JP2717410B2

JP2717410B2 - 光復調器

Info

Publication number: JP2717410B2
Application number: JP63105675A
Authority: JP
Inventors: 修和井上; 誠一郎林; 英二井利; 幸男森田
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18
Also published as: JPH01276074A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ケーブルを流れる電流の検知装置に関し、
特に、単心ケーブルに設けた光磁界センサによる検知値
を、オートゲインコントロール方式の回路を通し、交流
成分のみの変化の状態を表示出来るようにする装置に関
する。

（従来の技術）送電ケーブル等を流れる電流、または、該ケーブルで
の漏洩電流等の状態を知るために、該ケーブルに対して
電流検知手段を設け、該検知手段によって、ケーブルの
導電体、または、ケーブルシースを流れる電流を検知出
来るようにすることが、従来より一般に行なわれてい
る。

そして、そのための検知手段としては、比較的構成が
簡単であること、および、信頼性が高い等の理由によっ
てファラデー素子を用いた光磁界センサ等を用いること
が多い。前記光磁界センサ等の装置においては、ファラ
デー素子が磁界強度に応じて光の偏光面が回転する現象
を利用するものであり、該ファラデー素子が設置されて
いる部分で、ケーブルに流れる電流によって磁界が発生
する場合に、その磁界の強さを検知する装置として利用
されている。

このような磁界検出器は、ファラデー素子の両側に偏
光子や直角プリズムを配置し、それ等の部材に対してレ
ンズを介して光ファイバーを接続し、発光部と受光部と
の間での光を用いた磁界の検知回路を構成している。

上記したような従来より用いられている光磁界センサ
において、該光磁界センサにより検知された光の情報
は、例えば、特開昭59-225372号公報等に示されるよう
な信号処理回路を用いて処理され、該光磁界センサによ
り検知されたケーブルの電流の変化を、表示部に表示す
ることが出来るようにされている。

上記したような従来の信号処理回路は、第３図に示さ
れるように構成されているもので、受光部10により受信
した光磁界センサからの光信号は、O/E（光−電気信
号）変換回路21により電気信号に変換され、その後で、
並列に配置された２つのフィルター回路22、22aに入力
されて、それぞれ交流成分と直流成分とに分けられる。

そして、各々の信号を増幅回路23、23aにより増幅し
て割算回路25に入力し、該割算回路25の出力を増幅回路
27で増幅して表示回路28に向けて出力し、その光信号の
変化の状態を表示部に表示するようにされている。

そして、上記したような信号処理回路を構成すること
によって、光磁界センサからの出力を１本の光ファイバ
ーを用いて信号処理手段に伝達することが出来、その信
号処理回路の構成を簡素化出来るものとなるという利点
を発揮出来るものであるとされる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記したような従来の信号処理回路に
おいては、２つのフィルター回路を用いてO/E変換回路
の電圧を直流成分と交流成分とに分けることが必要とな
り、さらに、割算回路により前述した２つの成分の割算
を行うことが必要である。

したがって、上記したような信号処理回路を用いる場
合には、２つのフィルター回路を用いることと、割算回
路を設けることが必要とされるので、信号処理回路の構
成が複雑になるという問題がある。

これに加えて、前記割算回路は周波数特性、温度特性
等に比較的許容度が小さい装置であることより、それら
の条件が変化する場合には、出力値の信頼性が低下する
ことがあり、光復調器の性能が前記したような条件に左
右される等の問題がある。

（発明の目的）本発明は、上記したような従来より用いられている光
復調器の欠点を解消するもので、割算回路を設けること
なしに、交流成分の変化のみを表示回路に向けて出力出
来るようにし、信号処理回路の構成を簡素化出来るよう
にする装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段および作用）本発明は、送電ケーブルに対して光磁界センサを設
け、該光磁界センサによりケーブルに流れる電流等を検
知するように構成してなる装置に関する。

