JP2011205024A

JP2011205024A - 零相変流器

Info

Publication number: JP2011205024A
Application number: JP2010073116A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Toyama; 博之外山
Original assignee: Kawamura Electric Inc
Current assignee: Kawamura Electric Inc
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP5587008B2

Abstract

【課題】従来よりも余分な磁気の遮断性能に優れており、漏電発生の検出精度が高く、大電流の回路にも対応可能な零相変流器を提供する。
【解決手段】ケーシング部材３の内部においてコア４の周囲を複数のシールド部材（第１シールド部材５〜第３シールド部材７）で覆うとともに、ケーシング部材３の表面において、シールド部材同士の継ぎ目（第１シールド部材５、５の対向面と第２シールド部材６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆ）を被覆する位置に外付けシールド部材９、９・・を取り付けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路遮断器内等に設置され、漏電発生の検出に使用する零相変流器に関するものである。

従来、漏電発生を検出すると電路を遮断する機能を備えた漏電遮断器や警報を出す機能を備えた回路遮断器では、その漏電の発生を検出する検出手段として零相変流器が一般的に使用されている。また、近年では、回路遮断器の小型化を図るべく、零相変流器を貫通させる一次導体（電路の一部）を、貫通前後において零相変流器の前面及び後面に沿って折り曲げる等の加工を施している。そして、該タイプの零相変流器としては、零相変流器の前面及び後面に沿って折り曲げられた部分を流れる電流により発生する磁気が、零相変流器内のコアに影響を及ぼさないように、コアの周囲を磁性体からなるシールド部材で覆ったものが考案されている（特許文献１）。

ここで、上記従来の零相変流器６１について、図４及び図５をもとに説明する。図４は、零相変流器６１を前面側から示した説明図であり、図５は、零相変流器６１の断面を示した説明図である。尚、図５では、中央の一次導体６２ｂについて省略している。
零相変流器６１は、円環状のケーシング部材６３の内部に、同じく円環状に形成されたコア６４を収納してなるもので、該コア６４の前後には、外部からの磁気を遮断するための第１シールド部材６５、６５が設置されている。この第１シールド部材６５、６５は、薄いリング状の磁性板をケーシング部材６３の軸方向へ積層して形成されている。また、コア６４の径方向外側には、コア６４の外周面を覆うように、すなわち第１シールド部材６５、６５の径方向外側間を塞ぐように磁気帯を何重にも巻回してなる第２シールド部材６６が設置されている。さらに、コア６４の径方向内側には、隙間Ｔを残してコア６４の内周面を覆うように、すなわち第１シールド部材６５、６５の径方向内側間を隙間Ｔを残して塞ぐように磁気帯を何重にも巻回してなる第３シールド部材６７が設置されている。加えて、コア６４には図示しない二次巻線が巻回されており、該二次巻線を図示しない漏電検出回路と電気的に接続させている。

また、上記零相変流器６１の中心に形成されている貫通孔６８には、３つの一次導体６２ａ、６２ｂ、６２ｃを貫通させている。このうち２つの一次導体６２ａ、６２ｃは、貫通部前後がケーシング部材６３の前面及び後面に沿って折り曲げられており、コンパクト化が図られている。そして、該一次導体６２ａ、６２ｂ、６２ｃの貫通部を流れる電流により生じた磁気が隙間Ｔを介してコア６４に作用することによって、漏電検出回路では一次導体６２ａ、６２ｂ、６２ｃに流れる電流を計測し、漏電が発生しているか否かを検出する。また、一次導体６２ａ、６２ｃの貫通部前後を流れる電流により生じる磁気については第１シールド部材６５、６５や第２シールド部材６６等によって遮断し、コア６４に作用させないことで、漏電検出の精度向上を図っている。

特開平６−２９０９７８号公報

上記従来の零相変流器６１によれば、第１シールド部材６５、第２シールド部材６６、及び第３シールド部材を６７を上述の如く設けているため、一次導体６２ａ〜６２ｃの周囲に発生する磁気を面で受け止める形となり、コア６４への余分な磁気の干渉を効果的に防止可能としている。しかしながら、第２シールド部材６６を磁気帯の巻回により設けているため、その前後面が平面となりにくい。したがって、第１シールド部材６５、６５の対向面と第２シールド部材６６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆ（第１シールド部材６５と第２シールド部材６６との継ぎ目が）においては、磁気の遮断性能が十分に発揮され得ないという問題がある。すなわち、特に一次導体６２ａ、６２ｃの折り曲げ部（貫通部の前後）の周囲に発生した磁気が箇所Ｆ、Ｆから侵入してコア６４による計測結果に影響を及ぼし、大電流が流れた時に漏電発生と誤認してしまう事態が起こっていた。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、従来よりも余分な磁気の遮断性能に優れており、漏電発生の検出精度が高く、大電流の回路にも対応可能な零相変流器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、中央に貫通孔を有する環状のケーシング部材の内部に、同じく環状に形成されたコアと、磁性体からなり、所定の隙間を残して前記コアを囲む複数のシールド部材とが収納された零相変流器であって、前記ケーシング部材の表面で、前記隙間以外の前記シールド部材同士の継ぎ目を被覆する位置に、磁性体からなる外付けシールド部材を取り付けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記コアの前後が、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなる一対の第１シールド部材により被覆されているとともに、前記コアの外周面が、前記第１シールド部材同士の対向面側を塞ぐように磁気帯を巻回してなる第２シールド部材により被覆され、前記コアの内周面に前記隙間が形成されてなる零相変流器であって、前記外付けシールド部材が、前記ケーシング部材の外周面において、前記第１シールド部材と前記第２シールド部材との継ぎ目を被覆することを特徴とする。

