JP2013257213A - 漏電検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リング状の磁性体を使用する漏電検出装置は小型化に限界があり、また電線が太くなった場合は、リング状の磁性体自体が大きくなる。さらに、すでに配置されている電線に対してリング状の磁性体を配置するのは、容易ではない。
【解決手段】電源と負荷を接続する一対の電源ラインに設置する漏電検出装置であって、前記一対の電源ラインのそれぞれを保持する一対の保持手段と、前記一対の保持手段同士を所定の間隔で固定する固定手段と、前記それぞれの保持手段に前記電源ラインと平行に配置された一対の磁性素子と、前記一対の磁性素子同士の磁気抵抗効果の差を検出する検出手段と前記磁性素子に駆動電流を流す駆動手段とを有することを特徴とする漏電装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は漏電を検出する漏電検出装置に関するものである。

漏電とは、電源から負荷へ連結された電線以外に電流が流れることである。実際には、電源から負荷に流れる電流と、負荷から電源に帰ってくる電流が異なることで検出される。従来の漏電検出装置では、電源から負荷に連通された２本の電線をリング状の磁性体の孔を通し、磁性体のインピーダンスの変化を検出する装置が提案されている（特許文献１）。

図２４には、この漏電検出装置１００の概要を説明する。漏電検出装置１００は、リング状の磁性体１０１と、磁性体１０１に貼り付けた磁気インピーダンス素子１０２と、インピーダンスの変化を検出する検出器１０３から構成される。リング状の磁性体１０１は、孔１０４の部分に電源１１５から負荷１１６に向かう一対の電線１１０、１１１（電線Ａおよび電線Ｂとする）をともに通過させておく。

磁気インピーダンス素子１０２は、磁界によって抵抗が変化する磁気抵抗素子を用いる。磁気抵抗素子は、リング状の磁性体１０１が生成する磁界中に配置される。例えば、リング状の磁性体１０１の一部を削除し、ギャップを形成し、そのギャップ内に配置するという構成が例示できる。もちろん、これ以外の方法であってもよい。

検出器１０３は、磁気抵抗素子の抵抗の変化を検出できるものであればよく、抵抗変化を所定の周波数の信号に変換させたり、フィルタ回路および増幅回路によって波形整形を行った後、信号検出回路で出力し主力信号に変換する。

この漏電検出装置１００の動作を説明すると、漏電がなければ、電線Ａ１１０に流れる電流と電線Ｂ１１１に流れる電流は同じ量であり、また方向が逆であるから、リング状の磁性体１０１中には磁束は発生しない。したがって、この時に磁気インピーダンス素子１０２の抵抗は変化しない。一方、もし漏電が発生していれば、電線Ａ１１０に流れる電流値と電線Ｂ１１１に流れる電流値が異なるので、リング状の磁性体１０１中に磁束が発生する。

この発生した磁束によって磁気インピーダンス素子１０２のインピーダンスが変化するので、検出器１０３によって、それが検出され、漏電の発生を検知する。

特開平１０−２３２２５９号公報

特許文献１の漏電検出装置は、簡便であり、またある程度の小型化も可能である。しかし、リング状の磁性体を使用するため、必然的にその小型化は制限される。また、電源からの電線Ａおよび電線Ｂをリングの孔に通過させる必要があるので、電線が太くなった場合は、リング状の磁性体１０１自体が大きくなる。また、すでに配置されている電線に対してリング状の磁性体１０１を配置するのは、容易ではない。たとえば、クランプ型電流計のように、リング状磁性体の一部を開放できるようにし、開放部分から電線を孔の中に入れ、再びリング状磁性体が磁束の閉路を形成するように戻すといった手間が必要であった。

また、小型化のために回路基板自体が集積化される中で、電源からの電源ラインパターンを２線共同時に磁性体で囲わないとならないので、後からの取付は極めて困難である。

本発明は上記のような課題に鑑み想到されたものであり、すでに配線された回路であっても、後から容易に設置しやすく、また、小型化も可能である漏電検出装置である。より具体的に本発明の漏電検出装置は、
電源と負荷を接続する一対の電源ラインに設置する漏電検出装置であって、
前記一対の電源ラインのそれぞれを保持する一対の保持手段と、
前記一対の保持手段同士を所定の間隔で固定する固定手段と、
前記それぞれの保持手段に前記電源ラインと平行に配置された一対の磁性素子と、
前記一対の磁性素子同士の磁気抵抗効果の差を検出する検出手段と
前記磁性素子に駆動電流を流す駆動手段と
を有することを特徴とする。

本発明による漏電検出装置は、非接触（原理）、設置が容易（超小型、薄型）、省エネ（計測時のエネルギー消費小）、といった磁気抵抗素子のメリットを生かし、すでに配線されている回路であっても、容易に取り付けが可能である。また、電線Ａおよび電線Ｂに対する磁気抵抗素子の配置位置を固定することで、隣接する電線からの磁界の影響を十分に小さく抑えることができ、安定した漏電検出を行うことができる。また、磁気抵抗素子にバイアス手段を設けることで、電力測定や電流測定も可能となる。

本発明に係る漏電検出装置の構成を示す図である。 磁性素子の拡大図である。 磁性素子の動作を説明する図である。 ストライプ形状の導体パターンを施した磁性素子（バーバーポール型）を示す図である。 磁性素子で電力計測を行う場合の原理を説明する図である。 本発明に係る漏電検出装置の電源ラインに直角な面での断面図を示す図である。 本発明に係る漏電検出装置の結線を表す図である（電源独立の場合）。 本発明に係る漏電検出装置の結線を表す図である（電源寄生の場合）。 本発明に係る電力計測と電流計測が行える漏電検出装置の結線を表す図である。 本発明に係る漏電検出装置であって、隣接電線からの磁界の影響を低減できる構成を示す図である。 図１の漏電検出装置の電源ラインに直角な面での断面図を示す図である。 図１０の漏電検出装置の電源ラインに直角な面での断面図を示す図である。 本発明に係る磁性素子の配置が１か所となる漏電検出装置の構成を示す図である。 図１３の漏電検出装置の結線図を示す図である。 図１３の漏電検出装置で磁性素子にバイアス手段が付加されている場合の結線を示す図である。 図１３の漏電検出装置で素子端子の一方を接地させる場合の結線を示す図である。 図１６の漏電検出装置で磁性素子にバイアス手段が付加されている場合の結線を示す図である。 図１３の漏電検出装置であって、駆動手段を被検出回路から得る場合の結線を示す図である（電源寄生の場合）。 図１８の漏電検出装置であって、磁性素子にバイアス手段が付加されている場合の結線を示す図である。 図１８の漏電検出装置であって、磁性素子の一端を接地した場合の結線を示す図である。 図２０の漏電検出装置であって、磁性素子にバイアス手段が付加されている場合の結線を示す図である。 図１３の漏電検出装置であって、バイアス手段を付加された磁性素子が直線的に配置されている場合の結線を示す図である。 図２２の漏電検出装置であって、駆動手段を被検出回路から得る場合の結線を示す図である（電源寄生の場合）。 従来の漏電検出装置の構成を示す図である。

以下本発明に係る漏電検出装置について図を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するのであり、以下の実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は変更することができる。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態に係る漏電検出装置１の外観を示した図である。図１（ａ）には、電線を保持する部分の外観図を示す。また図１（ｂ）には、被検出回路との連結関係を示す構成図を示す。図１（ｂ）を参照して、被検出回路９０は、電源９１と負荷９２と、電源９１と負荷９２を接続する電源ライン９３を含む。電源ライン９３は電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂからなる。

