JP2019174384A - 電流センサ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流センサの動作確認を容易に行うことが可能な電流センサ検査装置を提供する。【解決手段】電流センサ検査装置１は、電源部２０と、検査コイル部１０とを備える。検査コイル部１０は、電源部２０に接続され、導電線を複数回巻回したものである。このようにすれば、電源部２０から供給される電流値が比較的低くでも、検査コイル部１０では導電線が複数回巻回されているため、当該検査コイル部１０に設置された電流センサに対して、電源部２０からの供給電流値に導電線の巻回回数を掛けた値となる仮想の大電流を検出させることができる。【選択図】図１

Description

この発明は、電流センサ検査装置に関する。

従来、線状の導電部材に流れる電流を検知する電流センサが知られている（たとえば、特開２００９−２０４４１５号公報参照）。このような電流センサの用途の１つに、たとえば風力発電装置などの大規模装置の状態を監視する状態監視システム（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：ＣＭＳ）が挙げられる。このような状態監視システムでは、通常、装置の運用開始前に上述した状態監視システムのための各種センサを所定の位置に設置する。

特開２００９−２０４４１５号公報

上述した風力発電装置では、運用開始前には当然発電していない。そのため、状態監視システムを構成する電流センサについて、発電装置からの電力が出力されていない状態で動作確認を行う必要がある。また、風力発電装置などの発電装置に適用される上記電流センサは、発電装置での発電を検出するため、その検出する電流容量が大きな大電流用のセンサとなっている。したがって、発電装置での実際の出力に対して相対的に小さな出力の電源（たとえば商用電源など）から出力された電流を、動作確認のため当該電流センサで検出しようとしても、当該電流の値が電流センサでの検出可能な下限の電流値より小さいため電流センサで検出することができない場合がある。

また、電流センサで検出可能な大電流を出力する電源は、一般的にそのサイズも大きく、風力発電装置において電流センサが設置されるナセルまで当該電源を運搬することは困難である。また、もし大電流を出力可能な電源をナセルまで運搬できても、当該電源から出力される大電流を流すために太い配線が必要となり、電流センサの動作確認作業には手間とコストがかかるという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、電流センサの動作確認を容易に行うことが可能な電流センサ検査装置を提供することである。

本開示に従った電流センサ検査装置は、電源部と、検査コイル部とを備える。検査コイル部は、電源部に接続され、導電線を複数回巻回したものである。

上記によれば、電流センサの動作確認を容易に行うことが可能な電流センサ検査装置を提供できる。

本実施の形態に係る電流センサ検査装置の構成を示す模式図である。 図１の電流センサ検査装置の遮断部を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部を示す模式図である。 本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部の第１の変形例を示す模式図である。 本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部の第２の変形例を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

＜電流センサ検査装置の構成＞
図１は、本実施の形態に係る電流センサ検査装置の構成を示す模式図である。図２は、図１の電流センサ検査装置の遮断部を説明するための模式図である。図３は、図１に示した本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部を示す模式図である。図３では、検査コイル部１０に電流センサ４０が取り付けられた状態を示している。

図１〜図３に示すように、電流センサ検査装置１は、電源部２０と、検査コイル部１０とを備える。検査コイル部１０は、電源部２０に接続され、導電線を複数回巻回したものである。電源部２０は、商用電源等に接続される端子３０と、ヒューズ２１と、遮断部２２と、抵抗部２３とを主に含む。端子３０はヒューズ２１に導電線により接続されている。ヒューズ２１は遮断部２２と導電線により接続されている。遮断部２２は導電線により抵抗部２３に接続されている。抵抗部２３は導電線により検査コイル部１０に接続されている。端子３０から電源部２０に入力された電流は、ヒューズ２１、遮断部２２、抵抗部２３を介して検査コイル部１０に供給される。

検査コイル部１０は、導電線が複数回巻回されることにより構成されている。検査コイル部１０の形状は円環状である。すなわち、検査コイル部１０の平面視における外形は円形状である。検査コイル部１０を構成する導電線は、導体線と、当該導体線の外周を絶縁保護被膜により被覆された電線である。

