JP4474536B2 - High voltage measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、ポッケルス材料を利用した高電圧測定装置に関するものである。 The present invention relates to a high voltage measuring device using a Pockels material.
高電圧(例えば1000V以上の電圧)を測定するためには、計測装置の絶縁耐圧や、計測機器を通じた漏洩電流が問題となるため、一般には、高電圧を、測定容易な低電圧に変換してから測定している。実用的な高電圧測定器としては、計器用変圧器、抵抗分圧器、容量分圧器が開発されている。 In order to measure a high voltage (for example, a voltage of 1000 V or more), the withstand voltage of the measuring device and the leakage current through the measuring device are problematic. Therefore, in general, the high voltage is converted into a low voltage that is easy to measure. It is measured after. As practical high-voltage measuring instruments, instrument transformers, resistance voltage dividers, and capacitive voltage dividers have been developed.
しかしながら、計器用変圧器は、通常は、商用周波数以上の周波数を有する交流電圧しか計測できない。また、抵抗分圧器や容量分圧器は、測定できる高電圧波形がかなり限定されてしまう。 However, an instrument transformer can usually measure only an alternating voltage having a frequency higher than a commercial frequency. In addition, the high voltage waveform that can be measured by the resistance voltage divider and the capacitive voltage divider is considerably limited.
さらに、分圧を用いた場合の分圧比(高電圧から低電圧への変換の割合)は、気象条件や、周囲に存在する構造物の配置状況などの条件によって変化する。このため、この方式では、電圧の絶対測定は原理的に望めない。 Furthermore, the voltage division ratio (ratio of conversion from high voltage to low voltage) in the case of using partial pressure changes depending on conditions such as weather conditions and the arrangement of surrounding structures. For this reason, in this method, absolute measurement of voltage cannot be expected in principle.
また、近年、ポッケルス材料(ポッケルス効果を有する物質をいう)と容量分圧器とを併用した電圧測定器が開発されている。しかしながら、この技術においても、容量分圧器を使用するために、電圧の絶対測定は困難である。 In recent years, a voltage measuring device using a Pockels material (referring to a substance having a Pockels effect) and a capacitive voltage divider has been developed. However, even in this technique, since a capacitive voltage divider is used, absolute measurement of voltage is difficult.
さらに、容量分圧器を用いずにポッケルス材料で電圧測定を行う技術も開発されている。しかしながら、従来の装置では、2点間の絶縁を確保するために極めて大きな容器内にポッケルス材料を収納した上で絶縁性の高いガスを封入しており、装置が大型であるという問題があった。 In addition, a technique for measuring voltage with Pockels material without using a capacitive voltage divider has been developed. However, in the conventional apparatus, in order to ensure insulation between two points, a Pockels material is stored in an extremely large container and then a gas having high insulating properties is enclosed, and there is a problem that the apparatus is large. .
また、ポッケルス材料を用いて電圧測定を行う場合に、従来の技術では、電極の位置を避けて光を入力し、その光における偏波状態の変化から電圧を算出している。この技術では、電圧印加箇所(つまり電極で挟まれた部分)ではなく、それに隣接した領域を光が通過する。すると、周辺環境に起因する近接効果によって外部から電気力線が加わったり、電気力線が逃げたりすることがあり、電圧測定の精度が劣化するという問題もあった。 Further, when performing voltage measurement using a Pockels material, in the conventional technique, light is input avoiding the position of the electrode, and the voltage is calculated from the change in the polarization state of the light. In this technique, light passes through a region adjacent to a voltage application portion (that is, a portion sandwiched between electrodes). Then, due to the proximity effect caused by the surrounding environment, there is a problem that the lines of electric force are applied from the outside or the lines of electric force escape, and the accuracy of voltage measurement is deteriorated.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、電圧の絶対測定を精度良くかつ簡易に行える高電圧測定装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a high voltage measuring apparatus capable of accurately and easily performing absolute voltage measurement.
本発明に係る高電圧測定装置は、発光部と、検出部と、センサ部とを備えている。前記センサ部は、ポッケルス材料と、第1電極と、第2電極とを備えている。前記ポッケルス材料は、第1端部と第2端部とを備えている。前記第1電極は、前記第1端部に接触して取り付けられている。かつ、前記第1電極は、前記発光部からの光に対して透明となっている。前記第2電極は、前記第2端部に接触して取り付けられている。前記発光部は、この発光部からの光が、前記第1電極および前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達するように、前記光を照射する構成となっている。前記検出部は、前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達した光の特性変化に基づいて、前記第1電極と前記第2電極との間に印加された電圧を測定するものとなっている。 The high voltage measuring apparatus according to the present invention includes a light emitting unit, a detecting unit, and a sensor unit. The sensor unit includes a Pockels material, a first electrode, and a second electrode. The Pockels material has a first end and a second end. The first electrode is attached in contact with the first end. The first electrode is transparent to the light from the light emitting unit. The second electrode is attached in contact with the second end. The light emitting unit is configured to irradiate the light so that light from the light emitting unit passes through the first electrode and the Pockels material and reaches the second electrode. The detection unit measures a voltage applied between the first electrode and the second electrode based on a characteristic change of light passing through the Pockels material and reaching the second electrode. ing.
前記光の特性変化とは、例えば、光の偏波面の変化である。 The light characteristic change is, for example, a change in the polarization plane of the light.
前記高電圧測定装置は、さらに取付部を備えていてもよい。前記取付部は、前記センサ部に取り付けられており、フック状に形成されており、かつ、導電性を有している。さらに、前記取付部は、前記第1電極または第2電極のうちの一方に電気的に接続されている。前記第1電極または第2電極の他方は、基準電位に対して電気的に接続されている。 The high voltage measuring device may further include an attachment portion. The attachment portion is attached to the sensor portion, is formed in a hook shape, and has conductivity. Further, the attachment portion is electrically connected to one of the first electrode and the second electrode. The other of the first electrode and the second electrode is electrically connected to a reference potential.
前記第2電極は、前記発光部からの光に対して透明となっていてもよい。 The second electrode may be transparent to light from the light emitting unit.
前記高電圧測定装置において、前記第2電極が、前記発光部からの光を反射する材質であり、前記検出部が、前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達し、さらに前記第2電極で反射されて前記第1電極を通過した光に基づいて前記電圧の測定を行う構成であっても良い。 In the high-voltage measuring device, the second electrode is made of a material that reflects light from the light emitting unit, the detection unit passes through the Pockels material and reaches the second electrode, and further, the second electrode The voltage may be measured based on the light reflected by and passed through the first electrode.
前記第1電極および前記第2電極が、前記第1端部および第2端部の全面に接触して形成されていてもよい。 The first electrode and the second electrode may be formed in contact with the entire surface of the first end and the second end.
前記ポッケルス材料が柱状に形成されていてもよい。 The Pockels material may be formed in a column shape.
前記高電圧測定装置において、前記発光部からの光が位相変調されており、前記検出部が、前記発光部からの光を同期検波により検出する構成であってもよい。 In the high-voltage measuring device, the light from the light emitting unit may be phase-modulated, and the detection unit may detect the light from the light emitting unit by synchronous detection.
前記高電圧測定装置において、前記発光部から照射される光が複数の波長の光を含んでおり、前記検出部が、前記複数の波長の光におけるそれぞれの特性変化に基づいて、前記第1電極と前記第2電極との間に印加された電圧を測定するものである構成であっても良い。 In the high voltage measurement device, the light emitted from the light emitting unit includes light of a plurality of wavelengths, and the detection unit is configured to change the first electrode based on respective characteristic changes in the light of the plurality of wavelengths. And a voltage applied between the second electrode and the second electrode may be measured.
前記ポッケルス材料は、前記取付部を被計測部位に取り付けることにより空中に保持される構成となっていてもよい。 The Pockels material may be configured to be held in the air by attaching the attachment portion to a measurement site.
本発明に係る高電圧測定方法は、以下のステップを備えている:
(1)ポッケルス材料における第1端部と第2端部とにそれぞれ形成された第1電極と第2電極との間に電圧を印加するステップ;
(2)前記ステップ(1)の前後またはこれと同時に、前記電圧が印加された部分であって、かつ、前記第1電極と第2電極とで挟まれる領域内において、前記ポッケルス材料に光を透過させるステップ;
(3)前記ポッケルス材料を透過した光の特性変化に基づいて、印加された前記電圧を測定するステップ。
The high voltage measurement method according to the present invention comprises the following steps:
(1) A step of applying a voltage between the first electrode and the second electrode respectively formed on the first end and the second end of the Pockels material;
(2) Before or after the step (1) or at the same time, the Pockels material is irradiated with light in a portion where the voltage is applied and in a region sandwiched between the first electrode and the second electrode. Transmitting step;
(3) A step of measuring the applied voltage based on a characteristic change of light transmitted through the Pockels material.
本発明によれば、第1電極と第2電極で挟まれた領域(つまり電圧が印加される領域)において、計測用の光を通過させることができる。このため、近接効果により電気力線が増減することはない。したがって、本発明によれば、電圧の絶対測定を精度良く行える。 According to the present invention, measurement light can pass through a region sandwiched between the first electrode and the second electrode (that is, a region to which a voltage is applied). For this reason, the electric lines of force do not increase or decrease due to the proximity effect. Therefore, according to the present invention, absolute voltage measurement can be performed with high accuracy.
また、フック状の取付部を設けることにより、このフックを送電線などの高電位部分に引っかけて、電圧測定を行うことができる。このため、電圧測定が簡易となるという効果もある。 Further, by providing the hook-shaped attachment portion, the hook can be hooked on a high potential portion such as a power transmission line, and voltage measurement can be performed. For this reason, there is also an effect that the voltage measurement is simplified.
(第1実施形態の構成)
以下、本発明の第1実施形態を図1および図2に基づいて説明する。この実施形態に係る高電圧測定装置は、発光部1と、検出部2と、センサ部3と、取付部5とを備えている。
(Configuration of the first embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The high voltage measurement device according to this embodiment includes a
発光部1は、光源11と、入力用導波路12とを備えている。光源1は、コヒーレント光を発することができる適宜な発光素子を用いて構成されている。使用できる発光素子としては、例えば、LD(レーザダイオード)やLED(発光ダイオード)である。この実施形態では、光源1として、二つの波長(例えば1300nmと1550nm)の光をそれぞれ発光できるものが用いられている。このような光源は、それぞれの波長の光を発するLDやLEDを複数用いることにより構成できる。
The
入力用導波路12は、この実施形態では、光ファイバにより構成されている。導波路12は、光源から発せられた光(入力光)を、センサ部3のポッケルス材料31(後述)に入射できるように延長されている。ただし、導波路12としては、光ファイバに限らず、例えば、ミラーを用いて空間中を伝搬させる構成でも、あるいは導波管を用いる構成でも良い。
In this embodiment, the
この構成により、発光部1は、この発光部1からの光が、後述する第1電極32およびポッケルス材料31を通過して第2電極33に達するように、入力光を照射する構成となっている。
With this configuration, the
