KR101039650B1 - 광 ｖｔ 장치 - Google Patents

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데루히코 마에다
미츠히로 후지카와
도키히로 우메무라
츠요시 구와바라
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도시바상교기기세이조 가부시키가이샤
가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

광 VT 장치는 외부 전기 기기에 접속되고, 상기 전기 기기에 의해 피측정 전압이 인가되는 1차측 전극과, 상기 1차측 전극에 대향하여 설치된 제1의 2차측 전극과, 상기 1차측 전극과 상기 제1의 2차측 전극 사이에 설치되고, 상기 1차측 전극 및 상기 제1의 2차측 전극과 함께 일체로 성형된 절연통을 구성하는 절연층과, 상기 절연통의 외주 및 상기 제1의 2차측 전극의 주위에 설치되고, 상기 제1의 2차측 전극과의 사이에 상기 절연층을 개재시켜 정전용량을 확보하는 접지층과, 상기 제1의 2차측 전극과 상기 접지층 사이의 전압을 계측하는 전기 광학 소자를 구비한다. 상기 광 VT 장치에 의하면, 온도 변화 등의 주위 환경의 영향을 받지 않고 고정밀도로 피측정 전압의 측정이 행해지고, 또한 부품 수 삭감에 의한 장치 소형화가 가능해진다.
광 VT 장치, 전기 기기, 전극, 절연층

Description

광 ＶＴ 장치{OPTICAL VOLTAGE TRANSFORMER}
본 발명은, 스위치기어(switchgear) 등의 전기 기기에서의 주회로 전압을 전기 광학 효과(포켈스 효과(Pockels effect))를 이용하여 계측하는 광 전압 센서(optical voltage sensor), 즉, 광 VT 장치(optical voltage transformer)에 관한 것이다.
스위치기어 등의 전기 기기에서는, 주회로의 보호나 계측을 위해 권선형 VT 장치가 이용된다. 최근에는, 무유도성·광대역성·전기 절연성 등의 이점을 가지는 광 VT 장치가, 널리 이용되고 있다.
이 종류의 광 VT 장치로서, 절연 가스가 충전된 주회로부와, 주회로부에 접속된 분압 콘덴서와, 전기 광학 소자를 가지는 광 센서부를 구비한 광 VT 장치가 알려져 있다. 하기 특허문헌 1에 기재된 광 PT(Potential Transducer)는, 광 VT와 동등한 장치이다. 상기 광 PT는, 피측정 전압을 분압하는 분압기와, 분압기 출력 전압의 전기 광학 결정으로의 인가에 의해 상기 출력 전압을 광 강도로 변환하는 광 센서부를 구비하고 있다. 상기 광 PT의 분압기는, 피측정 전압이 인가되는 충전부와, 상기 충전부를 포위하는 공간 전극 및 절연 매체로 이루어지는 분압기 본체와, 상기 공간 전극 및 상기 광 센서부에 접속된 고정 콘덴서를 구비하고 있다. 상기 분압기 본체는 기체 콘덴서로서 기능한다.
분압기 본체를 고압측의 기체 콘덴서만으로 구성하고, 저압측의 정전용량을 고체 콘덴서에 의해 실현했기 때문에, 상기 광 PT에 의하면, 종래 필요했던 분압기의 가장 외측의 공간 전극이 불필요해지므로, 분압기의 소형·경량화를 실현할 수 있다.
또한, 하기 특허문헌 2에 기재된 광 VT는, 절연 가스를 대신하여 세라믹 콘덴서를 이용한 주회로부와, 주회로부에 접속된 분압용 세라믹 콘덴서와, 전기 광학 소자를 가지는 광센서부를 구비하고 있다. 이들 구성은, 일체 성형에 의해 절연층으로 피복되어 있다.
상기 광 VT에 의하면, 분압 콘덴서와 광 센서가 절연 재료에 의해 일체적으로 형성되어 있으므로, 소형화가 가능하고, 또한, 피측정 도체로의 장착 시의 취급이 용이해진다.