本発明の漏電検出装置１は、一対の電源ライン９３のそれぞれを保持する一対の保持手段１１と、保持手段１１の間の間隔を固定する固定手段１２と、保持手段１１に埋設された磁性素子１４および磁性素子１４の磁気抵抗効果の差を検出する検出手段２０を含む。磁性素子１４と検出手段２０の詳細な接続関係は後述する。

図１（ａ）は、保持手段１１と固定手段１２と磁性素子１４の部分を示し、検出手段２０は省略した。

電源ライン９３とは、電源９１から負荷９２に電力を供給する一対の電線（電線Ａ９３ａ、および電線Ｂ９３ｂ）である。また電源９１は交流若しくは直流のどちらでもよい。また、負荷９２は複素要素を持たないインピーダンスでもよいし、複素要素を有するリアクタンス（キャパシタンスおよびインダクタンスを含む）であってもよい。

図１（ａ）を参照して、保持手段１１は、電源ライン９３の個々の電線（電線Ａ９３ａ、および電線Ｂ９３ｂ）を所定長に渡って直線状に固定する。したがって保持手段１１も一対（１１ａ、１１ｂ）存在する。形状は特に限定されるものではないが、図１では断面の一部が欠けた円筒状の保持部材を示した。この保持手段１１は図１（ｂ）のように電源ライン９３の一部を所定長さ（Ｌ）直線状に固定する。

保持手段１１の下部には、板状の嵌入部１３が形成される。嵌入部１３には、固定される電線（Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂ）と平行に、磁性素子１４（Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂ）が配設される。したがって、保持手段１１で電線（Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂ）を保持すると、電線（Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂ）の長さ方向に対して平行に磁性素子１４が配置されることになる。

固定手段１２は、保持手段１１同士の間隔を所定長に固定する。１つの例示として、固定手段１２は、板状部材１２ａにレール状の溝１２ｂを形成したものとすることができる。その溝１２ｂに、保持手段１１の下面に設けられた嵌入部１３を、溝１２ｂに沿って移動可能に嵌合することで、保持手段１１間の距離を可変にできる。もちろん、保持手段１１間が所望の距離になった際には、溝１２ｂに対して保持手段１１を固定できるようにしておく。

これは例えば、ネジなどで嵌入部１３と固定手段１２を締結してもよい。このように保持手段１１の間隔を調整する部分は間隔調整手段と呼ぶ。本実施の形態で、間隔調整手段は、溝１２ｂと嵌入部１３、ネジ等で構成されるが、これ以外の方法であってもよい。

ここで、本発明に使用する磁性素子１４について簡単に説明する。図２を参照して、磁性素子１４は、基板１４１上に磁性膜１４２を形成し、その両端に素子端子（電極）１４３、１４４が形成されている。形状は短冊状で、素子端子１４３、１４４が形成された方向を長手方向と呼ぶ。磁性膜１４２は好ましくは長手方向に磁化容易軸ＥＡが誘導されているのが好ましい。

この磁性素子１４に、検出器電源２１から電流Ｉ_２を流す。電流Ｉ_２は磁性膜１４２中を長手方向に流れる。この時、長手方向に直角な方向から磁界Ｈが印加されると、磁性膜１４２の電気抵抗が変化する。これを磁気抵抗効果と呼ぶ。磁気抵抗効果は、磁性膜１４２中を流れる電流Ｉ_２と磁性膜１４２中の磁化の方向が変化することで生じると考えられる。

図３（ａ）には、図２の磁性素子１４の平面図を示し、図３（ｂ）には、磁性素子１４に印加される外部磁界Ｈと磁性膜１４２の抵抗値Ｒｍｒの関係を示す。横軸は磁性膜１４２に印加される外部磁界Ｈで、縦軸は磁性膜１４２の抵抗値（Ω）である。磁気抵抗効果は、電流Ｉ_２と磁化Ｍの方向がずれることで生じると考えられるので、印加される外部磁界Ｈに対して、磁性膜の抵抗値は偶関数の特性を有する。

しかし、外部磁界Ｈがゼロの状態から外部磁界Ｈを印加すると、外部磁界Ｈの方向を抵抗値の変化として識別できない。そこで、長手方向に対して直角方向にバイアス磁界ＭＦをかける。このバイアス磁界ＭＦによって動作点が移動し、外部磁界Ｈの方向によって、抵抗値Ｒｍｒが増減する。図３（ｂ）では、動作点の抵抗値Ｒｍ_０の時に、外部磁界Ｈが印加され、その結果＋ΔＲｍｒの抵抗変化が生じたことを示している。なお、符号ＭＲＣは、磁気抵抗効果を示す曲線である。

このバイアス磁界ＭＦは、永久磁石１４９によって容易に付与することができる。もちろん、電磁石であってもよい。このように磁性素子１４に対してバイアス磁界ＭＦを付与するものをバイアス手段１４５と呼ぶ。このバイアス手段１４５は直接磁界を発生するものでなくてもよい。

図４には、磁性膜１４２上に良導電物質で形成した導体１４８を帯状のストライプ構造に形成したものを示す。ストライプ構造とは、導体１４８を帯状にし、且つ磁性膜１４２の長手方向に対して傾斜して形成した構造をいう。このような構造では、導体１４８間は、帯状の導体１４８に対して直角方向に電流Ｉ_２が流れる。そして、磁性膜１４２には磁化容易軸ＥＡを磁性素子１４の長手方向に誘導しておく。すると、外部磁界Ｈがゼロの状態でも磁化Ｍと電流Ｉ_２の方向が異なる。すなわち、磁気抵抗効果に関する限り、バイアス磁界が印加されたと同じ状況を得ることができる。

このような構造の磁性素子１４に紙面上から下方向に外部磁界Ｈ（白矢印Ｈ）が印加されたとする。外部磁界Ｈがない状態の磁化Ｍ（黒色矢印）は電流Ｉ_２と違う角度を向いていたが、外部磁界Ｈによって電流Ｉ_２と同じ方向に回転する。これは図３（ｂ）に示すように抵抗値が変化する。

本明細書では、このように、実際に磁界を発生してなくても、実質的にバイアス磁界が印加されたと同じ効果を示すものをバイアス手段１４５に含める。図４のような構造の磁性素子１４をバーバーポール型と呼ぶ。また、他の例として、磁性膜１４２の磁化容易軸ＥＡを長手方向から傾けて誘導しておいてもよい。この場合も予め電流が流れる方向（長手方向）と磁化の向きが傾いているからである。

図５には、バーバーポール型の磁性素子１４を用いた電力測定器の原理を示す。磁性素子１４と計測抵抗２２を直列にし、被計測回路９９の電源９１に連結されている負荷９２と並列にこれを連結する。そして、磁性素子１４は、電源９１と負荷９２の間を接続している電線Ａ９３ａに平行に隣接配置させる。ここで計測抵抗２２は、磁性素子１４の抵抗値Ｒｍｒに対して十分に大きいとしておく。また、電線Ａ９３ａの抵抗は十分に小さい。

まず、電源９１が直流の場合、電線Ａ９３ａ、電線Ｂ９３ｂに流れる電流をＩ_１とすると、磁性素子１４に印加される外部磁界Ｈは、比例定数をαとして、（１）式のように表される。
Ｈ＝αＩ_１・・・・（１）

図３（ｂ）にも示すように、磁性素子１４の電気抵抗の変化ΔＲｍｒは、外部からの印加磁界Ｈに比例するので、比例定数をβとし、（１）式を考慮すると、（２）式のように表される。
ΔＲｍｒ＝βＨ＝β（αＩ_１）・・・・（２）

