光學電壓測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明的實施方式涉及一種對輸配電線的電壓、電力設備的分配電壓等進行測量 的光學電壓測量裝置。
【背景技術】
[0002] 圖7中示出現有的光學電壓測量裝置的結構例。
[0003] 該光學電壓測量裝置100具備傳感器部101、發光部102、受光部103、發光側和受 光側信號處理電路部（未圖示）。
[0004] 傳感器部101包括從光入射側開始依次配置在同一光軸上的偏振器13、1/4波片 35 (以下也記作" λ /4板"）、電光元件31和檢偏器52。
[0005] 此外，發光部102包括Ε/0電路和輸入側光學系統，所述Ε/0電路包括作為光源11 的LED (Light Emitting Diode:發光二極管）等發光元件，所述輸入側光學系統包括配置 在同一光軸上的光纖53a、套圈54a、GRIN透鏡55a和保持器56a。將該輸入側光學系統中 的各光學部件的相互接觸的光軸面用粘接劑進行粘接。
[0006] 另外，受光部103包括輸出側光學系統和0/E電路，所述輸出側光學系統包括配置 在同一光軸上的光纖53b、套圈54b、GRIN透鏡55b和保持器56b，所述0/E電路包括將從該 輸出側光學系統射出的光信號變換成電信號進行檢測的檢測器41。輸出側光學系統中的各 光學部件的相互接觸的光軸面也用粘接劑進行粘接。
[0007] 在光學電壓測量裝置100的傳感器部101中，配置在同一光軸上的上述各光學部 件、即偏振器13、λ /4板35、電光元件31和檢偏器52的相互接觸的光軸面全部用粘接劑 進行粘接。在此，所謂光軸面，是與光軸相垂直的面，關于各光學部件，存在光的入射面和出 射面這2個面（以下同樣）。此外，在電光元件31上蒸鍍有一對電極57,該一對電極57的 各電極分別通過引線58與一對電極端子59的各電極端子電氣性連接。光學電壓測量裝置 100的被測量電壓被施加在一對電極端子59的端子間。
[0008] 發光側和受光側信號處理電路部（未圖示）分別通過發光部102和受光部103而 與傳感器部101相連接。傳感器部101的偏振器13的輸入側光軸面與發光部102的GRIN 透鏡55a的光軸面用粘接劑進行固定，傳感器部101的檢偏器52的輸出側光軸面與受光 部103的GRIN透鏡55b的光軸面用粘接劑進行固定。并且，將粘接固定的傳感器部101、 發光部102中的輸入側光學系統、以及受光部103中的輸出側光學系統，機械性地固定在 殼體（未圖示）中。此外，作為用于光學電壓測量裝置100中的各光學部件的粘接劑，使 用環氧類或者尿烷類等的樹脂。另外，作為電光元件31，使用扮 125102。出50、鉍硅氧化物）、 KDP(KH2PO4)等。
[0009] 下面，對具備上述結構的光學電壓測量裝置100的動作原理進行說明。在使用例 如中心波長為0.85 μπι的LED(Light Emitting Diode)作為發光部102中的光源11時，從 光源11射出LED的非偏振光，并在通過傳感器部101的偏振器13后成為線偏振光。該線 偏振光在通過1/4波片35時變為圓偏振光，該圓偏振光在通過電光元件31后，按照施加到 該電光元件31上的施加電壓Vm而橢圓化。即，電光元件31的透射光的偏振狀態根據施加 電壓Vm而進行變化。這樣的橢圓偏振光在通過檢偏器52之后，由檢測器41受光。其輸出 強度變化與電光元件31的透射光的偏振狀態相對應。由于該偏振狀態根據施加電壓Vm進 行變化，因此，通過經由受光側的光纖53b，在受光器中監視檢偏器52的輸出強度變化，并 計算出光量（強度）的調制度，就能夠測量施加電壓Vm。在此，所述光量的調制度是光量的 AC成分與光量的DC成分之比。
[0010] 現有技術文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :日本特公平2 - 10383號公報
