JPH0996649A

JPH0996649A - 光変流器

Info

Publication number: JPH0996649A
Application number: JP8104891A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Koide; 英延小出; Toshihiko Yoshino; 俊彦芳野
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2016-04-25
Also published as: EP0740162A2; JP3200358B2; EP0740162A3; US5780845A

Abstract

(57)【要約】【課題】光センサを２つに分割してしかも光軸合わせの
必要がないようにして、被測定電流が流れる導体への光
センサの取付け取外しを容易にする。【解決手段】光センサ３を、互いに独立した２つの単位
光センサ３１，３２で構成し、それぞれに独立して入光
４１，４３を入力しそれぞれの出光４２，４４を加算処
理して導体１００に流れる被測定電流に比例した測定信
号を得る。単位光センサ３１，３２はコの字状をしてい
て、その各辺を、断面が長方形でその頂点部に位置する
端部が４５°に切りかかれた棒状のファラデー効果ガラ
ス３１１，３１２，３１３、３２１，３２２，３２３で
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガラス内を通る
光が磁界の影響で偏光方向が回転するというファラデー
効果を利用して、ガス絶縁開閉装置などの高電圧導体に
流れる比較的大きな電流の測定に使用される光変流器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】磁界内における偏光面の回転現象すなわ
ちファラデー効果を利用して電流を測定することができ
る。その原理は、電流が生成した磁界中に置かれた鉛ガ
ラスなどのファラデー効果を示すガラス（以下、ファラ
デー効果ガラスと称する）中を直線偏光光が通過する際
に、偏光面が角度θ＝Ｖ・Ｈ・Ｌ（ただし、Ｖ；ヴェル
デ定数、Ｈ；光の進行方向の磁界強度、Ｌ進行方向のガ
ラス長）だけ回転するのを周知の方法で検出して磁界強
度Ｈを求めることによりファラデー効果ガラス近傍に流
れる電流を測定するものである。

【０００３】通常の電流計測現場では複数本の導体が設
置されている場合が多く、測定しようとする導体の電流
以外の電流による磁界の影響を受けてしまう。そのた
め、測定の対象となる導体以外の導体の電流の影響をな
くす方法として、単一のファラデー効果ガラスの中央部
に貫通孔を設け、この貫通孔に電流測定の対象となる導
体を貫通させ、この導体を一周してファラデー効果ガラ
ス内を通過する光路を設定した光変流器が知られている
（特開昭５８−１５３１７４号公報) 。

【０００４】図２２はこの公報による発明の一実施例を
示す光変流器のファラデー効果ガラスとこれを貫通する
導体の斜視図である。この図において、略正方形をした
板状の光センサ１の中央部に貫通孔１１が設けられてお
り、この貫通孔１１に導体１００が貫通した構造であ
る。光センサ１はその右下に光を入れまた取り出す入出
光部１６があり、直線偏光された入光１７が下から上に
向かって入り、後述する光路を経て光センサ１の周辺近
くを一周してきた出光１８が外部に取り出される。この
図では入光１７の発光器や出光１８の出光後の処理を行
う検出器などの図示は省略してある。

【０００５】光センサ１の周囲の面は例えば上の水平の
面では厚みの半分の部分が４５度に削り取られて斜面１
２が形成された構成となっており、これらは後述するよ
うに他の三辺にも設けられている。図２３は光センサ１
の投影図であり、（ａ）は図２２と略同じ方向から見た
正面図で、その側面図を三角法に基づいてその周辺に図
示してある。すなわち、（ｂ）は（ａ）を右からみた図
であり、（ｃ）は上から、（ｄ）は左から、（ｅ）は下
からそれぞれ見た側面図である。各辺には前述のように
厚みの半分を４５度に削り取って斜面が形成されてい
る。これらの斜面はそれぞれ図２３（ａ）の上辺が斜面
１２、左辺が斜面１３、下辺が斜面１４、右辺が斜面１
５である。これらの図で光路は二点鎖線で図示してあ
り、入出光及び反射部には英小文字を付してある。入光
ａは図２２の入光１７と同じであり、この入光ａは斜面
になっていない位置から入光しているので、入光ａの方
向は光センサ１の面に垂直になっており、屈折による方
向の変化はなく境界面での反射も最小になっている。

【０００６】入光ａは光センサ１内を図の上に向かって
右上の頂点部に向かって直進し斜面１２上の点ｂで反射
する。斜面１２に対する光の侵入角度は４５度であり、
光センサ１を構成する鉛ガラスの屈折率は大きいもので
は１．８程度あり、小さくても１．５程度なのでガラス
内を４５度の角度で表面に当たった光は全反射する。し
たがって、斜面１２のｂ点にあたった光は全反射してそ
の方向を直角に曲げて光センサ１の厚み方向に向きを変
える。この光は図２３（ｂ）に明らかなように斜面１５
の点ｃに当たって反射しもう一度向きを変えて図２３
（ａ）、（ｃ）に示すように上の辺に平行な向きになっ
て図２３（ａ）の左上の頂点部に向かう。以後は右上の
頂点部と同じように左上頂点部において斜面１３の点ｄ
と斜面１２の点ｅで二回全反射して下方向に向きを変
え、左下頂点部で斜面１４の点ｆと斜面１３の点ｇでそ
れぞれ全反射してその向きを右方向に向かう水平に変え
て図２２の出光１８に相当する出光ｈとなる。

【０００７】このように、光は正方形をした光センサ１
の１つの頂点部から入光し、それぞれの頂点部ごとに二
回直角に方向を変える全反射をして結果的にそれぞれの
辺に沿って周辺近くを１周回して入光位置に近い位置か
ら出光して貫通孔１１の回りを一周するように構成され
ている。貫通孔１１を貫通している導体に流れる被測定
電流によって生成される磁界の周回積分はその周回経路
に無関係に導体を流れる電流に比例するという関係があ
るから、前述のように光路を一周させることによって光
が受ける偏光方向の回転角度は導体の電流に比例するこ
とになる。また、それぞれの頂点部で二回全反射させる
のは直線偏光された光が楕円偏光になるのを抑制するた
めであり、入光が理想的な直線偏光光であっても１回の
全反射では反射光は楕円偏光になってしまうという現象
があり、これを回避するためには適当な組み合わせの全
反射を二回させることによって偏光の歪みが打ち消しあ
って結果的に反射後も直線偏光性が保存される。前述の
頂点部における二回の全反射はこのような理由のために
採用されているものである。この場合、１回目の全反射
と二回目の全反射の間では楕円偏光となっているので、
この間で磁界による偏光角の回転が生ずると二回目の全
反射後の偏光は直線偏光にならず、僅かであっても楕円
偏光になってしまうという問題がある。したがって、例
えば図２３（ｂ）での点ｂとｃとの間の距離はなるべく
小さいのが望ましい。なお、光変流器を設置する装置に
よっては複数本の導体の電流の方向がいずれも一方方向
のために、光センサ１の厚み方向の磁界成分は無視でき
る程度に僅かなのが普通なので前述のような現象は実際
の製品では問題にはならないのが一般である。以下、こ
の二回全反射する部分を必要におうじて二回全反射部と
呼ぶことにする。

