JP2020136456A

JP2020136456A - カレントトランス及びカレントトランス装置

Info

Publication number: JP2020136456A
Application number: JP2019027305A
Authority: JP
Inventors: 文仁伊澤; Fumihito Izawa; 新谷　幹夫; Mikio Shintani; 幹夫新谷; 勇貴中嶋; Yuki Nakajima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】小さな一次電流をより正確に検出することができるカレントトランスを提供する。【解決手段】カレントトランス１は、磁性コア３と、一次巻線７と、二次巻線８とを備える。磁性コア３は、第１磁性材料部４と、第２磁性材料部５とを含む。第２磁性材料部５は、第１磁性材料部４よりも高い透磁率を有している。磁性コア３は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における両端部３ｆ，３ｇを含む。第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇの少なくとも一つから離れて配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、カレントトランス及びカレントトランス装置に関する。

特許第６２５３９９５号明細書（特許文献１）は、複数の珪素鋼板と複数のパーマロイ板とを備えるＥＩ磁性コアを開示している。複数の珪素鋼板は、互いに積層されている。複数の珪素鋼板の積層方向における複数の珪素鋼板の両端に、複数のパーマロイ板が設けられている。互いに積層された複数の珪素鋼板は、複数のパーマロイ板によって挟まれている。

特許第６２５３９９５号明細書

特許文献１に開示された磁性コアは、小さな励磁インダクタンスを有している。そのため、特許文献１に開示された磁性コアをカレントトランスに適用すると、小さな一次電流を正確に検出することが困難である。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小さな一次電流をより正確に検出することができるカレントトランス及びカレントトランス装置を提供することである。

本発明のカレントトランスは、磁性コアと、一次巻線と、二次巻線とを備える。一次巻線及び二次巻線は、磁性コアに巻回されている。磁性コアは、第１磁性材料部と、第２磁性材料部とを含む。第２磁性材料部は、第１磁性材料部よりも高い透磁率を有している。第１磁性材料部及び第２磁性材料部は、磁性コアの厚さ方向に互いに積層されている。磁性コアは、磁性コアの厚さ方向における両端部を含む。第２磁性材料部は、両端部の少なくとも一つから離れて配置されている。

本発明のカレントトランス装置は、本発明のカレントトランスと、カレントトランスから出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路とを備える。信号処理回路は、カレントトランスに対して、カレントトランスからの漏れ磁束が第２磁性材料部によって低減される方向に配置されている。

本発明のカレントトランス及びカレントトランス装置では、第２磁性材料部は、磁性コアの厚さ方向における磁性コアの中心面のより近くに配置されている。第２磁性材料部は、磁性コアにおける磁束密度がより高い箇所に位置している。そのため、カレントトランスの励磁インダクタンスは増加する。本発明のカレントトランス及びカレントトランス装置は、小さな一次電流をより正確に検出することができる。

実施の形態１のカレントトランスの概略斜視図である。実施の形態１のカレントトランスに含まれる磁性コアの概略拡大側面図である。実施の形態１のカレントトランスの回路構成を示す図である。実施の形態１のカレントトランスの二次側の等価回路を示す図である。実施の形態１から実施の形態３、比較例１及び比較例２のカレントトランスにおける、二次側励磁電流と二次側励磁インダクタンスとの間の関係を表すグラフを示す図である。磁性コアの概略斜視図である。磁性コアの厚さ方向に延在する図６の線ＶＩＩにおける磁束密度の分布を表すグラフを示す図である。比較例１のカレントトランスに含まれる磁性コアの概略拡大側面図である。比較例２のカレントトランスに含まれる磁性コアの概略拡大側面図である。実施の形態１のカレントトランスの漏れ磁束の分布を示す概略斜視図である。実施の形態１のカレントトランス装置の概略斜視図である。実施の形態１のカレントトランス装置に含まれる信号処理回路基板の概略拡大平面図である。実施の形態１のカレントトランス装置に含まれる信号処理回路基板及び信号変換回路基板の回路構成の一例を示す図である。実施の形態２のカレントトランスの概略斜視図である。実施の形態２のカレントトランスに含まれる磁性コアの概略拡大側面図である。実施の形態２のカレントトランスの漏れ磁束の分布を示す概略斜視図である。実施の形態２のカレントトランス装置に含まれる信号処理回路基板の概略拡大平面図である。実施の形態３のカレントトランスの概略斜視図である。実施の形態３のカレントトランスに含まれる磁性コアの概略拡大側面図である。実施の形態３のカレントトランスの漏れ磁束の分布を示す概略斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１及び図２を参照して、実施の形態１のカレントトランス１を説明する。カレントトランス１は、例えば、保護継電器に適用され得る。カレントトランス１は、磁性コア３と、一次巻線７と、二次巻線８とを備える。

