JPH06109777A - 光学式検圧計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な光学式検圧計を提供する。 【構成】 母線１の電圧がコンデンサ２および浮遊容量
３で容量分圧されて出力される。この分圧電圧は、ダイ
オード４等によって直流電圧に変換され、この直流電圧
が液晶素子８へ直流バイアス電圧として印加される。母
線１に電圧が有れば、液晶素子８に直流バイアス電圧が
印加され、液晶素子８の透光度が高くなって、発光素子
９から発する光が液晶素子８を通過して反射層８ａで反
射され、再度液晶素子８を通って受光素子１２に入射す
ることになる。一方、母線１に電圧が無ければ、液晶素
子８には直流バイアス電圧が印加されず、液晶素子８の
透光度が低くなって、発光素子９から発する光が液晶素
子８で遮断されて反射層８ａによる反射光は受光素子１
２には入射しないことになる。したがって、受光素子１
２の状態により母線１の電圧の有無を検知できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、母線または線路の電
圧の有無を光を用いて検出する光学式検圧計に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の検圧計には、電気式検圧
計と光学式検圧計とがある。図２に電気式検圧計の一例
を示す。この電気式検圧計は、図２に示すように、コン
デンサ５２と増幅器５４と整流器５５と基準電圧源５６
と比較器５７とで構成されている。

【０００３】この電気式検圧計においては、一端をグラ
ウンドに接続したコンデンサ５２の他端と母線（または
線路）５１との間に存在する浮遊容量５３を利用して、
母線（または線路）５１の電圧を浮遊容量５３およびコ
ンデンサ５２で容量分圧する。そして、コンデンサ５２
の分担電圧を増幅器５４で増幅した後、整流器５５で整
流し、整流器５５の出力電圧と基準電圧源５６の基準電
圧とを比較器５７で比較することにより、母線（または
線路）５１の電圧の有無、つまり、母線（または線路）
５１の電圧が所定値を超えているかどうかを検出する。

【０００４】つぎに、図３に光学式検圧計の一例を示
す。この光学式検圧計は、図３に示すように、コンデン
サ６２とポッケルス素子（電気光学素子）６４と偏光子
６５，６６と発光ダイオード等の発光素子６７と光ファ
イバ等の光ガイド６８，６９とホトダイオード等の受光
素子７０と増幅器７１と整流器７２と基準電圧源７３と
比較器７４とで構成されている。

【０００５】この光学式検圧計においては、一端を母線
（または線路）６１に接続したコンデンサ６２の他端と
グラウンドとの間に存在する浮遊容量６３を利用して、
母線（または線路）６１の電圧を浮遊容量６３およびコ
ンデンサ６２で容量分圧し、コンデンサ６２の分担電圧
をポッケルス素子６４に加える。また、ポッケルス素子
６４の両面にそれぞれ偏光子（出射側は検光子と呼ばれ
る）６５，６６を配置し、発光ダイオード等の発光素子
６７が発する光を光ファイバ等の光ガイド６８を通して
偏光子６５まで導いてポッケルス素子６４に入射させ
る。

【０００６】そして、ポッケルス素子６４から出射した
光を偏光子６６を通して光ファイバ等の光ガイド６９に
入射させ、光ガイド６９を出た後ホトダイオード等の受
光素子７０まで到達させる。さらに、受光素子７０まで
達した光を、受光素子７０で電気信号に変換した後、増
幅器７１で増幅し、さらに整流器７２で整流し、整流器
７２の出力電圧と基準電圧源７３の基準電圧とを比較器
７４で比較することにより、母線（または線路）６１の
電圧の有無、つまり、母線（または線路）５１の電圧が
所定値を超えているかどうかを検出する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２に示した電気式検
圧計では、母線（または線路）５１が接続された主機器
（図示せず）に対する絶縁の面で難があり、サージ等で
破壊するおそれがある。一方、図３に示した光学式検圧
計では、電気式検圧計のような絶縁の問題、およびサー
ジによる破壊がない点で電気式検圧計より優れている。
しかし、光学式検圧計は、ポッケルス素子６４および偏
光子６５，６５等が必要であり、これらの部品が高価で
あって、全体としてコスト高になるという問題がある。

