JPH0865877A - 光磁界センサを用いた保護継電装置 - Google Patents
光磁界センサを用いた保護継電装置Info
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- JPH0865877A JPH0865877A JP6194435A JP19443594A JPH0865877A JP H0865877 A JPH0865877 A JP H0865877A JP 6194435 A JP6194435 A JP 6194435A JP 19443594 A JP19443594 A JP 19443594A JP H0865877 A JPH0865877 A JP H0865877A
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- optical
- magnetic field
- field sensor
- light
- polarizer
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】複雑な電気回路を必要としなく、かつ高精度に
過電流を検出して電力系統に配置された遮断器を確実に
動作させるようにする。 【構成】発光源１００より出射された光を直線偏光する
偏光子と、この偏光子により直線偏光された光を磁界の
強度に応じてファラディ回転する光磁気効果素子と、こ
の光磁気効果素子によりファラディ回転された光を当該
ファラディ回転角に応じた光強度に変換する検光子とを
備えた光磁界センサ２００とを有し、光磁界センサ２０
０の偏光子および光磁気効果素子通過後の光偏波面と検
光子の偏波面との相対角度が９０度となるような位置関
係に偏光子と検光子とを配置し、光磁界センサ２００の
検光子から出射された光出力に基づき電力系統に配置さ
れた遮断器４００を動作させる。
過電流を検出して電力系統に配置された遮断器を確実に
動作させるようにする。 【構成】発光源１００より出射された光を直線偏光する
偏光子と、この偏光子により直線偏光された光を磁界の
強度に応じてファラディ回転する光磁気効果素子と、こ
の光磁気効果素子によりファラディ回転された光を当該
ファラディ回転角に応じた光強度に変換する検光子とを
備えた光磁界センサ２００とを有し、光磁界センサ２０
０の偏光子および光磁気効果素子通過後の光偏波面と検
光子の偏波面との相対角度が９０度となるような位置関
係に偏光子と検光子とを配置し、光磁界センサ２００の
検光子から出射された光出力に基づき電力系統に配置さ
れた遮断器４００を動作させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は保護継電装置に係り、特
に、光磁界センサを用いて過電流に基づくファラディ回
転角の変化を光出力の変化として検出して、この検出し
た光出力により電力系統に配置された遮断器を動作させ
る光磁界センサを用いた保護継電装置に関する。
に、光磁界センサを用いて過電流に基づくファラディ回
転角の変化を光出力の変化として検出して、この検出し
た光出力により電力系統に配置された遮断器を動作させ
る光磁界センサを用いた保護継電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】保護継電装置は電力系統のどこかに短絡
または接地事故等の事故が発生した場合、または系統に
悪影響を与えるような異常運転が行われた場合に、その
ような異常状態を検出し、その部分を速やかに系統から
切り離すように指令を出すものである。従来、この種保
護継電装置は、図６に示されるように、電力系統１０に
流れる電流をＢＣＴ１１により常時検出する。このＢＣ
Ｔ１１により検出した電流を保護継電装置２０に導入し
て、保護継電装置２０のＣＴ２１の二次側電流を電流−
電圧変換器（Ｉ／Ｖ）２２により電圧信号に変換する。
この電圧信号をアナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）
２３によりディジタル信号に変換し、このディジタル信
号を用いて演算用ＣＰＵ２４が過電流を判定する。演算
用ＣＰＵ２４により過電流が判定されると、この過電流
信号はディジタル出力回路（Ｄ／Ｏ）２５を介して出力
リレー２６に送出されて、この出力リレー２６の接点を
閉じ、この接点を閉じることにより、遮断器１２のトリ
ップコイル１３が励磁されて遮断器１２をトリップし、
過電流を遮断するものである。
または接地事故等の事故が発生した場合、または系統に
悪影響を与えるような異常運転が行われた場合に、その
ような異常状態を検出し、その部分を速やかに系統から
切り離すように指令を出すものである。従来、この種保
護継電装置は、図６に示されるように、電力系統１０に
流れる電流をＢＣＴ１１により常時検出する。このＢＣ
Ｔ１１により検出した電流を保護継電装置２０に導入し
て、保護継電装置２０のＣＴ２１の二次側電流を電流−
電圧変換器（Ｉ／Ｖ）２２により電圧信号に変換する。
この電圧信号をアナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）
２３によりディジタル信号に変換し、このディジタル信
号を用いて演算用ＣＰＵ２４が過電流を判定する。演算
用ＣＰＵ２４により過電流が判定されると、この過電流
信号はディジタル出力回路（Ｄ／Ｏ）２５を介して出力
リレー２６に送出されて、この出力リレー２６の接点を
閉じ、この接点を閉じることにより、遮断器１２のトリ
ップコイル１３が励磁されて遮断器１２をトリップし、
過電流を遮断するものである。
【０００３】また、図７に示されるように、電力系統３
０に流れる電流をＢＣＴ３１により常時検出する。この
ＢＣＴ３１により検出した電流を保護継電装置４０に導
入して、保護継電装置４０のＣＴ４１の二次側電流を電
流−電圧変換器（Ｉ／Ｖ）４２により電圧信号に変換す
る。この電圧信号をアナログ−ディジタル変換器（Ａ／
Ｄ）４３によりディジタル信号に変換し、このディジタ
ル信号を用いて演算用ＣＰＵ４４が過電流を判定する。
演算用ＣＰＵ４４により過電流が判定されると、この過
電流信号はディジタル出力回路（Ｄ／Ｏ）４５を介して
ＬＥＤドライバー４６を駆動して、電力系統３０に配置
された光サイリスタ３２をターンオフさせ、電力系統３
０の過電流を遮断するものである。
０に流れる電流をＢＣＴ３１により常時検出する。この
ＢＣＴ３１により検出した電流を保護継電装置４０に導
入して、保護継電装置４０のＣＴ４１の二次側電流を電
流−電圧変換器（Ｉ／Ｖ）４２により電圧信号に変換す
る。この電圧信号をアナログ−ディジタル変換器（Ａ／
Ｄ）４３によりディジタル信号に変換し、このディジタ
ル信号を用いて演算用ＣＰＵ４４が過電流を判定する。
演算用ＣＰＵ４４により過電流が判定されると、この過
電流信号はディジタル出力回路（Ｄ／Ｏ）４５を介して
ＬＥＤドライバー４６を駆動して、電力系統３０に配置
された光サイリスタ３２をターンオフさせ、電力系統３
０の過電流を遮断するものである。
【０００４】一方、電力系統に流れる電流を検出するた
めに、光磁界センサを用いることが知られている。光に
よる磁界の測定は、物質の中で磁界の方向と平行に進む
直線偏光の偏光面が回転する現象、即ち、ファラディ効
果を利用している。図８はその原理を示す図であり、偏
光子により直線偏光された光は、光磁気効果素子（ファ
ラディ素子）内を伝搬する間に、外部磁界によって偏光
面が回転し、検光子でその回転角φに応じた光強度に変
換される。この偏光面での回転角φは一般に次の式数１
によって表される。
めに、光磁界センサを用いることが知られている。光に
よる磁界の測定は、物質の中で磁界の方向と平行に進む
直線偏光の偏光面が回転する現象、即ち、ファラディ効
果を利用している。図８はその原理を示す図であり、偏
光子により直線偏光された光は、光磁気効果素子（ファ
ラディ素子）内を伝搬する間に、外部磁界によって偏光
面が回転し、検光子でその回転角φに応じた光強度に変
換される。この偏光面での回転角φは一般に次の式数１
によって表される。
【０００５】
【数１】φ＝Ｖ・Ｈ・Ｌ ここで、Ｖはファラディ素子のヴェルデ定数、Ｈは印加
磁界、Ｌはファラディ素子の厚みである。偏光子と検光
子の偏光方向の相対角度（光学的バイアス）をφBとす
ると、検光子から出力される光強度Ｐは、次の式数２に
よって表される。
磁界、Ｌはファラディ素子の厚みである。偏光子と検光
子の偏光方向の相対角度（光学的バイアス）をφBとす
ると、検光子から出力される光強度Ｐは、次の式数２に
よって表される。
【０００６】
【数２】Ｐ＝Ｐ0ｃｏｓ2（φB−φ） ここで、Ｐ0はファラディ素子の入射光量である。磁界
検出感度を最大かつ直線性が最良となるように光学的バ
イアスφBを４５°に設定すると、検光子から出力され
る光強度Ｐは、次の式数３によって表される。
検出感度を最大かつ直線性が最良となるように光学的バ
イアスφBを４５°に設定すると、検光子から出力され
る光強度Ｐは、次の式数３によって表される。
【０００７】
【数３】Ｐ＝（１／２）Ｐ0（１＋ｓｉｎ２φ） ここで、被測定磁界を交流磁界Ｈ＝Ｈ0ｓｉｎωｔと
し、２φ《１と仮定すると、検光子から出力される光強
度Ｐは、次の式数４によって表される。
し、２φ《１と仮定すると、検光子から出力される光強
度Ｐは、次の式数４によって表される。
【０００８】
【数４】 Ｐ＝（１／２）Ｐ0（１＋２Ｖ・Ｈ0・Ｌ・ｓｉｎωｔ） このように、偏光子、光磁気効果素子（ファラディ素
子）、検光子を組み合わせることにより、印加磁界の大
きさに比例した強度の光を得ることができる。
子）、検光子を組み合わせることにより、印加磁界の大
きさに比例した強度の光を得ることができる。
【０００９】光磁界測定器は、これらの偏光子、光磁気
効果素子（ファラディ素子）、検光子からなる光磁界セ
ンサ部と、光送信器、光受信器、増幅器等を備えた信号
処理部とにより構成されている。図９に光磁界測定器の
構成例を示す。図９において、光送信器の発光ダイオー
ドから出射された光は、光ファイバの中を伝搬し、光磁
界センサ部で光強度変換される。この光強度変換された
光は、受光用光ファイバを介して、光受信器の受光素子
に入力されて、光−電圧変換される。この光−電圧変換
された電圧信号から光変調成分（交流成分）のみを取り
出すことにより、印加磁界を測定できる。
効果素子（ファラディ素子）、検光子からなる光磁界セ
ンサ部と、光送信器、光受信器、増幅器等を備えた信号
処理部とにより構成されている。図９に光磁界測定器の
構成例を示す。図９において、光送信器の発光ダイオー
ドから出射された光は、光ファイバの中を伝搬し、光磁
界センサ部で光強度変換される。この光強度変換された
光は、受光用光ファイバを介して、光受信器の受光素子
に入力されて、光−電圧変換される。この光−電圧変換
された電圧信号から光変調成分（交流成分）のみを取り
出すことにより、印加磁界を測定できる。
【００１０】ところで、光磁界センサを透過する光量
と、偏光子と検光子との相対角度（光学バイアス）との
関係は、図１０に示すような特性となる。この特性から
分かるように、偏光子と検光子との相対角度（光学バイ
アス）がπ／４（４５°）となる点が直線性が最大（直
線性誤差が最小）となり、通常、この点が基準点となる
ように、偏光子と検光子とを組み合わせて使用してい
る。
と、偏光子と検光子との相対角度（光学バイアス）との
関係は、図１０に示すような特性となる。この特性から
分かるように、偏光子と検光子との相対角度（光学バイ
アス）がπ／４（４５°）となる点が直線性が最大（直
線性誤差が最小）となり、通常、この点が基準点となる
ように、偏光子と検光子とを組み合わせて使用してい
る。
【００１１】したがって、検出対象を電流とした場合、
この電流により発生する磁界を検出し、その磁界に比例
した出力を取り出すことにより、電線に流れる電流量を
検出することができる。このような目的で光磁界センサ
を用いる場合、偏光子と検光子との相対角度（光学バイ
アス）がπ／４（４５°）となるようにして使用する必
要がある。
この電流により発生する磁界を検出し、その磁界に比例
した出力を取り出すことにより、電線に流れる電流量を
検出することができる。このような目的で光磁界センサ
を用いる場合、偏光子と検光子との相対角度（光学バイ
アス）がπ／４（４５°）となるようにして使用する必
要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このため、光磁界セン
サを用いて過電流を検出して電力系統に配置された遮断
器を動作させようとする場合、この光磁界センサにより
光強度変換した後、受光素子に入力して光−電圧変換
し、この光−電圧変換された電圧信号を増幅して、その
後フィルタを通してノイズを除去した電圧信号と基準信
号とを比較し、この電圧信号が基準信号より大きい場合
に過電流を検出して電力系統に配置された遮断器を動作
させる信号を発するようにする必要があるため、複雑な
電気回路が必要になるという問題を生じる。また、その
電気回路自体が複雑になるという問題も生じる。また、
過電流を判定する場合に、増幅してフィルタを通した電
圧信号と基準信号とを比較するため、過電流の判定精度
にも問題を生じる。
サを用いて過電流を検出して電力系統に配置された遮断
器を動作させようとする場合、この光磁界センサにより
光強度変換した後、受光素子に入力して光−電圧変換
し、この光−電圧変換された電圧信号を増幅して、その
後フィルタを通してノイズを除去した電圧信号と基準信
号とを比較し、この電圧信号が基準信号より大きい場合
に過電流を検出して電力系統に配置された遮断器を動作
させる信号を発するようにする必要があるため、複雑な
電気回路が必要になるという問題を生じる。また、その
電気回路自体が複雑になるという問題も生じる。また、
過電流を判定する場合に、増幅してフィルタを通した電
圧信号と基準信号とを比較するため、過電流の判定精度
にも問題を生じる。
【００１３】さらに、使用する回路素子によりその温度
特性にも考慮する必要があり、高価になるという問題も
生じる。さらに、この種保護継電装置の信頼性を担保す
るために、定期的に点検しなければならなく、その保守
も容易ではないという問題も生じる。そこで、本発明は
上記問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な電気回
路を必要としなく、かつ高精度に過電流を検出して電力
系統に配置された遮断器を確実に動作させるようにする
ことを目的とするものである。
特性にも考慮する必要があり、高価になるという問題も
生じる。さらに、この種保護継電装置の信頼性を担保す
るために、定期的に点検しなければならなく、その保守
も容易ではないという問題も生じる。そこで、本発明は
上記問題点に鑑みてなされたものであり、複雑な電気回
路を必要としなく、かつ高精度に過電流を検出して電力
系統に配置された遮断器を確実に動作させるようにする
ことを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、過電流に基づ
くファラディ回転角の変化を光出力の変化として検出す
る光磁界センサを用いた保護継電装置であって、本発明
の構成上の第１の特徴は、光磁界センサに向けて光を出
射する発光源を有するとともに、この発光源より出射さ
れた光を直線偏光する偏光子と、この偏光子により直線
偏光された光を磁界の強度に応じてファラディ回転する
光磁気効果素子と、この光磁気効果素子によりファラデ
ィ回転された光を当該ファラディ回転角に応じた光強度
に変換する検光子とを備えた光磁界センサを有し、光磁
界センサの偏光子および光磁気効果素子通過後の光偏波
面と光磁界センサの検光子の偏波面との相対角度が９０
度となるような位置関係に偏光子と検光子とを配置し、
光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づき電
力系統に配置された遮断器を動作させることにある。
くファラディ回転角の変化を光出力の変化として検出す
る光磁界センサを用いた保護継電装置であって、本発明
の構成上の第１の特徴は、光磁界センサに向けて光を出
射する発光源を有するとともに、この発光源より出射さ
れた光を直線偏光する偏光子と、この偏光子により直線
偏光された光を磁界の強度に応じてファラディ回転する
光磁気効果素子と、この光磁気効果素子によりファラデ
ィ回転された光を当該ファラディ回転角に応じた光強度
に変換する検光子とを備えた光磁界センサを有し、光磁
界センサの偏光子および光磁気効果素子通過後の光偏波
面と光磁界センサの検光子の偏波面との相対角度が９０
度となるような位置関係に偏光子と検光子とを配置し、
光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づき電
力系統に配置された遮断器を動作させることにある。
【００１５】また、本発明の構成上の第２の特徴は、上
述の光磁気効果素子として自己旋光性を有さない光磁気
効果素子を用いることにより、偏光子と検光子との配置
関係を偏光子と検光子の偏波面の相対角度が９０度とな
るようにしたことにある。また、本発明の構成上の第３
の特徴は、光磁界センサの検光子から出射された光出力
に基づき動作する出力リレーを設け、この出力リレーの
動作に基づき電力系統に配置された遮断器を動作させる
ことにある。さらに、本発明の構成上の第４の特徴は、
光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づき電
力系統に配置された光遮断器を直接動作させることにあ
る。
述の光磁気効果素子として自己旋光性を有さない光磁気
効果素子を用いることにより、偏光子と検光子との配置
関係を偏光子と検光子の偏波面の相対角度が９０度とな
るようにしたことにある。また、本発明の構成上の第３
の特徴は、光磁界センサの検光子から出射された光出力
に基づき動作する出力リレーを設け、この出力リレーの
動作に基づき電力系統に配置された遮断器を動作させる
ことにある。さらに、本発明の構成上の第４の特徴は、
光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づき電
力系統に配置された光遮断器を直接動作させることにあ
る。
【００１６】
【発明の作用・効果】上記のように構成した本発明の保
護継電装置においては、ディジタル変換部、演算部等が
不要となるため、この種保護継電装置の動作信頼性が向
上するとともに、動作時間が短縮するという格別の効果
を生じる。また、光磁界センサは、通常の負荷状態での
電流が流れることにより発生する磁界の大きさでは光出
力に基づく検出信号が零となるようにし、過電流が流れ
ることにより発生する大きな磁界においては光出力に基
づく検出信号が得られるようになされているので、過電
流の有無に対応した遮断器を動作させる信号を得ること
ができるようになる。そして、過電流の有無に対応した
遮断器を動作させる信号の切り換えは瞬時に行われるた
め、遮断器の切り換え動作を瞬時に行うことができるよ
うになるという格別の効果を生じる。
護継電装置においては、ディジタル変換部、演算部等が
不要となるため、この種保護継電装置の動作信頼性が向
上するとともに、動作時間が短縮するという格別の効果
を生じる。また、光磁界センサは、通常の負荷状態での
電流が流れることにより発生する磁界の大きさでは光出
力に基づく検出信号が零となるようにし、過電流が流れ
ることにより発生する大きな磁界においては光出力に基
づく検出信号が得られるようになされているので、過電
流の有無に対応した遮断器を動作させる信号を得ること
ができるようになる。そして、過電流の有無に対応した
遮断器を動作させる信号の切り換えは瞬時に行われるた
め、遮断器の切り換え動作を瞬時に行うことができるよ
うになるという格別の効果を生じる。
【００１７】また、光磁界センサは、偏光子および光磁
気効果素子通過後の光偏波面と検光子の偏波面との相対
角度が９０度となるような位置関係に配置し、あるいは
自然旋光性を有さない光磁気効果素子を用いた場合に
は、偏光子と検光子とを偏光子と検光子との偏波面の相
対角度が９０度となるような位置関係に配置して、過電
流の有無に対応する検光子からの光出力の有無により、
遮断器を動作させる信号を発するようにしているので、
遮断器を動作させるための複雑な電気回路が一切必要で
なく、過電流判定の精度も格段に向上するという格別の
効果を生じる。
気効果素子通過後の光偏波面と検光子の偏波面との相対
角度が９０度となるような位置関係に配置し、あるいは
自然旋光性を有さない光磁気効果素子を用いた場合に
は、偏光子と検光子とを偏光子と検光子との偏波面の相
対角度が９０度となるような位置関係に配置して、過電
流の有無に対応する検光子からの光出力の有無により、
遮断器を動作させる信号を発するようにしているので、
遮断器を動作させるための複雑な電気回路が一切必要で
なく、過電流判定の精度も格段に向上するという格別の
効果を生じる。
【００１８】さらに、複雑な電気回路を一切使用してい
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
【００１９】
【実施例】 実施例１ 以下、本発明の光磁界センサを用いた保護継電装置の実
施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の光磁
界センサを用いた保護継電装置の第１実施例の全体構成
を示す図である。図１において、本第１実施例の光磁界
センサを用いた保護継電装置は、発光源１００と、発光
源１００より出射された光を受光し、電力系統５００に
過電流が流れることにより生じる磁界強度に基づいて光
信号を発する光磁界センサ２００と、この光磁界センサ
２００からの光信号に基づき遮断器４００を動作させる
信号を発する受光部３００とから構成されている。受光
部３００は、図２に示されるように、光磁界センサ２０
０からの所定の強度以上の光信号で導通状態となるフォ
トトランジスタ等からなる受光素子３１０と、この受光
素子３１０が導通状態となることによりターンオンする
サイリスタ３２０と、このサイリスタ３２０がターンオ
ンすることにより接点が閉じる出力リレー３３０とより
構成されている。また、発光源１００としては、レーザ
ダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ、Ａｒイオンレーザ等が好適に採用される。
施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の光磁
界センサを用いた保護継電装置の第１実施例の全体構成
を示す図である。図１において、本第１実施例の光磁界
センサを用いた保護継電装置は、発光源１００と、発光
源１００より出射された光を受光し、電力系統５００に
過電流が流れることにより生じる磁界強度に基づいて光