センサ部3は、図2に示すように、ポッケルス材料31と、第1電極32と、第2電極33と、筒体34と、入力用レンズ35と、入力用の偏光子36と、出力用レンズ37と、出力用の偏光子38とを主な構成として備えている。
As shown in FIG. 2, the
ポッケルス材料31は、長尺な柱状(例えば円柱状や角柱状)とされている。ポッケルス材料31は、第1端部311と第2端部312とを備えている(図2参照)。ポッケルス材料31は、ポッケルス効果を有する物質により構成されている。ポッケルス効果を有する物質としては、例えば、Bi4Ge3O12結晶(いわゆるBGO結晶)がある。
The Pockels
第1電極32は、ポッケルス材料31の第1端部311の全面に接触して取り付けられている。また、第1電極32は、発光部1からの入力光に対して透明となっている。第1電極32は、配線39により、基準電位としての零電位(グラウンド)に電気的に接続されている。基準電位は、計測に支障がなければ、必ずしも零電位でなくてもよい。
The
第1電極32として用いることができる材質としては、例えば、ITO、ZnO系、SnO2系、In2O3系、導電性透明ポリマーなどの材料がある。
Examples of materials that can be used as the
第2電極33は、ポッケルス材料31の第2端部312の全面に接触して取り付けられている。本実施形態では、第2電極33も、発光部1からの入力光に対して透明となっている。第2電極33の材質としては、第1電極32と同じであっても異なっていても良い。
The
筒体34は、筒状に形成されており、ポッケルス材料31は、筒体34の内部に収納されている(図2参照)。筒体34は、絶縁体により構成されていることが好ましい。
The
入力用レンズ35および入力用偏光子36は、図2に示されるように、入力用導波路12と第1電極32との間に配置されている。
As shown in FIG. 2, the
出力用レンズ37および出力用偏光子38は、第2電極33と出力用導波路22(後述)との間に配置されている。
The
検出部2は、検出部21と出力用導波路22とを備えている(図1参照)。出力用導波路22は、入力用導波路12と同様に、光ファイバにより構成されている。もちろん、光ファイバ以外の導波路を用いても良い。出力用導波路22は、出力用レンズ37および偏光子38を通過した光(出力光)を検出器21に伝搬するようになっている(図2参照)。
The
検出部21は、導波路22により伝搬された出力光の特性変化に基づいて、第1電極32と第2電極33との間に印加された電圧を測定する構成となっている。具体的には、検出部21は、出力光の偏波面の変化を、光強度の変化として検出している。詳しい動作原理は後述する。
The
取付部5は、センサ部3の筒体34の上部外面に取り付けられている(図2参照)。取付部5は、フック状に形成されている。さらに、取付部5は、導電性材料により構成されており、導電性を有している。導電性材料としては、例えば、金属(例えばアルミニウム合金や銅合金)、導電性樹脂などの適宜なものを用いることができる。ただし、取付部5は、取付部5を被測定部位に引っかけた状態において、センサ部3の重量に耐えるだけの剛性を有していることが好ましい。さらに、取付部5は、配線40により、第2電極33に電気的に接続されている。
The attaching
(第1実施形態の動作)
つぎに、第1実施形態に係る高電圧測定装置の動作を説明する。以下の例では、電圧測定の対象としての被測定部位が、図1に示される送電線6となっている。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation of the high voltage measuring apparatus according to the first embodiment will be described. In the following example, the part to be measured as a voltage measurement target is the
まず、センサ部3を持ち上げて、フック状の取付部5を送電線6に引っかける。この作業は、例えば、絶縁用の手袋を装着した作業員により容易に行うことができる。この実施形態では、従来と異なり、絶縁用のガスを用いていない。このため、センサ部3が非常に軽量となり、これを作業員が容易に持ち上げることができる。
First, the
この作業により、センサ部3は、取付部5によって、空中に保持される(図1参照)。この状態では、取付部5を介して、第2電極33と第1電極32との間に、送電線6からの電圧が印加される。第1電極32は接地されているが、ポッケルス材料31には絶縁性があるので、第2電極33と第1電極32とがショートとなることはない。
By this operation, the
一方、発光部1の光源11から、入力用導波路12を介して、入力光を入力用レンズ35に照射する。このとき、この実施形態では、二つの波長の光が入力光として光源11からレンズ35に照射される。
On the other hand, the
入力用レンズ35に照射された入力光は、レンズ35により集光された後、入力用の偏光子36を通過する。これにより、入力光は直線偏波とされる。
The input light applied to the
偏光子36を通過した入力光は、第1電極32を透過して、ポッケルス材料31に照射される。ポッケルス材料31に照射された入力光は、ポッケルス材料31の内部において、印加電圧に対応した偏波面の変化を生じる。偏波面は、通常、楕円偏波となる。これは、電位勾配があると、その勾配の方向に対応した屈折率変化が生じるからである。
The input light that has passed through the
すなわち、z方向に光が入射されたとすれば、光は、x軸方向とy軸方向とに分かれて進むことになる。このとき、x軸を進む光とy軸を進む光とでは、電位勾配に対応して、光の伝搬速度が変わる。すると、ポッケルス材料31を通過した光においては、偏波面が変動する。このポッケルス効果に基づく偏波面の変動自体は知られている現象なので、これ以上詳細な説明は省略する。
