光学电压测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能进行高精度的光学电压测量且具有高可靠性的光学电压测量装置。光学电压测量装置(10)至少具备：光源(11)；光分路器(12)；偏振器(13)；相位调制器(14)；传输光纤(2)；法拉第旋转器(32)，使光纤的出射光的偏振波进行旋转；电光元件(31)，对旋转后的光给予由泡克尔斯效应产生的折射率变化；反射镜(33)；以及检测器(41)。在电光元件的灵敏度的温度系数为正的情况下，在使用温度范围内的最低温度下决定法拉第旋转器的对电光元件的入射偏振光方位，以使该入射偏振光方位与泡克尔斯效应表现出的双折射的轴成为同一轴。在电光元件的灵敏度的温度系数为负的情况下，在使用温度范围内的最高温度下，进行同样的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及一种对输配电线的电压、电力设备的分配电压等进行测量 的光学电压测量装置。
技术介绍
图7中示出现有的光学电压测量装置的结构例。 该光学电压测量装置100具备传感器部101、发光部102、受光部103、发光侧和受 光侧信号处理电路部（未图示）。 传感器部101包括从光入射侧开始依次配置在同一光轴上的偏振器13、1/4波片 35 (以下也记作" λ /4板"）、电光元件31和检偏器52。 此外，发光部102包括Ε/0电路和输入侧光学系统，所述Ε/0电路包括作为光源11 的LED (Light Emitting Diode:发光二极管）等发光元件，所述输入侧光学系统包括配置 在同一光轴上的光纤53a、套圈54a、GRIN透镜55a和保持器56a。将该输入侧光学系统中 的各光学部件的相互接触的光轴面用粘接剂进行粘接。 另外，受光部103包括输出侧光学系统和0/E电路，所述输出侧光学系统包括配置 在同一光轴上的光纤53b、套圈54b、GRIN透镜55b和保持器56b，所述0/E电路包括将从该 输出侧光学系统射出的光信号变换成电信号进行检测的检测器41。输出侧光学系统中的各 光学部件的相互接触的光轴面也用粘接剂进行粘接。 在光学电压测量装置100的传感器部101中，配置在同一光轴上的上述各光学部 件、即偏振器13、λ /4板35、电光元件31和检偏器52的相互接触的光轴面全部用粘接剂 进行粘接。在此，所谓光轴面，是与光轴相垂直的面，关于各光学部件，存在光的入射面和出 射面这2个面（以下同样）。此外，在电光元件31上蒸镀有一对电极57,该一对电极57的 各电极分别通过引线58与一对电极端子59的各电极端子电气性连接。光学电压测量装置 100的被测量电压被施加在一对电极端子59的端子间。 发光侧和受光侧信号处理电路部（未图示）分别通过发光部102和受光部103而 与传感器部101相连接。传感器部101的偏振器13的输入侧光轴面与发光部102的GRIN 透镜55a的光轴面用粘接剂进行固定，传感器部101的检偏器52的输出侧光轴面与受光 部103的GRIN透镜55b的光轴面用粘接剂进行固定。并且，将粘接固定的传感器部101、 发光部102中的输入侧光学系统、以及受光部103中的输出侧光学系统，机械性地固定在 壳体（未图示）中。此外，作为用于光学电压测量装置100中的各光学部件的粘接剂，使 用环氧类或者尿烷类等的树脂。另外，作为电光元件31，使用扮 125102。出50、铋硅氧化物）、 KDP(KH2PO4)等。 下面，对具备上述结构的光学电压测量装置100的动作原理进行说明。在使用例 如中心波长为0.85 μπι的LED(Light Emitting Diode)作为发光部102中的光源11时，从 光源11射出LED的非偏振光，并在通过传感器部101的偏振器13后成为线偏振光。该线 偏振光在通过1/4波片35时变为圆偏振光，该圆偏振光在通过电光元件31后，按照施加到 该电光元件31上的施加电压Vm而椭圆化。即，电光元件31的透射光的偏振状态根据施加 电压Vm而进行变化。这样的椭圆偏振光在通过检偏器52之后，由检测器41受光。其输出 强度变化与电光元件31的透射光的偏振状态相对应。由于该偏振状态根据施加电压Vm进 行变化，因此，通过经由受光侧的光纤53b，在受光器中监视检偏器52的输出强度变化，并 计算出光量（强度）的调制度，就能够测量施加电压Vm。在此，所述光量的调制度是光量的 AC成分与光量的DC成分之比。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特公平2 - 10383号公报 但是，光学电压测量装置100是计算光量的调制度来测量施加电压Vm的方法，因 此在本质上存在无法测量直流电压的问题。此外，还会因温度等环境变化而产生灵敏度误 差和相位误差，但该情况与电流测量器的情况不同，因此会成为对功率、阻抗进行测量时的 误差，从而使测量精度变差。另外，由于测量中需要分压器，因此还存在因分压器而限制了 测量精度和响应速度的问题。 此外，在以去掉分压器为目标的光学电压计中，需要有长距离的气体中的光传播， 或者需要许多光源、光学系统，这就存在精度方面和可靠性方面的问题。 另一方面，也考虑了使用光量本身作为信号来测量电压的方法，但实际上检测器 的灵敏度变化或光学元件的透射率变化会直接导致误差，因此难以得到必要的精度。