특허문헌 1 : 일본국 특개 평7-83961호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특개 평11-202000호 공보
그러나, 상술한 주회로부에 절연 가스를 이용한 광 VT 장치는, 절연 가스의 절연내력에 따른 소정 절연 거리의 확보가 필요하므로, 축소화에는 한계가 있다. 또한, 세라믹 콘덴서를 이용한 광 VT 장치는, 콘덴서의 절연내력에 따른 소정 직렬 수(數)가 필요하므로, 마찬가지로 축소화에 한계가 있다. 즉, 이들 광 VT 장치는, 주회로 전압을 취출(取出)하기 위한 주회로부가 대형화하게 된다.
또한, 이들 광 VT 장치에서는, 분압 콘덴서와 같은 부속 부품이 필요하므로, 부품 수가 증가한다. 또한, 주회로 전압을 분압하는 매체가 다를 경우, 설계자나 조작인은 온도 변화 등의 주위 환경에 의한 분압비 변동을 고려해야만 하므로, 조정에 과대한 노동력이 필요해진다.
이것은, 최근의 트렌드인 장치 축소화에 역행하고 있다. 그래서, 절연 가스나 세라믹 콘덴서보다 절연 거리를 축소할 수 있고, 또한, 부품 수 삭감에 의한 코스트 저감이 가능한 광 VT 장치가 기대되고 있었다.
본 발명의 목적은, 측정 정밀도가 온도 변화 등의 주위 환경의 영향을 받지 않고, 또한 부품 수 삭감에 의해 소형화가 가능한 광 VT 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 어스팩트(aspect)는, 외부 전기 기기에 접속되고, 상기 전기 기기에 의해 피측정 전압이 인가되는 1차측 전극과, 상기 1차측 전극에 대향하여 설치된 제1의 2차측 전극과, 상기 1차측 전극과 상기 제1의 2차측 전극 사이에 설치되고, 상기 1차측 전극 및 상기 제1의 2차측 전극과 함께 일체로 성형된 절연통을 구성하는 절연층과, 상기 절연통의 외주 및 상기 제1의 2차측 전극의 주위에 설치되고, 상기 제1의 2차측 전극과의 사이에 상기 절연층을 개재시켜 정전용량을 확보하는 접지층과, 상기 제1의 2차측 전극과 상기 접지층 사이의 전압을 계측하는 전기 광학 소자를 구비한 광 VT 장치를 제공한다
본 발명의 상기 어스팩트에 의하면, 온도 변화 등의 주위 환경에 의한 측정 정밀도에의 영향이 없는 정확한 측정이 가능하고, 또한, 부품 수 삭감에 의한 소형화가 가능하다.
도 1은 본 발명의 광 VT 장치의 제 1 실시예의 단면도.
도 2는 본 발명의 광 VT 장치의 제 2 실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 광 VT 장치의 제 3 실시예의 단면도.
도 4는 본 발명의 광 VT 장치의 제 4 실시예의 단면도.
본 발명의 제 1 실시예의 광 VT 장치를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 광 VT 장치는, 1차측 전극(5), 2차측 전극(11), 절연층(3), 접지층(6), 전기 광학 소자(2), 가요성 절연체(9)로 구성된 전압 검출부(voltage detector)(1a)이다. 광 VT 장치는, 주회로 기기(1b)를 통해서, 외부 전기 기기(예를 들면, 스위치기어)에 접속된다.
1차측 전극(5)은, 외부 전기 기기에 접속되고, 외부 전기 기기로부터 피측정 전압이 인가된다. 1차측 전극(5)은, 컵형(cup-shape)의 전극이고, 주회로 기기(1b)의 중심 도체(7)에 전기적으로 접속되어 있다.
