JPH05232145A - 電流変換器 - Google Patents

電流変換器

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JPH05232145A
JPH05232145A JP4308979A JP30897992A JPH05232145A JP H05232145 A JPH05232145 A JP H05232145A JP 4308979 A JP4308979 A JP 4308979A JP 30897992 A JP30897992 A JP 30897992A JP H05232145 A JPH05232145 A JP H05232145A
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fiber
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conductor
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    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/241—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using electro-optical modulators, e.g. electro-absorption
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アースされた金属被覆を有する装置に配備さ
れるように設計された光学変換器。 【構成】 変換器は、被覆（１０）の軸に横断方向で且
つ導体（２１、２２、２３）を挿通させる開口を備えた
ディスク（３０）を含み、光ファイバ（４１、４２、４
３）は、前記開口の周囲に配置され、被覆の外部に配置
されている結合された光インタフェースに接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アースされた金属被覆
を有する遮蔽装置と呼ばれている装置内の光学的電流測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高電圧架空電気装置の分野において、特
に光線を通す光ファイバを用いたファラデー効果を利用
する電流測定装置を使用することはよく知られている。
【０００３】ファラデー効果が磁場の存在下に電磁波と
媒質との相互作用によって生じる磁気光学効果であるこ
とは知られている。
【０００４】ある種の媒質は、電磁波と同方向の磁場の
作用下に、波が右回り円偏光であるか左回り円偏光であ
るかに従って異なった媒質内部の波の伝播速度によって
誘発される非相互的な複屈折として表れる光学活性を有
している。
【０００５】電流量を測定するためには、直線偏光を有
する光波に対するファラデー効果を利用する。直線偏光
は、一方が右回り他方が左回りの２つの円偏光を有する
光波の和と考えてもよく、または双方が同じ方向に回る
（右回りまたは左回り）２つの対向方向に伝播する光波
と考えてもよい。第１の場合には、ポーラロメトリイ法
によって偏光面の回転を測定する。第２の場合には、所
謂「Ｓａｇｎａｃ」の干渉測定法によって位相差を測定
する。
【０００６】どちらの場合にも、ファラデー効果に起因
する移相角が測定すべき電流の瞬時量に比例する。
【０００７】測定のために使用される光波は、測定すべ
き電流を伝導する電気伝導体を１回または数回包囲する
光ファイバによって搬送される。
【０００８】ファラデー効果を用いる測定は、アースさ
れた金属被覆を有する型の装置、即ち遮蔽された装置内
の電流を測定するために特に有利であると考えられる。
この測定方法を使用すると、この種の装置のかなりの小
型化を達成できる。その理由は、慣用の電流変換器は数
十ｃｍの軸方向寸法を要するが、光ファイバ装置は数ｃ
ｍの軸方向寸法で十分なためである。更に、光学的測定
は、遮蔽された装置内に存在する電磁波の影響を受けな
い。光学型電流変換器を遮蔽された装置内に配置するこ
とによって他にも以下のごとき利点が得られる。
【０００９】光学変換器では、慣用の変換器の動作範囲
を狭くしていた磁心飽和の現象がないので動作範囲が広
い。
【００１０】すべての種類の遮蔽された装置またはステ
ーションにアダプターを要せずに使用できるので製品が
標準化できる。
【００１１】装置の使用範囲が広い。
【００１２】この分野の技術の現状は、Ｔ．Ｓａｗａ、
Ｋ．Ｋｕｒｏｓａｗａ、Ｔ．Ｋａｍｉｎｉｓｈｉ、Ｔ．
Ｙｏｋｏｔａによる論文、「光学的機器変換器の開発
（Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ｉ
ｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ）」、
８９ＴＤ３８０−７ＰＷＲＤ、ＩＥＥＥ／ＰＥＳ １９
８９ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、１９８９年４
月２〜７日、に記載されている。
【００１３】遮蔽された装置に光学変換器を設置する際
に遭遇する第１の難問は、光ファイバの複数の点の間で
過度の電位差が生じないようにすることである。このよ
うな過度の電位差が生じると絶縁破壊の危険がある。
【００１４】別の難問は、測定信号の検出を確保するた
めにファイバに結合された光インタフェース（ｂｏｉｔ
ｅ ｏｐｔｉｑｕｅ）が過度の高温にならないようにす
ることである。実際、装置の被覆の内部温度は９０℃以
上にもなる。装置を無傷の状態に維持し且つ測定値の正
確さを確保するためには、結合された光インタフェース
の内部温度が約７０℃以上になってはならない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの技術的問題を解決し、光ファイバが比較的低い電圧
を受容し且つ結合された光インタフェースの過熱の危険
が完全に除去された光学変換器を提供することである。
【００１６】フランス特許公開第２,４３０,１１２号
は、絶縁性サポートに埋込まれた光ファイバから成る電
流変換器を記載している。この文献は、ファイバと測定
用インタフェースとの間の熱交換の制限に関しては全く
教示していない。
【００１７】ドイツ特許公開第４０ ２５ ９１１号は、
遮蔽されたラインの金属被覆の内部の光ファイバ及びハ
ウジングを記載している。従ってこれらの素子は、適正
動作が妨害される程度まで加熱される。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、誘電性
気体が内部に充填され且つその軸に平行に配置された少
なくとも１つの導体を収容した少なくとも１つの円筒状
金属製被覆を含むアースされた金属被覆を有する型の電
気装置に配備されるべく設計された電流変換器を提供す
ることである。変換器はファラデー効果型であり、各導
体毎に、該導体を包囲する１つの光ファイバを含み、前
記ファイバが、少なくとも１つの入力光波をファイバに
注入し且つ出力光波を処理するための補助的光インタフ
ェースに接続されている。この電流変換器の特徴は、該
電流変換器が、前記軸に垂直な平面を有するディスク形
のサポートを含み、前記ディスクの周縁が被覆の内側横
断面と接触し、前記ディスクが前記導体の１つを挿通さ
せる少なくとも１つの開口を有しており、前記開口は、
内部に前記光ファイバが配置される溝を有しており、前
記光ファイバは、前記導体の周囲を少なくとも１周して
おり、前記光ファイバの両端は、被覆の外部に配置され
ている結合された前記光インタフェースに接続され、前
記光インタフェースは、前記光ファイバを挿通させる気
密通路によって前記被覆と連通しているハウジング内に
配置されていることである。
【００１９】前記ハウジングが冷却手段を備えているの
が有利である。
【００２０】好ましくは、前記通路が、前記ハウジング
と前記被覆との間で伝導及び対流によって生じる熱交換
を抑制する手段を備えている。
【００２１】１つの実施態様によれば、前記手段が熱伝
導率の低い多孔質材料から成るバフル及び／またはダイ
ヤフラムを含む。
【００２２】変形例によれば、シリコーンを基材とする
物質が前記通路に充填されている。
【００２３】前記冷却手段が、金属製の前記ハウジング
の外部の金属製フィンから成るのが有利である。
【００２４】変形例によれば、前記冷却手段が、フレオ
ンのような冷媒の循環回路を含む。
【００２５】本発明の１つの実施態様によれば、ディス
クが金属製であり、光ファイバが前記溝に直接配置され
ている。
【００２６】変形例によれば、ディスクがエポキシ樹脂
のような絶縁材料から成る。
【００２７】上記の最後の場合には、光ファイバが絶縁
チューブ内に配置される。
【００２８】被覆が３つの三相導体を収容している場
合、光ファイバがディスクの周縁に配置され且つ３つの
導体の周囲を少なくとも１周しており、該ファイバは同
極電流（ｃｏｕｒａｎｔ ｈｏｍｏｐｏｌａｉｒｅ）の
測定に使用される。
【００２９】
【実施例】本発明のいくつかの実施例を示す添付図面に
基づく以下の詳細な記載より本発明がより十分に理解さ
れよう。
【００３０】図１において、参照符号１は、単相装置の
アースされた金属被覆を示す。六フッ化イオウＳＦ6の
ような良好な誘電性を有する気体が数バールの圧力下に
被覆１に充填されている。被覆は、図示しない絶縁コー