技术实现思路
本专利技术的实施方式是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，其目的在 于，提供一种能进行高精度的光学电压测量且具有高可靠性的光学电压测量装置。 为了达到上述目的，本专利技术的实施方式的光学电压测量装置的特征在于，至少具 备：光源；第一光学元件，用于使来自所述光源的光成为线偏振光；相位调制器，对成为所 述线偏振光的光施加相位调制；光纤，配置成使成为所述线偏振光的光在其滞相轴（慢轴） 和进相轴（快轴）双方进行传播；第二光学元件，使所述光纤的出射光的偏振波进行旋转； 电光元件，对旋转后的所述光给予由泡克尔斯效应产生的折射率变化；反射镜，将透射了所 述电光元件的光反射；光分路器，将在所述反射镜反射并透射了所述电光元件的光分路； 以及检测器，对由所述光分路器分路后的光进行检测，在所述电光元件的灵敏度的温度系 数为正的情况下，在使用温度范围内的最低温度下，决定所述第二光学元件的对所述电光 元件的入射偏振光方位，使得该入射偏振光方位与所述泡克尔斯效应表现出的双折射的轴 成为同一轴，在所述电光元件的灵敏度的温度系数为负的情况下，在使用温度范围内的最 高温度下，决定所述第二光学元件的对所述电光元件的入射偏振光方位，使得该入射偏振 光方位与由所述泡克尔斯效应表现出的双折射的轴成为同一轴。 此外，本专利技术的其他实施方式的光学电压测量装置的特征在于，至少具备：光源； 第一光学元件，用于使来自所述光源的光成为线偏振光；相位调制器，对成为所述线偏振光 的光施加相位调制；光纤，配置成使成为所述线偏振光的光在该光纤的滞相轴和进相轴双 方进行传播；第二光学元件，使所述光纤的出射光的偏振波进行旋转；电光元件，对旋转后 的所述光给予由泡克尔斯效应产生的折射率变化；反射镜，将透射了所述电光元件的光反 射；光分路器，将在所述反射镜上反射并透射了所述电光元件的光分路；以及检测器，对由 所述光分路器分路后的光进行检测，作为所述电光元件，使用具有使入射光的偏振波进行 旋转的旋光性的电光元件。【附图说明】 图1是示出本专利技术的第一实施方式涉及的光学电压测量装置的整体结构的概略 图。 图2是示出扮66〇2。的灵敏度的温度特性的图表。 图3是说明本专利技术的第一实施方式涉及的光学电压测量装置的作用和效果的概 略图。 图4是示出本专利技术的第二实施方式涉及的复合型光学电压测量装置的整体结构 的概略图。 图5是示出反射式萨尼亚克（In-line Sagnac)型光学电流传感器的结构的概略 图。 图6是示出本专利技术的第三实施方式涉及的多级型光学电压测量装置的整体结构 的概略图。 图7是示出现有的光学电压测量装置的结构例的透视主视图。 附图标记的说明 1 出射光调整部 2 传输光纤（保偏光纤） 3、3' 传感器部 3a 第一传感器部 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学电压测量装置，其特征在于，至少具备：光源；第一光学元件，用于使来自所述光源的光成为线偏振光；相位调制器，对成为所述线偏振光的光施加相位调制；光纤，配置成使成为所述线偏振光的光在该光纤的滞相轴和进相轴双方进行传播；第二光学元件，使所述光纤的出射光的偏振波进行旋转；电光元件，对旋转后的所述光给予由泡克尔斯效应产生的折射率变化；反射镜，将透射了所述电光元件的光反射；光分路器，将在所述反射镜上反射并透射了所述电光元件的光进行分路；以及检测器，对由所述光分路器分路后的光进行检测，在所述电光元件的灵敏度的温度系数为正的情况下，在使用温度范围内的最低温度下，决定所述第二光学元件的对所述电光元件的入射偏振光方位，使得该入射偏振光方位与所述泡克尔斯效应表现出的双折射的轴成为同一轴，在所述电光元件的灵敏度的温度系数为负的情况下，使用温度范围内的最高温度下，决定所述第二光学元件的对所述电光元件的入射偏振光方位，使得该入射偏振光方位与由所述泡克尔斯效应表现出的双折射的轴成为同一轴。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥正雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP