JPH0224571A - 電流検出装置 - Google Patents
電流検出装置Info
- Publication number
- JPH0224571A JPH0224571A JP63174630A JP17463088A JPH0224571A JP H0224571 A JPH0224571 A JP H0224571A JP 63174630 A JP63174630 A JP 63174630A JP 17463088 A JP17463088 A JP 17463088A JP H0224571 A JPH0224571 A JP H0224571A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- gap
- light
- iron
- magneto
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002223 garnet Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- JSILWGOAJSWOGY-UHFFFAOYSA-N bismuth;oxosilicon Chemical compound [Bi].[Si]=O JSILWGOAJSWOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は磁気光学素子を利用して電流を検出する装置に
関するものである。
関するものである。
Ｂ１発明の概要
本発明は、磁気光学素子を用い、電流を磁界及び光を介
して間接的に検出する装置において、磁気光学素子をイ
ツトリウム、鉄及びガーネットを有する結晶体により構
成し、これを例えば円環鉄芯の一部に挿入することによ
って、電流検出感度を大幅に向上させるようにしたもの
である。
して間接的に検出する装置において、磁気光学素子をイ
ツトリウム、鉄及びガーネットを有する結晶体により構
成し、これを例えば円環鉄芯の一部に挿入することによ
って、電流検出感度を大幅に向上させるようにしたもの
である。
Ｃ１従来の技術及び発明が解決しようとする課題磁気光
学物質中に偏波光を伝搬させると、この物質に加わる磁
界により偏光面が回転する。従ってこの原理を利用すれ
ば、電流によって発生した磁界を光憑として捉えること
により電流を検出することができる。このような電流検
出方式は、高絶縁性、非接触及び本質安全２−いった優
れた特徴があり、従来の変流器に代わるｂのと１．て汀
目を浴びている。
学物質中に偏波光を伝搬させると、この物質に加わる磁
界により偏光面が回転する。従ってこの原理を利用すれ
ば、電流によって発生した磁界を光憑として捉えること
により電流を検出することができる。このような電流検
出方式は、高絶縁性、非接触及び本質安全２−いった優
れた特徴があり、従来の変流器に代わるｂのと１．て汀
目を浴びている。
ところでこうした電流検出装置を実用化するためには、
小電流領域を正確に測定できることが必要であり、特に
零相電流変流器に適用する場合には可成り高い感度が要
求されろ。このため感度を上げる研究が重ねられており
、磁気光学物質としてＢＳＯ（ビスマス・シリコン・オ
キサイド）を用いた０のでは最少実測′電流が３００ｍ
Ａであるという報告（電力中央研究所発表）があるか、
実用化するためにはこの感度では不十分である。これ以
上の感度を得ろ方法としては、ファラデーローテターを
使用する方法（特開昭５７−１２０８７１号公報）が知
られているが、構造が非常に複雑であるため現場にて長
期間使用するには適さない。
小電流領域を正確に測定できることが必要であり、特に
零相電流変流器に適用する場合には可成り高い感度が要
求されろ。このため感度を上げる研究が重ねられており
、磁気光学物質としてＢＳＯ（ビスマス・シリコン・オ
キサイド）を用いた０のでは最少実測′電流が３００ｍ
Ａであるという報告（電力中央研究所発表）があるか、
実用化するためにはこの感度では不十分である。これ以
上の感度を得ろ方法としては、ファラデーローテターを
使用する方法（特開昭５７−１２０８７１号公報）が知
られているが、構造が非常に複雑であるため現場にて長
期間使用するには適さない。
本発明はこのような事情にらとずいてなされたものであ
り、電流検出感度を大幅に向上することができ、しかも
構造か簡単な装置を提供しようとするものである。
り、電流検出感度を大幅に向上することができ、しかも
構造か簡単な装置を提供しようとするものである。
０２課題を解決するための手段及び作用本発明は、第１
図に示すようにケーブル等の導体１を囲むように配設さ
れた例えば環状鉄芯（リングコア）２にギャップ３を形
成すると共に、このギャップ３内に、イツトリウム、鉄
及びガーネットを有する結晶体から成る磁気光学素子４
を挿入し、この素子４の両端面に夫々偏光子５及び検光
子６を介して、リングコア２中を貫通Ｖる光ファイバ７
を結合し、この光ファイバ７の入先端及び受光端に夫々
フォトダイオードよりなる発光部８及び受光部９を接続
して電流検出装置を構成している。
図に示すようにケーブル等の導体１を囲むように配設さ
れた例えば環状鉄芯（リングコア）２にギャップ３を形
成すると共に、このギャップ３内に、イツトリウム、鉄
及びガーネットを有する結晶体から成る磁気光学素子４
を挿入し、この素子４の両端面に夫々偏光子５及び検光
子６を介して、リングコア２中を貫通Ｖる光ファイバ７
を結合し、この光ファイバ７の入先端及び受光端に夫々
フォトダイオードよりなる発光部８及び受光部９を接続
して電流検出装置を構成している。