ンによって維持され金属導体２を収容している。
【００３１】本発明の光学変換器（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ａｔｅｕｒ ｏｐｔｉｑｕｅ）は、導体２に垂直に配置
されたディスク３を含む。該ディスクの周縁は金属被覆
１の内面と合致している。このディスクは、フランジに
螺合されるかまたは２つのフランジ間で締付けられるよ
うな周知の慣用の手段によって被覆に固着されている。
【００３２】ディスク３は、導体２を挿通させる円形開
口を有している。この開口の周縁に溝３Ａが設けられて
おり、光ファイバ４は溝を１周または数周して溝の内部
に配置されている。光ファイバは例えば接着によって溝
の底部に固着されている。
【００３３】ファイバの末端４Ａ及び４Ｂは、結合され
た光インタフェース５に接続されている。該インタフェ
ースは、特に、少なくとも１つの光波を発生する手段
と、該光波を光ファイバの少なくとも一端に注入する手
段と、ファイバの末端から出力された光波を収集及び処
理する手段とを含む。インタフェース５は、電気及び／
または光学リンク１１によって給電及び処理用の中央装
置に接続されている。かかる結合された光インタフェー
スは周知であり、例えば、フランス特許出願第８７ ０
５１０２号にその非限定例が示されている。
【００３４】ディスク３は金属製でもよい。この場合、
溝の内部の光ファイバの複数の箇所がアース電位であ
り、ファイバによる絶縁破壊の危険性は全く無い。変形
例では、ディスク３が絶縁材料から成ってもよい。ディ
スクの開口が大きいので、溝３Ａが導体２から遠く離れ
ている。溝３Ａにおける電位は低い値であり、光ファイ
バの存在に起因する絶縁破壊の危険性は全く無い。従っ
て、第１の技術的問題が解決されている。
【００３５】第２の技術的問題は、以下のごとく解決さ
れる。結合された光インタフェースが被覆２の外部のハ
ウジング６の内部に配置されている。ハウジングの内部
スペース６Ａは、被覆の開孔２Ａに位置合わせされた被
覆２に気密的に固着された通路７を介して被覆の内部ス
ペースと連通している。光ファイバ４Ａ及び４Ｂの末端
がこの通路を通る。ハウジング６の内部の過熱を防止す
るためには、被覆２からの熱が対流または伝導によって
伝達されないように、通路７は熱伝導率の低い材料から
成るバフルまたはダイヤフラム７Ａを備えている。この
措置が十分でないときは、金属製のハウジング６は、周
囲空気と協働する冷却フィン８を備えるかまたは例えば
フレオンが供給される冷却回路９を備える（図３参
照）。
【００３６】図４は、本発明の変換器を備えた変換器の
三相ハウジングを示す。該ハウジングは、ＳＦ6が充填
されたアースされた気密金属被覆１０を含み、該被覆の
内部に３つの導体２１、２２、２３が配置されている。
光学変換器は、導体を挿通させる３つの開口を備えたデ
ィスク３０を有している。ディスクに設けられたスリッ
ト、例えばスリット５０はディスクが短絡コイルとして
作用することを防止する。開口の各々は、内部溝を有し
ており、光ファイバ４１、４２、４３は夫々この溝を少
なくとも一周するように溝の内部に配置されている。こ
れらのファイバの末端は図１から図３と同様に、図４に
示していない被覆の外部の結合された光インタフェース
に接続されている。図４は、ファイバの出力端を常用の
形態である螺旋状に巻回された状態で示している。
【００３７】先の実施例と同様に、ディスク３０は金属
製でもよく、ファイバはアース電位である。変形例で
は、ディスクをエポキシ樹脂のような絶縁材料から製造
し、ファイバが夫々の導体からできるだけ離間し従って
できるだけ低い電位になるようにディスクの開口を十分
に大きくする。
【００３８】光ファイバは慣例のごとくプラスチックチ
ューブによって保護されていてもよい。ディスク３０は
周縁溝を備え、光ファイバ４４はディスクの周縁溝を少
なくとも１周し従って３つの導体２１、２２、２３をす
べて包囲するように配置されている。この光ファイバは
結合された光インタフェースに接続され、電気装置の保
護装置内でしばしば有用な同極電流の測定を行なう。
【００３９】本発明は、単相または多相のアースされた
金属被覆を有する任意の電気装置に使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学変換器を含む単相遮蔽被覆の対軸
方向横断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】光学変換器の変形例の部分断面図である。
【図４】本発明の光学変換器を含む三相遮蔽被覆の対軸
方向横断面部分図である。
【符号の説明】
