JPH04215071A - 二重定格型光電流センサ - Google Patents
二重定格型光電流センサInfo
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- JPH04215071A JPH04215071A JP2410025A JP41002590A JPH04215071A JP H04215071 A JPH04215071 A JP H04215071A JP 2410025 A JP2410025 A JP 2410025A JP 41002590 A JP41002590 A JP 41002590A JP H04215071 A JPH04215071 A JP H04215071A
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 81
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 32
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変電所等において地絡電
流と短絡電流とをともに精度良く検出することができる
二重定格型光電流センサに関するものである。
流と短絡電流とをともに精度良く検出することができる
二重定格型光電流センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】変電所等において、電流路を構成する導
体に光電流センサを取り付けておき、地絡電流や事故発
生時の短絡電流を測定することは既に知られている。と
ころが、１５４ ＫＶ以下の抵抗接地系においては地絡
電流の最大値が数十Ａ程度であるのに対して、短絡電流
の最大値は３１．５ＫＡにも達してその差が極めて大き
いので、単一の光電流センサにより両方の電流を正確に
測定することは困難である。従って電流路に２種類の光
電流センサを取り付けて地絡電流と短絡電流とを個別に
測定することも考えられるが、各光電流センサにそれぞ
れ光変換器を接続して光信号の入力と出力とを行わせる
必要があり、設備コストが高くつくという欠点があった
。
体に光電流センサを取り付けておき、地絡電流や事故発
生時の短絡電流を測定することは既に知られている。と
ころが、１５４ ＫＶ以下の抵抗接地系においては地絡
電流の最大値が数十Ａ程度であるのに対して、短絡電流
の最大値は３１．５ＫＡにも達してその差が極めて大き
いので、単一の光電流センサにより両方の電流を正確に
測定することは困難である。従って電流路に２種類の光
電流センサを取り付けて地絡電流と短絡電流とを個別に
測定することも考えられるが、各光電流センサにそれぞ
れ光変換器を接続して光信号の入力と出力とを行わせる
必要があり、設備コストが高くつくという欠点があった
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の欠点を解決して、電流値の大きく異なる地絡電流と短
絡電流とを単一の光電流センサにより両方の電流を正確
に測定することを可能とし、しかも設備コストを比較的
安価に抑えることのできる二重定格型光電流センサを提
供するために完成されたものである。
の欠点を解決して、電流値の大きく異なる地絡電流と短
絡電流とを単一の光電流センサにより両方の電流を正確
に測定することを可能とし、しかも設備コストを比較的
安価に抑えることのできる二重定格型光電流センサを提
供するために完成されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた第１の発明は、導体に流れる１次電流に対
応して数１０Ａから数ＫＡまでの領域で光磁界センサに
適切な変調度を与える磁界が得られる第１の磁界検出部
と、数ＫＡから数十ＫＡまでの領域で光磁界センサに適
切な変調度を与える磁界が得られる第２の磁界検出部と
、それぞれの磁界検出部の内部に置かれた同一感度の光
磁界センサと、これら２つの光磁界センサの入出力を流
れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型スイッチ
とからなることを特徴とするものである。
めになされた第１の発明は、導体に流れる１次電流に対
応して数１０Ａから数ＫＡまでの領域で光磁界センサに
適切な変調度を与える磁界が得られる第１の磁界検出部
と、数ＫＡから数十ＫＡまでの領域で光磁界センサに適
切な変調度を与える磁界が得られる第２の磁界検出部と
、それぞれの磁界検出部の内部に置かれた同一感度の光
磁界センサと、これら２つの光磁界センサの入出力を流
れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型スイッチ
とからなることを特徴とするものである。
【０００５】また同一の課題を解決するためになされた