検査コイル部１０における導電線の巻回回数は、検査対象である電流センサ４０の検出可能電流値の範囲と、電源部２０から供給可能な電流値とに応じて決定することができる。たとえば、検査コイル部１０での巻回回数を２００回、このときの導電線の材質は銅であり、径は１．２ｍｍ、電源部からの出力電流値は０．７Ａとすることができる。また、この場合、動作試験の対象である電流センサの検出電流値の範囲は１００Ａ以上５００Ａ以下である。なお、検査コイル部１０での導電線の巻回回数の下限はたとえば１０としてもよく、２０としてもよく、３０としてもよく、５０としてもよく、７０としてもよい。また、検査コイル部１０での導電線の巻回回数の上限は５００としてもよく、４００としてもよく、３００としてもよく、２００としてもよく、１００としてもよい。

ヒューズ２１は、端子３０から過大な電流が入力された場合などに遮断部２２などを当該電流から保護するために設けられている。ヒューズ２１の構成は従来周知の任意の構成を採用し得る。

遮断部２２は、所定の条件が成立した場合に検査コイル部１０へ電流の供給を遮断するように構成されている。遮断部２２は、図２に示すように温度計測部２２ａとタイマ部２２ｂとを含む。なお、図２に示すようにヒューズ２１に接続された導電線が温度計測部２２ａに接続されている。温度計測部２２ａは導電線によりタイマ部２２ｂと接続されている。タイマ部２２ｂは導電線により抵抗部２３（図１参照）と接続されている。遮断部２２において温度計測部２２ａとタイマ部２２ｂとの並び順は図２に示すような順番でもよいが、逆になっていてもよい。すなわち、ヒューズ２１（図１参照）側からタイマ部２２ｂ、温度計測部２２ａと直列に並ぶように接続されていてもよい。

温度計測部２２ａは、電源部２０および検査コイル部１０の少なくともいずれかの温度を計測するとともに、計測された温度が基準温度に到達した場合に検査コイル部１０への電流の供給を遮断するように構成されている。たとえば、温度計測部２２ａは、電源部２０の内部または検査コイル部１０に設置された図示しない温度センサと、当該温度センサからの出力信号を入力され、当該出力信号が基準温度に対応する基準値に到達したかどうかを判別する制御部と、当該制御部の判別結果に基づき遮断部２２から抵抗部２３への電流の出力を遮断する遮断スイッチ部とを含む。温度センサの構成としては従来周知の任意の構成を採用できる。また、制御部および遮断スイッチ部についても、従来周知の任意の構成を採用できる。

タイマ部２２ｂは、検査コイル部１０への通電開始からの経過時間を計測するとともに、経過時間が基準時間に到達した場合に検査コイル部１０への電流の供給を遮断するように構成されている。たとえば、タイマ部２２ｂは、上記経過時間を計測するタイマと、当該タイマの計測した経過時間が基準時間に到達したかどうかを判別する制御部と、当該制御部の判別結果に基づき遮断部２２から抵抗部２３への電流の出力を遮断する遮断スイッチ部とを含む。タイマの構成としては従来周知の任意の構成を採用できる。また、制御部および遮断スイッチ部についても、従来周知の任意の構成を採用できる。温度計測部２２ａとタイマ部２２ｂとについては、上述した制御部および遮断スイッチ部を共通化してもよい。

抵抗部２３は、検査コイル部１０に供給される電流を最終的にジュール熱として消費するために設置されている。抵抗部２３の構成は任意の構成を採用し得る。

図３に示すように、電流センサ４０のクランプアーム部４１ａ、４１ｂにより検査コイル部１０が把持される。検査コイル部１０においては電流センサ４０により把持される部分の幅である導体幅Ｗを、検査コイル部１０の外径Ｄ１と内径Ｄ２との差の０．５倍と規定した場合に、導体幅Ｗは３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下ですることが好ましい。なお、導体幅Ｗは３５ｍｍ以上であってもよく、４０ｍｍ以上であってもよい。また、導体幅Ｗは５０ｍ以下であってもよい。

＜電流センサ検査装置の変形例の構成＞
図４は、本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部の第１の変形例を示す模式図である。図５は、本実施の形態に係る電流センサの検査コイル部の第２の変形例を示す模式図である。なお、図４および図５は図３に対応する。

