JP2020170832A - Current transformer and zero-phase-sequence current transformer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電流または、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流もしくはその漏洩電流を計測するための変流器及び零相変流器に関する。 The present invention relates to a current transformer and a zero-phase current transformer for measuring an alternating current or an alternating current on which direct current is superimposed, for example, a half-wave sinusoidal alternating current or a leakage current thereof.
図1は、従来の一般的な変流器を示す概略図である。従来の変流器は、環状の磁心からなる閉磁路に2次巻線W2が巻回されており、計測対象の電流の流れる1次巻線W1が閉磁路の中央開口を貫通している。その動作は、1次巻線W1に電流I1が流れると、電磁誘導によって電流I1の大きさに対応した、好ましくは比例した電流I2が2次巻線W2に発生する。このとき2次巻線W2に負担抵抗を接続することによって、電圧信号が2次巻線W2に出力され、その結果、1次巻線W1に流れる電流I1を電圧信号として計測することが可能になる。 FIG. 1 is a schematic view showing a conventional general current transformer. In the conventional current transformer, the secondary winding W2 is wound around a closed magnetic path made of an annular magnetic core, and the primary winding W1 through which the current to be measured flows penetrates the central opening of the closed magnetic path. In that operation, when the current I1 flows through the primary winding W1, a preferably proportional current I2 corresponding to the magnitude of the current I1 is generated in the secondary winding W2 by electromagnetic induction. At this time, by connecting a bearing resistor to the secondary winding W2, a voltage signal is output to the secondary winding W2, and as a result, the current I1 flowing through the primary winding W1 can be measured as a voltage signal. Become.
また従来の変流器の製造方法としては、金属の型を用意し、少なくとも一つの巻線を備えたコアすなわちコイルを外ケースに組み込んだ状態で型内に挿入し、型を閉鎖して、加熱流動化した成形樹脂を加圧下で型に充填することにより、加圧成形し一体に封止成形する方法がある。(例えば特許文献1参照) In addition, as a conventional method for manufacturing a current transformer, a metal mold is prepared, a core having at least one winding, that is, a coil is inserted into the mold in a state of being incorporated in an outer case, and the mold is closed. There is a method of pressure molding and integrally sealing molding by filling a mold with a heat-fluidized molding resin under pressure. (See, for example, Patent Document 1)
従来の変流器は、外ケースにコイルを組み込み加圧成形により封止を行う場合、コイルが成形時の圧力により外ケース側壁に対して接近する箇所が生じる。その場合、コイルと外ケースが接近している箇所には成形樹脂が充填されにくいため、その付近において成形樹脂が剥がれやすくなり、耐電圧特性も低下する。また、コイルの成形圧力による移動に伴い、コアの位置ずれが生じるため零相変流器として用いる場合は平衡特性の低下が生じる。 In a conventional current transformer, when a coil is incorporated in an outer case and sealed by pressure molding, a portion where the coil approaches the side wall of the outer case occurs due to the pressure during molding. In that case, since the molding resin is difficult to fill in the portion where the coil and the outer case are close to each other, the molding resin is likely to be peeled off in the vicinity thereof, and the withstand voltage characteristic is also deteriorated. In addition, the position of the core shifts due to the movement of the coil due to the molding pressure, so that the equilibrium characteristics deteriorate when used as a zero-phase current transformer.
また従来の変流器の外ケースが有する円筒状リード線挿入部の穴径はリード線の位置決めを兼ねているためリード線の線径程度であり、加圧成形の際、成形樹脂の粘度を低くしなければ充填できない。また、リード線周りの成形樹脂と外ケース間の接触面積が小さく、大きな引き抜き強度は得られない。 Further, the hole diameter of the cylindrical lead wire insertion portion of the outer case of the conventional current transformer is about the wire diameter of the lead wire because it also serves as the positioning of the lead wire, and the viscosity of the molding resin is adjusted during pressure molding. It cannot be filled unless it is lowered. Further, the contact area between the molding resin around the lead wire and the outer case is small, and a large pull-out strength cannot be obtained.
