(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する光の偏光面が磁界の強さに比例して回転するファラデ効果型光ファイバを被計測導体が貫通する巻枠に沿って周回させるとともに前記ファラデ効果型光ファイバに光を通過させ、ファラデ効果型光ファイバを通過する光の偏光面の回転角度に比例する信号を出力させ、この信号から被計測導体に流れている電流を計測する光変流器であって、前記巻枠が周方向に二つに分割可能であるとともに被計測導体を出し入れする開口部の形成が可能であり、光を伝送するための一対の伝送型光ファイバが前記ファラデ効果型光ファイバの両端にそれぞれ接続されてなる光変流器において、前記伝送型光ファイバのいずれか一方を前記巻枠に沿って一周させたのち、光の方向を折り返すようにして前記ファラデ効果型光ファイバに接続してなることを特徴とする光変流器。
【請求項２】
請求項１に記載の光変流器において、光の方向が伝送型光ファイバの折り曲げによって折り返されることを特徴とする光変流器。
【請求項３】
請求項１に記載の光変流器において、光の方向がプリズムによって折り返されることを特徴とする光変流器。
【請求項４】
請求項１に記載の光変流器において、光の方向が反射板によって折り返されることを特徴とする光変流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通過光の偏光面が磁界の強さに比例して回転するファラデ効果型光ファイバを用いて被計測導体に流れる電流を計測する光変流器に関し、特に、伝送型光ファイバに邪魔されずに被計測導体を巻枠の内部に出し入れすることができる光変流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電流の計測にファラデ効果型光ファイバを用いた光変流器は、鉄心に巻線が巻かれた従来型の変流器と比べて、電流が増えても鉄心飽和のような現象がないことや被計測導体が高圧であっても光ファイバが絶縁物であるので絶縁し易いことなどの特長を備えている。また、光変流器によって電気所をトータル的に光制御できると言う利点もある。
【０００３】
図７は、従来の光変流器の構成を示す斜視図である。巻枠部３Ａ，３Ｂからなる磁性を持たない巻枠３の外周に沿ってファラデ効果型光ファイバ２が巻回され、ファラデ効果型光ファイバ２の入力端２Ａに偏光子４を介して入力用の伝送型光ファイバ７が接続され、ファラデ効果型光ファイバ２の出力端２Ｂに検光子５と集光レンズ６とを介して出力用の伝送型光ファイバ８が接続されている。また、電流計測される被計測導体１が巻枠３の内部を貫通している。
【０００４】
図７において、ファラデ効果型光ファイバ２は、通過する光の偏光面が磁界の強さに比例して回転する性質を備え、例えば、鉛ガラス（酸化鉛を多量に含む石英ガラス）で構成された光ファイバがファラデ効果型である。ファラデ効果とは、磁界中に置かれた鉛ガラスなどを光が通過する際に、その光の偏光面が回転角度θ＝Ｖ・Ｈ・Ｌだけ回転する現象である。ここで、Ｖはヴェルデ定数、Ｈは光の進行方向の磁界、Ｌが光の行路長である。鉛ガラスは、酸化鉛を含まない一般の石英ガラスに比べてヴェルデ定数Ｖが約６倍も大きく、磁界Ｈに対する光の偏光面の回転角度θが大きい。一方、伝送型光ファイバ７，８は、単に光を伝送するものであって、酸化鉛を含まない普通の石英ガラス製の光ファイバあるいはプラスチックス製の光ファイバでよい。なお、伝送型光ファイバ７，８として上述のファラデ効果型の光ファイバを用いてもよい。被計測導体１に電流Ｉが流れると、その周囲に電流Ｉに比例して増減する磁界Ｈが形成される。その状態で入力用の伝送型光ファイバ７に入射光Ｐ１を入射させると、偏光子４によってその入射光Ｐ１が一方向に直線偏光された光Ｐとなりファラデ効果型光ファイバ２の入力端２Ａに入る。光Ｐは、ファラデ効果型光ファイバ２を通過するときに磁界Ｈによってその偏光面が回転角度θだけ回転する。回転角度θだけ傾いた光Ｐは、ファラデ効果型光ファイバ２の出力端２Ｂに達して検光子５に向かって出射される。検光子５は、入射した光Ｐのうち通過可能な方向の光の成分だけを透過させ、集光レンズ６でもって集光され透過光Ｐ２として出力用の伝送型光ファイバ８に出射される。被計測導体１に電流Ｉが流れていないときの透過光Ｐ２の光量に対して、被計測導体１に電流Ｉが流れたときの透過光Ｐ２の光量の変化分が回転角度θに比例するので、透過光Ｐ２の光量の変化分を求めることによって電流Ｉを知ることができる。透過光Ｐ２の光量の変化分は、図示されていない変換装置によって電気信号に変換されて出力される。
【０００５】
なお、図７の光変流器は、巻枠３が周方向に二つに分割可能であるとともに巻枠３の内部に被計測導体１を出し入れすることのできる開口部を形成することができる。そのために、通電中であっても光変流器を被計測導体１に取り付けることができる。すなわち、巻枠部３Ａ，３Ｂは周方向に二つに分割可能である。巻枠部３Ａ，３Ｂの奥行き側の分割面３Ｃが直線状であるとともに蝶番１１を介して互いに連結されている。一方、巻枠部３Ａ，３Ｂの手前側の分割面３ＤはＺ字状であり、互いに突き合わせになっている。