本発明によれば、ケーシング部材の表面で、隙間以外のシールド部材同士の継ぎ目を被覆する位置に、磁性体からなる外付けシールド部材を取り付けている。したがって、回路遮断器内に配設するにあたり、一次導体が外付けシールド部材上を通過するような姿勢で設置することにより、折り曲げ部の周囲に生じるような余分な磁気を確実に遮断することができ、たとえ大電流の回路に使用されたとしても漏電の発生を精度良く検出することができる。

零相変流器を前面側から示した説明図である。零相変流器の断面を示した説明図である。第１変更例となる零相変流器を前面側から示した説明図である。従来の零相変流器を前面側から示した説明図である。従来の零相変流器の断面を示した説明図である。

以下、本発明の一実施形態となる零相変流器について、図面にもとづき詳細に説明する。

図１は、零相変流器１を前面側から示した説明図であり、図２は、零相変流器１の断面を示した説明図である。尚、図２では、中央の一次導体２ｂについて省略している。
零相変流器１は、従来同様に、円環状に形成された合成樹脂製のケーシング部材３の内部に、同じく円環状に形成されたコア４を収納してなり、コア４には図示しない二次巻線を巻回させ、該二次巻線を図示しない漏電検出回路に接続している。また、ケーシング部材３の内部には、従来同様、磁性体からなる第１シールド部材５、５、第２シールド部材６、及び第３シールド部材７が隙間Ｔを残してコア４の周囲を覆うように取り付けられている。すなわち、薄いリング状の磁性板をケーシング部材３の軸方向へ積層して形成した第１シールド部材５、５がコア４の前後を被覆するように配置されているとともに、磁気帯を巻回してなる第２シールド部材６がコア４の外周面を被覆するように、磁気帯を巻回してなる第３シールド部材７が隙間Ｔを残してコア４の内周面を被覆するように夫々配置されている。したがって、第１シールド部材５、５と第２シールド部材６との継ぎ目（すなわち、第１シールド部材５、５の対向面と第２シールド部材６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆ）は、ケーシング部材３の外周面の内側に位置している。

さらに、零相変流器１には、本発明の要部となる外付けシールド部材９、９・・がケーシング部材３の表面に取り付けられている。各外付けシールド部材９は、ケーシング部材３の外周に沿った円弧帯状の磁性体（たとえばケイ素鋼板や純鉄板）を長手方向に沿って折り曲げてＬ字状としてなるもので、一方面をケーシング部材３の前面若しくは後面に、他方面をケーシング部材３の外周面に夫々当接させた姿勢で取り付けられている。また、各外付けシールド部材９の長手方向への長さは、一次導体２ａ、２ｃの上下幅（短手方向長さ）よりも十分に長くなっている。そして、該外付けシールド部材９、９・・は、ケーシング部材３の前後で対向するように、且つ、ケーシング部材３の左右で対向するように、合計４つ取り付けられている。そして、各外付けシールド部材９のケーシング部材３の外周面に当接する面は、第１シールド部材５、５の対向面と第２シールド部材６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆを径方向外側で被覆している。尚、外付けシールド部材９をケーシング部材３に取り付けるにあたっては、外付けシールド部材９に設けられた図示しない係止部（たとえば内面側に設けられた突起）を、ケーシング部材３に設けられた図示しない被係止部（たとえば、外周面に設けられた係止凹部）へ係止させるものとする。

以上のような零相変流器１を回路遮断器内等に配設するに際しては、従来同様に零相変流器１の貫通孔８を一次導体２ａ、２ｂ、２ｃが貫通するように設置し、一次導体２ａ、２ｃについては、貫通部前後をケーシング部材３の前面若しくは後面に沿って折り曲げる。尚、一次導体２ａ、２ｃは、その折り曲げ部が外付けシールド部材９の前方若しくは後方を通過して夫々左右外側へ延びるように設置される。

そして、上述の如く配設される零相変流器１は、一次導体２ａ〜２ｃに電流が流れたことで生じる磁気が隙間Ｔを介してコア４に作用することによって、漏電検出回路が一次導体２ａ〜２ｃに流れる電流を計測し、漏電が発生しているか否かを判断するといった漏電検出手段の一部として用いられる。この際、一次導体２ａ、２ｃの折り曲げ部の周囲にも当然磁気が発生するものの、当該磁気は第１シールド部材５や第２シールド部材６で遮断される。また、従来では、第１シールド部材５、５の対向面と第２シールド部材６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆにおいて遮断機能が劣っていたものの、当該箇所Ｆ、Ｆの径方向外側を外付けシールド部材９、９・・で覆っているため、従来では箇所Ｆ、Ｆから侵入していた磁気も外付けシールド部材９、９・・によって確実に遮断される。

