JPH0344562A

JPH0344562A - 電圧センサの組立方法

Info

Publication number: JPH0344562A
Application number: JP1178062A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Hamada; 英伸浜田; Kazuo Toda; 戸田　和郎; Onori Ishikawa; 石河　大典
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1991-02-26
Anticipated expiration: 2011-08-07
Also published as: JP2521537B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光学型電圧センサに関し、配電状態のモニタ
等に使用する。

（従来の技術）従来から、電気光学効果の大きい、たとえばＬｉＮｂ０
．結晶、Ｔ１ＮｂＯ３結晶等電圧の印加によって、電界
強度に比例する屈折率変化を生ずるポッケルス効果をも
つ光学結晶を用いた光学型電圧センサがあり、以下、そ
のようなポッケルス効果を有する光学結晶をＬｉＮｂＯ
３結晶として電圧センサを説明する。

第４図は従来の電圧センサの分解斜視図である。

偏光子１，１／４波長板２、ＬｉＮｂ０．結晶３及び検
光子４の光学結晶からなり、その順序で、またはＬｉＮ
ｂＯ３結晶３と１／４波長板２の順序を入れ変えて直線
状に配置接着されており、ＬＥＤ等の光をファイバレン
ズ５Ａを用いて偏光子ｌに入射する。

その入射光はＬｉＮｂ０．結晶３の面に形成した電極６
に印加される電圧により変調され一１検光子４の出力に
光量の変化として出力され、それをファイバレンズ５Ｂ
により集光することにより上記、印加した電圧を検知す
る電圧センサが形成される。

その組立ては、　ＬｉＮｂＯ３結晶３の光軸方向に、上
記各光学結晶の切出し面の仕上げ精度に依存する精度で
圧接、接着される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら上述のような形成方法は、各結晶の面精度
が低く、そのためＬｉＮｂ０．結晶３の結晶軸に傾斜し
て光が入射し、検出感度の温度特性は±数％のばらつき
となる。また、上記結晶軸に対する入射光の軸ずれ角度
と、感度の温度特性の関係が不明なため結晶の面精度の
評価根拠もなく、したがって性能は組立て後にしか評価
できないのが現状である。しかも、組立て作業は数値等
で表わされるような、明確なものではないため個人差が
あって検出性能にばらつきを有し歩留りは６０％ないし
７０％と低く、光学結晶の高価さ、精密な組立作業等か
ら生産コストが比較的高価な問題点があり、実用化が遅
れている。

また、本発明が配電状態モニタリングセンサとして使用
される環境は、寒暖に関係なく屋外が殆どのため、温度
特性が不良であると検出三相間にばらつきがあり、ゼロ
相電圧を誤検出して誤った判断を惹起する原因になる。

本発明は上述した従来の種々の問題点を解決する光学型
電圧センサの提ａｔを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は上記の目的を、電圧センサを構成する光学結晶
の機械的な面精度を向上させて、ポッケルス効果を有す
る光学結晶に対する光の入射角を０．２″′以下に抑え
、または光の入射方向を調整して出力光量変化を±０．
４ｄＢ内にすることによって達成する。

（作　用）本発明によれば、検出感度の温度特性が±２％以下に抑
えられ、三相電源の各相に使用する電圧センサ間の感度
にばらつきがなくなり、ゼロ相電圧の検出の誤りを生ぜ
ず事故の誤判断がなくなる。

また１組立精度が数値で表現可能になり、歩留りおよび
コストの点からも極めて有利になる。

（実施例）以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１＠は本発明の第１の実施例の構成を示す図で、構成
要素は第４図と同じで、符号も同じものを使用している
。

この実施例は各光学結晶、偏光子１．１／４波長板２　
、　ＬｉＮｂ０．結晶３及び検光子４、それぞれの切出
し面の仕上精度を、ＬｉＮｂ０．結晶３の結晶軸に対す
る入射光の軸ずれ角度を向上して、０．２°以下になる
ように研磨し、矢印ａの方向に圧着後接着することによ
り一体化するものである。

このように形成する光学型電圧センサは、検出感度の温
度特性を一２０℃ないし８０℃の温度範囲で。

±２％以下の変動に抑えることができ、温度による感度
のばらつきが低減され、電圧センサとしての誤判断が防
止できる。また、各光学結晶の面精度によって組立てる
から、作業に熟練を要せずコストも代議になる。

