JPH0516749Y2

JPH0516749Y2 -

Info

Publication number: JPH0516749Y2
Application number: JP1984083072U
Authority: JP
Priority date: 1984-06-05
Filing date: 1984-06-05
Publication date: 1993-05-06
Also published as: JPS61348U

Description

【考案の詳細な説明】イ産業上の利用分野本考案はバツテリー等の駆動用電源を使用する
ことなく、検出した地絡電流等の微弱信号でもつ
て遠隔の地にある受信側に対し正確に信号伝送が
できるようにした光フアイバーを伝送路とする微
弱信号用伝送回路に関するものである。

ロ従来技術と本考案の目的近年、光フアイバーを用いた通信（伝送）方式
がさかんに試用されかつ実用化されている。

この通信（伝送）方式はよく知られているよう
に光フアイバーからなる伝送路の送信側に電気信
号を光信号に変換する発光素子をそなえ、また受
信側に光信号を電気信号に変換する受光素子をそ
なえたもので低損失、広帯域、無漏話、細径、軽
量、可焼性大、無誘導、無落雷等のすぐれた特徴
を持ち、電力線と併設したり、架空布設したりし
て使用されている。

ところで、上記の通信（伝送）方式において
は、受信側の発光素子としては普通、電気信号で
駆動されるレザーダイオード（LD）や発光ダイ
オード（LED）が使用されている。

しかしながらこれらの発光素子は順方向に流す
駆動電流によつて発光出力を制御しているためこ
の駆動電流が微弱な場合にはその出力が不充分
（低下）となつて受光素子側へ正確に信号が伝送
できないことがあつた。

つまり従来においては検出した地絡電流等の入
力信号が微弱な場合には発光素子を直接駆動でき
ず、バツテリー等駆動のための電源を特別に使用
しなくては受光素子側へは正確な信号の伝送がで
きないと云う問題があつた。

ハ本考案の構成本考案は上記の問題を解決するためのもので、光フアイバーよりなる伝送路１０３の送信側に
は電気信号を光信号に変換するための発光素子１
０１，５をそなえ、また受信側には光信号を電気
信号に変換するための受光素子１０４と同素子１
０４よりの信号を増幅するための増幅回路１０５
と増幅回路１０５よりの信号を再生するための再
生回路１０６とをそなえたものにおいて、上記送
信側には、地絡電流等の微弱信号を検出するため
の変流器１からなる検出回路１００と、その検出
回路１００よりの信号を直流に変換するための整
流回路２と、整流回路２からの信号をいつたん蓄
勢するためのコンデンサー３と、その蓄勢された
コンデンサー３の電荷が一定限度に達した時にの
み同電荷により導通するスイチング素子４と、上
記スイチング素子４に直列に接続され而も同スイ
チング素子４の導通時上記コンデンサー３の電荷
の放電により駆動する発光素子１０１，５と、さ
らに導通した状態のスイツチング素子４を不導通
にするための上記コンデンサー３と発光素子５と
スイツチング素子４とリアクトル８からなる直列
共振回路をそなえたことを特徴とする微弱信号用
伝送回路を提案するものである。

ニ実施例以下、本考案の実施例を第１図乃至第５図に基
づいて説明する。

第１図は本考案の実施例である信号伝送回路全
体のブロツク図、第２図は第１図の中の送信側の
具体的な回路を示すものである。図において、送
信側は検出回路１００と、スイツチング回路１０
１と、発光素子１０２，５から構成されており、
検出回路１００は、例えば200mA以下の微弱な
交流（正弦波）電流（地絡電流）が１次側に流れ
た場合にその２次側に5V程度の出力が得られる
ような特性の変流器（CT）１を使用している。

またスイツチング回路１０１は、上記検出回路
１００からの交流の出力信号を直流に変換するた
めの整流回路２と、整流回路２からの微弱な出力
信号を蓄勢するためのコンデンサー３と、コンデ
ンサー３に蓄勢した電荷が一定限度に達すると導
通するようにしたSCRからなるスイツチング素
子５と、さらに上記のように導通した状態のスイ
ツチング素子４を不導通にするための上記コンデ
ンサー３と発光素子５と上記のスイツチング素子
４とリアクトル８からなる直列共振回路と、コン
デンサー３に蓄勢した電荷がスイツチング素子４
のゲートに流入しないようにした逆流防止用のダ
イオード６と、スイツチング素子４のゲート信号
の入力信号を調整するための制動抵抗７とから構
成されている。

なお、上記送信側の発光素子１０１，５は電気
信号を光信号に変換するためのものであり、発光
ダイオード（LED）あるいはレザーダイオード
（LD）が使用される。１０３は発光素子１０１の
光パルス信号を受信側の受光素子１０４に伝送す
るための光フアイバーからなる伝送路であり、例
えばガラスフアイバーあるいはプラスチツクスフ
アイバーが使用される。

他方、受信側は上記光フアイバー１０３を経て
伝送されて来た光パルス信号を電気信号に変換す
るための受光素子１０４と、受光素子１０４から
の信号を等価増幅するための増幅回路１０５と、
増幅回路１０５から出力された信号のひずみを修
正して、送信側において検出された元の入力信号
に戻すための再生回路１０６とから構成されてお
り、上記受光素子１０４にはフオトダイオード
（PD）あるいはアバランシエフオトダイオード
（APD）が使用される。

なお、上記第１図のブロツク図において、伝送
路１０３、受光素子１０４、増幅回路１０５、再
生回路１０６については、光フアイバーを使用し
た従来の光通信（光伝送）方式を本案においても
そのまま使用している。

次に第１図、第２図及び第３図に基づき動作を
説明する。

上記伝送回路を地絡電流の検出システムとして
使用した場合について説明する。

今、高圧配電線路の機器の接地線等に200mA
程度の交流の地絡電流i₁が流れている。（第３図
ａのi₁に示す。）この地絡電流i₁は検出回路１００の変流器１に
て検出され、２次側にv₁を出力する。（第３図ａ
のv₁に示す。）、検出された上記信号は整流回路２
で直流（脈流）に変換されv₂となる。（第３図ａ
のv₂に示す。）、この整流回路２からの出力はダイ
オード６を経てコンデンサー３に蓄勢され、同時
に後述のスイツチング素子４のゲートに対しても
制動抵抗７を介してトリガ信号として送られる。
そして、コンデンサー３の電荷が一定限度（動作
電圧）に達するとスイツチング素子４がこれによ
り導通する。スイツチング素子３の導通により、
コンデンサー３に蓄勢された電荷は、コンデンサ
ー３−リアクトル８−発光素子１０２，５−スイ
ツチング素子４−コンデンサー３を経て放電し、
駆動電流i₂が流れ、上記発光素子１０２，５が点
灯する。（第３図ａのi₂に示す。）、この場合、上
記駆動電流i₂は直列共振回路（コンデンサー３、
リアクトル８、発光素子１０２、スイツチング素
子４）の影響により振動し、０点を越えて負にな
る。（第３図ａのi₂のイ，イ′に示す。）、駆動電流
i₂が負になるとスイツチング素子４は瞬時に不導
通になり、再度コンデンサー３が充電され上記充
電−放電の動作を繰り返されることになる。した
がつて、発光素子１０２，５を流れる駆動電流i₂
は、第３図ａのi₂のようにパルス波形となり、発
光素子１０２，５は、それに伴つて間欠的に点滅
する（パルス発光する）ことになる。なお、上記
においてコンデンサー３の両端の電圧波形v₃並び
にスイツチング素子４の両端の電圧波形は、コン
デンサー３の充放電の繰り返し、スイツチング素
子の導通−不導通の繰り返しに伴いそれぞれ第３
図ａのv₃，v₄の鋸波形となる。

上記のようにして発光素子１０２，５からのパ
ルス発光の信号は、光フアイバーの伝送路１０３
を経て受信側の受光素子１０４に伝送される。そ
してさらに信号は、増幅回路１０５により増幅さ
れる。（第３図ａのi₂′に示す。）、増幅された信号
は、次に再生回路１０６により元の交流波形の入
力信号に再生される。（第３図ａのi₁′に示す。）なお、上記において入力信号が大きい場合に
は、コンデンサー３の充放電回数が多くなり、第
３図ｂの中の駆動電流i₂のように流れる回数が増
加し、発光素子１０２，５の点滅回数が多くな
る。つまり発光素子１０４，５側から伝送する信
号量が増大することになる。

