造は図２に示すようになる。図２（ａ）で示すように、センサ部１０の外側には、低圧配電線に接続するリード線を収容するモールドコーン１０ａ、絶縁用の碍管１０ｂ、ケース１０ｃ、光コネクタ１０ｄ、接地端子１０ｅが設けられている。
【００２７】
また、内部構造は、図２（ｂ）で示すように、電流制限抵抗（高耐圧の無誘導抵抗）１１，１４、ＬＥＤ駆動回路（ＬＥＤモジュール１２，１５、逆電圧用の保護ダイオード１３，１６、端子台を実装した基板）を収容する回路収容部１０ｆ、および光ファイバコード１０ｇが設けられている。これら光ファイバコード１０ｇは光コネクタ１０ｄを介して光ファイバケーブル２０に接続される。
【００２８】
このような電圧センサの仕様は以下に示す表１のようになる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
続いて、電圧センサの回路構成および動作原理について説明する。
先に図１を用いて説明したようにセンサ部１０は、正電圧測定用、負電圧測定用の２回路からなっている。
センサ部１０に雷サージ電圧が印加され、被測定電圧が正電圧である場合、正電圧測定用回路において、高耐圧の無誘導抵抗である電流制限抵抗１１のインピーダンスに応じた電流がＬＥＤモジュール１２の駆動電流となって流れる。
【００３１】
ＬＥＤモジュール１２に駆動電流が流れて第１光を出射し、その第１光が光ファイバコード２１に入射する。なお、負電圧測定用回路でも電流制限抵抗１４のインピーダンスに応じた電流が流れるが、保護ダイオード１５に電流が流れてＬＥＤモジュール１６に流れる電流は微量となる。
【００３２】
また、センサ部１０に雷サージ電圧が印加され、被測定電圧が負電圧である場合、負電圧測定用回路において、高耐圧の無誘導抵抗である電流制限抵抗１４のインピーダンスに応じた電流がＬＥＤモジュール１５の駆動電流となって流れる。
【００３３】
ＬＥＤモジュール１５に駆動電流が流れて第２光を出射し、その第２光が光ファイバコード２２に入射する。なお、正電圧測定用回路でも電流制限抵抗１１のインピーダンスに応じた電流が流れるが、保護ダイオード１３に電流が流れてＬＥＤモジュール１２に流れる電流は微量となる。
【００３４】
このようなＬＥＤモジュール１２，１５の駆動電流は、雷サージ電圧の大きさに比例するため、光ファイバケーブル２０に入射する光強度も同様に雷サージ電圧の大きさに比例する。したがって、信号処理回路で光−電気変換（Ｏ／Ｅ変換）することにより、雷サージ電圧を測定することができる。
また、正電圧測定用回路および負電圧測定用回路により、正負電圧にわたる広いレンジの雷サージ電圧を測定できる。
【００３５】
なお、広範な雷サージ電圧を測定するためにセンサ部１０の周波数帯域を１０ＭＨｚとしており、ＬＥＤモジュール１２，１５もその周波数特性を満足し、かつ駆動電流に対して直線性の良い機種を選定する必要がある。また、逆電圧に対する保護用ダイオード１３，１６は逆回復時間が遅いと雷サージ電圧波形の立ち上がりに誤差を生じるため、逆回復時間が極力短いスイッチングダイオードを選定する必要がある。
また、電流制限抵抗１１，１４、ＬＥＤモジュール１２，１５、および、保護ダイオード１３，１６は、抵抗値等の特性を一致させる必要があり、同一のものを二個づつ設ける。
【００３６】
光ファイバケーブル２０は、ＬＥＤモジュール１２から出射された第１光，および、ＬＥＤモジュール１５から出射された第２光を信号処理回路部３０へ伝達する。第１光はＰＤモジュール３１に、また、第２光はＰＤモジュール３２に、それぞれ入射される。
ＰＤモジュール３１は、光ファイバコード２１から入射した第１光を光−電気変換（Ｏ／Ｅ変換）して第１電圧信号に変換する。同様に、ＰＤモジュール３２は、光ファイバコード２２から入射した第２光を光−電気変換（Ｏ／Ｅ変換）して第２電圧信号に変換する。
【００３７】
増幅回路３３は、ＰＤモジュール３１から出力された第１電圧信号を増幅して、適正な変成比に調節した上で、減算回路３５のプラス入力部へ出力する。
同様に、増幅回路３４は、ＰＤモジュール３２から出力された第２電圧信号を増幅して、適正な変成比に調節した上で、減算回路３５のマイナス入力部へ出力する。
【００３８】
減算回路３５は、測定された負電圧測定波形（原理上、負の電圧が光の強度に変換されて正負の区別がなくなっており、正電圧として出力されている）を負電圧に変換するための差動増幅回路である。
負電圧測定用回路からの出力波形は、増幅回路３４から出力された時点では正電圧となっているため、正電圧測定用回路の増幅回路出力から負電圧測定用回路の増幅回路出力を減算して、負電圧出力波形の極性を合わせている。減算回路３５は、補正前サージ電圧信号を生成して出力する。
【００３９】
補正回路３６は、補正前サージ電圧信号を入力して、サージ電圧信号を出力することとなる。ここで補正について説明する。
この補正回路３６は、図３で示すように、ＬＥＤモジュール１２，１５の発光強度の温度依存性を補正する温度補正回路部と、電流制限抵抗の周波数特性を補正する抵抗周波数特性補正回路部と、により構成されている。
【００４０】
まず、温度補正回路部について説明する。
ＬＥＤモジュール１２，１５の発光強度の温度依存性は、２０±４０℃において±１２％（２０℃基準）程度依存する。そこで直線性の優れている白金薄膜温度センサ３６ａにより周囲温度を検出し、それに応じた信号を出力する。温度検出回路３６ｂは信号に基づいて温度信号を出力する。可変ゲイン回路３６ｃは温度信号に基づいてゲインを増減させる。
このゲインの増減とは、例えば、予め複数の特性のゲインを登録しておいて、ＣＰＵ（図示せず）の比較処理により温度信号に応じて切り換える、或いは温度変化に対してＬＥＤモジュールとＰＤモジュールの特性が線形変化するので関数演算処理により温度信号に応じて切り換える等処理することで、温度が上がればゲインも上がり、温度が下がればゲインも下がるように設定されている。
【００４１】
このように可変ゲイン回路３６ｃが周囲温度に応じて温度補正回路のゲインをコントロールすることにより、ＬＥＤモジュール１２，１５の発光強度の温度依存性を相殺する。
【００４２】
続いて、抵抗周波数特性補正回路部について説明する。
センサ部１０において電流制限抵抗１１，１４は高耐圧の無誘導抵抗を使用するが、１ＭＨｚを超える帯域ではインダクタンス分によりインピーダンスが増大するため、ＬＥＤモジュール１２，１５の駆動電流が減少し、発光強度が低下する。
【００４３】
そこで補正回路３６で電流制限抵抗１１，１４による周波数特性を補償・相殺するため、高周波帯域側でゲインを持ち上げる高周波数帯域ゲイン回路３６ｄを介在させる。この高周波数帯域ゲイン回路３６ｄの周波数特性は、電流制限抵抗１１（または１４）の周波数特性の逆特性となる。例えば、電流制限抵抗の伝達関数をＧ１（ｓ）と、また、高周波数帯域ゲイン回路３６ｄの伝達関数をＧ２（ｓ）とした場合、Ｇ１（ｓ）・Ｇ２（ｓ）≒１となるような特性である。このような補正を行ったのち、補正回路３６からサージ電圧信号が出力される。
【００４４】
このような電圧センサの動作を検証するため、擬似的に作った印加電圧（サージ電圧）をセンサ部１０に加え、信号処理回路部３０から出力された信号処理回路部出力電圧信号（サージ電圧信号）を計測した。擬似的なサージ電圧として図４で示すような印加電圧をセンサ部１０に加えたところ、信号処理回路部３０から出力された信号処理回路部出力電圧の波形（サージ電圧信号）は、図５で示すように、ほぼ同一の波形が出力されており、良好に動作することが確認されている。
【００４５】
【発明の効果】
本発明では従来方式と比較して以下の効果を得ることができる。
（１）抵抗分圧方式に対して
▲１▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサは、原理的に信号伝送における高周波ノイズの影響がなくなるので、測定精度の向上が図れる。（ＬＥＤ方式の信号伝送は光信号により行われるため、基本的に電磁界の影響を受けない。）
