JPS58153174A - 光変流器 - Google Patents

光変流器

Info

Publication number
JPS58153174A
JPS58153174A JP57035226A JP3522682A JPS58153174A JP S58153174 A JPS58153174 A JP S58153174A JP 57035226 A JP57035226 A JP 57035226A JP 3522682 A JP3522682 A JP 3522682A JP S58153174 A JPS58153174 A JP S58153174A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
glass
conductor
current transformer
faraday effect
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.)
Granted
Application number
JP57035226A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0252827B2 (ja
Inventor
Tadashi Sato
忠 佐藤
Genji Takahashi
高橋 源治
Yoshiaki Inui
乾 芳彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57035226A priority Critical patent/JPS58153174A/ja
Priority to EP83102230A priority patent/EP0088419B1/en
Priority to US06/472,834 priority patent/US4564754A/en
Priority to DE8383102230T priority patent/DE3364239D1/de
Publication of JPS58153174A publication Critical patent/JPS58153174A/ja
Publication of JPH0252827B2 publication Critical patent/JPH0252827B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/245Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
    • G01R15/246Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光変流器に係シ、特に7アラデー効果を利用し
て高電圧導体に流れる電流を測定するに好適な光変流器
に関する。
磁界内における偏光面の回転現象すなわち7アラデー効
果を利用して電流を測定することができる。その原理は
、電流により生成され磁界中に置かれ九鉛ガラス等のフ
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)中を偏光が通過する際に1偏光面が角度−
=■・H−L(但し、v:ヴエルデ定数、H:光の進行
方向の磁界の強さ、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、磁界の強さHを測定する
とと(より、ガラス近傍に流れる電流を測定するもので
ある。
しかしながら、かかる原理に沿って製作し九光変流!に
よって、ファラデー効果ガラス近傍に複数本の導体が設
電されている通常の電流計測現場で#1建しようとする
と、測定したい導体と他の導体との区別が#1定原壇上
できないため、被測定導体以外の導体が作る磁界をも同
時に検出し、このために大きな誤差を生じる欠点がめっ
た。
このような欠点を解消するものとして提案されたのが実
公昭44−7589でToり、第1図および第2図に示
す構成を有している。第1図の例は、導体lのJIIi
l囲にファラデー効果ガラス等の偏光物体2.2’、2
’、2’を四辺形を成す如く配置し、偏光物体相互間に
反射鏡7.7’ 、7“を配置し、偏光物体2の入側に
導光棒5よ)送られてくる光を偏光子3で取り出し九直
線偏光のみを入射し、各偏光物体を通した後の光を検光
子4に通し、ファラデー回転角を検出し、導光棒6よシ
信号光を取出すものである。この時、他の導体による磁
界が、複数個の偏光物体2.2’、2’、2’の偏光回
転角の総和をとることで相殺され、導体1の磁界による
偏光回転角のみ加算と看ることで、導体1の電流を、他
の導体の電流と区別し測定することが可能である。なお
、第2図の例は、反射鏡7〜7″に代えて導光棒8,8
’ 、8’を設けると共に、これら導光棒の入側に検光
子を設は出側に偏光子を設けるようにしたものであり、
動作原理は第1図の場合と同様である。
ところで前記各構成では、光路が複雑でろる丸めに次に
列挙する如き欠点を有している。
(1)偏光物体2.2’ 、2’ 、2’ と反射@I
7゜71.7#あるいは導光棒8.8’ 、8“の相互
位置を高精度で保持することが回動である。
(2)反射鏡7.7’ 、7”あるいは導光棒8゜Bl
、slで直線偏光が反射に伴う光の位相変化で楕円偏光
になり、検出できる偏光回転角が著しく低下し、電流の
検出が困難になる。
(3)導体lの電流を他の導体の電流と区別し、精度良
く測定するには、偏光物体2.2’ 、2’。
2JFの感度が同一である必要があるが、反射−7,7
’ 、7’あるいは導光棒8.8’ 、8“を通過した
光が直線偏光でなくなる九め、偏光物体2.2’、2’
、2’相互間の磁界に対する感度が著しく異なり、導体
1の電流を高精度で測定することが困−である。
なお、ファラデー効果ガラスを用いずに、光7アイパ自
身を直接に被測定導体の周囲に巻回することによって導
体の電流を測定する方法も提案されている。しかしなが
ら、かかる測定方法では、光ファイバの中を直線偏光が
通過する際、ファイバに対する曲げ、歪、振動等の機械
的な影響の九めに1偏光角が簡単に変動し、楕円偏光等
が不規則に生じ、光ファイバーの保持機構に高精度、高
安定度が費求されるため実用的ではない。
このように従来においては、精度および安定性Kiすれ
走光変流器は存在しなかつ友。
本発明の目的は、単一の偏光物体を用いて光路周回を実
現し、高精度の電流測定を安定に行なうことので色る光
変流器を提供するにある。
本発明は、被測定導体に鎖交(直交)しうるように中心
部を導体が貫通しうるようにファラデー効果ガラスに開
口部を設けると共KX#ファラデー効果ガラスの周辺に
被測定導体に光路を一周させる少なくとも2ケ所以上の
全反射面を設け、前記光路を一周する光がファラデー効
果によって偏光回転が生じるようにしたものである。−
に、高感度を得るために、ファラデー効果ガラスに設け
られた光路変更点における全反射を近接し九堆点で2回
全反射させて直線偏光のくずれを防止(楕円偏光になる
のを防止)することもできる。
第3vAは本発明の第1の実施例を示す構成図である。
光路のうち入側系は、光を発生する発光[19、該発光
部9よりの光を伝送する光ファイバ10゜該光ファイバ
゛10より放出される光を集光し光の発散を防止する集
光レンズ11、該集光レンズINCよる光を直stm光
する高分子フィルム、蒸着膜、偏光プリズム等よ構成る
偏光子12より構成される0発光部9としては、発光ダ
イオード、レーザダイオード、レーザ等が用いられる。
則光子12の出力光は7アラデー効果ガラス13に導入
される。ファラデー効果ガラス13の正面図を示したの
