Abstract
Optical current sensor and optical voltage sensor modules were designed and fabricated to improve measurement error and insulation in automatic power distributor By using Faraday effect, optical current sensor with an $\alpha$-iron core was designed and fabricated to minimize current induction of the other phase and was optimized to maintain linearity. Optical voltage sensor was fabricated owing to the pockets effect and adopted spatial electric field type because of small room in an automatic power distributor. To connect a distributor with an external terminal for signal processing, optical multi connector was designed, fabricated and tested for coupling loss and gas leakage. The linearity of optical current sensor for applied current maintains variation of smaller than 2.5% for applied current range from 20A to 700A. The linearity of optical voltage sensor was smaller than 1% for appling voltage from 6.6kV to 19.8kV. Since the measured characteristics are good, these devices can be considered as being applicable in practice.
본 연구에서는 광계측 기술을 이용하여 배전자동화 개폐기 내에서 발생하는 전자 계측장치의 절연문제 및 측정오차의 문제점을 개선하기 위하여 배선자동화개폐기 내장형 광전류 및 광전압센서를 연구하였다. 자기광학 효과(magneto optic effect)인 페러데이효과(Faraday effect)를 이용하여 최적의 광전류 센서를 설계 제작하여 높은 전류까지 선형성을 유지시키고 다른 상의 전류에 대한 유도현상을 최소로 하기 위해 순철 코아를 사용하여 광전류 센서를 일체화시켜 설계 제작하였다. 설계내에서 결정의 굴절률 및 방위각의 변화에 의해 생기는 전기광학효과(electrooptic effect)인 포켈스 효과(pockels effect)를 이용하여 광전압센서를 구성하였으며 배전 자동화용 개폐기의 협소한 내부구조를 고려하여 공간전계방식을 채택하였다. 또한 다심의 광섬유를 개폐기와 외부의 신호처리 단말기와 연결하기 위하여 기밀형 멀티 광커넥터를 설계 자작하여 접속 손실 및 가스 누설 시험을 하였다. 전기적 특성시험에서 광 전류센서에서는 인가 전류에 대한 선형 특성은 20A 에서 700A까지 변동 오차 2.5% 이내의 선형성을 유지하였으며, 광전압센서에 있어서 인가 전압에 대한 선형 특성은 6.6kV에서 19.8kV까지 거의 변동 오차가 1% 이내로 우수한 선형 특성을 나타냈다.
