特許 5710802 光電圧センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5710802

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年4月30日

(54)【発明の名称】光電圧センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/24 20060101AFI20150409BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20150409BHJP

【ＦＩ】

   G01R15/24 B

   G01R19/00 A

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-5180(P2014-5180)

(22)【出願日】2014年1月15日

(62)【分割の表示】特願2008-139988(P2008-139988)の分割

【原出願日】2008年5月28日

(65)【公開番号】特開2014-62924(P2014-62924A)

(43)【公開日】2014年4月10日

【審査請求日】2014年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 純一

(72)【発明者】

【氏名】宮部 崇

(72)【発明者】

【氏名】梅村 時博

(72)【発明者】

【氏名】桑原 豪

【審査官】 荒井 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０９４９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０２０１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０１４６７４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−３１５８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１０７７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １５／２４

Ｇ０１Ｒ １９／００

Ｇ０１Ｒ ３３／０３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から入射する光の光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、
入射する前記光を予め定められる基準の状態に偏光する偏光光学系と、
前記光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、測定対象の電圧が印加されると、前記偏光光学系で偏光された光を印加された前記電圧に応じて偏光する電気光学素子と、
前記光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、前記電気光学素子で偏光された光を入射すると、検出器に出力する検光子と、
円柱形に形成され、前記偏光光学系、前記電気光学素子及び前記検光子を固定する固定枠と、
内側に空間が形成される円筒形であって、前記偏光光学系、前記電気光学素子及び前記検光子を固定する固定枠が、前記偏光光学系、前記電気光学素子及び前記検光子それぞれの前記中心軸と前記空間の中心軸である直線とが一致するように、前記空間に弾性体を介して固定される枠とを備え、
前記弾性体は前記固定枠と前記枠との間に均一に充填されていることを特徴とする光電圧センサ。

【請求項2】

前記弾性体の厚みは、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光電圧センサ。

【請求項3】

前記光軸の方向と、外部から加えられる振動の方向とを一致させて、前記偏光光学系、前記電気光学素子及び前記検光子を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電圧センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光を利用して電圧を測定する光電圧測定装置で利用される光電圧センサに関する。

【背景技術】

【0002】

変電所や発電所等の電力機器や電気系統の周囲では大きな磁界が発生している。したがって、このような場所では、周囲の磁界による影響を受けるため、電気信号を利用して正確に電圧や電流を測定することができないことがある。これに対し、従来、磁界の影響を受けない光信号を用いて電圧や電流を測定する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図７を用いて、従来の光で電圧を測定する装置（光電圧測定装置）について簡単に説明する。従来の光電圧測定装置２では、光源駆動装置１１の制御によって光源１２から発光された光を光ファイバ１３ａを介して送光コリメータ１４に導光する。送光コリメータ１４は、光ファイバ１３ａから入射した光を平行光として偏光子１５に送光する。偏光子１５は、送光コリメータ１４から入射した光を直線偏光し、位相差板１６は、偏光子１５で直線偏光された光を円偏光して基準となる光を形成する。電気光学素子１７には、測定対象である電圧が印加されており、電気光学素子１７は、位相差板１６から入射する光を、印加電圧によって生じる電気光学効果に基づき偏光する。検光子１８は、電気光学素子１７で偏光された光を受光し、受光コリメータ１９は、検光子１８から入射した光を平行光として光ファイバ１３ｂに導光する。検出器２１は、光ファイバ１３ｂを介して検出する光信号を電気信号に変換する。その後、電圧測定部２２は、検出器２１で変換された電気信号から測定対象の電圧を演算する。

【0004】

ここで、光電圧測定装置２において高精度の測定を行なうためには、偏光子１５、位相差板１６、電気光学素子１７及び検光子１８が出力する光の偏光状態を安定させる必要がある。しかしながら、各素子１５〜１８は振動により光弾性効果が生じ、この光弾性効果が偏光状態を乱す原因となっている。一方、光電圧測定装置２の電圧測定の対象である電力機器等が高圧機器であるとき、光電圧測定装置２が設置される環境で大きな振動が発生することがある。例えば、高圧機器は、異常発生時に電流を遮断する遮断器を備えているが、この遮断器のオン・オフで発生する振動は１０００Ｇを超える。このように大きな振動が生じる条件下に設置される光電圧測定装置２では、偏光状態を安定させることが困難であった。