【０００８】なお、前述の光センサ１は一枚のガラス板
を成形して製作したものであるが、断面が正方形の棒状
のファラデー効果ガラスの反射面を４５度に加工したも
のを４本正方形に組み合わせて光センサ１と同じ光路を
形成した光センサもある（例えば、昭和５７年電気学会
全国大会予稿集１２９３「携帯用変流器」）。図２４
は従来の光変流器のブロック図である。この図におい
て、図２２、図２３に示した光センサ１には発光器２１
が生成した光が光ファイバケーブル２２から偏光子２８
を通って直線偏光光となって入光される。光センサ１に
よって偏光角度が被測定電流に比例して変化した出光が
偏光子２８とは４５°偏光角度の異なる検光子２９を通
り光ファイバケーブル２３によって検出器２０に入力さ
れる。光センサからの出光は被測定電流の瞬時値に比例
して偏光角度が変化しているだけであるが、検光子２９
を通った後の光の強度は被測定電流の瞬時値に比例した
交流成分を含む脈流になっている。

【０００９】検出器２０は入力された光をその強度に比
例する電気信号に変換する光電気変換器２４、光電気変
換器２４の出力信号に含まれる直流成分を除去する直流
除去フィルタ２６、及び、直流が除去されて交流成分、
すなわち、被測定電流に比例する信号を適当な大きさに
増幅する増幅器２７からなっている。光変流器の出力信
号は指示計器や継電器に入力されるので、所要の大きさ
が必要である。そのために、増幅器２７によって増幅す
る。なお、実際の光変流器では交流成分の信号を直流成
分の信号で除算したり、直流成分の信号を発光器２１に
フィードバックして直流成分が常に一定値を維持するよ
うに制御することなどによって、検出器２０の出力信号
が発光器２１が生成した光の強度に影響されないような
機能を持った構成が採用される。このような機能も含め
てこの発明に直接関係しない機能を実現するための構成
要素の詳しい説明は省いてある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来の光
センサ１は被測定電流が流れる導体１００を囲む構成な
ので、これを製品に取付けるときには、導体１００の図
２２には図示していない接続部を外した状態で取付ける
必要がある。したがって、製品の製作時には光センサの
取付けは容易であるが、既設の製品に取付けるのは困難
で実際上不可能と言ってよい場合も多いという問題があ
る。また、何らかの理由で光センサを取り外す必要が生
じたときにも前述と同じ理由で取外すのが困難であると
いう問題がある。このようなことから、光センサを２つ
に分割できるようにしておいて、製品に取付けるときに
一つに組み合わせる構成も考えられるが、光軸を合わせ
るのが非常に困難で実際上不可能であることから採用さ
れていないのが実際である。

【００１１】この発明の目的はこのような問題を解決
し、光センサを２つに分割してしかも光軸合わせの必要
のない光変流器を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明によれば、被測定電流が流れる導体を周回す
る長方形状の光路を構成するファラデー効果ガラスから
なる光センサ、光を生成して偏光子を介して直線偏光光
に変換された入光を光センサに入光する発光器及び光セ
ンサが検光子を介して出光する出光を受光して被測定電
流に比例した電気信号としての測定信号を出力する検出
器からなる光変流器において、光路が分割され、光セン
サが、分割された個々の光路を構成する少なくとも２つ
の単位光センサからなり、それぞれの単位光センサごと
に直線偏光光を入光し、それぞれの出光に含まれる被測
定電流に比例する偏光成分を加算処理して測定信号を得
ることによって、それぞれの単位光センサの互いの光軸
を合わせる必要はなく、加算処理によって被測定電流が
流れる導体を周回したのと実質的に同じ測定信号にな
る。

【００１３】また、長方形状の光路の対向する二つの辺
を切って形成された二つのコの字状の光路がそれぞれ独
立した単位光センサを構成し、それぞれの単位光センサ
が、所定の方向に所定の寸法ずらした位置に配置されて
なるものとすれば、入光、出光のために必要な空間を確
保することができる。この場合、それぞれの単位光セン
サの入光面をこの入光面を持つファラデー効果ガラスの
長手方向に直交した面とすれば、単位光センサの構成が
最も簡単になる。

【００１４】また、それぞれの単位光センサの入光面を
この入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平
行な面とし、この入光面を持つファラデー効果ガラスの
入光面に対向する側に４５°に切欠いた反射面を形成し
て、入光をこの反射面に反射させて光が辺に平行の方向
に角度を変えるようにすれば、それぞれの単位光センサ
への入光の方向を同じにすることができる。この場合、
入光の直線偏光角を反射面に平行になるように設定すれ
ばこの反射面での反射によって楕円偏光になることはな
い。

【００１５】また、長方形状の光路の対角に位置する二
つの頂点部を切って形成される二つのＬ字状の光路がそ
れぞれ独立して単位光センサを構成するようにすれば、
前述の単位光センサが光路の長方形の辺を切って形成さ
れる光センサに比べて二回全反射部が半分の２箇所にな
る。また、それぞれの単位光センサの入光面をこの入光
面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角の面と
すれば、最も構成が簡単な単位光センサとなる。

【００１６】また、一つの単位光センサの入光面がこの
入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角、
もう一つの単位光センサの入光面がこの入光面を持つフ
ァラデー効果ガラスの長手方向に平行であり、この入光
面を持つファラデー効果ガラスの入光面に対向する側が
４５°に切欠かれた構成を採用すれば、それぞれの単位
センサの入光方向を同じにすることができる。また、そ
れぞれの単位光センサの入光面がこの入光面を持つファ
ラデー効果ガラスの長手方向に平行であり、これら入光
面を持つファラデー効果ガラスの入光面に対向する側が
４５°に切欠かれて反射面を形成し、入光がファラデー
効果ガラス内に入光してこの反射面で反射してこのファ
ラデー効果ガラスの長手方向に方向を変える構成を採用
しても前述と同じように単位光センサの入光の方向を同
じにすることができる。

【００１７】被測定電流が流れる導体を周回する光路を
構成するファラデー効果ガラスからなる光センサ、光を
生成して偏光子を介して直線偏光光に変換された入光を
光センサに入光する発光器及び光センサが検光子を介し
て出光する出光を受光して被測定電流に比例した電気信
号としての測定信号を出力する検出器からなる光変流器
において、光路が直角三角形状であり、この直角三角形
の直角の頂点を含む両側の辺を構成する第１の単位光セ
ンサと、もう一つの辺である斜辺を構成する第２の単位
光センサとに分割されてなり、それぞれの単位光センサ
ごとに直線偏光光を入光し、それぞれの出力光に含まれ
る被測定電流に比例する偏光成分を加算処理して測定信
号を得る構成を採用することによって、二回全反射部が
一箇所だけになる。

【００１８】また、光路の形状が実質的に直角二等辺三
角形とすれば、光路が周回する導体の断面形状が円又は
正方形に近い場合にファラデー効果ガラスの使用量が最
も少なくなる。また、それぞれの単位光センサの入光面
をこの入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に
直角の面とすれば、光路が長方形の場合と同様に最も構
成が簡単な単位光センサとなる。