が第4図であり、入射光はファラデー効果ガラス13の
一部を直進し、第1の全反射面(入射光に対し45度の
角度を有する)で反射されたのち第2の全反射面に直進
し、該第2の全反射面で反射したのちj!に13の全反
射面によって反射され、この反射光は入射光に対し直交
しながら出射する。7アツデー効果ガラス13の中心部
は導体20が貫通しうるようにくシ抜かれる。
7ア2デー効釆ガラス13に設けられた3ケ所の全反射
面により、光路は被#j定導体20を周回する。卸ち、
同一ファラデー効果ガラス中を直線偏光し走光が被測定
導体20(−次導体)と鎖交しながら通過し、導体20
を一周し死時点のファラデー効果による偏光回転角−は
、 e=VfHdt富VI (但し、v:ヴエルデ定数、H:導体周囲の磁界の強さ
、I:被III定電流) となり、被測定電流に正確に比例して偏光回転が生じる
。従って、従来に比べ高精度に電流測定を行なうことが
できる。
ファラデー効果ガラス13よりの出射光は、出匈系光路
に送出される。先ず偏光プリズム等による検光子14に
よって出射光を受け、しかるのち集光レンズ15.16
によって2系統に光を送出する。集光レンズ15によっ
て集光された11m偏光光は光ファイバ17を介して受
ft部19に送られ、集光レンズ16によって集光され
た1iM偏光光は光ファイバ18を介して受光419に
送られる。受光部19では、2つの@−伽光光P1゜p
bに基づiて(P R−P b ) / (P a +
 P b )によりファラデー回転角を算出する。なお
、ファラデー効果ガラス13の材料としては、鉛ガラス
、電フリントガラス、磁性ガラス等が用iられる。
このようにファラデー効来ガラスにより光路を形成した
ことKより、周囲温度、機械的振動等を受けKくい九め
、光路の変動は殆んど無視することができ、高精度の一
11定を長期間にわ友り安定に行なうことかで龜る。
前記実施例においては、ファラデー効果ガラスにおける
全反射回数が3回の場合を示したが、光路が導体を一周
すれば本発明を実現できることから、更に反射回数を減
らし九第5図の如き形状の7アラデー効果ガラスを用い
ることもできる。
第4図および第5図に示したファラデー効果ガラスにお
ける全反射面は、光学研摩あるいは銀、アルi等のメツ
午を施すことにより形成することかで龜る。
11114Eおよびlll5図に示した形状のファラデ
ー効米ガラスを用い走光変流器は、構造が簡単で製作の
′4易なことが特長であるが、−回の光路変更に対し1
回の全反射を行なうにすぎない。このため1−偏光が全
反射を行なう度に楕円偏光に変化し、ファラデー回転角
の回転量が低下し、感度が低下する不都合がある。この
点を改良し九実施例を次に説明する。
第6図は本発明の縞2の実施例を示す構成図である。第
6図においては第3図において示したと同一部材である
ものには同一符号を付している。
本実施例はファラデー効果ガラスの全反射面に工夫をこ
らし、−回の光路変更点において2回の全反射を行なう
ことによシ感度低下の防止を図りたものである。
本実311例に用いられる7アラデー効米ガラス30の
形状の一例を示せば纂7図乃至第11図の如くである。
第7図は正圓図、系8図は平圓凶、@9図はと冑面図、
gl 0図は右餉凶凶、−11図は底面図である。図に
示す即く全反射回数は、b点、C点、d点、C点、1点
1g点の6回でるるか、i) −5−= C1禰、d−
e1綱、f−g間の軸方向距離は他4坏による磁界の影
響t−受けないよう、できるだけ接近することが望°l
しい。1点より入射した偏元子12よりの元は直進し、
b点で全反射し90度だけ軸方向に曲げられ、ついでI
JfらにC点で全反射され、入射光に対し直交した左方
向に直進する。直進した光はd点で全反射し軸方向に曲
げられ(C点に向かう光と逆方向に直進)るが、直ちに
6点で全反射されて入射光と逆方向の下輪に反射される
。f点において直lII場光光は正l方向に反射され、
その後ただちに右側に反射され、入射光に対し90tの
角度をもってb点より出光する、全6回の全反射により
、光路は被測定導体20を一周する。このように光路変
更部におiて短間隔で2−全反射させることにより、理
想的なファラデー回転変化を倚ることができる。
1#11光の偏光面の7アラデー効釆による回転は、光
路に平行な磁界の*さと光路長に比カする。
そして、導体20の近傍にるる他の導体に流れる電流は
、7アラデ一幼乗ガラス30円の光路に沿っての積分に
Lって零となるため、これによる影響はIIl視できる
。従って、4俸20を一周し九直−場光によplはぼ完
全にファラデー−1il#は導体20を流れる電流に比
例することになる。なお、7アラデー効米ガラス30の
各全反射面は、光学研摩を庸すことによp夾現できるの
で、接着部分を優することなく形成することができる。
本ms?11によれば、嬉3図に示した実施例に対し、
更に感直を上げることができる。
第8111乃至第11113に示したファラデー効米ガ
ラス30は、更に改良を加え製造を容易にすることがで
きる。この具体例を示し九のが第12図乃至第14図の
構造、および第15図乃至譲17図に示す構造である。
第1の変形例を示す第12図乃至帛14図において、第
12図は正面図、第13図は右1141圓凶、第14図
は底面図である。本実施例は元入射部および元出射部を
形成する角部をカッドし、この部分に直角プリズム41
をW!層等により装層したものである。このような構造
とすることにより、右側部の研摩加工が容易(即ち、各
光学研摩−を平向とすることができる九め段付210工
【せずに済む)とな9、製作が容易となる。
第2の菱形例を示す第15図乃至第17図において、g
ts図は正面図、第16図は右11411面図、第17
図ri紙面図である0本実施例は光人病部aおよび光出
射whK各々直角グリズム51.52t−接N等により
鋏着したもので、かかる構造により、光学研摩面の全て
が平面として彌見られるとともに、角部のカットが不費
であるために、製作は敵も容易となる。
以上詳述し友ように本発明に↓れば、被測定導体と鎖交
(直交)シ、且つ、一体化された7アラデー効未ガラス
を用いることにより、他の導体を流れる電流の影響がな
く、ノア2デー回転が生じる部分が一体となってiるガ
ラス構造であるために、^積置の電流#1足を長期間貸
だして継続できる効釆がるる。
m−の調率な#i明 第1図は従来の光賀訛−を示す構成図、第2図は他の従
来の光1tIL鰺を示す構成図、第3図は本実−の蘂1
 (DmjIfMを示す構成図、累4図は第1O夷SS
に用iられる7アラデー効釆ガラスを示す正−図%JI
5図は第1の夾厖カに用いられる他の7アクデー効米ガ
ラスを示す正山図、第6図は本暢明の第2の蓑M例を示
す構成図、第7図、第8図、ts9図、帛lO図および
第11図は纂2の1i11afiIlに用iられる7ア
ラデー効果ガラス30の正面図、平面図、左lII面図
、右側面図および底面図、第12図、纂13図および第
14図は爾2の実施例に用いられるファラデー効果ガラ
スの他のガを示す正面図、右mainおよび底面図、鮪
15図、第16図および第17図は纂2の実施例に用い
られる7ア2デー効米ガラスの史に他の例を示す正面図
、右@djJ図および底面図でるる。
9・・・発光部、10.1?、ts・・・光ファイバ、
11.15.16・・・集光レンズ、12・・・偏光子
、13.30.40.50・・・ファラデー効来ガラス
、14・・・検光子、19・・・受光部、20・・・被
測定4体、41.51.52・・・直角プリズム。
代理人 弁理± ^慟94大 ¥、112]        蔓2図 田か %4− 図 第 5 口 S 第 60 鋤 ¥、7(2] 蔓 8 ロ 第90   第10口 、 ′l!1IJlt21 n

