JP3145854B2 - 電流変成器装置および絶縁導体装置 - Google Patents

電流変成器装置および絶縁導体装置

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JP3145854B2 JP01336194A JP1336194A JP3145854B2 JP 3145854 B2 JP3145854 B2 JP 3145854B2 JP 01336194 A JP01336194 A JP 01336194A JP 1336194 A JP1336194 A JP 1336194A JP 3145854 B2 JP3145854 B2 JP 3145854B2
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions
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  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、変電所等に設置され
る金属容器に本体が収納された電気機器、例えばガス絶
縁電気機器に装着されて、内部導体に流れる電流を検出
する電流変成器装置およびこの電流変成器装置を具備し
た絶縁導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ガス絶縁電気機器の電流検出手段として
は、金属容器の中心部に収納された内部導体と同心状に
配置された環状鉄心に巻線が巻回された貫通形の電流変
成器を金属容器に装着する方式が一般的である。電流変
成器は、通常の運転状態の電流値を検出する計測用と、
事故時に流れる大きな事故電流を検出する保護用とがあ
り、この保護用の電流変成器は、事故電流に対してある
程度の検出精度を確保する必要があり、鉄心の断面積は
事故電流に対応して磁気飽和が生じないように大きくし
たものが使用される。送電系統の短絡容量が大きくなる
と、必要とする鉄心の断面積は、巨大なものとなり、重
量も、寸法も大きくなり、高価なものとなる。このよう
なことから送電系統の大容量化にともなって保護用の電
流変成器は鉄心を用いない無鉄心形の電流変成器が実用
されるようになってきた。無鉄心形の電流変成器は内部
導体に流れる電流により生じる磁界に比例した電圧を検
出し、この電圧を保護システムに入力するものであっ
て、磁器飽和現象が生じないので電流に比例した精度の
良い検出ができ、対象とする事故電流が大きくなっても
寸法的には大きくする必要がないものである。
【0003】図4に保護用の無鉄心形、及び計測用の有
鉄心形の電流変成器を並列にして、ガス絶縁電気機器に
適用した従来の実施例を示す。図において1は機器の中
心部に配置された内部導体、2は内部導体1を収容し、
絶縁ガスが充填された金属容器、3は電流変成器を装着
するための支持金具であり、金属容器2に支持するため
のフランジを有している。4は金属容器2の一部の直径
を大きくして構成した電流変成器の収納部、5は非磁性
絶縁材で形成された環状の巻心5aに、内部導体1に流
れる電流により生じる磁界と鎖交するように巻線5bが
巻回された無鉄心形電流変成器、6は無鉄心形電流変成
器5と直径を合せて製作された有鉄心形電流変成器で、
環状に形成された鉄心6aに巻線6bが巻回されてい
る。7は電流変成器6に添わせた押え板、8は支持金具
3に固定された押付金具、9は電流変成器6に押付力を
与えるボルトである。10は金属容器2を接地する接地
リードである。
【0004】無鉄心形及び有鉄心形の電流変成器5,6
は少なくとも内径を合せて製作され、支持金具3に挿入
されて、固定され、金属容器2に装着されている。無鉄
心形電流変成器5と有鉄心形電流変成器6の配列順序は
機器設置状態における保護範囲より決定されるものであ
り、無鉄心形が、フランジ側の場合と、その反対側の場
合がある。
【0005】このように無鉄心形電流変成器と有鉄心形
電流変成器を並列配置した図4に示す電流変成器の動作
について説明する。有鉄心形電流変成器は内部導体1に
流れる電流による磁界に鉄心の断面積及び比透磁率を乗
じた磁束を介して巻数比に逆比例した電流が検出できる