図４に示す電流センサ検査装置は、基本的には図１〜図３に示した電流センサ検査装置１と同様の構成を備えるが、検査コイル部１０の平面視での外周形状が楕円形状となっている点が図１〜図３に示した電流センサ検査装置１と異なっている。この場合、検査コイル部１０の一方向における幅が図３に示した検査コイル部１０より狭くなる。

図５に示す電流センサ検査装置は、基本的には図１〜図３に示した電流センサ検査装置１と同様の構成を備えるが、検査コイル部１０の平面視での外周形状が図１〜図３に示した電流センサ検査装置１と異なっている。すなわち、図５に示した電流センサ検査装置では、検査コイル部１０に、作業者が検査コイル部１０を把持するための持ち手部１０ａが形成されている。図５に示す検査コイル部１０は、円環状の本体部１０ｂと連なるように、本体部１０ｂより外径の小さな円環状の持ち手部１０ａが形成されている。この場合、当該持ち手部１０ａは作業者が手に持てるように、持ち手部１０ａの内径は作業者の手のサイズより大きくなっていることが好ましい。

＜電流センサ検査装置の使用方法＞
上述した電流センサ検査装置１は、たとえば風力発電装置のナセル内部設置される電流センサの動作確認に使用できる。この場合、風力発電装置の運転前に上記ナセルの内部において電流センサ検査装置１は使用される。電流センサ検査装置１は小型であるため、作業者が容易に搬送することができる。

電流センサ検査装置１の検査コイル部１０に、検査対象の電流センサ４０のクランプアーム部４１ａ、４１ｂを設置する。この状態で、検査コイル部１０に電源部２０から電流を供給する。この結果、検査コイル部１０では導電線が所定回数巻回されているので、電源部２０から供給される電流値より大きな仮想の電流値を電流センサ４０により検出できる。

電流センサ検査装置１の端子３０に接続する電源としては商用電源あるいは小型発電機など、作業環境において入手可能な電源を用いることができる。上述のように、本実施の形態に係る電流センサ検査装置１は、検査対象の電流センサが検出する電流値のレベルより低い電流値の電源を利用できる。そのため、上記のような対応が可能となる。

また、電流センサ４０の動作確認のため電流センサ検査装置１を連続使用する場合が想定されるが、この場合であっても、連続使用による破損が起きる前に電源部２０からの検査コイル部１０への電流の供給は遮断部２２により遮断される。

＜作用効果＞
本開示に従った電流センサ検査装置１は、電源部２０と、検査コイル部１０とを備える。検査コイル部１０は、電源部２０に接続され、導電線を複数回巻回したものである。

このようにすれば、電源部２０から供給される電流値が比較的低くても、検査コイル部１０では導電線が複数回巻回されているため、当該検査コイル部１０に設置された電流センサ４０に対して、電源部２０からの供給電流値に導電線の巻回回数を掛けた値となる仮想の大電流を検出させることができる。この結果、大電流を検出するための電流センサ４０の動作確認を、相対的に小さな出力の電源部２０を用いて実施できる。この結果、本開示に係る電流センサ検査装置１はそのサイズを小さくできるため、電流センサ４０の設置位置である風力発電機のナセルなど任意の場所に当該電流センサ検査装置１を容易に持ち運びできる。この結果、電流センサ４０の動作確認を容易に実施できる。

また、検査コイル部１０に電源部２０から電流を供給する導電線自体に流れる電流値は相対的に小さいため、導電線を大電流を流す導電線のように太くする必要が無い。このため、検査コイル部１０と電源部２０とを繋ぐ上記導電線の取り回しは容易であり、当該電流センサ検査装置を用いた電流センサの動作確認作業の作業性が向上する。

上記電流センサ検査装置１において、電源部２０は、検査コイル部１０へ電流の供給を遮断するように構成された遮断部２２を含む。この場合、電流センサ検査装置１において電源部２０から検査コイル部１０へ電流が供給された状態が過度に続くことを当該遮断部２２により防止できる。この結果、検査コイル部１０や電源部２０などで検査コイル部１０への電流の供給が長期にわたることに起因して発熱や過加熱による破損が発生することを防止できる。

上記電流センサ検査装置１において、遮断部２２は、検査コイル部１０への通電開始からの経過時間を計測するとともに、経過時間が基準時間に到達した場合に検査コイル部１０への電流の供給を遮断するように構成されたタイマ部２２ｂを含む。この場合、タイマ部２２ｂにおいて検査コイル部１０への電流の連続供給により電源部２０などでの発熱や破損が発生することを避けるとともに、電流センサ４０の動作試験としては十分な長さの時間を基準時間として設定しておけば、当該電源部２０などでの発熱や破損などの発生を抑制できる。

上記電流センサ検査装置１において、遮断部２２は、電源部２０の温度を計測するとともに、計測された温度が基準温度に到達した場合に検査コイル部１０への電流の供給を遮断するように構成された温度計測部２２ａを含む。この場合、電源部２０等の温度が基準温度を超えた状態となることを防止できる。基準温度を電源部２０などでの破損の発生が予想される温度より十分低く設定しておくことで、電流センサ検査装置１の熱による破損を防止できる。

上記電流センサ検査装置１において、検査コイル部１０の導体幅Ｗを、検査コイル部１０の外径Ｄ１と内径Ｄ２との差の０．５倍と規定した場合に、導体幅Ｗが３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下である。この場合、電流センサ４０の形式として測定対象の導体をクランプする形式を考えると、当該導体の径は３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下程度である場合が多い。そのため、検査コイル部１０の導体幅Ｗを電流センサ４０の測定対象である導体の幅と同等とすることで、電流センサ４０を検査コイル部１０に容易に設置することができる。

上記電流センサ検査装置１において、検査コイル部１０の形状は、図３に示す円形状および図４に示す楕円形状のいずれか一方であってもよい。この場合、導電線を巻回して容易に検査コイル部１０を形成することができる。

上記電流センサ検査装置１において、検査コイル部１０は、図５に示すように作業者が把持するための持ち手部１０ａを含む。この場合、作業者が電流センサ検査装置１を搬送する際に、検査コイル部１０を作業者が容易に持ち運ぶことができる。

上記電流センサ検査装置１において、検査コイル部１０を構成する導電線は、導体線と、導体線の外周を被覆する絶縁保護被膜とを含む。この場合、絶縁保護被膜が導電線において形成されているので、電流センサ検査装置１の使用時などにおいて検査コイル部１０が電流センサ４０や他の部材と誤って接触した場合に、検査コイル部１０での導電線の損傷の可能性を低減できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１ 電流センサ検査装置、１０ 検査コイル部、１０ａ 持ち手部、１０ｂ 本体部、２０ 電源部、２１ ヒューズ、２２ 遮断部、２２ａ 温度計測部、２２ｂ タイマ部、２３ 抵抗部、３０ 端子、４０ 電流センサ、４１ａ，４１ｂ クランプアーム部。

Claims (8)

1. 電源部と、
   前記電源部に接続され、導電線を複数回巻回した検査コイル部とを備える、電流センサ検査装置。
2. 前記電源部は、前記検査コイル部へ電流の供給を遮断するように構成された遮断部を含む、請求項１に記載の電流センサ検査装置。
3. 前記遮断部は、前記検査コイル部への通電開始からの経過時間を計測するとともに、前記経過時間が基準時間に到達した場合に前記検査コイル部への前記電流の供給を遮断するように構成されたタイマ部を含む、請求項２に記載の電流センサ検査装置。
4. 前記遮断部は、前記電源部の温度を計測するとともに、計測された前記温度が基準温度に到達した場合に前記検査コイル部への前記電流の供給を遮断するように構成された温度計測部を含む、請求項２または３に記載の電流センサ検査装置。
5. 前記検査コイル部の導体幅を、前記検査コイル部の外径と内径との差の０．５倍と規定した場合に、前記導体幅が３０ｍｍ以上５５ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流センサ検査装置。
6. 前記検査コイル部の形状は、円形状および楕円形状のいずれか一方である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流センサ検査装置。
7. 前記検査コイル部は、作業者が把持するための持ち手部を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電流センサ検査装置。
8. 前記検査コイル部を構成する前記導電線は、導体線と、前記導体線の外周を被覆する絶縁保護被膜とを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電流センサ検査装置。

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