【０００８】したがって、この発明の目的は、安価な光
学式検圧計を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の光学式検圧計
は、検圧対象点の電圧を容量分圧する容量分圧手段を設
け、この容量分圧手段から得られる分圧電圧を整流して
直流化する直流変換手段を設け、一面に反射層が形成さ
れ直流変換手段から得られる直流電圧が直流バイアス電
圧として印加される液晶素子を設け、この液晶素子の他
面に光を照射する発光素子を設け、反射層による発光素
子の照射光の反射光を液晶素子の他面側で受ける受光素
子を設けている。

【００１０】

【作用】この発明の構成によれば、検圧対象点の電圧が
容量分圧手段で容量分圧されて出力される。この分圧電
圧は、直流変換手段によって直流電圧に変換され、この
直流電圧が液晶素子へ直流バイアス電圧として印加され
る。検圧対象点の電圧が所定値を超えておれば（検圧対
象点に電圧が有る状態）、液晶素子に所定値を超える直
流バイアス電圧が印加され、例えば液晶素子の透光度が
高くなって、発光素子から発する光の多くが液晶素子を
通過して反射層で反射された後再度液晶素子を通って受
光素子に入射することになる。一方、検圧対象点の電圧
が所定値を下回っておれば（検圧対象点に電圧が無い状
態）、液晶素子には所定値を下回る直流バイアス電圧し
か印加されず、例えば液晶素子の透光度が低くなって、
発光素子から発する光のほとんどが液晶素子で遮断さ
れ、反射層による反射光は受光素子には入射しないこと
になる。

【００１１】したがって、受光素子の出力状態を見るこ
とで、検圧対象点の電圧が所定値を超えているかどう
か、つまり、検圧対象点の電圧の有無を検出することが
できる。

【００１２】

【実施例】この発明の一実施例の光学式検圧計を図１に
基づいて説明する。この光学式検圧計は、図１に示すよ
うに、母線（または線路）１に一端を接続したコンデン
サ２と、コンデンサ２の他端とグラウンドとの間に存在
する浮遊容量３とで母線（または線路）１の交流電圧を
容量分圧し、コンデンサ２の両端に得られる分圧電圧を
ダイオード４およびコンデンサ５で整流および平滑して
直流電圧とし、この直流電圧を可変抵抗６およびツェナ
ーダイオード７を介して液晶素子８に直流バイアス電圧
として印加するようにしている。液晶素子８は、一面に
反射剤を塗布する等して、反射層８ａを形成している。

【００１３】上記のコンデンサ２および浮遊容量３が検
圧対象点である母線（または線路）１の電圧を容量分圧
する容量分圧手段を構成している。また、ダイオード４
およびコンデンサ５が容量分圧手段から得られる分圧電
圧を整流して直流化する直流変換手段を構成している。
また、抵抗６およびツェナーダイオード７は液晶素子８
への印加電圧を制限するために設けられている。

【００１４】一方、発光ダイオード等の発光素子９を光
ファイバ等の光ガイド１０の一端面に対向させ、光ガイ
ド１０の他端面を一面に反射層８ａを形成した液晶素子
８の他面に対向させ、液晶素子８の他面に光ガイド１１
の一端面を対向させ、光ガイド１１の他端面にホトトラ
ンジスタ等の受光素子１２を対向させている。この光学
式検圧計では、母線（線路）１の電圧がコンデンサ２お
よび浮遊容量３で容量分圧されて出力される。この分圧
電圧は、ダイオード４およびコンデンサ５による整流・
平滑作用によって直流電圧に変換され、この直流電圧が
液晶素子８へ直流バイアス電圧として印加される。母線
（線路）１の電圧が所定値を超えておれば（母線（線
路）１に電圧が有れば）、液晶素子８に所定値を超える
直流バイアス電圧が印加され、例えば液晶素子８の透光
度が高くなって、発光素子９から発する光の多くが光ガ
イド１０を通り、液晶素子８を通過して反射層８ａで反
射されて、再度液晶素子８を通った後、光ガイド１１を
通って受光素子１２に入射することになる。この結果、
受光素子１２であるホトトランジスタは導通し、抵抗１
３と受光素子１２との接続点に設けた出力端子１４の信
号レベルがローレベルとなる。