[0013] 但是，光學電壓測量裝置100是計算光量的調制度來測量施加電壓Vm的方法，因 此在本質上存在無法測量直流電壓的問題。此外，還會因溫度等環境變化而產生靈敏度誤 差和相位誤差，但該情況與電流測量器的情況不同，因此會成為對功率、阻抗進行測量時的 誤差，從而使測量精度變差。另外，由于測量中需要分壓器，因此還存在因分壓器而限制了 測量精度和響應速度的問題。
[0014] 此外，在以去掉分壓器為目標的光學電壓計中，需要有長距離的氣體中的光傳播， 或者需要許多光源、光學系統，這就存在精度方面和可靠性方面的問題。
[0015] 另一方面，也考慮了使用光量本身作為信號來測量電壓的方法，但實際上檢測器 的靈敏度變化或光學元件的透射率變化會直接導致誤差，因此難以得到必要的精度。
【發明內容】
[0016] 本發明的實施方式是為了解決如上所述的現有技術的問題而提出的，其目的在 于，提供一種能進行高精度的光學電壓測量且具有高可靠性的光學電壓測量裝置。
[0017] 為了達到上述目的，本發明的實施方式的光學電壓測量裝置的特征在于，至少具 備：光源；第一光學元件，用于使來自所述光源的光成為線偏振光；相位調制器，對成為所 述線偏振光的光施加相位調制；光纖，配置成使成為所述線偏振光的光在其滯相軸（慢軸） 和進相軸（快軸）雙方進行傳播；第二光學元件，使所述光纖的出射光的偏振波進行旋轉； 電光元件，對旋轉后的所述光給予由泡克爾斯效應產生的折射率變化；反射鏡，將透射了所 述電光元件的光反射；光分路器，將在所述反射鏡反射并透射了所述電光元件的光分路； 以及檢測器，對由所述光分路器分路后的光進行檢測，在所述電光元件的靈敏度的溫度系 數為正的情況下，在使用溫度范圍內的最低溫度下，決定所述第二光學元件的對所述電光 元件的入射偏振光方位，使得該入射偏振光方位與所述泡克爾斯效應表現出的雙折射的軸 成為同一軸，在所述電光元件的靈敏度的溫度系數為負的情況下，在使用溫度范圍內的最 高溫度下，決定所述第二光學元件的對所述電光元件的入射偏振光方位，使得該入射偏振 光方位與由所述泡克爾斯效應表現出的雙折射的軸成為同一軸。
[0018] 此外，本發明的其他實施方式的光學電壓測量裝置的特征在于，至少具備：光源； 第一光學元件，用于使來自所述光源的光成為線偏振光；相位調制器，對成為所述線偏振光 的光施加相位調制；光纖，配置成使成為所述線偏振光的光在該光纖的滯相軸和進相軸雙 方進行傳播；第二光學元件，使所述光纖的出射光的偏振波進行旋轉；電光元件，對旋轉后 的所述光給予由泡克爾斯效應產生的折射率變化；反射鏡，將透射了所述電光元件的光反 射；光分路器，將在所述反射鏡上反射并透射了所述電光元件的光分路；以及檢測器，對由 所述光分路器分路后的光進行檢測，作為所述電光元件，使用具有使入射光的偏振波進行 旋轉的旋光性的電光元件。
【附圖說明】
[0019] 圖1是示出本發明的第一實施方式涉及的光學電壓測量裝置的整體結構的概略 圖。
[0020] 圖2是示出扮66〇2。的靈敏度的溫度特性的圖表。
[0021] 圖3是說明本發明的第一實施方式涉及的光學電壓測量裝置的作用和效果的概 略圖。
[0022] 圖4是示出本發明的第二實施方式涉及的復合型光學電壓測量裝置的整體結構 的概略圖。
[0023] 圖5是示出反射式薩尼亞克（In-line Sagnac)型光學電流傳感器的結構的概略 圖。
[0024] 圖6是示出本發明的第三實施方式涉及的多級型光學電壓測量裝置的整體結構 的概略圖。
[0025] 圖7是示出現有的光學電壓測量裝置的結構例的透視主視圖。
[0026] 附圖標記的說明
[0027] 1 出射光調整部
[0028] 2 傳輸光纖（保偏光纖）
[0029] 3、3' 傳感器部
[0030] 3a 第一傳感器部
[0031] 3b 第二傳感器部
[0032] 4 檢測部
[0033] 10 光學電壓測量裝置
[0034] 11 光源
[0035] 12 光分路器（耦合器）
[0036] 13 偏振器（第一光學兀件）
[0037] 14 相位調制器
[0038] 20 復合型光學電壓測量裝置
[0039] 30 多級型光學電壓測量裝置
[0040] 31 電光元件
[0041] 32 法拉第旋轉器（第二光學元件）
[0042] 33 反射鏡
[0043] 34 施加電壓
[0044] 35 1/4 波片<