以上、本実施形態に係る零相変流器１によれば、ケーシング部材３の内部においてコア４の周囲を複数のシールド部材（第１シールド部材５〜第３シールド部材７）で覆うとともに、ケーシング部材３の表面において、シールド部材同士の継ぎ目（第１シールド部材５、５の対向面と第２シールド部材６の前後面とが接触する箇所Ｆ、Ｆ）を被覆する位置に外付けシールド部材９、９・・を取り付けており、従来遮断機能の劣っていた箇所の遮断機能の補強を図っている。したがって、特に一次導体２ａ、２ｃの折り曲げ部の周囲等に生じる不要な磁気を確実に遮断することができ、不要な磁気がコア４に作用するといった事態を防止し、漏電発生の検出精度を向上することができるし、大電流の回路に対しても好適に使用することができる。

なお、本発明に係る零相変流器は、上記実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、外付けシールド部材の形状や寸法、外付けシールド部材のケーシング部材への取り付けや取付位置に係る構成等を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更することができる。

上記実施形態の外付けシールド部材９は、ケーシング部材３が円環状であるが故に円弧帯状の磁性体を採用しているが、外付けシールド部材の形状はケーシング部材の形状に応じて適宜設計変更可能であって、たとえば図３に示す如く、方形板状のケーシング部材１３に一次導体２ａ〜２ｃを貫通させるための貫通孔８を穿設してなる零相変流器１１においては、直線帯状の磁性体をＬ字状に折り曲げてなる外付けシールド部材１４、１４・・を採用すればよい。

また、上記実施形態では、ケーシング部材３の前後に対向するように一対のＬ字状の外付けシールド部材９、９を取り付けているが、この一対のＬ字状の外付けシールド部材９、９同士を連結したようなコ字状の外付けシールド部材を採用することも可能である。尚、ケーシング部材３の前後ではなく、ケーシング部材３の左右で対向する一対のＬ字状の外付けシールド部材９、９同士を連結したようなリング状の外付けシールド部材を採用しても良いことは言うまでもない。

さらに、第１シールド部材５、５及び第２シールド部材６の形状が上記実施形態とは異なり、たとえば第１シールド部材５と第２シールド部材６との継ぎ目がケーシング部材３の前後両面の内側に位置するような場合（すなわち、第２シールド部材６の内面に第１シールド部材６５の外周面が当接するように、第１シールド部材５及び第２シールド部材６が配置されている場合）には、ケーシング部材３の前後両面の外周縁部にのみ外付けシールド部材を貼着し、第１シールド部材５の外周面と第２シールド部材６の内周面との継ぎ目を被覆したような構成を採用することも可能である。

さらにまた、たとえば一次導体２ｂの貫通部前後も一次導体２ａ、２ｃ同様に折り曲げられるような場合には、該一次導体２ｂの折り曲げ部とケーシング部材３の表面との間に、シールド部材同士の継ぎ目を被覆する外付けシールド部材が介在するように別途外付けシールド部材を取り付ける（又は、左右何れか一方の外付けシールド部材を延長したり、正面視馬蹄形状の外付けシールド部材を取り付ける）等して対応すればよい。
加えて、上記実施形態では、係止部と被係止部との係止により外付けシールド部材をケーシング部材の表面に取り付けるとしているが、ネジ止めや貼着、溶着等、外付けシールド部材のケーシング部材への取り付けに係る構成についても適宜変更可能である。

１、１１・・零相変流器、２ａ、２ｂ、２ｃ・・一次導体、３、１３・・ケーシング部材、４・・コア、５・・第１シールド部材、６・・第２シールド部材、７・・第３シールド部材、８・・貫通孔、９、１４・・外付けシールド部材。

Claims

中央に貫通孔を有する環状のケーシング部材の内部に、同じく環状に形成されたコアと、磁性体からなり、所定の隙間を残して前記コアを囲む複数のシールド部材とが収納された零相変流器であって、
前記ケーシング部材の表面で、前記隙間以外の前記シールド部材同士の継ぎ目を被覆する位置に、磁性体からなる外付けシールド部材を取り付けたことを特徴とする零相変流器。
前記コアの前後が、前記貫通孔の軸方向へ複数のリング状の磁性板を積層してなる一対の第１シールド部材により被覆されているとともに、
前記コアの外周面が、前記第１シールド部材同士の対向面側を塞ぐように磁気帯を巻回してなる第２シールド部材により被覆され、
前記コアの内周面に前記隙間が形成されてなる零相変流器であって、
前記外付けシールド部材が、前記ケーシング部材の外周面において、前記第１シールド部材と前記第２シールド部材との継ぎ目を被覆することを特徴とする請求項１に記載の零相変流器。