【０００６】
図８は、図７の巻枠３に開口部１２が形成された構成を示す斜視図である。蝶番１１によって巻枠部３Ａ，３Ｂの分割面３Ｄが周方向に開かれ、巻枠３に開口部１２が形成されている。この開口部１２から被計測導体１を巻枠３の内部に出し入れすることができる。したがって、被計測導体１が通電されている最中でも被計測導体１を巻枠３に貫通させ、そこに流れている電流Ｉを計測することができる。また、被計測導体１を巻枠３から外すこともできる。そのために、被計測導体１の電流計測時に停電をさせる必要がなくなるとともに光変流器を活線中でも移設することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の光変流器は、停電させることなしに被計測導体の電流を計測することができるが、被計測導体を巻枠内部へ出し入れし難いという問題があった。
【０００８】
すなわち、被計測導体を巻枠内部へ出し入れするときに、光入出力用の伝送型光ファイバが邪魔になっていた。被計測導体を入力用の伝送型光ファイバと出力用の伝送型光ファイバとの間に通す必要があるために、光入出力用の伝送型光ファイバが束になっている場合、その伝送型光ファイバ同士を分離するのに多大な時間がかかる。そのために、従来は光入出力用の伝送型光ファイバを一つの配管内に収めることができず、伝送型光ファイバの配線をコンパクトに纏めることができなかった。
【０００９】
この発明の目的は、伝送型光ファイバに邪魔されず被計測導体を巻枠から出し入れすることのできる光変流器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明によれば、通過する光の偏光面が磁界の強さに比例して回転するファラデ効果型光ファイバを被計測導体が貫通する巻枠に沿って周回させるとともに前記ファラデ効果型光ファイバに光を通過させ、ファラデ効果型光ファイバを通過する光の偏光面の回転角度に比例する信号を出力させ、この信号から被計測導体に流れている電流を計測する光変流器であって、前記巻枠が周方向に二つに分割可能であるとともに被計測導体を出し入れする開口部の形成が可能であり、光を伝送するための一対の伝送型光ファイバが前記ファラデ効果型光ファイバの両端にそれぞれ接続されてなる光変流器において、前記伝送型光ファイバのいずれか一方を前記巻枠に沿って一周させたのち、光の方向を折り返すようにして前記ファラデ効果型光ファイバに接続してなるようにするとよい。それによって、被計測導体を巻枠の開口部から出し入れするときに、一対の伝送型光ファイバが開口部の片側に寄せられるので、伝送型光ファイバに邪魔されずに被計測導体を巻枠から出し入れすることができる。
【００１１】
かかる構成において、光の方向が伝送型光ファイバの折り曲げによって折り返されるようにしてもよい。
【００１２】
かかる構成において、光の方向がプリズムによって折り返されるようにしてもよい。
【００１３】
かかる構成において、光の方向が反射板によって折り返されるようにしてもよい。
【００１４】
【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。図１は、この発明の実施例にかかる光変流器の構成を示す斜視図である。伝送型光ファイバ７０が巻枠３に沿って一周するとともに折り返し部７０Ａにて折り返され、偏光子４を介してファラデ効果型光ファイバ２０に接続されている。入射光Ｐ１は、伝送型光ファイバ７０によって巻枠３を一周した後、折り返し部７０Ａにて１８０度折り返され、その後、偏光子４に入力されるようになっている。図１のその他は、図７の従来の構成と同じであり、従来と同じ部分は同一参照符号を付けることによって詳細な説明は省略する。なお、図１では偏光子４と検光子５とがそれぞれ巻枠３に直接固定されているが、偏光子４と検光子５とは必ずしも巻枠３に固定する必要はない。偏光子４と検光子５とを図８のように手前側に引き出し、図示されていない支えでもって偏光子４と検光子５とを固定してもよい。その場合、手前に引き出された偏光子４に巻枠３を一周した伝送型光ファイバ７０の端部が接続されていればよい。図１のように、偏光子４と検光子５とを分割面３Ｄで直接巻枠３に固定することによって、ファラデ効果型光ファイバ２０が完全周回するとともに偏光子４と検光子５との固定用の支えがそれぞれ不要になる。
【００１５】
図２は、図１の巻枠３に開口部１２が形成された構成を示す斜視図である。折り返し部７０Ａが形成されているので、被計測導体１を開口部１２から出し入れするときに、一対の伝送型光ファイバ７０，８０を共に開口部１２の片側（左側）に寄せることができ、被計測導体１を巻枠３から出し入れするのに一対の伝送型光ファイバ７０，８０が邪魔になることがなくなる。それによって、伝送型光ファイバ７０，８０を一つの配管内に収めることができ、伝送型光ファイバ７０，８０の配線がコンパクトになる。