１、１０ 被覆 ２、２１、２２、２３ 導体 ３、３０ ディスク ３Ａ 溝 ４、４１、４２、４３ 光ファイバ ４Ａ、４Ｂ 光ファイバ末端 ５ 光インタフェース ６ ハウジング ６Ａ 内部スペース ７ 通路 ７Ａ バフルまたはダイヤフラム ８ 冷却フィン ９ 冷却回路 ５０ スリット

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘電性気体が内部に充填され且つその軸
    に平行に配置された少なくとも１つの導体を収容した少
    なくとも１つの円筒状金属製被覆を含むアースされた金
    属被覆を有する型の電気装置に配備されるべく設計され
    た電流変換器であって、前記変換器がファラデー効果型
    であり、各導体毎に、該導体を包囲する１つの光ファイ
    バを含み、前記ファイバが、少なくとも１つの入力光波
    をファイバに注入し且つ出力光波を処理するための補助
    的光インタフェースに接続された変換器において、前記
    電流変換器が、前記軸に垂直な平面を有するディスク形
    のサポートを含み、前記ディスクの周縁が被覆の内側横
    断面と接触し、前記ディスクが前記導体の１つを挿通さ
    せる少なくとも１つの開口を有しており、前記開口は、
    内部に前記光ファイバが配置される溝を有しており、前
    記光ファイバは、前記導体の周囲を少なくとも１周して
    おり、前記光ファイバの両端は、被覆の外部に配置され
    ている結合された前記光インタフェースに接続され、前
    記光インタフェースは、前記光ファイバを挿通させる気
    密通路によって前記被覆と連通しているハウジング内に
    配置されていることを特徴とする電流変換器。
  2. 【請求項２】 前記通路が、前記ハウジングと前記被覆
    との間で伝導及び対流によって生じる熱交換を抑制する
    手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の変
    換器。
  3. 【請求項３】 前記手段が熱伝導率の低い多孔質材料か
    ら成るバフル及び／またはダイヤフラムを含むことを特
    徴とする請求項２に記載の変換器。
  4. 【請求項４】 前記ハウジングが冷却手段を含むことを
    特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の変換
    器。
  5. 【請求項５】 前記冷却手段が好ましくは、金属製の前
    記ハウジングの外部の金属製フィンから成ることを特徴
    とする請求項４に記載の変換器。
  6. 【請求項６】 前記冷却手段が、フレオンのような冷媒
    の循環回路を含むことを特徴とする請求項４に記載の変
    換器。
  7. 【請求項７】 ディスクが金属製であり、光ファイバが
    前記溝に直接配置されていることを特徴とする請求項１
    から６のいずれか一項に記載の変換器。
  8. 【請求項８】 ディスクがエポキシ樹脂のような絶縁材
    料から成ることを特徴とする請求項１から６のいずれか
    一項に記載の変換器。
  9. 【請求項９】 光ファイバがディスクの溝に配置された
    絶縁チューブ内に配置されていることを特徴とする請求
    項８に記載の変換器。
  10. 【請求項１０】 ディスクが、導体に心合わせされた３
    つの環状開口を有しており、各開口の周縁に光ファイバ
    を受容する環状溝が設けられており、開口の直径は、絶
    縁破壊の危険性を完全に防止する十分に大きい値に選択
    され、ディスクは短絡コイルを形成しないように少なく
    とも１つのスリットを有していることを特徴とする請求
    項１に記載の三相変換器。
  11. 【請求項１１】 付加的光ファイバがディスクの周縁に
    配置され且つ３つの導体の周囲を少なくとも１周してお
    り、該ファイバが同極電流の測定に使用されることを特
    徴とする請求項１０に記載の変換器。
JP4308979A 1991-11-18 1992-11-18 電流変換器 Expired - Lifetime JPH07117555B2 (ja)

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JPH05232145A true JPH05232145A (ja) 1993-09-07
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CA (1) CA2083125C (ja)
DE (1) DE69222022T2 (ja)
DK (1) DK0555602T3 (ja)
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