このような構成によれば、ギャップ３の長さとリングコ
ア２の内径とを適当な値に選ぶことによって、ギャップ
３の磁界強度を大きくすることができる。即ちギャップ
３の磁界Ｈｇは（１）式で表される。
ア２の内径とを適当な値に選ぶことによって、ギャップ
３の磁界強度を大きくすることができる。即ちギャップ
３の磁界Ｈｇは（１）式で表される。
Ｈｇ＝（μ＋／μｐ・４ｅ＋μ＋・ｃｇ）ＸＪ２１（Ａ
Ｔ／’ｍ） ＝−（１）ただしμｍは鉄芯の比透磁率
、μ２は磁気光学素子４の比透磁率、１２ｅはリングコ
ア２の平均磁路長、Ｑｇはギャップ３の長さ、■は導体
ｌに流れろ電流値である。
Ｔ／’ｍ） ＝−（１）ただしμｍは鉄芯の比透磁率
、μ２は磁気光学素子４の比透磁率、１２ｅはリングコ
ア２の平均磁路長、Ｑｇはギャップ３の長さ、■は導体
ｌに流れろ電流値である。
ここでμｍは３０００以」二ど大きいため（１）Ｈｇ＝
Ｊ２Ｉ１０ｇ（ＡＴ／ｎ） ＝・ｃｇ、＋ところ
で導体中心からｒ（ｍ）Ｍれた点の磁界Ｈｒは（３）式
で表される。
Ｊ２Ｉ１０ｇ（ＡＴ／ｎ） ＝・ｃｇ、＋ところ
で導体中心からｒ（ｍ）Ｍれた点の磁界Ｈｒは（３）式
で表される。
Ｈｒ＝Ｊ２１／２ｙｒｒ ・＝（３）従・っ
て（２）、（３）式よりＨｇと１−１ ｒとの比は（４
）式で表されるので、例えば０ｇを００１ｍ、ｒ＝０．
０Ｉ５ｍとすればＨｇはＨｒの約１０倍の大きさとなる
。
て（２）、（３）式よりＨｇと１−１ ｒとの比は（４
）式で表されるので、例えば０ｇを００１ｍ、ｒ＝０．
０Ｉ５ｍとすればＨｇはＨｒの約１０倍の大きさとなる
。
Ｈｇ／Ｈｒ＝２π（） ・・・（４）また磁気
光学素子４のヴエルデ定数をＶとすると、偏光面の回転
角θ（ｒａｄ）は次の（５）式％式％ ここで電流検出感度を大きくとるためには、１式は（２
）式として近似される１゜ が小さい場合にはＶが大きいことが必要であり、本発明
にて用いた磁気光学素子のヴエルデ定散Ｖは９００ （
ｍｉｎｌｏｅ−ｍ）であって、従来知られているＢＳＯ
素子のヴエルデ定数の約１００倍にも相当する大きさで
あるため、従来よりもはるかに小さな電流を精度よく検
出することができる。
光学素子４のヴエルデ定数をＶとすると、偏光面の回転
角θ（ｒａｄ）は次の（５）式％式％ ここで電流検出感度を大きくとるためには、１式は（２
）式として近似される１゜ が小さい場合にはＶが大きいことが必要であり、本発明
にて用いた磁気光学素子のヴエルデ定散Ｖは９００ （
ｍｉｎｌｏｅ−ｍ）であって、従来知られているＢＳＯ
素子のヴエルデ定数の約１００倍にも相当する大きさで
あるため、従来よりもはるかに小さな電流を精度よく検
出することができる。
Ｅ、実施例
第１図に示す構成において、リングコア２の内径、外径
を夫々３０１１ｍ、４０ｒｔｕｔｔ、磁気光学素子４の
長さを１０ｍｍ、光ファイバ７の径を２ｚｘとした装置
を用い、発光部８より長波長帯（１，３μｍ）の光を発
光させて、導体ｌを流れる電流と受光部９より得られる
出力との関係を調べたところＩ０ｍＡ程度の小さな電流
を正確に検出することかできた。第２図はその測定結果
を示す図である。
を夫々３０１１ｍ、４０ｒｔｕｔｔ、磁気光学素子４の
長さを１０ｍｍ、光ファイバ７の径を２ｚｘとした装置
を用い、発光部８より長波長帯（１，３μｍ）の光を発
光させて、導体ｌを流れる電流と受光部９より得られる
出力との関係を調べたところＩ０ｍＡ程度の小さな電流
を正確に検出することかできた。第２図はその測定結果
を示す図である。
Ｆ１発明の効果
本発明によれば、ヴエルデ定数の大きい、イツトリウム
、鉄及びガーネットを有する結晶体よりなる磁気光学素
子を用い、これを例えばリングコアの一部に挿入するよ
うにしているため、１０ｍＡ程度の小さな電流を正確に
検出することができ、従って電流検出感度を大幅に向上
させることができ、しかも装置構成が簡単である。また
上記の磁気光学素子によれば、ＢＳＯ素子に比べて周辺
磁界の影響が小さい。なお１．３μｍもの長波長帯域の
光を使用すれば光伝送時のロスが少ないという利点があ
る。
、鉄及びガーネットを有する結晶体よりなる磁気光学素
子を用い、これを例えばリングコアの一部に挿入するよ
うにしているため、１０ｍＡ程度の小さな電流を正確に
検出することができ、従って電流検出感度を大幅に向上
させることができ、しかも装置構成が簡単である。また
上記の磁気光学素子によれば、ＢＳＯ素子に比べて周辺
磁界の影響が小さい。なお１．３μｍもの長波長帯域の
光を使用すれば光伝送時のロスが少ないという利点があ
る。
第１図は本発明装置を示す横断平面図、第２図は電流と
受光部出力との関係を示すグラフである。 １ ・導体、２・・リングコア、４・・・磁気光学素子
、８・・・発光部、９・・受光部。
受光部出力との関係を示すグラフである。 １ ・導体、２・・リングコア、４・・・磁気光学素子
、８・・・発光部、９・・受光部。
Claims (1)
- （１）発光部と受光部とを結ぶ光路中に磁気光学素子を
配設し、これを伝搬する偏波光の偏光面が磁界により回
転することを利用して電流を間接的に測定する装置にお
いて、 前記磁気光学素子をイットリウム、鉄及びガーネットを
有する結晶体により構成し、この素子を、電流の流れる
導体を囲むように配設された鉄芯の一部に設けたことを
特徴とする電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174630A JP2656308B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63174630A JP2656308B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0224571A true JPH0224571A (ja) | 1990-01-26 |
