JPH05232146A - 電圧検出方法 - Google Patents
電圧検出方法Info
- Publication number
- JPH05232146A JPH05232146A JP4034903A JP3490392A JPH05232146A JP H05232146 A JPH05232146 A JP H05232146A JP 4034903 A JP4034903 A JP 4034903A JP 3490392 A JP3490392 A JP 3490392A JP H05232146 A JPH05232146 A JP H05232146A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- voltage
- electro
- resonance point
- sensor
- 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.)
- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の光電圧センサに比較してケタ違いに感
度の高い光電圧センサを用いることにより、従来の光電
圧センサでは不可能とされていた部分放電などを検出す
る。 【構成】 従来の電圧検出方法に用いる回路の検出部に
電気光学効果素子を用いた光電圧センサ１３を用いる。
この光電圧センサ１３はその素子を拘束力の弱い接着剤
を用いてセンサケースに固定することにより素子の共振
特性を最大限に発揮させる。
度の高い光電圧センサを用いることにより、従来の光電
圧センサでは不可能とされていた部分放電などを検出す
る。 【構成】 従来の電圧検出方法に用いる回路の検出部に
電気光学効果素子を用いた光電圧センサ１３を用いる。
この光電圧センサ１３はその素子を拘束力の弱い接着剤
を用いてセンサケースに固定することにより素子の共振
特性を最大限に発揮させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電力ケーブルや電力機
器の部分放電を検出する場合などに適した電圧検出方法
に関する。
器の部分放電を検出する場合などに適した電圧検出方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来部分放電の検出は電気的な方法によ
るものがほとんどであった。図２（ａ）はその一例を示
すもので、１は高電圧電源、２は被測定体、３は結合コ
ンデンサ、６はＲまたはＬＣＲなどのインピーダンス、
４はインピーダンス６の両端と測定器５を接続する測定
線である。また、上記被測定体２は電力ケーブル、コン
デンサ、トランスなどの機器である。
るものがほとんどであった。図２（ａ）はその一例を示
すもので、１は高電圧電源、２は被測定体、３は結合コ
ンデンサ、６はＲまたはＬＣＲなどのインピーダンス、
４はインピーダンス６の両端と測定器５を接続する測定
線である。また、上記被測定体２は電力ケーブル、コン
デンサ、トランスなどの機器である。
【０００３】上記の従来例では被測定体２に放電が発生
すると、電圧パルスが発生するので、これを測定線４を
経て測定器５により測定する。また、図２（ｂ）はイン
ピーダンスのかわりに絶縁トランス７を用いたもので、
他は図２（ａ）と同じである。
すると、電圧パルスが発生するので、これを測定線４を
経て測定器５により測定する。また、図２（ｂ）はイン
ピーダンスのかわりに絶縁トランス７を用いたもので、
他は図２（ａ）と同じである。
【０００４】図３（ｃ）及び図３（ｄ）はインピーダン
ス６の両端または絶縁トランス７の出力電圧を電気・光
変換器１０、光ファイバ１１、光・電気変換器１２を介
して測定器５により測定するもので、他の部分は図２
（ａ）及び図（ｂ）と同じである。
ス６の両端または絶縁トランス７の出力電圧を電気・光
変換器１０、光ファイバ１１、光・電気変換器１２を介
して測定器５により測定するもので、他の部分は図２
（ａ）及び図（ｂ）と同じである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の図２（ａ）に示
すようなインピーダンス６で測定する方法では、サージ
侵入時に測定器５を損傷（焼損）するおそれがあった。
また、測定線４にノイズが重畳し、検出感度が低下する
場合があった。また、図２（ｂ）のようにトランス７を
用いて検出する方法でもトランス７の巻線の間に若干の
Ｃ結合があり、そのためサージ電圧が測定器５に入る場
合があった。さらに、上記図２（ｂ）の場合も測定線４
にノイズが重畳して検出感度が低下する場合があった。
すようなインピーダンス６で測定する方法では、サージ
侵入時に測定器５を損傷（焼損）するおそれがあった。
また、測定線４にノイズが重畳し、検出感度が低下する
場合があった。また、図２（ｂ）のようにトランス７を
用いて検出する方法でもトランス７の巻線の間に若干の
Ｃ結合があり、そのためサージ電圧が測定器５に入る場
