JPH1073620A - 光変流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で簡素な構造で、高精度の計測が可能な
高性能の光変流器を提供する。 【解決手段】 光変流器は、センサ光学部１１、信号処
理部１２、および伝送用ファイバ部１３から構成され
る。信号処理部１２は、測定光を発生する光源１４、セ
ンサ光学部１１からの光を検出する検出器１５ａ，１５
ｂと、検出器１５ａ，１５ｂで得られた信号を処理する
信号処理回路１６を備える。伝送用ファイバ部１３は、
送光用ファイバ１８と、受光用ファイバ１９ａ，１９ｂ
を備える。センサ光学部１１は、センサ３０と反射端３
２を有するセンシングファイバ部３１と、このセンシン
グファイバ部３１と信号処理部１２とを光学的に結合す
る結合光学系２１を備える。光ファイバからなるセンサ
３０は、導体２の周囲に巻き付けられ、その両端が近接
する閉ループ状に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光のファラデー効
果を利用して電流を測定する光変流器に係り、特に、被
測定電流以外の外部電流の影響を受けにくい高精度な電
流測定または大電流計測に好適な光変流器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力系統用の電流測定装置とし
て、光を利用した電力系統用電流測定装置、すなわち、
光変流器が開発されている。この光変流器は、被測定電
流が流れる導体に近接して鉛ガラス等のブロックをセン
サとして配置し、このセンサに直線偏光の光を通過させ
て、被測定電流によって生じるファラデー効果の旋光角
を測定するものである。

【０００３】図１２は、従来の技術によるガス絶縁開閉
装置用の光変流器の一例を示している。この図１２に示
すように、接地電位とされたタンク１の内部に、高電圧
電流が流れる導体２が配置されている。この導体２の全
周を囲むようにして、鉛ガラス等で構成されたブロック
状のセンサ３が配置されており、このセンサ３は、固定
具４によって固定されている。この場合、導体２が高電
圧であるため、センサ３の固定具４は、絶縁筒５を介し
てタンク１に対して絶縁を確保した状態で取り付けられ
ている。また、タンク１には、光学系収納箱６が取り付
けられており、この光学系収納箱６内に、結合光学系
７、送光用ファイバ８、および２本の受光用ファイバ９
ａ，９ｂが収納されている。

【０００４】ここで、結合光学系７は、レンズ７ａ、偏
光子７ｂ等から構成されており、この結合光学系７を介
して各ファイバ８，９ａ，９ｂがセンサ３に光学的に結
合されている。そして、送光用ファイバ８は、図示しな
い光源から測定用の光を伝送し、結合光学系７を介して
センサ３に送るために使用される。また、受光用ファイ
バ９ａ，９ｂは、センサ３から出射して結合光学系７で
２方向の偏光成分に分けられた光をそれぞれ入射し、図
示しない信号処理部に送るために使用される。

【０００５】以上のような構成を有する図１２の光変流
器においては、次のような原理によって、導体２を流れ
る電流を測定することができる。まず、図示しない光源
から発した光が、送光用ファイバ８を通って結合光学系
７に導かれる。この光は、結合光学系７でほぼ平行光束
の直線偏光ビーム１０ａとなって空間を伝播してセンサ
３に入射し、センサ３の内部で反射を繰り返す形で導体
２の周囲を周回した後、センサ３から出射する。この
間、センサ３内を通過する光の偏光面は、導体２を流れ
る電流によって誘起されるファラデー効果により、電流
に応じたある角度だけ回転する。

【０００６】センサ３からの出射光は、直線偏光ビーム
１０ｂとなって空間を伝播した後、再び結合光学系７に
入射し、ここで、２方向の偏光成分に分けられた後、２
つの受光用ファイバ９ａ，９ｂにそれぞれ入射する。な
お、ここで述べている結合光学系７の構成や作用につい
てはすでに公知の事項であるため、説明は省略する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電力系統用
の電流測定装置としては、小型で簡素な構成で、周囲の
外部電流に影響されることなく、常に高精度な計測性能
を確保することが求められる。また、大電流の計測も要
求される。さらに、広く普及するためには安価であるこ
とも必要である。

【０００８】しかしながら、図１２に示したような従来
の光変流器においては、外部電流の影響を受ける可能性
があり、高精度な計測性能を確保することが難しい。例
えば、図１２の光変流器において、センサ３内には完全
な閉ループからの余剰光路分Ｌが存在しており、この部
分で光が外部電流等による外部磁界の影響を受け、導体
２を流れる被測定電流を精度よく測定できない。また、
センサ３の感度が高いために比較的小電流の計測に適し
ている反面、大電流計測を行うことは難しい。さらに、
ブロック状のセンサ３を使用していることから、小型で
簡素な構成とすることが難しく、コストも高いため、広
く普及することも難しい。

【０００９】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その第１の目
的は、小型で簡素な構造で、高精度の計測が可能な高性
能の光変流器を提供することである。また、第２の目的
は、小型で簡素な構造で、構成度の計測が可能であると
共に、大電流計測も可能な高性能の光変流器を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、光変流器のセンサを光ファイバにより
構成してこの光ファイバを被測定導体の周囲に閉ループ
状に配置し、さらに、この光ファイバの両端の配置を工
夫したり、光学部品を磁気シールドすることを特徴とし
ている。このような構成を有することにより、センサ周
辺の構造を小型・簡素化できると共に、外部電流等によ
る外部磁界の影響を低減して高精度の計測を行うことが
できるものである。

【００１１】［１．請求項１記載の発明］請求項１記載
の発明は、被測定導体付近に配置されたセンサと、測定
用の光を発生して前記センサに送る光源と、前記センサ
からの出射光を検出する検出器と、前記センサと光源お
よび検出器とを光学的に結合する結合光学系と、前記検
出器からの信号を処理する信号処理部とを備え、前記セ
ンサを通過する光のファラデー効果に基づいて被測定導
体に通電される電流を測定する光変流器において、前記
センサが次のように構成されたことを特徴としている。
すなわち、センサは光ファイバにより構成され、この光
ファイバは、前記被測定導体の周囲に巻き付けられ、そ
の両端が近接する閉ループ状に配置される。

【００１２】以上のような構成を有する請求項１記載の
発明によれば、被測定導体の周囲に光ファイバを閉ルー
プ状に配置することにより、外部電流等による外部磁界
の影響を受けにくい構造を有するセンサを実現できるた
め、常に高精度の計測を行うことができる。また、光フ
ァイバを使用することにより、ブロックを使用した場合
に比べてセンサ周辺の構造を小型・簡素化でき、また、
コスト面でも安価にすることができる。

【００１３】［２．請求項２〜７記載の各発明］請求項
２〜７記載の発明は、光ファイバの両端の配置を工夫し
たものである。請求項２記載の発明は、請求項１記載の
発明において、光ファイバの両端が被測定導体に対して
次のように配置されたことを特徴としている。すなわ
ち、光ファイバの両端は、前記被測定導体に対するその
巻き数をｎとして被測定導体に直交する平面上にこの光
ファイバを投影した際に、この光ファイバの両端間の領
域を被測定導体から見込んだ見込み角が２πｎ（ラジア
ン）の１％以下となるようにして配置される。

【００１４】以上のような構成を有する請求項２記載の
発明によれば、光ファイバの両端間の領域（光ファイバ
両端領域）を、被測定導体からの見込み角が２πｎ（ラ
ジアン）の１％以下となるように配置することにより、
外部磁界の影響を受けやすい光ファイバ両端領域の被測
定導体に対する寸法を十分に縮小することができる。そ
のため、外部電流等による外部磁界の影響を抑制するこ
とができると共に、測定電流をおよそ９９％以上検出可
能となり、高精度の計測を実現できる。

【００１５】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、光ファイバの両端が同一の構造物
内に収納されたことを特徴としている。以上のような構
成を有する請求項３記載の発明によれば、光ファイバの
両端を同一の構造物内に収納することにより、センサと
なる光ファイバの両端を容易に固定してその位置関係を
確保できるため、外部電流等による外部磁界の影響を抑
制可能な好適な閉ループ構造を容易に実現できる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか一つに記載の発明で、特に、前記被測定導体の近
傍における前記光ファイバの外側に外部導体が配置され
る場合において、光ファイバの両端が外部導体に対して
次のように配置されたことを特徴としている。すなわ
ち、光ファイバの両端は、前記被測定導体に対するその
巻き数をｎとして外部導体に直交する平面上にこの光フ
ァイバを投影した際に、この光ファイバの両端間の領域
を前記外部導体から見込んだ見込み角が２πｎ（ラジア
ン）の１％以下となるようにして配置される。

【００１７】以上のような構成を有する請求項４記載の
発明によれば、光ファイバの両端間の領域（光ファイバ
両端領域）を、外部導体からの見込み角が２πｎ（ラジ
アン）の１％以下となるように配置することにより、外
部電流の影響を受けやすい光ファイバ両端領域の外部導
体に対する寸法を十分に縮小することができる。そのた
め、この外部導体に流れる外部電流の影響を抑制するこ
とができ、高精度の計測を実現できる。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか一つに記載の発明で、特に、前記被測定導体がタ
ンク内に収納され、このタンクに前記光ファイバの外側
を流れる複数のシース電流路が形成される場合におい
て、光ファイバの両端が、この両端間の領域が隣接する
２つの前記シース電流路の間に位置するように配置され
たことを特徴としている。

【００１９】以上のような構成を有する請求項５記載の
発明によれば、光ファイバの両端間の領域（光ファイバ
両端領域）を、隣接する２つのシース電流路の間に配置
することにより、シース電流路からのこの両端領域の見
込み角を小さくして、外部電流の影響を受けやすい光フ
ァイバ両端領域のシース電流路に対する寸法を十分に縮
小することができる。そのため、このシース電流路に流
れるシース電流の影響を抑制することができ、高精度の
計測を実現できる。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか一つに記載の発明で、特に、同一のタンク内に収
納された複数の導体の各々が前記被測定導体とされ、各
被測定導体の各々に個別の前記光ファイバがそれぞれ設
けられる場合において、光ファイバの各々の両端が、そ
の両端間の領域が前記タンクの壁面に対向するようにし
てこの壁面の近接位置に配置されたことを特徴としてい
る。

【００２１】以上のような構成を有する請求項６記載の
発明によれば、各光ファイバの両端間の領域（光ファイ
バ両端領域）を、タンクの壁面に対向して近接配置した
ことにより、外部電流の影響を受けやすい光ファイバ両
端領域の、被測定導体以外の外部導体に対する寸法を十
分に縮小することができる。そのため、被測定導体以外
の外部導体に流れる外部電流の影響を抑制することがで
き、高精度の計測を実現できる。また、タンク壁面の近
傍に結合光学系を配置することになるため、タンク壁面
を貫通する光伝送部分の構造を短縮・簡素化できる。

【００２２】請求項７記載の発明は、請求項１〜６のい
ずれか一つに記載の発明において、光ファイバの両端
が、前記被測定導体と平行方向においてほぼ重なるよう
に配置されたことを特徴としている。以上のような構成
を有する請求項７記載の発明によれば、光ファイバの両
端を、被測定導体に流れる電流方向において近傍に配置
することにより、被測定導体に流れる電流方向と直交す
る方向成分を有する外部電流による外部磁界の影響を抑
制することができ、高精度の計測を実現できる。

【００２３】［３．請求項８〜１２記載の各発明］請求
項８〜１２記載の発明は、磁気シールド効果を生じる材
料により光学部品を覆うように構成したものである。請
求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一つに記
載の発明において、光ファイバと結合光学系を含む光学
部品の一部が、磁気シールド効果を生じる磁気シールド
材料により覆われていることを特徴としている。以上の
ような構成を有する請求項８記載の発明によれば、磁気
シールド材料により光が通過する光学部品の一部を覆う
ことによって、その部分における光学部品内部の磁界を
小さくすることができる。そのため、この光学部品の一
部において不都合なファラデー効果が生じることによる
影響を抑制することができ、高精度の計測を実現でき
る。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、結合光学系が、前記磁気シールド材料から
なる構造物内に収納されたことを特徴としている。以上
のような構成を有する請求項９記載の発明によれば、結
合光学系を磁気シールド材料からなる構造物内に収納し
たことにより、結合光学系の内部の磁界を小さくするこ
とができる。そのため、この結合光学系の一部において
不都合なファラデー効果が生じることによる影響を抑制
することができ、高精度の計測を実現できる。

【００２５】請求項１０記載の発明は、請求項８または
９記載の発明において、光ファイバの両端が、前記磁気
シールド材料からなる構造物内に収納されたことを特徴
としている。以上のような構成を有する請求項１０記載
の発明によれば、センサとなる光ファイバの両端を磁気
シールド材料からなる構造物内に収納することにより、
磁気シールド材料の磁気シールド効果から、外部電流等
による外部磁界の影響を十分に抑制可能な好適な閉ルー
プ構造を容易に実現でき、高精度の計測を実現できる。

【００２６】請求項１１記載の発明は、請求項８〜１０
のいずれか一つに記載の発明において、光ファイバが、
前記磁気シールド材料で覆われたことを特徴としてい
る。以上のような構成を有する請求項１１記載の発明に
よれば、センサとなる光ファイバを磁気シールド材料で
覆うことにより、光ファイバ内の磁界を小さくすること
ができ、見かけ上の感度を下げることができるため、大
電流計測を実現できる。以下には、この点について、数
式を参照して説明する。

【００２７】まず、センサとなる光ファイバのヴェルデ
定数をＶ、光ファイバに沿った微小長さをｄＬ、磁束密
度をＢとすると、被測定電流Ｉに対するファラデー旋光
角θは、次の式（１）で表現される。

【数１】 この式（１）において、ＬｓとＬｆは、ファイバの始点
と終点をそれぞれ示している。完全閉ループとなってい
る場合には、ＬｓとＬｆは一致して、ファイバの巻き数
分の周回積分となる。

【００２８】したがって、磁気シールドによりＬ３から
Ｌ３の領域の磁束密度Ｂを０とすると、式（１）の時と
同じ被測定電流Ｉに対するファラデー旋光角θｓは、次
の式（２）で表現される。

【数２】 この式（２）から明らかなように、磁気シールドにより
Ｌ３からＬ３の領域の磁束密度Ｂを０とした場合には、
ファラデー旋光角θｓを小さくして、見かけ上のセンサ
の感度を下げることができる。この場合、磁気シールド
により必ずしも磁束密度Ｂを０にする必要はなく、｜Ｂ
ｓ｜＜｜Ｂ｜を満足すれば、同様な効果が得られる。ま
た、複数の領域を磁気シールドすることも可能である。

【００２９】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明で、特に、被測定導体の近傍に外部磁界が存在す
る場合において、光ファイバの長さ方向に、複数の前記
磁気シールド材料が間隔を空けて分散配置され、磁気シ
ールド材料によって覆われたシールド部分と磁気シール
ド材料によって覆われていない非シールド部分との割合
が前記外部磁界から見て一定となるように構成されたこ
とを特徴としている。

【００３０】以上のような構成を有する請求項１２記載
の発明によれば、センサとなる光ファイバの複数部分を
磁気シールド材料で覆い、磁気シールド材料で覆ったシ
ールド部分と非シールド部分との割合を外部磁界から見
て一定とすることにより、外部磁界の影響を抑制するこ
とができると共に、光ファイバの感度を下げることがで
きるため、大電流計測を実現でき、かつ、高精度の計測
を実現できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下には、本発明による光変流器
の複数の実施の形態について、図１〜図１１を参照して
具体的に説明する。

【００３２】［１．第１の実施の形態］ ［１−１．構成］図１は、本発明による第１の実施の形
態として、請求項２、９、１０記載の各発明を適用した
光変流器の一形態を示す構成図である。この図１に示す
ように、本実施の形態の光変流器においては、光ファイ
バからなるセンサ３０が使用されており、このセンサ３
０を構成する光ファイバは、被測定導体である導体２の
周囲に巻き付けられている。

【００３３】［１−１−１．全体の構成］図１に示すよ
うに、本実施の形態の光変流器は、大別して、センサ光
学部１１、信号処理部１２、および伝送用ファイバ部１
３から構成されている。信号処理部１２は、測定光を発
生する光源１４、センサ光学部１１からの２つの光を検
出してその強度に応じた電気信号に変換する検出器１５
ａ，１５ｂ、検出器１５ａ，１５ｂで得られた信号を演
算処理する信号処理回路１６、および処理結果を出力す
る出力端子１７を備えている。このうち、光源１４は、
レーザダイオードまたはスーパールミネセントダイオー
ドによって構成されている。また、信号処理部１２は、
センサ光学部１１から十分に（少なくとも１０ｍ以上）
離れた位置に配置されている。

【００３４】伝送用ファイバ部１３は、信号処理部１２
内の光源１４からセンサ光学部１１に光を送る送光用フ
ァイバ１８と、センサ光学部１１から信号処理部１２内
の２つの検出器１５ａ，１５ｂに光を送る２本の受光用
ファイバ１９ａ，１９ｂとを備えている。

【００３５】センサ光学部１１は、結合光学系２１とセ
ンシングファイバ部３１とを備えている。そして、結合
光学系２１は、４つのレンズ２２ａ〜２２ｄ、偏光子２
３、２つのビームスプリッタ２４ａ，２４ｂ、および２
つの検光子２５ａ，２５ｂから構成されている。

【００３６】このうち、４つのレンズ２２ａ〜２２ｄ
は、送光用ファイバ１８からの光を平行ビームに変換す
るか、または平行ビームを集光して各受光用ファイバ１
９ａ，１９ｂまたはセンシングファイバ部３１に入射す
るために使用される。偏光子２３は、光を水平方向に関
して４５度方向の直線偏光に変換するために使用され、
２つのビームスプリッタ２４ａ，２４ｂは、光をその入
射方向に応じて透過光と反射光とに分割するために使用
される。２つの検光子２５ａ，２５ｂは、各々水平方向
および垂直方向の直線偏光の光を透過させることによ
り、直交するｘ、ｙ方向の各偏光成分を抽出するために
使用される。

【００３７】この場合、結合光学系２１は、送光用ファ
イバ１８からの光を、第１のレンズ２２ａ、偏光子２
３、第１のビームスプリッタ２４ａ、および第２のレン
ズ２２ｂを介してセンシングファイバ部３１の一端に送
るようになっている。また、結合光学系２１は、センシ
ングファイバ部３１からの反射方向の光を、第２のレン
ズ２２ｂを介して第１のビームスプリッタ２４ａで反射
した後、第２のビームスプリッタ２４ｂによって２方向
の光に分割するようになっている。そして、結合光学系
２１は、この一方の分割光を、第１の検光子２５ａおよ
び第３のレンズ２２ｃを介して一方の受光用ファイバ１
９ａに送り、他方の分割光を、第２の検光子２５ｂおよ
び第４のレンズ２２ｄを介して受光用ファイバ１９ｂに
送るものである。

【００３８】一方、センシングファイバ部３１は、結合
光学系２１に接続された光ファイバからなるセンサ３０
と、その終端部に設けられた反射端３２を備えている。
このうち、センサ３０は、被測定電流が流れる導体２の
周囲に１以上のほぼ整数倍の巻き数ｎで巻き付けられて
いる。また、反射端３２は、センサ３０内を伝播してき
た光を反射して再びセンサ３０内に戻し、反対方向に伝
播させるようになっている。このように、センサ３０の
終端部に反射端３２を設けることにより、センサ３０の
始端部は、入射端と出射端を兼ねた出入端となってい
る。

【００３９】なお、このように光ファイバからなるセン
サ３０は、導体２の周辺に設けられた図示していない取
り付け部に緩やかに固定されており、外力の影響を受け
にくい構造となっている。また、センサ３０を構成する
光ファイバとしては、典型的には信頼性の高い石英ファ
イバが使用されるが、他の種類の光ファイバを使用する
ことも可能である。

【００４０】［１−１−２．電流測定の原理］以上の構
成を有する本実施の形態の光変流器における電流測定の
原理は次の通りである。まず、信号処理部１２の光源１
４から発した光が、送光用ファイバ１８を通ってセンサ
光学部１１の結合光学系２１に送られる。この結合光学
系２１において、送光用ファイバ１８からの光は、第１
のレンズ２２ａによって平行ビームに変換され偏光子２
３によって直線偏光に変換された後、第１のビームスプ
リッタ２４ａを透過して第２のレンズ２２ｂによって集
光され、センシングファイバ部３１に送られ、センサ３
０の出入端に入射する。

【００４１】このセンシングファイバ部３１において、
結合光学系２１からセンサ３０に入射した光は、センサ
３０内を伝播してその反射端３２で反射された後、再び
センサ３０内に戻され、反対方向に伝播して、センサ３
０の出入端から出射する。この場合、センサ３０内を往
復する形で通過する光の偏光面は、導体２を流れる被測
定電流によって誘起されるファラデー効果により回転す
る。

【００４２】そして、センシングファイバ部３１からの
出射光は、結合光学系２１に入射し、その第２のレンズ
２２ｂによって平行ビームに変換された後、第１のビー
ムスプリッタ２４ａで反射され、第２のビームスプリッ
タ２４ｂで２方向の光に分割される。

【００４３】このうち、一方の分割光は、第１の検光子
２５ａによってｘ方向の偏光成分が抽出された後、第３
のレンズ２２ｃおよび受光用ファイバ１９ａを介して、
信号処理部１２の一方の検出器１５ａに送られる。ま
た、他方の分割光は、第負の検光子２５ｂによってｙ方
向の偏光成分が抽出された後、第４のレンズ２２ｄおよ
び受光用ファイバ１９ｂを介して、他方の検出器１５ｂ
に送られる。

【００４４】さらに、このようにして、ｘ方向とｙ方向
の偏光成分の光が、各検出器１５ａ，１５ｂに送られた
後、これらの検出器１５ａ，１５ｂで各偏光成分を表す
各電気信号が得られる。これらの各電気信号は、信号処
理回路１６に送られて演算処理される。そして、信号処
理回路１６で得られた処理結果すなわち測定結果は、出
力端子１７によって出力される。

【００４５】［１−１−３．センサ光学部の構成］図２
は、本実施の形態のセンサ光学部１１において、特に、
センサ３０と結合光学系２１の関係を示す構成図であ
る。この図２に示すように、光ファイバからなるセンサ
３０は、被測定電流が流れる導体２の周囲に１以上のほ
ぼ整数倍の巻き数ｎで巻き付けられており、その反射端
３２と出入端３３が近接する閉ループ状に配置されてい
る。より具体的には、このセンサ３０は、導体２に直交
する平面上にこのセンサ３０を投影した場合に、このセ
ンサ３０の出入端３３の実質的な端面位置Ａと反射端３
２の実質的な端面位置Ｃとの間の領域（光ファイバ両端
領域）を導体２から見込んだ見込み角Ωが２πｎ（ラジ
アン）の１％以下となるように構成されている。

【００４６】図３は、図２に示すセンサ３０の出入端３
３の構成を示す詳細断面図である。この図３に示すよう
に、センサ３０の出入端３３は、フェルール３４によっ
て固定されている。このフェルール３４の端面は、この
端面における反射光が入射光路と同一光路に沿ってセン
サ３０内に戻ることを防止するために、８度の角度を持
って斜めに研磨されている。なお、図中３５ａは、結合
光学系２１とフェルール３４との間の光路を示してい
る。

【００４７】このようにフェルール３４に固定されたセ
ンサ３０の出入端３３は、フェルール３４と共に、ニッ
ケル、鉄、フェライト等の磁性体からなる構造物３６内
に収納されており、この構造物３６内においてセンサ３
０がさらされる磁界は、磁気シールド効果により小さく
なっている。その結果、センサ３０の出入端３３の実質
的な端面位置は、構造物３６におけるセンサ収納口（図
中右側の端面位置）Ａの近傍となっている。また、本実
施の形態においては、結合光学系２１も、ニッケル、
鉄、フェライト等の磁性体からなる構造物（インバー）
で構成されており、この結合光学系２１の内部の磁界も
磁気シールド効果により小さくなっている。

【００４８】図４は、図２に示すセンサ３０の反射端３
２の構成を示す詳細断面図である。この図４に示すよう
に、センサ３０の反射端３２は、出入端３３と同様に、
フェルール３７によって固定されている。このフェルー
ル３７の端面は、反射光量を安定させるために球面研磨
されており、このフェルール３７の端面と接触するよう
にして、光を反射するための反射鏡３８が配置されてい
る。この場合、反射鏡３８としては、典型的には、単体
のミラーが使用されるが、コーティングにより反射膜を
形成したものを使用することも可能である。なお、図中
３５ｂは、フェルール３７内の光路を示している。

【００４９】このようにフェルール３７に固定されたセ
ンサ３０の反射端３２は、フェルール３７および反射鏡
３８と共に、ニッケル、鉄、フェライト等の磁性体から
なる構造物３９内に収納されており、この構造物３６内
においてセンサ３０がさらされる磁界は、磁気シールド
効果により小さくなっている。その結果、センサ３０の
反射端３２の実質的な端面位置は、構造物３９における
センサ収納口（図中右側の端面位置）Ｃの近傍となって
いる。

【００５０】［１−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態によれば、ブロックを使用したセ
ンサではなく、光ファイバからなるセンサ３０を使用
し、このセンサ３０を、導体２の周囲に閉ループ状に配
置しているため、アンペールの法則にしたがって、外部
電流等による外部磁界の影響を受けにくい構造となり、
常に高精度の計測を行うことができる。また、光ファイ
バを使用することにより、ブロックを使用した場合に比
べて、センサ周辺の構造を小型・簡素化でき、また、コ
スト面でも安価にすることができる。以下には、このよ
うな作用・効果について詳細に説明する。

【００５１】［１−２−１．センサ全体の作用・効果］
本実施の形態においては、光ファイバからなるセンサ３
０を導体２の周囲に巻き数ｎで巻き付けており、導体２
に直交する平面上にこのセンサ３０を投影した場合に、
このセンサ３０の出入端３３の端面位置Ａと反射端３２
の端面位置Ｃとの間の領域（光ファイバ両端領域）を導
体２から見込んだ見込み角Ωが２πｎ（ラジアン）の１
％以下となるように構成している。そのため、外部磁界
の影響を受けやすい光ファイバ両端領域の導体２に対す
る寸法を十分に縮小することができ、外部電流等による
外部磁界の影響を抑制することができると共に、測定電
流をおよそ９９％以上測定可能であるため、高精度の計
測を実現できる。なお、この場合、１％という値は、計
測用光変流器における定格電流値の許容誤差である。

【００５２】より具体的に、導体２からの光ファイバ両
端領域の見込み角Ωが２πｎ（ラジアン）の１％以下と
なるように構成するためには、例えば、センサ３０の巻
き数ｎが４である場合には、導体２からの光ファイバ両
端領域の見込み角Ωは、０．２５ラジアン（１４．３
度）以下にすればよい。また、センサ３０の巻き数ｎが
１である場合には、導体２からの光ファイバ両端領域の
見込み角Ωは、０．０６２５ラジアン（３．６度）以下
にすればよい。

【００５３】一方、本実施の形態においては、光ファイ
バからなるセンサ３０の入射端と出射端を一致させて出
入端３３とし、他端を反射端３２として構成することに
より、同一の光路で光を往復させているため、センサ３
０の感度を約２倍にすることができる。また、光ファイ
バからなるセンサ３０を巻き付けているため、出入端３
３と反射端３２との位置を構造上容易に近付けてセンサ
３０の閉ループ化を容易にすることができ、外部電流等
による外部磁界の影響を抑制することができる。

【００５４】［１−２−２．センサ両端の構造の作用・
効果］本実施の形態においては、光ファイバからなるセ
ンサ３０の出入端３３と反射端３２をフェルール３４，
３７によりそれぞれ固定することにより、光ファイバか
らなるセンサ３０の端部を、この部分での複屈折を大き
くすることなく固定できる。この場合、局部的に複屈折
が大きくなると、外部磁界の影響が不均一となり、誤差
を生じやすくなるが、本実施の形態においては、センサ
３０全体に亘って複屈折条件を均一化できるため、外部
電流等による外部磁界の影響を抑制することができる。
したがって、導体２を流れる被測定電流を高精度に測定
できる。

【００５５】特に、本実施の形態においては、光ファイ
バからなるセンサ３０の反射端３２をフェルール３７に
より固定することにより、反射端３２の位置固定が容易
となり、それによって、センサ３０の閉ループ化を容易
にすることができ、外部電流等による外部磁界の影響を
抑制することができる。この場合、反射端３２を固定し
たフェルール３７に接触するようにして反射材料となる
反射鏡３８を設けることにより、光の往復を容易にする
ことができると共に、センサ３０の領域にある光の距離
を特定することができるため、この点からもセンサ３０
の閉ループ化を容易にすることができる。

【００５６】また、反射端３２を固定したフェルール３
７と反射鏡３８を同一の構造物３９に収納することによ
り、光の反射位置を固定して反射強度を安定に保つこと
ができ、光変流器の精度を高く維持することができる。
そして、フェルール３７の使用と併せて、センサ３０の
反射端３２の構成を常に一定に保つことができ、センサ
３０の反射端３２の位置を特定しやすくなる。したがっ
て、この点からも、センサ３０の閉ループ化を容易にす
ることができる。

【００５７】さらに、本実施の形態においては、センサ
３０の出入端３３と反射端３２を、ニッケル、鉄、フェ
ライト等の磁性体からなる構造物３６，３９内にそれぞ
れ収納しているため、これらの構造物３６，３９の磁気
シールド効果により、センサ３０の閉ループ化を容易に
することができ、外部電流等による外部磁界の影響を抑
制することができる。

【００５８】なお、前述したように、本実施の形態にお
いては、光ファイバからなるセンサ３０の両端の端面位
置は、各構造物３６，３９におけるセンサ収納口Ａ，Ｃ
の近傍となっている。ここで近傍と表現しているのは、
磁性体により周囲の磁界分布が変化するからである。そ
して、本実施の形態においては、便宜上、各構造物３
６，３９におけるセンサ収納口Ａ，Ｃの位置を、センサ
３０の実質的な両端としており、これらの位置Ａ，Ｃの
間を光ファイバ両端領域として、前述したような見込み
角を定義している。

【００５９】［２．第２の実施の形態］ ［２−１．構成］本発明による第２の実施の形態とし
て、請求項２、９記載の各発明を適用した光変流器の一
形態について説明する。本実施の形態の光変流器におい
て、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様である
ため、以下には、図３および図４を参照して、第１の実
施の形態と異なる特徴についてのみ説明する。

【００６０】図３に示すように、本実施の形態におい
て、フェルール３４に固定されたセンサ３０の出入端３
３は、フェルール３４と共に構造物３６内に収納されて
いるが、本実施の形態においては、この構造物３６は、
磁性体ではなく非磁性体で構成されている。これに対し
て、結合光学系２１は、ニッケル、鉄、フェライト等の
磁性体から構成されており、この結合光学系２１の内部
の磁界は磁気シールド効果により小さくなっている。そ
の結果、センサ３０を構成する光ファイバの出入端３３
は、フェルール３４の先端部分Ｂまで磁界にさらされて
いる。また、図４に示すように、本実施の形態におい
て、フェルール３７に固定されたセンサ３０の反射端３
２は、フェルール３７および反射鏡３８と共に構造物３
９内に収納されているが、本実施の形態においては、こ
の構造物３９は、磁性体ではなく非磁性体で構成されて
いる。その結果、センサ３０を構成する光ファイバの反
射端３２は、フェルール３７の先端部分Ｄまで磁界にさ
らされている。なお、他の部分については、前記第１の
実施の形態と全く同様に構成されている。

【００６１】［２−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態においては、センサ３０の実質的
な両端は、ＢとＤとなり、これらの位置Ｂ，Ｄの間を光
ファイバ両端領域として、前記第１の実施の形態と同様
に見込み角を定義し、閉ループ化を図ることができる。
したがって、本実施の形態においても、前記第１の実施
の形態と同様に、外部電流等による外部磁界の影響を抑
制できるため、高精度の計測を実現できる。

【００６２】［３．第３の実施の形態］ ［３−１．構成］図５は、本発明による第３の実施の形
態として、請求項２、３、７、９、１０記載の各発明を
適用した光変流器の一形態を示す図であり、（ａ）は構
成図、（ｂ）は（ａ）において、光ファイバの重なり部
分をＸ方向から見た図である。本実施の形態の光変流器
において、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様
であるため、以下には、図５の（ａ）と（ｂ）を参照し
て、第１の実施の形態と異なる特徴についてのみ説明す
る。

【００６３】図５の（ａ）に示すように、本実施の形態
において、導体２の周囲に巻き付けられたセンサ３０の
出入端３３と反射端３２は、ニッケル、鉄、フェライト
等の磁性体からなる同一の構造物４０内に収納されてお
り、この構造物４０内の磁界は磁気シールド効果により
小さくなっている。また、図５の（ｂ）に示すように、
本実施の形態では、導体２と平行する方向において、セ
ンサ３０の両端が近傍に配置されている。すなわち、セ
ンサ３０における結合光学系２１近傍部分と反射端３２
近傍部分とが、重なり部分の中心間距離ΔＬｚが極めて
小さくなるようにして重ねて配置されている。この場合
のセンサ３０の重なりの程度は、センサ３０の光ファイ
バ両端領域を導体２から見込んだ見込み角Ωが２πｎ
（ラジアン）の１％以下となるように設定されている。
なお、他の部分については、前記第１の実施の形態と同
様に構成されている。

【００６４】［３−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態によれば、光ファイバからなるセ
ンサ３０の両端を同一の構造物４０中に収納することに
より、センサ３０の両端を容易に固定してその位置関係
を確保できる。その上、この構造物４０を磁性体から構
成することにより、磁気シールド効果によって、閉ルー
プよりも冗長な部分の磁界を小さくすることができる。
その結果、センサ３０の閉ループ化を容易にすることが
できる。さらに、光ファイバの両端を、被測定導体に流
れる電流方向において近傍に配置することにより、特
に、被測定導体に流れる電流方向と直交する方向成分を
有する外部電流の影響を抑制することができる。したが
って、高精度の計測を実現できる。