第２の発明は、導体に流れる１次電流の数１０Ａから数
十ＫＡまでの全領域に比例した磁界が得られる単一の磁
界検出部と、その内部に設置された数１０Ａから数ＫＡ
までと数ＫＡから数十ＫＡまでに検出感度を持つ２種類
の光磁界センサと、これら２つの光磁界センサの入出力
を流れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型スイ
ッチとからなることを特徴とするものである。以下に本
発明を図示の実施例により更に詳細に説明する。
第２の発明は、導体に流れる１次電流の数１０Ａから数
十ＫＡまでの全領域に比例した磁界が得られる単一の磁
界検出部と、その内部に設置された数１０Ａから数ＫＡ
までと数ＫＡから数十ＫＡまでに検出感度を持つ２種類
の光磁界センサと、これら２つの光磁界センサの入出力
を流れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型スイ
ッチとからなることを特徴とするものである。以下に本
発明を図示の実施例により更に詳細に説明する。
【０００６】
【実施例】図１において、１は導体であり、２はその回
りに設けられた第１の磁界検出部としてのドーナツ型鉄
心である。ドーナツ型鉄心にはその一部にギャップ３が
形成してあり、その内部に第１の光磁界センサ４が固定
してある。この第１の光磁界センサ４はＹＩＧ 、ＢＳ
Ｏ 等のファラディー素子からなるものであり、導体１
に流れる１次電流により第１の磁界検出部２の内部に生
ずる磁界を検出して、導体１の電流の大きさを知ること
ができるものである。なおこの第１の磁界検出部２は導
体１に流れる１次電流に対応して数１０Ａから数ＫＡま
での領域で第１の光磁界センサ４に適切な変調度を与え
る磁界を得ることができるものである。
りに設けられた第１の磁界検出部としてのドーナツ型鉄
心である。ドーナツ型鉄心にはその一部にギャップ３が
形成してあり、その内部に第１の光磁界センサ４が固定
してある。この第１の光磁界センサ４はＹＩＧ 、ＢＳ
Ｏ 等のファラディー素子からなるものであり、導体１
に流れる１次電流により第１の磁界検出部２の内部に生
ずる磁界を検出して、導体１の電流の大きさを知ること
ができるものである。なおこの第１の磁界検出部２は導
体１に流れる１次電流に対応して数１０Ａから数ＫＡま
での領域で第１の光磁界センサ４に適切な変調度を与え
る磁界を得ることができるものである。
【０００７】５は第１の磁界検出部であるドーナツ型鉄
心２のまわりに設けられたトロイダルコイルであり、そ
の内部に誘起される電流により励磁される第２の磁界検
出部６としてのソレノイドコイルを接続してある。この
第２の磁界検出部６の内部には第２の光磁界センサ７を
固定してある。この第２の光磁界センサ７も、やはりＹ
ＩＧ 、ＢＳＯ 等のファラディー素子からなるもので
、第１の光磁界センサ４と同一感度のものが用いられて
いる。なおトロイダルコイル５をドーナツ型鉄心の上に
巻くことにより、ターン数を少なくしても所要のソレノ
イド電流を得ることができる利点があるが、トロイダル
コイル５を必ずしも鉄心の上に巻く必要はない。第２の
磁界検出部６は導体１に流れる１次電流に対応して数Ｋ
Ａから数十ＫＡまでの領域で第２の光磁界センサ７に適
切な変調度を与える磁界が得られるものである。
心２のまわりに設けられたトロイダルコイルであり、そ
の内部に誘起される電流により励磁される第２の磁界検
出部６としてのソレノイドコイルを接続してある。この
第２の磁界検出部６の内部には第２の光磁界センサ７を
固定してある。この第２の光磁界センサ７も、やはりＹ
ＩＧ 、ＢＳＯ 等のファラディー素子からなるもので
、第１の光磁界センサ４と同一感度のものが用いられて
いる。なおトロイダルコイル５をドーナツ型鉄心の上に
巻くことにより、ターン数を少なくしても所要のソレノ
イド電流を得ることができる利点があるが、トロイダル
コイル５を必ずしも鉄心の上に巻く必要はない。第２の
磁界検出部６は導体１に流れる１次電流に対応して数Ｋ
Ａから数十ＫＡまでの領域で第２の光磁界センサ７に適
切な変調度を与える磁界が得られるものである。
【０００８】これらの２つの光磁界センサ４、７には光
変換器８から光ファイバ１２を通じて光信号が入力され
、またそれらの出力に応じて変調された光信号が光ファ
イバ１３を通じて取り出されるが、本発明においては２
つの光磁界センサ４、７と光変換器８との間に光導波路
型スイッチ９が設けられている。光導波路型スイッチ９
は光変換器８からの入出力光を第１の光磁界センサ４と
第２の光磁界センサ７に瞬間的に切り替えることができ
るものであり、例えばＬｉＮｂＯ３基板上にＴｉ拡散光
導波路を形成した光導波路型スイッチ９を使用すること
ができる。なお、本発明の二重定格型光電流センサを高
電圧の電流路に使用する場合には、光ファイバ１２、１
３の部分は光ファイバ内蔵碍子とすることが好ましい。
