• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2000년도 춘계종합학술대회
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• pp.493-496
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• 2000

본 논문에서는 전계의 변화에 의한 굴절율의 변화에 따라 편광 상태가 달라지는 포켈스 소자인 BSO(Bi$_{12}$SiO$_{20}$)에 균등한 전계를 가하기 위해서 보조 전극을 이용한 공간분압방식을 채용하여 절연 신뢰도가 향상된 광전압 센서 모듈을 설계 제작하였다. 또한 항온 조를 이용하여 온도 변화에 따른 광전압센서의 출력특성을 측정하였으며, 광전압센서를 배전자동화 개폐기에 설치하여 60Hz의 교류전압을 6.6kV에서 17.8kV 까지 인가하여 측정한 결과 오차특성이 우수한 결과를 얻을 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.89-98
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• 2002

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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제13권8호
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• pp.688-693
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• 2000

In this paper an optical voltage sensor and an optical current sensor which can be used for the measurement of impulse voltage and current are implemented. BSO single crystal is utilized as a voltage sensor(Pockels effect cell). An rare earth doped YIG is used as a current sensor(Faraday effect cell). A new signal processing technique is adopted not only to avoid the influences o external optical fiber pertubations of transmitting optical fiber but also to improves the frequency response characteristics of the fiber-optic voltage and current sensors. Experimental results show that optical voltage sensor has maximum 2.5% error within the voltage range from 0V to 500V. and optical current sensor has maximum 2.5% error within the current range and that of optical current sensor is about 1.5% within temperature range from -2$0^{\circ}C$ to 6$0^{\circ}C$. The proposed optical sensors have good frequency response characteristics within the frequency range from DC to 10MHz.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2003년도 학술대회논문집
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• pp.223-226
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• 2003

본 연구에서는 패러데이 효과(Faraday Effect)를 이용한 초고압 전력설비에서의 광전류 센서의 특성에 대한 기초 연구를 하였다. 광원은 Laser Diode(1310[nm])를 사용하고, 수신부는 PIN-Photodiode를 사용하였다. 센싱부로 사용한 광섬유는 single mode unjacked fiber를 사용하였고, 편광기를 사용하여 빛의 광학적인 편파면을 이용한 전류측정이 가능함을 확인할 수 있었다. 측정 결과에서는 전류에 따른 출력 신호가 나옴으로써 기존 문헌상의 결과와 동일하다는 것을 알 수 있었고 센싱부로 사용한 파이버의 길이에 따른 출력차이를 통해 파이버의 길이가 길수록 강도가 커진다는 것을 알 수 있었다. 또한 길이에 따라 출력의 차이뿐만 아니라 선형성까지도 차이가 난다는 것을 알 수 있었다. reference 값과 광전류센서의 출력 강도와의 오차율을 구했을 때 5[m] 10[m]길이의 광섬유 각각에 대해서 1000[A]이상의 값에서 각각 약 -0.9[%], -0.4[%]의 오차율을 보임을 확인했다. 여기서 인가한 전류값과 길이 즉, 감은 수에 따라 그 오차율이 점점 나아질 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1596-1603
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• 1996

A single body type of fiber-optic current and voltae sensor using a rare earth doped YIG and a bismuth silicon oxide single crystsl is proposed, which is used for simultaneous measurement of the AC electric current and AC electric voltage over the trasmission lines. Experimental results showed that the fiber-optic current sensor has the maximum 7.5% error within the current range of 0A to 400A, and the fiber-optic voltage sensor has the maximum 0.87% error within the current range of 0V to 400V. The output waveforms of proposed fiber-optic sensor system has a good agreement with output waveforms of conductor current and voltage. Experimental results proved that the output of fiber-optic current sensor is not affected by the electric voltage applied to the fiber-optic voltage sensor, and also, that the output of fiber-optic voltage sensor is not affected by the electric current applied to the fiber-optic current sensor.