一次巻線７及び二次巻線８は、銅のような導電性材料で形成されている。一次巻線７は、磁性コア３に巻回されている。二次巻線８は、磁性コア３に巻回されている。二次巻線８は一次巻線７よりも多くの巻数を有している。一次巻線７は、例えば、１０ターン未満の巻数Ｎ₁を有している。二次巻線８は、例えば、数千ターンの巻数Ｎ₂を有している。二次巻線８は、二次巻線８の巻回軸回りに巻回されている。二次巻線８の巻回軸は第２の方向（ｙ方向）に延在している。

磁性コア３は、特に限定されないが、例えば、ＥＩコアである。磁性コア３は、第１磁性材料部４と、第２磁性材料部５とを含む。第２磁性材料部５は、第１磁性材料部４よりも高い透磁率を有している。例えば、第１磁性材料部４は、珪素鋼板材料で形成されており、第２磁性材料部５は、パーマロイで形成されている。第１磁性材料部４は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に積層された複数の第１磁性材料層で形成されてもよい。第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に積層された複数の第２磁性材料層で形成されてもよい。

第１磁性材料部４及び第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に互いに積層されている。磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）は、二次巻線８の巻回軸が延在する第２の方向（ｙ方向）に垂直である。

磁性コア３は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における両端部３ｆ，３ｇを含む。第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇの少なくとも一つから離れて配置されている。特定的には、第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇから離れて配置されている。さらに特定的には、第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の中央部に配置されている。第２磁性材料部５が磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の中央部に配置されていることは、第２磁性材料部５が磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の第１中心面３ｊを含むように、または、第２磁性材料部５が磁性コア３の第１中心面３ｊに接するように、第２磁性材料部５が配置されていることを意味する。磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における第２磁性材料部５の第２中心面５ｊは、磁性コア３の第１中心面３ｊに一致してもよい。

第２磁性材料部５は、第１磁性材料部４に挟まれてもよい。第１磁性材料部４は、第１磁性材料部分４ａと、第２磁性材料部分４ｂとを含んでもよい。第１磁性材料部分４ａは、磁性コア３の両端部３ｆ，３ｇの一方の端部３ｆに設けられている。第２磁性材料部分４ｂは、磁性コア３の両端部３ｆ，３ｇの他方の端部３ｇに設けられている。磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）において、第２磁性材料部５は、第１磁性材料部分４ａと第２磁性材料部分４ｂとによって挟まれている。第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）において、一箇所に統合されてもよい。

第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁は、磁性コア３の第２厚さｔ₂の５％以上である。第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁は、磁性コア３の第２厚さｔ₂の１０％以上であってもよく、磁性コア３の第２厚さｔ₂の２０％以上であってもよい。第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁は、磁性コア３の第２厚さｔ₂の５０％以下である。第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁は、磁性コア３の第２厚さｔ₂の４０％以下であってもよく、磁性コア３の第２厚さｔ₂の３０％以下であってもよい。

図３を参照して、カレントトランス１の回路構成の一例を説明する。一次巻線７に、測定されるべき電流である一次電流Ｉ₁が流れる。一次電流Ｉ₁、一次巻線７の巻数Ｎ₁及び二次巻線８の巻数Ｎ₂に応じた二次電流Ｉ₂が、二次巻線８に流れる。二次巻線８に並列に負荷抵抗Ｒが接続されている。二次電流Ｉ₂と負荷抵抗Ｒとに応じた電圧Ｖが発生する。カレントトランス１では、一次巻線７に流れる一次電流Ｉ₁は、電圧Ｖとして検出され得る。

