JP3410043B2 - Current detection system - Google Patents
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- JP3410043B2 JP3410043B2 JP12095099A JP12095099A JP3410043B2 JP 3410043 B2 JP3410043 B2 JP 3410043B2 JP 12095099 A JP12095099 A JP 12095099A JP 12095099 A JP12095099 A JP 12095099A JP 3410043 B2 JP3410043 B2 JP 3410043B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ＧＩＳの中心導
体に流れる電流を検出、測定するシステムの高精度化に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to high accuracy of a system for detecting and measuring a current flowing through a central conductor of GIS.
【０００２】[0002]
【従来の技術】大型の構造物全体に流れる雷電流や、Ｇ
ＩＳの中心導体に流れる電流を測定する電流検出システ
ムとしてロゴスキーコイルを用いた電流検出システムが
知られている。図８は、例えば特開昭６３−２０１５６
９号公報に示されたロゴスキーコイルを用いた従来の電
流検出システムの構成図である。2. Description of the Related Art Lightning currents and G
A current detection system using a Rogowski coil is known as a current detection system for measuring the current flowing through the center conductor of the IS. FIG. 8 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-20156.
It is a block diagram of the conventional electric current detection system using the Rogowski coil shown by the 9th publication.
【０００３】図に於いて、１は電流検出対象である導
体、２はこの導体１の周りに取り付けたロゴスキーコイ
ル、１０はロゴスキーコイル２の出力をその後の電子回
路処理に適するレベルの適正な電圧に変換するアナログ
回路、７はアナログ回路１０のアナログ出力をディジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器、８はＡ／Ｄ変換器の出力を演
算して検出結果を得るマイクロコンピュータ（以下ＣＰ
Ｕ）である。In the figure, 1 is a conductor which is a current detection target, 2 is a Rogowski coil mounted around the conductor 1, and 10 is an appropriate level of the output of the Rogowski coil 2 suitable for subsequent electronic circuit processing. Circuit for converting the analog output of the analog circuit 10 to a digital signal, and 8 for calculating the output of the A / D converter to obtain a detection result (hereinafter referred to as CP
U).
【０００４】次に動作について説明する。導体１に時間
的に変化する電流が流れると、ロゴスキーコイル２には
この電流を微分した波形の起電圧Ｅが発生し、
Ｅ／（Ｒ＋ｒ） ・・・・・・（１）
の電流が流れる。ここでＲはロゴスキーコイル２の内部
インピーダンス（以下内部抵抗という）、ｒはアナログ
回路１０の入力インピーダンス（以下入力抵抗という）
であるが、測定する対象電流が商用周波数である場合
は、これらは殆ど直流抵抗である。Next, the operation will be described. When a time-varying current flows through the conductor 1, an electromotive voltage E having a waveform obtained by differentiating this current is generated in the Rogowski coil 2, and the current of E / (R + r) (1) Flowing. Here, R is the internal impedance of the Rogowski coil 2 (hereinafter referred to as internal resistance), and r is the input impedance of the analog circuit 10 (hereinafter referred to as input resistance).
However, when the measured current is a commercial frequency, these are almost DC resistances.
【０００５】そして、ロゴスキーコイル２の端子には
ｅ＝Ｅ−〔Ｅ／（Ｒ＋ｒ）〕Ｒ
＝ Ｅ〔１−Ｒ／（Ｒ＋ｒ）〕 ・・・・・（２）
の電圧が出力される。この電圧はアナログ回路１０で適
正なレベルの電圧に調整されてＡ／Ｄ変換器７に入力さ
れる。ＣＰＵ８はＡ／Ｄ変換器７のディジタルデータを
積分するなどの演算を行い、導体１に流れる電流を算出
する。The voltage of e = E- [E / (R + r)] R = E [1-R / (R + r)] (2) is output to the terminal of the Rogowski coil 2. . This voltage is adjusted to a voltage of an appropriate level by the analog circuit 10 and input to the A / D converter 7. The CPU 8 calculates the current flowing through the conductor 1 by performing calculations such as integrating the digital data of the A / D converter 7.
【０００６】ところで、電力系統の制御、管理のため、
ＧＩＳの中心導体に流れる電流を検出する場合、電流検
出精度は一般に０．５％より良い精度が要求される。ア
ナログ回路１０の入力抵抗、即ち、（２）式のｒは電子
回路部品で構成されるので、高精度で温度変動の少ない
ものとすることが比較的容易であるのに対して、ロゴス
キーコイル２の内部抵抗、即ち（２）式のＲは、ロゴス
キーコイル２が極めて大きいということもあり、経済性
などの面から温度による変動を受けないものとすること
が困難である。By the way, in order to control and manage the power system,
When detecting the current flowing through the center conductor of the GIS, the current detection accuracy is generally required to be better than 0.5%. Since the input resistance of the analog circuit 10, that is, r in the equation (2), is composed of electronic circuit parts, it is relatively easy to make it highly accurate and less subject to temperature fluctuation. Since the Rogowski coil 2 has an extremely large internal resistance of 2, that is, R in the equation (2), it is difficult to keep it from being fluctuated by temperature from the viewpoint of economical efficiency.
