JPH0273165A - 光化電流トランス - Google Patents
光化電流トランスInfo
- Publication number
- JPH0273165A JPH0273165A JP63224281A JP22428188A JPH0273165A JP H0273165 A JPH0273165 A JP H0273165A JP 63224281 A JP63224281 A JP 63224281A JP 22428188 A JP22428188 A JP 22428188A JP H0273165 A JPH0273165 A JP H0273165A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- current transformer
- power cable
- light emitting
- leds
- 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
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 14
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Locating Faults (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- 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】
「産業上の利用分野」
この発明は、商用電力設備などに流れている電流の基本
波成分波形の検出に係り、特に送電線の故障点標定など
に用いる効果的な先住電流トランスに関する。
波成分波形の検出に係り、特に送電線の故障点標定など
に用いる効果的な先住電流トランスに関する。
「従来の技術」
一般に、送配電線の故障点標定装置、電力段０１「の潮
流監視などにおいて、電カケープルが既に設置され直接
電流が測定できない場合、電流検出部に電磁誘導を利用
した電流トランスが用いられている。
流監視などにおいて、電カケープルが既に設置され直接
電流が測定できない場合、電流検出部に電磁誘導を利用
した電流トランスが用いられている。
第３図は、従来の先住電流トランスの構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
この図にお・いて、まず、電カケープル１に流れている
電流Ｓ１を測定するため、貫通型電流トランス２１が装
着される。次に、トランス２１の２次出力側に誘導され
た電流が発光ダイオード２２により光信号に変換され、
さらにこの光信号は光ファイバ３１によって伝送され、
光・電気変換器４１で再度電気信号に戻される。ここで
、電流トランス２１の２次出力を一旦光信号に変換する
のは、信号検出箇所（電カケープル１の近傍）と測定・
処理を行う箇所（光・電気変換器４１の設置場所）間が
離れている場合が多（、本装置が高電磁界環境に置かれ
るので信号が外部環境の影響を受けやすい等の要求条件
（長距離・無誘導伝送）によるものである。ところで、
一般に発光ダイオードの電流・光出力特性は、第２図（
ａ）に示すとおり小電流区間（ａ〜−ａ）では非線形で
あり、このままの出力特性では電流Ｓ１を忠実に伝送・
検出することが出来ない。このため従来の方法では、発
光ダイオード２２に並列に電源２４、抵抗２５、チョー
クコイル２６及びコンデンサ２７を付加し、前記発光タ
イオードの動作点を線形領域の中点に予めバイアスして
おくのが一般的である。
電流Ｓ１を測定するため、貫通型電流トランス２１が装
着される。次に、トランス２１の２次出力側に誘導され
た電流が発光ダイオード２２により光信号に変換され、
さらにこの光信号は光ファイバ３１によって伝送され、
光・電気変換器４１で再度電気信号に戻される。ここで
、電流トランス２１の２次出力を一旦光信号に変換する
のは、信号検出箇所（電カケープル１の近傍）と測定・
処理を行う箇所（光・電気変換器４１の設置場所）間が
離れている場合が多（、本装置が高電磁界環境に置かれ
るので信号が外部環境の影響を受けやすい等の要求条件
（長距離・無誘導伝送）によるものである。ところで、
一般に発光ダイオードの電流・光出力特性は、第２図（
ａ）に示すとおり小電流区間（ａ〜−ａ）では非線形で
あり、このままの出力特性では電流Ｓ１を忠実に伝送・
検出することが出来ない。このため従来の方法では、発
光ダイオード２２に並列に電源２４、抵抗２５、チョー
クコイル２６及びコンデンサ２７を付加し、前記発光タ
イオードの動作点を線形領域の中点に予めバイアスして
おくのが一般的である。
ここで、チョークコイル２６は電流トランス２１で捉え
た電流がバイアス回路に漏れ込むのを、コンデンサ２７
はバイアス電流が電流トランスに流入するのを各々阻止
するために使われている。
た電流がバイアス回路に漏れ込むのを、コンデンサ２７
はバイアス電流が電流トランスに流入するのを各々阻止
するために使われている。
「発明か解決しようとする課題」
ところで、上述した従来の先住電流トランスでは、測定
箇所に必ずバイアス用の電源２４が必要であり、例えば
、電カケープル１が地中に設置されている場合には、マ
ンホール内に電源を引き込む等の付帯工事が必要で、コ
スト高となるほか、保守も煩雑となる。また、発光タイ
オード２２を線形領域の中点にバイアスして使用するた
め、ダイナミックレンジが狭（なる。
箇所に必ずバイアス用の電源２４が必要であり、例えば
、電カケープル１が地中に設置されている場合には、マ
ンホール内に電源を引き込む等の付帯工事が必要で、コ
スト高となるほか、保守も煩雑となる。また、発光タイ
オード２２を線形領域の中点にバイアスして使用するた
め、ダイナミックレンジが狭（なる。
この発明は、上述の問題点を鑑みてなされたもので、測
定個所に電源が一切不用で、かつ、従来に比ベタイナミ
ックレンジが少なくとも２倍以上ある先住電流トランス
を提供することを目的としている。
定個所に電源が一切不用で、かつ、従来に比ベタイナミ
ックレンジが少なくとも２倍以上ある先住電流トランス