That is, if light is incident in the z direction, the light travels separately in the x-axis direction and the y-axis direction. At this time, the light propagation speed changes depending on the potential gradient between the light traveling along the x-axis and the light traveling along the y-axis. Then, in the light that has passed through the
ポッケルス材料31を通過した光(出力光)は、第2電極33を透過して、出力用レンズ37で集光され、偏光子38を通過する。偏光子38は、直線偏波成分のみを通過させるので、偏光子38を通過した光の強度は、ポッケルス材料31による偏波変動に対応して弱まる。
The light (output light) that has passed through the
出力光は、出力用導波路22を介して検出器21に伝搬される。検出器21は、検出した光の強度に基づいて、ポッケルス材料31に印加された電圧を算出する。つまり、検出器21は、出力光における偏波面の変動を、光強度の変化として検出している。
The output light is propagated to the
この実施形態では、第1電極32を透明とし、そこから入力光をポッケルス材料31に照射している。このため、第1電極32と第2電極33とで挟まれた領域(つまり電圧が印加された領域)において光を通過させることができる。
In this embodiment, the
もし、図3に示されるように、二つの電極の間の領域でなくて、この領域に隣接する領域(図3中2点鎖線で示す)を光が通過したときは、電圧測定の精度が劣化するという問題がある。図3では、電極の中央に形成された穴から光を入力している。 If light passes through a region adjacent to this region (indicated by a two-dot chain line in FIG. 3) instead of the region between the two electrodes as shown in FIG. There is a problem of deterioration. In FIG. 3, light is input from a hole formed in the center of the electrode.
電極の間の領域であれば、外乱電界が存在したとしても、電極間では、電気力線の総和は一定となる。これに対して、電極間の領域の外側では、近接効果により、電気力線の増減を生じる。このため、電圧測定の精度が劣化する。これに対して、本実施形態では、第1および第2電極32・33を透明とし、一方の電極から他方の電極に向けて入力光を透過させている。このため、本実施形態では、出力光が通過した経路上においては、電圧に近接効果が発生せず、電圧を正確に測定することが可能となる。
In the region between the electrodes, even if a disturbance electric field exists, the sum of the lines of electric force is constant between the electrodes. On the other hand, outside the region between the electrodes, the electric lines of force increase or decrease due to the proximity effect. For this reason, the accuracy of voltage measurement deteriorates. In contrast, in the present embodiment, the first and
(実験例)
つぎに、本実施形態の装置を用いた実験例を、図4〜図9に基づいて説明する。まず、ポッケルス材料31における、印加電圧と出力光強度との関係を図4に示す。この図には、二つの波長(1300nmと1500nm)における特性が共に示されている。このように、印加電圧の増加に応じて、出力光強度はほぼサインカーブ状に変化する。この理由は、前記したように、印加電圧の強度に応じて、出力光の偏波状態が変動するからである。
(Experimental example)
Next, experimental examples using the apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the relationship between the applied voltage and the output light intensity in the
ついで、交流80kVと交流250kVにおける時間(横軸)と出力光強度(縦時)との関係を図5と図6に示す。図4に示す特性に基づいて、光の波長に応じて、出力光強度の波形における振幅が異なる。図中dividerとあるのは、分圧器による測定結果である。 Next, FIG. 5 and FIG. 6 show the relationship between time (horizontal axis) and output light intensity (vertical) at 80 kV AC and 250 kV AC. Based on the characteristics shown in FIG. 4, the amplitude in the waveform of the output light intensity varies depending on the wavelength of light. In the figure, “divider” is a measurement result obtained by a voltage divider.
図7には、検出された光強度から電圧を求めるための較正曲線を示す。まず、一方の波長における光強度に対応する印加電圧(候補値)を得る。ついで、他方の波長における光強度に対応する印加電圧(候補値)を得る。二つの候補値が重なった点が印加電圧を示す。複数の点で候補値が重なることも理論的にはありうるが、想定される電圧の範囲を超える候補値を排除することにより、目的の範囲での印加電圧を測定することができる。得られた電圧波形を図8および図9に示す。この波形は、参照として用いた分圧器での電圧とほぼ同じ形状となった。 FIG. 7 shows a calibration curve for obtaining a voltage from the detected light intensity. First, an applied voltage (candidate value) corresponding to the light intensity at one wavelength is obtained. Next, an applied voltage (candidate value) corresponding to the light intensity at the other wavelength is obtained. The point where two candidate values overlap indicates the applied voltage. Although it is theoretically possible that the candidate values overlap at a plurality of points, the applied voltage in the target range can be measured by eliminating candidate values that exceed the assumed voltage range. The obtained voltage waveforms are shown in FIGS. This waveform had almost the same shape as the voltage at the voltage divider used as a reference.
本実施形態では、異なる波長の光を同時に入力しているので、電圧が変動している場合でも、電圧を正確に測定することができるという利点もある。 In the present embodiment, since lights of different wavelengths are input simultaneously, there is an advantage that the voltage can be accurately measured even when the voltage fluctuates.
もちろん、一つの波長の光を用いても、電圧測定は可能である。ただし、この場合は、想定される電圧の範囲を狭く絞り込んでおく必要がある。これに対し、本実施形態では、複数波長の光を同時に用いているので、極めて広い範囲において変動しうる印加電圧を正確に測定することができるという利点がある。 Of course, voltage measurement is possible even using light of one wavelength. However, in this case, it is necessary to narrow down the assumed voltage range. On the other hand, in this embodiment, since light of a plurality of wavelengths is used at the same time, there is an advantage that an applied voltage that can fluctuate in a very wide range can be accurately measured.
なお、前記の例では、印加電圧を交流としたが、本実施形態の装置によれば、直流、インパルス状、三角波状などの任意の波形の電圧を測定することができる。 In the above example, the applied voltage is an alternating current. However, according to the apparatus of the present embodiment, a voltage having an arbitrary waveform such as a direct current, an impulse shape, or a triangular wave shape can be measured.
また、前記の例では、出力用レンズ37を用いているが、出力用導波路22として大口径の光ファイバを用いれば、集光しなくとも、出力光の大部分を出力用導波路22に導入することが可能となる。したがって、このように構成すれば、出力用レンズ37を省略して、装置の構成をさらに簡易とすることも可能である。
Further, in the above example, the
(第2実施形態)
つぎに、本発明の第2実施形態に係る高電圧測定装置を、図10および図11に基づいて説明する。この実施形態の説明においては、前記第1実施形態の装置と基本的に共通する構成については、同一符号を用いて説明を簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, a high voltage measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the description of this embodiment, the same reference numerals are used to simplify the description of the configuration that is basically common to the apparatus of the first embodiment.
この実施形態では、第2電極33(図11)が、発光部1からの光を反射する材質となっている。光を反射する材質とは、例えば、導電性のある金属(アルミニウムや金など)である。
In this embodiment, the second electrode 33 (FIG. 11) is made of a material that reflects light from the
また、この実施形態では、第1電極32と入力用導波路12との間に、分岐部42が配置されている。分岐部42は、入力用導波路12からの入力光を透過させるようになっている。さらに、分岐部42は、第2電極33で反射して戻ってきた光(出力光)を反射して、分岐部42の近傍に配置された出力用導波路22に出力光を入射するようになっている。この構成により、検出部2は、ポッケルス材料31を通過して第2電極33に達し、さらに第2電極33で反射されて第1電極32を通過した光に基づいて前記電圧の測定を行う構成となっている。このような分岐部42は、例えばハーフミラーにより構成できる。
In this embodiment, the branching
第2実施形態の装置においては、入力用導波路12から照射された光は、分岐部42、偏光子36、レンズ35を通過してポッケルス材料31に入射される。ポッケルス材料31の内部を進む光は、印加された電圧に応じて偏波面が変動する。この点は第1実施形態と同様である。
In the apparatus of the second embodiment, the light irradiated from the
第2電極33に達した光は、第2電極33で反射して、第1電極32に戻る。第1電極32を再び透過した出力光は、レンズ35、偏光子36、分岐部42を介して、出力用導波路22に入射される。その後の動作は第1実施形態と同様である。
The light that reaches the
第2実施形態の装置によれば、入力用の導波路と出力用の導波路とを、センサ部3の一端側にまとめて配置することができる。このため、センサ部3を持ち上げる等の作業が容易となる。他の構成および利点は第1実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。
According to the apparatus of the second embodiment, the input waveguide and the output waveguide can be collectively arranged on one end side of the
なお、前記第2実施形態においては、分岐部42としてハーフミラーを例示したが、分岐部42として偏光ビームスプリッタを用いることも可能である。偏光ビームスプリッタは、分岐部と偏光子の両方の機能を兼ねることができる。したがって、偏光ビームスプリッタを用いることにより、偏光子36と分岐部42とを別途に設ける必要がなくなり、これらのうちの一方を省略できる。このため、装置の構成をさらに簡略とすることができる。
In the second embodiment, the half mirror is exemplified as the branching
なお、前記発光部1からの光を位相変調することもできる。この場合、検出部2の検出器21は、出力光のうち、発光部1からの光を、同期検波により検出する。このようにすると、ノイズを除去できるので、出力として得られる電圧値のSN比を向上させることができる。
The light from the
本発明の高電圧測定装置は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得るものである。 The high voltage measuring device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 発光部
11 光源
12 入力用導波路
2 検出部
21 検出器
22 出力用導波路
3 センサ部
31 ポッケルス材料
311 第1端部
312 第2端部
32 第1電極
33 第2電極
34 筒体
35 入力用レンズ
36 入力用偏光子
37 出力用レンズ
38 出力用偏光子
39 接地用の配線
40 取付部とポッケルス材料との間の配線
42 分岐部
5 取付部
6 送電線(被測定箇所)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記センサ部は、ポッケルス材料と、第1電極と、第2電極とを備えており、
前記ポッケルス材料は、第1端部と第2端部とを備えており、
前記第1電極は、前記第1端部に接触して取り付けられており、かつ、前記第1電極は、前記発光部からの光に対して透明となっており、
前記第2電極は、前記第2端部に接触して取り付けられており、
前記発光部は、この発光部からの光が、前記第1電極および前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達するように、前記光を照射する構成となっており、
前記検出部は、前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達した光の特性変化に基づいて、前記第1電極と前記第2電極との間に印加された電圧を測定するものであり、
前記発光部から照射される光は、複数の波長の光を含んでおり、
前記検出部は、前記複数の波長の光における一方の波長に対応して得られた候補値と、他方の波長に対応して得られた候補値とが重なった点を、前記第1電極と前記第2電極との間に印加された電圧として特定する構成となっている
ことを特徴とする高電圧測定装置。 A light emitting unit, a detecting unit, and a sensor unit;
The sensor unit includes a Pockels material, a first electrode, and a second electrode.