ものであるが、その鉄心内の磁束密度は周囲磁界の磁束
密度に対して大きく周囲磁界の影響は殆んど受けること
がないが、無鉄心形電流変成器は巻線内の磁束密度が周
囲磁界の磁束密度との差がないので、周囲磁界の変化に
対して敏感に感応するものである。
【0006】無鉄心形電流変成器と有鉄心形電流変成器
を並列配置して金属容器2内に収納した図4の構成にお
いて、F点で地絡事故が発生すると内部導体1と金属容
器2との間がアークAでつながり、地絡電流が図中に矢
印で示すように金属容器2のF点から電流変成器収納部
4を経由して、接地されているE点に向って最短経路を
流れるので金属容器2の円形断面における電流分布は接
地されたE点側へ偏った分布となる。このため、地絡電
流により生じる磁界は無鉄心形電流変成器5及び有鉄心
形電流変成器6の金属容器2の接地されたE点側の巻線
と鎖交することとなり、有鉄心形電流変成器6に対して
は上記記載のとおり殆んど影響することはないが無鉄心
形電流変成器5に対しては、偏った地絡電流による磁束
が巻線と鎖交して巻線に鎖交磁束に比例した電圧が誘起
し、内部導体1に流れる電流による磁束により誘起した
電圧と重畳した電圧が誘起する。
【0007】例えば、図4の地絡したF点の図示左側が
電源側とした場合、電流変成器5,6の収納部の内部導
体1には地絡電流は流れていないのにF点からE点に向
って金属容器2の下方に偏って流れる地絡電流による磁
界によって無鉄心形電流変成器5に電圧が誘起すること
となり、保護システムが誤動作することが想定される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の無鉄心形電流変
成器は周囲の磁界に対しても敏感に感応するので周囲磁
界による誘起電圧によって誤差が生じ保護システムを誤
動作させる可能性があるという課題があった。
【0009】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、周囲磁界に影響されない電流変成器
置および絶縁導体装置を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電流変成器装置は、非磁性絶縁材により環状に形成さ
れた巻芯とこの巻芯に巻回された巻線とからなり地絡電
流を検出するための保護用の無鉄心形電流変成器と、環
状の鉄心に巻回された巻線とからなり定常動作時の電流
を検出するための計測用の有鉄心形電流変成器が並列配
置された電流変成器群を備え、この無鉄心電流変成器の
外周面及び少なくとも一側面側に非磁性導電体からなる
シールドを設けたものである。
【0011】この発明の請求項2に係る電流変成器装置
は、非磁性絶縁体により環状に形成された巻芯とこの巻
芯に巻回された巻線とからなり地絡電流を検出するため
の保護用の無鉄心形電流変成器と、環状の鉄心に巻回さ
れた巻線とからなり定常動作時の電流を検出するための
計測用の有鉄心形電流変成器が並列配置された電流変成
器群を備え、この電流変成器群の外周面及び並列配置さ
れた少なくとも一側面側に非磁性導電体からなるシール
ドを設けたものである。
【0012】この発明の請求項3に係る絶縁導体装置
は、内部導体を収容し絶縁ガスが充填された金属容器
と、金属容器内に充填された絶縁媒体と、この金属容器
の一部にその直径を大きくして構成された収納部に収納
された請求項1または2記載の電流変成器装置と、を備
えたものである。
【0013】
【0014】
【作用】この発明による請求項1に係る電流変成器装置
においては、無鉄心形電流変成器の外周面及び少なくと
も一側面に非磁性導電体からなるシールドを設けたこと
により、絶縁導体装置内部で地絡事故が発生したとき金
属容器に偏って流れる地絡電流による磁界の影響がなく
なる。
【0015】この発明による請求項2に係る電流変成器
装置においては、無鉄心形電流変成器及び有鉄心形電流
変成器を並列配置し、並列配置された電流変成器群の外
周面及び並列配置された少なくとも一側面に非磁性導電
体からなるシールドを設けたことにより、金属容器に偏
って流れる地絡電流による磁界の影響が、無鉄心形電流
変成器のみならず、有鉄心形電流変成器に対してもほと
んどなくなる。
【0016】この発明の請求項3に係る絶縁導体装置に
おいては、導体を流れる電流の計測手段として請求項1
または2記載の電流変成器群を用いたため、絶縁導体装
内部で地絡事故が発生したとき金属容器に偏って流れ
る地絡電流による磁界の影響がなくなる。
【0017】
【0018】
【実施例】
実施例1.以下この発明の一実施例について図1によっ
て説明する。図1において、1〜10は図4の従来例と
同一または同一機能を有するものであり説明は省略す
る。11は無鉄心形電圧変成器5の外周面及び金属容器
2の電流変成器収納部4の側壁面との間に間挿された銅
またはアルミニウム等の非磁性導電体からなるシールド
である。12は無鉄心形電流変成器5の収納部4のフラ
ンジ部に対向する側面の反対側側面に挿入された非磁性
導電体からなるシールドである。
【0019】このように無鉄心形電流変成器5の収納部
4の側壁に対向する側面及び外周面にシールド11を設
けたことにより、電流変成器収納部4から見て接地点E
の反対側の例えばF点において地絡事故が発生すると、
地絡電流が金属容器2の電流変成器収納部4を偏って流
れて発生する磁界に対して無鉄心形電流変成器5は遮蔽
されるので、ほとんど影響がなくなる。
【0020】金属容器2に流れる地絡電流は電流変成器
に対して収納部のように電流変成器をとりまくように流
れる部分において最も顕著に影響を受けるものである
が、直線部においても若干の影響はあり、検出精度がき
びしく要求される場合には、無鉄心形電流変成器5の外
周面及び収納部4の側壁に対向する側面に加えて、反対
側面にもシールド12を設けるとさらに完全な遮蔽とな
り、偏って流れる地絡電流の影響を一層低減することが
できる。
【0021】実施例2.実施例1では無鉄心形電流変成
器5の外周面及び側面に設けるシールド11,12は電
流変成器5,6を金属容器の収納部4に装着するときに
間挿して装着する構成としたが、実施例2では図2に示
すように無鉄心形電流変成器5の巻心5aに巻回された
巻線5bの表面に一側面と外周面に断面L字形に非磁性
の導電体例えば銅またはアルミニウムからなるシールド
21を添わせ、さらに他の側面にもドーナツ形のシール
ド21と同一材質のシールド22を添わせて、その表面
をテーピング等で一体に巻回固定し、これを電流変成器
収納部4に装着した構成とした。
【0022】このように構成するとシールド21,22
は実施例1の場合と同様に地絡電流による磁界に対して
全く影響を受けなくなる効果に加えて、機器への装着作
業はシールドを挿入する手間がなくなり組立作業が簡単
に行うことができる。さらに両側面にシールドが設けら
れていることにより装着時の極性の選択を自由に行うこ
とができる。
【0023】実施例3.実施例3は図3に示すように、
無鉄心形電流変成器5と有鉄心形電流変成器6とを並列
配置し、その並列配置された電流変成器群の外周面及び
金属容器の収納部の側壁に対向する側面を断面コの字形
の銅またはアルミニウム等の非磁性導電体のシールド3
1で囲うように間挿して装着した構成とした。
【0024】このように構成すると機器内部で地絡事故
が発生して金属容器2に偏った電流が流れてもその電流
による磁界はシールド31により遮蔽されているので無
鉄心形、有鉄心形の電流変成器5,6ともに地絡電流に
よる磁界の影響をなくすることができる。
【0025】この発明の請求項1に係る電流変成器装置
は、非磁性絶縁材により環状に形成された巻芯とこの巻
芯に巻回された巻線とからなり地絡電流を検出するため
の保護用の無鉄心形電流変成器と、環状の鉄心に巻回さ
れた巻線とからなり定常動作時の電流を検出するための
計測用の有鉄心形電流変成器が並列配置された電流変成
器群を備え、この無鉄心電流変成器の外周面及び少なく
とも一側面側に非磁性導電体からなるシールドを設けた
ので、機器内部での地絡事故時に金属容器に偏って流れ
る地絡電流による磁界の影響をほとんど受けなくなる。
【0026】この発明の請求項2に係る電流変成器装置
は、非磁性絶縁体により環状に形成された巻芯とこの巻
芯に巻回された巻線とからなり地絡電流を検出するため
の保護用の無鉄心形電流変成器と、環状の鉄心に巻回さ
れた巻線とからなり定常動作時の電流を検出するための
計測用の有鉄心形電流変成器が並列配置された電流変成
器群を備え、この電流変成器群の外周面及び並列配置さ