を提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」
このような問題点を解決するために、この発明では電流
トランスの２次出力側に正逆並列接続された２個の発光
ダイオードと、この発光ダイオードの各光出力が各々一
端に供給される２本の光ファイバと、この光ファイバの
各々のｆｔ！２端に接続された２個の光・電気変換器と
、この２個の光・電気変換器の出力を合成する加算器と
、この加算器の出力信号のうち、計測すべき基本周波数
の３倍以上の高調波成分を除去する低域ろ波器とを具備
することを特徴とする。
トランスの２次出力側に正逆並列接続された２個の発光
ダイオードと、この発光ダイオードの各光出力が各々一
端に供給される２本の光ファイバと、この光ファイバの
各々のｆｔ！２端に接続された２個の光・電気変換器と
、この２個の光・電気変換器の出力を合成する加算器と
、この加算器の出力信号のうち、計測すべき基本周波数
の３倍以上の高調波成分を除去する低域ろ波器とを具備
することを特徴とする。
「作用」
この発明によれば、商用電力設備等の電カケープルに流
れている電流を貫通型電流トランスの２次出力側に誘導
電流として検出し、２個の発光ダイオードで光信号に変
換した後、測定・処理を行う場所まで光ファイバにて伝
送する。この伝送された光信号を再び電気信号に変換、
合成した後、前記２個の発光タイオードの電流・光特性
により生じた波形歪を低域ろ波器にて取り除（。以上の
働きによって、最終的に電カケープルに流れている電流
の基本波成分波形を正確に測定できる。
れている電流を貫通型電流トランスの２次出力側に誘導
電流として検出し、２個の発光ダイオードで光信号に変
換した後、測定・処理を行う場所まで光ファイバにて伝
送する。この伝送された光信号を再び電気信号に変換、
合成した後、前記２個の発光タイオードの電流・光特性
により生じた波形歪を低域ろ波器にて取り除（。以上の
働きによって、最終的に電カケープルに流れている電流
の基本波成分波形を正確に測定できる。
「実施例」
次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。
。
第１図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
この図において、まず、電カケープル１に貫通型電流ト
ランス２１が装着され、この電流トランス２１の２次出
力側に２個の発光ダイオード２２および２３が正逆に並
列接続される。次に、各発光ダイオード出力が２本の光
ファイバ３１および３２に各々供給され、その光ファイ
バの出力端は各々の光・電気変換器４１および４２に接
続される。前記光・電気変換器の各々の出力側は加算器
４３に接続され、この加算器の出力側に低域ろ波器４４
が接続されている。
ランス２１が装着され、この電流トランス２１の２次出
力側に２個の発光ダイオード２２および２３が正逆に並
列接続される。次に、各発光ダイオード出力が２本の光
ファイバ３１および３２に各々供給され、その光ファイ
バの出力端は各々の光・電気変換器４１および４２に接
続される。前記光・電気変換器の各々の出力側は加算器
４３に接続され、この加算器の出力側に低域ろ波器４４
が接続されている。
次に、上記構成によるこの実施例の動作について説明す
る。
る。
まず、電カケープル１に装着した貫通型３流トランス２
１の２次出力側に誘導された電流が正逆に並列接続した
発光ダイオード２２および２３で光信号に変換される。
１の２次出力側に誘導された電流が正逆に並列接続した
発光ダイオード２２および２３で光信号に変換される。
次に、この光信号が２本の光ファイバ３１および３２に
より伝送され、光・電気変換器４１および４２により電
気信号に再変換された後、２つの信号は加算器４３で加
算される。ここで、正逆に並列接続された２個の発光ダ
イオードの合成特性は第２図（ａ）で示されるように正
・負の各々の小電流区間（ａ〜−ａ）で非線形特性であ
るため、電カケープル１に流れているＩＥｓ １が正弦
波の場合でも、加算器４３の出力Ｓ２は第２図（ｂ）で
示すごとく電流が零を切る付近で波形が歪んでくる。但
し、発光タイオード２２および２３の特性のばらつきが
少ない場合、電流・光出力特性は零点に対しほぼ点対称
となるため、加算２に４３の出力Ｓ２には偶数次歪は殆
ど含まれない。また、一般的にダイオードの奇数次歪は
３次歪か支配的であるので、第２図（Ｃ）に示すように
信号Ｓ２は基本波と３次高調波を合成した波形にほぼ等
しくなる。従って、この３次高調波を除去することによ
って基本波成分波形が得られる。本実施例における低域
ろ波器は、３次以上の高調波を除去する周波数特性に設
定されており、この結果電流ｓｌに忠実な信号（Ｓ３）
が出力される。
より伝送され、光・電気変換器４１および４２により電
気信号に再変換された後、２つの信号は加算器４３で加
算される。ここで、正逆に並列接続された２個の発光ダ
イオードの合成特性は第２図（ａ）で示されるように正
・負の各々の小電流区間（ａ〜−ａ）で非線形特性であ
るため、電カケープル１に流れているＩＥｓ １が正弦
波の場合でも、加算器４３の出力Ｓ２は第２図（ｂ）で
示すごとく電流が零を切る付近で波形が歪んでくる。但
し、発光タイオード２２および２３の特性のばらつきが
少ない場合、電流・光出力特性は零点に対しほぼ点対称
となるため、加算２に４３の出力Ｓ２には偶数次歪は殆
ど含まれない。また、一般的にダイオードの奇数次歪は
３次歪か支配的であるので、第２図（Ｃ）に示すように
信号Ｓ２は基本波と３次高調波を合成した波形にほぼ等
しくなる。従って、この３次高調波を除去することによ
って基本波成分波形が得られる。本実施例における低域
ろ波器は、３次以上の高調波を除去する周波数特性に設
定されており、この結果電流ｓｌに忠実な信号（Ｓ３）
が出力される。
［−発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば測定箇所に一切
の電源か不要であり、コスト、保守性に優れた先住電流
トランスが実現でき、発光ダイオードの動作領域をフル
に使用でき、しかも測定電流の正・負波形の各々に１個
のダイオードを対応させているため、従来のものに比べ
２倍以上のダイナミックレンジが得られる先住電流トラ