【０００７】そのため、ロゴスキーコイル２の内部抵抗
の温度変化の影響を受けない電流検出システムを得るこ
とが望まれている。Therefore, it is desired to obtain a current detection system which is not affected by the temperature change of the internal resistance of the Rogowski coil 2.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ロゴスキーコイルを用
いた従来の電流検出システムは、以上のように構成され
ているので、ロゴスキーコイルの抵抗値の温度変化によ
る影響が大きく、電流検出精度を高めることが出来ない
という問題点があった。Since the conventional current detection system using the Rogowski coil is constructed as described above, the resistance change of the Rogowski coil is greatly affected by the temperature change and the current detection accuracy is improved. There was a problem that it could not be increased.
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ロゴスキーコイルの内部抵抗の
変動による電流検出誤差の発生を防止・低減した電流検
出システムを得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a current detection system in which the occurrence of a current detection error due to fluctuations in the internal resistance of a Rogowski coil is prevented or reduced. To do.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の電流検出シス
テムは、電流が流れる導体の周囲を取り囲むように配置
したロゴスキーコイル、このロゴスキーコイルに直流電
流を印加する直流電源、このロゴスキーコイルの出力信
号中から前記直流電流を検出する直流電流検出器、前記
ロゴスキーコイルの出力信号中から前記導体に流れる電
流の周波数成分の信号のみを抽出するバンドパスフィル
タ、このバンドパスフィルタの出力を積分して前記導体
に流れる電流値を演算する積分回路、前記直流電流検出
器の検出電流から前記ロゴスキーコイルの温度又は抵抗
値を求める温度測定回路とこの測定した温度又は抵抗値
をもとに前記積分回路の演算した前記導体の電流値を補
正する演算回路とを備えたものである。The current detection system of the present invention comprises a Rogowski coil arranged so as to surround a conductor through which a current flows, a DC power supply for applying a DC current to the Rogowski coil, and this Rogowski coil. A direct current detector for detecting the direct current from the output signal of, a bandpass filter for extracting only the signal of the frequency component of the current flowing in the conductor from the output signal of the Rogowski coil, the output of this bandpass filter An integrating circuit that integrates to calculate the current value flowing in the conductor, a temperature measuring circuit that obtains the temperature or resistance value of the Rogowski coil from the detected current of the DC current detector, and a temperature or resistance value that is measured. And an arithmetic circuit for correcting the current value of the conductor calculated by the integration circuit.
【００１１】また、導体の周囲を取り囲むように配置し
たロゴスキーコイル、このロゴスキーコイルに直流電流
を印加する直流電源、このロゴスキーコイルの出力信号
中から前記直流電流を検出する直流電流検出器、前記ロ
ゴスキーコイルの出力信号中から前記導体に流れる電流
の周波数成分の信号のみを抽出するバンドパスフィル
タ、前記直流電流検出器の検出電流から前記ロゴスキー
コイルの温度又は抵抗値を求める温度測定回路とこの測
定した温度又は抵抗値をもとに前記バンドパスフィルタ
の出力電圧を補正する演算回路、この演算回路の出力を
積分して前記導体に流れる電流値を求める演算回路とを
備えたものである。A Rogowski coil arranged so as to surround the conductor, a DC power supply for applying a DC current to the Rogowski coil, and a DC current detector for detecting the DC current from the output signal of the Rogowski coil. , A bandpass filter for extracting only the signal of the frequency component of the current flowing in the conductor from the output signal of the Rogowski coil, a temperature measurement for obtaining the temperature or resistance value of the Rogowski coil from the detection current of the DC current detector A circuit, an arithmetic circuit that corrects the output voltage of the bandpass filter based on the measured temperature or resistance value, and an arithmetic circuit that integrates the output of the arithmetic circuit to obtain the current value flowing in the conductor Is.
【００１２】また、直流電源は指令信号によって印加電
圧を調整可能な可変電圧直流電源であり、この可変電圧
直流電源に前記指令信号を送出してロゴスキーコイルの
温度又は抵抗値を予め定めた所定の値に保持する一定温
度制御回路を備えたものである。The DC power supply is a variable voltage DC power supply whose applied voltage can be adjusted by a command signal. The DC voltage power supply sends the command signal to the variable voltage DC power supply to determine a predetermined temperature or resistance value of the Rogowski coil. It is provided with a constant temperature control circuit for holding the value of.