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導体K11l!れる電流をファラデー回転角に基づ
    いて測定するファラデー効果を利用し走光変流器におい
    て、被測定導体を直交状態で中心部に内挿し、その一部
    より入射し走光を前記導体に対し一周させ九のち外部に
    放出する少なくとも二つの全反射部を周辺に有すると共
    にファラデー効果を持つ九ガラスを備えてなる光変流器
    。 2、前記全反射部は、単一の反射面であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の光変流器。 3、前記全反射部は、近接して配置された二つの反射面
    をもって構成することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の光変流器。 4、前記全反射部を形成する反射面を前記ガラスの周縁
    部全域に設けると共に、光入射部および一光出射部の双
    方に介在させて単一のプリズムを配設し友ことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の光変流器。 5、前記全反射部を形成する反射面を前記ガラスの周縁
    部全域に設けると共に、光入射部および光出射部の各々
    にプリズムを配設したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の光変流器。
JP57035226A 1982-03-08 1982-03-08 光変流器 Granted JPS58153174A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57035226A JPS58153174A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 光変流器
EP83102230A EP0088419B1 (en) 1982-03-08 1983-03-07 Apparatus for optically measuring a current
US06/472,834 US4564754A (en) 1982-03-08 1983-03-07 Method and apparatus for optically measuring a current
DE8383102230T DE3364239D1 (en) 1982-03-08 1983-03-07 Apparatus for optically measuring a current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57035226A JPS58153174A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 光変流器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58153174A true JPS58153174A (ja) 1983-09-12
JPH0252827B2 JPH0252827B2 (ja) 1990-11-14