【００１９】また、それぞれの単位光センサの入光面が
この入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平
行であり、これら入光面を持つファラデー効果ガラスの
入光面に対向する側が４５°に切欠かれて反射面を形成
し、入光がファラデー効果ガラス内に入光してこの反射
面で反射してファラデー効果ガラスの長手方向に方向を
変えるようにすれば、この場合もそれぞれの単位光セン
サの入光の方向を同じにすることができる。

【００２０】一方のファラデー効果ガラスの４５°に切
欠かれた端部が他方のファラデー効果ガラスの入光を遮
る位置にあるとき、この端部の尖り部を一部切り取れば
それぞれの単位光センサの入光の平面位置を近づけるこ
とができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下この発明を実施例に基づいて
説明する。

【００２２】

【実施例１】図１はこの発明の第１の実施例を示す光変
流器の光センサの斜視図である。この図において、光セ
ンサ３はコの字状の２つの単位光センサ３１，３２から
構成されていて、図に破線で示す導体１００が貫通する
空間が形成されている。単位光センサ３１は断面が長方
形の棒状のファラデー効果ガラス３１１，３１２，３１
３からなっていて、それぞれが接する部分は４５°の角
度で切欠かれた形状になっており、中を通る光がこの４
５°の角度を持つ反射面に反射して光路の方向を直角に
変える点は前述の光センサ１と同じである。コの字の対
向する２本の辺に相当するファラデー効果ガラス３１
１，３１３のファラデー効果ガラス３１２と接触しない
側の端部は長手方向に直角な面が形成されていて、この
面が入光面又は出光面となる。図では、矢印で示す入光
４１がファラデー効果ガラス３１３の入光面に入力さ
れ、出光４２がファラデー効果ガラス３１１の出光面か
ら出光する。

【００２３】単位光センサ３２は単位光センサ３１を図
の時計方向に１８０°回転させたのと同じ構成になって
いる。したがって、単位光センサ３１、３２は部品とし
ては全く同じである。ファラデー効果ガラス３１３と３
２３の長手方向の寸法を同じにすればこれらも全く同じ
寸法形状になる。ファラデー効果ガラス３１１，３２１
も同様である。したがって、光センサ３を構成するファ
ラデー効果ガラスの部品としての種類は両側が切欠かれ
たファラデー効果ガラス３１２，３２２と入出光面を持
つファラデー効果ガラス３１１，３１３，３２１，３２
３との２種類でよい。

【００２４】図では単位光センサ３１と単位光センサ３
２との図の上下方向の位置を互いに離れた位置に図示し
てあるが、この上下方向、すなわち、被測定電流の方向
の相対位置は両方の単位光センサ３１，３２でなるべく
接近した方がよい。それは、入光４１と出光４４の距離
及び入光４３と出光４２との距離は厳密な周回光路に対
する差になっていて、図の上下方向の磁界成分が存在す
ると測定結果に誤差が生ずるからである。実際には被測
定電流が流れる導体は図の上下方向に長く、したがっ
て、被測定電流の方向の磁界成分は実際上は無視できほ
どに小さいのが普通なので実用上に問題になることはな
い。いずれにしても２つの単位光センサ３１，３２の上
下方向の位置の差は小さい方がよく、入出光４１，４
２，４３，４４のための光ファイバの端子金具を装着す
るのに必要な寸法があればよい。

【００２５】図２は図１の光センサ３の投影図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）はそ
れぞれ（ａ）を左右上下からみた側面図であり、三角法
で描いてある。この図において、単位光センサ３１と単
位光センサ３２との位置は、それぞれの入出光面が同じ
平面上にあり、そして、互いにファラデー効果ガラスの
厚み寸法分ずれていることである。図１ではこのずれは
厚みより少し大きい寸法だけずれているように描いてあ
るが、図２では丁度厚み分だけずれているように描いて
ある。したがって、それぞれの入出光面の周辺の角が接
しているように配置されている。

【００２６】単位光センサ３２には図２３と同じように
光路を二点鎖線で図示してある。すなわち、入光４３は
ファラデー効果ガラス３２１の光路に直角の入出光面か
ら入り、その反射点Ｂで反射してファラデー効果ガラス
３２２に入りその反射点Ｃで反射してファラデー効果ガ
ラス３２２の長手方向に向きを変えてもう一方の反射点
Ｄで反射してファラデー効果ガラス３２３に入りその反
射点Ｅで反射してこのファラデー効果ガラス３２３の長
手方向に向きを変えて最後に入出光面から出光４４とし
て外に出る。単位光センサ３１の場合も実質的に同じな
のでその光路の図示を省略する。

【００２７】２つの単位光センサ３１，３２の光路を合
わせれば図１に示す導体１００を周回する光路が形成さ
れる。導体１００に垂直な面に投影された光路、すなわ
ち、図２（ａ）の光路で単位光センサ３１と３２との光
路が正しく周回する光路になるように、前述のようにそ
れぞれの入出光面からの入光４１と出光４４、出光４２
と入光４３とが同じ位置になるようにしてある。

【００２８】図３は図１、図２の光センサ３を使用した
光変流器のブロック図である。この図の図２４と異なる
点は、光センサ３の入光、出光が２並列になっている点
である。２つの発光器２１Ａ，２１Ｂが生成した光が光
ファイバ２２Ａ，２２Ｂ及び偏光子２８Ａ，２８Ｂを通
って光センサ３に入力され出光は検光子２９Ａ，２９Ｂ
及び光ファイバ２３Ａ，２３Ｂを通って検出器２に入力
される。検出器２の光電気変換器２４Ａ，２４Ｂがそれ
ぞれ光を受光して電気信号に変換した上で加算器２５で
２つの信号が加算される。以後は図２４の従来の光変流
器の検出器２０と同じように直流除去フィルタ２６で直
流成分を除去し増幅器２７で増幅して出力する。

【００２９】実際には図２４で述べたように入光の強度
を制御するか、交流成分を直流成分で除算するかして入
光の強度変化が測定結果に影響がないようにすること
は、この発明になる光変流器においても適用される。そ
して、交流成分を加算する前に、それぞれの交流成分を
直流成分で除算する場合には図３の加算器は直流除去フ
ィルタ２６と増幅器２７の間に挿入するのが妥当であ
る。

【００３０】

【実施例２】図４はこの発明の第２の実施例を示す単位
光センサの斜視図であり、図１と同じ部材には同じ符号
を、類似の部材には添字Ａを付けて重複する説明を省
く。図４の光センサ３Ａと図１の光センサ３との違い
は、光センサ３Ａは、単位光センサ３１Ａの入光４１
Ａ，単位光センサ３２Ａの入光４３Ａをファラデー効果
ガラスの長手方向からではなく、これに直行する方向か
ら入光する点であり、これに伴ってファラデー効果ガラ
ス３１３Ａ，３２３Ａは入光４１Ａ，４３Ａが入光後た
だちに長手方向に光路を変えるための反射面を形成する
ように４５°に切欠かれている。入光４１Ａ，４３Ａが
反射面で反射して長手方向に向きが変わった後は光セン
サ３と同じである。