【0005】

従来、図７に示すように、弾性体を介して基板２５上に各素子１４〜１９を配置することで、弾性体に振動を吸収させて素子１４〜１９の振動を防止する防振対策が知られていた。

【0006】

図８〜図１０を用いて、電気光学素子１７の接着方法と振動により生じる問題について説明する。ここでは、電気光学素子１７の場合を用いて説明するが、他の素子１４〜１６，１８，１９も電気光学素子１７と同様に基板２５上に接着し、同様の問題が生じる。

【0007】

電気光学素子１７は、図８（ａ）に示すように基板２５上に弾性体の接着剤２３で接着される。基板２５に外部から振動が与えられていない状態では、図８（ａ）に示すように、電気光学素子１７は、基板２５に対して平行な状態である。一方、基板２５に振動が与えられたとき、図８（ｂ）に示すように、電気光学素子１７に働く慣性力によって、電気光学素子１７は基板２５に対して傾きが生じる。

【0008】

振動が与えられていない状態のとき、図９（ａ）に示すように、電気光学素子１７は光軸Ｌに対して垂直な状態となり、出射光は規定位置に備えられる受光コリメータ１９の開口１９ａを通過することができるため、受光コリメータ１９は、光を検出できる。

【0009】

一方、外部から振動が与えられると、電気光学素子１７には傾きが生じるため、図９（ｂ）に示すように、電気光学素子１７に角度ずれが生じる。すなわち、入射光の光軸Ｌ1と出射光の光軸Ｌ2とにδの角度ずれが生じたことにより、出射光は開口１９ａを通過することができず、受光コリメータ１９が光を検出できない問題が生じる。このように、光が受光コリメータ１９で検出されない場合には、測定対象としている電圧で光が偏光されたことによって光が検出できないのか、振動によって電気光学素子１７等の素子に角度ずれが生じたことによって光が検出できないのか不明であり、正確な電圧測定をすることができなくなる。

【0010】

このように、振動によって生じる電気光学素子１７の傾きは、接着剤２３の厚さが厚くなるほど大きくなるという問題があった。そのため、防振対策として利用する弾性体の接着剤２３が反って電気光学素子１７に角度ずれを生じさせるという問題を起こしている。

【0011】

図１０（ａ）は、図９（ａ）と同様に、振動が与えられていない状態を示している。この状態から、外部から与えられた振動によって図１０（ｂ）に示すように電気光学素子１７が並進運動をした場合、電気光学素子１７は、光軸Ｌに対して垂直な状態を保つことができる。したがって、図１０（ｂ）に示すように電気光学素子１７が振動によって並進運動した場合には、電気光学素子１７を通過する光は、規定位置に備えられる開口を通過して後段の素子で検出され、光電圧測定装置２では正確な電圧測定をすることができる。

【0012】

上述したように、光電圧測定装置２では、各素子１４〜１９に振動が与えられて光軸ずれが生じたときには正確な電圧測定が妨げられるが、各素子１４〜１９が並進運動したときには振動の影響を受けにくいという特徴があった。

【0013】

しかしながら、従来のように平面状の基板２５上に接着剤２３で各素子１４〜１９を接着する方法では、外部からの振動によって各素子１４〜１９がどの方向に移動するか予測がつきにくく、移動方向をコントロールすることができなかった。したがって、例えば、防振対策の際に基板２５上に素子１４〜１９を接着するときには、接着剤２３の厚さを、振動によって素子１４〜１９に傾きが生じない最低限の厚さに抑えることしかできず、十分な防振対策が実現できていない問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２００３−１４７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

上記課題に鑑み、本発明は、大きな振動が発生する条件下でも精度が高く、安定した電圧測定が可能な光電圧測定装置で利用される光電圧センサを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の特徴に係る光電圧センサは、光源から入射する光の光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、入射する前記光を予め定められる基準の状態に偏光する偏光光学系と、前記光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、測定対象の電圧が印加されると、前記偏光光学系で偏光された光を印加された前記電圧に応じて偏光する電気光学素子と、前記光軸に垂直であるとともに、前記光軸を中心軸として配置され、前記電気光学素子で偏光された光を入射すると検出器に出力する検光子とを備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、大きな振動が発生する条件下でも精度が高く、安定した電圧測定が可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る光電圧センサと、この光電圧センサを備える光電圧計測装置の構成を説明する図である。