【００１３】[0013]
【００１４】また、バンドパスフィルタの入力抵抗器は
ロゴスキーコイルを構成するコイル材質と同じ温度特性
を有する材質で構成され、かつ、前記バンドパスフィル
タは前記ロゴスキーコイルと同じ温度環境となるよう前
記ロゴスキーコイルの間近に配置されているものであ
る。The input resistor of the bandpass filter is made of a material having the same temperature characteristics as the coil material of the Rogowski coil, and the bandpass filter has the same temperature environment as the Rogowski coil. It is arranged near the Rogowski coil.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１に本発明の実
施の形態１による電流検出システムの構成図を示す。以
下、各図の説明に於いて、従来の技術の説明の図の符号
と同じ符号のものは、同一又は相当部分を示すので、そ
の詳細な説明は省略する。図に於いて、１は電流検出対
象である導体、２はこの導体１の周囲を取り囲むように
取り付けたロゴスキーコイル、３はロゴスキーコイル２
に直流電流を流す直流電源で高い内部交流抵抗Ｚと低い
内部直流抵抗とを備えている。４は直流電源３によりロ
ゴスキーコイル２を流れる直流電流を検出する直流電流
検出器である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. FIG. 1 shows a configuration diagram of a current detection system according to a first embodiment of the present invention. In the following description of the drawings, reference numerals that are the same as those used in the description of the related art indicate the same or corresponding portions, and detailed description thereof will be omitted. In the figure, 1 is a conductor which is a current detection target, 2 is a Rogowski coil attached so as to surround the periphery of the conductor 1, 3 is a Rogowski coil 2
It is a direct current power source for supplying a direct current and has a high internal AC resistance Z and a low internal DC resistance. A DC current detector 4 detects a DC current flowing through the Rogowski coil 2 by a DC power supply 3.
【００１６】５はロゴスキーコイル２の出力中から直流
成分と高周波成分とを除去して、導体１に流れる電流の
周波数の信号周波数成分ｅのみを通過させるバンドパス
フィルタ（以下ＢＰＦ）、６はＢＰＦ５の出力（導体１
の電流を微分した波形に等しい電圧波形）を積分（∫ｅ
ｄｔ）して、導体１に流れる電流と同じ電流波形に変換
する積分回路、７は積分回路６が出力するアナログ値を
ディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、８はＡ／Ｄ変換
器７の出力と直流電流検出器４の出力とを取り込んで処
理するＣＰＵであり、ロゴスキーコイル２の温度又は抵
抗値を算出する温度測定回路８１と、演算回路８２とを
有している。Reference numeral 5 denotes a bandpass filter (hereinafter referred to as BPF) which removes a direct current component and a high frequency component from the output of the Rogowski coil 2 and passes only the signal frequency component e of the frequency of the current flowing through the conductor 1. Output of BPF5 (conductor 1
Voltage waveform that is equal to the waveform obtained by differentiating the current of () is integrated (∫e
dt), an integrating circuit for converting the same current waveform as the current flowing through the conductor 1, 7 is an A / D converter for converting an analog value output by the integrating circuit 6 into a digital value, and 8 is an A / D converter 7 Of the DC current detector 4 and the output of the DC current detector 4, and has a temperature measuring circuit 81 for calculating the temperature or resistance value of the Rogowski coil 2 and an arithmetic circuit 82.
【００１７】直流電流検出器４は固定抵抗の両端電圧を
取り出す形式ものでもよいし、半導体電流変換素子を用
いるものでもよい。図２に於いてＺは直流電源３が内蔵
する内部抵抗を理解を助けるため図示したものである。
実施の形態１においては、直流電源３からロゴスキーコ
イル２に流す直流電流は、この電流によってロゴスキー
コイル２が加熱されないレベルのものとする。The DC current detector 4 may be of a type in which the voltage across the fixed resistor is taken out, or may be of a semiconductor current conversion element. In FIG. 2, Z is shown to help understand the internal resistance of the DC power supply 3.
In the first embodiment, the DC current supplied from the DC power supply 3 to the Rogowski coil 2 is at a level at which the Rogowski coil 2 is not heated by this current.
【００１８】次に図により動作について説明する。ＢＰ
Ｆ５の入力電圧は、ロゴスキーコイル２に流れる電流を
微分した成分と、直流電源３により発生する直流成分と
からなるが、ＢＰＦ５はロゴスキーコイル２の信号電圧
中から直流成分と高周波ノイズ成分とを除去し、また、
交流抵抗Ｚがあるので、信号成分が直流電源３により短
絡されるということもなく、信号成分ｅのみが通過す
る。即ち、ＢＰＦ５により直流電源３から直流電圧を印
加した影響は除去される。Next, the operation will be described with reference to the drawings. BP
The input voltage of F5 is composed of a component obtained by differentiating the current flowing through the Rogowski coil 2 and a DC component generated by the DC power supply 3. The BPF 5 has a DC component and a high frequency noise component in the signal voltage of the Rogowski coil 2. Removed, also
Because of the AC resistance Z, the signal component is not short-circuited by the DC power supply 3, and only the signal component e passes. That is, the effect of applying the DC voltage from the DC power supply 3 by the BPF 5 is eliminated.