合があった。さらに、上記図２（ｂ）の場合も測定線４
にノイズが重畳して検出感度が低下する場合があった。
【０００６】また、図３（ｃ）、（ｄ）のように電気・
光変換器１０および光・電気変換器１２と光ファイバ１
１を用いる方法の場合、上記の問題は解決するが検出部
の電池の消耗が早いので長時間の使用に耐えないという
問題があった。この発明の課題は上記のような従来方法
の各種問題点を解決して、高感度の電圧検出を行える方
法を提供することである。
光変換器１０および光・電気変換器１２と光ファイバ１
１を用いる方法の場合、上記の問題は解決するが検出部
の電池の消耗が早いので長時間の使用に耐えないという
問題があった。この発明の課題は上記のような従来方法
の各種問題点を解決して、高感度の電圧検出を行える方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めにこの発明は被測定体で発生した部分放電などに起因
する電圧パルスを光信号に変換して測定器に伝送し、測
定器において、光・電気変換して電圧を測定する電圧検
出方法において、電圧パルスを受信する素子として電気
光学効果素子を用い、この電気光学効果素子は圧電共振
点における機械的振動を抑制しないようにすることによ
り、共振点において、見かけ上の電気光学効果を最大限
に発揮せしめることを特徴とする電圧検出方法を提供す
る。
めにこの発明は被測定体で発生した部分放電などに起因
する電圧パルスを光信号に変換して測定器に伝送し、測
定器において、光・電気変換して電圧を測定する電圧検
出方法において、電圧パルスを受信する素子として電気
光学効果素子を用い、この電気光学効果素子は圧電共振
点における機械的振動を抑制しないようにすることによ
り、共振点において、見かけ上の電気光学効果を最大限
に発揮せしめることを特徴とする電圧検出方法を提供す
る。
【０００８】
【実施例】図１（ａ）、（ｂ）に示す実施例において、
１３は光電圧センサである。上記光電圧センサ１３は電
気光学効果素子を用いるもので、この素子は公知のよう
に一定の強度の光が入射されたとき、印加電圧に対して
光の強度変調を行うものである。この光電圧センサ１３
の印加電圧の入力端子を前記図２（ａ）（ｂ）に示すも
のと同様の従来の検出回路のインピーダンス６または絶
縁トランス７の両端に接続する。
１３は光電圧センサである。上記光電圧センサ１３は電
気光学効果素子を用いるもので、この素子は公知のよう
に一定の強度の光が入射されたとき、印加電圧に対して
光の強度変調を行うものである。この光電圧センサ１３
の印加電圧の入力端子を前記図２（ａ）（ｂ）に示すも
のと同様の従来の検出回路のインピーダンス６または絶
縁トランス７の両端に接続する。
【０００９】そして、光電圧センサ１３の光出力部に光
ファイバ１４を接続し、その端部に光・電気変換器１５
を接続して、その出力電圧を測定器５により測定するよ
うに構成する。
ファイバ１４を接続し、その端部に光・電気変換器１５
を接続して、その出力電圧を測定器５により測定するよ
うに構成する。
【００１０】上記光電圧センサ１３に用いる電気光学効
果素子は圧電効果も有しており、素子の寸法によってき
まる圧電効果による共振点を有している。例えばＢＳＯ
単結晶を用いたものの場合、次式により基本共振周波数
ｆR が与えられる。
果素子は圧電効果も有しており、素子の寸法によってき
まる圧電効果による共振点を有している。例えばＢＳＯ
単結晶を用いたものの場合、次式により基本共振周波数
ｆR が与えられる。
【００１１】
【数１】
【００１２】ここに Ｃ44：ＢＳＯ単結晶の弾性スティフネス ρ：ＢＳＯ単結晶の比重 ｌ：ＢＳＯ単結晶の光伝播方向に対する面の高さ ｗ：ＢＳＯ単結晶の光伝播方向に対する面の巾 図４のグラフは上記ＢＳＯ単結晶の共振点の特性試験の
効果を示すもので縦軸は変調度ｄB 、横軸は周波数Ｈｚ
である。
効果を示すもので縦軸は変調度ｄB 、横軸は周波数Ｈｚ
である。
【００１３】この図に示すように共振点における変調度
は、これより低い周波数に比較して３００倍程度高い。
このため共振点の周波数の信号入力に対してきわめて高
感度の検出素子が得られる。
は、これより低い周波数に比較して３００倍程度高い。
このため共振点の周波数の信号入力に対してきわめて高
感度の検出素子が得られる。
【００１４】しかし、上記のような機械的共振を利用す
る場合、ＢＳＯ単結晶は機械的損失が小さいため、高感
度となる帯域は狭い。例えば図４の場合、ｆ0 ≒２００
ＫＨｚ、Ｑ≒１１００であり、帯域巾は百数十Ｈｚであ
る。
る場合、ＢＳＯ単結晶は機械的損失が小さいため、高感
度となる帯域は狭い。例えば図４の場合、ｆ0 ≒２００
ＫＨｚ、Ｑ≒１１００であり、帯域巾は百数十Ｈｚであ
る。
【００１５】従ってＢＳＯ単結晶をセンサとして用いた
場合、センサそのものがＱの高いバンドパスフィルタの
ような機能を有することになる。
場合、センサそのものがＱの高いバンドパスフィルタの
ような機能を有することになる。
【００１６】また、光ファイバを用いるため検出点と測
