JPS6350761A - 光フアイバ零相変流器 - Google Patents
光フアイバ零相変流器Info
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- JPS6350761A JPS6350761A JP61192749A JP19274986A JPS6350761A JP S6350761 A JPS6350761 A JP S6350761A JP 61192749 A JP61192749 A JP 61192749A JP 19274986 A JP19274986 A JP 19274986A JP S6350761 A JPS6350761 A JP S6350761A
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- optical fiber
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- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
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- 238000005773 Enders reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、配電線特にＪ相配電線の地絡事故を検出す
る光ファイバ零相変流器に関するものである。
る光ファイバ零相変流器に関するものである。
第３図は例えば昭和３７年に月１で電気書院から発行さ
れた池田三穂司著の第７９ページに示された従来の零相
変流器を示す構成図であり、図において、（ハは３相配
電線であって、各相電線（／ａ’）。
れた池田三穂司著の第７９ページに示された従来の零相
変流器を示す構成図であり、図において、（ハは３相配
電線であって、各相電線（／ａ’）。
（／ｂ）、（／ｃ）から成る。（ｘｌは従来の零相変流
器であって、３相配電線（ハが貫通される鉄心（二／）
およびこの鉄心（コ／）ＩＣ巻回された次巻線（コ２）
から成る。ＩＪｌは零相変流器（＝）の二次巻線Ｃニ２
）の両端間に接続される保護リレー等の二次負担である
。
器であって、３相配電線（ハが貫通される鉄心（二／）
およびこの鉄心（コ／）ＩＣ巻回された次巻線（コ２）
から成る。ＩＪｌは零相変流器（＝）の二次巻線Ｃニ２
）の両端間に接続される保護リレー等の二次負担である
。
従来の零相変流器（２）は上述したように構成されてお
り、まず零相電流を検出する原理について説明する。３
相配電線（ハの各相電線ｒ／ａ）、ｒ／ｂ＋）。
り、まず零相電流を検出する原理について説明する。３
相配電線（ハの各相電線ｒ／ａ）、ｒ／ｂ＋）。
（ＩＣ）を流れる電流は定常時には正相分と逆相分のみ
である。鉄心（コ／）に誘起でれる磁束が各相の正相分
と逆相分の電流に比例した磁界を合成した磁界によって
誘起されるので、鉄心（２／）中の定常時の磁束は零で
ある。そのため、鉄心（コ／）に巻回した二次巻線（コ
２）′ＩＣは電流が流れない。
である。鉄心（コ／）に誘起でれる磁束が各相の正相分
と逆相分の電流に比例した磁界を合成した磁界によって
誘起されるので、鉄心（２／）中の定常時の磁束は零で
ある。そのため、鉄心（コ／）に巻回した二次巻線（コ
２）′ＩＣは電流が流れない。
次に、３相漂電線（１）に地絡事故が発生すると、３相
分の電流を合成しても零てならない零相分電流が流れる
ため、鉄心（コ／）中に磁束が誘起され、２次巻線（コ
ニ）には零相電流に比例した１次電流が流れる。
分の電流を合成しても零てならない零相分電流が流れる
ため、鉄心（コ／）中に磁束が誘起され、２次巻線（コ
ニ）には零相電流に比例した１次電流が流れる。
零相変流器Ｌ２＋は、３相配電線（ハを一括して包囲す
る鉄心（コ／）を設けることてより、上述したような地
絡事故が発生したときに流れる零相電流を高感度で検出
してＪ相配電線（ハの地絡事故を検出するものであり、
変電所の構内に設けられて地絡事故が発生した３相配電
線（ハを切り離して事故の拡大を防いでいる。
る鉄心（コ／）を設けることてより、上述したような地
絡事故が発生したときに流れる零相電流を高感度で検出
してＪ相配電線（ハの地絡事故を検出するものであり、
変電所の構内に設けられて地絡事故が発生した３相配電
線（ハを切り離して事故の拡大を防いでいる。
近年、地絡事故が発生した場合でも、できるだけ停電区
間を限定し、しかも復旧時間を短くするため、事故点を
早期にかつ正確て発見できる手段が要望されている。こ
のため、零相変流器（２）を変電所構内だけでなく、Ｊ