れた少なくとも一側面側に非磁性導電体からなるシール
を設けたので、金属容器に偏って流れる地絡電流によ
る磁界の影響を無鉄心形電流変成器のみでなく有鉄心形
電流変成器に対してもなくすることができる。
【0027】この発明の請求項3に係る絶縁導体装置
は、内部導体を収容し絶縁ガスが充填された金属容器
と、金属容器内に充填された絶縁媒体と、この金属容器
の一部にその直径を大きくして構成された収納部に収納
された請求項1または2記載の電流変成器装置と、を備
えたので、絶縁導体装置内部で地絡事故が発生したとき
金属容器に偏って流れる地絡電流による磁界の影響
とんどなくなる。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による実施例1の電流変成器の構成を
示す断面図である。
【図2】この発明による実施例2の電流変成器の無鉄心
形電流変成器の構成を示す断面図である。
【図3】この発明による実施例3の電流変成器の構成を
示す断面図である。
【図4】従来の電流変成器の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 内部導体 2 金属容器 3 支持金具 4 収納部 5 無鉄心形電流変成器 6 有鉄心形電流変成器 11 シールド 12 シールド 21 シールド 22 シールド 31 シールド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 直人 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−124114(JP,A) 特開 昭59−8305(JP,A) 特開 平3−159206(JP,A) 特開 平1−276611(JP,A) 特開 平3−91214(JP,A) 特開 平5−74634(JP,A) 実開 昭53−148122(JP,U) 実開 平1−92107(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 17/02,27/32 H01F 27/36,38/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非磁性絶縁材により環状に形成された巻
    芯とこの巻芯に巻回された巻線とからなり地絡電流を検
    出するための保護用の無鉄心形電流変成器と、環状の鉄
    心に巻回された巻線とからなり定常動作時の電流を検出
    するための計測用の有鉄心形電流変成器が並列配置され
    た電流変成器群を備え、この無鉄心電流変成器の外周面
    及び少なくとも一側面側に非磁性導電体からなり、この
    無鉄心電流変成器を周囲磁界から遮蔽するシールドを
    たことを特徴とする電流変成器装置
  2. 【請求項2】 非磁性絶縁体により環状に形成された巻
    芯とこの巻芯に巻回された巻線とからなり地絡電流を検
    出するための保護用の無鉄心形電流変成器と、環状の鉄
    心に巻回された巻線とからなり定常動作時の電流を検出
    するための計測用の有鉄心形電流変成器が並列配置され
    た電流変成器群を備えこの電流変成器群の外周面及び
    並列配置された少なくとも一側面側に非磁性導電体から
    なるシールドを設けたことを特徴とする電流変成器
  3. 【請求項3】 内部導体を収容し絶縁ガスが充填された
    金属容器と、上記金属容器内に充填された絶縁媒体と、
    この金属容器の一部にその直径を大きくして構成された
    収納部に収納された請求項1または2記載の電流変成器
    装置と、を備えた絶縁導体装置。
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CN112636230B (zh) * 2020-12-07 2023-04-14 河南平高电气股份有限公司 一种gis用过渡母线及gis
CN114050041A (zh) * 2021-11-17 2022-02-15 许昌许继软件技术有限公司 一种集成低功耗电流互感器线圈的高压套管

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