磁性膜１４２に外部磁界Ｈが印加されていない時（動作点）の電気抵抗をＲ_ｍ０とすると、外部磁界Ｈが印加された時の磁性素子１４全体の電気抵抗Ｒ_ｍは、（３）式のように表される。
Ｒ_ｍ＝Ｒ_ｍ０＋ΔＲ_ｍｒ＝Ｒ_ｍ０＋αβＩ_１・・・・（３）

つまり、電流Ｉ_１が流れる電線Ａ９３ａに近接配置された磁性膜１４２は、（３）式のような電気抵抗特性を有する。この磁性素子１４の素子端子１４３、１４４間に電流Ｉ_２が流れると、素子端子１４３、１４４間の電圧Ｖ_ｍｒは（４）式のように表される。
Ｖ_ｍｒ＝Ｒ_ｍＩ_２＝（Ｒ_ｍ０＋ΔＲ_ｍ）Ｉ_２＝（Ｒ_ｍ０＋αβＩ_１）Ｉ_２・・・・（４）

次に電源９１を直流としているので電圧Ｖ_ｉｎをＶ_１とすれば、（５）式のように表される。そして、電線Ａ９３ａ、電線Ｂ９３ｂの抵抗は十分に小さく、また、磁性素子１４の電気抵抗Ｒ_ｍも計測抵抗２２（値はＲ_２）よりも十分小さいとする。負荷９２の抵抗をＲ_１とすると、電線Ａ９３ａを流れる電流Ｉ_１と、磁性素子１４を流れる電流Ｉ_２は、それぞれ（６）式、（７）式のようになる。

そこで、磁性素子１４の素子端子１４３、１４４間の電圧Ｖｍｒは（８）式のように表される。なお（８）式の式変形の途中でＲ_ｍ０＜＜Ｒ_２の関係を使った。またＫ_１は比例定数である。すなわち、磁性素子１４の素子端子１４３、１４４間には負荷９２で消費される電力Ｉ_１Ｖ_１に比例した電圧を得ることができる。

このような関係は、電源９１が交流であっても成立する。電源９１が交流で、負荷９２がリアクタンスの場合について次に説明する。（１）式から（４）式の関係は上記の説明通りである。電源９１が交流になるので、電圧Ｖ_ｉｎは、振幅Ｖ_１、角周波数ωとすると、（９）式のように表される。また、被計測回路９９で負荷９２がリアクタンスなので、負荷９２を流れる電流Ｉ_１は、電源９１電圧Ｖ_ｉｎとは位相のズレが生じる。この位相のズレをθとする。一方、磁性素子１４は、通常の抵抗なので電源９１電圧Ｖ_ｉｎと同位相である。したがって、電流Ｉ_１およびＩ_２は、（１０）式、（１１）式のように表される。

そこで、（４）式に（１０）式および（１１）式を代入すると（１２）式のように変形される。

（１２）式を見ると、最終項は、負荷９２で消費する有効電力が直流成分として表れているのがわかる。すなわち、素子端子１４３、１４４間の出力をローパスフィルタを通過させて得た直流電圧は、負荷９２で消費する有効電力に比例した電圧である。以上のように磁性素子１４を使って、電源ライン９３に流れる電流だけでなく、接続の方法によって電源９１に接続している負荷９２での消費電力も計測することができる。

さて、以上の準備の下で、図１の漏電検出装置１の説明を続ける。図６には、電源ライン９３の電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに沿って磁性素子１４を配置した際の断面の模式図を示す。左側を電線Ａ９３ａとし、右側を電線Ｂ９３ｂとする。電線Ａ９３ａに配置した磁性素子１４を磁性素子Ａ１４ａとし、電線Ｂ９３ｂに配置した磁性素子１４を磁性素子Ｂ１４ｂとする。電源ライン９３は、電源９１と負荷９２（共に図１参照）をつなぐ電線であるので、電流は必ず左右で逆方向である。そこで、左側の電線Ａ９３ａは紙面に向かって裏から表に電流が流れることとし、右側の電線Ｂ９３ｂは手前から紙面の裏側に電流が流れるとする。

この時、電線の周囲には、磁界が発生する。電線Ａ９３ａの磁界は、紙面に向かって左回り（点線）であり、電線Ｂ９３ｂの磁界は紙面に向かって右回り（二点鎖線）である。すると、磁性素子Ａ１４ａには、紙面に向かって左から右へ磁界Ｈａが印加され、磁性素子Ｂ１４ｂには、紙面に向かって右から左へ磁界Ｈｂが印加される。これは、磁性素子１４の磁性膜１４２の面内方向であって、磁性素子１４の長手方向に直角な方向に、磁性膜１４２の外部から磁界が印加されることを意味する。

なお、ここで、２つの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂは、同じ磁界が印加された際には、同じ磁気抵抗効果を有するように、作製しておくものとする。同じ磁気抵抗効果を有する磁性素子１４は、磁性膜１４２の厚さ、長さ、幅といった寸法と、磁性膜１４２の組成、および製造条件を一致させることで、作製することができる。

また、この時磁性素子１４に印加される磁界の強さは電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂから磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂまでの距離の２乗に反比例する。したがって、電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからの距離が等しい位置に配置し、漏電が発生していなければ、２つの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂは、同じ抵抗値を示す。両電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに流れる電流は同じであるからである。

一方、電源９１と負荷９２とで形成される回路（被検出回路９０）において、漏電が発生している場合は、電源９１から負荷９２に向かう電線Ａ９３ａと負荷９２から電源９１に戻ってくる電線Ｂ９３ｂに流れる電流が異なる。具体的には図６で、電線Ａ９３ａに流れる電流と電線Ｂ９３ｂに流れる電流とが同じにならないため、磁性素子Ａ１４ａの抵抗値と磁性素子Ｂ１４ｂの抵抗値は異なることとなる。

したがって、漏電検出装置として、磁性素子Ａ１４ａの抵抗値と磁性素子Ｂ１４ｂの抵抗値の差分を出力するように回路を構成しておけば、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂの抵抗値の差分がゼロであれば、漏電は発生しておらず、所定の値以上の差分値を検出した際は、漏電が発生していると判断することができる。

なお、磁性素子Ａ１４ａと磁性素子Ｂ１４ｂの配置は、それぞれが隣接配置される電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂからの距離が等しければ限定はされない。図６では、磁性素子Ａ１４ａと磁性素子Ｂ１４ｂは同一平面内に位置するように配置されている。

図７には、本実施の形態に係る漏電検出装置１を電源９１および負荷９２で構成する被検出回路９０に設置した結線図を示す。電源９１は交流若しくは直流のどちらでもよい。また負荷９２も複素要素を持たないインピーダンス若しくは複素要素を有するリアクタンスのどちらでもよい。電源９１からの電源ライン９３は２本あり、電線Ａ９３ａおよび電線Ｂ９３ｂとする。これらの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂは、一部を図１の保持手段１１で保持される。

保持位置は、できるだけ電源９１に近い部分で保持するのが望ましい。電源９１が交流の場合は、電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂのどの位置でも漏電を検出することができるが、直流の場合は、検出位置よりも電源９１に近い部分で漏電が発生していた場合は、検出できないおそれがあるからである。

図７では、保持手段１１で保持した部分を点線で囲んで示した。この部分では、電線Ａ９３ａおよび磁性素子Ａ１４ａが隣接し、電線Ｂ９３ｂと磁性素子Ｂ１４ｂが隣接している。磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂの一方の素子端子１４３ａ、１４３ｂ同士は連結されている。また、磁性素子Ａ１４ａの他方の素子端子１４４ａには計測抵抗Ａ２２ａの一方端が直列に接続され、磁性素子Ｂ１４ｂの他方の素子端子１４４ｂには計測抵抗Ｂ２２ｂの一方端が直列に接続されている。