【００１５】一方、母線（線路）１の電圧が所定値を下
回っておれば（母線（線路）１に電圧が無ければ）、液
晶素子８には所定値を下回る直流バイアス電圧しか印加
されず、例えば液晶素子８の透光度が低くなって、発光
素子９から発する光のほとんどが液晶素子８で遮断さ
れ、反射層８ａによる反射光は受光素子１２にはほとん
ど入射しないことになる。この結果、受光素子１２であ
るホトトランジスタは導通せず、抵抗１３と受光素子１
２との接続点に設けた出力端子１４の信号レベルがハイ
レベルとなる。

【００１６】したがって、受光素子１２の出力状態、つ
まり出力端子１４の信号レベルを見ることで、母線（線
路）１の電圧が所定値を超えているかどうか、つまり、
母線（線路）１の電圧の有無を検出することができる。
この際、コンデンサ２と浮遊容量３との分圧比を適切に
設定することにより、受光素子１２自体が比較器として
の機能を発揮し、母線（線路）１の電圧の有無に適切に
対応して受光素子１２をオンオフさせることができる。

【００１７】なお、検圧機能には、高速性は要求されな
いので、上記のように応答の遅い液晶素子８を使用して
も何ら問題はない。また、電圧の有無を判定するのみで
あるので、液晶素子８へ加える直流バイアス電圧は飽和
的なものであってもよい。また、電圧の“有”，“無”
を判定するレベルの変更設定は、センサ部で液晶素子に
印加する電圧を分圧調整するか、あるいは受光部におい
て受光素子の出力をしきい値電圧と比較する比較器を使
用し、比較器のしきい値電圧を調整することによって可
能である。

【００１８】この実施例の光学式検圧計によれば、母線
（線路）１の電圧を容量分圧した電圧を直流化して液晶
素子８に直流バイアス電圧として加えることで、液晶素
子８の透光量を変化させ、発光素子９から発した光が所
定量以上液晶素子８を通過して反射層８ａで反射し、再
び液晶素子８を通して受光素子１２に到達するかどうか
によって、母線（線路）１の電圧の有無を検出するよう
にしたので、光を用いて検圧を行うことができ、しか
も、液晶素子８が安価であることから、全体として安価
である。

【００１９】また、受光素子１２自体が比較器として機
能し、受光部付近の回路構成を簡単化でき、一層のコス
トダウンを達成できる。

【００２０】

【発明の効果】この発明の光学式検圧計によれば、検圧
対象点の電圧を容量分圧した電圧を直流化して液晶素子
に直流バイアス電圧として加えることで、液晶素子の透
光量を変化させ、発光素子から発した光が所定量以上液
晶素子を通過し反射層で反射し、再度液晶素子を通って
受光素子に到達するかどうかによって、検圧対象点の電
圧の有無を検出するようにしたので、光を用いて検圧を
行うことができ、しかも液晶素子が安価であることか
ら、全体として安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の光学式検圧計の構成を示
す概略図である。

【図２】従来の電気式検圧計の一例の構成を示す概略図
である。

【図３】従来の光学式検圧計の一例の構成を示す概略図
である。

【符号の説明】 １ 母線 ２ コンデンサ（容量分圧手段） ３ 浮遊容量（容量分圧手段） ４ ダイオード（直流変換手段） ５ コンデンサ（直流変換手段） ８ 液晶素子 ８ａ 反射層 ９ 発光素子 １０ 光ガイド １１ 光ガイド １２ 受光素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検圧対象点の電圧を容量分圧する容量分
   圧手段と、この容量分圧手段から得られる分圧電圧を整
   流して直流化する直流変換手段と、一面に反射層が形成
   され前記直流変換手段から得られる直流電圧が直流バイ
   アス電圧として印加される液晶素子と、この液晶素子の
   他面に光を照射する発光素子と、前記反射層による前記
   発光素子の照射光の反射光を前記液晶素子の他面側で受
   ける受光素子とを備えた光学式検圧計。