【図2】電気光学素子の固定の一例を表わす図である。

【図3】電気光学素子を固定する枠が直方体である場合の一例を説明する図である。

【図4】電気光学素子を固定する枠が円筒形である場合の一例を説明する図である。

【図5】振動による光軸のずれについて説明する図である。

【図6】変形例に係る光電圧計測装置の構成を説明する図である。

【図7】従来の光電圧計測装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図8】従来の電気光学素子の固定例を表わす図である。

【図9】振動が与えられた電気光学素子に入射される入射光の一例を表わす図である。

【図10】振動が与えられた電気光学素子に入射される入射光の他の例を表わす図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を用いて本発明の最良の実施形態に係る光電圧センサを説明する。以下の説明において、同一構成についてはそれぞれ同一の符号を付して説明を省略する。また、図７を用いて上述した従来の構成と同一の構成についてもそれぞれ同一の符号を付して説明を省略する。

【0020】

図１に示すように、本発明の最良の実施形態に係る光電圧センサ１は、入射する光を偏光する偏光光学系である偏光子１５及び位相差板１６と、偏光子１５及び位相差板１６で偏光された光の位相を印加される電圧に応じて変調する電気光学素子１７と、電気光学素子１７を透過した光を検出する検光子１８とを備えている。また、光電圧センサ１は、両端が開放された円筒形の枠２０ａ〜２０ｃを備えている。

【0021】

図１に示す例では、光電圧センサ１は、光電圧測定装置２ａに組み込まれている。この光電圧測定装置２ａは、光源駆動装置１１と、光源駆動装置１１によって駆動される光源１２と、光源１２から発光された光を送光コリメータ１４に導光する光ファイバ１３ａと、入射する光を平行光にして光電圧センサ１の偏光子１５に送光する送光コリメータ１４と、光電圧センサ１の検光子１８を透過して開口１９ａを通過した光を受光して平行光にする受光コリメータ１９と、受光コリメータ１９から入射する光を検出器２１に導光する光ファイバ１３ｂと、光ファイバ１３ｂから入射する光を検出して電気信号に変換する検出器２１と、検出器２１で変換された電気信号から電気光学素子１７に印加された電圧を測定する電圧測定部２２とを備えている。

【0022】

偏光子１５は、入射光を直線偏光する素子であり、位相差板１６は、偏光子１５で直線偏光された光を円偏光する１／４波長板である。この偏光子１５及び位相差板１６は、光源１２から発光されて送光コリメータ１４を介して入力した光を予め定められる基準の状態に偏光する。偏光子１５及び位相差板１６は、それぞれ直方体の素子であり、外部から与えられた振動を吸収する弾性体の接着剤で枠２０ａの内部空間に固定されている。このとき、偏光子１５及び位相差板１６は、入射する光の光軸Ｌに垂直であるとともに光軸Ｌを中心軸として配置されている。

【0023】

電気光学素子１７は、ＢＧＯ（Ｂｉｌ₂ＧｅＯ₂Ｏ）等の単結晶を用いた電気光学素子（ポッケルス効果素子）である。この電気光学素子１７は、電気光学効果によって、位相差板１６から入射する光の位相を印加される測定対象の電圧に応じて変調する。すなわち、この電気光学素子１７は印加された電圧強度に応じた楕円率で楕円偏光されて光量が変化するため、被測定電圧に応じた光量の光が出力される。

【0024】

電気光学素子１７は、偏光子１５及び位相差板１６と同様に直方体であり、外部から与えられた振動を吸収する弾性体の接着剤で枠２０ｂの内部空間に固定されている。また、電気光学素子１７も、入射する光の光軸Ｌに垂直であるとともに光軸Ｌを中心軸として配置されている。電気光学素子１７には、電極を設けて測定対象の電圧を印加して入射する光を偏光してもよいし、電気光学素子１７の周囲で発生している電界によって入射する光を偏光してもよい。

【0025】

検光子１８は、電気光学素子１７で被測定電圧に応じて光量が変化された光を検出する素子である。検光子１８も、他の素子１５〜１７と同様に直方体であり、外部から与えられた振動を吸収する弾性体の接着剤で枠２０ｃの内部空間に固定されている。また、検光子１８も、入射する光の光軸Ｌに垂直であるとともに光軸Ｌを中心軸として配置されている。

