JP3490737B2 - ロゴスキコイル - Google Patents

ロゴスキコイル

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JP3490737B2
JP3490737B2 JP13471293A JP13471293A JP3490737B2 JP 3490737 B2 JP3490737 B2 JP 3490737B2 JP 13471293 A JP13471293 A JP 13471293A JP 13471293 A JP13471293 A JP 13471293A JP 3490737 B2 JP3490737 B2 JP 3490737B2
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    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H01F5/003—Printed circuit coils

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロゴスキコイルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】時折ロゴスキ円環と呼ばれるロゴスキコ
イルは通常、非強磁性材料からなる円環状巻枠上に巻回
された導体巻線の形態であり、それによって飽和のない
優れた線形特性が付与される。
【０００３】ロゴスキコイルは特に、工業周波数の電流
強さの測定に使用され得る。
【０００４】そのために、コイルは値の高い抵抗Ｒで装
荷される。
【０００５】Ｒ2がｒ2＋Ｌω2 （式中、ｒはコイルのオーム抵抗、Ｌは自己インダクタ
ンス、ωは測定すべき電流の角周波数を示す）よりも遥
かに大きければ、コイルの端子で集められた電圧は電流
の導関数の像（ｉｍａｇｅ）である。
【０００６】一次電流の像を得るにはこの電圧を積分す
るだけで十分である。
【０００７】従来型ロゴスキコイルを用いての電流測定
での困難の一つは、コイルのパラメータが温度と共に変
動し、それによって大きな測定誤差が生じる。
【０００８】他の困難は、軸方向に完全に対称な従来型
コイルの製造が困難であることによる。ところでコイル
が完全に対称でなければ、測定は円環を貫通する導体の
位置及び導体の向きに左右される。
【０００９】軸方向に対称となるには最低限巻線が往復
する二重巻線からなっていなければならない。円環の周
りにフィラメントを巻回して製造することは不可能でな
いにしても、技術的に困難である。ともかく、このよう
にして製造されるコイルの価格は非常に高くなるであろ
う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は温度の
変動にあまり左右されないロゴスキコイルを製造するこ
とである。
【００１１】本発明の他の目的はほとんど完全に軸方向
に対称なコイルを製造することである。
【００１２】本発明の他の目的は比較的原価の高くない
ロゴスキコイルを製造することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】円形切断部分を備えた印
刷配線回路カードを少なくとも一つ備え、その延長上に
前記切断部分の中心が来る放射状部分として配置された
板の二面の各々上のまっすぐな金属堆積物によって巻線
が製造され、一方の面の放射状部分と反対側の面の放射
状部分との電気接続が、板の厚さを貫通する金属被覆さ
れた穴によって行われることを特徴とする本発明のロゴ
スキコイルによって前述した全ての目的が達成される。
【００１４】好ましい実施例によれば、放射状部分と穴
とからなる巻線は、円形切断部分の周りに往復する部分
を備え、板の同一面上の入力と出力とは０．２〜０．３
ｍｍ離れている。
【００１５】特定例によれば、コイルは、互いに平行に
配置され且つ固定された前述した型の板を複数含んでい
る。前記コイルは板に垂直な電気接続部分によって直列
に接続されている。
【００１６】複数の板を備えたコイルの特定例によれ
ば、板は正方形であり、種々の板の入／出力接続部分は
正方形の角に置かれ、板はそれぞれ前記角に切断部分を
有する。切断部分の寸法は板によって異なる。
【００１７】有利には、板の一つは、コイル内に誘導さ
れる信号の電子処理回路を担持している。
【００１８】
【実施例】添付図面を参照して本発明の特定例に関する
以下の説明を読むことによって本発明が更によく理解さ
れよう。
【００１９】図１は本発明のロゴスキコイルの平面図で
ある。
【００２０】ロゴスキコイルは、好ましくは層状ガラス
で充填され且つ熱膨張の小さいエポキシ樹脂からなる二
面プリント回路板を含んでいる。変形例としては、板は
膨張率が非常に小さいセラミック又は任意の類似材料か
ら製造される。
【００２１】板の厚さは有利には１．６ｍｍに等しい。
【００２２】好ましくは正方形の板は、電流の測定が所
望されるケーブルを受容するための中央穴２を含んでい
る。
【００２３】巻線は、板の各面上に堆積される銅堆積物
３からなる。これらの堆積物は長方形であり且つ半径方
向であり、即ち堆積物の延長上には板の中心０が来る。
後で説明するように、一方の面の堆積物は、板を貫通す
る金属被覆された穴４によって、裏面の堆積物に接続さ
れている。
【００２４】ロゴスキコイルの内部抵抗値を制御するた
めに、堆積物の表面は厚さの調整された金堆積物によっ
て化学的に安定化される。
【００２５】金の代わりに他の適切な堆積物を使用し且
つこれらの堆積物を適切な技術、例えば保護ワニスによ
って保護することは当業者には自明である。
【００２６】巻線を軸方向で対称にするために０．２〜
０．３ｍｍ離れた巻線の入力５と出力６とを図１に示
す。
【００２７】参照番号７は、複数の板からなるロゴスキ
コイルを構成するために板を他の板に固定するための穴
を示す。
【００２８】図２は巻線の構成を説明する図である。軸
方向で完全に対称にするために、巻線は２つの直列巻線
からなっている。一方の巻線１０、即ち一次巻線は時計
まわりに巻回され、他方の巻線２０、即ち二次巻線は反
時計まわりに巻回されている。図２は、この巻線の一部
分を概略的に示す平面図であり、以下の規定を適用し
た。即ち一次巻線１０は、堆積物が板の可視面上にある
ときには太実線で、堆積物が裏面上にあるときには太破
線で示す。二次巻線２０は、堆積物が可視面上にあると
きには二重実線で、裏面上にあるときには二重破線で示
す。図面を分かり易くするために、同じ巻数の２つの放
射状部分を並べて示したが、これら２つの放射状部分が
板の両面で互いに完全に対面していることを十分に理解
しておかねばならない。矢印Ｆ１は一次巻線の巻回方向
を示し、矢印Ｆ２は他方の巻線の巻回方向を示す。点Ｐ
は、巻線１０，２０が直列接続されている点である。
【００２９】図１に示す寸法の板は約２５０ターンを含
み得る。図１に示す型のカードを複数使用して、コイル
の感度を増すことができる。図３は、互いに平行に配置
され且つ穴７を貫通する棒６０によって固定維持されて
いる３つのコイル付きカード３１，４１，５１を含むコ
イルを示している。カード３１，４１は、コイルの面に
垂直に板を貫通する導体（図示せず）を用いて実施され
るコイルの接続を簡単にするために、寸法の異なる三角
形切断部分を有する。
【００３０】図３の実施例では、切断部分のない板５１
は長方形であり、且つロゴスキコイル内に誘導される信
号の電子処理回路を担持している。この回路は長方形６
１によって示す。従って、接続は非常に短く且つ妨害信
号を誘発しない。出力接続は、測定すべき電流によって
発生される磁界の影響を最小限にするように、板の同じ
側に位置するトラック（ｐｉｓｔｅｓ）（金属堆積物）
を用いて行われる。
【００３１】本発明は経済的に適用される。本発明によ
って高い測定精度が可能となる。何故ならば、エポキシ
樹脂を使用すると、温度に対するコイルの抵抗の変動
は、１００万分の８０／℃と非常に小さくなるからであ
る。
【００３２】更にはこのような状況では、単に巻線の抵
抗を測定することによって堆積物の品質を調整すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロゴスキコイルの平面図である。
【図２】本発明のコイルの巻回例を説明する図である。
【図３】２つの能動板（ｐｌａｑｕｅｓ ａｃｔｉｖｅ
ｓ）と端子板（ｐｌａｑｕｅａ ｂｏｒｎｉｅｒ）とを
有するロゴスキコイルの斜視図である。
【符号の説明】
５ 入力 ６ 出力 １０，２０ 巻線 ３１，４１，５１ カード ６０ 棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−238102（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−144105（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−147506（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−27472（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−202036（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−32404（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−199678（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 38/28 G01R 15/20