ンスを提供できる。
の電源か不要であり、コスト、保守性に優れた先住電流
トランスが実現でき、発光ダイオードの動作領域をフル
に使用でき、しかも測定電流の正・負波形の各々に１個
のダイオードを対応させているため、従来のものに比べ
２倍以上のダイナミックレンジが得られる先住電流トラ
ンスを提供できる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は各々、この発明の作用
を明確にするための発光ダイオードの特性概念図、加算
器の出力信号の概念図および加算器の出力信号の周波数
成分を示す概念図、第３図は従来の先住電流トランスの
構成を示すブロック図である。 １・・・電カケープル、２１・・・電流トランス、２２
．２３・・・発光タイオード、２４・・・電源、２５・
・・抵抗、２６・・・チョークコイル、２７・・・コン
デンサ、３１．３２・・・光フアイバケーブル、４１．
４２・・・光・電気変換器、４３・・・加算器、４４・
・・低域ろ波器。 Ｓｌ・・・電カケープルに流れている電流、Ｓ２・・・
加算器の出力、Ｓ３・・・最終出力。 第１図 第２図 第３図 Ｉ
第２図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は各々、この発明の作用
を明確にするための発光ダイオードの特性概念図、加算
器の出力信号の概念図および加算器の出力信号の周波数
成分を示す概念図、第３図は従来の先住電流トランスの
構成を示すブロック図である。 １・・・電カケープル、２１・・・電流トランス、２２
．２３・・・発光タイオード、２４・・・電源、２５・
・・抵抗、２６・・・チョークコイル、２７・・・コン
デンサ、３１．３２・・・光フアイバケーブル、４１．
４２・・・光・電気変換器、４３・・・加算器、４４・
・・低域ろ波器。 Ｓｌ・・・電カケープルに流れている電流、Ｓ２・・・
加算器の出力、Ｓ３・・・最終出力。 第１図 第２図 第３図 Ｉ
Claims (1)
- 電流トランスの２次出力側に正逆並列接続された２個
の発光ダイオードと、この発光ダイオードの各光出力が
各々一端に供給される２本の光ファイバと、この光ファ
イバの各々の他端に接続された２個の光・電気変換器と
、この２個の光・電気変換器の出力を合成する加算器と
、この加算器の出力信号のうち、計測すべき基本周波数
の３倍以上の高調波成分を除去する低域ろ波器とを具備
することを特徴とする光化電流トランス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224281A JPH0675081B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 光化電流トランス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63224281A JPH0675081B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 光化電流トランス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273165A true JPH0273165A (ja) | 1990-03-13 |
| JPH0675081B2 JPH0675081B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=16811312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63224281A Expired - Lifetime JPH0675081B2 (ja) | 1988-09-07 | 1988-09-07 | 光化電流トランス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675081B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108287262A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-17 | 武汉理工大学 | 全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法 |
| CN108445289A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-24 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种高压直流光学谐波测量装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9465052B2 (en) * | 2013-06-10 | 2016-10-11 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring fiber optic current sensing systems |
-
1988
- 1988-09-07 JP JP63224281A patent/JPH0675081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108287262A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-17 | 武汉理工大学 | 全光纤电流互感器温度和振动反馈补偿系统及测量方法 |
| CN108445289A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-24 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 一种高压直流光学谐波测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0675081B2 (ja) | 1994-09-21 |
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