【0026】

図１に示す例では、送光コリメータ１４と受光コリメータ１９も円筒形であり、この送光コリメータ１４、受光コリメータ１９及び各枠２０ａ〜２０ｃの直径は同一であるものとする。また、図１に示す例では、送光コリメータ１４、枠２０ａ〜２０ｃ及び受光コリメータ１９はそれぞれ独立した状態で配置されているが、送光コリメータ１４、各枠２０ａ〜２０ｃ及び受光コリメータ１９が、それぞれの中心軸を基準として、一つの筒型に固定されているものとする。

【0027】

なお、光電圧測定装置２ａの電圧測定部２２は、検出器２１が検出した光の光量を、光源１２で発光した光の光量と比較することで、電気光学素子１７における被測定電圧に応じた光量の損失を求め、電気光学素子１７に印加された電圧を測定することができる。すなわち、電圧測定部２２は、光源１２から発光された光量と、偏光子１５及び位相差板１６で偏光された光の状態とを基準として、検出器２１が検出した光量から、電気光学素子１７に印加された電圧を求めることができる。

【0028】

次に、図２を用いて枠２０ｂに接着剤２３で電気光学素子１７を接着する方法について説明する。図２は、電気光学素子１７が接着された枠２０ｂを、電気光学素子１７の中心軸に沿って切断した横断面図である。図８を用いて上述した従来の素子の接着方法では、平面形の基板２５に接着していたが、本発明に係る光電圧センサ１では、図１を用いて上述したような円筒形の枠２０ａ〜２０ｃに形成される内部空間に、それぞれの素子１５〜１８を接着している。このとき、各素子１５〜１８と枠２０ａ〜２０ｃとの間に振動を吸収する弾性体の接着剤２３を充填し、各素子１５〜１８の中心軸と各枠２０ａ〜２０ｃの中心軸とが一致するようにする。

【0029】

光電圧センサ１で各素子１５〜１８が接着する枠２０ａ〜２０ｃの形状は、円筒形以外であっても振動を防止することができるが、円筒形である場合に最も防振効果が高くなる。この理由について、図３及び図４を用いて説明する。

【0030】

図３は、仮に、枠２０ｂを直方体の筒型にした場合の一例であって、図３（ａ）は電気光学素子１７を接着する前の状態、図３（ｂ）は内部に電気光学素子１７を接着した後の状態を表わしている。

【0031】

図３（ａ）に示すように、枠２０ｂの内側には、電気光学素子１７を配置する空間が形成されており、この枠２０ｂの内部に電気光学素子１７が配置され、接着剤２３によって接着される。図３（ｂ）に示す例では、電気光学素子１７が固定枠２４に固定され、この固定枠２４が枠２０ｂと接着されているが、電気光学素子１７を直接枠２０ｂに接着しても同様である。ここで、電気光学素子１７の中心軸と枠２０ｂの中心軸とは一致しており、この中心軸を以下で中心軸Ｃとする。

【0032】

このように枠２０ｂと電気光学素子１７（図３の例では、固定枠２４）との間を弾性体の接着剤２３で充填すれば、外部から与えられる振動を周囲の接着剤２３が吸収し、電気光学素子１７の傾きを防止し、角度ずれを防止することができる。特に、中心軸Ｃを基準として枠２０ｂまで対角線を引いたとき、図３（ｂ）に示す枠２０ｂのように、中心軸Ｃからの枠２０ｂ上の各点までは線対称となるときには、外部から与えられた振動は接着剤２３に均一に吸収され、電気光学素子１７に傾きを生じさせる回転運動は起こりにくく、図９（ｂ）で上述したような角度ずれの防止効果を高めることができる。

【0033】

しかしながら、電気光学素子１７と枠２０ｂを接着するとき、電気光学素子１７と枠２０ｂとの間に均一に接着剤２３を充填しても、例えば、気泡の混入や硬化状態の不均一が生じる。したがって、枠２０ｂに電気光学素子１７を接着する接着剤２３の硬さは各位置において不均一となり、例えば図３（ｂ）に示すように、柔らかい部分２３ａと硬い部分２３ｂとによって構成されることになる。また、枠２０ｂの形状が直方体であるとき、図３（ｂ）に示すようにその断面は四角形となって、枠２０ｂの各辺の中点が中心軸Ｃから近く、枠２０ｂの各頂点が中心軸Ｃから最も遠く、枠２０ｂの各辺上の点から中心軸Ｃまでの距離は異なる。

【0034】

このように、接着剤２３に柔らかい部分２３ａと硬い部分２３ｂとが分布して存在し、かつ、中心軸Ｃから枠２０ｂ上の各点までの距離が異なる場合、外部から与えられた振動が接着剤２３に均一に吸収されないため、回転運動が起こりやすく、角度ずれが生じやすくなる。