変換器８から光ファイバ１２を通じて光信号が入力され
、またそれらの出力に応じて変調された光信号が光ファ
イバ１３を通じて取り出されるが、本発明においては２
つの光磁界センサ４、７と光変換器８との間に光導波路
型スイッチ９が設けられている。光導波路型スイッチ９
は光変換器８からの入出力光を第１の光磁界センサ４と
第２の光磁界センサ７に瞬間的に切り替えることができ
るものであり、例えばＬｉＮｂＯ３基板上にＴｉ拡散光
導波路を形成した光導波路型スイッチ９を使用すること
ができる。なお、本発明の二重定格型光電流センサを高
電圧の電流路に使用する場合には、光ファイバ１２、１
３の部分は光ファイバ内蔵碍子とすることが好ましい。
【０００９】このほか導体１のまわりには光導波路駆動
用コイル１０が設けられている。この光導波路駆動用コ
イル１０は導体１を流れる１次電流を検出して電流の大
小に応じて光導波路型スイッチ９を切り替えるためのも
のである。実施例では光導波路駆動用コイル１０の両端
部間に電圧変換用の抵抗１１を接続してあり、これによ
って生ずる電圧を光導波路型スイッチ９に送って切り替
えを行わせている。このように本発明においては共通の
光変換器８からの入力光を用いるため、第１の光磁界セ
ンサ４と第２の光磁界センサ７とは同一波長で作動する
ものとしておく。
用コイル１０が設けられている。この光導波路駆動用コ
イル１０は導体１を流れる１次電流を検出して電流の大
小に応じて光導波路型スイッチ９を切り替えるためのも
のである。実施例では光導波路駆動用コイル１０の両端
部間に電圧変換用の抵抗１１を接続してあり、これによ
って生ずる電圧を光導波路型スイッチ９に送って切り替
えを行わせている。このように本発明においては共通の
光変換器８からの入力光を用いるため、第１の光磁界セ
ンサ４と第２の光磁界センサ７とは同一波長で作動する
ものとしておく。
【００１０】このように構成された第１の発明の二重定
格型光電流センサは、共通の光変換器８からの入力光を
光導波路型スイッチ９を介して第１の光磁界センサ４と
第２の光磁界センサ７に送り、導体１を流れる１次電流
に応じた光出力を取り出すことができるものである。す
なわち、光導波路駆動用コイル１０により検出される導
体１を流れる１次電流が小さい場合には、光導波路型ス
イッチ９は小電流検出用の第１の光磁界センサ４側に切
り替えられ、導体１の電流を第１の磁界検出部２である
ドーナツ型鉄心のギャップ３内に固定された第１の光磁
界センサ４によって測定する。また光導波路駆動用コイ
ル１０が導体１に大きい１次電流が流れたことを検出し
た場合には、光導波路型スイッチ９は大電流検出用の第
２の磁界検出部６の内部の第２の光磁界センサ７側に切
り替えられ、ソレノイドコイルの内部に固定された第２
の光磁界センサ７が導体１の電流を検出する。そして前
記したように第１の磁界検出部２は数１０Ａから数ＫＡ
までの領域で光磁界センサ４に適切な変調度を与えるこ
とができ、第２の磁界検出部６は数ＫＡから数十ＫＡま
での領域で光磁界センサ７に適切な変調度を与える磁界
が得られるようにそれぞれ構成されているので、図２に
示すように同一感度の光磁界センサ４、７により適切な
検出が可能である。
格型光電流センサは、共通の光変換器８からの入力光を
光導波路型スイッチ９を介して第１の光磁界センサ４と
第２の光磁界センサ７に送り、導体１を流れる１次電流
に応じた光出力を取り出すことができるものである。す
なわち、光導波路駆動用コイル１０により検出される導
体１を流れる１次電流が小さい場合には、光導波路型ス
イッチ９は小電流検出用の第１の光磁界センサ４側に切
り替えられ、導体１の電流を第１の磁界検出部２である
ドーナツ型鉄心のギャップ３内に固定された第１の光磁
界センサ４によって測定する。また光導波路駆動用コイ
ル１０が導体１に大きい１次電流が流れたことを検出し
た場合には、光導波路型スイッチ９は大電流検出用の第
２の磁界検出部６の内部の第２の光磁界センサ７側に切
り替えられ、ソレノイドコイルの内部に固定された第２
の光磁界センサ７が導体１の電流を検出する。そして前
記したように第１の磁界検出部２は数１０Ａから数ＫＡ
までの領域で光磁界センサ４に適切な変調度を与えるこ
とができ、第２の磁界検出部６は数ＫＡから数十ＫＡま
での領域で光磁界センサ７に適切な変調度を与える磁界
が得られるようにそれぞれ構成されているので、図２に
示すように同一感度の光磁界センサ４、７により適切な
検出が可能である。
【００１１】このように本発明においては導体１の１次
電流の大小に応じて光導波路型スイッチ９が使用する光
センサを瞬時に選択するので、小さい地絡電流から事故
発生時の大きい短絡電流のいずれをも正確に測定するこ
とができる。しかも本発明によれば個別に光変換器８を
設置する必要がなく、光ファイバ１２、１３も２本でよ