また従来の変流器のボビンを用いて、コイルの位置決めをして、加圧成形による封止を行う場合、位置決め用にボビンに設けられたリブはコイルとの接触面積が小さくなる構造のために、成形時の圧力によりコイルがリブに押し付けられた際、巻線に対して局所的に大きなストレスが加わり、被覆破れや断線が生じる。また、コイルの巻線部は変形しやすく、位置決め用リブに成形圧力で押し付けられることで変形するため、それに伴いコアの位置ズレが生じ、零相変流器として用いる場合には平衡特性は低下する。
さらに、コイル外周部において、位置決め用リブは引き出し線用の硬銅線付近のみにしか設けられておらず、その他の箇所におけるコイルの位置決めは不十分である。
また、位置決め用リブに成形圧力で押し付けられた際、コイル内部のコアに対しても力が加わり、コアの特性が変化して電気的特性は悪化する。In addition, when the coil is positioned using the bobbin of a conventional current transformer and sealed by pressure molding, the ribs provided on the bobbin for positioning have a structure in which the contact area with the coil is small. In addition, when the coil is pressed against the rib by the pressure during molding, a large stress is locally applied to the winding, causing coating breakage and disconnection. In addition, the winding part of the coil is easily deformed, and it is deformed by being pressed against the positioning rib by the forming pressure, so that the core position shifts accordingly, and the equilibrium characteristic deteriorates when used as a zero-phase current transformer. To do.
Further, on the outer peripheral portion of the coil, the positioning rib is provided only in the vicinity of the hard copper wire for the lead wire, and the positioning of the coil is insufficient in other places.
Further, when pressed against the positioning rib by the forming pressure, a force is also applied to the core inside the coil, the characteristics of the core are changed, and the electrical characteristics are deteriorated.
また従来の変流器の引き出し線用の硬銅線はボビンに一体成形する構造のため、被覆を有したリード線のように強度、耐熱温度が外ケースと比較して低い導線を引き出し線として用いることはできない。 In addition, since the hard copper wire for the lead wire of the conventional current transformer is integrally molded with the bobbin, the lead wire having lower strength and heat resistance temperature than the outer case is used as the lead wire like a lead wire having a coating. It cannot be used.
この発明における変流器もしくは零相変流器は、高い比透磁率特性を有する環状磁心に巻線を施したコイルで、その巻線終端部に引き出し線として被覆を有したリード線を取り付け、外ケースに収めて加熱流動化した成形樹脂を注ぎ込み一体に加圧成形し封止する構造であって、外ケースは、外側円筒形状と内側円筒形状を有し、それらの両方またはどちらか一方にコイルを支えるリブを有し、リブはコイルの中心からの中心角が60°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上に設けたものである。 The current transformer or zero-phase current transformer in the present invention is a coil in which an annular magnetic core having a high relative permeability characteristic is wound, and a lead wire having a coating as a lead wire is attached to the end of the winding. It has a structure in which a molding resin that is housed in an outer case and heated and fluidized is poured and integrally pressure-molded and sealed. The outer case has an outer cylindrical shape and an inner cylindrical shape, and both or one of them has an outer case. It has ribs that support the coil, and the ribs have a continuous length with a central angle of 60 ° or more from the center of the coil, and are provided at at least one place.
この発明は以上説明したように、コイルを支えるリブを、コイルの中心からの中心角が60°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上に設けたことにより、成形時にリブとの接触により生じるコイル巻線およびコイル内のコアへのストレスを最小限にしつつコイルを支えることができるため、断線、被覆破れおよび巻線部の変形、コイルの位置ずれ、コアに加わる力により生じる電気的特性の低下を防ぐことができる。 As described above, in the present invention, the ribs that support the coil have a continuous length of 60 ° or more from the center of the coil, and are provided at least in one or more places. Since the coil can be supported while minimizing the stress on the coil winding and the core in the coil caused by contact, electricity generated by disconnection, coating breakage and deformation of the winding part, coil misalignment, and force applied to the core. It is possible to prevent deterioration of the target characteristics.
実施形態1.
図5はこの発明の実施の形態1における変流器もしくは零相変流器100で、図5(a)は平面図、図5(b)はA−A線断面図、図5(c)は正面図である。図5(d)はコイル14のアイソメ図である。
図5(d)において、13はコア部11に巻き付けた巻線、10は被覆を有した引き出し線用リード線であり、14はそれらを組み合わせたコイルである。なお、コイル14の外径寸法をL5、内径寸法をL6、高さをL7とする。
図5(a)において、外ケース1にコイル14を組み込み、加熱流動化した成形樹脂9を注ぎ込み一体に加圧成形して封止している。
図2はこの発明の実施の形態1における変流器もしくは零相変流器100に用いる外ケース1で、図2(a)は外ケース1の平面図、図2(b)はA−A線断面図、図2(c)はアイソメ図、図2(d)はB−B線断面図、図2(e)は誘い込み形状5内のリード線10を示す図である。
図2(a)(b)において、外ケース1は、内側円筒3と外側円筒4を有し、それぞれの円筒にコイル位置決め用のリブ2が設けられる。リブ2の厚み寸法は外側円筒4側をL1、内側円筒3側をL2とし、外側円筒4の内径寸法をL3、内側円筒3の外形をL4とすると
図2(c)(d)において15はリード線挿入部、8はコイル14の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、5は巻線に接続したリード線10を収納する誘い込み形状、7はケース1から外部にリード線10を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器100においては、リブ2の高さをコイル14の高さL7の0.5〜0.8倍にすることで、リブ2上部に成形樹脂が充填される余地を設けつつ、コイル14を支持することができる。
また、リブ2長さをコイル14中心からの中心角は60°以上となるようにすることでコイル14との接触面積が大きくなり、加圧成形時の圧力により押し付けられた場合においても巻線に断線や被覆破れを生じさせるようなストレスを与えず、さらにコアに対しても電気的特性が変化するような力が加わらないようにすることができる。
また、図2(e)にあるようにリード線挿入部15はリード線10先端を、外ケース1底部まで導き、さらにリード線10を反らせて成形樹脂9との接着性を高めることが可能なテーパ形状5aを有する誘い込み形状5により、リード線10の組付け性を向上させるとともに成形樹脂9の充填性および外ケース1との接着性も向上させることができる。
なお、リブ2は図2(f)のように内側円筒3のみに設けたり、図2(g)のように外側円筒4のみに設けても、コイルを支持することは可能であるため、内側円筒3及び外側円筒4の両方に設けた場合と同等の効果が得られる。Embodiment 1.
5A and 5B are a current transformer or a zero-phase
In FIG. 5D, 13 is a winding wound around the
In FIG. 5A, the
2A and 2B are an outer case 1 used for the current transformer or the zero-phase
In FIGS. 2A and 2B, the outer case 1 has an
In FIGS. 2C and 2D, 15 is a lead wire insertion portion, 8 is a winding lead-out portion having a gap for pulling out the winding of the
In the current transformer or zero-phase
Further, by setting the
Further, as shown in FIG. 2E, the lead
Since the coil can be supported even if the
実施形態2.
本実施の形態では、実施の形態1と異なる部分について説明する。図3はこの発明の実施の形態2における変流器もしくは零相変流器100の外ケース1で、図3(a)は平面図、図3(b)はA−A線断面図、図3(c)はアイソメ図、図3(d)はB−B線断面図である。図3(e)は、誘い込み形状16内のリード線10を示す図である。
図3(c)(d)において15はリード線挿入部、8はコイル14の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、16は巻線に接続したリード線10を収納する誘い込み形状、6は円筒形状のリード線位置決め部、7はケース1から外部にリード線10を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器100においては、図3(e)にあるようにリード線挿入部15はテーパ形状16aを有する誘い込み形状16によりリード線10先端をリード線位置決め部6へ導き、リード線10の組付け性を向上させるとともに成形樹脂9の充填性および外ケース1との接着性も向上させることができる。
In the present embodiment, a part different from the first embodiment will be described. FIG. 3 is an outer case 1 of the current transformer or zero-phase
In FIGS. 3C and 3D, 15 is a lead wire insertion portion, 8 is a winding lead-out portion having a gap for pulling out the winding of the
In the current transformer or zero-phase
実施形態3.
本実施の形態では、実施の形態1と異なる部分について説明する。図4はこの発明の実施の形態3における変流器もしくは零相変流器100の外ケース1で、図4(a)は平面図、図4(b)はA−A線断面図、図4(c)はアイソメ図、図4(d)はB−B線断面図である。図4(e)は、誘い込み形状12内のリード線10を示す図である。
図4(c)(d)において15はリード線挿入部、8はコイル14の巻線を引き出すための隙間を有する巻線引出し部、12は巻線に接続したリード線10を収納する誘い込み形状、12aは段差形状、6は円筒形状のリード線位置決め部、7はケース1から外部にリード線10を引き出すリード線引き出し部である。
このように構成された変流器もしくは零相変流器100においては、図4(e)にあるようにリード線挿入部15は、段差形状12aを備えた誘い込み形状12により、リード線10先端をリード線位置決め部6へ導き、リード線の組付け性を向上させるとともに成形樹脂9の充填性を向上させることができる。誘い込み形状12を段差形状12aとすることで成形樹脂9と外ケース1の接着性をより高めることができる。
In the present embodiment, a part different from the first embodiment will be described. FIG. 4 is an outer case 1 of the current transformer or zero-phase
In FIGS. 4C and 4D, 15 is a lead wire insertion portion, 8 is a winding lead-out portion having a gap for pulling out the winding of the
In the current transformer or zero-phase
1 外ケース
2 位置ズレ防止用リブ
3 外ケース内側円筒
4 外ケース外側円筒
5 誘い込み形状(リード線入口〜外ケース底部)
5a テーパ形状
6 リード線位置決め部
7 リード線引き出し部
8 巻線引き出し部
9 成形樹脂
10 リード線
11 コア部
12 誘い込み形状(段差付、リード線挿入部入口〜リード線位置決め用円筒6入口)
12a 段差形状
13 巻線
14 コイル
15 リード線挿入部
16 誘い込み形状(リード線挿入部入口〜リード線位置決め用円筒6入口)
16a テーパ形状
100 変流器及び零相変流器1
5a
16a
Claims (6)
前記外ケースは、外側円筒形状と内側円筒形状を有し、それらの両方またはどちらか一方に前記コイルを支えるリブを有し、前記リブは、前記コイルの中心からの中心角が60°以上の連続した長さを持ち、少なくとも一か所以上にあることを特徴とする変流器もしくは零相変流器。A coil in which a ring is wound around an annular magnetic core with high relative permeability characteristics. A lead wire with a coating as a lead wire is attached to the end of the winding, and a molded resin that has been heated and fluidized is poured into the outer case and integrated. It has a structure that is pressure-molded and sealed.
The outer case has an outer cylindrical shape and an inner cylindrical shape, and both or one of them has a rib that supports the coil, and the rib has a central angle of 60 ° or more from the center of the coil. A current transformer or zero-phase current transformer characterized by having a continuous length and being in at least one place.
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JP2019080510A JP2020170832A (en) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | Current transformer and zero-phase-sequence current transformer |
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CN113628863A (en) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 德清盖格电子有限公司 | Zero sequence current transformer |
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2019
- 2019-04-03 JP JP2019080510A patent/JP2020170832A/en active Pending
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