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導線内の電流を測定するための、導線と
    組み合わされるロゴスキコイルであって、円形切断部分
    を備えた印刷配線回路カードを少なくとも一つ備え、そ
    の幾何学的な延長が前記切断部分の中心で交差するよう
    に放射状部分として配置された板の二面の各々上のまっ
    すぐな金属堆積物によって巻線が製造され、一方の面の
    放射状部分と反対側の面の放射状部分との電気接続が、
    板の厚さを貫通する金属被覆された穴によって行われ、
    放射状部分と穴とからなる巻線が、円形切断部分の周り
    に配置された往路および復路を含み、板の同一面上の入
    力と出力とが十分の数ｍｍ離れており、導線は前記円形
    切断部分を通って伸長することを特徴とする、導線と組
    み合わされるロゴスキコイル。
  2. 【請求項２】 互いに平行に配置され且つ固定された複
    数の板を備え、前記コイルが板に垂直な電気接続部分に
    よって直列に接続されていることを特徴とする請求項１
    に記載の導線と組み合わされるロゴスキコイル。
  3. 【請求項３】 板が正方形であり、種々の板の入／出力
    接続部分が対応する板の同じ側の正方形の角に置かれ、
    板がそれぞれ前記角に切断部分を備え、切断部分の寸法
    が板によって異なることを特徴とする請求項２に記載の
    導線と組み合わされるロゴスキコイル。
  4. 【請求項４】 板の一つが、コイル内に誘導される信号
    の電子処理回路を担持していることを特徴とする請求項
    ２に記載の導線と組み合わされるロゴスキコイル。
  5. 【請求項５】 板の材料がエポキシ樹脂であることを特
    徴とする請求項１に記載の導線と組み合わされるロゴス
    キコイル。
  6. 【請求項６】 樹脂が層状ガラスで充填されていること
    を特徴とする請求項５に記載の導線と組み合わされるロ
    ゴスキコイル。
  7. 【請求項７】 板の材料が、膨張率の非常に小さい材料
    であることを特徴とする請求項１に記載の導線と組み合
    わされるロゴスキコイル。
  8. 【請求項８】 前記金属堆積物が、金属堆積物によって
    化学的に安定化されることを特徴とする請求項１に記載
    の導線と組み合わされるロゴスキコイル。
  9. 【請求項９】 プリント回路が保護ワニスを受けること
    を特徴とする請求項１に記載の導線と組み合わされるロ
    ゴスキコイル。
  10. 【請求項１０】 前記往路および復路が、実質的に完全
    な軸対称を有するように配置されており、前記円形切断
    部分を通って伸長する導線の位置および方向とは無関係
    の同じ電流を前記ロゴスキコイルが測定することを特徴
    とする請求項１に記載の導線と組み合わされるロゴスキ
    コイル。
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