【００１９】積分回路６で導体１に流れる電流と同一の
波形に変換された信号（∫ｅｄｔ）は、Ａ／Ｄ変換器７
でディジタル信号に変換されＣＰＵ８に送られる。ＣＰ
Ｕ８の温度測定回路８１は直流電流検出器４の信号Ｉ
と、予め分かっている直流電源３の電源電圧Ｖとから
Ｒ＝Ｖ／Ｉ ・・・・（３）
として、ロゴスキーコイル２の内部抵抗Ｒを算出する。
ロゴスキーコイル２の材質の温度係数から同時に温度を
求めることも可能である。The signal (∫edt) converted into the same waveform as the current flowing through the conductor 1 in the integrating circuit 6 is converted into an A / D converter 7
Is converted into a digital signal and sent to the CPU 8. CP
The temperature measuring circuit 81 of U8 uses the signal I of the DC current detector 4
Then, the internal resistance R of the Rogowski coil 2 is calculated as R = V / I (3) from the power supply voltage V of the DC power supply 3 which is known in advance.
It is also possible to simultaneously determine the temperature from the temperature coefficient of the material of the Rogowski coil 2.
【００２０】ＣＰＵ８の演算回路８２は温度測定回路８
１が算出したロゴスキーコイル２の内部抵抗Ｒと、既知
のＢＰＦ５の入力抵抗値ｒ、及びＡ／Ｄ変換器７からの
信号データ∫ｅｄｔを用い、導体１の電流値は∫Ｅｄｔ
であるから、従来の技術の（２）式を用いて
∫Ｅｄｔ＝ 〔（Ｒ＋ｒ）／ｒ〕∫ｅｄｔ ・・・・・（４）
として導体１の電流値を求める。これによって、温度変
化による内部抵抗Ｒが変化しても、常に、その時のＲの
値を計算式に用いることで、抵抗Ｒの変化の影響を除去
したロゴスキーコイル２の電流値を求めることが出来
る。The arithmetic circuit 82 of the CPU 8 is the temperature measuring circuit 8
1 uses the internal resistance R of the Rogowski coil 2 calculated by No. 1, the known input resistance value r of the BPF 5, and the signal data ∫edt from the A / D converter 7, and the current value of the conductor 1 is ∫Edt.
Therefore, the current value of the conductor 1 is obtained by the following formula (2) using the following formula: ∫Edt = [(R + r) / r] ∫edt (4) As a result, even if the internal resistance R changes due to a temperature change, the value of R at that time is always used in the calculation formula to obtain the current value of the Rogowski coil 2 in which the influence of the change in the resistance R is removed. I can.
【００２１】なお、以上の説明に於いて、ＢＰＦ５の出
力を積分して、導体１の電流波形を求めた後、ＣＰＵ８
によって温度の影響を補正する、と説明したが、ＢＰＦ
５の出力ｅをまず補正してＥを得た後、補正した電圧Ｅ
を積分するように演算の順序を変えても同様の結果を得
ることが出来ることは言うまでもない。理解を助けるた
めこのような順序で演算を行う場合の電流検出システム
の構成を図３に示す。この場合積分回路６の機能をＣＰ
Ｕ８に行わせることも、ＣＰＵ８の演算能力が高ければ
可能である。In the above description, the output of the BPF 5 is integrated to obtain the current waveform of the conductor 1, and then the CPU 8
It was explained that the effect of temperature is corrected by
The output e of 5 is first corrected to obtain E, and then the corrected voltage E
It goes without saying that the same result can be obtained even if the order of operations is changed so as to integrate. To facilitate understanding, the configuration of the current detection system in the case of performing the calculation in such an order is shown in FIG. In this case, the function of the integrating circuit 6 is CP
It is also possible for U8 to perform it if the CPU 8 has a high computing capability.
【００２２】実施の形態２．図４に本発明の実施の形態
２による電流検出システムの構成図を示す。図に於い
て、１は電流検出対象である導体、２はこの導体１の周
りに取り付けたロゴスキーコイル、５はロゴスキーコイ
ル２の出力信号中の信号周波数成分のみを通過させるバ
ンドパスフィルタ（以下ＢＰＦ）、６はＢＰＦ５の出力
（導体１の電流を微分した波形に等しい電圧波形）を積
分して電流波形に変換する積分回路、７は積分回路６が
出力するアナログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変
換器、８はＡ／Ｄ変換器７の出力と直流電流検出器４の
出力とを取り込んで処理するＣＰＵである。９はロゴス
キーコイル２に巻き付けるように設置した測温抵抗体で
ある。Embodiment 2. FIG. 4 shows a configuration diagram of a current detection system according to a second embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a conductor which is a current detection target, 2 is a Rogowski coil mounted around the conductor 1, and 5 is a band-pass filter which passes only the signal frequency component in the output signal of the Rogowski coil 2 ( Hereinafter, BPF), 6 is an integrating circuit that integrates the output of the BPF 5 (voltage waveform equal to the waveform obtained by differentiating the current of the conductor 1) and converts it into a current waveform, and 7 converts the analog value output by the integrating circuit 6 into a digital value. Reference numeral 8 denotes an A / D converter that performs processing, and is a CPU that receives and processes the output of the A / D converter 7 and the output of the DC current detector 4. Reference numeral 9 is a resistance temperature detector installed so as to be wound around the Rogowski coil 2.