計測抵抗Ａ２２ａおよびＢ２２ｂの他端はともに接続される。また、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂは、検出器電源２１の一方の電極に接続され、計測抵抗Ａ２２ａ、Ｂ２２ｂの他端は、検出器電源２１の他方の電極に接続される。したがって、磁性素子Ａ１４ａ、計測抵抗Ａ２２ａと磁性素子Ｂ１４ｂ、計測抵抗Ｂ２２ｂは、それぞれ直列に接続され、枝を形成している。またこれら２本の枝を並列に接続することによって、ブリッジ回路３０が形成されている。

検出器電源２１は、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂに駆動電流を流す電源であり、駆動手段である。図７では、検出器電源２１と被検出回路９０の電源９１はそれぞれ別回路として構成されている。これをそれぞれの電源は独立しているという。

磁性素子Ａ１４ａおよび計測抵抗Ａ２２ａの接続点と、磁性素子Ｂ１４ｂおよび計測抵抗Ｂ２２ｂの接続点を計測端子２３（２３ａ、２３ｂ）とする。計測端子２３には、アンプ２４の入力が接続され、計測端子２３間の電圧を増幅する。アンプ２４の出力には、表示手段２６が接続される。表示手段２６は、アンプ２４の出力を表示できれば、特に限定されるものではない。たとえば、アンプ２４の出力をそのまま表示してもよいし、予め想定されるノイズのレベルは切り捨てるように、閾値を設け、閾値よりアンプ２４の出力が高い場合は、漏電有に相当する表示を行うようにしてもよい。

なお、検出手段２０は、駆動手段である検出器電源２１、計測抵抗２２ａ、２２ｂ、アンプ２４、表示手段２６を含んで構成される。また、後述するように駆動手段を被検出回路９０の電源９１と共用する場合は、検出手段中には駆動手段は含まれない。

次にこの漏電検出装置１の動作について説明する。電源９１と負荷９２で構成される被検出回路９０において、漏電が無い場合は、電線Ａ９３ａおよび電線Ｂ９３ｂに流れる電流は同じである。この時、磁性素子Ａ１４ａおよび磁性素子Ｂ１４ｂの磁気抵抗効果による抵抗値は同じである。したがって、磁性素子Ａ１４ａ、計測抵抗Ａ２２ａ、磁性素子Ｂ１４ｂ、計測抵抗Ｂ２２ｂで形成されるブリッジ回路３０における計測端子２３ａ、２３ｂ間の電圧は等しい。したがって、アンプ２４の出力はゼロである。

一方、電源９１および負荷９２で構成される被検出回路９０に漏電があると、電線Ａ９３ａおよび電線Ｂ９３ｂに流れる電流が同じでなくなる。すると、磁性素子Ａ１４ａと磁性素子Ｂ１４ｂの電気抵抗値は異なる値となる。つまり、計測端子２３ａ、２３ｂ間には磁性素子Ａ１４ａおよび磁性素子Ｂ１４ｂの電気抵抗値の差に応じた電圧差が生じる。これはアンプ２４によって増幅され、表示手段２６に表示される。

なお、漏電が発生した場合に、電源９１が直流の場合は、アンプ２４の出力は直流であり、電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力も交流となる。したがって、電源９１が交流の場合は、アンプ２４と表示手段２６の間に整流器（図示せず）を配置してもよい。

本実施の形態に係る漏電検出装置１では、検出器電源２１は被検出回路９０とは独立している。したがって、すでに完成している被検出回路９０の電線Ａ９３ａ、電線Ｂ９３ｂを保持手段１１で固定するだけで、漏電検出装置１を設置することができる。また、計測端子２３ａ、２３ｂ間の差分をアンプ２４で増幅しているので、検出器電源２１の電圧が降圧してしまっても、漏電の検出ができなくなるということはない。ただし、アンプ２４への供給電力が低下することにより、アンプ２４の出力電圧が低下することはある。

なお、本実施の形態に係る漏電検出装置１では、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂは特にバイアス手段１４５を持たなくてもよい。ブリッジ回路３０の計測端子２３ａ、２３ｂ間の電圧を見ることで、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂの磁気抵抗効果に差がありさえすればよいからである。もちろん、磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂは、バイアス手段１４５を有する磁性素子１４で構成してもよい。本実施の形態に係る漏電検出装置１は、電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂに流れる電流の差を検出しているといってもよい。

（実施の形態２）
図８に本実施の形態に係る漏電検出装置１ｂを被検出回路９０に設置した場合の結線図を示す。電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに対する保持は図１の場合と同じである。本実施の形態ではブリッジ回路３０への電源、すなわち検出器電源を、被検出回路９０の電源９１から得る。

実施の形態１と同じように、磁性素子Ａ１４ａ、計測抵抗Ａ２２ａ、磁性素子Ｂ１４ｂ、計測抵抗Ｂ２２ｂによってブリッジ回路３０が形成されている。このブリッジ回路３０への電流供給は、一方を電線Ａ９３ａから他方を電線Ｂ９３ｂへ接続した経路によって供給される。つまり、駆動手段は被検出回路９０の電源９１としていることになる。このような構成は検出器電源は被検出回路９０に寄生しているという。

本実施の形態に係る漏電検出装置１ｂでは、磁性素子Ａ１４ａと計測抵抗Ａ２２ａは、被検出回路９０の電源９１に対して、負荷９２と並列に連結されている。すなわち、磁性素子Ａ１４ａの素子端子１４３ａ、１４４ａ間電圧は、負荷９２で消費される電力に比例する出力が得られている。また、磁性素子Ｂ１４ｂと計測抵抗Ｂ２２ｂについても同じく被検出回路９０の電源９１に対して負荷９２と並列に接続されている。したがって、磁性素子Ｂ１４ｂの両端電圧も、負荷９２の消費電力に比例する出力が得られている。つまり、計測端子２３ａ、２３ｂ間で見ているのは、負荷９２の消費電力を電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂとで計測した時の、それぞれの測定値の差である。

被検出回路９０に漏電がない場合は、電源９１から見た負荷９２の消費電力は、電線Ａ９３ａで計測した場合と電線Ｂ９３ｂで計測した場合で同じである。しかし、被検出回路９０に漏電があれば、電線Ａ９３ａで計測した場合と電線Ｂ９３ｂで計測した場合の負荷９２での消費電力が異なり、計測端子２３ａ、２３ｂ間の電圧差はゼロでなくなる。したがって、計測端子２３ａ、２３ｂ間で電圧差が生じ、アンプ２４からは計測端子２３ａ、２３ｂ間電圧に比例した出力電圧が得られる。

結果、表示手段２６によって漏電が生じていることが確認できる。このように本実施の形態における漏電検出装置１ｂは、負荷９２での消費電力を検出している。なお、漏電検出装置１ｂは、駆動手段を被検出回路９０の電源９１から得ているので、予め被検出回路９０に組み込まれるのが望ましい。

また、漏電を検出した場合は、電源９１が直流の場合は、アンプ２４の出力は直流となり、電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力は交流となる。ただし、電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力の内、直流成分だけを監視すればよい。したがって、電源９１が交流の場合は、アンプ２４と表示手段２６の間にローパスフィルタ２５を配置させれば、表示手段２６は直流の出力を受けることができる。