【００６５】なお、本実施の形態の変形例として、セン
サ３０の両端を同一の構造物４０を使用せずに個別の構
造物に収納し、光ファイバ両端領域のほぼ全体を磁気シ
ールド材料で覆う構成も可能であり、この場合にも、本
実施の形態と同様の作用・効果が得られるものである。

【００６６】［４．第４の実施の形態］ ［４−１．構成］図６は、本発明による第４の実施の形
態として、請求項２、４、９、１０記載の各発明を適用
した光変流器の一形態を示す構成図である。本実施の形
態は、特に、被測定導体である導体２の近傍に外部導体
が配置される場合におけるセンサ３０の光ファイバ両端
領域の配置に特徴を有するものである。本実施の形態の
光変流器において、基本的な構成は前記第１の実施の形
態と同様であるため、以下には、図６を参照して、第１
の実施の形態と異なる特徴についてのみ説明する。

【００６７】図６に示すように、本実施の形態におい
て、光ファイバからなるセンサ３０は、導体２の周囲に
１以上のほぼ整数倍の巻き数ｎで巻き付けられており、
このセンサ３０の外側に、外部導体４１ａ，４１ｂが配
置されている。この場合、センサ３０は、各外部導体４
１ａ，４１ｂからセンサ３０の光ファイバ両端領域を見
込んだ見込み角Φａ，Φｂが、２πｎ（ラジアン）の１
％以下となるように構成されている。なお、他の部分に
ついては、前記第１の実施の形態と全く同様に構成され
ている。

【００６８】［４−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態においては、外部導体４１ａ，４
１ｂを流れる外部電流の影響を受けやすい光ファイバ両
端領域の外部導体４１ａ，４１ｂに対する寸法を十分に
縮小することができ、外部電流の影響を抑制することが
できるため、高精度の計測を実現できる。

【００６９】なお、本実施の形態において、一方の外部
導体４１ａは、被測定導体である導体２とこの外部導体
４１ａを結ぶ直線上に光ファイバ両端領域が存在する位
置に配置されており、他方の外部導体４１ｂは、導体２
とこの外部導体４１ｂを結ぶ直線上に光ファイバ両端領
域が存在しない位置に配置されている。この場合、外部
導体４１ｂの配置の方が、光ファイバ両端領域の寸法の
許容度が大きくとれるため、導体２に対して外部導体の
配置を選択できる場合には、外部導体４１ａの配置より
も外部導体４１ｂの配置の方が望ましい。

【００７０】［５．第５の実施の形態］ ［５−１．構成］図７、図８は、本発明による第５の実
施の形態として、請求項２、５、９、１０記載の各発明
を適用した光変流器の一形態を示す図であり、図７は外
観斜視図、図８は断面図である。本実施の形態は、特
に、被測定導体である導体２を収納したタンク１に、セ
ンサ３０の外側を流れる複数のシース電流路が形成され
る場合におけるセンサ３０の光ファイバ両端領域の配置
に特徴を有するものである。本実施の形態の光変流器に
おいて、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様で
あるため、以下には、図７、図８を参照して、第１の実
施の形態と異なる特徴についてのみ説明する。

【００７１】図８に示すように、本実施の形態におい
て、光ファイバからなるセンサ３０は、その反射端３２
および結合光学系２１と共に、センサ取り付け部４２の
中に取り付けられており、導体２の周囲に１以上のほぼ
整数倍の巻き数ｎで巻き付けられている。このセンサ取
り付け部４２は、中継フランジの役割を兼ねてタンク１
の継ぎ目となる位置に配置されている。この場合、タン
ク１上を流れるシース電流は、センサ取り付け部４２の
外周の４か所に等間隔で配置されたシャントバー４３ａ
〜４３ｄをそれぞれ伝わって流れるように構成されてい
る。すなわち、これらのシャントバー４３ａ〜４３ｄに
よって、センサ３０の外側を流れる複数のシース電流路
が形成されており、導体２とセンサ３０の間には電流路
が存在しないように構成されている。そして、本実施の
形態においては、センサ３０の光ファイバ両端領域は、
隣接する２つのシャントバー４３ｂ，４３ｃの間に配置
されている。なお、他の部分については、前記第１の実
施の形態と全く同様に構成されている。

【００７２】［５−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態においては、センサ３０の光ファ
イバ両端領域を隣接する２つのシャントバー４３ｂ，４
３ｃの間に配置することにより、これらのシャントバー
４３ｂ，４３ｃによって形成される各シース電流路から
のこの光ファイバ両端領域の見込み角を小さくすること
ができる。その結果、外部電流の影響を受けやすい光フ
ァイバ両端領域のシース電流路に対する寸法を十分に縮
小することができ、シース電流の影響を抑制することが
できるため、高精度の計測を実現できる。

【００７３】［６．第６の実施の形態］ ［６−１．構成］図９は、本発明による第６の実施の形
態として、請求項２、６、９、１０記載の各発明を適用
した光変流器の一形態を示す構成図である。本実施の形
態は、特に、同一のタンク１内に収納された複数の導体
２ａ〜２ｃの各々に対して個別のセンサ３０ａ〜３０ｃ
を設ける場合における各センサ３０ａ〜３０ｃの光ファ
イバ両端領域の配置に特徴を有するものである。本実施
の形態の光変流器において、基本的な構成は前記第１の
実施の形態と同様であるため、以下には、図９を参照し
て、第１の実施の形態と異なる特徴についてのみ説明す
る。

【００７４】図９に示すように、本実施の形態におい
て、同一のタンク１内に収納された複数の導体２ａ〜２
ｃの各々には、センサ３０ａ〜３０ｃ、結合光学系２１
ａ〜２１ｃ、および反射端３２ａ〜３２ｃからなる個別
の光変流器４４ａ〜４４ｃが設けられている。各光変流
器４４ａ〜４４ｃはまた、タンク１の外側に送光用ファ
イバおよび受光用ファイバを導くための貫通コネクタ４
５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃを備え
ている。なお、これらの貫通コネクタを設ける変わり
に、送光用ファイバおよび受光用ファイバを直接貫通さ
せ、密封することも可能である。そして、各光変流器４
４ａ〜４４ｃの各センサ３０ａ〜３０ｃの各光ファイバ
両端領域４８ａ〜４８ｃは、それぞれ、タンク１の壁面
に対向するようにしてこの壁面の近接位置に配置されて
いる。なお、他の部分については、前記第１の実施の形
態と全く同様に構成されている。