次に、第４図乃至第５図で示す実施例は、スイ
ツチング回路におけるスイツチング素子が上記の
スイツチング素子と異なる場合を示すものであ
り、第４図の場合はスイツチング素子４をSCR
から双方向スイツチング素子（SBS）に置換した
もので、さらにまた第５図の場合はスイツチング
素子をツエナーダイオード９とトランジスター１
０との組合によつて置換したもので、これらのス
イツチング回路によつても上記同様な発光素子１
０２，５の発光パルスを受光素子に対し伝送する
ことができる。

なお、上記の信号伝送回路を三相高圧配電線路
において使用する地絡蓄勢トリツプ付開閉器の地
絡電流検出用として使用する場合は変流器を零相
変流器（ZCT）に取替えればよく地絡電流が
200mA以下の微弱なものであつてもこれを光フ
アイバーの伝送路を使用して遠隔の地に正確に伝
送できるためこれにより微地絡事故を遠方にて監
視することができる。

ホ本考案の効果本考案は上記の構成からなり、検出した地絡電
流等の微弱信号をコンデンサーにいつたん蓄勢
し、蓄勢した電荷でもつて直接送信側の発光素子
を駆動させることができるため、駆動用の電源を
必要とせず回路の簡素化、合理化または小形軽量
化、コスト低減化等がはかれる。

また、本考案の送信側を構成するスイツチング
回路においては、コンデンサーに蓄勢された電荷
が一定値に達すると導通するスイツチング素子と
さらに導通状態のスイツチング素子を不導通にす
るための直列共振回路を備えているためスイツチ
ング素子の導通−不導通動作が規則的に行え、一
定した電荷の放電（駆動電流）により発光素子安
定状態で駆動できるため、受光素子に対し正確に
信号が伝送できる特長がある。

また、本考案においては、高圧回路の漏れ電流
等を測定する場合にも、送信側と受信側とが光フ
アイバーの伝送路により絶縁された状態になるた
め、ノイズ等の影響を受けず正確な測定が可能に
なるほか、受信側で測定する作業者も安全であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本考案の実施例を示すもの
で、第１図は本考案の信号伝送路の全体を示すブ
ロツク図、第２図は送信側の検出回路とスイツチ
ング回路を示す回路図、第３図は第１図並びに第
２図の各部における波形をあらわすものでａは入
力信号が小さい時の各部の波形図を示すもので、
またｂは入力信号が大きい時の波形図を示す。ま
た第４図は、異なつたスイツチング回路の回路
図、第５図は同じく異なつたスイツチング回路の
回路図を各々示す。１００……検出回路、１０１……スイツチング
回路、１０２，５……発光素子、１０３……伝送
路、１０４……発光素子、１０５……増幅回路、
１０６……再生回路、１……変流器、２……整流
回路、３……コンデンサー、４……スイツチング
素子、８……リアクトル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

光フアイバーよりなる伝送路１０３の送信側に
は電気信号を光信号に変換するための発光素子１
０２，５をそなえ、また受信側には光信号を電気
信号に変換するための受光素子１０４と同素子１
０４よりの信号を増幅するための増幅回路１０５
と増幅回路１０５よりの信号を再生するための再
生回路１０６とをそなえたものにおいて、上記送
信側には、地絡電流等の微弱信号を検出するため
の変流器１からなる検出回路１００と、その検出
回路１００よりの信号を直流に変換するための整
流回路２と、整流回路２からの信号をいつたん蓄
勢するためのコンデンサー３と、その蓄勢された
コンデンサー３の電荷が一定限度に達した時にの
み同電荷により導通するスイチング素子４と、上
記スイチング素子４に直列に接続され而も同スイ
チング素子４の導通時上記コンデンサー３の電荷
の放電により駆動する発光素子１０２，５と、さ
らに導通した状態のスイツチング素子４を不導通
にするための上記コンデンサー３と発光素子１０
２，５とスイツチング素子４とリアクトル８から
なる直列共振回路をそなえたことを特徴とする微
弱信号用伝送回路。