The Pockels material has a first end and a second end;
The first electrode is attached in contact with the first end portion, and the first electrode is transparent to light from the light emitting portion,
The second electrode is attached in contact with the second end;
The light emitting unit is configured to irradiate the light so that light from the light emitting unit passes through the first electrode and the Pockels material and reaches the second electrode.
The detection unit measures a voltage applied between the first electrode and the second electrode based on a characteristic change of light that has passed through the Pockels material and reached the second electrode. ,
The light emitted from the light emitting unit includes light of a plurality of wavelengths,
The detection unit includes a point where a candidate value obtained corresponding to one wavelength in the light of the plurality of wavelengths and a candidate value obtained corresponding to the other wavelength overlap with the first electrode. The high voltage measuring device is configured to be specified as a voltage applied between the second electrode and the second electrode.
前記取付部は、前記センサ部に取り付けられており、
前記取付部は、フック状に形成されており、
前記取付部は、導電性を有しており、
さらに、前記取付部は、前記第1電極または第2電極のうちの一方に電気的に接続されており、
前記第1電極または第2電極の他方は、基準電位に対して電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の高電圧測定装置。 It also has a mounting part,
The attachment part is attached to the sensor part,
The mounting portion is formed in a hook shape,
The mounting portion has conductivity,
Furthermore, the attachment portion is electrically connected to one of the first electrode or the second electrode,
The high voltage measuring apparatus according to claim 1, wherein the other of the first electrode and the second electrode is electrically connected to a reference potential.
前記検出部は、前記ポッケルス材料を通過して前記第2電極に達し、さらに前記第2電極で反射されて前記第1電極を通過した光に基づいて前記電圧の測定を行う構成となっている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の高電圧測定装置。 The second electrode is a material that reflects light from the light emitting unit,
The detection unit is configured to measure the voltage based on light passing through the Pockels material and reaching the second electrode, and further reflected by the second electrode and passed through the first electrode. The high-voltage measuring device according to claim 1, wherein
前記検出部は、前記発光部からの光を同期検波により検出する構成となっている
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の高電圧測定装置。 The light from the light emitting part is phase modulated,
The high voltage measuring apparatus according to claim 1, wherein the detection unit is configured to detect light from the light emitting unit by synchronous detection.
(1)ポッケルス材料における第1端部と第2端部とにそれぞれ形成された第1電極と第2電極との間に電圧を印加するステップ;
(2)前記ステップ(1)の前後またはこれと同時に、前記電圧が印加された部分であって、かつ、前記第1電極と第2電極とで挟まれる領域内において、前記ポッケルス材料に、複数の波長を含む光を透過させるステップ;
(3)前記ポッケルス材料を透過した光のうち、一方の波長の光に対応して得られた候補値と、他方の波長の光に対応して得られた候補値とが重なった点に基づいて、印加された前記電圧を測定するステップ。 A high voltage measuring method comprising the following steps:
(1) A step of applying a voltage between the first electrode and the second electrode respectively formed on the first end and the second end of the Pockels material;
(2) Before or after or simultaneously with the step (1), a plurality of the Pockels material are applied to the Pockels material in a portion where the voltage is applied and in a region sandwiched between the first electrode and the second electrode. Transmitting light including a wavelength of;
(3) Based on the point where the candidate value obtained corresponding to the light of one wavelength out of the light transmitted through the Pockels material and the candidate value obtained corresponding to the light of the other wavelength overlap. Measuring the applied voltage.
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