2차측 전극(제1의 2차측 전극)(11)은, 절연층(3)을 사이에 끼우고, 소정 절연 거리를 유지하여 1차측 전극(5)과 대향해 있다.
절연층(3)은, 1차측 전극(5)과 2차측 전극(11) 사이에 설치되어 있다. 절연층(3)은, 1차측 전극(5)과 2차측 전극(11)이 인서트되어 일체로 성형된다. 절연층(3)은 절연통을 구성한다. 절연층(3)은 에폭시 수지에 의해 형성된다. 절연 층(3)의 절연통의 단부(端部)의 플랜지(3a)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 테이퍼 형상의 오목부(tapered recess)가 형성되어 있다. 오목부의 중심에는, 1차측 전극(5)의 오목부(recess)가 노출되어 있다.
접지층(6)은, 절연층(3)의 절연통의 외주와 2차측 전극(11)의 주위에 설치되어 있다. 접지층(6)에는, 도전성 도료가 도포되어 있다. 접지층(6)은, 2차측 전극(11)과의 사이에 절연층(3)을 끼움으로써 소정의 정전용량을 가진다. 또한, 접지층(6)은, 전압 검출부(1a)의 주회로 기기(1b)로의 조합 시에, 주회로 기기(1b)의 접지층(10)과 전기적으로 접촉하여 접지 전위를 유지한다.
전기 광학 소자(2)는, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 전압 계측을 위한, BGO(Bi4Ge3O12) 결정이나 BSO(Bi12SiO20) 결정으로 이루어지는 원기둥 형상의 포켈스(Pockels) 소자이다. 전기 광학 소자(2)는, 전장(電場)의 세기에 따라 입력 광의 굴절률을 변화시키는 성질을 가지고 있다. 또한, 광케이블(4)이 전기 광학 소자(2)의 일단(一端)에 접속되어 있다. 전기 광학 소자(2)는, 그 축과 직교하는 면에 알루미늄 등의 금속에 의한 금속 증착막(2a) 및 금속 증착막(2b)을 가지고 있다. 금속 증착막(2b)은, 전기 광학 소자(2)의 2차측 전극(11)과의 대향면 상에 설치되어 있다. 금속 증착막(2b)은 2차측 전극(11)과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 금속 증착막(2b)은, 전기 광학 소자(2)의 광케이블(4)과의 접속면 상에, 광케이블(4)을 회피하여 형성되어 있다. 금속 증착막(2a)은 접지층(6)과 전기적으로 접속되어 있다. 금속 증착막(2a) 및 금속 증착막(2b)은 전기 광학 소자(2) 내에 평행한 전계 분포를 생기게 한다. 이 때문에, 전기 광학 소자(2)는, 안정한 광의 굴절률을 유지하여 고정밀도의 전압 계측을 실현한다.
절연통은, 전기 광학 소자(2)를 수납하는 공극부(cavity)(12)를 구비하고 있다. 공극부(12)는 절연층(3) 및 덮개(13)로 밀폐되어 있다. 이 때문에, 오손(汚損)·습윤 등에 의한 전기 광학 소자(2)의 특성 변화가 방지된다. 또한, 접지층(6)은 공극부(12)의 내면에도 설치되어 있다. 설계자는, 이렇게 접지층(6)을 설치함으로써, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 정전용량을 크게 할 수 있다. 1차측 전극(5)에 인가되는 피측정 전압은, 2차측 전극(11) 및 접지층(6)에 의해 분압된다. 이 분압비는, 1차측 전극(5)과 2차측 전극(11) 사이의 정전용량과, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 정전용량에 의해 결정된다. 따라서, 설계자는, 2차측 전극(11)에 인가되는 전압을 내리기 위해, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 정전용량을 크게 취할 필요가 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 테이퍼 형상의 오목부의 개구부(opening)가 절연통에 형성되어 있다. 개구부는 전기 기기에 접속된다. 절연층(3)의 개구부에서의 노출면(exposed plane)(절연층(3)의 테이퍼 형상 표면(tapered plane))은, 전기 기기에 접속되는 계면(boundary face)(3b)이다. 개구부로의 전기 기기의 접속 시에는, 계면(3b)은, 전기 기기의 계면(8b)(절연층(8)의 단부 표면(end surface))과, 실리콘 고무 등의 가요성 절연체(soft insulator)(9)를 개재(介在)시켜서 밀착한다.