本発明においては、前記光磁界センサの光を光−電気
信号変換回路等を通して電気信号に変換し、信号処理回
路において処理するにあたり、前記信号処理回路には、増幅回路と、該増幅回路に並列に設けられ抵抗値を制御することに
よって増幅回路の増幅度を調整し直流成分を一定の値に
する機能を備えた帰還抵抗と、前記増幅回路の出力と基準電圧回路の信号との比較を
行いその出力信号を前記帰還抵抗にフィールドバックさ
せる比較回路とからなるオートゲインコントロール方式
の信号処理回路を設け、前記オートゲインコントロール方式の信号処理回路か
らの出力をフィルター回路に入力し、該フィルター回路により直流成分を除去し交流成分の
みを増幅回路に出力し、該増幅回路により増幅された信号を表示回路に向けて
出力するように構成している。

したがって、本発明の光復調器においては、O/E変換
回路により得られた電圧のうち、直流成分をオートゲイ
ンコントロール方式の回路により一定の値として保ち、
交流成分の変化のみを出力出来るので、信号処理回路を
簡素化することが可能であるとともに、割算回路を用い
ないことによって、光復調器の製造コストを低下させ、
装置の信頼性を向上させることが可能になる。

（実施例）図示された例に従って、本発明の光復調器の構成を説
明する。

第１図に示される本発明の実施例において、光磁界セ
ンサ１から受光部10に出力された光信号は、O/E変換回
路11を経て、出力電圧として信号処理回路に向けて出力
される。

この光復調器の信号処理回路としては、増幅回路12お
よび該増幅回路12と並列に設けられる帰還抵抗15、該増
幅回路12の出力と、基準電圧回路14の信号との比較を行
うための比較回路13とにより、オートゲインコントロー
ル方式の回路を構成している。

そして、前記比較回路13の出力値を制御信号として帰
還抵抗15にフィードバックし、O/E変換回路11からの出
力電圧のうち、直流成分を一定の値に維持させ得るよう
に構成している。

この実施例の回路における帰還抵抗15は、増幅回路12
における増幅度をコントロールするものであり、該抵抗
値が大きい程、増幅度が大きいものとなる。そして、本
発明のコントロール回路においては、該帰還抵抗による
抵抗値を制御することによって、増幅回路12における増
幅度を調整し、直流成分を一定の値にするような制御を
行うことが出来るようにしている。

また、前記オートゲインコントロール方式の回路から
の出力は、フィルター回路16に入力され、該フィルター
回路16により直流成分を除去して、交流成分のみを増幅
回路17に出力し、該増幅回路17により増幅された信号を
表示回路18に向けて出力するように構成している。

そして、上記したような回路を構成することによっ
て、本発明の光復調器においては、O/E変換回路11から
の出力電圧のうちの直流電圧を一定値に保つことが出来
るので、その直流電圧の変化に影響されることなしに、
O/E変換回路の出力を交流成分のみの検出値として得る
ことが出来るものとなる。

すなわち、上記した第１図に示されるように、オート
ゲインコントロール方式の回路を、増幅回路12、比較回
路13、基準電圧回路14、および、帰還抵抗15により構成
する場合には、第1a図のグラフに示されるように、O/E
変換回路11の入射光パワーが１μｗ〜20μｗの間で変化
しても、直流成分の値pdcは約9.5Vで一定の値に保つこ
とが出来るものとなる。

そして、上記したような直流成分の処理を、信号処理
回路の回路により行うことによって、フィルター回路16
においては、直流成分の除去が容易に行われ得るものと
なり、交流成分のみを分離した状態で増幅回路17に入力
し、増幅を行って表示回路18に向けて出力することが出
来る。

上記したように本発明の光復調器を構成する場合に
は、第３図の従来例で示されたように、フィルター回路
を平行に２つ設けることと、割算回路を設けることが不
用となり、その光復調器における信号処理回路の構成を
簡素化出来るものとなる。

さらに、本発明の光復調器においては、割算回路のよ
うな温度等に影響されるような回路を設けていないの
で、環境温度の影響等が発生せずに、ケーブル線路を流
れる電流による磁界変化を正確に検知することが出来
る。