▲２▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサにおいても高耐圧の無誘導抵抗を使用するため、抵抗の周波数特性が重要であるが、受光回路後の信号処理回路部にて補正が可能であるため、抵抗の周波数特性を相殺することが可能である。
【００４６】
（２）コンデンサ分圧方式に対して
▲１▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサは、原理的に信号伝送における高周波ノイズの影響がなくなるので、測定精度の向上が図れる。（ＬＥＤ方式では信号伝送は光信号により行われるため、基本的に電磁界の影響を受けない。）
▲２▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサの基本構成は高耐圧の無誘導抵抗とＬＥＤモジュールを直列接続したものであり、コンデンサ分圧方式に比べて小形軽量である。
【００４７】
（３）コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式
▲１▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサの基本構成は、高耐圧の無誘導抵抗とＬＥＤモジュールを直列接続したものであり、コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式に比べて小形軽量化が図れる。
▲２▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサの周波数特性は２．５ＭＨｚ程度であり、コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式の数百ｋＨｚに対して大幅に向上している。
【００４８】
（４）コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式
▲１▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサの基本構成は高耐圧の無誘導抵抗とＬＥＤモジュールを直列接続したものであり、コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式に比べて、小形軽量化が図れる。
▲２▼本発明のＬＥＤ方式の電圧センサは、雷サージ電圧によりＬＥＤモジュールを駆動する方式であるため、センサ部に電源が不要であり、定期的な電池交換の必要がない。（屋外設置に適する）
【００４９】
（５）ＬＥＤの発光強度の温度依存性による測定誤差を抑える方法
ＬＥＤの発光強度の温度依存性に対して、信号処理回路部側に温度センサを備えて周囲温度を常に検出し、出力に温度補正を加えることにより測定誤差を抑制している。このため、電気−光変換器（Ｅ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器）のようなキャリブレーションをかけることが不要となる。したがって、分圧部分にはキャリブレーション用の回路と電源が不要となり、装置の小形化が図れるとともに電池交換の必要がない。
【００５０】
総じて、雷サージを精度良く測定できるような電圧センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電圧センサの信号処理ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の電圧センサの説明図（外観および内部構造）である。
【図３】補正回路の構成図である。
【図４】印加電圧の波形図である。
【図５】信号処理回路部出力電圧の波形図である。
【図６】抵抗分圧方式の電圧センサを説明する説明図である。
【図７】コンデンサ分圧方式の電圧センサを説明する説明図である。
【図８】コンデンサ分圧および光電圧センサ併用方式の電圧センサを説明する説明図である。
