[发明专利]电流测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用法拉第效应的电流测量装置，涉及光由传感器用光纤的一端侧入射，在另一端侧反射的反射型电流测量装置。

背景技术

已知一种电流测量装置，其通过利用光纤的法拉第效应，具有小型、柔性、耐电磁噪音、长距离信号传输、耐电压等各种优点。作为这种电流测量装置的一个例子，专利文献1公开了一种利用光的偏振面因磁场作用而旋转的法拉第效应的、反射型的电流测量装置。

该电流测量装置是作为传感器用光纤使用铅玻璃光纤的同时，在传感器用光纤的另一端配置反射镜的反射型电流测量装置。基本结构为将传感器用光纤围绕设置在被测电流流过的导体的外周，用于检测被测电流，在将从传感器用光纤的一端侧入射的直线偏振光，由反射镜进行往复的期间，测量因被测电流的磁场而旋转的直线偏振光的法拉第转角。并且，具备由YIG(yttrium iron garnet，钇铁石榴石)等强磁性体晶体构成的法拉第转子。

然而，用于电流测量装置的法拉第转子的法拉第转角具有取决于周围温度的特性(温度特性)，并且传感器用光纤也存在因费尔德常数及法拉第转角的温度依赖所导致的比例误差的温度特性。因此，不仅需要补偿法拉第转子，还需要补偿(降低)传感器用光纤的温度特性。作为完全补偿该法拉第转子和传感器用光纤双方的温度特性的电流测量装置，本发明人发明了将比例误差的变动幅度抑制在±0.5％或±0.2％以内的电流测量装置(参照专利文献2)。

专利文献2中记载的电流测量装置，至少包括传感器用光纤、偏振光束分离器、法拉第转子、光源及具备光电转换元件的信号处理电路来构成电流测量装置，并将传感器用光纤围绕设置在被测电流流过的导体的外周。并且关于法拉第转子的磁饱和时的法拉第转角，在温度23℃时设定为22.5°+α°，使法拉第转角从22.5°仅变化α°，由此将从信号处理电路输出的被测电流的测量值中的比例误差的变动幅度，在-20℃以上且80℃以下的温度范围内设定在±0.5％或±0.2％的范围内。

通过减少法拉第转子的比例误差的变动幅度，将从信号处理电路输出的被测电流的测量值中的比例误差的变动幅度抑制在±0.5％或±0.2％的范围内。因此，可以通过法拉第转子进行测量值中的比例误差的温度特性的补偿，在提高电流测量装置可靠性的同时，将比例误差的变动幅度抑制在±0.5％或±0.2％以内，从而实现可以适用于保护继电器的电流测量装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2006/022178号公报(第4-7页，图18)

专利文献2：日本专利公开2010-271292号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

然而，本发明人研究专利文献2的电流测量装置得出，实际将电流测量装置的比例误差的变动幅度降低至±0.5％以内的结果，传感器用光纤固有的双折射作为相对大的补偿对象出现。

传感器用光纤即使在直线状态下也具有双折射，并且围绕设置在导体的外周。因此，传感器用光纤形成为从直线状态被变形的结构。通过伴随该弯曲的变形，传感器用光纤产生应力，通过该应力，传感器用光纤上产生更大的双折射。其结果是，本发明人发现，越是想降低比例误差，越是在从传感器用光纤进行输出时输出具有两种不能控制的相位的传输模式，电流测量装置的输出表现出明显的波动和衰减。

本发明人实际测量专利文献2中公开的电流测量装置的比例误差的变动幅度的结果，引起传感器用光纤的双折射的比例误差的变动幅度如图31所示，在由电流测定装置输出的被测电流的测量值中，在约-1.0％～约1.2％的范围(在-20℃以上且80℃以下的温度范围内，为约-0.7％～约1.2％的范围)出现。因此，发现如上所述仅减少法拉第转子的比例误差的变动幅度，难以将被测电流的测量值中的比例误差的变动幅度抑制在±0.5％范围内。

本发明是鉴于所述问题而完成的，其技术问题在于提供一种能够将输出的比例误差的变动幅度准确限制在±0.5％的范围内，并且能够使组装简单化的电流测量装置。

(二)技术方案

所述的技术问题，通过以下的本发明实现。即，

(1)本发明的电流测量装置的特征在于，至少包括光入射出射部，传感器用光纤、法拉第转子、第一1/4波片及第二1/4波片、偏振光束分离器、光源以及具备光电转换元件的信号处理电路，

光入射出射部排列构成为两条波导，

从光入射出射部依次配置偏振光束分离器、第一1/4波片、第二1/4波片、法拉第转子、传感器用光纤，