信号を発する光磁界センサ２００と、この光磁界センサ
２００からの光信号に基づき遮断器４００を動作させる
信号を発する受光部３００とから構成されている。受光
部３００は、図２に示されるように、光磁界センサ２０
０からの所定の強度以上の光信号で導通状態となるフォ
トトランジスタ等からなる受光素子３１０と、この受光
素子３１０が導通状態となることによりターンオンする
サイリスタ３２０と、このサイリスタ３２０がターンオ
ンすることにより接点が閉じる出力リレー３３０とより
構成されている。また、発光源１００としては、レーザ
ダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ、Ａｒイオンレーザ等が好適に採用される。
【００２０】光磁界センサ２００は、図３に示されるよ
うに、発光源１００より出射された光を受光する偏光子
２１０と、ファラディ素子からなる光磁気効果素子２２
０および検光子２３０とから構成されている。偏光子２
１０および検光子２３０としては誘電体膜や天然方解石
を素材とするものが好適に採用される。また、光磁気効
果素子２２０としては、自己旋光性があるファラディ素
子としては、ＢＳＯ、ＢＧＯ等を用いる。また、自己旋
光性がないファラディ素子としては、鉛ガラス、Ａｓ4
Ｓｅ、ＺｎＳｅ等の反磁性体、ＹＩＧ系（Ｔｂ−ＹＩ
Ｇ、Ｂｉ−ＹＩＧ等）等の強磁性体およびＦＲ−５ガラ
ス、ＣｄＭｎＴｅ等の常磁性体、等を用いる。ここで、
例えば、ファラディ素子としてＢＳＯを用いる場合は、
発光源１００としては０．８５μｍの波長を有する光源
を用い、ファラディ素子としてＣｄＭｎＴｅを用いる場
合は、発光源１００としては０．６〜０．８μｍの波長
を有する光源を用い、ファラディ素子として鉛ガラスを
用いる場合は、発光源１００としては０．８５μｍの波
長を有する光源を用いる。
うに、発光源１００より出射された光を受光する偏光子
２１０と、ファラディ素子からなる光磁気効果素子２２
０および検光子２３０とから構成されている。偏光子２
１０および検光子２３０としては誘電体膜や天然方解石
を素材とするものが好適に採用される。また、光磁気効
果素子２２０としては、自己旋光性があるファラディ素
子としては、ＢＳＯ、ＢＧＯ等を用いる。また、自己旋
光性がないファラディ素子としては、鉛ガラス、Ａｓ4
Ｓｅ、ＺｎＳｅ等の反磁性体、ＹＩＧ系（Ｔｂ−ＹＩ
Ｇ、Ｂｉ−ＹＩＧ等）等の強磁性体およびＦＲ−５ガラ
ス、ＣｄＭｎＴｅ等の常磁性体、等を用いる。ここで、
例えば、ファラディ素子としてＢＳＯを用いる場合は、
発光源１００としては０．８５μｍの波長を有する光源
を用い、ファラディ素子としてＣｄＭｎＴｅを用いる場
合は、発光源１００としては０．６〜０．８μｍの波長
を有する光源を用い、ファラディ素子として鉛ガラスを
用いる場合は、発光源１００としては０．８５μｍの波
長を有する光源を用いる。
【００２１】ついで、本第１実施例の動作を説明する。
図１、図３において、レーザダイオード、発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等
からなる発光源１００から出射された光は、誘電体膜や
天然方解石を素材とする偏光子２１０に入射される。こ
の偏光子２１０に入射された光は偏光子２１０により直
線偏光され、上述のファラディ素子よりなる光磁気効果
素子２２０に入射される。この光磁気効果素子２２０に
入射された光は、電力系統５００に流れる電流により生
じる磁界の強度に応じて、その偏光面がファラディ回転
する。
図１、図３において、レーザダイオード、発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等
からなる発光源１００から出射された光は、誘電体膜や
天然方解石を素材とする偏光子２１０に入射される。こ
の偏光子２１０に入射された光は偏光子２１０により直
線偏光され、上述のファラディ素子よりなる光磁気効果
素子２２０に入射される。この光磁気効果素子２２０に
入射された光は、電力系統５００に流れる電流により生
じる磁界の強度に応じて、その偏光面がファラディ回転
する。
【００２２】光磁気効果素子２２０によりファラディ回
転された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする検光
子２３０に入射され、この検光子２３０によりファラデ
ィ回転角に応じた光強度に変換される。ついで、受光部
３００のフォトトランジスタ等よりなる受光素子３１０
に入射し、この受光素子３１０は、所定値以上の光強度
を検出して導通状態となる。この受光素子３１０が導通
状態となることによりサイリスタ３２０がターンオン
し、このサイリスタ３２０がターンオンすることによ
り、出力リレー３３０の励磁コイル３３１は励磁され、
その接点３３２が閉じる。出力リレー３３０の接点３３
２が閉じることにより、遮断器４００のトリップコイル
４１０が励磁され、遮断器４００は遮断されることとな
る。
転された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする検光
子２３０に入射され、この検光子２３０によりファラデ
ィ回転角に応じた光強度に変換される。ついで、受光部
３００のフォトトランジスタ等よりなる受光素子３１０
に入射し、この受光素子３１０は、所定値以上の光強度
を検出して導通状態となる。この受光素子３１０が導通
状態となることによりサイリスタ３２０がターンオン
し、このサイリスタ３２０がターンオンすることによ
り、出力リレー３３０の励磁コイル３３１は励磁され、
その接点３３２が閉じる。出力リレー３３０の接点３３
２が閉じることにより、遮断器４００のトリップコイル
４１０が励磁され、遮断器４００は遮断されることとな
る。
【００２３】ここで、偏光子２１０と検光子２３０と
は、次のような位置関係となるように配置されている。
即ち、光磁気効果素子２２０として、ＢＳＯ、ＢＧＯ等
よりなる自己旋光性があるファラディ素子２２０を用い
た場合は、ファラディ素子２２０の自己旋光性による偏
波面の回転を考慮して、偏光子２１０およびファラディ
素子２２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面と
の相対角度が９０度となるような位置関係に配置されて
いる。また、光磁気効果素子２２０として、鉛ガラス、
Ａｓ4Ｓｅ、ＺｎＳｅ、ＹＩＧ系（Ｔｂ−ＹＩＧ、Ｂｉ
−ＹＩＧ等）、ＣｄＭｎＴｅ、ＦＲ−５ガラス等の自己
旋光性がないファラディ素子２２０を用いた場合は、偏
光子２１０と検光子２３０との偏波面の相対角度が９０
度となるような位置関係に配置されている。
は、次のような位置関係となるように配置されている。
即ち、光磁気効果素子２２０として、ＢＳＯ、ＢＧＯ等
よりなる自己旋光性があるファラディ素子２２０を用い
た場合は、ファラディ素子２２０の自己旋光性による偏
波面の回転を考慮して、偏光子２１０およびファラディ
素子２２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面と
の相対角度が９０度となるような位置関係に配置されて
いる。また、光磁気効果素子２２０として、鉛ガラス、
Ａｓ4Ｓｅ、ＺｎＳｅ、ＹＩＧ系（Ｔｂ−ＹＩＧ、Ｂｉ
−ＹＩＧ等）、ＣｄＭｎＴｅ、ＦＲ−５ガラス等の自己
旋光性がないファラディ素子２２０を用いた場合は、偏
光子２１０と検光子２３０との偏波面の相対角度が９０
度となるような位置関係に配置されている。
【００２４】したがって、偏光子２１０と検光子２３０
とをこのような位置関係に配置されているので、図４に
示されるように、偏光子２１０および光磁気効果素子２