또한, 본 실시예의 절연층(3)은 에폭시 수지로 형성되지만, 실리콘 고무 등 의 가요성 절연 재료로 형성될 수 있다. 이 경우, 가요성 절연체(9)를, 계면(3b)의 표면에 설치할 필요는 없다.
주회로 기기(1b)는 스위치기어의 주회로에 접속된 중심 도체(7)와 절연층(8)과 접지층(10)을 구비하고 있다.
중심 도체(7)는 스위치기어 등의 전기 기기의 피측정 전압을 1차측 전극(5)에 전달한다.
절연층(8)은, 중심 도체(7)의 둘레에 에폭시 수지 등의 절연 재료를 몰드해서 형성되어 있다. 절연층(8)의 단부의 플랜지(8a)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 테이퍼 형상의 볼록부(tapered bulge)가 형성되어 있다. 중심 도체(7)의 단부가 볼록부의 중심부에 노출되어 있다. 절연층(8)의 테이퍼 형상 표면은 계면(8b)이다.
접지층(10)은 절연층(8)의 외주에 설치되어 있다. 접지층(10)에는, 도전성 도료가 도포되어 있다. 접지층(10)은 접지 전위를 유지한다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 광 VT 장치의 작용을 설명한다. 우선, 전압 검출부(1a)는, 주회로 기기(1b)를 통해 외부의 전기 기기(예를 들면, 스위치기어)에 접속된다. 그때, 계면(3b)은, 가요성 절연체(9)를 통해 계면(8b)과 밀착한다. 즉, 가요성 절연체(9)는 계면 접속부(3b)와 계면 접속부(8b) 사이의 극간(隙間)에 의한 절연 파괴를 방지한다.
또한, 중심 도체(7)의 단부는, 1차측 전극(5)의 오목부 중심에 접속된다. 또한, 상술한 바와 같이, 접지층(6)은, 주회로 기기(1b)의 접지층(10)과 전기적으 로 접촉하여 접지 전위를 유지한다.
플랜지(3a)와 플랜지(8a)는, 사용자에 의해 볼트(도시 생략)로 견고하게 고정된다.
1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압은, 상술한 바와 같이, 1차측 전극(5)과 2차측 전극(11) 사이의 주회로측 정전용량과, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 접지측 정전용량에 의해 분압된다. 분압된 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 전압은, 금속 증착막(2a) 및 금속 증착막(2b)을 통해 전기 광학 소자(2)에 인가되어, 전기 광학 소자(2) 내에 그 전압에 따른 전계를 발생시킨다.
외부 측정 회로(도시 생략)는, 광케이블(4)을 통해 전기 광학 소자(2)에 광을 입력한다. 전기 광학 소자(2)는, 입력된 광을 전계의 세기에 따라 편광(偏光)시켜, 측정 회로에 출력한다. 외부 측정 회로는, 전기 광학 소자(2)로부터의 광의 위상차에 의거하여 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 전압을 계측할 수 있다.
여기서, 주회로측 정전용량 및 접지측 정전용량은, 1차측 전극(5), 2차측 전극(11), 및 이들을 포위하는 접지층(6)에 의해 고유하게 결정된다. 절연층(3)의 절연통의 외주 상의 접지층(6)에 의해, 주회로측 정전용량 및 접지측 정전용량은, 다른 부유(浮游) 용량 등의 외란(外亂)에 영향을 받지 않는다. 따라서, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압은, 주회로측 정전용량 및 접지측 정전용량에 의거하여, 매우 정확하게 분압된다.