【0035】

一方、中心軸Ｃから枠２０ｂ上の各点までの距離を等しくした場合、接着剤２３に柔らかい部分２３ａと硬い部分２３ｂとが分布していても、回転運動を拘束する力は軸の両側でほぼ均等に分布するため、回転運動、すなわち角度ずれの発生を防止することができる。したがって、図１に示しているように、光電圧センサ１では、円筒形の枠２０ａ〜２０ｃを利用することが最も望ましい。

【0036】

具体的には、図４（ａ）に示すような、円筒形の枠２０ｂを利用する。この枠２０ｂの内側に、図４（ｂ）に示すように、電気光学素子１７を固定する固定枠２４を接着する。このように円筒形の枠２０ｂを利用することで中心軸Ｃから枠２０ｂ上の各点までの距離を等しくすることができる。なお、中心軸Ｃは光軸Ｌと一致するように配置する。

【0037】

電気光学素子１７を円柱形に形成することができれば、固定枠２４を用いずに電気光学素子１７を直接枠２０ｂに接着剤２３で接着することができる。しかしながら、実際の電気光学素子１７は、直方体に製造することが容易であることが多く、また、実際に直方体でしか製品供給されていないものもある。したがって、上述したように、直方体の電気光学素子１７を円筒形の固定枠２４に固定した後、この固定枠２４を接着剤２３で枠２０ｂに接着する。なお、固定枠２４に電気光学素子１７を接着する方法については、電気光学素子１７が固定枠２４に不動に固定することができれば、その方法を問わない。

【0038】

偏光子１５、位相差板１６及び検光子１８も同様に円柱形であれば、固定枠を用いずに直接枠２０ａ，２０ｃに接着剤２３で接着することができるが、円柱形の素子１５，１６，１８が得られない場合には、直方体の素子１５，１６，１８をそれぞれ円筒形の固定枠に固定して枠２０ａ，２０ｃに接着する。

【0039】

次に、図５を用いて、図４に示した枠２０ｂに接着剤２３で固定されている電気光学素子１７と振動の方向との関係について説明する。図５では、図４に示した固定枠２４を省略して説明する。電気光学素子１７は、枠２０ｂに接着剤２３で接着されるとき、光軸Ｌが電気光学素子１７及び枠２０ｂの中心軸Ｃとも一致するとともに、この中心軸Ｃに対して線対称な構造である。

【0040】

振動のない場合には、図５（ａ）に示すように、光軸Ｌは、電気光学素子１７に対して垂直であって、電気光学素子１７の中心軸Ｃと一致する。

【0041】

図５（ａ）に示すように接着された状態で、光軸方向の振動が加わった場合、図５（ｂ）に示すように、電気光学素子１７は傾くことなく光軸Ｌに対して水平方向に移動する。したがって、光軸方向に振動が加わっても、電気光学素子１７は、並進運動するのみであるので、光軸Ｌは、電気光学素子１７に対して垂直であって、電気光学素子１７の中心軸Ｃと一致している。

【0042】

一方、光軸Ｌと直交方向に振動が加わった場合には、図５（ｃ）に示すように、電気光学素子１７には傾きが生じることがある。このような場合、電気光学素子１７に対して斜めに光が入射し、入射光の光軸Ｌ1と出射光の光軸Ｌ2とは一致せず、また、光軸Ｌ1，Ｌ2は電気光学素子１７の中心軸Ｃと一致しなくなる。

【0043】

したがって、光電圧センサ１を備える光電圧測定装置を設置する際には、このような予め把握している振動源となる位置に対して、光軸方向と同一の方向から各素子１４〜１９に与えられるように配置する必要がある。

【0044】

続いて、各素子１５〜１８を接着する場合の接着剤２３の理想的な厚さについて説明する。光電圧センサ１において、弾性体の接着剤２３を用いた場合、図８（ｂ）を用いて上述したように電気光学素子１７が振動して角度ずれを増大させる問題があったため、弾性体の厚みは必要最低限に抑えていた。しかしながら、図３及び４を用いて上述したように、本発明に係る光電圧センサ１では、光軸Ｌを中心軸Ｃと一致させ、この中心軸Ｃに対して線対称になるような枠２０ｂ内に電気光学素子１７を接着する構造にした場合、弾性体である接着剤２３の厚みを厚くしたほうがより角度ずれを抑制することができる。