【００２３】次に動作について説明する。ＣＰＵ８は測
温抵抗体９の出力を取り込んでロゴスキーコイル２の温
度を検出するとともに、予め記憶しているロゴスキーコ
イル２の温度係数から演算して、あるいは、予め記憶し
ているデータ表からこの温度に対応するロゴスキーコイ
ル２の内部抵抗Ｒを求めることが出来る。そして、Ａ／
Ｄ変換器７からのデータ∫ｅｄｔと、既知のＢＰＦ５の
入力抵抗ｒと、前記Ｒとから実施の形態１で説明した
（４）式に基づいて、温度の影響を受けない導体１の電
流値の検出が可能となる。Next, the operation will be described. The CPU 8 takes in the output of the resistance temperature detector 9 to detect the temperature of the Rogowski coil 2 and calculates from the temperature coefficient of the Rogowski coil 2 stored in advance, or from a data table stored in advance. The internal resistance R of the Rogowski coil 2 corresponding to this temperature can be obtained. And A /
Based on the equation (4) described in the first embodiment, the current value of the conductor 1 that is not affected by the temperature is calculated from the data ∫edt from the D converter 7, the known input resistance r of the BPF 5, and the R. Can be detected.
【００２４】なお、図４において、ＢＰＦ５は入力信号
に含まれるノイズを除去する意味で用いており、実施の
形態１で説明したような、直流信号との分離の意味はな
い。したがって、ノイズが問題にならないレベルしか無
い場合には、ＢＰＦ５は必ずしも必要ではない。ＢＰＦ
５を用いない場合、説明の都合上、積分回路の入力抵抗
がｒに相当する。実施の形態１の図３のように演算順序
を入れ換えることも可能である。In FIG. 4, the BPF 5 is used to remove noise contained in the input signal, and does not have the meaning of separation from the DC signal as described in the first embodiment. Therefore, the BPF 5 is not always necessary when the noise has a level that does not cause a problem. BPF
When 5 is not used, the input resistance of the integrating circuit corresponds to r for convenience of explanation. It is also possible to switch the calculation order as shown in FIG. 3 of the first embodiment.
【００２５】実施の形態３．図５に本発明の実施の形態
３による電流検出システムの構成図を示す。図に於い
て、１は電流検出対象である導体、２はこの導体１の周
りに取り付けたロゴスキーコイル、３Ａはロゴスキーコ
イル２に直流電圧を印加する可変電圧直流電源（外部信
号によって出力電圧を制御可能）で高い内部交流抵抗Ｚ
と低い内部直流抵抗とを備えている。４は可変電圧直流
電源３Ａによりロゴスキーコイル２を流れる直流電流を
測定する直流電流検出器である。Embodiment 3. FIG. 5 shows a configuration diagram of a current detection system according to a third embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a conductor which is a current detection target, 2 is a Rogowski coil mounted around the conductor 1, and 3A is a variable voltage DC power source for applying a DC voltage to the Rogowski coil 2 (output voltage by an external signal). Controllable) and high internal AC resistance Z
And low internal DC resistance. Reference numeral 4 is a DC current detector for measuring the DC current flowing through the Rogowski coil 2 by the variable voltage DC power supply 3A.
【００２６】５はロゴスキーコイル２の出力の信号周波
数成分ｅのみを通過させるバンドパスフィルタ（以下Ｂ
ＰＦ）、６はＢＰＦ５の出力（導体１の電流を微分した
波形に等しい電圧波形）を積分（∫ｅｄｔ）して電流波
形に変換する積分回路、７は積分回路６が出力するアナ
ログ値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、８Ａは
Ａ／Ｄ変換器７の出力と直流電流検出器４の出力とを取
り込んで処理するＣＰＵであり、図６に詳細を示すよう
に実施の形態１で説明したロゴスキーコイル２の温度、
又は抵抗値を求める温度測定回路８１と、可変電圧直流
電源３Ａを制御してロゴスキーコイル２に流す直流電流
を変化させつつロゴスキーコイル２を加熱し、温度測定
回路８１が測定するロゴスキーコイル２の温度又は抵抗
値を常に予め定めた所定の値に保つ一定温度制御回路８
３と、求めた温度からロゴスキーコイル２の内部抵抗値
Ｒを演算して（直接、抵抗値を求めた場合は、その値Ｒ
を用いて）測定すべき導体１の電流値を補正する演算回
路８２とを有している。Reference numeral 5 denotes a bandpass filter (hereinafter referred to as B which passes only the signal frequency component e of the output of the Rogowski coil 2).