따라서, 외부 측정 회로는, 측정한 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 전압과 분압비에 의거해서, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 도 1에서, 전기 광학 소자(2)는, 일단에 접속된 광 케이블(4)로부터 입력된 광을 반사해서 광케이블(4)로 다시 되돌리는 반사형이다. 그러나, 전기 광학 소자(2)는, 양단에 광케이블이 접속되고 일단으로부터 입력된 광을 타단에 출력하는 투과형이어도 된다.
또한, 주회로측 정전용량과 접지측 정전용량을 실현하는 절연층(3)은, 동일 재료에 의해 구성된다. 따라서, 주회로측 정전용량 및 접지측의 정전용량은, 온도 변화나 습도 변화에 따라 동일하게 변화한다. 정전용량비에 의해 변화분은 보상되므로, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압은 매우 정확하게 분압된다. 이 결과, 외부 측정 회로는, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이에 접속된 전기 광학 소자(2)는, 그자체로, 정전용량을 가진다. 그래서, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 접지측 정전용량을, 전기 광학 소자(2)의 정전용량의 5배 이상으로 함으로써, 접지측 정전용량은, 전기 광학 소자(2)의 정전용량의 온도 변화나 습도 변화의 영향을 받지 않는다. 이 결과, 외부 측정 회로는, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
또한, 에폭시 수지 등에 의해 형성된 절연층(3)은, 일반적으로 30kV/mm의 절연내력을 가진다. 종래부터 이용되고 있는 절연 가스의 절연내력은 8kV/mm(대기압)이고, 세라믹 콘덴서의 절연내력은 5kV/mm이다. 절연층(3)의 절연내력은, 종래 에 비해 현저히 우수하므로, 전압 검출부(1a)의 소형화가 가능하다.
본 실시예의 광 VT 장치에 의하면, 상술한 1차측 전극(5) 및 2차측 전극(11)에 의해 주회로측 정전용량 및 접지측 정전용량을 컨트롤해서 전기 광학 소자(2)의 전계를 제어할 수 있으므로, 종래와 같은 분압 회로를 별도로 설치하는 것이 불필요해진다. 이 결과, 부품 수를 삭감하여 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 에폭시 수지 등에 의해 구성된 절연층(3)의 절연내력은, 종래부터 이용되어 온 절연 가스나 세락믹 콘덴서의 절연내력보다 현저히 우수하므로, 1차측 전극(5)과 2차측 전극(11) 사이의 거리, 2차측 전극(11)과 접지층(6) 사이의 거리, 및, 전체 형상을 축소할 수 있어, 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 절연층(3)에 의해 구성된 절연통의 외주 상에 접지층(6)이 설치되어 있으므로, 외부 전계에 의한 영향을 받을 일이 없다. 이 결과, 피측정 전압을 고정밀도로 또한 고감도로 계측할 수 있다.
또한, 1차측 전극(5)과 전기 광학 소자(2)에 접속되는 2차측 전극(11)은 절연층(3)과 함께 일체로 성형되어 있으므로, 주회로측 정전용량 및 접지측 정전용량은, 온도 변화나 습도 변화에 따라 동일하게 변화한다. 이 때문에, 본 실시예의 광 VT 장치에 의하면, 온도 변화 등의 주위 환경의 영향을 받지 않고 정확한 측정을 행할 수 있다.
또한, 2차측 전극(11)의 전압을 낮추기 위해 접지측 정전용량을 크게 할 필요가 있지만, 종래와 같은 절연 가스를 이용하면 정전용량을 크게 할 수 없다. 따라서, 본 실시예의 광 VT 장치와 같이, 주회로측 정전용량을 실현하는 분압 회로와 접지측 정전용량을 실현하는 분압 회로를 일체적으로 구성하는 것은, 종래와 같은 절연 가스를 이용한 광 VT 장치로는 할 수 없다. 이 점으로부터도, 부품 수 삭감에 의한 소형화의 이점은 크다.