第２図は第１図のような電圧センサのシミュレーション
結果の図で、ＬｉＮｂ０．結晶３の結晶軸に対する光の
入射角と、センサ検出出力の関係を示しており、中心は
ＬｉＮｂ０．結晶３の光軸に相当し、それからの距離α
は軸ずれ角度を、また上記中心の周囲の角度βはＬｉＮ
ｂ０．結晶３の結晶面上での入射光と電界方向とで形成
する角度を表わしている。

したがって入射光の方向は角度（α、β）で表現でき、
その角度に対する光量を等高線で読むことができる。

これから、光軸の周囲の角度βにそって出力光量は波打
ち、その程度は入射角度αにしたがって大きくなること
がわかる。すなわち、入射光を角度βにしたがって回転
させ出力光量の変化を観測すれば。軸ずれの程度を知る
ことができる。

第３図は上述の方法を利用して光学結晶を組立てる第２
の実施例を示し、まず１図（ａ）のように偏光子１に入
力側のファイバレンズ５Ａを近接させ、その先軸を軸に
回転させながら図示しないＬＥＤ等の光を入射し、検光
子４の出力光量の変動を光量測定装置７によって観測す
る。これを繰返すことにより出力光量が±０．４ｄＢ以
下になるようにしてファイバレンズ５Ａを接着する。

つぎに図（ｂ）のように、図（ａ）の場合と同様に出力
側のファイバレンズ５Ｂの調整を行う、すなわちファイ
バレンズ５Ｂを回転しながら、検光子４から光を入射し
、偏光子１側で光量測定装置７′により光量を測定する
。

この場合、ファイバレンズ５Ｂの光軸周囲の角度βを変
えて、出力光量が極大となる方向に設定し、つぎに入射
角度αを変えて光量が極大となる操作を繰返して限りな
く入射光をＬｉＮｂＯ３結晶３の光軸に近づけて、ファ
イバレンズ５Ｂを接着する。

上記のように組立てることにより、検出感度の温度特性
は一２０℃ないし８０℃の温度範囲で±２％以下の変動
に抑えられ、したがって温度による電圧検出感度のばら
つきが減少し、誤判断を防止することができる。

以上、本発明を実施例によって説明したが、入射角度α
、および光軸周囲の回転角度βの調整はもちもん、Ｌｉ
Ｎｂ０．結晶３を調整しても同じ結果になる。

（発明の効果）以上、詳細に説明して明らかなように本発明は、ＬｉＮ
ｂＯ３結晶を用いる光学型電圧センサの光軸合せを、±
２％以下の感度変化の温度特性に抑えることができ、屋
外の配電状態モニタリングセンサとして使用して、三相
各相のモニタ間で検出感度のばらつきが軽減され、ゼロ
相電圧の誤検出がなくなり、事故等の誤判断が防止され
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、第２図は説明
を補助するシミュレーションの結果を示す図、第３図は
第２の実施例を示す図である。ｌ・・・偏光子、　２・・・１／４波長板、　３・・・
ＬｉＮｂ０．結晶、　４・・・検光子−５Ａ、５Ｂ・・
・ファイバレンズ、　　６・・・電極、　　７゜７′・
・・光量測定装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）偏光子、１／４波長板、ポッケルス効果を有する
光学結晶及び検光子の光学結晶からなる光学型電圧セン
サにおいて、ポッケルス効果を有する光学結晶の面に対
するコリメート光の入射角度を、０．２゜以下に各光学
結晶を研磨して機械的に調整することを特徴とする電圧
センサの組立方法。
（２）偏光子、１／４波長板、ポッケルス効果を有する
光学結晶及び検光子の光学結晶からなる光学型電圧セン
サにおいて、上記ポッケルス効果を有する光学結晶の面
に対するコリメート光の入射角度を変化させながら、出
力光量の変化を±０．４ｄＢ以下になるように調整して
組立てることを特徴とする電圧センサの組立方法。
（３）光の入射方向とポッケルス効果を有する光学結晶
の結晶軸となす角度を、その結晶軸と入射角がなす角度
を相対的に回転させ光軸合せを行うことを特徴とする請
求項（２）記載の電圧センサの組立方法。
（４）ポッケルス効果を有する光学結晶の結晶面に対す
るコリメート光を、相対的に上記ポッケルス効果を有す
る光学結晶の結晶軸の周囲に回転させ、センサ出力光が
極大（または極小）となる入射方向を求め、つぎに、そ
の方向においてセンサ出力が極小（または極大）となる
結晶面に対する入力角を求めることにより、光軸合せを
行うことを特徴とする請求項（２）記載の電圧センサの
組立方法。