相電線（ハの途中に多数個設置する必要がある。しかし
、従来の零相変流器−）は３相配電線（ハを７個の鉄心
（コ／）で包囲する構造のため、屋外の配電柱の上に設
置するには鉄心（コ／）が大型化しすぎ、また導電体の
鉄心（ａｉ）’で３相配電線（ハを包囲するため、落雷
等の発生時に事故が拡大する属目となるなどの問題点が
あった。
間を限定し、しかも復旧時間を短くするため、事故点を
早期にかつ正確て発見できる手段が要望されている。こ
のため、零相変流器（２）を変電所構内だけでなく、Ｊ
相電線（ハの途中に多数個設置する必要がある。しかし
、従来の零相変流器−）は３相配電線（ハを７個の鉄心
（コ／）で包囲する構造のため、屋外の配電柱の上に設
置するには鉄心（コ／）が大型化しすぎ、また導電体の
鉄心（ａｉ）’で３相配電線（ハを包囲するため、落雷
等の発生時に事故が拡大する属目となるなどの問題点が
あった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、配電柱の上に設置するのに適した、軽量で、
しかも事故を拡大あるいは鋳発する恐れのない光ファイ
バ零相変流器を得ることを目的とする。
たもので、配電柱の上に設置するのに適した、軽量で、
しかも事故を拡大あるいは鋳発する恐れのない光ファイ
バ零相変流器を得ることを目的とする。
この発明て係る光ファイバ零相変流器は、光ファイバを
Ｊ相配電線の各相電線に順次、同方向。
Ｊ相配電線の各相電線に順次、同方向。
同巻縁巻回し、その両端間に発光素子および受光素子を
含む信号変換器を接続したものである。
含む信号変換器を接続したものである。
光７アイパは、その中を通過する直線偏光の偏波面が光
ファイバに印加される磁界に比例して回転するファラデ
ー効果を有するため、磁界の測定に利用できる。
ファイバに印加される磁界に比例して回転するファラデ
ー効果を有するため、磁界の測定に利用できる。
第１図はこの発明の一実施例を一部ブロック図で示す構
成図であり、第３図の場合と同様ＶＣｆハは３相配電線
で、（／ａ）、Ｃ／ｂ）、（／ｃ）はＪ相配電線（ハの
各相電線である。（２Ａ）はこの発明に係る光ファイバ
零相変流器であって、３相配電線（ハの各相電線（／ａ
）、（／ｂ）、（／ｃ）に順次、同方向。
成図であり、第３図の場合と同様ＶＣｆハは３相配電線
で、（／ａ）、Ｃ／ｂ）、（／ｃ）はＪ相配電線（ハの
各相電線である。（２Ａ）はこの発明に係る光ファイバ
零相変流器であって、３相配電線（ハの各相電線（／ａ
）、（／ｂ）、（／ｃ）に順次、同方向。
同巻数巻回されたシングルモード光ファイノ（〔以下、
光ファイバと云う。〕Ｃμ）およびこの光ファイバ（り
）の両端間に接続された信号変換器（５）から成る。
光ファイバと云う。〕Ｃμ）およびこの光ファイバ（り
）の両端間に接続された信号変換器（５）から成る。
この信号変換器（５）は、発光ダイオード等の発光素子
（６）、この発光素子（６）の出力側と光ファイバ（ｇ
ｌの一端との間に接続された偏光子Ｃ７）、光ファイバ
Ｍの他端に接続された検光子（り、この検光子（１）の
出力側に接続されて光を電気て変換する受光素子（？）
、およびこの受光素子（？）で得た電気信号を零相電流
に比例する信号に変換する電子回路（１０）を内蔵して
いる。
（６）、この発光素子（６）の出力側と光ファイバ（ｇ
ｌの一端との間に接続された偏光子Ｃ７）、光ファイバ
Ｍの他端に接続された検光子（り、この検光子（１）の
出力側に接続されて光を電気て変換する受光素子（？）
、およびこの受光素子（？）で得た電気信号を零相電流
に比例する信号に変換する電子回路（１０）を内蔵して
いる。
上述したように構成された光ファイバ零相変流器（コＡ
）では、発光素子（６）から出た光が一方向の波動成分
の光のみを通す偏光子（７１によって直線偏光にされた
後に光ファイバ（ｐ）へその一端から入射される。光フ
ァイバ（り）に磁界が印加されている場合には、光ファ
イバ（ｇｌのファラデー効果により直線偏光が光ファイ
バｈｃｌ中を進む間Ｋ、その偏波面は印加磁界に比例し
て回転する。偏波面の回転を受けかつ光ファイバ（４ｔ
）の他端から出射された直線偏光は、検光子（ｆｌを通
して受光素子（９）で電気信号に変換される。しかしな
がら、検光子（ｔ）が一方向の波動成分の光のみを通す
ため、検光子（に）を通過する光のパワーは偏波面の回
転角度に応じて変化し、従って受光素子（９）で得られ
た電気信号も変化する。
）では、発光素子（６）から出た光が一方向の波動成分
の光のみを通す偏光子（７１によって直線偏光にされた
後に光ファイバ（ｐ）へその一端から入射される。光フ
ァイバ（り）に磁界が印加されている場合には、光ファ