| JP2656308B2 JP2656308B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=15981954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63174630A Expired - Lifetime JP2656308B2 (ja) | 1988-07-13 | 1988-07-13 | 電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2656308B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03231177A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光方式磁界センサ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938663A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Hitachi Cable Ltd | 光フアイバを用いた電流測定装置 |
| JPS59137866A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 光変流器 |
-
1988
- 1988-07-13 JP JP63174630A patent/JP2656308B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938663A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-02 | Hitachi Cable Ltd | 光フアイバを用いた電流測定装置 |
| JPS59137866A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Hitachi Ltd | 光変流器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03231177A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光方式磁界センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2656308B2 (ja) | 1997-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100248128B1 (ko) | 광변류기 | |
| CN105629033B (zh) | 一种利用磁光材料测量导体电流的装置及方法 | |
| CN102353833B (zh) | 一种可消除温度敏感的环形腔型全光纤电流传感器 | |
| CN115144638A (zh) | 基于单光路激发多量子点技术的量子电流互感器 | |
| JPH0224571A (ja) | 電流検出装置 | |
| SI9011362A (sl) | Naprava z optičnim vlakonom za merjenje električnega toka | |
| CN106597061A (zh) | 萨格奈克式光纤电流传感器及其电流检测方法 | |
| KR910001400A (ko) | 자장 측정장치 | |
| JPS61200477A (ja) | 電流測定装置 | |
| JP4215313B2 (ja) | 光変流器 | |
| EP0151895B1 (fr) | Procédé de mesure magnéto-optique de champs magnétiques, système de mesure, et cellule de mesure utilisant un tel procédé | |
| JPS62232586A (ja) | 光式磁界センサ | |
| JPS59145977A (ja) | 磁界測定装置 | |
| EP0619021B1 (en) | Current sensor | |
| Day et al. | Faraday-effect sensors for magnetic field and electric current | |
| JP2537381Y2 (ja) | 長尺電力ケーブル線路の事故区間検出装置 | |
| JPS5938663A (ja) | 光フアイバを用いた電流測定装置 | |
| JPS60375A (ja) | 磁界測定装置 | |
| JPH0255960A (ja) | 光電流センサ | |
| JPS622180A (ja) | 磁界センサ | |
| JP3908187B2 (ja) | 電界検出光学装置 | |
| JPS5957170A (ja) | 電流測定装置 | |
| JPH06242150A (ja) | 光ファイバ電流センサ | |
| JPS6296874A (ja) | 光フアイバ磁力計 | |
| JPS63311177A (ja) | 光式磁界センサによる零相電流検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090530 Year of fee payment: 12 |