【００３１】直線偏光された入光４１Ａ，４３Ａが最初
の反射面で楕円偏光になってしまうのを防ぐためには、
偏光角を反射面に対して平行、すなわち、図５での紙面
に垂直の方向の直線偏光光であれば反射した後も直線偏
光性を保つ。入光４１Ａがファラデー効果ガラス３１３
Ａに入って反射面に到達するまでの短い距離でファラデ
ー効果が作用して入光の偏光角が変化することが考えら
れるが、実際にはこの方向の磁界強度は小さいのが普通
であり、図５の直角二等辺三角形の高さ寸法である入光
点から反射点までの距離も小さいので問題になることは
ない。入光４１Ａの偏光角は図３に示す偏光子２８Ａに
よってきまるが、この偏光子２８Ａの取付けの角度を変
えるだけで入光４１Ａの直線偏光の角度を任意に設定で
きるので前述のような直線偏光角の設定は容易である。
図５は図４のＰ矢視の部分拡大図である。この図におい
て、ファラデー効果ガラス３２３Ａの反射点Ａとファラ
デー効果ガラス３１３Ａの反射点Ｆとは同じ位置になっ
ている。そして、これらの反射点で反射して直角に向き
を変えてそれぞれ両側に別れて最終的に出光４２Ａ，４
４Ａとして外に出る。単位光センサ３１Ａと単位光セン
サ３２Ａとの図４の上下方向の位置のずれはファラデー
効果ガラスの厚み寸法以上が必要である。それは、図５
で明らかなように直角二等辺三角形の部分が重複してい
るからである。

【００３２】図１と比べて明らかなように、光センサ３
の単位光センサ３２と光センサ３Ａの単位光センサ３２
Ａとでは光が通る方向が反対になっている。したがっ
て、ファラデー効果によって偏光角度の変化も逆にな
る。したがって、図３の偏光子２８Ａ，２８Ｂと検光子
２９Ａ，２９Ｂの関係を従来と同じにすると、図１の単
位光センサ３２の出光４２の偏光角度は入光４１よりも
大きくなる場合は、図４の単位光センサ３２Ａでは逆に
小さくなる。したがって、図３の加算回路２５で同じよ
うに２つの信号を加算したのでは、被測定電流に比例す
る偏光角度の変化量が打ち消し合うことになる。したが
って、この場合には２つの信号を減算することになる。
減算処理をすることによって偏光角度の変化量は加算さ
れる。減算処理によって被測定電流に比例する交流成分
は加算されるが、直流成分は減算になるので減算された
後の信号の交流成分に対する直流成分の比率は小さくな
っているので直流除去フィルタ２６による直流成分の除
去が容易であるという利点がある。なお、入光の大きさ
を制御するために直流成分の大きさも制御上必要であ
り、この場合には、２つの信号を加算処理することによ
って交流成分が打ち消されて直流成分だけが得られる。

【００３３】図４の光センサ３Ａを図３の光変流器に使
用したとして、偏光子２８Ａの偏光角に対する検光子２
９Ａの偏光角の差を＋４５°としたとき、偏光子２８Ｂ
に対する検光子２９Ｂの偏光角の差を−４５°にする
と、検光子２９Ａ，２９Ｂから出た光の強度の交流成分
の位相は同じになるので、図１の光センサ３と同じ図３
のブロック図で示す加算器２５を使用することができ
る。逆に、図１の光センサ３でも偏光子２８Ａ，２８Ｂ
と検光子２９Ａ，２９Ｂの関係を前述のように角度の差
を逆にすると、２つの光電気変換器２４Ａ，２４Ｂから
出力された電気信号を減算して交流成分を得ることがで
きる。

【００３４】

【実施例３】図６はこの発明の第３の実施例を示す光セ
ンサの斜視図である。この図の光センサ３Ｂの図１の光
センサ３との違いは単位光センサ３１，３２との相対位
置が異なることである。すなわち、図１の光センサ３で
は、単位光センサ３２の被測定電流の方向の位置を単位
光センサ３１よりも図の上に配置してあるのに対して、
図６の光センサ３Ｂは下に配置してある。図１の光セン
サ３では、例えば出光４４の場合、この出光４４が入力
される光ファイバとその端子金具が配置される空間はフ
ァラデー効果ガラス３２３とファラデー効果ガラス３１
２との間の空間であってファラデー効果ガラス３１２に
よって制限されている。これに対して図６の光センサ３
Ｂの場合、出光４４が出る方向には何もないので光ファ
イバやその端子の配置に制約がないという利点がある。
そのかわり、図２で明らかなように光センサ３の被測定
電流の方向の寸法はファラデー効果ガラスの厚み２つ分
であるのに対して、光センサ３Ｂでは４つ分になり、寸
法が大きくなるという欠点がある。したがって、実際に
光センサを設ける場所の寸法制限に応じて図１又は図６
の光センサのどちらかを採用する。なお、図４の光セン
サ３Ａの単位光センサ３１Ａ，３２Ａも図６のように配
置することもできる。

【００３５】前述の実施例では棒状のファラデー効果ガ
ラスを組み合わせて構成された光センサを例にしたが、
図２２、図２３に示す一体のファラデー効果ガラスを加
工して製作される光センサにもこの発明を適用すること
ができる。すなわち、図２２の光センサ１の右下の入出
力部１６を設けないで、他の頂点と同じように斜面１
４，１５を端まで設け、図２２の上下又は左右の方向で
２分割し、他方を反転させるとともに図１又は図６のよ
うにずらして配置すればよい。また、長方形の光路の頂
点の反射部分だけを別の部材として構成する光センサも
あるが、このような光センサに対してもこの発明を適用
することができる。また、長方形の光路の４つの辺を全
部分割した４つのＬ字状の光路にそれぞれに対応する４
つの単位光センサで１つの光センサを形成する構成する
こともできる。この場合には、図３の発光器、光ファイ
バ及び光電気変換器も４つずつ設けることになる。

【００３６】図１の第１の実施例の光センサ３、図６の
第３の実施例の光センサ３Ｂはそれぞれの単位光センサ
の光の周回の方向は同じであるが、第２の実施例の光セ
ンサ３Ａと同様に、図の出光４４の側から入光し、入光
４３の側から出光を得る方式を採用することもできる。
ただ、入光４３と出光４２とを光ファイバで接続して入
光４１から入光し出光４４だけを出光とする方式も考え
られるが、屈曲した光ファイバを通ると直線偏光光の偏
光性が保存されないことから実際には採用することがで
きない。

【００３７】

【実施例４】図７はこの発明の第４の実施例を示す光セ
ンサの斜視図であり、図１と同じ部材には同じ符号を付
けて重複説明を省く。この図の図１〜図６の光センサと
異なる点は、前述の光センサ３，３Ａ，３Ｂのそれぞれ
の単位光センサは棒状のファラデー効果ガラスが形成す
る長方形の対向する辺で切断されたコの字の形状になっ
ているのに対して、図７の光センサ３Ｃは長方形の対向
する頂点で切断されてＬ字の形状になっている点であ
る。