【００７５】［６−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態においては、同一のタンク１内の
複数の導体２ａ〜２ｃに対して、個別の光変流器４４ａ
〜４４ｃを設けることにより、各導体２ａ〜２ｃの電流
量を高精度に個別に測定できる。また、貫通コネクタ４
５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃによ
り、タンク１の貫通による出力低下を抑制して送光用フ
ァイバおよび受光用ファイバを良好に接続することがで
きるため、高精度の計測を実現できる。

【００７６】特に、本実施の形態においては、各センサ
３０ａ〜３０ｃの光ファイバ両端領域４８ａ〜４８ｃ
を、それぞれ、タンク１の壁面に対向するようにしてこ
の壁面の近接位置に配置することにより、被測定導体以
外の外部導体からの各光ファイバ両端領域４８ａ〜４８
ｃの見込み角を小さくすることができる。その結果、外
部電流の影響を受けやすい光ファイバ両端領域４８ａ〜
４８ｃの外部導体に対する寸法を十分に縮小することが
でき、外部電流の影響を抑制することができるため、高
精度の計測を実現できる。また、タンク１の壁面の近傍
に結合光学系２１ａ〜２１ｃを配置することにより、貫
通コネクタ４５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜
４７ｃを通じてタンク１外部との間での光の受け渡しを
容易に行うことができ、結合光学系２１ａ〜２１ｃから
外部の信号検出部に至る光伝送部分の構造を短縮・簡素
化できるため、光変流器全体の構成を簡素化できる。

【００７７】［７．第７の実施の形態］ ［７−１．構成］図１０、図１１は、本発明による第７
の実施の形態として、請求項２、９、１０、１２記載の
各発明を適用した光変流器の一形態を示す図であり、図
１０は構成図、図１１の（ａ）と（ｂ）は、図１０のＡ
−Ａ´断面の異なる例をそれぞれ示す断面図である。本
実施の形態は、特に、被測定導体である導体２の近傍に
外部導体が配置される場合におけるセンサ３０の磁気シ
ールド構造に特徴を有するものである。本実施の形態の
光変流器において、基本的な構成は前記第１の実施の形
態と同様であるため、以下には、図１０、図１１を参照
して、第１の実施の形態と異なる特徴についてのみ説明
する。

【００７８】図１０に示すように、本実施の形態におい
て、光ファイバからなるセンサ３０は、導体２の周囲に
１周だけ巻き付けられており、このセンサ３０の外側
に、外部導体４１ｃが配置されている。この場合、セン
サ３０の長さ方向は、ニッケル、鉄、フェライト等の磁
性体からなる複数の構造物４９が互いに間隔を空けて分
散配置され、センサ３０の各部を覆っている。その結
果、センサ３０において、構造物４９による被覆部分の
磁界は、磁気シールド効果により小さくなっている。よ
り詳細には、このセンサ３０は、複数の構造物４９によ
るシールド部分と、構造物４９のない非シールド部分と
の割合が、外部導体４１ｃからセンサ３０を見た場合に
一定（図では１対１）となるように構成されている。

【００７９】一方、構造物４９は、典型的には、図１１
の（ａ）に示すように、センサ３０の外周面の全体を覆
うように構成される。また、構造物４９は、図１１の
（ｂ）に示すように、その周方向における一部に絶縁物
５０を挿入する構成とすることも可能であり、この場合
には、磁界が強い場合に生じる渦電流損失を抑制するこ
とができる。さらに、図１１の（ａ）と（ｂ）に示す構
造物４９の断面は、いずれもその外周面の形状が矩形で
あるが、これに限定されるものではなく、外周面の形状
を円形等の他の形状とすることも可能である。なお、他
の部分については、前記第１の実施の形態と同様に構成
されている。

【００８０】［７−２．作用・効果］以上のような構成
を有する本実施の形態においては、センサ３０で感じる
磁界の光路に沿って積分値を、構造物４９によって磁気
シールドされたシールド部分の割合だけ低下できるた
め、ファラデー旋光角を必要な値以下（通常、最大値を
４５°とするが、電子回路の演算精度上は、３０°以下
とすることが望ましい）に抑制することができる。その
結果、大電流計測においても高精度な計測を実現でき
る。

【００８１】また、本実施の形態のセンサ３０は、複数
の構造物４９によるシールド部分と、構造物４９のない
非シールド部分との割合が、外部導体４１ｃからセンサ
３０を見た場合に一定となるように構成されている。こ
の構成により、外部導体４１ｃの影響を受けやすい領域
Ｓと、残る領域Ｔで感じる光路に沿った磁界の積分値の
絶対値が等しく、符号が逆になるため、外部導体４１ｃ
の影響を抑制することができ、高精度な計測を実現でき
る。

【００８２】［７−３．変形例］本実施の形態の変形例
としては、センサ３０の磁気シールド構造を適宜変更す
ることが考えられる。例えば、磁性体からなる構造物４
９を用いる代わりに、センサ３０の複数部分を、磁性体
でコーティングしても同様な効果が得られる。また、セ
ンサ３０全体を磁性体からなるメッシュで覆っても同様
な効果が得られる。さらに、外部導体が存在しない場合
には、センサ３０の一部を磁性体で覆うことにより、セ
ンサ３０自体の感度を容易に低減することができる。例
えば、図１０において、センサ３０の右半分のみを磁性
体で覆うことにより、センサ３０の感度は約半分にな
る。一方、外部磁界の影響を抑制する方法として、セン
サ３０の外側の領域に、導体方向に適当な長さを有する
磁性体の構造物、コーティング、もしくはメッシュを配
置する方法も有効である。そしてまた、以上のような複
数種類の磁気シールド構造を適宜組み合わせて用いる方
法も有効である。

【００８３】なお、センサ３０の磁気シールドに使用す
る磁気シールド材料としては、ニッケル、鉄、フェライ
ト等の他、それらの合金を使用することも可能であり、
さらに、測定する周波数によっては、磁性体でなく良導
電体（アルミニウム、銅等）を用いて磁気シールド効果
を得ることも可能である。

【００８４】［８．他の実施の形態］なお、本発明は、
前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の
範囲内で他にも多種多様な変形例を実施可能である。

【００８５】例えば、前記各実施の形態においては、磁
気シールド材料として、磁性体からなる構造物を使用し
たが、この構造物としては、単体の磁性体に限らず、非
磁性体からなる構造物に磁性体をコーティングしたもの
を使用することも可能であり、同様に優れた磁気シール
ド効果を得ることができる。また、磁気シールド材料と
しては、ニッケル、鉄、フェライト等の他、それらの合
金を使用することも可能であり、さらに、磁性体以外の
材料を使用することも可能である。