いので、設備コストを大幅に削減することができる。更
に本発明においては第１と第２の光磁界センサ４、７が
同一感度であるので、これらに互換性を持たせることが
できる利点もある。
電流の大小に応じて光導波路型スイッチ９が使用する光
センサを瞬時に選択するので、小さい地絡電流から事故
発生時の大きい短絡電流のいずれをも正確に測定するこ
とができる。しかも本発明によれば個別に光変換器８を
設置する必要がなく、光ファイバ１２、１３も２本でよ
いので、設備コストを大幅に削減することができる。更
に本発明においては第１と第２の光磁界センサ４、７が
同一感度であるので、これらに互換性を持たせることが
できる利点もある。
【００１２】なお以上に説明した実施例では第１の磁界
検出部２であるドーナツ型鉄心に形成されたギャップ３
内に第１の光磁界センサ４を固定したのであるが、導体
１のまわりに設けられたトロイダルコイル５にターン数
の異なる２種類のソレノイドコイルを接続し、それぞれ
のソレノイドコイルの内部に第１の光磁界センサ４と第
２の光磁界センサ７を固定してもよい。そして第１の光
磁界センサ４と第２の光磁界センサ７の特性が図３のよ
うに直線的に連続するようにしておけば、実施例と同様
に光導波路型スイッチ９で切換えを行わせることにより
、地絡電流と短絡電流のいずれをも正確に測定すること
ができる。
検出部２であるドーナツ型鉄心に形成されたギャップ３
内に第１の光磁界センサ４を固定したのであるが、導体
１のまわりに設けられたトロイダルコイル５にターン数
の異なる２種類のソレノイドコイルを接続し、それぞれ
のソレノイドコイルの内部に第１の光磁界センサ４と第
２の光磁界センサ７を固定してもよい。そして第１の光
磁界センサ４と第２の光磁界センサ７の特性が図３のよ
うに直線的に連続するようにしておけば、実施例と同様
に光導波路型スイッチ９で切換えを行わせることにより
、地絡電流と短絡電流のいずれをも正確に測定すること
ができる。
【００１３】図４は第２の発明の実施例を示すものであ
り、図１に示したドーナツ型鉄心の周りに巻き付けられ
たトロイダルコイル５の２次側を短絡して大電流領域に
おける鉄心の飽和を抑制しておく。このドーナツ型鉄心
は導体１に流れる１次電流の数１０Ａから数十ＫＡまで
の全領域に比例した磁界が得られる単一の磁界検出部１
５を構成するものであり、そのギャップ３の内部には数
１０Ａから数ＫＡまでと数ＫＡから数十ＫＡまでに検出
感度を持つ２種類の光磁界センサ１４、１７を設置して
おく。そしてこれらの２種類の光磁界センサ１４、１７
は第１の発明と同様に導体１に流れる１次電流の大小に
応じて光導波路型スイッチ９により切り替えられる。
り、図１に示したドーナツ型鉄心の周りに巻き付けられ
たトロイダルコイル５の２次側を短絡して大電流領域に
おける鉄心の飽和を抑制しておく。このドーナツ型鉄心
は導体１に流れる１次電流の数１０Ａから数十ＫＡまで
の全領域に比例した磁界が得られる単一の磁界検出部１
５を構成するものであり、そのギャップ３の内部には数
１０Ａから数ＫＡまでと数ＫＡから数十ＫＡまでに検出
感度を持つ２種類の光磁界センサ１４、１７を設置して
おく。そしてこれらの２種類の光磁界センサ１４、１７
は第１の発明と同様に導体１に流れる１次電流の大小に
応じて光導波路型スイッチ９により切り替えられる。
【００１４】第２の発明における各光磁界センサ１４、
１７の作動は図５に示す通りであり、小さい地絡電流か
ら事故発生時の大きい短絡電流まで正確に測定すること
ができる。また第２の発明では磁界検出部１５が単一で
あるので、この部分の構造を簡素化できる利点がある。
１７の作動は図５に示す通りであり、小さい地絡電流か
ら事故発生時の大きい短絡電流まで正確に測定すること
ができる。また第２の発明では磁界検出部１５が単一で
あるので、この部分の構造を簡素化できる利点がある。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上に説明したように、単一の
光変換器により作動領域の異なる二つの光センサを導体
の１次電流の大きさに応じて切り替えて作動させること
ができるものであるから、設備コストを削減でき、しか
も地絡電流と短絡電流のいずれをも正確に測定すること
ができる。よって本発明は従来の問題点を解決した二重
定格型光電流センサとして、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大きいものである。
光変換器により作動領域の異なる二つの光センサを導体
の１次電流の大きさに応じて切り替えて作動させること
ができるものであるから、設備コストを削減でき、しか
も地絡電流と短絡電流のいずれをも正確に測定すること
ができる。よって本発明は従来の問題点を解決した二重
定格型光電流センサとして、産業の発展に寄与するとこ
ろは極めて大きいものである。
【００１６】