PF), 6 is an integrating circuit that integrates (∫edt) the output of the BPF 5 (voltage waveform equal to the waveform obtained by differentiating the current of the conductor 1) and converts it into a current waveform. 7 is a digital analog value output by the integrating circuit 6. An A / D converter for converting into a value, 8A is a CPU for taking in and processing the output of the A / D converter 7 and the output of the DC current detector 4, and as shown in FIG. The temperature of the Rogowski coil 2 explained in
Alternatively, the temperature measuring circuit 81 for obtaining the resistance value and the variable voltage DC power supply 3A are controlled to heat the Rogowski coil 2 while changing the DC current flowing to the Rogowski coil 2, and the Rogowski coil measured by the temperature measuring circuit 81. Constant temperature control circuit 8 for always maintaining the temperature or resistance value of 2 at a predetermined value
3 and the internal resistance value R of the Rogowski coil 2 is calculated from the obtained temperature (when the resistance value is directly obtained, the value R
And an arithmetic circuit 82 for correcting the current value of the conductor 1 to be measured.
【００２７】次に動作について説明する。ＣＰＵ８Ａは
常にロゴスキーコイル２の温度が予め定めた所定の温度
になるように、可変電圧直流電源３Ａを制御する。例え
ば周囲温度が高い場合は電流が減るように制御し、周囲
温度が低い場合はより強く加熱するために電流を増加さ
せる。これによってロゴスキーコイル２の内部抵抗Ｒは
常に、所定の値に制御される。ＣＰＵ８Ａは自らが制御
しているロゴスキーコイル２の内部抵抗Ｒと、既知のＢ
ＰＦ５の入力抵抗ｒと、Ａ／Ｄ変換器７の出力∫ｅｄｔ
とから、実施の形態１で説明した（４）式に基づいてロ
ゴスキーコイル２の設置環境温度に影響されることなく
導体１の電流を検出することが可能となる。Next, the operation will be described. The CPU 8A controls the variable voltage DC power supply 3A so that the temperature of the Rogowski coil 2 is always a predetermined temperature. For example, when the ambient temperature is high, the current is controlled to decrease, and when the ambient temperature is low, the current is increased to heat more strongly. As a result, the internal resistance R of the Rogowski coil 2 is always controlled to a predetermined value. The CPU 8A controls the internal resistance R of the Rogowski coil 2 controlled by itself and the known B
Input resistance r of PF5 and output of A / D converter 7 ∫edt
From this, it becomes possible to detect the current of the conductor 1 based on the equation (4) described in the first embodiment without being affected by the installation environment temperature of the Rogowski coil 2.
【００２８】実施の形態４．図７に於いて、導体１、ロ
ゴスキーコイル２、積分回路６、Ａ／Ｄ変換器７は実施
の形態１と同様であるのでその説明を省略する。５Ａは
入力抵抗をロゴスキーコイル２と同じ抵抗の温度変化特
性を有する材質で製作されたＢＰＦである。また、ＢＰ
Ｆ５Ａはロゴスキーコイル２のすぐ近く（同じ温度環境
になる位置）に配置されている。ＣＰＵ８はＡ／Ｄ変換
器７からのデータ∫ｅｄｔをもとに∫Ｅｄｔを演算す
る。Fourth Embodiment In FIG. 7, the conductor 1, the Rogowski coil 2, the integrator circuit 6, and the A / D converter 7 are the same as those in the first embodiment, and therefore their explanations are omitted. 5A is a BPF whose input resistance is made of a material having the same temperature change characteristic as the Rogowski coil 2. Also, BP
The F5A is arranged in the immediate vicinity of the Rogowski coil 2 (position where the temperature environment is the same). The CPU 8 calculates ∫Edt based on the data ∫edt from the A / D converter 7.
【００２９】次に動作について説明する。ロゴスキーコ
イル２及びＢＰＦ５Ａの入力抵抗は同一の温度特性を有
し、かつ、互いに同じ温度となる近接位置に配置されて
いるので、ＢＰＦ５Ａに入力する電圧は温度に関わらず
常に一定となる。即ち、実施の形態１で説明した（２）
式の右辺 Ｒ／（Ｒ＋ｒ）は ０°Ｃ でのそれぞれ
の抵抗値をＲ0 、ｒ0 とした場合、Ｒ0 （１＋αｔ）／
〔Ｒ0 （１＋αｔ）＋ｒ0 （１＋αｔ）〕＝Ｒ0 ／〔Ｒ
0 ＋ｒ0 〕 となる。これは一定値である。そのた
め、ＣＰＵ８はＡ／Ｄ変換器７からの検出データ∫ｅｄ
ｔのみから、温度による影響を受けずに導体１に流れる
電流値を算出することができる。Next, the operation will be described. Since the input resistances of the Rogowski coil 2 and the BPF 5A have the same temperature characteristics and are arranged in close proximity to each other at the same temperature, the voltage input to the BPF 5A is always constant regardless of the temperature. That is, (2) described in the first embodiment
The right side R / (R + r) of the equation is R 0 (1 + αt) /, where R 0 and r 0 are the respective resistance values at 0 ° C.
[R 0 (1 + αt) + r 0 (1 + αt)] = R 0 / [R
0 + r 0 ]. This is a constant value. Therefore, the CPU 8 detects the detection data ∫ed from the A / D converter 7.
The value of the current flowing through the conductor 1 can be calculated from only t without being affected by the temperature.
【００３０】[0030]
【発明の効果】この発明の電流検出システムは、以上に
説明したように、ロゴスキーコイルに直流電流をながし
てその温度又は抵抗値を求め、ロゴスキーコイルの出力
電圧を積分して求めた導体の電流値を補正しているの
で、ロゴスキーコイルの温度変化による誤差を少なくす
るという効果を得ることが出来る。As described above, the current detection system of the present invention is a conductor obtained by applying a direct current to a Rogowski coil to determine its temperature or resistance value and integrating the output voltage of the Rogowski coil. Since the current value of is corrected, it is possible to obtain the effect of reducing the error due to the temperature change of the Rogowski coil.
【００３１】また、ロゴスキーコイルに直流電流を流し
てその温度又は抵抗値を求め、ロゴスキーコイルの出力
電圧をこの抵抗値によって補正してから積分するように
しているので、ロゴスキーコイルの温度変化による誤差
を少なくするという効果を得ることが出来る。Further, a DC current is passed through the Rogowski coil to determine its temperature or resistance value, and the output voltage of the Rogowski coil is corrected by this resistance value before integration, so that the temperature of the Rogowski coil is reduced. The effect of reducing the error due to the change can be obtained.
【００３２】また、ロゴスキーコイルに直流電流を流す
電源を制御可能な電源とし、温度制御回路によってロゴ
スキーコイルに流す電流を制御して、その温度又は抵抗
値を一定に保持しているので、ロゴスキーコイルの温度
変化による誤差を更に減らすという効果を得ることが出
来る。Further, since a power source for supplying a DC current to the Rogowski coil is a controllable power source and the temperature control circuit controls the current to be applied to the Rogowski coil to keep its temperature or resistance constant. The effect of further reducing the error due to the temperature change of the Rogowski coil can be obtained.
【００３３】[0033]
【００３４】また、ロゴスキーコイルの出力を受けるバ
ンドパスフィルタの入力抵抗をロゴスキーコイルの材質
の温度特性と同じ温度特性を有する材質とし、更に、こ
のバンドパスフィルタをロゴスキーコイルと同じ温度環
境をうける位置に配置したので、ロゴスキーコイルの温
度変化による誤差を軽減することができる。Further, the input resistance of the bandpass filter for receiving the output of the Rogowski coil is made of a material having the same temperature characteristic as that of the material of the Rogowski coil, and the bandpass filter is set to the same temperature environment as the Rogowski coil. Since it is arranged at a position to receive the heat, it is possible to reduce the error due to the temperature change of the Rogowski coil.
【図１】 この発明の実施の形態１による電流検出シス
テムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a current detection system according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の部分詳細説明図である。FIG. 2 is a partial detailed explanatory diagram of FIG.
【図３】 図１を変形した電流検出システムの構成図で
ある。FIG. 3 is a configuration diagram of a current detection system obtained by modifying FIG. 1.
【図４】 この発明の実施の形態２による電流検出シス
テムの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a current detection system according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態３による電流検出シス
テムの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a current detection system according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 図５の部分詳細説明図である。FIG. 6 is a partial detailed explanatory diagram of FIG. 5;
【図７】 この発明の実施の形態４による電流検出シス
テムの構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a current detection system according to a fourth embodiment of the present invention.
【図８】 従来のロゴスキーコイルを用いた電流検出シ
ステムの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a current detection system using a conventional Rogowski coil.