【００８６】一方、前記各実施の形態においては、反射
端を有し、入射端と出射端が一致するセンサについて説
明したが、本発明は、反射端を持たず、入射端と出射端
が異なるセンサについても同様に適用可能であり、同様
に優れた効果が得られるものである。また、サニャック
形等の干渉形光変流器についても、光路の分岐点を光フ
ァイバの両端と考えて本発明を適用することにより、同
様に優れた効果が得られるものである。すなわち、本発
明は、センサの両端の配置やこのセンサを含む光学部品
を磁気シールドする点に特徴を有するものであるため、
それ以外の細部の構成については、自由に選択可能であ
る。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、光変流器のセンサを光ファイバにより構成してこの
光ファイバを被測定導体の周囲に閉ループ状に配置し、
この光ファイバの両端の配置を工夫したり、光学部品を
磁気シールドすることにより、小型で簡素な構造で、高
精度の計測が可能な高性能の光変流器を提供することが
できる。また、センサを磁気シールドすることにより、
センサの見かけ上の感度を下げることができるため、大
電流計測についても高精度の計測が可能な高性能の光変
流器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態に係る光変流器
を示す構成図。

【図２】図１に示す光変流器のセンサと結合光学系の関
係を示す構成図。

【図３】図２に示すセンサの出入端の構成を示す詳細断
面図。

【図４】図２に示すセンサの反射端の構成を示す詳細断
面図。

【図５】本発明による第３の実施の形態に係る光変流器
を示す図であり、（ａ）は構成図、（ｂ）は、（ａ）に
おける光ファイバの重なり部分をＸ方向から見た図。

【図６】本発明による第４の実施の形態に係る光変流器
を示す構成図。

【図７】本発明による第５の実施の形態に係る光変流器
を示す外観斜視図。

【図８】図７の光変流器を示す断面図。

【図９】本発明による第６の実施の形態に係る光変流器
を示す構成図。

【図１０】本発明による第７の実施の形態に係る光変流
器を示す構成図。

【図１１】（ａ）と（ｂ）は、図１０のＡ−Ａ´断面の
異なる例をそれぞれ示す断面図。

【図１２】従来の技術によるガス絶縁開閉装置用の光変
流器の一例を示す構成図。

【符号の説明】

１：タンク ２：導体 ３：センサ ４：固定具 ５：絶縁筒 ６：光学系収納箱 ７：結合光学系 ８：送光用ファイバ ９ａ，９ｂ：受光用ファイバ １０ａ，１０ｂ：直線偏光ビーム １１：センサ光学部 １２：信号処理部 １３：伝送用ファイバ部 １４：光源 １５ａ，１５ｂ：検出器 １６：信号処理回路 １７：出力端子 １８：送光用ファイバ １９ａ，１９ｂ：受光用ファイバ ２１，２１ａ〜２１ｃ：結合光学系 ２２ａ〜２２ｄ：レンズ ２３：偏光子 ２４ａ，２４ｂ：ビームスプリッタ ２５ａ，２５ｂ：検光子 ３０，３０ａ〜３０ｃ：センサ ３１：センシングファイバ部 ３２，３２ａ〜３２ｃ：反射端 ３３：出入端 ３４，３７：フェルール ３５ａ，３５ｂ：光路 ３６，３９，４０，４９：構造物 ３８：反射鏡 ４１ａ〜４１ｃ：外部導体 ４２：センサ取り付け部 ４３ａ〜４３ｄ：シャントバー ４４ａ〜４４ｃ：光変流器 ４５ａ〜４５ｃ，４６ａ〜４６ｃ，４７ａ〜４７ｃ：貫
通コネクタ ４８ａ〜４８ｃ：光ファイバ両端領域 ５０：絶縁物

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定導体付近に配置されたセンサと、
   測定用の光を発生して前記センサに送る光源と、前記セ
   ンサからの出射光を検出する検出器と、前記センサと光
   源および検出器とを光学的に結合する結合光学系と、前
   記検出器からの信号を処理する信号処理部とを備え、前
   記センサを通過する光のファラデー効果に基づいて被測
   定導体に通電される電流を測定する光変流器において、 前記センサは光ファイバにより構成され、この光ファイ
   バは、前記被測定導体の周囲に巻き付けられ、その両端
   が近接する閉ループ状に配置されたことを特徴とする光
   変流器。
2. 【請求項２】 前記光ファイバの両端は、前記被測定導
   体に対するその巻き数をｎとして被測定導体に直交する
   平面上にこの光ファイバを投影した際に、この光ファイ
   バの両端間の領域を被測定導体から見込んだ見込み角が
   ２πｎ（ラジアン）の１％以下となるようにして配置さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の光変流器。
3. 【請求項３】 前記光ファイバの両端は、同一の構造物
   内に収納されたことを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の光変流器。
4. 【請求項４】 前記被測定導体の近傍における前記光フ
   ァイバの外側に外部導体が配置される場合において、 前記光ファイバの両端は、前記被測定導体に対するその
   巻き数をｎとして外部導体に直交する平面上にこの光フ
   ァイバを投影した際に、この光ファイバの両端間の領域
   を前記外部導体から見込んだ見込み角が２πｎ（ラジア
   ン）の１％以下となるようにして配置されたことを特徴
   とする請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載
   の光変流器。
5. 【請求項５】 前記被測定導体がタンク内に収納され、
   このタンクに前記光ファイバの外側を流れる複数のシー
   ス電流路が形成される場合において、 前記光ファイバの両端は、この両端間の領域が隣接する
   ２つの前記シース電流路の間に位置するように配置され
   たことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれ
   か一つに記載の光変流器。
6. 【請求項６】 同一のタンク内に収納された複数の導体
   の各々が前記被測定導体とされ、各被測定導体の各々に
   個別の前記光ファイバがそれぞれ設けられる場合におい
   て、 前記光ファイバの各々の両端は、その両端間の領域が前
   記タンクの壁面に対向するようにしてこの壁面の近接位
   置に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項５
   までのいずれか一つに記載の光変流器。
7. 【請求項７】 前記光ファイバの両端は、前記被測定導
   体と平行方向においてほぼ重なるように配置されたこと
   を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一つ
   に記載の光変流器。
8. 【請求項８】 前記光ファイバと前記結合光学系を含む
   光学部品の一部は、磁気シールド効果を生じる磁気シー
   ルド材料により覆われていることを特徴とする請求項１
   から請求項７までのいずれか一つに記載の光変流器。
9. 【請求項９】 前記結合光学系は、前記磁気シールド材
   料からなる構造物内に収納されたことを特徴とする請求
   項８記載の光変流器。
10. 【請求項１０】 前記光ファイバの両端は、前記磁気シ
    ールド材料からなる構造物内に収納されたことを特徴と
    する請求項８または請求項９記載の光変流器。
11. 【請求項１１】 前記光ファイバは、前記磁気シールド
    材料で覆われたことを特徴とする請求項８から請求項１
    ０までのいずれか一つに記載の光変流器。
12. 【請求項１２】 前記被測定導体の近傍に外部磁界が存
    在する場合において、 前記光ファイバの長さ方向に、複数の前記磁気シールド
    材料が間隔を空けて分散配置され、磁気シールド材料に
    よって覆われたシールド部分と磁気シールド材料によっ
    て覆われていない非シールド部分との割合が前記外部磁
    界から見て一定となるように構成されたことを特徴とす
    る請求項１１記載の光変流器。