２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面との相対
角度が９０度となる点および偏光子２１０と検光子２３
０との偏波面の相対角度が９０度となる点において検光
子２３０より出力される出力光は零となる。
とをこのような位置関係に配置されているので、図４に
示されるように、偏光子２１０および光磁気効果素子２
２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面との相対
角度が９０度となる点および偏光子２１０と検光子２３
０との偏波面の相対角度が９０度となる点において検光
子２３０より出力される出力光は零となる。
【００２５】ここで、電力系統５００に通常の負荷電流
が流れている場合、この電流により生じる磁界は小さい
ので、光磁気効果素子２２０のファラディ回転の回転範
囲は図４（ａ）のＡの範囲内と小さく、したがって、検
光子２３０より出力される出力光は図４（ｂ）のＡに示
されるような小さな光強度となり、この図４（ｂ）のＡ
に示されるような小さな光強度においては、受光素子３
００が作動状態となる最低照度とはならないため、受光
素子３１０は導通状態とはならない。受光素子３１０が
導通状態にならないと、サイリスタ３２０も不点弧のま
まであり、出力リレー３３０はその接点（図２参照）３
３２を閉じないので、遮断器４００は動作しない。
が流れている場合、この電流により生じる磁界は小さい
ので、光磁気効果素子２２０のファラディ回転の回転範
囲は図４（ａ）のＡの範囲内と小さく、したがって、検
光子２３０より出力される出力光は図４（ｂ）のＡに示
されるような小さな光強度となり、この図４（ｂ）のＡ
に示されるような小さな光強度においては、受光素子３
００が作動状態となる最低照度とはならないため、受光
素子３１０は導通状態とはならない。受光素子３１０が
導通状態にならないと、サイリスタ３２０も不点弧のま
まであり、出力リレー３３０はその接点（図２参照）３
３２を閉じないので、遮断器４００は動作しない。
【００２６】このような状態において、短絡、地絡等の
事故が発生して電力系統５００に過電流が流れた場合、
この過電流により生じる磁界は大きいので、光磁気効果
素子２２０のファラディ回転角は図４（ａ）のＢと大き
くなり、したがって、検光子２３０より出力される出力
光は図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度とな
る。この図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度
においては、受光素子３１０は導通状態となり、サイリ
スタ３２０が点弧されて出力リレー３３０はその接点
（図２参照）３３２を閉じ、したがって、遮断器４００
のトリップコイル４１０が励磁されて、遮断器４００は
動作することとなる。
事故が発生して電力系統５００に過電流が流れた場合、
この過電流により生じる磁界は大きいので、光磁気効果
素子２２０のファラディ回転角は図４（ａ）のＢと大き
くなり、したがって、検光子２３０より出力される出力
光は図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度とな
る。この図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度
においては、受光素子３１０は導通状態となり、サイリ
スタ３２０が点弧されて出力リレー３３０はその接点
（図２参照）３３２を閉じ、したがって、遮断器４００
のトリップコイル４１０が励磁されて、遮断器４００は
動作することとなる。
【００２７】なお、事故が回復して遮断器４００を投入
するための信号を入力することにより、遮断器４００は
投入され、電力系統５００は回復することとなる。これ
と同時に、サイリスタ３２０をターンオフするための信
号をサイリスタ３２０のゲートに送出すればサイリスタ
３２０はターンオフされる。
するための信号を入力することにより、遮断器４００は
投入され、電力系統５００は回復することとなる。これ
と同時に、サイリスタ３２０をターンオフするための信
号をサイリスタ３２０のゲートに送出すればサイリスタ
３２０はターンオフされる。
【００２８】以上に説明したように、本実施例において
は、ディジタル変換部、演算部等が不要となるため、こ
の種保護継電装置の動作信頼性が向上するとともに、動
作時間が短縮するという格別の効果を生じる。また、光
磁界センサ２００は、通常の負荷状態での電流が流れる
ことにより発生する磁界の大きさでは光出力に基づく検
出信号が零となるようにし、過電流が流れることにより
発生する大きな磁界においては光出力に基づく検出信号
が得られるようになされているので、過電流の有無に対
応した遮断器を動作させる信号を得ることができるよう
になる。そして、過電流の有無に対応した遮断器４００
を動作させる信号の切り換えは瞬時に行われるため、遮
断器４００の切り換え動作を瞬時に行うことができるよ
うになるという格別の効果を生じる。
は、ディジタル変換部、演算部等が不要となるため、こ
の種保護継電装置の動作信頼性が向上するとともに、動
作時間が短縮するという格別の効果を生じる。また、光
磁界センサ２００は、通常の負荷状態での電流が流れる
ことにより発生する磁界の大きさでは光出力に基づく検
出信号が零となるようにし、過電流が流れることにより
発生する大きな磁界においては光出力に基づく検出信号
が得られるようになされているので、過電流の有無に対
応した遮断器を動作させる信号を得ることができるよう
になる。そして、過電流の有無に対応した遮断器４００
を動作させる信号の切り換えは瞬時に行われるため、遮
断器４００の切り換え動作を瞬時に行うことができるよ
うになるという格別の効果を生じる。
【００２９】また、光磁界センサ２００は、偏光子２１
０および光磁気効果素子２２０の通過後の光偏波面と検
光子２３０の偏波面との相対角度が９０度となるような
位置関係に配置しており、あるいは自然旋光性を有さな
い光磁気効果素子２２０を用いた場合には、偏光子２１
０と検光子２３０とを偏光子２１０と検光子２３０との
偏波面の相対角度が９０度となるような位置関係に配置
し、検光子２３０からの光出力の有無により、遮断器４
００を動作させる信号を発するようにしているので、遮
断器４００を動作させるための複雑な電気回路が一切必
要でなく、過電流判定の精度も格段に向上するという格
別の効果を生じる。
０および光磁気効果素子２２０の通過後の光偏波面と検
光子２３０の偏波面との相対角度が９０度となるような
位置関係に配置しており、あるいは自然旋光性を有さな
い光磁気効果素子２２０を用いた場合には、偏光子２１
０と検光子２３０とを偏光子２１０と検光子２３０との
偏波面の相対角度が９０度となるような位置関係に配置
し、検光子２３０からの光出力の有無により、遮断器４
００を動作させる信号を発するようにしているので、遮
断器４００を動作させるための複雑な電気回路が一切必
要でなく、過電流判定の精度も格段に向上するという格
別の効果を生じる。
【００３０】さらに、複雑な電気回路を一切使用してい
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
【００３１】実施例２ 図５は、本発明の光磁界センサを用いた保護継電装置の
第２実施例の全体構成を示す図であり、図５において、
本第２実施例の光磁界センサを用いた保護継電装置は、
発光源１００と、発光源１００より出射された光を受光
し、電力系統５００に過電流が流れることにより生じる
磁界強度に基づいて光信号を発する光磁界センサ２００