• 한국통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.142-152
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• 1992

본 논문에서는 광파이버 센서로써 고전계(고전압)측정의 어려움을 해결하기 위하여 지금까지 알려진 다른 전기광학 소자보다 반파장 전압이 매우 높은 SiO2를 사용하여 고전계을 계측하기 위한 새로운 방법을 제시 하였다. SiO2를 비롯한 광학소자로 구성된 센서내부, 즉 전광자 및 편광자에서의 광변조식을 Stokes Parameter와 Mueller 행렬로 유도 하였고 이를 복굴절 결정에서의 전기광학 효과를 이론적으로 해석하고 위상지연과 반파장 전압을 계산하였다. 설계 제작한 광전압 센서에 , 분압없이 최대전압 20KV까지 공급 했을때의 출력신호를 검출한 결과 오차는 3%미만으로서 매우 우수한 직선성을 얻었다. SiO2의 온도변화(-20~60$^{\circ}$C)에 따른 출력전압 변화를 실험한 결과 최대 7.5%까지 변동율이 발생하였으나 열처리 한후로는 1.0% 이내로 개선된 특성을 보였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권5호
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• pp.17-23
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• 2017

광전류센서는 전자기파 간섭에 영향을 받지 않으며 뛰어난 절연특성을 가지고 있어 발전소와 같은 고전압 대전류 환경에서 운용하기에 적합하다. 하지만, 온도변화와 진동과 같은 외부의 환경변화가 큰 상황에서 운용해야 하므로 센서의 높은 신뢰성이 요구된다. 그 때문에 안정성과 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 폴리머 광집적회로를 이용한 편광회전반사간섭계를 이용하여 신뢰성을 향상시킨 광전류센서를 제안한다. 여러 가지 독립적인 광소자들을 하나의 칩 상에 집적하여 안정성을 향상시키고 대량생산을 통한 저가격의 광전류센서 제작 가능성을 높였으며, 이를 이용하여 실제 현장에 적용하기 위한 특성평가를 수행하였다. 대전력 공급원을 이용하여 0.3 kA~36 kA 범위의 전류를 광센서에 인가하였을 때 선형적인 동작특성을 볼 수 있었고 센서의 오차는 $0{\pm}.5%$ 이내로 나타났다. 장시간 동작시에도 센서의 오차범위는 $0{\pm}.5%$ 이내로 유지되었다. 또한, 60 Hz~10 kHz 범위에 걸친 주파수 응답 특성 측정 결과 제안된 OCT의 3-dB 주파수 대역은 10kHz를 훨씬 넘는 것으로 확인되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.557-560
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• 1989

For the purpose of increasing supply reliabiity in power line, high reliable voltage and current sensors must be needed. This paper describes the principle and result of the only optical voltage sensor based on BSO pockels cell.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.234-235
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• 2002

최근 전력 및 산업기기의 전기량. 물리량 등을 측정하기 위한 광계측 시스템에 사용되는 광커넥터는 산업 현장의 환경적인 제약 조건을 만족할 수 있는 새로운 구조의 다심 광커넥터가 요구되고 있다. 본 논문에서는 이러한 것을 배경으로 하여 전력설비의 절연 내력 등을 향상시킬 목적으로 기기 내부에 충전한 가스 및 절연유 등의 누설을 방지하고. 낮은 손실로 광계측 신호들을 동시에 전달 및 단락시킬 수 있는 광전압 전류 계측용 멀티채널 광커넥터를 제안하고, 시제품의 제작 및 특성시험의 결과에 대해서 기술하였다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.106-112
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• 1989

본 논문에서는 광섬유 전송로형 센서모델에 근거하여 전기/자기 광학 효과를 이용한 전압 및 전류측정시스템을 유전율 텐서에 의해 이론적으로 해석하고 실험하였다. 실험결과 BSO를 이용한 광전압 센서는 500V까지의 인가전압에 대해 2% 이하의 오차와 1,000V에서 최대 4.93%의 오차를 보였고 ZnSe를 이용한 광 전류 센서는 실효전류 1,000A까지에 대해 최대 4%의 오차를 보였다. 온도 특성은 $-5^{circ}C$~$60^{circ}C$의 온도 변화에 대해 전압센서 및 전류센서 각각 ${pm}1.8%,{pm}2.73%$로 계산되었다.