定点とは電気的に確実に絶縁される。すなわち、バンド
パスフィルタと絶縁アンプの機能を合せもつものといえ
る。上記のような共振特性を有効に利用するためには光
電圧センサの構造において特別な工夫が必要である。
定点とは電気的に確実に絶縁される。すなわち、バンド
パスフィルタと絶縁アンプの機能を合せもつものといえ
る。上記のような共振特性を有効に利用するためには光
電圧センサの構造において特別な工夫が必要である。
【００１７】すなわち、従来の電気光学効果素子を用い
たセンサは素子をセンサケースに強固に接着固定して、
圧電効果による共振を抑制する構造としていた。これで
は図４に示すような共振点の高いピークは現われない。
たセンサは素子をセンサケースに強固に接着固定して、
圧電効果による共振を抑制する構造としていた。これで
は図４に示すような共振点の高いピークは現われない。
【００１８】図５に示すグラフは上記のように、センサ
ケースに接着固定されたＢＳＯセンサの測定結果を示す
もので、図４と同様に縦軸は変調度ｄB 、横軸は周波数
Ｈｚである。この図に示すようにピークはフラットな部
分の２〜３倍程度である。
ケースに接着固定されたＢＳＯセンサの測定結果を示す
もので、図４と同様に縦軸は変調度ｄB 、横軸は周波数
Ｈｚである。この図に示すようにピークはフラットな部
分の２〜３倍程度である。
【００１９】共振点でのピークをはっきりと出し、感度
を向上させるために、この実施例の場合は、ＢＳＯセン
サをセンサケースに固定する接着剤として、粘着性接着
剤またはシリコン系やウレタン系の拘束力の弱いものを
使用し、かつ接着面積を極力小さくするなどの工夫をし
ている。
を向上させるために、この実施例の場合は、ＢＳＯセン
サをセンサケースに固定する接着剤として、粘着性接着
剤またはシリコン系やウレタン系の拘束力の弱いものを
使用し、かつ接着面積を極力小さくするなどの工夫をし
ている。
【００２０】上記の実施例では被測定体２に部分放電が
発生し、それにより生じた電圧パルスがインピーダンス
６と結合コンデンサ３からなる検出回路により検出さ
れ、その電圧が光電圧センサ１３に電界として印加され
る。
発生し、それにより生じた電圧パルスがインピーダンス
６と結合コンデンサ３からなる検出回路により検出さ
れ、その電圧が光電圧センサ１３に電界として印加され
る。
【００２１】このように光電圧センサ１３に電界が印加
されるとセンサ１３を通過する光が強度変調され、光フ
ァイバ１４を経て光・電気変換器１５により電気信号と
なって測定器５の入力となる。
されるとセンサ１３を通過する光が強度変調され、光フ
ァイバ１４を経て光・電気変換器１５により電気信号と
なって測定器５の入力となる。
【００２２】上記の作用において、光電圧センサ１３の
圧電効果による共振作用でバンドパスフィルタのような
機能を発揮して必要な信号のみを光・電気変換器１５に
伝送し、その出力電圧が測定器５で測定される。
圧電効果による共振作用でバンドパスフィルタのような
機能を発揮して必要な信号のみを光・電気変換器１５に
伝送し、その出力電圧が測定器５で測定される。
【００２３】なお、電気光学効果素子として、上記実施
例ではＢＳＯを例に説明したが、その他にＺｎＳ、Ｚｎ
Ｓｅ、ＺｎＴｅ、ＣｕＣｌ、Ｂｉ4 （ＧｅＯ4 ）3 、Ｈ
Ｋ2ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ2 ＰＯ4 （ＤＫＤＰ）、Ｎ
Ｈ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤＰ）、ＢａＴｉＯ3 、ＬｉＮｂＮ
Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、水晶な
どが使用可能である。
例ではＢＳＯを例に説明したが、その他にＺｎＳ、Ｚｎ
Ｓｅ、ＺｎＴｅ、ＣｕＣｌ、Ｂｉ4 （ＧｅＯ4 ）3 、Ｈ
Ｋ2ＰＯ4 （ＫＤＰ）、ＫＤ2 ＰＯ4 （ＤＫＤＰ）、Ｎ
Ｈ4 Ｈ2 ＰＯ4 （ＡＤＰ）、ＢａＴｉＯ3 、ＬｉＮｂＮ
Ｏ3 、ＬｉＴａＯ3 、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、水晶な
どが使用可能である。
【００２４】
【効果】この発明の検出方法は、電気光学効果素子を用
いた光電圧センサを用いているため、検出部と、計測回
路とが確実に絶縁できる。信号伝送は光ファイバのた
め、信号伝送部で電磁ノイズを拾うことがない。
いた光電圧センサを用いているため、検出部と、計測回
路とが確実に絶縁できる。信号伝送は光ファイバのた
め、信号伝送部で電磁ノイズを拾うことがない。
【００２５】従来の光電圧センサは、検出感度は数Ｖ程
度であったため、部分放電に利用できなかったが、この
発明の場合、電気光学効果素子の圧電共振を利用するこ
とにより、従来の光電圧センサに比べケタ違いに感度が
高くなる。そのため、部分放電測定が行えるようになっ
た。
度であったため、部分放電に利用できなかったが、この