또한, 가요성 절연체(9)가 설치되어 있으므로, 계면(3b)과 계면(8b) 사이의 극간에 의한 절연 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 밀폐된 공극부(12)에 전기 광학 소자(2)를 수납하므로, 오손·습윤 등에 의한 전기 광학 소자(2)의 특성 변화가 방지된다.
또한, 접지층(6)을 공극부(12)의 내면 상에 설치함으로써 접지측 정전용량의 조절 자유도가 더 확장되므로, 전기 광학 소자(2)의 전계를 효과적으로 제어할 수 있다.
이어서, 제 2 실시예의 광 VT 장치에 대해서, 도 2를 참조해서 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 2차측 전극(11a)을 더 구비하고 있는 점이, 상술한 제 1 실시예와 다르다.
2차측 전극(제2의 2차측 전극)(11a)은, 절연층(3)에 매설되고 공극부(12)를 포위하고 있다. 2차측 전극(11a) 및 2차측 전극(11)은 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 2차측 전극(11a) 및 2차측 전극(11)은 일체적으로 형성되어도 된다.
그 외의 구성은, 제 1 실시예와 동일하므로, 중복된 설명을 생략한다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 광 VT 장치의 작용을 설명한다.
본 실시예의 광 VT 장치의 작용은, 기본적으로는, 제 1 실시예의 광 VT 장치 와 동일하다. 다만, 2차측 전극(11)에 전기적으로 접속된 2차측 전극(11a)이 절연층(3)에 매설되어 공극부(12)를 포위하고 있으므로, 공극부(12) 내부나 절연층(3)의 외주 상의 접지층(6)과 2차측 전극(11a) 사이에 정전용량이 확보되어 보다 큰 접지측 정전용량이 실현된다.
전기 광학 소자(2)의 정전용량에 대한 접지측 정전용량을 크게 할 수 있으므로, 접지측 정전용량은, 온도 변화나 습도 변화의 영향을 받지 않는다. 이 결과, 외부 측정 회로는, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
그 외의 작용은, 제 1 실시예와 동일하여, 중복된 설명을 생략한다.
본 실시예의 광 VT 장치에 의하면, 상술한 제 1 실시예의 효과에 더하여, 접지측 정전용량을 크게 취할 수 있으므로, 접지측 정전용량의 조절 자유도가 확장되고, 전기 광학 소자(2)의 전계를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 접지측 정전용량을 전기 광학 소자(2)의 정전용량에 대하여 크게 할 수 있으므로, 접지측 정전용량은, 온도 변화나 습도 변화의 영향을 받지 않는다. 이 결과, 외부 측정 회로는, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
이어서, 제 3 실시예의 광 VT 장치에 대해서, 도 3을 참조해서 설명한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 2차측 전극(11c)을 더 구비하고 있는 점이, 상술한 제 1 실시예와 다르다.
2차측 전극(돌기)(11c)은, 2차측 전극(11)의 1차측 전극(5)과의 대향면에 형 성되어 있다. 2차측 전극(11c)은, 원반 형상의 2차측 전극(11)의 중앙으로부터 돌출되어 있다. 따라서, 2차측 전극(11c) 및 2차측 전극(11)은, 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 절연층(3)에 의해 구성된 절연통에는, 2차측 전극(11c)의 주위에 잘록한 부분(constriction)이 형성되어 있다.
그 외의 구성은, 제 1 실시예와 동일하여, 중복된 설명을 생략한다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 광 VT 장치의 작용을 설명한다.