【図１】第１の発明の実施例を示す斜視図である。
【図２】第１の発明における光磁界センサの作動を示す
グラフである。
グラフである。
【図３】他の実施例における光磁界センサの作動を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】第２の発明の実施例を示す斜視図である。
【図５】第１の発明における光磁界センサの作動を示す
グラフである。
グラフである。
１ 導体
２ 第１の磁界検出部であるドーナツ型鉄心３ ギ
ャップ ４ 第１の光磁界センサ ５ トロイダルコイル ６ 第２の磁界検出部であるソレノイドコイル７
第２の光磁界センサ ９ 光導波路型スイッチ １４ 光磁界センサ １５ 単一の磁界検出部 １７ 光磁界センサ
ャップ ４ 第１の光磁界センサ ５ トロイダルコイル ６ 第２の磁界検出部であるソレノイドコイル７
第２の光磁界センサ ９ 光導波路型スイッチ １４ 光磁界センサ １５ 単一の磁界検出部 １７ 光磁界センサ
Claims (2)
- 【請求項１】 導体（１） に流れる１次電流に対応
して数１０Ａから数ＫＡまでの領域で光磁界センサに適
切な変調度を与える磁界が得られる第１の磁界検出部（
２） と、数ＫＡから数十ＫＡまでの領域で光磁界セン
サに適切な変調度を与える磁界が得られる第２の磁界検
出部（６） と、それぞれの磁界検出部の内部に置かれ
た同一感度の光磁界センサ（４） 、（７） と、これ
ら２つの光磁界センサ（４） 、（７） の入出力を流
れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型スイッチ
（９） とからなることを特徴とする二重定格型光電流
センサ。 - 【請求項２】 導体（１） に流れる１次電流の数１
０Ａから数十ＫＡまでの全領域に比例した磁界が得られ
る単一の磁界検出部（１５）と、その内部に設置された
数１０Ａから数ＫＡまでと数ＫＡから数十ＫＡまでに検
出感度を持つ２種類の光磁界センサ（１４）、（１７）
と、これら２つの光磁界センサ（１４）、（１７）の入
出力を流れる電流の大小に応じて切り替える光導波路型
スイッチ（９） とからなることを特徴とする二重定格
型光電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410025A JPH04215071A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 二重定格型光電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2410025A JPH04215071A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 二重定格型光電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215071A true JPH04215071A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=18519259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2410025A Withdrawn JPH04215071A (ja) | 1990-12-10 | 1990-12-10 | 二重定格型光電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215071A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185772A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Alps Green Devices Co Ltd | 電流センサ |
| JP2020003374A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 日置電機株式会社 | 電流検出装置 |
-
1990
- 1990-12-10 JP JP2410025A patent/JPH04215071A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185772A (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-22 | Alps Green Devices Co Ltd | 電流センサ |
| JP2020003374A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 日置電機株式会社 | 電流検出装置 |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |