JP2014020939A - Magnetic ore piece and current measuring system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁鋼片およびそれを用いた電流測定システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic steel strip and a current measurement system using the same.
電流測定システムにおいて、磁鋼片は、磁化コイルの内部に挿入された状態で磁化コイルに電流が流れたとき、その電流により生じる磁界によって磁化される。その後、磁鋼片が保持する残留磁気を計測して磁鋼片の磁化電流の値を求めることによって、磁化コイルを流れた電流の値が測定される。 In the current measuring system, when a current flows through the magnetizing coil while being inserted into the magnetizing coil, the magnetic steel strip is magnetized by a magnetic field generated by the current. Thereafter, the value of the current flowing through the magnetizing coil is measured by measuring the residual magnetism retained by the magnetic steel piece and obtaining the value of the magnetization current of the magnetic steel piece.
たとえば、電流測定システムでは、落雷時に避雷器から放電される放電電流を測定するために、避雷器の接地端子に磁化コイルが電気的に接続され、その磁化コイルの内部に磁鋼片が設置される(例えば、特許文献1参照)。 For example, in a current measurement system, in order to measure a discharge current discharged from a lightning arrester during a lightning strike, a magnetizing coil is electrically connected to the ground terminal of the arrester, and a magnetic steel piece is installed inside the magnetizing coil ( For example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記の電流測定システムでは、磁鋼片のB−H特性が単一であるので、電流の測定可能な範囲が狭く、また、十分な測定精度を得ることが困難な場合がある。 However, in the above current measurement system, since the BH characteristic of the magnetic steel piece is single, the current measurable range is narrow, and it may be difficult to obtain sufficient measurement accuracy.
具体的には、雷撃電流の値は、数kAから数百kAまでの広範囲に及ぶが、たとえば、小電流のときに磁鋼片において飽和磁化が生じる場合には、その飽和磁化が生じた電流よりも大電流について測定することができない。また、たとえば、比較的大きな電流を測定可能な磁鋼片を用いた場合には、数十A程度の小さな電流について測定精度が低下する。 Specifically, the value of the lightning strike current covers a wide range from several kA to several hundred kA. For example, when saturation magnetization occurs in a magnetic steel piece at a small current, the current in which the saturation magnetization occurs Cannot be measured for higher currents. For example, when a magnetic steel piece capable of measuring a relatively large current is used, the measurement accuracy is reduced for a small current of about several tens of A.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、測定範囲が広く、測定精度が高い、磁鋼片、及び電流測定システムを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic steel strip and a current measurement system having a wide measurement range and high measurement accuracy.
実施形態の磁鋼片は、磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片であり、第1磁性体と、第2磁性体とを有する。第2磁性体は、磁化コイルの内部において磁化コイルの軸方向に第1磁性体と並んで設置され、磁化コイルを電流が流れたときに生じる磁界によって第1磁性体と同時に磁化される。第1磁性体と第2磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なる。 The magnetic steel piece of the embodiment is a magnetic steel piece inserted into the magnetization coil, and has a first magnetic body and a second magnetic body. The second magnetic body is installed alongside the first magnetic body in the axial direction of the magnetization coil inside the magnetization coil, and is magnetized simultaneously with the first magnetic body by a magnetic field generated when a current flows through the magnetization coil. The first magnetic body and the second magnetic body are different from each other in the relationship between the magnetic flux density and the magnetic field strength.
実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
[A]構成
図1から図4は、第1実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
<First Embodiment>
[A] Configuration FIGS. 1 to 4 are diagrams showing components of the current measurement system according to the first embodiment.
図1から図4において、(a)は、上面図であり、(b)は、側面図である。 1 to 4, (a) is a top view and (b) is a side view.
電流測定システムは、図1から図4のそれぞれに示すように、付磁部1、磁鋼片2、電流測定部3、及び消磁部4を備えており、電流の値と共に電流の極性を測定する。以下より、電流測定システムを構成する各部の詳細について順次説明する。
As shown in each of FIGS. 1 to 4, the current measurement system includes a
[A−1]付磁部1について
図1(a),(b)に示すように、付磁部1は、支持部11と、第1および第2の支持碍子12A,12Bと、第1および第2の接続端子13A,13Bと、磁化コイル14とを有し、磁鋼片2を磁化する。付磁部1は、電流測定システムにおいて電流記録器として機能する。
[A-1]
付磁部1のうち、支持部11は、矩形形状の板状体であって、一対の貫通孔11Hが形成されている。一対の貫通孔11Hは、支持部11の上面において、一の対角方向に並ぶ一対の角の近傍に形成されている。
Of the
付磁部1のうち、第1および第2の支持碍子12A,12Bは、円柱形状であって、支持部11の上面に設置されている。第1支持碍子12Aと第2支持碍子12Bとのそれぞれは、支持部11の上面において、一の対角方向に交差した他の対角方向に並ぶ一対の角の近傍に設置されている。第1および第2の支持碍子12A,12Bは、絶縁材料によって形成されており、支持部11と、第1および第2の接続端子13A,13Bとの間を電気的に絶縁している。
Of the
付磁部1のうち、第1および第2の接続端子13A,13Bのそれぞれは、第1および第2の支持碍子12A,12Bのそれぞれの上面に設置されている。
In the
具体的には、第1接続端子13Aは、第1導電板131Aと第1固定板132Aとを有し、第1導電板131Aの一端が第1支持碍子12Aの上面に固定され、第1導電板131Aの他端において第1導電板131Aの上面に第1固定板132Aが設置されている。第1固定板132Aは、第1導電板131Aに対して着脱自在であり、ボルトおよびナットなどの締結部材を用いて、第1導電板131Aに取付けられている。
Specifically, the
一方で、第2接続端子は、第2導電板131Bと第2固定板132Bとを有し、第2導電板131Bの一端が第2支持碍子12Bの上面に固定され、第2導電板131Bの他端において第2導電板131Bの上面に第2固定板132Bが設置されている。第2固定板132Bは、第2導電板131Bに対して着脱自在であり、ボルトおよびナットなどの締結部材を用いて、第2導電板131Bに取付けられている。
On the other hand, the second connection terminal includes a second
付磁部1のうち、磁化コイル14は、金属板が螺旋状に、たとえば、1回、巻かれて形成されている。磁化コイル14は、ボルトなどの締結部材を用いて、一方の端部が第1接続端子13Aに取り付けられ、電気的に接続されている。これと同様に、他方の端部が、ボルトなどの締結部材を用いて取り付けられ、第2接続端子13Bに電気的に接続されている。そして、磁化コイル14は、両端部の間において螺旋状に巻かれた部分の内周面のうち第2接続端子13Bの側の部分に、凸部141が設けられている。凸部141は、磁化コイル14の内周面から内側に凸状に突き出ている。
In the
[A−2]磁鋼片2について
図2に示すように、磁鋼片2は、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とを有し、付磁部1において磁化される。磁鋼片2は、電流測定システムにおいて電流記録媒体として機能する。
[A-2]
磁鋼片2において、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との両者は、円柱体であって、互いに連結されている。
In the
そして、図2(a)に示すように、第1磁鋼片部21において、第2磁鋼片部22が連結される一端部に対して反対側に位置する他端部の面(上面)には、マーク21Mが形成されている。マーク21Mは、たとえば、円形であって、磁鋼片2の他の表面部分とは異なる色で形成されている。
Then, as shown in FIG. 2A, in the first magnetic
図5は、第1実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を構成する第1磁鋼片部と第2磁鋼片部とのそれぞれを示す断面図である。 Drawing 5 is a sectional view showing each of the 1st magnetic steel piece part and the 2nd magnetic steel piece part which constitute a magnetic steel piece in the current measurement system concerning a 1st embodiment.
図5において、(a)は、第1磁鋼片部21を示し、(b)は、第2磁鋼片部22を示している。第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との両者は、互いに着脱自在であり、図5では、図2と異なり、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との両者が、互いに分離された状態を示している。
In FIG. 5, (a) shows the first magnetic
図5(a)に示すように、第1磁鋼片部21は、第1磁性体211と第1磁気遮蔽体212と第1絶縁体213とメネジ部214とを有する。第1磁鋼片部21において、第1磁性体211は、第1絶縁体213の内部に設けられている。そして、第1磁気遮蔽体212は、第1絶縁体213の内部で第1磁性体211に並んで設けられており、第1磁鋼片部21において第1磁性体211よりも第2磁鋼片部22が着脱される端部の側(下側)に位置している。また、メネジ部214は、第1磁鋼片部21において第2磁鋼片部22が着脱される端部の面(下面)に設けられており、円柱形状の凹部の内周面に螺旋状の溝が形成されている。
As shown in FIG. 5A, the first magnetic
図5(b)に示すように、第2磁鋼片部22は、第2磁性体221と第2磁気遮蔽体222と第2絶縁体223とオネジ部224とを有する。第2磁鋼片部22において、第2磁性体221は、第2絶縁体223の内部に設けられている。そして、第2磁気遮蔽体222は、第2絶縁体213の内部で第2磁性体221に並んで設けられており、第2磁鋼片部21において第1磁鋼片部21が着脱される端部の側(上側)に位置している。また、オネジ部224は、第2磁鋼片部22において第1磁鋼片部21が着脱される端部の面(上面)に設けられており、円柱形状の凸部の外周面に螺旋状の溝が形成されている。
As shown in FIG. 5B, the second magnetic
第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間は、メネジ部214にオネジ部224を捩じ込むことによって連結される。
The first magnetic
磁鋼片2のうち、第1磁性体211と第2磁性体221との両者は、たとえば、ケイ素鋼板(図示省略)と絶縁板(図示省略)とが交互に複数回積層された積層体である。
Among the
本実施形態では、第1磁性体211と第2磁性体221との両者は、磁束密度(B)と磁界の強さ(H)との間の関係(B−H特性)が互いに異なる。第1磁性体211と第2磁性体221とにおいては、B−H特性を互いに異ならせるために、たとえば、透磁率が相違する。たとえば、第1磁性体211の方が第2磁性体221よりも透磁率が高くなるように、下記のケイ素鋼板が用いられている。また、第1磁性体211と第2磁性体221とのそれぞれは、たとえば、下記に示す材料の絶縁板が、複数のケイ素鋼板の間に介在している。
・第1磁性体211を構成するケイ素鋼板:方向性珪素鋼板(最大透磁率:40000)
・第2磁性体221を構成するケイ素鋼板:無向性珪素鋼板(最大透磁率:10000)
・第1磁性体211及び第2磁性体221を構成する絶縁板の材料:フェノール樹脂
In the present embodiment, both the first
-Silicon steel plate constituting the first magnetic body 211: Directional silicon steel plate (maximum magnetic permeability: 40000)
-Silicon steel plate constituting the second magnetic body 221: non-oriented silicon steel plate (maximum magnetic permeability: 10000)
-Material of the insulating plate constituting the first
磁鋼片2のうち、第1磁気遮蔽体212と第2磁気遮蔽体222との両者は、第1磁性体211および第2磁性体221よりも透磁率が大きい磁性体である。このため、第1磁気遮蔽体212と第2磁気遮蔽体222とのそれぞれは、たとえば、下記に示す材料が用いられている。
・第1磁気遮蔽体212及び第2磁気遮蔽体222の材料:パーマロイ(最大透磁率:120000)
Among the
-Material of the first
磁鋼片2のうち、第1絶縁体213と第2絶縁体223との両者は、たとえば、下記に示す材料を用いて形成されている。
・第1絶縁体213及び第2絶縁体223の材料:例えば、二液混合型のウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂
Among the
-Material of the
磁鋼片2において、第1磁鋼片部21は、たとえば、第1磁性体211と第1磁気遮蔽体212との周囲に絶縁材料をモールドし、第1絶縁体213にメネジ部214を形成することによって製造される。同様に、第2磁鋼片部22は、たとえば、第2磁性体221と第2磁気遮蔽体222との周囲に絶縁材料をモールドし、第2絶縁体223にオネジ部224を形成することによって製造される。
In the
詳細については後述するが、磁鋼片2は、付磁部1の磁化コイル14の内部に挿入され、磁化コイル14の内部において、磁鋼片2を構成する第1磁性体211と第2磁性体221との両者が同時に磁化される。
Although details will be described later, the
[A−3]電流測定部3について
図3に示すように、電流測定部3は、電流測定部本体31と方位磁針計32とを有し、磁鋼片2の磁化電流を測定する。
[A-3] About Current Measurement Unit 3 As shown in FIG. 3, the current measurement unit 3 includes a current measurement unit
電流測定部3において、電流測定部本体31は、直方体であって、側面には、挿入口31Hが形成されている。挿入口31Hは、円柱形状であって中心軸が水平方向に沿っている。また、電流測定部本体31の側面において挿入口31Hが設けられた周囲には、マーク31Mが設けられている。マーク31Mは、リング形状であって、磁鋼片2に設けられたマーク21M(図2(a)参照)と同じ色で形成されている。
In the current measuring unit 3, the current measuring unit
電流測定部3において、方位磁針計32は、電流測定部本体31の上面に設置されている。方位磁針計32は、磁針321と目盛板322とを含む。磁針321は、円形の目盛板322の中心に支持されており、周囲の磁気に応じて目盛板322の中心を回転軸として回転する。図示を省略しているが、目盛板322には、方位と共に、磁針321の回転方向に角度が目盛りとして表示されている。
In the current measuring unit 3, the
[A−4]消磁部4について
図4に示すように、消磁部4は、消磁部本体41と消磁コイル部42とを有し、磁鋼片2の残留磁気を消す。
[A-4] About the demagnetization part 4 As shown in FIG. 4, the demagnetization part 4 has the demagnetization part
消磁部4において、消磁部本体41は、板状体であって、上面には、一対の電源端子411と電源スイッチ412とが、消磁コイル部42の隣に設けられている。
In the demagnetizing unit 4, the demagnetizing unit
消磁部4において、消磁コイル部42は、支持部421と挿入管422とを含み、支持部421が消磁部本体41の上面に設置され、その支持部421の側部を挿入管422が貫通している。消磁コイル部42は、図4にて破線で示すように、支持部421の内部において挿入管422の周囲に消磁コイル421Cが設置されている。
In the demagnetizing section 4, the demagnetizing coil section 42 includes a
[B]動作
以下より、上記の電流測定システムを用いて、電流を測定する方法について説明する。
[B] Operation Hereinafter, a method for measuring current using the current measurement system will be described.
[B−1]付磁部1の設置
まず、測定する電流が流れる電流経路に付磁部1(図1参照)を設置する。
[B-1] Installation of
図6は、第1実施形態に係る電流測定システムにおいて、付磁部を設置した様子を示す側面図である。 FIG. 6 is a side view showing a state in which the magnetized portion is installed in the current measurement system according to the first embodiment.
図6に示すように、避雷器5から放電される放電電流を測定する場合には、避雷器5の接地端子51と大地との間の電流経路に付磁部1を設置する。
As shown in FIG. 6, when the discharge current discharged from the lightning arrester 5 is measured, the
図6に示すように、避雷器5が支持台6の上面に設置されており、放電計数部7が支持台6の側面に支持碍子71を介して設置されている。ここでは、避雷器5の接地端子51と、放電計数部7の一方の端子72Aとが導体81を介して電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6, the lightning arrester 5 is installed on the upper surface of the support base 6, and the
そして、支持台6の側面のうち放電計数部7が設置された位置よりも下方の位置に、支持碍子15を介して、付磁部1を設置する。ここでは、付磁部1の第1接続端子13Aと放電計数部7の他方の端子72Bとの間を、導体82によって電気的に接続する。そして、付磁部1の第2接続端子13Bと大地との間を、導体83によって電気的に接続する。
And the magnetizing
より詳細に説明すると、支持台6の側面に設けられた支持碍子15に付磁部1を設置するときには、図1に示したように、付磁部1の支持部11に形成された一対の貫通孔11Hにボルトなどの締結部材(図示なし)を貫通させて、支持碍子15に付磁部1を取り付ける。そして、第1接続端子13Aと導体82とを接続するときには、第1導電板131Aと第1固定板132Aとの間に導体82(図6参照)を挿入した後に、第1導電板131Aと第1固定板132Aとの間を締結部材で締結する。これと同様に、第2接続端子13Bと導体83とを接続するときには、第2導電板131Bと第2固定板132Bとの間に導体83(図6参照)を挿入した後に、第2導電板131Bと第2固定板132Bとの間を締結部材で締結する。
More specifically, when the
[B−2]磁鋼片2の設置
つぎに、付磁部1の磁化コイル14の内部に磁鋼片2(図2参照)を設置する。
[B-2] Installation of
ここでは、図6に示すように、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とが互いに連結された状態の磁鋼片2を、磁化コイル14の内部に挿入する。このとき、磁化コイル14の内部において、第1磁鋼片部21が上方であって第2磁鋼片部22が下方に位置するように、磁鋼片2を設置する。つまり、図2に示すように、磁鋼片2においてマーク21Mが形成された上面を上方に向ける。これにより、図5に示すように、磁鋼片2を構成する第1磁性体211と第2磁性体221との両者が磁化コイル14の軸方向(巻軸方向)に並んで設置される。磁化コイル14の内部では、磁鋼片2は、磁化コイル14の内周面に設けられた凸部141(図1参照)によって支持される。
Here, as shown in FIG. 6, the
[B−3]磁鋼片2の磁化
磁化コイル14の内部に磁鋼片2が設置された状態で磁化コイル14を電流が流れたときには、磁鋼片2が磁化される。
[B-3] Magnetization of
具体的には、図6に示すように、落雷によって避雷器5から放電電流が放電計数部7を介して磁化コイル14を流れた場合に、磁化コイル14の内部に磁界が生じ、その生じた磁界によって磁鋼片2が励磁される。
Specifically, as shown in FIG. 6, when a discharge current flows from the lightning arrester 5 through the
本実施形態では、図5に示すように、磁鋼片2において、第1磁性体211と第2磁性体221との両者が同時に磁化される。このとき、第1磁性体211および第2磁性体221のそれぞれは、B−H特性に応じて磁化され、磁化後には互いに異なる値の残留磁気を保持する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, both the first
また、図5に示すように、磁鋼片2において、第1磁性体211と第2磁性体221との間は、第1磁気遮蔽体212と第2磁気遮蔽体222とによって磁気が遮蔽される。このため、第1磁性体211の残留磁気と第2磁性体221の残留磁気とのそれぞれは、互いに干渉されない。
Further, as shown in FIG. 5, in the
[B−4]電流の測定
つぎに、磁鋼片2の磁化電流について測定する。
[B-4] Measurement of Current Next, the magnetization current of the
ここでは、まず、磁化コイル14の内部から磁鋼片2を取り出す。その後、磁鋼片2において連結されている第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間を、図5に示すように分離する。そして、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれの磁化電流について、電流測定部3(図3参照)を用いて求める。
Here, first, the
磁化電流を求める際には、図3に示すように、電流測定部3の方位磁針計32において、磁針321の向きを目盛板322の基準位置に合わせる。つまり、磁針321のN極を、目盛板322に示された0°の位置に合わせる。
When obtaining the magnetizing current, the orientation of the magnetic needle 321 is set to the reference position of the
そして、図3に示すように、電流測定部3において電流測定部本体31に設けられた挿入口31Hに、第1磁鋼片部21(図2,図5参照)を挿入する。第1磁鋼片部21の挿入の際には、電流測定部本体31のマーク31M(図3(b)参照)と、第1磁鋼片部21の上面に設けられたマーク21M(図2(a)参照)との両者が同じ方向に向くように、両者を合わせる。これにより、磁化の極性を把握することができる。
And as shown in FIG. 3, the 1st magnetic steel piece part 21 (refer FIG. 2, FIG. 5) is inserted in the
電流測定部本体31の挿入口31Hに第1磁鋼片部21を挿入した場合、第1磁鋼片部21の内部に設けられた第1磁性体211(図5参照)の残留磁気に応じて、方位磁針計32の磁針321が基準位置から振れて回転移動する。このとき、磁針321が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きとを読み取る。そして、その磁針321が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きから、第1磁鋼片部21の磁化電流の値と極性とを求める。たとえば、磁針321が基準位置から振れた角度の大きさと磁気電流の値との関係について予め計測したデータを用いて、今回測定された角度の大きさに対応する磁気電流の値を求める。
When the first magnetic
第1磁鋼片部21(図2,図5参照)について磁化電流を求めた後には、同様に、第2磁鋼片部22の磁化電流を求める。
After obtaining the magnetization current for the first magnetic steel piece portion 21 (see FIGS. 2 and 5), the magnetization current of the second magnetic
つまり、電流測定部3(図3参照)の方位磁針計32について磁針321の向きを目盛板322の基準位置に合わせる。その後、電流測定部本体31の挿入口31Hに、第2磁鋼片部22(図2,図5参照)を挿入する。第2磁鋼片部22の挿入の際には、電流測定部本体31のマーク31M(図3(b)参照)と、第2磁鋼片部22においてオネジ部224(図2(b)参照)が設けられた側とが、同じ方向に向くように、両者を合わせる。これにより、磁化の極性を把握することができる。そして、その磁針321が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きとから、第2磁鋼片部22の磁化電流の値と極性とを求める。
That is, the direction of the magnetic needle 321 is adjusted to the reference position of the
図7は、第1実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁化電流と、残留磁気との関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the magnetizing current and the residual magnetism in the current measurement system according to the first embodiment.
図7において、横軸は、磁化電流i[A]であり、縦軸は、残留磁気B[wb/m2]である。図7では、L1が第1磁鋼片部21の場合を示し、L2が第2磁鋼片部22の場合を示している。
In FIG. 7, the horizontal axis is the magnetization current i [A], and the vertical axis is the residual magnetism B [wb / m 2 ]. In FIG. 7, L1 shows the case of the first magnetic
図7に示すように、磁化電流iが低い第1範囲R1において、磁化電流iの増加に応じて残留磁気Bが増加する割合は、第1磁鋼片部21の場合(L1)の方が第2磁鋼片部22の場合(L2)よりも大きい。このため、本実施形態においては、第1磁鋼片部21の残留磁気Bから第1範囲R1の磁化電流iを高精度に求めることができる。
As shown in FIG. 7, in the first range R <b> 1 where the magnetizing current i is low, the rate at which the remanent magnetism B increases as the magnetizing current i increases is higher in the case of the first magnetic steel piece part 21 (L <b> 1). It is larger than the case of the second magnetic steel piece 22 (L2). For this reason, in this embodiment, the magnetization current i in the first range R1 can be obtained with high accuracy from the residual magnetism B of the first magnetic
一方で、第1範囲R1より磁化電流iが高い第2範囲R2では、第1磁鋼片部21の場合(L1)には、磁化電流iの増加に応じて残留磁気Bが増加せずに、一定値に飽和する。このため、第1磁鋼片部21の場合(L1)には、第2範囲R2の磁化電流iを残留磁気Bから求めることができない。しかし、第2磁鋼片部22の場合(L2)には、第1範囲R1と共に第2範囲R2においても、磁化電流iに応じて残留磁気Bが増加し、飽和しない。つまり、第1磁鋼片部21において飽和磁気に達する磁化電流よりも、第2磁鋼片部22において飽和磁気に達する磁化電流の方が大きい。このため、本実施形態では、第2磁鋼片部22の残留磁気Bから、第1範囲R1の磁化電流iの他に、第2範囲R2の磁化電流iを求めることができる。
On the other hand, in the second range R2 in which the magnetization current i is higher than the first range R1, in the case of the first magnetic steel piece portion 21 (L1), the residual magnetism B does not increase as the magnetization current i increases. Saturates to a certain value. For this reason, in the case of the first magnetic steel piece portion 21 (L1), the magnetization current i in the second range R2 cannot be obtained from the residual magnetism B. However, in the case of the second magnetic steel piece portion 22 (L2), the residual magnetism B increases according to the magnetization current i and does not saturate in the second range R2 as well as the first range R1. That is, the magnetization current reaching saturation magnetism in the second magnetic
[B−5]磁鋼片2の消磁
つぎに、磁鋼片2を消磁する。
[B-5] Demagnetization of
ここでは、まず、消磁部4(図4参照)を準備し、その消磁部4に設けられた一対の電源端子411に電源ケーブル(図示省略)を電気的に接続する。
Here, first, the demagnetizing section 4 (see FIG. 4) is prepared, and a power cable (not shown) is electrically connected to a pair of
そして、消磁部4の電源スイッチ412をオンに切り替えて電流を消磁コイル421Cに供給する。その後、消磁コイル421Cに電流を供給した状態で、磁鋼片2を構成する第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれを消磁部4の挿入管422の一端部から内部に挿入し、他端部から引き出す。
Then, the
そして、電源スイッチ412をオフに切り替えた後に、電流測定部3(図3参照)を用いて第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれについて磁化電流がゼロであることを確認した場合には、消磁の処理を完了する。磁気電流がゼロでない場合には、上記のように、消磁の処理を繰り返し行う。
Then, after switching the
磁鋼片2から残留磁気を消去した後には、その磁鋼片2を付磁部1(図1参照)の磁化コイル14の内部に挿入して、再度、磁化電流の測定を行うことができる。
After erasing the residual magnetism from the
[C]まとめ
以上のように、本実施形態の電流測定システムでは、付磁部1(図1参照)を構成する磁化コイル14の内部に磁鋼片2(図2参照)が挿入され、磁化コイル14を流れる電流によって磁鋼片2が磁化される。そして、その磁化された磁鋼片2の磁化電流を電流測定部3(図3参照)で測定する。ここで、磁鋼片2は、第1磁性体211と第2磁性体221とを有し、第1磁性体211と第2磁性体221とのそれぞれが磁化コイル14の内部において磁化コイル14の軸方向に並んで設置され(図5参照)、磁化コイル14を流れる電流によって両者が同時に磁化される。
[C] Summary As described above, in the current measurement system of the present embodiment, the magnetic steel piece 2 (see FIG. 2) is inserted into the magnetizing
本実施形態では、第1磁性体211と第2磁性体221との両者は、磁束密度Bと磁界の強さHとの間の関係(B−H特性)が互いに異なる。このため、図7に示したように、第1磁性体211が飽和磁気に達する磁化電流よりも、第2磁性体221が飽和磁気に達する磁化電流の方が大きい。その結果、磁化電流iが低い第1範囲R1に関しては、第1磁鋼片部21の残留磁気Bから高精度に磁化電流iを求めることができる。また、第1範囲R1より磁化電流iが高い第2範囲R2では、第1磁鋼片部21の残留磁気Bから磁化電流iを求めることができないが、第2磁鋼片部22の残留磁気Bから第2範囲R2の磁化電流iを求めることができる。
In the present embodiment, both the first
したがって、本実施形態は、B−H特性が異なる複数の磁性体211,221を磁鋼片2が有するので、磁化電流について測定可能な範囲を広くすることが可能であると共に、測定の精度を向上することができる。
Therefore, in this embodiment, since the
本実施形態では、図5に示したように、第1磁性体211が第1絶縁体213の内部に設けられ、第1磁鋼片部21を構成している。そして、第2磁性体221が第2絶縁体223の内部に設けられ、第2磁鋼片部22を構成している。そして、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との両者は、互いに着脱自在である。このため、本実施形態においては、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間において互いの残留磁気が干渉せずに、個別に、残留磁気を測定することができる。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the first
本実施形態では、第1磁鋼片部21は、第2磁鋼片部22が着脱される側の端部に第1磁気遮蔽体212が設けられている。また、第2磁鋼片部22は、第1磁鋼片部21が着脱される側の端部に第2磁気遮蔽体222が設けられている。第1磁気遮蔽体212及び第2磁気遮蔽体222は、第1磁性体211および第2磁性体221よりも透磁率が大きい磁性体である。このため、本実施形態においては、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間において磁気が遮蔽されているので、それぞれで磁化が独立に行われる。また、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とにおいては、互いの残留磁気を干渉しない。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
In this embodiment, the 1st magnetic
また、本実施形態では、磁鋼片2において第1磁性体211と第2磁性体221との間は、第1磁気遮蔽体212と第2磁気遮蔽体222とによって磁気が遮蔽される。このため、第1磁性体211と第2磁性体221との間の距離を短くすることができる。したがって、磁鋼片2を小型化することができる。
In the present embodiment, the magnetism is shielded between the first
[D]変形例
上記のように、本実施形態では、磁鋼片2において第1磁性体211と第2磁性体221との両者について透磁率が異なる場合に関して説明したが、これに限らない。第1磁性体211と第2磁性体221との両者について透磁率が同じ材料を用いてもよく、その場合には、互いの磁路長を異ならせることによって、第1磁性体211と第2磁性体221との間においてB−H特性を相違させることができる。
[D] Modified Example As described above, in the present embodiment, the
磁束密度Bと磁界の強さHとの間は、下記の式(1)が成立する。式(1)に示す各因子は、下記の通りである。 The following equation (1) is established between the magnetic flux density B and the magnetic field strength H. Each factor shown in Formula (1) is as follows.
B=μH=μ・(nI/d)=μ’・nI ・・・(1) B = μH = μ · (nI / d) = μ ′ · nI (1)
B:磁束密度(残留磁気)、μ:透磁率、H:磁化コイルがつくる磁場の強さ(H=nI/d)、n:磁化コイルの巻数、d:磁路長(磁性体の長さ)、I:磁化コイルを流れる電流の値、μ’:みかけの透磁率(μ’≡μ/d) B: magnetic flux density (residual magnetism), μ: magnetic permeability, H: strength of magnetic field generated by the magnetizing coil (H = nI / d), n: number of turns of the magnetizing coil, d: magnetic path length (the length of the magnetic material) ), I: value of current flowing through the magnetizing coil, μ ′: apparent permeability (μ′≡μ / d)
上記の式(1)から判るように、第1磁性体211と第2磁性体221との両者について、B−H特性を互いに異ならせるためには、第1磁性体211と第2磁性体221との間で透磁率μを互いに変える他に、磁路長dを互いに変えてもよい。たとえば、第1磁性体211と第2磁性体221との両者について透磁率μが同じ材料を用いた場合には、第1磁性体211について第2磁性体221よりも磁路長dを短くすることによって、図7に示す結果と同様な結果を得ることができる。
As can be seen from the above formula (1), in order to make the BH characteristics different between the first
本実施形態では、磁鋼片2は、磁化コイル14の内部で磁化される磁性体として、第1磁性体211と第2磁性体221との2つを備えているが(図2,図5参照)、これに限らない。磁化コイル14の内部で磁化される磁性体として、3つ以上の磁性体を磁鋼片が備えてもよい。
In this embodiment, the
本実施形態では、磁鋼片2を構成する第1磁鋼片部21および第2磁鋼片部22について、磁性体等の周囲に樹脂をモールドすることによって製造したが(図2,図5参照)、これに限らない。絶縁体を用いて予め成形された絶縁容器の内部に、磁性体等を収容することによって、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれを形成してもよい。
In the present embodiment, the first magnetic
本実施形態では、付磁部1において、磁化コイル14は、巻き数が1回であるが(図1参照)、これに限らない。巻き数が2回以上であってもよい。
In the present embodiment, in the
本実施形態では、電流測定部3(図3参照)は、方位磁針計32を有し、その方位磁針計32において磁針321が振れた大きさから磁鋼片2の磁気電流を求めたが、これに限らない。ホールセンサを利用したガウスメータ、サーチコイルを利用したフラックスメータ、マグネットアナライザ、磁気シートなどの測定器を用いて、磁鋼片2の磁気電流を測定してもよい。
In the present embodiment, the current measuring unit 3 (see FIG. 3) has an
<第2実施形態>
[A]構成など
図8,図9は、第2実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を示す図である。
Second Embodiment
[A] Configuration, etc. FIGS. 8 and 9 are views showing a magnetic steel piece in the current measurement system according to the second embodiment.
図8では、図2と同様に、(a)は、上面図であり、(b)は、側面図である。図9は、図5と同様に、断面図であり、磁鋼片を構成する第1磁鋼片部と第2磁鋼片部と第3磁鋼片部とのそれぞれを示している。 In FIG. 8, (a) is a top view and (b) is a side view as in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view, similar to FIG. 5, showing each of the first magnetic steel piece portion, the second magnetic steel piece portion, and the third magnetic steel piece portion constituting the magnetic steel piece.
本実施形態は、図8,図9に示すように、磁鋼片2が、第1実施形態と異なる(図2,図5参照)。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第1実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the
図8,図9に示すように、磁鋼片2は、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23とを有する。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図8に示すように、磁鋼片2において、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23とのそれぞれは、円柱体であり、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とが、第3磁鋼片部23を介して連結されている。
As shown in FIG. 8, in the
また、図9に示すように、磁鋼片2において、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23とのそれぞれは、着脱自在である。
Moreover, as shown in FIG. 9, in the
第1磁鋼片部21は、図9(a)に示すように、第1磁性体211と第1絶縁体213と第1オネジ部214bとを有する。第1磁鋼片部21では、第1磁性体211が第1絶縁体213の内部に設けられている。また、第1オネジ部214bは、第1磁鋼片部21において第3磁鋼片部23が着脱される端部の面(下面)に設けられている。本実施形態では、上記の実施形態と異なり、磁気遮蔽体が第1磁鋼片部21に設けられていない。
The 1st magnetic
第2磁鋼片部22は、図9(c)に示すように、第2磁性体221と第2絶縁体223と第2オネジ部224とを有する。第2磁鋼片部22では、第2磁性体221が第2絶縁体223の内部に設けられている。また、第2オネジ部224は、第2磁鋼片部22において第3磁鋼片部23が着脱される端部の面(上面)に設けられている。本実施形態では、上記の実施形態と異なり、磁気遮蔽体が第2磁鋼片部22に設けられていない。
The 2nd magnetic
第3磁鋼片部23は、図9(b)に示すように、磁気遮蔽体232と第3絶縁体233と、第1および第2のメネジ部234A,234Bとを有する。第3磁鋼片部23では、磁気遮蔽体232が第3絶縁体233の内部に設けられている。また、第1メネジ部234Aは、第3磁鋼片部23において第1磁鋼片部21が着脱される端部の面(上面)に設けられている。第2メネジ部234Bは、第3磁鋼片部23において第2磁鋼片部22が着脱される端部の面(下面)に設けられている。
As shown in FIG. 9B, the third magnetic
図9に示すように、第1磁鋼片部21と第3磁鋼片部23との間は、第1オネジ部214bを第1メネジ部234Aに捩じ込むことによって連結される。また、第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23との間は、第2オネジ部224を第2メネジ部234Bに捩じ込むことによって連結される。
As shown in FIG. 9, the first magnetic
磁鋼片2のうち、第1磁性体211と第2磁性体221との両者は、上記の実施形態と同様に、磁束密度(B)と磁界の強さ(H)との間の関係(B−H特性)が互いに異なる。また、磁気遮蔽体232は、第1磁性体211および第2磁性体221よりも透磁率が大きい磁性体である。また、第1絶縁体213と第2絶縁体223と第3絶縁体233のそれぞれは、上記の実施形態と同様に、絶縁材料を用いて形成されている。第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23とのそれぞれは、上記の実施形態と同様に、磁性体等の周囲に絶縁材料をモールドすることによって製造される。
Among the
磁鋼片2は、上記の実施形態の場合と同様に、付磁部1(図1参照)の磁化コイル14の内部に挿入されたときには、第1磁性体211と第2磁性体221との両者が磁化コイル14の軸方向に並ぶ。そして、磁化コイル14の内部に磁鋼片2が設置された状態で、磁化コイル14を電流が流れたときには、磁鋼片2において第1磁性体211と第2磁性体221との両者が同時に磁化される。このとき、第1磁性体211および第2磁性体221のそれぞれは、B−H特性に応じて磁化され、磁化後には互いに異なる値の残留磁気を保持する。
Similarly to the case of the above-described embodiment, when the
図9に示すように、磁鋼片2において、第1磁性体211と第2磁性体221との間は、磁気遮蔽体232によって磁気が遮蔽される。このため、第1磁性体211の残留磁気と第2磁性体221の残留磁気とのそれぞれは、互いに干渉されない。
As shown in FIG. 9, in the
磁鋼片2は、上記の実施形態の場合と同様にして、磁化コイル14の内部で磁化された後には、磁化コイル14の内部から取り出される。そして、磁鋼片2において連結されている第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22と第3磁鋼片部23との間が分離された後に、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれの磁化電流が求められる。
The
[B]まとめ
以上のように、本実施形態の電流測定システムでは、磁気遮蔽体232が第3絶縁体233の内部に設けられた第3磁鋼片部23を有する(図8,図9参照)。第3磁鋼片部23は、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間に設置され、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれに対して着脱自在である。このため、本実施形態では、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22との間は、磁気遮蔽体232によって磁気が遮蔽されるので、それぞれで磁化が独立に行われると共に、互いの残留磁気を干渉しない。そして、本実施形態では、第3磁鋼片部23を取り外すことによって磁気遮蔽体232の影響を受けずに、第1磁鋼片部21と第2磁鋼片部22とのそれぞれの残留磁気を測定することができる。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
[B] Summary As described above, in the current measurement system of the present embodiment, the
<その他>
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
<Others>
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…付磁部、2…磁鋼片、3…電流測定部、4…消磁部、5…避雷器、6…支持台、7…放電計数部、11…支持部、11H…貫通孔、12A,12B…支持碍子、13A,13B…接続端子、14…磁化コイル、21…第1磁鋼片部21M…マーク、22…第2磁鋼片部、23…第3磁鋼片部、31…電流測定部本体、31…挿入口、31M…マーク、32…方位磁針計、41…消磁部本体、42…消磁コイル部、51…接地端子、81〜83…導体、131A,131B…導電板、132A,132B…固定板、141…凸部、211…第1磁性体、212…第1磁気遮蔽体、213…第1絶縁体、214…メネジ部、214b…オネジ部、221…第2磁性体、222…第2磁気遮蔽体、223…第2絶縁体、224…オネジ部、234A…第1メネジ部、234B…第2メネジ部、321…磁針、322…目盛板、411…電源端子、412…電源スイッチ、421…支持部、421C…消磁コイル、422…挿入管
DESCRIPTION OF
Claims (10)
第1磁性体と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルの軸方向に前記第1磁性体と並んで設置され、前記磁化コイルを電流が流れたときに生じる磁界によって前記第1磁性体と同時に磁化される第2磁性体と
を有し、
前記第1磁性体と前記第2磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なることを特徴とする、
磁鋼片。 A magnetic steel piece to be inserted inside the magnetizing coil,
A first magnetic body;
A second magnet that is installed alongside the first magnetic body in the axial direction of the magnetization coil inside the magnetization coil, and is magnetized simultaneously with the first magnetic body by a magnetic field generated when a current flows through the magnetization coil. Has a body and
The first magnetic body and the second magnetic body are characterized in that a relationship between magnetic flux density and magnetic field strength is different from each other.
Magnetic steel strip.
前記第2磁性体が絶縁体の内部に設けられている第2磁鋼片部と
を有し、
前記第1磁鋼片部と前記第2磁鋼片部との両者は、互いに着脱自在であることを特徴とする、
請求項1に記載の磁鋼片。 A first magnetic steel piece portion in which the first magnetic body is provided inside an insulator;
The second magnetic body has a second magnetic steel piece portion provided inside the insulator,
Both the first magnetic steel piece part and the second magnetic steel piece part are detachable from each other,
The magnetic steel piece according to claim 1.
前記第2磁鋼片部が着脱される側の端部に設けられている第1磁気遮蔽体
を有し、
前記第2磁鋼片部は、
前記第1磁鋼片部が着脱される側の端部に設けられている第2磁気遮蔽体
を有することを特徴とする、
請求項2に記載の磁鋼片。 The first magnetic steel piece is
A first magnetic shield provided at an end of the side on which the second magnetic steel piece is attached and detached;
The second magnetic steel piece is
It has the 2nd magnetic shield provided in the end by the side where the 1st magnetic steel piece part is attached or detached,
The magnetic steel piece according to claim 2.
請求項3に記載の磁鋼片。 The first magnetic shield and the second magnetic shield are magnetic bodies having a larger permeability than the first magnetic body and the second magnetic body,
The magnetic steel piece according to claim 3.
を有し、
前記第3磁鋼片部は、前記磁化コイルの内部において前記第1磁鋼片部と前記第2磁鋼片部との間に設置され、前記第1磁鋼片部と前記第2磁鋼片部とのそれぞれに対して着脱自在であることを特徴とする、
請求項2に記載の磁鋼片。 The magnetic shield has a third magnetic steel piece provided inside the insulator;
The third magnetic steel piece part is disposed between the first magnetic steel piece part and the second magnetic steel piece part inside the magnetizing coil, and the first magnetic steel piece part and the second magnetic steel part. It is detachable with respect to each of the one part,
The magnetic steel piece according to claim 2.
請求項5に記載の磁鋼片。 The magnetic shield is a magnetic body having a larger magnetic permeability than the first magnetic body and the second magnetic body,
The magnetic steel piece according to claim 5.
請求項1から6のいずれかに記載の磁鋼片。 Both the first magnetic body and the second magnetic body have different magnetic permeability,
The magnetic steel piece according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から7のいずれかに記載の磁鋼片。 Both the first magnetic body and the second magnetic body have different magnetic path lengths,
The magnetic steel piece according to any one of claims 1 to 7.
前記磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルを流れる電流によって磁化された前記磁鋼片の磁化電流を測定する電流測定部と
を備え、
前記磁鋼片は、
第1磁性体と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルの軸方向に前記第1磁性体と並んで設置され、前記磁化コイルを流れる電流によって前記第1磁性体と同時に磁化される第2磁性体と
を有し、
前記第1磁性体と前記第2磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なることを特徴とする、
電流測定システム。 A magnetizing coil;
A magnetic steel piece inserted into the magnetized coil;
A current measuring unit that measures a magnetization current of the magnetic steel piece magnetized by a current flowing through the magnetization coil inside the magnetization coil; and
The magnetic steel pieces are
A first magnetic body;
A second magnetic body that is installed alongside the first magnetic body in the axial direction of the magnetization coil inside the magnetization coil, and is magnetized simultaneously with the first magnetic body by a current flowing through the magnetization coil;
The first magnetic body and the second magnetic body are characterized in that a relationship between magnetic flux density and magnetic field strength is different from each other.
Current measurement system.
を備えることを特徴とする、
請求項9に記載の電流測定システム。 Comprising a degaussing coil for demagnetizing residual magnetism of the magnetic steel pieces,
The current measurement system according to claim 9.
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