イバ（ｇｌのファラデー効果により直線偏光が光ファイ
バｈｃｌ中を進む間Ｋ、その偏波面は印加磁界に比例し
て回転する。偏波面の回転を受けかつ光ファイバ（４ｔ
）の他端から出射された直線偏光は、検光子（ｆｌを通
して受光素子（９）で電気信号に変換される。しかしな
がら、検光子（ｔ）が一方向の波動成分の光のみを通す
ため、検光子（に）を通過する光のパワーは偏波面の回
転角度に応じて変化し、従って受光素子（９）で得られ
た電気信号も変化する。
３相配電線（ハの各相電線（／ａ）、（／ｂ）、（／ｃ
）Ｋ巻回された光ファイバ（＜ｚｌ中を進む直線偏光は
、各相電流に比例する磁界に比例して偏波面が回転する
が、定常時には各相電流の合成値が零であるため、各相
電線（／ａ）、（／ｂ）、（／ｃ）Ｋ同方向。
）Ｋ巻回された光ファイバ（＜ｚｌ中を進む直線偏光は
、各相電流に比例する磁界に比例して偏波面が回転する
が、定常時には各相電流の合成値が零であるため、各相
電線（／ａ）、（／ｂ）、（／ｃ）Ｋ同方向。
同巻数巻回された光ファイバ（ｇｌを通過する直線偏光
の偏光面の回転角は光ファイバ（ψ）から出射するとき
には零になっている。
の偏光面の回転角は光ファイバ（ψ）から出射するとき
には零になっている。
一方、３相配電線（ハに地絡事故が発生すると、３相配
電線（ハに零相電流が流れる結果、光ファイバ（ｇｌが
受ける磁界も３相分を合成すると、に４にならず、零相
電流に比例した大きさとなる。従って、光ファイバ（ｕ
＋を通過する直線偏光の偏波面も光ファイバ（≠）の出
射端でけ零相電流に比例して回転している。この結果、
検光子（Ｋｌを通して受光素子（９）で光電変換された
電気信号は、定常時の電気信号にくらべ、地絡発生時に
は零相電流に対応した変化をするため、３相配電線（１
）の零相電流の検出が可能となる。
電線（ハに零相電流が流れる結果、光ファイバ（ｇｌが
受ける磁界も３相分を合成すると、に４にならず、零相
電流に比例した大きさとなる。従って、光ファイバ（ｕ
＋を通過する直線偏光の偏波面も光ファイバ（≠）の出
射端でけ零相電流に比例して回転している。この結果、
検光子（Ｋｌを通して受光素子（９）で光電変換された
電気信号は、定常時の電気信号にくらべ、地絡発生時に
は零相電流に対応した変化をするため、３相配電線（１
）の零相電流の検出が可能となる。
次に、この発明の他の実施例（ユＢ）を一部ブロック図
で示す構成図である第二図について説明する。（グ人）
は３相配電線（ハの各相電線（／ａ）、（／ｂ）。
で示す構成図である第二図について説明する。（グ人）
は３相配電線（ハの各相電線（／ａ）、（／ｂ）。
（／Ｃ）に順次、同方向、同巻数巻回されかつ表面に磁
歪材料が塗布されたシングルモード光ファイバ、（４１
Ｂ’）は磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕ＊）処理をしか
つ同一長さくした光ファイバ、 （／／）は発光素子
（６）と磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕＡ）の一端との
間に接続された。（／二）は磁歪材料塗布陽光ファイバ
（ａＡ”）の他端と受光素子（ｑｌとの間に接続された
光分配器、光合波器である発光素子（６）から出た光は
光分配器Ｃ／／）で分けられ、一方は磁歪材料塗布陽光
ファイバ（ｌｔＡ）を通り、他方は光分配器（／／）と
光合成器（／２）との間に接続された磁歪材料塗布陽光
ファイバ（ｕＢ）を通って光合波器（／２）ＶＣおいて
磁歪材料塗布陽光ファイバｃ≠Ａ）からの光と合成され
て受光素子（テ）で光電変換される。
歪材料が塗布されたシングルモード光ファイバ、（４１
Ｂ’）は磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕ＊）処理をしか
つ同一長さくした光ファイバ、 （／／）は発光素子
（６）と磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕＡ）の一端との
間に接続された。（／二）は磁歪材料塗布陽光ファイバ
（ａＡ”）の他端と受光素子（ｑｌとの間に接続された
光分配器、光合波器である発光素子（６）から出た光は
光分配器Ｃ／／）で分けられ、一方は磁歪材料塗布陽光
ファイバ（ｌｔＡ）を通り、他方は光分配器（／／）と
光合成器（／２）との間に接続された磁歪材料塗布陽光
ファイバ（ｕＢ）を通って光合波器（／２）ＶＣおいて
磁歪材料塗布陽光ファイバｃ≠Ａ）からの光と合成され
て受光素子（テ）で光電変換される。
通常は、磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｔｔＡ）、（ｔｔ