と、この光磁界センサ２００からの光信号に基づき動作
する光遮断器６００とから構成されている。ここで、光
遮断器６００は双方向光サイリスタにより構成されてお
り、この双方向光サイリスタの各ゲートと光磁界センサ
２００とは光ファイバ６１０により接続されており、か
つ電力系統５００に配置されている。また、発光源１０
０としては、レーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等が好適に
採用される。
第２実施例の全体構成を示す図であり、図５において、
本第２実施例の光磁界センサを用いた保護継電装置は、
発光源１００と、発光源１００より出射された光を受光
し、電力系統５００に過電流が流れることにより生じる
磁界強度に基づいて光信号を発する光磁界センサ２００
と、この光磁界センサ２００からの光信号に基づき動作
する光遮断器６００とから構成されている。ここで、光
遮断器６００は双方向光サイリスタにより構成されてお
り、この双方向光サイリスタの各ゲートと光磁界センサ
２００とは光ファイバ６１０により接続されており、か
つ電力系統５００に配置されている。また、発光源１０
０としては、レーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等が好適に
採用される。
【００３２】光磁界センサ２００は、図３に示されるよ
うに、上述の第１実施例の光磁界センサ２００と同様の
構成であるのでその説明は省略する。図５において、レ
ーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等からなる発光源１００か
ら出射された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする
偏光子２１０に入射される。この偏光子２１０に入射さ
れた光は偏光子２１０により直線偏光され、上述のファ
ラディ素子よりなる光磁気効果素子２２０に入射され
る。この光磁気効果素子２２０に入射された光は、電力
系統５００に流れる電流により生じる磁界の強度に応じ
て、その偏光面がファラディ回転する。
うに、上述の第１実施例の光磁界センサ２００と同様の
構成であるのでその説明は省略する。図５において、レ
ーザダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）、Ｈｅ−Ｎ
ｅレーザ、Ａｒイオンレーザ等からなる発光源１００か
ら出射された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする
偏光子２１０に入射される。この偏光子２１０に入射さ
れた光は偏光子２１０により直線偏光され、上述のファ
ラディ素子よりなる光磁気効果素子２２０に入射され
る。この光磁気効果素子２２０に入射された光は、電力
系統５００に流れる電流により生じる磁界の強度に応じ
て、その偏光面がファラディ回転する。
【００３３】光磁気効果素子２２０によりファラディ回
転された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする検光
子２３０に入射され、この検光子２３０によりファラデ
ィ回転角に応じた光強度に変換される。ついで、ファラ
ディ回転角に応じた光強度に変換され光は光ファイバ６
１０を介して光遮断器６００の双方向光サイリスタの各
ゲートに入力され、双方向光サイリスタの各サイリスタ
６００ａ、６００ｂはターンオフされて、光遮断器６０
０は遮断されることとなる。
転された光は、誘電体膜や天然方解石を素材とする検光
子２３０に入射され、この検光子２３０によりファラデ
ィ回転角に応じた光強度に変換される。ついで、ファラ
ディ回転角に応じた光強度に変換され光は光ファイバ６
１０を介して光遮断器６００の双方向光サイリスタの各
ゲートに入力され、双方向光サイリスタの各サイリスタ
６００ａ、６００ｂはターンオフされて、光遮断器６０
０は遮断されることとなる。
【００３４】ここで、偏光子２１０と検光子２３０と
は、上述の第１実施例と同様な位置関係となるように配
置されている。即ち、光磁気効果素子２２０として、Ｂ
ＳＯ、ＢＧＯ等よりなる自己旋光性があるファラディ素
子２２０を用いた場合は、ファラディ素子２２０の自己
旋光性による偏波面の回転を考慮して、偏光子２１０お
よびファラディ素子２２０通過後の光偏波面と検光子２
３０の偏波面との相対角度が９０度となるような位置関
係に配置されている。また、光磁気効果素子２２０とし
て、鉛ガラス、Ａｓ4Ｓｅ、ＺｎＳｅ、ＹＩＧ系（Ｔｂ
−ＹＩＧ、Ｂｉ−ＹＩＧ等）、ＣｄＭｎＴｅ、ＦＲ−５
ガラス等の自己旋光性がないファラディ素子２２０を用
いた場合は、偏光子２１０と検光子２３０との偏波面の
相対角度が９０度となるような位置関係に配置されてい
る。
は、上述の第１実施例と同様な位置関係となるように配
置されている。即ち、光磁気効果素子２２０として、Ｂ
ＳＯ、ＢＧＯ等よりなる自己旋光性があるファラディ素
子２２０を用いた場合は、ファラディ素子２２０の自己
旋光性による偏波面の回転を考慮して、偏光子２１０お
よびファラディ素子２２０通過後の光偏波面と検光子２
３０の偏波面との相対角度が９０度となるような位置関
係に配置されている。また、光磁気効果素子２２０とし
て、鉛ガラス、Ａｓ4Ｓｅ、ＺｎＳｅ、ＹＩＧ系（Ｔｂ
−ＹＩＧ、Ｂｉ−ＹＩＧ等）、ＣｄＭｎＴｅ、ＦＲ−５
ガラス等の自己旋光性がないファラディ素子２２０を用
いた場合は、偏光子２１０と検光子２３０との偏波面の
相対角度が９０度となるような位置関係に配置されてい
る。
【００３５】したがって、偏光子２１０と検光子２３０
とをこのような位置関係に配置されているので、図４に
示されるように、偏光子２１０および光磁気効果素子２
２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面との相対
角度が９０度となる点および偏光子２１０と検光子２３
０との偏波面の相対角度が９０度となる点において検光
子２３０より出力される出力光は零となる。
とをこのような位置関係に配置されているので、図４に
示されるように、偏光子２１０および光磁気効果素子２
２０通過後の光偏波面と検光子２３０の偏波面との相対
角度が９０度となる点および偏光子２１０と検光子２３
０との偏波面の相対角度が９０度となる点において検光
子２３０より出力される出力光は零となる。
【００３６】ここで、電力系統５００に通常の負荷電流
が流れている場合、この電流により生じる磁界は小さい
ので、光磁気効果素子２２０のファラディ回転の回転範
囲は図４（ａ）のＡの範囲内と小さく、したがって、検
光子２３０より出力される出力光は図４（ｂ）のＡに示
されるような小さな光強度となり、この図４（ｂ）のＡ
に示されるような小さな光強度においては、光遮断器６
００の双方向光サイリスタ６００ａ、６００ｂはターン
オフせず、光遮断器６００は動作しない。
が流れている場合、この電流により生じる磁界は小さい
ので、光磁気効果素子２２０のファラディ回転の回転範
囲は図４（ａ）のＡの範囲内と小さく、したがって、検
光子２３０より出力される出力光は図４（ｂ）のＡに示
されるような小さな光強度となり、この図４（ｂ）のＡ
に示されるような小さな光強度においては、光遮断器６
００の双方向光サイリスタ６００ａ、６００ｂはターン
オフせず、光遮断器６００は動作しない。
【００３７】このような状態において、短絡、地絡等の
事故が発生して電力系統５００に過電流が流れた場合、
この過電流により生じる磁界は大きいので、光磁気効果
素子２２０のファラディ回転角は図４（ａ）のＢと大き
くなり、したがって、検光子２３０より出力される出力
光は図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度とな
る。この図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度
においては、光遮断器６００の双方向光サイリスタ６０
０ａ、６００ｂはターンオフし、光遮断器６００は動作
して過電流を遮断することとなる。なお、短絡、地絡等
の事故が復旧した場合に、光遮断器６００の双方向光サ
イリスタ６００ａ、６００ｂの各ゲートにターンオンの
信号を導入できるようにしておけば、容易にこの光遮断
器６００の双方向光サイリスタ６００ａ、６００ｂをタ
ーンオンすることができる。
事故が発生して電力系統５００に過電流が流れた場合、
この過電流により生じる磁界は大きいので、光磁気効果
素子２２０のファラディ回転角は図４（ａ）のＢと大き
くなり、したがって、検光子２３０より出力される出力
光は図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度とな
る。この図４（ｂ）のＢに示されるような大きな光強度
においては、光遮断器６００の双方向光サイリスタ６０
０ａ、６００ｂはターンオフし、光遮断器６００は動作
して過電流を遮断することとなる。なお、短絡、地絡等
の事故が復旧した場合に、光遮断器６００の双方向光サ
イリスタ６００ａ、６００ｂの各ゲートにターンオンの
信号を導入できるようにしておけば、容易にこの光遮断
器６００の双方向光サイリスタ６００ａ、６００ｂをタ
ーンオンすることができる。
【００３８】以上に説明したように、本第２実施例にお
いては、ディジタル変換部、演算部等が不要となるた
め、この種保護継電装置の動作信頼性が向上するととも
に、動作時間が短縮するという格別の効果を生じる。ま
た、光磁界センサ２００は、通常の負荷状態での電流が
流れることにより発生する磁界の大きさでは光出力に基
づく検出信号が零となるようにし、過電流が流れること
により発生する大きな磁界においては光出力に基づく検
出信号が得られるようになされているので、過電流の有
無に対応した光遮断器６００をオフ動作させる信号を得
ることができるようになる。そして、過電流の有無に対
応した光遮断器６００をオフ動作させる信号の切り換え
は瞬時に行われるため、光遮断器６００のオフ動作を瞬
時に行うことがてきるようになるという格別の効果を生
じる。
いては、ディジタル変換部、演算部等が不要となるた
め、この種保護継電装置の動作信頼性が向上するととも
に、動作時間が短縮するという格別の効果を生じる。ま
た、光磁界センサ２００は、通常の負荷状態での電流が
流れることにより発生する磁界の大きさでは光出力に基
づく検出信号が零となるようにし、過電流が流れること
により発生する大きな磁界においては光出力に基づく検
出信号が得られるようになされているので、過電流の有
無に対応した光遮断器６００をオフ動作させる信号を得
ることができるようになる。そして、過電流の有無に対
応した光遮断器６００をオフ動作させる信号の切り換え
は瞬時に行われるため、光遮断器６００のオフ動作を瞬
時に行うことがてきるようになるという格別の効果を生
じる。
【００３９】また、光磁界センサ２００は、偏光子２１
０および光磁気効果素子２２０の通過後の光偏波面と検
光子２３０の偏波面との相対角度が９０度となるような
位置関係に配置しており、あるいは自然旋光性を有さな
い光磁気効果素子２２０を用いた場合には、偏光子２１
０と検光子２３０とを偏光子２１０と検光子２３０との
偏波面の相対角度が９０度となるような位置関係に配置
し、検光子２３０からの光出力の有無により、光遮断器
６００を動作させる信号を発するようにしているので、
光遮断器６００をオフ動作させるための複雑な電気回路
が一切必要でなく、過電流判定の精度も格段に向上する
という格別の効果を生じる。
０および光磁気効果素子２２０の通過後の光偏波面と検
光子２３０の偏波面との相対角度が９０度となるような
位置関係に配置しており、あるいは自然旋光性を有さな
い光磁気効果素子２２０を用いた場合には、偏光子２１
０と検光子２３０とを偏光子２１０と検光子２３０との
偏波面の相対角度が９０度となるような位置関係に配置
し、検光子２３０からの光出力の有無により、光遮断器
６００を動作させる信号を発するようにしているので、
光遮断器６００をオフ動作させるための複雑な電気回路
が一切必要でなく、過電流判定の精度も格段に向上する
という格別の効果を生じる。
【００４０】さらに、複雑な電気回路を一切使用してい
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
ないので、その電気回路の温度特性を考慮する必要もな
くなり、この種保護継電装置を安価に製造できるという
格別の効果を生じる。また、複雑な電気回路を一切使用
していないので、保護継電装置としての信頼性も向上
し、かつ、その保守も容易になるという格別の効果を生
じる。
【図１】本発明の第１実施例の全体構成の概略を示す図
である。
である。
【図２】図１の受光部の回路を示す図である。
【図３】図１の光磁界センサの概略を示す図である。
【図４】本発明の光磁界センサの出力光強度を示す図で
あり、（ａ）は偏光子および光磁気効果素子通過後の光
偏波面と検光子の偏波面との相対角度と出力光強度との
関係、あるいは偏光子と検光子との偏波面の相対角度と
出力光強度との関係を示す図であり、（ｂ）は電力系統
に流れる電流と出力光強度との関係を示す図である。
あり、（ａ）は偏光子および光磁気効果素子通過後の光
偏波面と検光子の偏波面との相対角度と出力光強度との
関係、あるいは偏光子と検光子との偏波面の相対角度と
出力光強度との関係を示す図であり、（ｂ）は電力系統
に流れる電流と出力光強度との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例の全体構成の概略を示す図
である。
である。
【図６】従来の保護継電装置の第１例を示す図である。
【図７】従来の保護継電装置の第２例を示す図である。
【図８】ファラディ効果を示す原理図である。
【図９】一般的な光磁界測定器の構成例を示す図であ
る。
る。
【図１０】偏光子と検光子との偏波面の相対角度と出力
光強度との関係を示す図である。
光強度との関係を示す図である。
１００…光源、２００…光磁界センサ、２１０…偏光
子、２２０…光磁気効果素子（ファラディ素子）、２３
０…検光子、３００…受光部、４００…遮断器、５００
…電力系統。
子、２２０…光磁気効果素子（ファラディ素子）、２３
０…検光子、３００…受光部、４００…遮断器、５００
…電力系統。
Claims (8)
- 【請求項１】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する光磁気効果素子と、前記光磁気効
果素子によりファラディ回転された光を当該ファラディ
回転角に応じた光強度に変換する検光子とを備えた光磁
界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子および光磁気効果素子通過後
の光偏波面と前記光磁界センサの検光子の偏波面との相
対角度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前
記検光子とを配置し、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き電力系統に配置された遮断器を動作させることを特徴
とする光磁界センサを用いた保護継電装置。 - 【請求項２】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する自然旋光性を有さない光磁気効果
素子と、前記光磁気効果素子によりファラディ回転され
た光を当該ファラディ回転角に応じた光強度に変換する
検光子とを備えた光磁界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子と検光子との偏波面との相対
角度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前記
検光子とを配置し、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き電力系統に配置された遮断器を動作させることを特徴
とする光磁界センサを用いた保護継電装置。 - 【請求項３】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する光磁気効果素子と、前記光磁気効
果素子によりファラディ回転された光を当該ファラディ
回転角に応じた光強度に変換する検光子とを備えた光磁
界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子および光磁気効果素子通過後
の光偏波面と前記光磁界センサの検光子の偏波面との相
対角度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前
記検光子とを配置するとともに、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き動作する出力リレーを配置し、 前記出力リレーの動作に基づき電力系統に配置された遮
断器を動作させることを特徴とする光磁界センサを用い
た保護継電装置。 - 【請求項４】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する自然旋光性を有さない光磁気効果
素子と、前記光磁気効果素子によりファラディ回転され
た光を当該ファラディ回転角に応じた光強度に変換する
検光子とを備えた光磁界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子と検光子との偏波面の相対角
度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前記検
光子とを配置するとともに、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き動作する出力リレーを配置し、 前記出力リレーの動作に基づき電力系統に配置された遮
断器を動作させることを特徴とする光磁界センサを用い
た保護継電装置。 - 【請求項５】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する光磁気効果素子と、前記光磁気効
果素子によりファラディ回転された光を当該ファラディ
回転角に応じた光強度に変換する検光子とを備えた光磁
界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子および光磁気効果素子通過後
の光偏波面と前記光磁界センサの検光子の偏波面との相
対角度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前
記検光子とを配置し、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き電力系統に配置された光遮断器を直接動作させること
を特徴とする光磁界センサを用いた保護継電装置。 - 【請求項６】過電流に基づくファラディ回転角の変化を
光出力の変化として検出する光磁界センサを用いた保護
継電装置であって、 前記光磁界センサに向けて光を出射する発光源と、 前記発光源より出射された光を直線偏光する偏光子と、
前記偏光子により直線偏光された光を磁界の強度に応じ
てファラディ回転する自然旋光性を有さない光磁気効果
素子と、前記光磁気効果素子によりファラディ回転され
た光を当該ファラディ回転角に応じた光強度に変換する
検光子とを備えた光磁界センサと、を有し、 前記光磁界センサの偏光子と検光子との偏波面の相対角
度が９０度となるような位置関係に前記偏光子と前記検
光子とを配置するとともに、 前記光磁界センサの検光子から出射された光出力に基づ
き電力系統に配置された光遮断器を直接動作させること
を特徴とする光磁界センサを用いた保護継電装置。 - 【請求項７】前記光遮断器として双方向光サイリスタを
用いたことを特徴とする請求項５乃至６記載の光磁界セ
ンサを用いた保護継電装置。 - 【請求項８】前記自然旋光性を有さない光磁気効果素子
として、鉛ガラス、Ａｓ4Ｓｅ、ＺｎＳｅ、Ｔｂ−ＹＩ
ＧまたはＢｉ−ＹＩＧのＹＩＧ系、ＦＲ−５ガラスおよ
びＣｄＭｎＴｅから選択した１つを用いたことを特徴と
する請求項２、４、６記載の光磁界センサを用いた保護
継電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194435A JPH0865877A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 光磁界センサを用いた保護継電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6194435A JPH0865877A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 光磁界センサを用いた保護継電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0865877A true JPH0865877A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16324558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6194435A Pending JPH0865877A (ja) | 1994-08-18 | 1994-08-18 | 光磁界センサを用いた保護継電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0865877A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140519A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 保護継電装置 |
| WO2022249366A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 日本電信電話株式会社 | 給電系統切替装置および給電系統切替方法 |
-
1994
- 1994-08-18 JP JP6194435A patent/JPH0865877A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005140519A (ja) * | 2003-11-04 | 2005-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | 保護継電装置 |
| WO2022249366A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 日本電信電話株式会社 | 給電系統切替装置および給電系統切替方法 |
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