１ 導体、 ２ ロゴスキーコイル、 ３
直流電源、３Ａ 可変直流電源、 ４ 直流電流検出
器、 ５ バンドパスフィルタ、６ 積分回路、 ７
Ａ／Ｄ変換器、 ８ マイクロコンピュータ、９
測温抵抗体、 １０ 常用電磁弁、８１ 温度測
定回路、 ８２ 演算回路、 ８３ 一定温度制御
回路。1 conductor, 2 Rogowski coil, 3
DC power supply, 3A variable DC power supply, 4 DC current detector, 5 band pass filter, 6 integrating circuit, 7
A / D converter, 8 Microcomputer, 9
Resistance temperature detector, 10 Service solenoid valve, 81 Temperature measurement circuit, 82 Arithmetic circuit, 83 Constant temperature control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−5668（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−261869（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−282154（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−257835（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−15324（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204319（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−64172（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/18 G01R 19/00 - 19/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-5668 (JP, A) JP-A-3-261869 (JP, A) JP-A-10-282154 (JP, A) JP-A-9- 257835 (JP, A) JP-A-8-15324 (JP, A) JP-A-4-204319 (JP, A) Actually open flat 6-64172 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 15/18 G01R 19/00-19/32
Claims (4)
に配置したロゴスキーコイル、このロゴスキーコイルに
直流電流を流す直流電源、このロゴスキーコイルの出力
信号中から前記直流電流を検出する直流電流検出器、前
記ロゴスキーコイルの出力信号中から前記導体に流れる
電流の交流成分の信号のみを抽出するバンドパスフィル
タ、このバンドパスフィルタの出力を積分して前記導体
に流れる電流値を演算する積分回路、前記直流電流検出
器の検出した電流から前記ロゴスキーコイルの温度又は
抵抗値を求める温度測定回路、測定した前記温度又は抵
抗値をもとに前記積分回路の演算した前記導体に流れる
電流値を補正する演算回路とを備えたことを特徴とする
電流検出システム。1. A Rogowski coil arranged so as to surround a conductor through which a current flows, a DC power source for supplying a DC current to the Rogowski coil, and a DC current for detecting the DC current from an output signal of the Rogowski coil. Detector, bandpass filter for extracting only the signal of the AC component of the current flowing in the conductor from the output signal of the Rogowski coil, integration for calculating the value of the current flowing in the conductor by integrating the output of this bandpass filter Circuit, a temperature measuring circuit for obtaining the temperature or resistance value of the Rogowski coil from the current detected by the DC current detector, the current value flowing in the conductor calculated by the integrating circuit based on the measured temperature or resistance value A current detection system comprising: an arithmetic circuit that corrects the current.
に配置したロゴスキーコイル、このロゴスキーコイルに
直流電流を流す直流電源、このロゴスキーコイルの出力
信号中から前記直流電流を検出する直流電流検出器、前
記ロゴスキーコイルの出力信号中から前記導体に流れる
電流の交流成分の信号のみを抽出するバンドパスフィル
タ、前記直流電流検出器の検出した電流から前記ロゴス
キーコイルの温度又は抵抗値を求める温度測定回路、測
定した前記温度又は抵抗値をもとに前記バンドパスフィ
ルタの出力電圧を補正する演算回路、この演算回路の出
力を積分して前記導体に流れる電流値を求める演算回路
とを備えたことを特徴とする電流検出システム。2. A Rogowski coil arranged so as to surround a conductor through which a current flows, a DC power source for supplying a DC current to the Rogowski coil, and a DC current for detecting the DC current from an output signal of the Rogowski coil. Detector, bandpass filter for extracting only the signal of the AC component of the current flowing in the conductor from the output signal of the Rogowski coil, the temperature or resistance value of the Rogowski coil from the current detected by the DC current detector A temperature measuring circuit to be obtained, an arithmetic circuit that corrects the output voltage of the bandpass filter based on the measured temperature or resistance value, and an arithmetic circuit that integrates the output of this arithmetic circuit to obtain a current value flowing in the conductor. A current detection system characterized by being provided.
調整可能な可変直流電源であり、この可変直流電源に前
記指令信号を送出してロゴスキーコイルの温度又は抵抗
値を予め定めた所定の値に保持する一定温度制御回路を
備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいず
れかに記載の電流検出システム。3. The DC power supply is a variable DC power supply whose applied voltage can be adjusted by a command signal, and the command signal is sent to the variable DC power supply to determine a temperature or resistance value of the Rogowski coil in a predetermined value. The current detection system according to claim 1 or 2, further comprising a constant temperature control circuit for holding the constant temperature control circuit.
スキーコイルを構成するコイル材質と同じ温度特性を有
する材質で構成され、かつ、前記バンドパスフィルタは
前記ロゴスキーコイルと同じ温度環境となるよう前記ロ
ゴスキーコイルの近傍に配置されていることを特徴とす
る請求項１に記載の電流検出システム。 4. The logo of the input resistor of the bandpass filter
Has the same temperature characteristics as the coil material that makes up the ski coil.
And the bandpass filter is
It is necessary to keep the same temperature environment as the Rogowski coil.
Characterized by being placed near the Goskey coil
The current detection system according to claim 1.
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