（実施の形態３）
図９に本実施の形態に係る漏電検出装置１ｃを被検出回路９０に設置した場合の結線図を示す。電源ライン９３の保持および固定については、図１と同じである。また、被検出回路９０への設置方法は、実施の形態２の場合と同じである。すなわち、ブリッジ回路３０への駆動手段は、被検出回路９０の電源９１から得ている。

本実施の形態と実施の形態２との相違点は、磁性素子１４にバーバーポールタイプを使用している点と、一方の磁性素子Ａ１４ａの素子端子１４３ａ、１４４ａ間の電圧を出力する電力検出アンプ３２が設けられている点と、他方の磁性素子Ｂ１４ｂの一方の素子端子１４３ｂは、被検出回路９０との接続若しくは、素子端子１４３ｂを独立させ、被検出回路９０の電源９１とは別に定電流電源３５から電流が流される回路３３との接続を切り替えるスイッチ３６を有する点である。この回路３３には、定電流電源３５に並列に電流検出アンプ３４が接続される。

磁性素子１４にバーバーポールタイプを使用するのは、バーバーポールタイプが内包している構造的なバイアス手段１４５を利用して、漏電検出装置でありながら、少なくとも一方の磁性素子１４を利用して電流センサおよび電力センサをも兼用するためである。したがって、バーバーポール以外のバイアス手段１４５を用いてもよい。

まず、漏電検出装置として利用する場合は、２つの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの一方端１４３ａ、１４３ｂが被検出回路９０へ接続されるようにスイッチ３６を切り替える。漏電がない場合は、ブリッジ回路３０の計測端子２３ａ、２３ｂ間の電圧差がゼロになり、漏電があった場合は、計測端子２３ａ、２３ｂ間に所定の圧力が発生する。この点は実施の形態２と同じである。

ここで、それぞれの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂのバイアス手段１４５は、それぞれ対向する方向に付与される。すなわち、互いの導体のパターンは異なる傾斜方向に配置されている。具体的には、図１の保持手段１１ａ、１１ｂ同士の真ん中１１ｃに向かう、若しくは保持手段１１ａ、１１ｂ同士の真ん中から両外側に向かうようなバイアス磁界が付与されるように設けられる。図９のバーバーポールタイプでは、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂのバイアス手段１４５であるストライプ構造をした導体１４８は、互いの真ん中１１ｃに向かって傾斜するように形成されている。電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂは、電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂの流れる方向が逆になるため、逆向きの電流が流れた時に同じ磁気抵抗効果を発揮するためである。

同じ磁気抵抗効果とは、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂが磁気抵抗効果を示す曲線ＭＲＣ（図３（ｂ）参照）上を動作点からそれぞれ同じ方向に変化することをいう。図９では、電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂによる磁界によって、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂともに、磁化が磁性膜に流れる電流方向から離れる方向に変化する。

このように設定すると、同じ値の電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂによって磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの抵抗値はともに動作点での抵抗値から低下する。しかも、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂが同じ磁気抵抗効果を示す曲線ＭＲＣを有するように作製されていれば、ともに同じ抵抗値となる。したがって、漏電がない場合は、ブリッジ回路３０の計測端子２３ａ、２３ｂ間には電圧が発生しない。

一方、漏電が発生した場合は、いずれかの磁性素子１４の抵抗値が変化するので、ブリッジ回路３０の計測端子２３ａ、２３ｂには、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの抵抗値の差に応じた電圧が発生する。この電圧をアンプ２４で増幅し、表示手段２６に表示することで漏電の発生を検出することができる。

本実施の形態に係る漏電検出装置１ｃは、上記のように漏電を検出するだけでなく、電力センサおよび電流センサとしても利用できる。具体的には、磁性素子Ａ１４ａの素子端子１４３ａ、１４４ａ間の電圧を計測することで、被検出回路９０の負荷９２で消費される電力に比例した電圧を電力検出アンプ３２から得ることができる。なお、被検出回路９０に流れる電流が交流の場合は、電力検出アンプ３２の出力は、その直流成分が負荷で消費される有効電力に比例した電圧出力を得ることができる。直流成分を取り出すためには、例えばアンプ２４の出力にローパスフィルタ２５を接続すればよい。

また、磁性素子Ｂ１４ｂの一方の端子１４３ｂをスイッチ３６を切り替えることで、外部の回路３３に接続し、磁性素子Ｂ１４ｂに被検出回路９０とは別の定電流電源３５から電流を流し、素子端子１４３ｂ、１４４ｂ間の電圧を計測することで、被検出回路９０に流れる電流に比例した電圧を検出することができる。被検出回路９０の電源９１が交流の場合は、電流検出アンプ３４の出力も交流となる。

このように、本実施の形態に係る漏電検出装置１ｃは、一対の磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの一方を利用することで、電流センサおよび電力センサをも兼用することができる。

（実施の形態４）
図１０（ａ）に本実施の形態に係る漏電検出装置２ａの保持手段１１、嵌入部１３、固定手段１６の部分の斜視図を示す。図１０（ａ）の保持手段１１、嵌入部１３および固定手段１６は、図１に示した保持手段１１、嵌入部１３、固定手段１２と類似している。しかし、固定手段１６が固定手段の所定位置１６ｃから両端に向かって所定の角度を有する傾斜面１６ａ１、１６ａ２を有している。つまり、傾斜面１６ａ１と傾斜面１６ａ２は角度１６θで突き合わされているといえる。

図１１には、電源ライン９３の断面図を示す。電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂから発生した磁界によって、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂが磁界を受け、磁気抵抗効果により電気抵抗が変化するというのは、すでに図６で説明したとおりである。ここで、それぞれの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからより離れた磁界を見ると、電線Ａ９３ａからの磁界（点線）は電線Ｂ９３ｂに配置された磁性素子Ｂ１４ｂに対しても影響を及ぼす。同様に、電線Ｂ９３ｂからの磁界（二点鎖線）は電線Ａ９３ａに配置された磁性素子Ａ１４ａに対しても影響を及ぼす。

これらの磁界は、それぞれの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂが電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂから受ける磁界を減少させる方向に働く。これは磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂによる漏電の検出感度を低下させることにつながる。

図１２には、図１０で示したように、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂ同士に所定の傾斜を設けた場合の断面図を示す。磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂをそれぞれ所定角度だけ傾けて電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに配設すると、両電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂに対する磁界の影響は、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの磁性膜に対して垂直な成分だけが、印加される状況を創出することができる。より具体的には、磁性素子Ａ１４ａは、電線Ｂ９３ｂの中心から電線Ａ９３ａへの接線に沿って配置され、磁性素子Ｂ１４ｂは、電線Ａ９３ａの中心から電線Ｂ９３ｂへの接線に沿って配置される。

このような配置では、隣接する電線からの磁界は、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂの磁性膜に対して垂直方向にだけ作用することになる。磁性素子１４中の磁性膜は磁性素子の幅と比較して非常に薄いため、磁性膜に垂直な方向への磁界は、磁気抵抗効果の発動に対する影響は非常に少ない。したがって、磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂは、隣接する電線Ｂ９３ｂ、Ａ９３ａからの影響を大きく受けることなく自らが隣接配設された電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからの磁界だけで磁気抵抗効果を発揮する。

したがって、誤差が少なく、動作も安定するという効果を得ることができる。なお、それぞれの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂ間の角度１４θは、図１２の線図より（１３）式によって表される。したがって、それぞれの磁性素子Ａ１４ａおよびＢ１４ｂのなす角度が（１３）式によって得られる角度１４θ若しくはこの角度１４θの近傍であればよい。なお、ａは電線Ｂ９３ｂ、Ａ９３ａ間の距離であり、ｒは電線の半径である。