【００３８】光センサ３Ｃは単位光センサ３３，３４か
らなり、単位光センサ３３は２つのファラデー効果ガラ
ス３３１，３３２からなっていて、これら２本のファラ
デー効果ガラス３３１，３３２の接続部が二回全反射部
になっている。単位光センサ３４も同様である。入光４
１Ｃはファラデー効果ガラス３３２の図の右端部の入光
４１Ｃに直交する面を持つ符号を付けない入光面から入
光する。そして、ファラデー効果ガラス３３１の向こう
側の端部から出光４２Ｃとして出光する。同じようにし
て、単位光センサ３４はファラデー効果ガラス３４１，
３４２からなっていて入光４３Ｃがファラデー効果ガラ
ス３４２の一方の端部の入光面から入光し、ファラデー
効果ガラス３４１の向こう側の端部の面から出光４４Ｃ
が出光する。単位光センサ３３と単位光センサ３４とは
部材としては同じ形状寸法であって配置位置が異なるだ
けである。

【００３９】なお、２つの入光４１Ｃ，４３Ｃの生成、
出光４２Ｃ，４４Ｃの処理については前述の実施例と同
じである。図８は図７の光センサの投影図で、（ａ）は
平面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図であ
り、単位光センサ３３だけに光路を二点鎖線で図示して
ある。すなわち、入光４１Ｃはファラデー効果ガラス３
３２に入光して反射部Ｂで全反射してその方向を９０°
変えてファラデー効果ガラス３３１に入って反射部Ｃで
同じく全反射してこのファラデー効果ガラス３３１の長
手方向に沿って進み出光４２Ｃとして外部に出光する。

【００４０】図示のように、入光部と出光部とでそれぞ
れの単位光センサ３３，３４の端部は互いに中心部が一
致するように配置されている。それは両方の単位光セン
サの光路を加えれば少なくとも平面図でみる限りファラ
デー効果ガラス内では完全に導体１００を一周するよう
にするためである。両方の入光位置、又は出光位置がず
れると測定誤差の原因になるという点は第１の実施例で
述べた通りである。

【００４１】

【実施例５】図９はこの発明の第５の実施例を示す光セ
ンサの斜視図であり、図７とは導体１００の図示を省い
た点を除いては類似であり、また、図１０は図９の光セ
ンサの入光部の部分平面図であり、図８の平面図である
図８（ａ）の右下部に相当する部分だけを図示したもの
である。光センサ３Ｄは単位光センサ３５，３６とで構
成されているが、この光センサ３Ｄの図７，図８の光セ
ンサ３Ｃと異なる点は、図４、図５の第２の実施例と同
様に入光部のファラデー効果ガラスの端部を４５°に切
欠いて反射面３５３及び３６３を形成し、入光４１Ｄ，
４３Ｄをこれらの反射面３５３，３６３に先ず反射させ
ることによって入光４１Ｄ，４３Ｄの方向を一致させた
点であり、実施例２と同様の作用効果が得られる。

【００４２】ファラデー効果ガラス３６２の端部が入光
４１Ｄのファラデー効果ガラス３５２への入光を阻害し
ないようにファラデー効果ガラス３６２の端部を入光４
１Ｄから少し図の上にずらした位置に設定してある。そ
の結果、図１０で明らかなように２つの入光４１Ｄ，４
３Ｄの平面位置は少し離れる。前述のように２つの入光
の入光位置の平面位置がずれると測定誤差の原因になる
ので、この実施例を適用したときにこの誤差が実質的に
問題にならない場合にだけ採用することができる。

【００４３】

【実施例６】図１１は図９、図１０と異なる第６の実施
例を示す光センサの入光部の部分平面図であり、この図
の図１０と異なる点は、入光４１Ｄを遮るファラデー効
果ガラスの部分を切り取った点である。すなわち、ファ
ラデー効果ガラス３６２ａは図１０のファラデー効果ガ
ラス３６２に対応するものであるが、端部の４５°に切
欠かれて尖った部分を一部切り取り、その代わりファラ
デー効果ガラス３６２ａへ入光する入光４３Ｄの平面位
置をファラデー効果ガラス３５２への入光４１Ｄに近づ
けた点である。入光４１Ｄ，４３Ｄの平面位置の設定位
置の精度に応じて入光４１Ｄとファラデー効果ガラス３
６２ａの端部の距離、この端部と入光４３Ｄの平面位置
との間の距離などをなるべく小さく設定すれば実施例６
の場合に生ずる誤差が許容できない場合であってもこの
実施例６の構成を採用して許容誤差を満足する光センサ
とすることができる。

【００４４】

【実施例７】図１２はこの発明の第７の実施例を示す光
センサの斜視図、図１３は図１２の光センサの入光部の
部分平面図であり、実施例５の図９、図１０と同じか類
似の事項については重複する説明を省く。実施例７が実
施例５と異なる点は、光センサ３Ｇを構成する２つの単
位光センサ３５Ｇ，３６Ｇの内の単位光センサ３５Ｇの
入力面は実施例４の図７の単位光センサ３３と同じくこ
の入光面を持つファラデー効果ガラス３５２Ｇの長手方
向に直交した構成であり、単位光センサ３６Ｇは、実施
例５の単位光センサ３５，３６と同様に、入光面はこの
入光面を持つファラデー効果ガラス３６２Ｇの長手方向
に平行な面でありその入光面に対向する側を４５°に切
欠いて反射面３６３Ｇを形成した構成が採用されてい
る。そして、入光４３Ｇは入光４１Ｇと同じ方向にファ
ラデー効果ガラス３６２Ｇに入光させるとその中に入っ
た光は反射面３６３Ｇで全反射してファラデー効果ガラ
ス３６２Ｇの長手方向に方向を変える。図９ではファラ
デー効果ガラス３６２の入光４３０は図の上から下に向
かう方向であるのに対して、図１２のファラデー効果ガ
ラス３６２Ｇの入光４３Ｇは横から入光できるように入
光面と反射面３６３Ｇを設定してある。このような構成
を採用することによって２つの入光４１Ｇ，４３Ｇは同
じ方向になるので実施例５の場合と同様に入光４１Ｇ，
４３Ｇを導く光ファイバの引き回しが容易になるととも
に、実施例５よりも優れた点として、図１３で明らかな
ように、入光４１Ｇと入光３４Ｇとの入光位置は平面位
置で一致するように設定することができるという点があ
る。したがって、実施例５のように入光位置がずれるこ
とによる測定誤差が生ずるという問題はない。

【００４５】

【実施例８】図１４はこの発明の第８の実施例を示す光
センサの斜視図であり、実施例４の図７と共通又は類似
の事項については重複する説明を省く。この図に示す光
センサ３Ｅが前述の光センサ３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３
Ｄと異なる点は、光センサ３Ｅが形成する光路が三角形
であるということである。この三角形は後述するように
直角三角形であって、単位光センサ３８は斜辺を、単位
光センサ３９は直角を挟む二つの辺を構成する。すなわ
ち、単位光センサ３８は１本のファラデー効果ガラス３
８１からなり、単位光センサ３９は２本のファラデー効
果ガラス３９１，３９２からなっており、単位光センサ
３９は基本的に図７の単位光センサ３３に類似である。
ただ、同じ直径の導体１００を周回する光路を形成する
ためにはそれぞれのファラデー効果ガラス３８１，３９
１，３９２は図７のファラデー効果ガラス３３１，３３
２，３４１，３４２のそれぞれよりも長くなる。ただ、
３本のファラデー効果ガラスの長さを足した全長は短く
なる。