Ｂ）を通過する光は光ファイバ長が同じであるため同時
に光合波器（／２）に達するが、３相配電線（ハの事故
時には、磁歪材料塗布陽光ファイバ（ａＡ”）のみが零
相電流に比例した磁界を受けて磁歪材料塗布陽光ファイ
バ（ａＡ）の表面の磁歪材料が伸縮し、これによって光
ファイバ長が変化するため、磁歪材料塗布陽光ファイバ
（ｕＡ）を通過する光と磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕ
Ｂ）を通過する光が光合波器（／２）に達する時間に差
を生じるため、コっの光の間て位相差を生じる。この位
相差は零相電流の大きさに比例するため、この位相差を
検出することにより、Ｊ相配電線（ハの零相電流を検出
することが可能になる。この方法はマツハンエンダー干
渉系と称されるが、光の位相差を電気出力として取り出
す方法としてヘテロダイン検波法あるいはホモダイン検
波法が用いられ、また、発光素子および受光素子として
レーザーおよびアバランシェホトダイオードが使用され
る。
Ｂ）を通過する光は光ファイバ長が同じであるため同時
に光合波器（／２）に達するが、３相配電線（ハの事故
時には、磁歪材料塗布陽光ファイバ（ａＡ”）のみが零
相電流に比例した磁界を受けて磁歪材料塗布陽光ファイ
バ（ａＡ）の表面の磁歪材料が伸縮し、これによって光
ファイバ長が変化するため、磁歪材料塗布陽光ファイバ
（ｕＡ）を通過する光と磁歪材料塗布陽光ファイバ（ｕ
Ｂ）を通過する光が光合波器（／２）に達する時間に差
を生じるため、コっの光の間て位相差を生じる。この位
相差は零相電流の大きさに比例するため、この位相差を
検出することにより、Ｊ相配電線（ハの零相電流を検出
することが可能になる。この方法はマツハンエンダー干
渉系と称されるが、光の位相差を電気出力として取り出
す方法としてヘテロダイン検波法あるいはホモダイン検
波法が用いられ、また、発光素子および受光素子として
レーザーおよびアバランシェホトダイオードが使用され
る。
この発明は、以上説明したように、Ｊ相配電線の各相電
線に巻回された光ファイバと、発光素子および受光素子
を含む信号変換器とを設けたことにより、従来のように
鉄心を使用しなくても３相配電線の零相電流を検出でき
るので、小形、＠量で、かつ光ファイバが絶縁物である
ため安全な光ファイバ零相変流器が得られ、従来困難で
あった配電柱上への設置も可能となる効果がある。
線に巻回された光ファイバと、発光素子および受光素子
を含む信号変換器とを設けたことにより、従来のように
鉄心を使用しなくても３相配電線の零相電流を検出でき
るので、小形、＠量で、かつ光ファイバが絶縁物である
ため安全な光ファイバ零相変流器が得られ、従来困難で
あった配電柱上への設置も可能となる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を一部ブロック図で示す構
成図、第１図は他の実施例を一部ブロック図で示す構成
図、第３図は従来の零相変流器を示す構成図である。 図において、（／）はＪ相配電線、（／ａ’）、（／ｂ
’）ｉ ／Ｃ）はＪ相配電線の各相電線、（，２Ａ）と
（２Ｂ）は光ファイバ零相変流器Ｊｕｌは光ファイバ、
（ｔｔＡ）と（ＩＢ）は磁歪材料塗布陽光ファイバ、（
ｙｌと（５Ａ）は信号変換器、（６１は発光素子、Ｃ７
）は偏光子、（す）は検光子、（？）は受光素子、（１
０）は電子回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ２Ｂ たつフイｌでネ１１文１し器４Ａ、４Ｅ
： Ｂ１１４７ｆ４−ｔ４１１’ｅ７７（／ｆ１１゛
光分獣咎 １２ た＋八昼
成図、第１図は他の実施例を一部ブロック図で示す構成
図、第３図は従来の零相変流器を示す構成図である。 図において、（／）はＪ相配電線、（／ａ’）、（／ｂ
’）ｉ ／Ｃ）はＪ相配電線の各相電線、（，２Ａ）と
（２Ｂ）は光ファイバ零相変流器Ｊｕｌは光ファイバ、
（ｔｔＡ）と（ＩＢ）は磁歪材料塗布陽光ファイバ、（
ｙｌと（５Ａ）は信号変換器、（６１は発光素子、Ｃ７
）は偏光子、（す）は検光子、（？）は受光素子、（１
０）は電子回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ２Ｂ たつフイｌでネ１１文１し器４Ａ、４Ｅ
： Ｂ１１４７ｆ４−ｔ４１１’ｅ７７（／ｆ１１゛
光分獣咎 １２ た＋八昼
Claims (3)
- （１）３相配電線の各相電線に順次、同方向、同巻数巻
回された光ファイバと、この光ファイバの両端間に接続
され発光素子および受光素子を含む信号変換器とを備え