図１０（ａ）を再び参照して、固定手段１６の傾斜面１６ａ１、１６ａ２同士が突き合わされている所定角度１６θは、図１２で示した所定の角度１４θ分、若しくはそれを修正した角度分だけ傾斜して突き合わされている。また、傾斜面１６ａ１と１６ａ２は、保持手段１１の中間１６ｃに向かって所定角度だけ傾斜しているとも言える。

図１０（ｂ）には、図１０（ａ）に示した保持手段１１、嵌合部１３、固定手段１６に被検出回路９０の電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂを保持した様子を示す。固定手段１６が傾斜面１６ａ１、１６ａ２を有している点を除けば、図１の場合と同じである。したがって、上記の実施例１乃至３に記載された固定手段１２の代わりに、図１０（ａ）の固定手段１６を使用することができる。なお、固定手段１６には、図１の固定手段１２同様溝１６ｂが形成されており、嵌入部１３がこの溝１６ｂに移動可能に嵌入されている点は図１の場合と同様である。

より具体的には、図１０（ａ）の固定手段１６を図１０（ｂ）のように結線したものは、漏電検出装置２ａである。これは実施の形態１に対応する。また図１０（ａ）の固定手段１６を図８のように結線したものは、漏電検出装置２ｂである。これは実施の形態２に対応する。また図１０（ａ）の固定手段１６を図９のように結線したものは、漏電検出装置２ｃである。これは実施の形態３に対応する。

（実施の形態５）
図１３に本実施の形態に係る漏電検出装置３の保持手段１１等を示す。本実施の形態に係る保持手段１１は、磁性素子１４を１か所にしか配置しない。複数の磁性素子１４を用いても、それらは直線状に配置される。保持手段１１および固定手段１７は一体となっている。図１３（ａ）では、保持手段１１ａと保持手段１１ｂの間隔は固定されている。しかし、可変できるようにしてもよい。磁性素子１４は、それぞれの保持手段１１ａ、１１ｂの中間に保持される。保持される方向は、互いの保持手段１１ａ、１１ｂに保持される電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからの磁界が磁性素子１４の面内に作用するような方向で固定される。なお、この固定手段１７に用いられる磁性素子１４を符号１４ｓとする。

図１３（ｂ）には、本実施の形態に係る漏電検出装置３ａの場合の結線図を示す。漏電検出装置３ａでは、電線Ａ９３ａ若しくは電線Ｂ９３ｂのどちらかを、一度ひねってから保持手段１１で保持する。すなわち、一対の保持手段１１ａ、１１ｂで保持される電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂは固定手段１７の地点では同一方向に電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂが流れるようにする。保持手段１１で保持する前に、電線Ｂ９３ｂにループを作っておくと言ってもよい。このようにすることで、漏電がなく、電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに同じ量の電流が流れている場合は、磁性素子１４ｓの位置では磁界はゼロとなる。それぞれの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂの作る磁界が打ち消し合うからである。

もし、固定手段１７の地点で電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂに流れる電流が逆方向になっていると、磁性素子１４ｓの位置では、それぞれの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂを流れる電流によって発生する磁界の和が磁性素子１４ｓに印加される。このような場合は、互いの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに流れる電流が共に増減したのか、それともいずれかの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂに流れる電流だけが増減したのかを区別することができない。図１３（ｂ）のように、固定手段１７の地点で、電流Ｉ_１ａとＩ_１ｂが同一方向に流れるようにしておけば、両電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂを流れる電流に違いがあった場合だけ検出することができる。

図１４は、図１３（ｂ）の結線図である。図１３の固定手段１７と図１４の結線を用いた漏電検出装置を漏電検出装置３ａとする。漏電検出装置３ａは、検出器電源２１と、磁性素子１４ｓと、計測抵抗２２と、計測端子２３ａ、２３ｂとアンプ２４と表示手段２６を含む。保持手段１７で電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂが保持されている様子は、点線で囲んだ部分である。

漏電検出装置３ａは、駆動手段である検出器電源２１と磁性素子１４ｓと磁性素子１４ｓに直列に接続された計測抵抗２２によって回路が形成される。検出器電源２１は被検出回路９０の電源９１とは独立している。したがって、すでに存在する被検出回路９０に後から設置しやすい。また、検出器電源９０と計測抵抗２２は、磁性素子１４ｓに所定の一定電流を流すのが目的であるので、これらの代わりに定電流電源を用いてもよい。磁性素子１４ｓの素子端子１４３ｓ、１４４ｓ間にはアンプ２４と表示手段２６が接続されている。したがって、漏電検出装置３ａでは、素子端子１４３ｓ、１４４ｓと計測端子２３ａ、２３ｂは同電位点である。

本実施の形態に係る漏電検出装置３ａの動作を説明する。被検出回路９０には電源９１と負荷９２が電源ライン９３（電線Ａ９３ａ、電線Ｂ９３ｂ）によって接続されている。それぞれの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂを流れる電流Ｉ_１ａ、Ｉ_１ｂは固定手段１７の地点では同一方向に流れる。負荷９２から電源９１に返る電線Ｂ９３ｂは、途中で一度ひねってあるためである。

保持手段１１ａと１１ｂの真ん中に配置された磁性素子１４ｓは、それぞれの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂからの磁界を受けるが、これらの磁界は打ち消し合う。したがって、漏電が発生していなければ、磁性素子１４ｓの素子端子１４３ｓ、１４４ｓ間では電圧は生じない。一方、漏電が発生していた場合は、電線Ａ９３ａと電線Ｂ９３ｂに流れる電流が異なるため、磁性素子１４ｓの位置には、外部磁界が印加されることとなる。

すなわち、磁性素子１４ｓは磁気抵抗効果によって抵抗値が変化する。磁性素子１４ｓには検出器電源２１によって所定の電流が流されているので、磁性素子１４ｓの素子端子１４３ｓ、１４４ｓ間には電圧が生じる。この電圧をアンプ２４で増幅し、表示手段２６で表示させることで漏電が発生したことを知ることができる。

なお、図１４の漏電検出装置３ａでは、漏電した際には、漏電していない時の磁性素子１４ｓの抵抗値からの変化を検出する必要がある。したがって、漏電していない時のアンプ２４の出力を記録しておき、その値とアンプ２４の出力を逐次比較する必要がある。したがって、アンプ２４の出力にはメモリおよび比較手段４０を配置するのが望ましい。

メモリおよび比較手段４０は、漏電がない場合のアンプ２４の出力を初期値として記録し、検知が開始された後はアンプ２４の出力を初期値と比較し、変化があった場合に表示手段２６に信号を送る機能をすれば、構成は特に限定されるものではない。

また、電源９１が直流であれば、アンプ２４の出力は直流であり、電源９１が交流であればアンプ２４の出力も交流になる。この漏電検出装置３ａでは、被検出回路９０に流れる電流の値を磁性素子１４ｓで検知しているので、電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力の振幅が検知したい電流の変化に相当する。そのため、電源９１が交流の場合は、アンプ２４とメモリおよび比較手段４０の間に整流器（図示せず）を挿入し、直流で信号を取り扱えるようにしておくのが好適である。

なお、磁性素子１４ｓがバイアス手段１４５を有している場合は、アンプ２４での電圧変化の方向（正負の方向）によって、どちらの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂから漏電が発生しているかもわかる。バイアス手段１４５をバーバーポール型とした場合の漏電検出装置３ａｖの結線図を図１５に示す。磁性素子１４ｓがバーバーポール型である点以外は図１４の漏電検出装置３ａと同じである。