【００４６】図１４の光センサ３Ｅの最大の特長は二回
全反射部がただ１箇所だけであるという点である。一般
に二回全反射部の作成には多くの費用を要するので少な
いにこしたことはない。したがってこの点だけに限定す
れば、実施例８の光センサ３Ｅが最善で、次いで実施例
５の光センサ３Ｃ，３Ｄなどの光路の長方形の頂点部で
切断した場合である。

【００４７】図１５は図１４の光センサの投影図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側
面図であり、実施例４の図８と共通又は類似の事項につ
いては重複する説明を省く。この図は図１４に比べて光
センサ３Ｅが直角三角形であることがより明らかであ
る。ファラデー効果ガラス３８１は図１４からも明らか
なようにファラデー効果ガラス３９２と同じ平面に位置
し、ファラデー効果ガラス３９１はこれらよりもファラ
デー効果ガラスの厚さ分ずれた位置に位置する。したが
って、図の右下の入光部ではファラデー効果ガラス３８
１と３９１とは重ねることができるのでそれぞれの入光
４１Ｅ，４３Ｅの入光位置は平面図（ａ）で一致させる
ことができる。一方、図の上のファラデー効果ガラス３
８１と３９２は図示のように角部をくっつけるのがそれ
ぞれの出光４２Ｅ，４４Ｅの出光位置を最も接近させる
配置なので、互いの出光位置は図示のようにおおよそフ
ァラデー効果ガラスの幅の寸法分離れた位置になり、こ
の出光位置間の距離は測定誤差の要因になることは前述
の通りである。実際に出光位置間が離れていることによ
る誤差が問題になる場合には、ファラデー効果ガラス３
８１の出光部をファラデー効果ガラス３９２の出光部の
上に乗せるという構成を採用することができる。この場
合、もし入光部を図と同じままにすればファラデー効果
ガラス３８１は側面図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において
も少し斜めになる。また、このように斜めになるのが製
作上支障がある場合にはファラデー効果ガラス３８１を
ファラデー効果ガラスの厚さ分だけ平面図（ａ）で紙面
に垂直の方向に移動させてファラデー効果ガラス３９２
ともぶつからないようにすれば両方の出光位置を合わせ
ることができる。

【００４８】

【実施例９】図１６は図１４、図１５とは異なる第９の
実施例を示す光変流器の光センサの斜視図、図１７は図
１６の光センサの入光部の部分平面図（ａ）及び側面図
（ｂ）である。この実施例９の実施例８に対する関係は
前述の実施例５の実施例４に対する関係と同じなので重
複する説明を省く。したがって、実施例６に相当する尖
り部の一部を切り取る構成を実施例９に対して適用して
実施例６と同じ作用効果を得ることができる。

【００４９】

【実施例１０】図１８はこの発明の第１０の実施例を示
す光センサの斜視図であり、実施例８の図１４と共通又
は類似の事項については重複する説明を省く。図１８に
示す光センサ３Ｈは図１４に示す実施例８の光センサ３
Ｅとは異なり、３本のファラデー効果ガラス３８１、３
９１、３９２が導体１００の軸方向に沿って図１８の下
方より３８１，３９１，３９２の順にファラデー効果ガ
ラス１本分の厚さずつずらせて配設されている。

【００５０】図１９は図１８の光センサの投影図で、
（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側
面図であり、実施例８の図１５と共通又は類似の事項に
ついては重複する説明を省く。光センサ３Ｈでは、単位
光センサ３８のファラデー効果ガラス３８１と単位光セ
ンサ３９のファラデー効果ガラス３９１，３９２とが、
導体１００の軸方向に沿って３８１，３９１，３９２の
順にファラデー効果ガラス１本分の厚さずつずらせて配
設される。したがって、図１９の右下の入光部でファラ
デー効果ガラス３８１と３９１とを重ねることができる
のでそれぞれの入光４３Ｈ，４１Ｈの入光位置を平面図
（ａ）で一致させることができるとともに、図１９の左
上の出光部でファラデー効果ガラス３８１と３９２とを
重ねることができるので、それぞれの出光４４Ｈ，４２
Ｈの出光位置を平面図（ａ）で一致させることができ
る。

【００５１】上記のように、実施例１０の構成では、両
方の単位光センサの入光位置と出光位置とを一致させる
ことができ、両方の単位光センサの光路を加えれば少な
くとも導体１００の軸方向に垂直な平面でみる限りファ
ラデー効果ガラス内で完全に導体１００を一周するよう
にすることができる。したがって、実施例１０の構成で
は、両方の単位光センサの入光位置及び出光位置がそれ
ぞれ一致しないことによる誤差をなくした光変流器を提
供することができる。

【００５２】なお、図１８及び図１９では、３本のファ
ラデー効果ガラス３８１，３９１，３９２が、導体１０
０の軸方向に沿って図１８の下方より３８１，３９１，
３９２の順にファラデー効果ガラス１本分の厚さずつず
らせて配設される構成を示したが、３本のファラデー効
果ガラスが、３９１，３９２，３８１の順にファラデー
効果ガラス１本分の厚さずつずらせて配設される構成と
することもできる。

【００５３】

【実施例１１】図２０はこの発明の第１１の実施例を示
す光センサの斜視図であり、実施例１０の図１８と共通
又は類似の事故うについては重複する説明を省く。図２
０の光センサ３Ｉは、図１８の光センサ３Ｈとは異な
り、単位光センサ３８Ｉの入光４３Ｉ、単位光センサ３
９Ｉの入光４１Ｉを、それぞれの入光面を持つファラデ
ー効果ガラス３８１Ｉ，３９２Ｉの長手方向に直交し、
かつ導体１００の軸方向にも直交する方向から入光する
という構成であり、これに伴ってファラデー効果ガラス
３８１Ｉ，３９２Ｉは入光４３Ｉ，４１Ｉが入光後ただ
ちに長手方向に光路を変えるための反射面３８２Ｉ，３
９４Ｉを形成するように４５°に切欠かれている。入光
４３Ｉ，４１Ｉが反射面３８２Ｉ，３９４Ｉで反射して
長手方向に向きが変わった後は図１８の光センサ３Ｈと
同様である。

【００５４】図２０の光センサ３Ｉは、図１８の光セン
サ３Ｈと同様に、単位光センサ３８Ｉのファラデー効果
ガラス３８１Ｉと単位光センサ３９Ｉのファラデー効果
ガラス３９１Ｉ，３９２Ｉとが、導体１００の軸方向に
沿って、図２０の下方より３８Ｉ，３９１Ｉ，３９２Ｉ
の順にファラデー効果ガラス１本分の厚さずつずらせけ
配設される構成となっているので、入光部でファラデー
効果ガラス３８１Ｉ，３９２Ｉが重なり、出光部でファ
ラデー効果ガラス３８１Ｉ，３９１Ｉが重なるようにす
ることができる。