본 실시예의 광 VT 장치의 작용은, 기본적으로는, 제 1 실시예의 광 VT 장치와 동일하다. 다만, 2차측 전극(11)에 전기적으로 접속된 2차측 전극(11c)을 둘러싸는 잘록한 부분이 형성되어 있다. 접지층(6)은, 잘록한 부분을 포함하는 절연통 외주 상에 설치되어 있으므로, 잘록한 부분 내의 접지층(6)과 2차측 전극(11c) 사이에도 정전용량이 확보되고, 또한, 잘록한 부분 내의 접지층(6)과 2차측 전극(11) 사이에도 정전용량이 확보되어 보다 큰 접지측 정전용량이 실현된다.
전기 광학 소자(2)의 정전용량에 대한 접지측 정전용량을 크게 할 수 있으므로, 접지측 정전용량은, 온도 변화나 습도 변화의 영향을 받지 않는다. 이 결과, 외부 측정 회로는 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
그 외의 작용은 제 1 실시예와 동일하여, 중복된 설명을 생략한다.
본 실시예의 광 VT 장치에 의하면, 상술한 제 1 실시예의 효과에 더하여, 접 지측 정전용량을 크게 취할 수 있으므로, 접지측 정전용량의 조절 자유도가 확장되어, 전기 광학 소자(2)의 전계를 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 접지측 정전용량을 전기 광학 소자(2)의 정전용량에 대해 크게 할 수 있으므로, 접지측 정전용량은 온도 변화나 습도 변화의 영향을 받지 않는다. 이 결과, 외부 측정 회로는, 1차측 전극(5)에 인가된 피측정 전압을 고정밀도로 측정할 수 있다.
이어서, 제 4 실시예의 광 VT 장치를, 도 4에 나타낸다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 광 VT 장치의 전압 검출부(1e)는, 제 2 실시예에서의 2차측 전극(11a)과, 제 3 실시예에서의 2차측 전극(11c)을 함께 구비하고 있다. 또한, 2차측 전극(11c)을 둘러싸는 잘록한 부분도 형성되어 있다. 이 때문에, 본 실시예의 광 VT 장치에 의하면, 제 1 실시예의 이점도 실현할 수 있는 것에 더해서, 2차측 전극(11a)에 의한 이점과 2차측 전극(11c)에 의한 이점을 함께 실현할 수 있다.
본 발명의 광 VT 장치는, 스위치기어 등의 전기 기기의 주회로 전압의 전기 광학 효과(포켈스 효과(Pockels effect))를 이용한 계측에 이용 가능하다.

Claims (7)

  1. 외부 전기 기기에 접속되고, 상기 전기 기기에 의해 피측정 전압이 인가되는 1차측 전극과,
    상기 1차측 전극에 대향하여 설치된 제1의 2차측 전극과,
    상기 1차측 전극과 상기 제1의 2차측 전극 사이에 설치되고, 상기 1차측 전극 및 상기 제1의 2차측 전극과 함께 일체로 성형된 절연통을 구성하는 절연층과,
    상기 절연통의 외주 및 상기 제1의 2차측 전극의 주위에 설치되고, 상기 제1의 2차측 전극과의 사이에 상기 절연층을 개재시켜 정전용량을 확보하는 접지층과,
    상기 제1의 2차측 전극과 상기 접지층 사이의 전압을 계측하는 전기 광학 소자를 구비한 광 VT 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기 기기에 접속되는 개구부가 상기 절연통에 형성되고,
    상기 절연층이 에폭시 수지에 의해 형성되고,
    상기 전기 기기의 상기 개구부로의 접속 시에, 상기 개구부에 노출된 상기 절연층이, 가요성 절연체를 통해, 상기 전기 기기의 절연층과 밀착하는 광 VT 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연층이 가요성 절연체에 의해 형성된 광 VT 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연통은 상기 전기 광학 소자를 수납하는 밀폐된 공극부를 구비하는 광 VT장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접지층이 상기 공극부의 내면에 더 설치되어 있는 광 VT 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 절연층에 매설되어 상기 공극부를 포위하는 제2의 2차측 전극을 더 구비하고,
    상기 제1의 2차측 전극 및 상기 제2의 2차측 전극이 전기적으로 접속되어 있는 광 VT 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1의 2차측 전극이 상기 1차측 전극과의 대향면 상에 돌기를 가지고 있는 광 VT 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241965B1 (ko) 2012-08-31 2013-03-11 일진파워텍(주) 초고압 절연 진단을 위한 센서를 포함하는 절연통 보호 장치 및 그 제어방법