【0045】

光電圧センサ１が備えられる光電圧測定装置の測定対象である電力機器では、事故時の高圧大電流を瞬時に遮断するための遮断器が設置されていることがある。この遮断器は、高速に動作しないと電流を遮断することができないため、遮断器の発生する振動は大きく、最大１０００Ｇに及ぶこともある。したがって、電力機器の電圧測定に用いられる光電圧センサ１も１０００Ｇの振動条件下でも正確に測定することができる必要がある。この１０００Ｇの振動を抑制するために必要な接着剤２３の厚みは、式１によって求められるように、最低でも０．５ｍｍの厚みが必要となる。すなわち、接着剤２３の厚みが０．５ｍｍ以上であることを要するのは、振動による振幅が０．５ｍｍ程度になることによる。式（１）において、Ｄを振動の変位、Ｇを振動加速度、Ｆを振動周波数としている。

【0046】

Ｄ＝Ｇ・５００／Ｆ² ・・・（１）
振動周波数としては、１ｋＨｚ程度であるので、１０００Ｇの振動が加わったときの振動振幅は０．５ｍｍとなる。この振動を吸収するためには、通常のゴム等の接着剤２３では振幅以上の厚みが必要となるため、接着剤２３の厚みを０．５ｍｍ以上にすることが最適である。

【0047】

この接着剤２３の厚みが薄いと弾性を失うため振動が吸収できなくなり、また、弾性を失うタイミングが中心軸での左右でばらつくと角度ずれの原因になる。したがって、角度ずれを防止するためにも、接着剤２３の厚みを十分に確保することが必要である。

【0048】

上述したように、本発明に係る光電圧センサ１は、各素子１５〜１８を枠２０ａ〜２０ｃの内側に形成される空間に弾性体の接着剤２３で接着している。したがって、上記の光電圧センサ１では、外部から与えられる振動を接着剤２３が吸収し、振動の影響を防止することができる。なお、上述の説明では、各素子１５〜１８をそれぞれの枠２０ａ〜２０ｃ内に配置し、その後、この複数の枠２０ａ〜２０ｃを一つの筒型に固定していたが、一つの筒形状の枠に全ての素子１５〜１８を配置させるように構成しても同一の効果を得ることができる。

【0049】

また、上記の光電圧センサ１では、枠２０ａ〜２０ｃの形状を中心軸に対して線対称となる筒型、とくに、円筒形にすることで、防振効果を高めることができる。

【0050】

さらに、上記の光電圧センサ１では、弾性体となる接着剤２３の厚みを０．５ｍｍ以上にすることで、１０００Ｇの振動が与えられた場合にも、この振動を吸収することができる。

【0051】

〈変形例〉
光電圧センサ１を利用する光電圧測定装置の変形例について、図６を用いて説明する。

【0052】

図６に示すように、変形例に係る光電圧測定装置２ｂは、図１の光電圧測定装置２ｂとは異なり、光ファイバ１３ａ，１３ｂ、送光コリメータ１４及び受光コリメータ１９を有していない。そのため、光電圧測定装置２ｂでは、光源１２で発光された光を偏光子１５に直接導入し、また検光子１８で検出された光を検出器２１に直接導入しているが、他の点については同一であるので説明を省略する。

【0053】

上述の光電圧測定装置２ｂは、光が光ファイバを通ることがないため、光ファイバにおける光の損失を考慮せずに電圧測定をすることができる。また、光電圧測定装置２ｂは、光ファイバ、送光コリメータ及び受光コリメータを備えていないため、小型に構成することができる。したがって、光電圧測定装置２ｂは、光源１２及び検出器２１を他の素子１４〜１９の近くに配置することができる場合に有効的である。

【0054】

このように、光電圧センサ１は、図１で上述したような光電圧測定装置２ａの他にも光を利用して電圧を測定する様々な装置やシステムで利用することが出来る。

【符号の説明】

【0055】

２ａ，２ｂ…光電圧測定装置
１…光電圧センサ
１１…光源駆動装置
１２…光源
１３ａ，１３ｂ…光ファイバ
１４…送光コリメータ
１５…偏光子（偏光光学系）
１６…位相差板（偏光光学系）
１７…電気光学素子
１８…検光子
１９…受光コリメータ
１９ａ…開口
２０ａ〜２０ｃ…枠
２１…検出器
２２…電圧測定部
２３…接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】