【００５５】図２１は図２０の光センサの入光部の部分
平面図である。図２１に示すように、光センサ３Ｉの入
光部では、ファラデー効果ガラス３８１Ｉとファラデー
効果ガラス３９２Ｉとを重ねて、入光４１Ｉ，４３Ｉの
入光位置を一致させることができる。図示してはいない
が、光センサ３Ｉの出光部においても、ファラデー効果
ガラス３８１Ｉとファラデー効果ガラス３９１Ｉとを重
ねて、出光４２Ｉ，４４Ｉの出光位置を一致させること
が同様に可能である。

【００５６】したがって、実施例１１の構成では、両方
の単位光センサの入光位置及び出光位置をそれぞれ一致
させることができ、両方の単位光センサの光路を加えれ
ば少なくとも導体１００の軸方向に垂直な平面でみる限
りファラデー効果ガラス内で完全に導体１００を一周す
るようにすることができるので、両方の単位光センサの
入光位置及び出光位置がそれぞれ一致しないことによる
誤差をなくした光変流器を提供することができる。

【００５７】なお、図２０及び図２１では、３本のファ
ラデー効果ガラス３８１Ｉ，３９１Ｉ，３９２Ｉが、導
体１００の軸方向に沿って、図２０の下方より３８１
Ｉ，３９１Ｉ，３９２Ｉの順にファラデー効果ガラス１
本分の厚さずつずらせて配設される構成を示したが、３
本のファラデー効果ガラスが、３９１Ｉ，３９２Ｉ，３
８１Ｉの順にファラデー効果ガラス１本分の厚さずつず
らせて配設される構成とすることもできる。

【００５８】

【発明の効果】この発明は前述のように、光センサを、
少なくとも２つの単位光センサに分割して構成し、それ
ぞれの単位光センサごとに直線偏光光を入力し、それぞ
れの出光に含まれる被測定電流に比例した偏光成分を加
算処理すれば被測定電流を周回したのと同じ測定信号が
得られる。２つの単位光センサはそれぞれ独立している
ので互いの光軸を厳密に合わせる必要はない。したがっ
て、導体が接続された状態のままで単位光センサを導体
を囲むように取付けることができるので、既製の電気機
器に追加してこの光変流器を取付けることができ、ま
た、取外しも容易であるという効果が得られる。また、
光センサを、二つのコの字状の単位光センサで構成し、
それぞれの単位光センサを、所定の方向に所定の寸法ず
らした位置に配置すれば、入光、出光のために必要な空
間を確保することができるので、入光、出光を導光する
ための光ファイバとその端子金具などを設けるのが容易
な構成となる。

【００５９】また、それぞれの単位光センサの入光面を
この入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直
交して構成してもよく、又は、それぞれの単位光センサ
の入光面をこの入光面を持つファラデー効果ガラスの長
手方向に平行な面とし、この入光面を持つファラデー効
果ガラスの入光面に対向する側に４５°に切欠いた反射
面を形成して、入光をこの反射面に反射させて光が辺に
平行の方向に角度を変えるようにしても前述と同様の効
果を得ることができる。

【００６０】また、長方形状の光路の対角に位置する二
つの頂点部で切って、それぞれがＬ字状の光路を持つ二
つの単位光センサを形成すれば、前述の単位光センサが
光路の長方形の辺を切って形成される光変流器に比べて
二回全反射部が半分の２箇所になることから、光センサ
の製作コストが低減するという効果が得られる。このと
き、それぞれの単位光センサの入光面をこの入光面を持
つファラデー効果ガラスの長手方向に直角の面とすれ
ば、最も構成が簡単な単位光センサとなり、製作が容易
なことから低価格の光センサを提供することができる。

【００６１】また、一つの単位光センサの入光面をこの
入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角に
するとともに、もう一方の単位光センサの入光面をこの
入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平行に
し、この入光面を持つファラデー効果ガラスの入光面に
対向する側に４５°に切欠いた反射面を形成する構成を
採用すれば、それぞれの単位センサの入光方向を同じに
することができるので入光のための光ファイバの引き回
し構造が簡素化されるという効果が得られる。また、そ
れぞれの単位光センサの入光面をこの入光面を持つファ
ラデー効果ガラスの長手方向に平行にし、これら入光面
を持つファラデー効果ガラスの入光面に対向する側を４
５°に切欠いて反射面を形成し、入光がファラデー効果
ガラス内に入光してこの反射面で反射してこのファラデ
ー効果ガラスの長手方向に方向を変える構成を採用して
も前述と同じように単位光センサの入光の方向を同じに
することができて前述と同様の効果を得ることができ
る。

【００６２】光センサの光路の形状を直角三角形にし、
直角の頂点を含む両側の辺を構成する単位光センサと、
もう一つの辺である斜辺を構成する単位光センサとの二
つの単位光センサで光センサを構成すると、二回全反射
部が一箇所だけなので、光路が長方形の場合に比べてコ
ストダウンになるという効果が得られる。また、光路の
形状を実質的に直角二等辺三角形とすれば、光路が周回
する導体の断面形状が円又は正方形に近い場合にファラ
デー効果ガラスの使用量が最も少なくなって低価格の光
センサにすることができるという効果が得られる。

【００６３】また、それぞれの単位光センサの入光面を
この入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直
角の面とすれば、光路が長方形の場合と同様に最も構成
が簡単な単位光センサとなり、製作が容易なことから低
価格の光センサを提供することができる。また、光路の
形状が直角三角形の光センサにおいて、それぞれの単位
光センサの入光面をこの入光面を持つファラデー効果ガ
ラスの長手方向に平行にし、これら入光面を持つファラ
デー効果ガラスの入光面に対向する側を４５°に切欠い
て反射面を形成し、入光がファラデー効果ガラス内に入
光してこの反射面で反射してファラデー効果ガラスの長
手方向に方向を変えるようにすれば、この場合もそれぞ
れの単位光センサの入光の方向を同じにすることができ
るので前述と同様の効果が得られる。

【００６４】光路の形状が長方形、直角三角形の両方の
場合に、一方のファラデー効果ガラスの４５°に切欠か
れた端部が他方のファラデー効果ガラスの入光を遮る位
置にあるとき、この端部の尖り部を一部切り取ればそれ
ぞれの単位光センサの入光の平面位置を近づけることが
できるので、測定誤差の改善に資することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す光変流器の光セ
ンサの斜視図