カレントトランス１は、二次側の励磁インダクタンスＬ_2aと、二次側の漏れインダクタンスＬ_2bとを含む。二次巻線８は抵抗Ｒ₂を有している。励磁インダクタンスＬ_2aに、二次側の励磁電流Ｉ₃が流れる。カレントトランス１の二次側の等価回路は、図４に示されるとおりである。励磁インダクタンスＬ_2aが大きいほど、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。漏れインダクタンスＬ_2bが小さいほど、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。

図５から図１０を参照して、比較例１及び比較例２と対比しながら、本実施の形態のカレントトランス１の作用を説明する。

一般に、図６及び図７に示されるように、磁性コアの厚さ方向（ｚ方向）では、磁性コアの第１中心面３ｊにおいて、磁束密度が最大となる。磁性コアの第１中心面３ｊから磁性コアの両端部３ｆ，３ｇに向かうにつれて、磁束密度は次第に減少する。また、一般に、磁性コアの中心に近づくにつれて、漏れ磁束９が次第に大きくなる（例えば、図１０を参照）。なお、図１０において、実線矢印及び点線矢印の長さが長いほど、漏れ磁束９が大きいことを意味する。実線矢印は漏れ磁束９を表し、点線矢印は、第２磁性材料部５によって抑制された漏れ磁束９を表す。

比較例１のカレントトランスは、磁性コア３ｍ（図８を参照）を含む。磁性コア３ｍは、第１磁性材料部４のみで構成されており、第２磁性材料部５を含んでいない。磁性コア３ｍは、大きな磁気抵抗を有している。そのため、図５に示されるように、比較例１のカレントトランスは、最も小さな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。

比較例２のカレントトランスは、磁性コア３ｎ（図９を参照）を含む。磁性コア３ｎは、第１磁性材料部４に加えて、第２磁性材料部５を含んでいる。比較例２における磁性コア３ｎの第２厚さｔ₂に対する第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁の割合は、本実施の形態における磁性コア３の第２厚さｔ₂に対する第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁の割合に等しい。比較例２の磁性コア３ｎは第２磁性材料部５を含むため、比較例２の磁性コア３ｎは、比較例１の磁性コア３ｍよりも小さな磁気抵抗を有している。図５に示されるように、比較例２のカレントトランスは、比較例１のカレントトランスよりも大きな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。しかし、比較例２では、第２磁性材料部５は、磁性コア３ｎの両端部３ｆ，３ｇに位置している。第２磁性材料部５は、磁性コア３ｎにおける磁束密度が低い箇所に位置している。そのため、図５に示されるように、比較例２のカレントトランスは、本実施の形態のカレントトランス１よりも小さな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。

これに対し、本実施の形態のカレントトランス１は、磁性コア３を含む。磁性コア３では、第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇの少なくとも一つから離れて配置されている。特定的には、第２磁性材料部５は、磁性コア３の両端部３ｆ，３ｇから離れて配置されている。さらに特定的には、第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の第１中心面３ｊを含む、または、磁性コア３の第１中心面３ｊに接するように配置されている。このように、本実施の形態の磁性コア３では、第２磁性材料部５は、磁性コア３の第１中心面３ｊのより近くに配置されており、磁性コア３における磁束密度がより高い箇所に位置している。

そのため、本実施の形態の磁性コア３は、比較例２の磁性コア３ｎよりも小さな磁気抵抗を有している。図５に示されるように、本実施の形態のカレントトランス１は、比較例２のカレントトランスよりも大きな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。さらに、図１０に示されるように、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向（二次巻線８の巻回軸が延在する第２の方向（ｙ方向）、並びに、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）と第２の方向（ｙ方向）とに垂直な第１の方向（ｘ方向））への漏れ磁束９を減少させることができる。カレントトランス１から磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

図１１及び図１２を参照して、実施の形態１のカレントトランス装置１０を説明する。図１１に示されるように、カレントトランス装置１０は、信号処理回路基板１１と、ラック１８とを備えている。カレントトランス装置１０は、信号変換回路基板１５をさらに備えてもよい。カレントトランス装置１０は、制御回路基板１６と、電源回路基板１７とをさらに備えてもよい。信号処理回路基板１１と、信号変換回路基板１５と、制御回路基板１６と、電源回路基板１７とは、挿入方向１８ａに沿って、ラック１８に挿入される。

図１２に示されるように、信号処理回路基板１１は、プリント配線基板１２と、カレントトランス１と、信号処理回路１３とを含む。カレントトランス１と信号処理回路１３とは、プリント配線基板１２上に搭載されている。信号処理回路１３は、カレントトランス１から出力される電気信号を処理するように構成されている。図１３に示されるように、信号処理回路１３は、アンプ１３ａ、コンデンサ１３ｂ及び抵抗１３ｃ，１３ｄ，１３ｆを含む。信号処理回路１３は、ゲイン調整機能と、ローパスフィルタ機能とを含む。

図１１に示されるように、信号変換回路基板１５は、信号処理回路基板１１の隣に配置されている。信号変換回路基板１５は、信号処理回路基板１１に電気的に接続されている。信号変換回路基板１５は、信号変換回路（図示せず）を含んでいる。信号変換回路は、アナログデジタル変換器１５ａ（図１３を参照）を含んでいる。アナログデジタル変換器１５ａは、カレントトランス１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するように構成されている。制御回路基板１６は、制御回路（図示せず）を含んでいる。制御回路は、信号処理回路基板１１と信号変換回路基板１５とに、制御信号を出力するように構成されている。電源回路基板１７は、電源回路（図示せず）を含んでいる。電源回路は、信号処理回路基板１１と信号変換回路基板１５と制御回路基板１６とに、電圧または電流を供給するように構成されている。

図１２に示されるように、信号処理回路１３は、カレントトランス１に対して、カレントトランス１からの漏れ磁束９が第２磁性材料部５によって低減される方向に配置されている。特定的には、信号処理回路１３は、カレントトランス１に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に配置されている。さらに特定的には、信号処理回路１３は、カレントトランス１に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）と二次巻線８の巻回軸が延在する第２の方向（ｙ方向）とに垂直な第１の方向（ｘ方向）に配置されている。そのため、カレントトランス１から信号処理回路１３へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。信号処理回路１３が誤動作することが防止され得る。

信号変換回路基板１５は、上記のとおり、アナログ信号を取り扱っている。そのため、信号変換回路基板１５に強いＥＭＩノイズが放射されると、アナログデジタル変換器１５ａを含む信号変換回路が誤動作する可能性がある。

しかし、カレントトランス装置１０では、信号変換回路基板１５は、カレントトランス１（信号処理回路基板１１）に対して、カレントトランス１からの漏れ磁束９が第２磁性材料部５によって低減される方向に配置されている。特定的には、信号変換回路基板１５は、カレントトランス１（信号処理回路基板１１）に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に配置されている。さらに特定的には、信号変換回路基板１５は、カレントトランス１に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）と第１の方向（ｘ方向）とに垂直な第２の方向（ｙ方向）に配置されている。信号変換回路基板１５は、カレントトランス１（信号処理回路基板１１）に対して、二次巻線８の巻回軸が延在する第２の方向（ｙ方向）に配置されている。そのため、カレントトランス１から信号変換回路基板１５へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。アナログデジタル変換器１５ａを含む信号変換回路が誤動作することが防止され得る。

本実施の形態のカレントトランス１及びカレントトランス装置１０の効果を説明する。
本実施の形態のカレントトランス１は、磁性コア３と、一次巻線７と、二次巻線８とを備える。磁性コア３は、第１磁性材料部４と、第２磁性材料部５とを含む。一次巻線７は、磁性コア３に巻回されている。二次巻線８は、磁性コア３に巻回されている。第２磁性材料部５は、第１磁性材料部４よりも高い透磁率を有している。第１磁性材料部４及び第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に互いに積層されている。磁性コア３は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における両端部３ｆ，３ｇを含む。第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇの少なくとも一つから離れて配置されている。

第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の第１中心面３ｊのより近くに配置されている。第２磁性材料部５は、磁性コア３における磁束密度がより高い箇所に位置している。そのため、カレントトランス１の励磁インダクタンスＬ_2aは増加する。カレントトランス１は、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。

カレントトランス１では、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向への漏れ磁束９を減少させることができる。そのため、カレントトランス１から磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

本実施の形態のカレントトランス１では、第２磁性材料部５は、磁性コア３の両端部３ｆ，３ｇから離れて配置されている。第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の中央部に配置されている。

第２磁性材料部５は、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３の第１中心面３ｊのより近くに配置されている。そのため、カレントトランス１の励磁インダクタンスＬ_2aは増加する。カレントトランス１は、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。さらに、カレントトランス１では、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向への漏れ磁束９を減少させることができる。そのため、カレントトランス１から磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

本実施の形態のカレントトランス１では、第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁は、磁性コア３の第２厚さｔ₂の５％以上５０％以下である。第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁が磁性コア３の第２厚さｔ₂の５％以上であるため、カレントトランス１の励磁インダクタンスＬ_2aは増加する。カレントトランス１は、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。さらに、カレントトランス１では、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向への漏れ磁束９を減少させることができる。そのため、カレントトランス１から磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁が磁性コア３の第２厚さｔ₂の５０％以下であるため、磁性コア３の飽和磁束密度の大幅な低下が防止される。カレントトランス１で検出し得る電流の上限が大幅に低下することが防止され得る。また、一般に、透磁率が高い材料のコストは高い。第１磁性材料部４よりも高い透磁率を有する第２磁性材料部５の第１厚さｔ₁が磁性コア３の第２厚さｔ₂の５０％以下であるため、カレントトランス１のコストの上昇が抑制され得る。

本実施の形態のカレントトランス装置１０は、カレントトランス１と、カレントトランス１から出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路１３とを備える。信号処理回路１３は、カレントトランス１に対して、カレントトランス１からの漏れ磁束９が第２磁性材料部５によって低減される方向に配置されている。そのため、カレントトランス１から信号処理回路１３へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。信号処理回路１３が誤動作することが防止され得る。

本実施の形態のカレントトランス装置１０は、カレントトランス１と、カレントトランス１から出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路１３とを備える。信号処理回路１３は、カレントトランス１に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）と二次巻線８の巻回軸が延在する第２の方向（ｙ方向）とに垂直な第１の方向（ｘ方向）に配置されている。そのため、カレントトランス１から信号処理回路１３へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。信号処理回路１３が誤動作することが防止され得る。

本実施の形態のカレントトランス装置１０は、信号変換回路基板１５をさらに備える。信号変換回路基板１５は、信号処理回路１３に電気的に接続されているアナログデジタル変換器１５ａを含む。信号変換回路基板１５は、カレントトランス１に対して、磁性コア３の厚さ方向（ｚ方向）と第１の方向（ｘ方向）とに垂直な第２の方向（ｙ方向）に配置されている。そのため、カレントトランス１から信号変換回路基板１５へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。アナログデジタル変換器１５ａが誤動作することが防止され得る。

実施の形態２．
図１４から図１６を参照して、実施の形態２のカレントトランス１ｂを説明する。本実施の形態のカレントトランス１ｂは、実施の形態１のカレントトランス１と同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。

図１４及び図１５に示されるように、カレントトランス１ｂは、磁性コア３ｂを備えている。磁性コア３ｂでは、第２磁性材料部５は、両端部３ｆ，３ｇの一方の端部３ｆに配置されており、かつ、両端部３ｆ，３ｇの他方の端部３ｇに配置されていない。比較例２よりも、本実施の形態では、第２磁性材料部５は、磁性コア３ｂの厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３ｂの第１中心面３ｊのより近くに配置されている。第２磁性材料部５は、磁性コア３ｂにおける磁束密度がより高い箇所に位置している。

そのため、本実施の形態の磁性コア３ｂは、比較例２の磁性コア３ｎよりも小さな磁気抵抗を有している。図５に示されるように、本実施の形態のカレントトランス１ｂは、比較例２のカレントトランスよりも大きな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。さらに、図１６に示されるように、磁性コア３ｂの一方の端部３ｆにおける漏れ磁束９を減少させることができる。そのため、カレントトランス１ｂは、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。カレントトランス１ｂから、磁性コア３ｂの第１中心面３ｊに対して第２磁性材料部５（あるいは、磁性コア３ｂの一方の端部３ｆ）が位置する方向（−ｚ方向）に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

実施の形態２のカレントトランス装置を説明する。本実施の形態のカレントトランス装置は、実施の形態１のカレントトランス装置１０と同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。本実施の形態のカレントトランス装置は、実施の形態１のカレントトランス１に代えて、本実施の形態のカレントトランス１ｂを備えている。

図１７に示されるように、本実施の形態のカレントトランス装置は、カレントトランス１ｂに対する信号処理回路１３の配置において、実施の形態１のカレントトランス装置１０と異なっている。信号処理回路１３は、カレントトランス１ｂに対して、カレントトランス１ｂからの漏れ磁束９が第２磁性材料部５によって低減される方向に配置されている。具体的には、信号処理回路１３は、カレントトランス１ｂに対して、磁性コア３ｂの第１中心面３ｊに対して第２磁性材料部５（あるいは、磁性コア３ｂの一方の端部３ｆ）が位置する方向（−ｚ方向）に配置されている。信号処理回路１３は、両端部３ｆ，３ｇの一方の端部３ｆに面するように配置されている。そのため、カレントトランス１ｂから信号処理回路１３へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。信号処理回路１３が誤動作することが防止され得る。

実施の形態３．
図１８から図２０を参照して、実施の形態３のカレントトランス１ｃを説明する。本実施の形態のカレントトランス１ｃは、実施の形態１のカレントトランス１と同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。

カレントトランス１ｃは、磁性コア３ｃを備えている。磁性コア３ｃでは、第２磁性材料部５は、磁性コア３ｃの厚さ方向（ｚ方向）において磁性コア３ｃの第１中心面３ｊと両端部３ｆ，３ｇの一つ（例えば、端部３ｇ）との間に配置されている。本明細書において、第２磁性材料部５が磁性コア３ｃの厚さ方向（ｚ方向）において磁性コア３ｃの第１中心面３ｊと両端部３ｆ，３ｇの一つ（例えば、端部３ｇ）との間に配置されていることは、第２磁性材料部５が磁性コア３ｃの第１中心面３ｊと両端部３ｆ，３ｇの一つとに接していないことを意味する。比較例２よりも、本実施の形態では、第２磁性材料部５は、磁性コア３ｃの厚さ方向（ｚ方向）における磁性コア３ｃの第１中心面３ｊのより近くに配置されている。第２磁性材料部５は、磁性コア３ｃにおける磁束密度がより高い箇所に位置している。

そのため、本実施の形態の磁性コア３ｃは、比較例２の磁性コア３ｎよりも小さな磁気抵抗を有している。図５に示されるように、本実施の形態のカレントトランス１ｃは、比較例２のカレントトランスよりも大きな励磁インダクタンスＬ_2aを有している。さらに、図２０に示されるように、磁性コア３ｃの側面に対して斜め方向における漏れ磁束９を減少させることができる。磁性コア３ｃの側面に対する斜め方向は、磁性コア３ｂの第１中心面３ｊに対して第２磁性材料部５（あるいは、磁性コア３ｂの一方の端部３ｆ）が位置する方向（＋ｚ方向）と、磁性コア３ｃの厚さ方向（ｚ方向）に垂直な方向との間の方向である。そのため、カレントトランス１ｃは、小さな一次電流Ｉ₁をより正確に検出することができる。カレントトランス１ｃから磁性コア３ｃの側面に対して斜め方向に放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。

本実施の形態のカレントトランス装置（図示せず）は、実施の形態１のカレントトランス装置１０と同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、主に以下の点で異なる。本実施の形態のカレントトランス装置は、実施の形態１のカレントトランス１に代えて、本実施の形態のカレントトランス１ｃを備える。

本実施の形態のカレントトランス装置では、実施の形態１のカレントトランス装置１０と、カレントトランス１ｃに対する信号処理回路１３の配置が異なっている。信号処理回路１３は、カレントトランス１ｃに対して、カレントトランス１ｃからの漏れ磁束９が第２磁性材料部５によって低減される方向に配置されている。具体的には、信号処理回路１３は、磁性コア３ｃの側面に対して斜め方向に配置されている。そのため、カレントトランス１ｃから信号処理回路１３へ放射されるＥＭＩノイズを減少させることができる。信号処理回路１３が誤動作することが防止され得る。

今回開示された実施の形態１−３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。

１，１ｂ，１ｃカレントトランス、３，３ｂ，３ｃ，３ｍ，３ｎ磁性コア、３ｆ，３ｇ端部、３ｊ第１中心面、４第１磁性材料部、４ａ第１磁性材料部分、４ｂ第２磁性材料部分、５第２磁性材料部、５ｊ第２中心面、７一次巻線、８二次巻線、９漏れ磁束、１０カレントトランス装置、１１信号処理回路基板、１２プリント配線基板、１３信号処理回路、１３ａアンプ、１３ｂコンデンサ、１３ｃ，１３ｄ，１３ｆ抵抗、１５信号変換回路基板、１５ａアナログデジタル変換器、１６制御回路基板、１７電源回路基板、１８ラック、１８ａ挿入方向。

Claims

第１磁性材料部と、第２磁性材料部とを含む磁性コアと、
前記磁性コアに巻回されている一次巻線と、
前記磁性コアに巻回されている二次巻線とを備え、
前記第２磁性材料部は、前記第１磁性材料部よりも高い透磁率を有し、
前記第１磁性材料部及び前記第２磁性材料部は、前記磁性コアの厚さ方向に互いに積層されており、
前記磁性コアは、前記磁性コアの前記厚さ方向における両端部を含み、
前記第２磁性材料部は、前記両端部の少なくとも一つから離れて配置されている、カレントトランス。
前記第２磁性材料部は、前記両端部から離れて配置されており、
前記第２磁性材料部は、前記磁性コアの前記厚さ方向における前記磁性コアの中央部に配置されている、請求項１に記載のカレントトランス。
前記第２磁性材料部は、前記両端部の一方の端部に配置されておりかつ前記両端部の他方の端部に配置されていない、請求項１に記載のカレントトランス。
前記第２磁性材料部は、前記両端部から離れて配置されており、
前記第２磁性材料部は、前記磁性コアの前記厚さ方向において前記磁性コアの中心と前記両端部の一つとの間に配置されている、請求項１に記載のカレントトランス。
前記第２磁性材料部の第１厚さは、前記磁性コアの第２厚さの５％以上５０％以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のカレントトランス。
前記第２磁性材料部は、前記磁性コアの前記厚さ方向において、一箇所に統合されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のカレントトランス。
前記第１磁性材料部は、珪素鋼板材料で形成されており、
前記第２磁性材料部は、パーマロイで形成されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のカレントトランス。
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の前記カレントトランスと、
前記カレントトランスから出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路とを備え、
前記信号処理回路は、前記カレントトランスに対して、前記カレントトランスからの漏れ磁束が前記第２磁性材料部によって低減される方向に配置されている、カレントトランス装置。
請求項２に記載の前記カレントトランスと、
前記カレントトランスから出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路とを備え、
前記信号処理回路は、前記カレントトランスに対して、前記磁性コアの前記厚さ方向に垂直な第１の方向に配置されている、カレントトランス装置。
前記信号処理回路に電気的に接続されているアナログデジタル変換器を含む信号変換回路基板をさらに備え、
前記信号変換回路基板は、前記カレントトランスに対して、前記磁性コアの前記厚さ方向と前記第１の方向とに垂直な第２の方向に配置されている、請求項９に記載のカレントトランス装置。
請求項３に記載の前記カレントトランスと、
前記カレントトランスから出力される電気信号を処理するように構成されている信号処理回路とを備え、
前記信号処理回路は、前記両端部の前記一方の端部に面するように配置されている、カレントトランス装置。
前記カレントトランスと前記信号処理回路とが搭載されるプリント配線基板をさらに備える、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載のカレントトランス装置。