（実施の形態６）
図１６に本実施の形態に係る漏電検出装置３ｂの、被検出回路９０に対する結線図を示す。固定手段１７等の外観は図１３の場合と同じである。本実施の形態と実施の形態５との相違点は、磁性素子１４ｓの他端１４４ｓ（計測抵抗２２の一方端との接続側）が接地されている点と、計測端子２３が磁性素子１４ｓの一方端１４３ｓと、計測抵抗２２の他端の間に設定されている点にある。

また、計測抵抗２２は、磁性素子１４ｓの抵抗値と一致するように校正しておく。このように、磁性素子１４ｓと計測抵抗２２を同じ抵抗値にしておき、接続点を接地すると、磁性素子１４ｓと計測抵抗２２の両端の出力は、漏電がない場合にゼロにすることができる。したがって、アンプ２４の出力に所定の電圧が発生すれば、漏電が生じたことを検知することができる。

なお、電源９１が直流の場合は、アンプ２４の出力は直流であり、電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力も交流となる。したがって、電源９１が交流の場合は、整流器をアンプ２４と表示手段２６の間に配設するのが好ましい。

図１７には、磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５を設けた場合の漏電検出装置３ｂｖの結線を示す。図１６の場合と磁性素子１４ｓ以外は同じである。バイアス手段１４５を設けたことで、電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂのどちら側で漏電が発生したかを知ることができる。

（実施の形態７）
図１８に本実施の形態に係る漏電検出装置３ｃの、被検出回路９０に対する結線図を示す。固定手段１７等の外観は図１３の場合と同じである。磁性素子１４ｓと計測抵抗２２は直列に接続され、被検出回路９０の電源９１に、負荷９２と並列に連結される。電線Ｂ９３ｂは、保持手段１１ｃに対して１回ひねってから保持される。固定手段１７の地点で電流Ｉ_１ａとＩ_１ｂが同じ方向に流すためである。磁性素子１４ｓの素子端子１４３ｓ、１４４ｓにはアンプ２４が接続されている。アンプ２４の出力には表示手段２６が接続されている。

本実施の形態に係る漏電検出装置３ｃの動作について説明する。漏電が発生していない場合は、磁性素子１４ｓに印加される電線Ａ９３ａからの磁界と電線Ｂ９３ｂからの磁界は打ち消し合い、磁性素子１４ｓには磁界は印加されない。つまり、電源９１側から見た、負荷９２の消費電力を電線Ａ９３ａ側と電線Ｂ９３ｂ側で測定した場合に差はないと観測される。

一方、漏電が発生すると、一方の電線９３に流れる電流が、他方の電線９３に流れる電流より少なく、磁性素子１４ｓに外部磁界が印加されることになる。この磁界によって磁性素子１４ｓは磁気抵抗効果を発生し、素子端子１４３ｓ、１４４ｓ間の電圧は変化する。するとこの発生した電圧をアンプ２４および表示手段２６で表示することで、漏電が発生したことを検出することができる。

なお、実施の形態５で説明した図１４の場合同様、メモリおよび比較手段４０をアンプ２４と表示手段２６の間に配設するのが好ましい。本実施の形態に係る漏電検出装置３ｃは、磁性素子１４ｓの抵抗値の変化を電圧の変化として観測するからである。

なお、被検出回路９０の電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力に現れる直流成分が、負荷９２での消費電力に比例する電圧として取り出せる。したがって、アンプ２４の出力端にローパスフィルタ２５を設置しておけば、電源９１が直流であっても交流であっても漏電を検出することができる。

図１９には、磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５を備えた漏電検出装置３ｃｖについて説明する。磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５が設けられている以外は、図１８の場合と同様である。磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５を設ければ、どちらの電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂ側で漏電が発生しているかがわかる。なお、バイアス手段１４５の方法は、図１９のようなバーバーポールに限定されない。

（実施の形態８）
図２０には、本実施の形態に係る漏電検出装置３ｄの結線図を示す。固定手段１７等の外観は図１３と同じである。漏電検出装置３ｄでは、直列に接続した磁性素子１４ｓと計測抵抗２２の間を接地し、外部磁界が印加されていない状態の磁性素子１４ｓと計測抵抗２２を同じ抵抗値とする。また、磁性素子１４ｓと計測抵抗２２の両端を計測端子２３ａ、２３ｂとする。このようにすることによって、計測端子２３ａ、２３ｂ間の電圧をゼロとすることができる。したがって、漏電がなければ、アンプ２４の出力はゼロである。また、アンプ２４の出力が発生したら、漏電が発生したことを検知することができる。

なお、被検出回路９０の電源９１が交流の場合は、アンプ２４の出力に現れる直流成分が、負荷９２での消費電力に比例する電圧として取り出せる。したがって、アンプ２４の出力端にローパスフィルタ２５を設置しておけば、電源９１が直流であっても交流であっても漏電を検出することができる。

また、図２１には、磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５を備えた漏電検出装置３ｄｖについて説明する。磁性素子１４ｓにバイアス手段１４５を設ければ、どちらの電線側で漏電が発生しているかがわかる。なお、バイアス手段１４５の方法は、図２１のようなバーバーポールに限定されない。

（実施の形態９）
図２２に本実施の形態に係る漏電検出装置３ｅの、被検出回路９０に対する結線図を示す。固定手段１７等の外観は図１０の場合と同じである。磁性素子１４ｓは、バイアス手段１４５を有する磁性素子１４が２つ配置されている。そして、電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂは少なくとも、それぞれの磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂが同方向に配置されている部分については、直線状に保持される。

図２２では、センタータップ１４ｃを有するバーバーポール型の磁性素子と、一対の計測抵抗２２ａ、２２ｂが、ブリッジ回路３０ｅを形成するように接続されている。これは、計測抵抗２２と磁性素子１４が直列結合したものを一対用意し、それぞれを並列に接続したものである。すなわち、バーバーポール型の磁性素子１４を一対用意し、それぞれを直線状に配置してもよい。なお、この際それぞれのバイアス手段１４５は、逆向きに形成若しくは配置されている。計測抵抗２２ａ、２２ｂ同士の結合点２２ｊと磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂ同士の結合点１４ｃ（センタータップ部）との間に検出器電源２１から電流が供給される。

電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂは、同じ方向に配置させた一対の磁性素子Ａ１４ａ、Ｂ１４ｂのそれぞれに平行に配置される。もちろん、一方の電線Ｂ９３ｂは、保持手段１１ｂに保持される際に１回ひねってから保持される。また、ブリッジ回路３０ｅにおいて、計測抵抗２２ａ、２２ｂと磁性素子１４の結合点同士を計測端子２３ａ、２３ｂとする。ここにアンプ２４が接続される。アンプ２４の出力には表示手段２６が連結される。

本実施の形態に係る漏電検出装置３ｅの動作について説明する。磁性素子１４は、バイアス手段１４５を有するものの、電線Ａ９３ａ、Ｂ９３ｂが発生する磁界に対しては、それぞれ逆方向のバイアス手段１４５を有する。例えば、図２２では、磁性素子１４のセンタータップ１４ｃより素子端子１４３側は磁性膜に流れる電流が磁性素子１４の中央から左側に向かって流れ、センタータップ１４ｃより素子端子１４４側は電流が磁性素子１４の中央から右側に向かって流れている。

漏電が発生していない場合は、電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂから発生する磁界は、磁性素子１４の位置で打ち消し合うため、ブリッジ回路３０ｅからの出力はゼロである。すなわち、アンプ２４からの出力がゼロであれば、漏電は発生していない。