発明の場合、電気光学効果素子の圧電共振を利用するこ
とにより、従来の光電圧センサに比べケタ違いに感度が
高くなる。そのため、部分放電測定が行えるようになっ
た。
【００２６】また、狭帯域であるが、中心周波数を、数
百ＫＨｚ〜数ＭＨｚのように任意に（素子寸法により）
決めることができ、外来ノイズの小さい周波数で、か
つ、部分放電検出に有効な周波数に設定することによ
り、高Ｓ／Ｎの検出素子とすることができる。
百ＫＨｚ〜数ＭＨｚのように任意に（素子寸法により）
決めることができ、外来ノイズの小さい周波数で、か
つ、部分放電検出に有効な周波数に設定することによ
り、高Ｓ／Ｎの検出素子とすることができる。
【図１】各実施例の回路図
【図２】従来技術の各例を示す回路図
【図３】同じく他の従来技術の各例を示す回路図
【図４】実施例に用いる電気光学効果素子の周波数特性
を示すグラフ
を示すグラフ
【図５】従来の電気光学効果素子を用いた光電圧センサ
の周波数特性を示すグラフ
の周波数特性を示すグラフ
１ 高電圧電源 ２ 被測定体 ３ 結合コンデンサ ５ 測定器 ６ インピーダンス ７ 絶縁トランス １３ 光電圧センサ １４ 光ファイバ １５ 光・電気変換器
Claims (1)
- 【請求項１】 被測定体で発生した部分放電などに起因
する電圧パルスを光信号に変換して測定器に伝送し、測
定器において、光・電気変換して電圧を測定する電圧検
出方法において、電圧パルスを受信する素子として電気
光学効果素子を用い、この電気光学効果素子は圧電共振
点における機械的振動を抑制しないようにすることによ
り、共振点において、見かけ上の電気光学効果を最大限
に発揮せしめることを特徴とする電圧検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034903A JPH05232146A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 電圧検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4034903A JPH05232146A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 電圧検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232146A true JPH05232146A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12427149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4034903A Pending JPH05232146A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 電圧検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05232146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2808090A1 (fr) * | 2000-04-21 | 2001-10-26 | Schneider Electric Ind Sa | Dispositif de mesure de courant et appareil electrique comportant un tel dispositif |
| JP2007007673A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | ケーブル異常監視装置およびその方法 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4034903A patent/JPH05232146A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2808090A1 (fr) * | 2000-04-21 | 2001-10-26 | Schneider Electric Ind Sa | Dispositif de mesure de courant et appareil electrique comportant un tel dispositif |
| JP2007007673A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-01-18 | Nissan Motor Co Ltd | ケーブル異常監視装置およびその方法 |
| JP4585929B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2010-11-24 | 日産自動車株式会社 | ケーブル異常監視装置およびその方法 |
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