Family

ID=12435923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57035226A Granted JPS58153174A (ja) 1982-03-08 1982-03-08 光変流器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58153174A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578639A (en) * 1984-03-02 1986-03-25 Westinghouse Electric Corp. Metering system for measuring parameters of high AC electric energy flowing in an electric conductor
US5488291A (en) * 1993-10-21 1996-01-30 Fuji Electric Co., Ltd. Optical current transformer
US5780845A (en) * 1995-04-25 1998-07-14 Toshihiko Yoshino Optical current transformer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746983A (en) * 1970-07-20 1973-07-17 Transformatoren Union Ag Apparatus fur measuring very high currents particularly direct currents

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746983A (en) * 1970-07-20 1973-07-17 Transformatoren Union Ag Apparatus fur measuring very high currents particularly direct currents

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578639A (en) * 1984-03-02 1986-03-25 Westinghouse Electric Corp. Metering system for measuring parameters of high AC electric energy flowing in an electric conductor
US5488291A (en) * 1993-10-21 1996-01-30 Fuji Electric Co., Ltd. Optical current transformer
US5780845A (en) * 1995-04-25 1998-07-14 Toshihiko Yoshino Optical current transformer

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0252827B2 (ja) 1990-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4108040B2 (ja) 電流測定装置
JP6450908B2 (ja) 電流測定装置
US4962990A (en) Optical device
JP3034899B2 (ja) エンコーダ
US11892479B2 (en) Interference type optical magnetic field sensor device
JP3153452B2 (ja) 光磁界センサ
JPS58153174A (ja) 光変流器
JP7023459B2 (ja) 磁界センサ素子及び磁界センサ装置
JPS58140716A (ja) 磁界−光変換器
JPH07270505A (ja) 光ファイバ型計測装置及び計測方法
JP2658542B2 (ja) 光変流器
JP3000030B2 (ja) 光ファイバ部品の反射量の測定法及びそのための装置
JPS61212773A (ja) 光センサ
JPH09119821A (ja) 光線の入射角の示差測定方法、およびその装置
JPH0980137A (ja) 光磁界センサ
JP4028035B2 (ja) 光ファイバー応用計測器
JPS60263866A (ja) 光電界センサ
JPH11352055A (ja) 光学式液体屈折率測定装置
JPH0254921B2 (ja)
JP3215861B2 (ja) 磁気光学素子およびそれを用いた電流測定装置
JPH08327669A (ja) 光磁界センサ
RU2054621C1 (ru) Отражатель фотоэлектрического автоколлимационного угломера
JP2601123B2 (ja) 光学素子ホルダ及び光磁界センサ
JPS63243737A (ja) 光学センサ
JPS59222768A (ja) 光変流器