一方、漏電が発生すると、電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂに流れる電流量が異なるので、磁性素子１４の位置で磁界が生じる。この磁界は磁性素子１４の磁化を一方向に傾けるが、センタータップ１４ｃの上下で電流の流れる方向が異なるため、一方では、磁性膜の磁化と電流方向が近くなり、他方では磁性膜の磁化と電流方向が離れる。すなわち、センタータップ１４ｃの上下で逆の磁気抵抗効果が生じ、一方では抵抗値があがり、他方では抵抗値が下がる。したがって、ブリッジ回路３０ｅには、それぞれのパスに流れる電流の不均衡によって電位差が生じ、それをアンプで取り出すことができる。

以上のように本実施の形態に係る漏電検出装置３ｅでは、それぞれ逆方向のバイアス手段１４５を有する磁性素子１４を一対直線的に配置するので、磁性膜の磁化の変化をさらに増幅して出力することができ、感度が上がる。

なお、本実施の形態の漏電検出装置３ｅでは、被検出回路９０の電源９１が交流である場合は、アンプ２４の出力も交流で得られる。

（実施の形態１０）
図２３に本実施の形態に係る漏電検出装置３ｆの、被検出回路９０に対する結線図を示す。固定手段１７等の外観は図１３の場合と同じである。本実施の形態では、実施の形態９と同じ構成の磁性素子１４および計測抵抗２２の組み合わせのブリッジ回路３０ｅを被検出回路９０の電源９１に負荷９２と並列に接続する。より具体的には、ブリッジ回路３０ｅの計測抵抗２２同士が結合している部分２２ｊを電源９１の一方の端子に、また磁性素子１４のセンタータップ１４ｃを他方の端子に接続する。

磁性素子１４と計測抵抗２２の接続点を計測端子２３ａ、２３ｂとし、アンプ２４が接続されているのは、実施の形態９と同じである。

次に本実施の形態の漏電検出装置３ｆの動作について説明する。漏電が発生していない場合は、電線Ａ９３ａおよびＢ９３ｂが作る磁界が磁性素子１４の位置で打消しあっている。つまり、磁性素子１４の抵抗値に不均衡が生じていないので、ブリッジ回路３０ｅの出力はゼロである。すなわち、アンプ２４の出力がゼロであれば、漏電は発生していない。

一方、漏電が生じると、磁性素子１４のセンタータップ１４ｃの上下で抵抗値が変化し、ブリッジ回路３０ｅの支枝同士に流れる電流の不均衡によって計測端子２３ａ、２３ｂ間には電圧差が生じ、アンプ２４は出力電圧を発生する。つまり、アンプ２４の出力があった場合は、漏電が発生していると言ってよい。

なお、本実施の形態については、被検出回路９０の電源９１が交流であると、アンプ２４の出力の直流成分が漏電における消費電力を検出していることになる。よって、アンプ２４の出力にローパスフィルタを配置しておけば、電源９１が交流の場合は、有効消費電力を見ていることになる。もちろん、被検出回路９０の電源９１が直流の場合は、アンプ２４の出力も直流となる。

本発明は、家庭電気製品分野、自動車分野、産業機器分野などの漏電検出に広く利用することができる。

１、１ｂ、１ｃ、２、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ 漏電検出装置
１１ 保持手段
１２、１６、１７ 固定手段
１３ 嵌入部
１４ 磁性素子
２０ 検出手段
２１ 検出器電源
２２ 計測抵抗
２３ 計測端子
２４ アンプ
２５ ローパスフィルタ
２６ 表示手段
３０ ブリッジ回路
３２ 電力検出アンプ
３４ 電流検出アンプ
３５ 定電流電源
３６ スイッチ
４０ メモリおよび比較手段
９０ 被検出回路
９１ 電源
９２ 負荷
９３ 電源ライン
９３ａ 電線Ａ
９３ｂ 電線Ｂ
１４１ 基板
１４２ 磁性膜
１４３、１４４ 素子端子
１４５ バイアス手段
１４８ 導体
１４９ 永久磁石

Claims (15)

1. 電源と負荷を接続する一対の電源ラインに設置する漏電検出装置であって、
   前記一対の電源ラインのそれぞれを保持する一対の保持手段と、
   前記一対の保持手段同士を所定の間隔で固定する固定手段と、
   前記それぞれの保持手段に前記電源ラインと平行に配置された一対の磁性素子と、
   前記一対の磁性素子同士の磁気抵抗効果の差を検出する検出手段と
   前記磁性素子に駆動電流を流す駆動手段と
   を有することを特徴とする漏電検出装置。
2. 前記固定手段は、前記一対の保持手段の間隔を可変的に調整する間隔調整手段を有する請求項１に記載された漏電検出装置。
3. 前記それぞれの磁性素子は、前記一対の保持手段の中間に向かって所定角度傾斜することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載された漏電検出装置。
4. 前記磁性素子には、磁化容易軸に対して傾斜した導体パターンが形成され、
   前記一対の保持手段に対して、異なる傾斜方向を有することを特徴とした請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。
5. 前記駆動手段は、前記電源であることを特徴とした請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。
6. 前記磁性素子の少なくとも一方の磁性素子にはバイアス手段が設けられ、
   前記一方の磁性素子の素子端子間電圧を検出する電力検知手段をさらに備えたことを特徴とした請求項５に記載された漏電検出装置。
7. 前記駆動手段は、前記電源および前記負荷が構成する回路から独立した電源であることを特徴とした請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。
8. 前記磁性素子の少なくとも一方の磁性素子は前記独立した電源で駆動され、前記一方の磁性素子の素子端子間電圧を検出する電流検出手段をさらに備えたことを特徴とした請求項７に記載された漏電検出装置。
9. 電源と負荷を接続する一対の電源ラインに設置する漏電検出装置であって、
   前記一対の電源ラインの一方に対して他方を前記一方の電源ラインに流れる電流と同方向に電流が流れるように保持する一対の保持手段と、
   前記一対の保持手段同士を所定の間隔で固定する固定手段と、
   前記それぞれの保持手段の間に前記電源ラインと平行に配置された磁性素子と、
   前記磁性素子の磁気抵抗効果の変化を検出する検出手段と
   を有することを特徴とする漏電検出装置。
10. 前記駆動手段は、前記電源および前記負荷が構成する回路から独立した電源であることを特徴とした請求項９に記載された漏電検出装置。
11. 前記駆動手段は、前記電源であり、
    前記検出手段には、無漏電時における前記磁性素子からの電圧値である無漏電電圧値を保持するメモリと、
    前記無漏電電圧値と現在の前記磁性素子からの電圧値を比較する比較手段を有することを特徴とした請求項９または１０のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。
12. 前記磁性素子は直列に接続されバイアス手段を有する少なくとも２つの磁性素子からなり、それぞれの前記磁性素子の電気抵抗の差を検出する検出手段と、
    前記磁性素子に駆動電流を流す駆動手段とを有することを特徴とした請求項９乃至１１のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。
13. 前記駆動手段は、前記電源および前記負荷とは独立した電源であることを特徴とした請求項１２に記載された漏電検出装置。
14. 前記駆動手段は、前記電源であることを特徴とした請求項１２に記載された漏電検出装置。
15. 前記磁性素子には、磁化容易軸に対して傾斜した導体パターンが形成され、
    前記保持手段に対して、異なる傾斜方向を有することを特徴とした請求項１２乃至１４のいずれかの請求項に記載された漏電検出装置。