上記したような光復調器に対して、ケーブル線路での
磁界の変化の検知情報を伝達するための光磁界センサと
しては、例えば、第２図に示されるような装置を用いる
ことが可能である。この第２図に示される光磁界センサ
１においては、ケーブル線路に沿って配置され、該線路
での電流の変化による磁界の変化を検知するためのセン
サとして、YIG（イットリウム・アイアン・ガリウム）
系、鉛ガラス系等の従来公知のファラデー素子２を用い
ることが出来る。

前記光磁界センサ１においては、ファラデー素子２に
対して、その光の入力側に偏光子３を配置し、その反対
側に検光子４および直角プリズム５を配置している。ま
た、前記偏光子３と直角プリズム５に対しては、それぞ
れレンズ６、6aを介して、光ファイバー７、7aを接続
し、LED等により構成される発光部８と、受光部10とに
それぞれ接続する。

そして、前記ファラデー素子２がセットされるケーブ
ルに流れる電流が、ケーブル線路でのいずれかの位相の
単線で漏電等が発生し、他のケーブルでの電流に変化が
発生した場合に、その電流の変化にともなう磁界の変化
によって、該ファラデー素子を通過する光の面が所定の
角度回転されることになる。

したがって、前述したファラデー素子での光の回転に
よって、受光部による検知電圧が変化するので、その変
化の信号を光復調器により処理することによって、ケー
ブル線路での電流の変化等を正確に検出することが出来
るものとなる。

また、本発明における回路構成はポッケルス効果を用
いた電界センサ用としても、そのまま用いることが出来
ることは勿論である。

（発明の効果）本発明の光復調器は、上記したような構成を有するも
のであるから、オートゲインコントロール方式の回路を
設けることによって、直流成分を一定に保ち、交流成分
の変化のみの情報を表示回路に出力できるので、正確な
検知値を得ることが出来る。

また、本発明の光復調器は、従来より用いられている
信号処理回路のように、複数個のフィルター回路と、割
算回路とを用いることを必要としないので、その信号処
理回路の構成を簡素化出来るものであり、さらに、割算
回路を用いないので、環境温度等の影響を受けずに、信
頼性の高い検出値を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光復調器の構成を示す回路図、第1a図
はオートゲインコントロール方式の回路によって得られ
る直流成分の状態を示すグラフ、第２図は本発明の装置
に用いられる光磁界センサの構成を示す説明図であり、
第３図は従来の光復調器における回路図である。図中の符号１……光磁界センサ、２……ファラデー素子、３……偏
光子、４……検光子、５……直角プリズム、６……レン
ズ、７……光ファイバー、８……発光部、10……受光
部、11……O/E変換回路、12……増幅回路、13……比較
回路、14……基準電圧回路、15……帰還抵抗、16……フ
ィルター回路、17……増幅回路、18……表示回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森田幸男兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内 (56)参考文献特開昭64−88372（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】送電ケーブルに対して光磁界センサを設
け、該光磁界センサによりケーブルに流れる電流等を検
知するように構成してなる装置において、前記光磁界センサの光を光−電気信号変換回路等を通し
て電気信号に変換し、信号処理回路において処理するに
あたり、前記信号処理回路には、増幅回路と、該増幅回路に並列に設けられ抵抗値を制御することによ
って増幅回路の増幅度を調整し直流成分を一定の値にす
る機能を備えた帰還抵抗と、前記増幅回路の出力と基準電圧回路の信号との比較を行
いその出力信号を前記帰還抵抗にフィードバックさせる
比較回路とからなるオートゲインコントロール方式の信
号処理回路を設け、前記オートゲインコントロール方式の信号処理回路から
の出力をフィルター回路に入力し、該フィルター回路により直流成分を除去し交流成分のみ
を増幅回路に出力し、該増幅回路により増幅された信号を表示回路に向けて出
力するように構成したことを特徴とする光復調器。