CN103645368A (zh) * 2013-11-04 2014-03-19 国网河南省电力公司平顶山供电公司 避雷器在线监测型电容式电压互感器的改造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011154029A1 (en) * 2010-06-07 2011-12-15 Abb Research Ltd High-voltage sensor with axially overlapping electrodes
CN102226973B (zh) * 2011-03-11 2012-09-12 福建骐航实业有限公司 一种带测温装置的电子式电压互感器
CN102426279B (zh) * 2011-10-26 2014-12-31 中国电力科学研究院 一种全光学高压电压互感器
CN106546940A (zh) * 2016-11-16 2017-03-29 国网上海市电力公司 一种光学电压互感器的现场试验方法
IT201700115489A1 (it) * 2017-10-13 2019-04-13 Green Seas Ventures Ltd Sistema costruttivo afferente un sensore capacitivo di tensione
WO2019073497A1 (en) * 2017-10-13 2019-04-18 Alberto Bauer CONSTRUCTION SYSTEM FOR A CAPACITIVE SENSOR
CN108802469B (zh) * 2018-05-25 2020-12-18 北京航天时代光电科技有限公司 一种新型低压光学电压传感装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03235064A (ja) * 1990-02-13 1991-10-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 光電圧センサ
JPH0593743A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Chubu Electric Power Co Inc 交流電圧検出装置
JPH07311222A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Energy Support Corp 開閉器直付け用電圧検出センサ

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1484684A (fr) * 1966-03-16 1967-06-16 Merlin Gerin Réducteurs de tension électro-optiques
JPS5912360A (ja) * 1982-07-12 1984-01-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 密閉機器の導体電圧測定装置
JPH03206971A (ja) * 1990-01-09 1991-09-10 Mitsubishi Electric Corp 光変成器
JP2969035B2 (ja) 1993-06-25 1999-11-02 東光電気株式会社 光ｐｔ
JPH11202000A (ja) 1998-01-13 1999-07-30 Tokyo Electric Power Co Inc:The 光ｖｔ
CN2329005Y (zh) * 1998-05-09 1999-07-14 华中理工大学 110千伏无分压光纤电压互感器
DE19855528A1 (de) * 1998-12-02 2000-06-21 Ritz Messwandler Kg Kapazitiver Spannungsteiler
JP3235064B2 (ja) * 2000-02-16 2001-12-04 株式会社メテク 透析器接続用無菌カプラ
CN1162709C (zh) * 2001-10-15 2004-08-18 张树华 一种电容分压式电压传感器
JP4247009B2 (ja) 2002-03-06 2009-04-02 株式会社東芝 スイッチギヤ
CN1419129A (zh) * 2002-12-12 2003-05-21 华中科技大学 光纤电场传感器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03235064A (ja) * 1990-02-13 1991-10-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 光電圧センサ
JPH0593743A (ja) * 1991-10-01 1993-04-16 Chubu Electric Power Co Inc 交流電圧検出装置
JPH07311222A (ja) * 1994-05-16 1995-11-28 Energy Support Corp 開閉器直付け用電圧検出センサ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241965B1 (ko) 2012-08-31 2013-03-11 일진파워텍(주) 초고압 절연 진단을 위한 센서를 포함하는 절연통 보호 장치 및 그 제어방법
CN103645368A (zh) * 2013-11-04 2014-03-19 国网河南省电力公司平顶山供电公司 避雷器在线监测型电容式电压互感器的改造方法

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WO2008132974A1 (ja) 2008-11-06

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