たことを特徴とする光ファイバ零相変流器。 - （２）信号変換器は、発光素子の出力側と光ファイバの
一端との間に接続された偏光子、および前記光ファイバ
の他端と受光素子の入力側との間に接続された検光子を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光フ
ァイバ零相変流器。 - （３）光ファイバはシングルモード光ファイバ表面に磁
歪材料を塗布したものであり、信号変換器はマツハツエ
ンダー干渉を利用したものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の光ファイバ零相変流器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192749A JPS6350761A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光フアイバ零相変流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192749A JPS6350761A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光フアイバ零相変流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350761A true JPS6350761A (ja) | 1988-03-03 |
Family
ID=16296412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192749A Pending JPS6350761A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 光フアイバ零相変流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350761A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997019361A1 (en) * | 1995-11-22 | 1997-05-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Concatenated magneto-optic field sensors |
| WO2007112600A1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Abb Research Ltd | Fiber-optic current sensor with sum detection |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636467A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気光学素子を用いた零相電流検出装置 |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP61192749A patent/JPS6350761A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS636467A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 | Hitachi Ltd | 磁気光学素子を用いた零相電流検出装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997019361A1 (en) * | 1995-11-22 | 1997-05-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Concatenated magneto-optic field sensors |
| WO2007112600A1 (en) * | 2006-04-04 | 2007-10-11 | Abb Research Ltd | Fiber-optic current sensor with sum detection |
| US7876448B2 (en) | 2006-04-04 | 2011-01-25 | Abb Research Ltd. | Fiber-optic current sensor with sum detection |
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