【図９】コンデンサ分圧およびＥ／Ｏ，Ｏ／Ｅ変換器併用方式の電圧センサを説明する説明図である。
【符号の説明】
１０ センサ部
１０ａ モールドコーン
１０ｂ 碍管
１０ｃ ケース
１０ｄ 光コネクタ
１０ｅ 接地端子
１０ｆ 回路収容部
１０ｇ 光ファイバコード
１１ 電流制限抵抗
１２ ＬＥＤモジュール
１３ 保護ダイオード
１４ 電流制限抵抗
１５ ＬＥＤモジュール
１６ 保護ダイオード
２０ 光ファイバケーブル
２１ 光ファイバコード
２２ 光ファイバコード
３０ 信号処理回路部
３１ ＰＤモジュール
３２ ＰＤモジュール
３３ 増幅回路
３４ 増幅回路
３５ 減算回路
３６ 補正回路
３６ａ 温度センサ
３６ｂ 温度検出回路
３６ｃ 可変ゲイン回路
３６ｄ 高周波数帯域ゲイン回路
５１ 高圧側抵抗
５２ 低圧側抵抗
５３ オシロスコープ
５４ 高圧側コンデンサ
５５ 低圧側コンデンサ
５６ 光電圧センサ（センサ部）
５７ 光ファイバケーブル
５８ 光電圧センサ（計測部）
５９ Ｅ／Ｏ変換部（送信部）
６０ Ｏ／Ｅ変換部（受信部）

Claims (3)

1. 被測定電圧が印加された場合に流れる電流を制限する電流制限抵抗と、電流に応じて第１光を出射するＬＥＤモジュールと、被測定電圧が負電圧の場合に流れる逆電流からＬＥＤモジュールを保護する保護ダイオードと、を有しており、被測定電圧が正電圧の場合に発光して第１光を出射する正電圧測定用回路、および、被測定電圧が印加された場合に流れる電流を制限する電流制限抵抗と、電流に応じて第２光を出射するＬＥＤモジュールと、被測定電圧が正電圧の場合に流れる逆電流からＬＥＤモジュールを保護する保護ダイオードと、を有しており、被測定電圧が負電圧の場合に発光して第２光を出射する負電圧測定用回路を含むセンサ部と、
   前記正電圧測定用回路から出射される第１光を伝達する光ファイバコード、および、前記負電圧測定用回路から出射される第２光を伝達する光ファイバコードを含む光ファイバケーブルと、
   これら光ファイバケーブルを通じて伝達された第１光を変換して第１電圧信号を生成するＰＤモジュールと、第１電圧信号を増幅する増幅回路と、第２光を変換して第２電圧信号を生成するＰＤモジュールと、第２電圧信号を増幅する増幅回路と、増幅した第１電圧信号から増幅した第２電圧信号を減算して補正前サージ電圧信号を生成する減算回路と、補正前サージ電圧信号に対して温度に応じてゲインを増減させ、さらに高周波帯域側でゲインを増加させてサージ電圧信号とする補正を行ってサージ電圧信号を出力する補正回路と、を有する信号処理回路部と、
   を備えることを特徴とする電圧センサ。
2. 請求項１に記載の電圧センサにおいて、
   前記信号処理回路部の補正回路は、
   温度に応じて変化する信号を出力する温度センサと、
   信号に基づいて温度信号を出力する温度検出回路と、
   温度信号に基づいてゲインを増減させる可変ゲイン回路と、
   を含む温度補正回路部と、
   高周波数帯域のゲインを増加させる高周波数帯域ゲイン回路、
   を含む抵抗周波数特性補正回路部と、
   を備え、
   補正回路の温度補正回路部は、減算回路からの補正前サージ電圧信号を可変ゲイン回路に入力してゲインを増減させた補正前サージ電圧信号とし、
   補正回路の抵抗周波数特性補正回路部は、このゲインを増減させた補正前サージ電圧信号を高周波数帯域ゲイン回路に入力して高周波数帯域のゲインを増加させたサージ電圧信号を生成することを特徴とする電圧センサ。
3. 請求項２に記載の電圧センサにおいて、
   前記可変ゲイン回路は、予め複数の特性のゲインを登録しておき、温度信号に基づいて複数の特性のゲインから選択して、温度が上がればゲインも上がり、温度が下がればゲインも下がるように設定することでゲインを増減させることを特徴とする電圧センサ。

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