【００１６】
図３は、この発明の異なる実施例にかかる光変流器の構成を示す斜視図であり、折り返し部７０Ｂが光の方向を折り返させるプリズムによって構成されている。図３のその他は、図１の構成と同じである。
【００１７】
図４は、折り返し部７０Ｂの詳細構成を示す拡大断面図である。三角状のプリズム１００に偏光子４と集光レンズ６０とが取り付けられ、この偏光子４と集光レンズ６０とにそれぞれ伝送型光ファイバ７０とファラデ効果型光ファイバ２０とが接合されている。伝送型光ファイバ７０から偏光子４を介してプリズム１００に入射した光Ｐがプリズム１００の傾斜面でもって２度折れ曲がり、その折り返された光Ｐが集光レンズ６０でもって集光された後、ファラデ効果型光ファイバ２０に入射するようになっている。それによって、光Ｐが１８０度折り返される。
【００１８】
図５は、図３の巻枠３に開口部１２が形成された構成を示す斜視図である。この場合も折り返し部７０Ｂが形成されているので、開口部１２から被計測導体１を巻枠３内に出し入れするのに一対の伝送型光ファイバ７０，８０が邪魔になることがなくなる。それによって、伝送型光ファイバ７０，８０を一つの配管内に収めることができ、伝送型光ファイバ７０，８０の配線がコンパクトになる。
【００１９】
図６は、この発明のさらに異なる実施例にかかる光変流器の折り返し部の構成を示す拡大断面図である。折り返し部７０Ｃが、図４のプリズム１００の換わりに折れ曲がった反射板１０１になっているだけあり、図６のその他は、図４と同じでる。伝送型光ファイバ７０から偏光子４を介して入射した光Ｐが反射板１０１の傾斜した反射面でもって２度折れ曲がり、その折り返された光Ｐが集光レンズ６でもって集光された後、ファラデ効果型光ファイバ２０に入射するようになっている。この折り返し部７０Ｃを図３および図５の折り返し部７０Ｂの換わりとすることによっても、開口部１２から被計測導体１を巻枠３から出し入れするのに一対の伝送型光ファイバ７０，８０が邪魔になることがなくなる。それによって、伝送型光ファイバ７０，８０を一つの配管内に収めることができ、伝送型光ファイバ７０，８０の配線がコンパクトになる。
【００２０】
なお、図１または図３のいずれの場合においても、折り返し部７０Ａ，７０Ｂが伝送型光ファイバ７０側に設けられていたが、偏光子４からの伝送型光ファイバ７０を直ぐに手前側に引き出し、集光レンズ６の反検光子５側に前述の折り返し部を介して伝送型光ファイバ８０を接合し、その伝送型光ファイバ８０を巻枠３に沿って時計周りに一周させた後、手前側に引き出す構成としてもよい。それによっても、一対の伝送型光ファイバ７０，８０を巻枠３の開口部の片側（右側）に寄せることができ、被計測導体１を巻枠３から出し入れするのに一対の伝送型光ファイバ７０，８０が邪魔になることがなくなる。それによっても、伝送型光ファイバ７０，８０を一つの配管内に収めることができ、伝送型光ファイバ７０，８０の配線がコンパクトになる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は前述のように、伝送型光ファイバのいずれか一方を巻枠に沿って一周させたのち、光の方向を折り返すようにしてファラデ効果型光ファイバに接続することによって、伝送型光ファイバに邪魔されずに被計測導体を巻枠から出し入れすることができるようになった。そのために、光入出力用の一対の伝送型光ファイバを一つの配管内に収めることができ、伝送型光ファイバの配線がコンパクトになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例にかかる光変流器の構成を示す斜視図
【図２】図１の巻枠に開口部が形成された構成を示す斜視図
【図３】この発明の異なる実施例にかかる光変流器の構成を示す斜視図
【図４】図３の折り返し部の詳細構成を示す拡大断面図
【図５】図３の巻枠に開口部が形成された構成を示す斜視図
【図６】この発明のさらに異なる実施例にかかる光変流器の折り返し部の構成を示す拡大断面図
【図７】従来の光変流器の構成を示す斜視図
【図８】図７の巻枠に開口部が形成された構成を示す斜視図
【符号の説明】
１：被計測導体、２，２０：ファラデ効果型光ファイバ、３：巻枠、４：偏光子、５：検光子、６，６０：集光レンズ、７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ：折り返し部、７，８，７０，８０：伝送型光ファイバ、１００：プリズム、１０１：反射板、１２：開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0003663993.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003663993.tif 000008
【図８】
0003663993.tif 000009