【図２】図１の光センサの投影図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図

【図３】図１の光センサが使用された光変流器のブロッ
ク図

【図４】この発明の第２の実施例を示す光変流器の光セ
ンサの斜視図

【図５】図４のＰ矢視の部分拡大図

【図６】この発明の第３の実施例を示す光変流器の光セ
ンサの斜視図

【図７】この発明の第４の実施例を示す光変流器の光セ
ンサの斜視図

【図８】図７の光センサの投影図で、（ａ）は平面図、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図

【図９】この発明の第５の実施例を示す光変流器の光セ
ンサの斜視図

【図１０】図９の光センサの入光部の部分平面図

【図１１】図９、図１０と異なる第６の実施例を示す光
変流器の光センサの入光部の部分平面図

【図１２】この発明の第７の実施例を示す光変流器の光
センサの斜視図

【図１３】図１２の光センサの入光部の部分平面図

【図１４】この発明の第８の実施例を示す光変流器の光
センサの斜視図

【図１５】図１４の光センサの投影図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図

【図１６】この発明の第９の実施例を示す光変流器の光
センサの斜視図

【図１７】図１６の光センサの入光部の部分平面図及び
その側面図

【図１８】この発明の第１０の実施例を示す光変流器の
光センサの斜視図

【図１９】図１８の光センサの投影図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図

【図２０】この発明の第１１の実施例を示す光変流器の
光センサの斜視図

【図２１】図２０の光センサの入光部の部分平面図

【図２２】従来の光変流器の光センサの斜視図

【図２３】図２２の光センサの投影図で、（ａ）は平面
図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は側面図

【図２４】図２２の光センサが使用された光変流器のブ
ロック図

【符号の説明】

１…光センサ、１００…導体、２１，２１Ａ，２１Ｂ，
…発光器、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２３，２３Ａ，２３
Ｂ…光ファイバ、２４，２４Ａ，２４Ｂ…光電気変換
器、２５…加算器、２６…直流除去フィルタ、２７…増
幅器、２８，２８Ａ，２８Ｂ…偏光子、２９，２９Ａ，
２９Ｂ…検光子３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆ，３Ｇ，３
Ｈ，３Ｉ…光センサ、３１，３２，３１Ａ，３２Ａ，３
３，３４，３５，３６，３８，３９，３８Ｉ，３９Ｉ…
単位光センサ、３１１，３１２，３１３，３２１，３２
２，３２３，３１３Ａ，３２３Ａ，３３１，３３２，３
４１，３４２，３５１，３５２，３６１，３６２，３６
２ａ，３８１，３９１，３９２，３８１Ｉ，３９１Ｉ，
３９２Ｉ…ファラデー効果ガラス、４１，４３，４１
Ａ，４３Ａ，４１Ｃ，４３Ｃ，４１Ｄ，４３Ｄ，４１
Ｅ，４３Ｅ，４１Ｆ，４３Ｆ，４１Ｇ，４３Ｇ，４１
Ｈ，４３Ｈ，４１Ｉ，４３Ｉ…入光、４２，４４，４２
Ｃ，４４Ｃ，４２Ｄ，４４Ｄ，４２Ｅ，４４Ｅ，４２
Ｆ，４４Ｆ，４２Ｇ，４４Ｇ，４２Ｈ，４４Ｈ，４２
Ｉ，４４Ｉ…出光、３５３，３６３，３６３Ａ，３８
２，３９３，３８２Ｉ，３９４Ｉ…反射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定電流が流れる導体を周回する長方形
状の光路を構成するファラデー効果ガラスからなる光セ
ンサ、光を生成して偏光子を介して直線偏光光に変換さ
れた入光を光センサに入光する発光器及び光センサが検
光子を介して出光する出光を受光して被測定電流に比例
した電気信号としての測定信号を出力する検出器からな
る光変流器において、光路が分割され、光センサが、分
割された個々の光路を構成する少なくとも２つの単位光
センサからなり、それぞれの単位光センサごとに直線偏
光光を入光し、それぞれの出光に含まれる被測定電流に
比例する偏光成分を加算処理して測定信号を得ることを
特徴とする光変流器。
【請求項２】長方形状の光路の対向する二つの辺を切っ
て形成される二つのコの字状の光路がそれぞれ独立した
単位光センサを構成し、それぞれの単位光センサが、所
定の方向に所定の寸法ずらした位置に配置されてなるこ
とを特徴とする請求項１記載の光変流器。
【請求項３】それぞれの単位光センサの入光面がこの入
光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直交して
なることを特徴とする請求項２記載の光変流器。
【請求項４】それぞれの単位光センサの入光面がこの入
光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平行であ
り、この入光面を持つファラデー効果ガラスの入光面に
対向する側が４５°に切欠かれてなることを特徴とする
請求項２記載の光変流器。
【請求項５】長方形状の光路の対角に位置する二つの頂
点部を切って形成される二つのＬ字状の光路がそれぞれ
独立した単位光センサを構成してなることを特徴とする
請求項１記載の光変流器。
【請求項６】それぞれの単位光センサの入光面がこの入
光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角の面
であることを特徴とする請求項５記載の光変流器。
【請求項７】一つの単位光センサの入光面がこの入光面
を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角、もう一
つの単位光センサの入光面がこの入光面を持つファラデ
ー効果ガラスの長手方向に平行であり、この入光面を持
つファラデー効果ガラスの入光面に対向する側が４５°
に切欠かれてなり、それぞれの単位センサの入光方向が
同じであることを特徴とする請求項５記載の光変流器。
【請求項８】それぞれの単位光センサの入光面がこの入
光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平行であ
り、これら入光面を持つファラデー効果ガラスの入光面
に対向する側が４５°に切欠かれて反射面を形成し、入
光がファラデー効果ガラス内に入光してこの反射面で反
射してこのファラデー効果ガラスの長手方向に方向を変
えてなり、それぞれの単位光センサの入光の方向が同じ
であることを特徴とする請求項５記載の光変流器。
【請求項９】被測定電流が流れる導体を周回する光路を
構成するファラデー効果ガラスからなる光センサ、光を
生成して偏光子を介して直線偏光光に変換された入光を
光センサに入光する発光器及び光センサが検光子を介し
て出光する出光を受光して被測定電流に比例した電気信
号としての測定信号を出力する検出器からなる光変流器
において、光路が直角三角形状であり、この直角三角形
の直角の頂点を含む両側の辺を構成する第１の単位光セ
ンサと、もう一つの辺である斜辺を構成する第２の単位
光センサとに分割されてなり、それぞれの単位光センサ
ごとに直線偏光光を入光し、それぞれの出力光に含まれ
る被測定電流に比例する偏光成分を加算処理して測定信
号を得ることを特徴とする光変流器。
【請求項１０】光路の形状が実質的に直角二等辺三角形
であることを特徴とする請求項９記載の光変流器。
【請求項１１】それぞれの単位光センサの入光面がこの
入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に直角の
面であることを特徴とする請求項９又は１０記載の光変
流器。
【請求項１２】それぞれの単位光センサの入光面がこの
入光面を持つファラデー効果ガラスの長手方向に平行で
あり、これら入光面を持つファラデー効果ガラスの入光
面に対向する側が４５°に切欠かれて反射面を形成し、
入光がファラデー効果ガラス内に入光してこの反射面で
反射してファラデー効果ガラスの長手方向に方向を変え
てなり、それぞれの単位光センサの入光の方向が同じで
あることを特徴とする請求項９又は１０記載の光変流
器。
【請求項１３】同じ方向の２つの入光の一方を遮る位置
にあるファラデー効果ガラスの、４５°に切欠かれた尖
り部の一部が切り取られてなることを特徴とする請求項
８又は１２記載の光変流器。