JP4371307B2 - 零相変流器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば漏電遮断器に内蔵され、漏電を検知して二次巻線から信号を出力する零相変流器に関する。

零相変流器の基本特性には平衡特性がある。これは零相変流器を貫通している一次導体の幾何学的配置のアンバランスから変流器鉄心の磁束のベクトル和がゼロにならず、二次側に電圧を発生する特性である。この二次側の出力が漏電出力のレベルより大きいと、漏電遮断器の誤動作の原因となる。

従来の漏電遮断器に内蔵される零相変流器は、特開平６−２９０９７８号公報に示されるように、零相変流器のコア及び二次巻線の外側全体に磁気シールドを設けることにより平衡特性を向上させている。
特開平６−２９０９７８号公報

従来の技術では、平衡特性を更に向上させたい場合に、磁気シールドのボリュームを全体的に増す必要があるため、零相変流器が大形となり、漏電遮断器の容器内部に零相変流器を実装出来なくなる等の欠点があり、顧客ニーズである小形で平衡特性の優れた漏電遮断器を提供することが困難であった。

本発明は、上記問題点を解決し、小形で平衡特性の優れた零相変流器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、一次導体が貫通する環状のコアに二次巻線が巻かれ、その外側全体にシールドが配置された零相変流器において、シールドはコアの軸方向両側に沿わせた環状の側面積層シールド板と、コア及び側面積層シールド板の外周を囲う外形が多角形状でかつ側面積層シールド板の積層方向と同方向に積層された外周側積層シールド板を有し、側面積層シールド板と外周側積層シールド板との間に隙間を空けて設置するものである。

また、かかる構成において、外周側積層シールド板を更に多角形状部と環状部に分割して形成し、多角形状部と環状部との間に隙間を空けて設置してもよい。

磁気シールドは、外周が多角形状で内周が円形である場合、その角部分に磁極が現れ、その部分の磁束密度が高くなる。反対に直線部分の磁束は疎になる。磁極の現れない理想的な形状は円形である。そこで、シールドをコアの軸方向両側に沿わせた環状の側面積層シールド板と、コア及び側面積層シールド板の外周を囲う外形が多角形状でかつ側面積層シールド板の積層方向と同方向に積層された外周側積層シールド板に分割し、側面積層シールド板と外周側積層シールド板との間に隙間を空けることにより、磁束密度の高い部分を作らないシールドとなり、平衡特性は向上する。

本発明によれば、少ないシールド部材で磁気シールド性能が向上し、小形で平衡特性の優れた零相変流器を得ることができる。その結果、漏電遮断器の小形化を図ることが可能になる。

以下、図１ないし図４に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態を示す零相変流器１の要部の縦断面図、図２は図１の合成樹脂ケース９を省略したシールドの斜視図、図３は図１の零相変流器の分解斜視図である。図１において、環状に打ち抜かれた、例えばパーマロイの積層体からなるコア２の全周に、絶縁樹脂３を介して二次巻線４が巻かれている。シールドは、二次巻線４が巻かれたコア２の内周に沿わせた円筒状で強磁性材料、例えば純鉄で形成されている内周側シールド板７と、コア２の軸方向両側に、絶縁シート５を介して沿わせた環状に打ち抜かれた、例えばケイ素鋼板の積層体からなる側面積層シールド板６と、コア２及び側面積層シールド板６の外周を囲う、例えばケイ素鋼板の積層体からなる外形が多角形状の外周側積層シールド板８に分割して設置されている。

内周側シールド板７はコア２及びコア２軸方向両側の側面積層シールド板６の内周側に組み合わされた状態で、テーピング、接着等により、図示の通り保持されている。更に、これらを囲うように、外周側積層シールド板８を側面積層シールド板６の外周面との間に１ｍｍ程度の隙間Ｇ１を空けて設置する。これらの部分は全体が断面コ字形の合成樹脂ケース９に収容され、絶縁樹脂充填材１０の注入により封止されている。

このような構成によれば、コア２を貫通する図示しない一次導体からの漏れ磁束は側面積層シールド板６及び外周側積層シールド板８によって遮蔽されるので、従来よりもシールド板のボリュームを少なくすることが可能となり、その分、零相変流器１の寸法が縮小される。

図４は、本発明の異なる実施の形態を示すシールドの斜視図である。図４において、外周側積層シールド板が、更に多角形状部８ａと環状部８ｂに分割して形成され、多角形状部８ａと環状部８ｂとの間に１ｍｍ程度の隙間Ｇ２を空けて設置されている。このような構成にすれば、磁気シールド性能は一層向上する。

本発明の実施の形態を示す零相変流器の要部縦断面図である。 図１の合成樹脂ケースを省略したシールドの斜視図である。 図１の零相変流器の分解斜視図である。 本発明の異なる実施の形態を示すシールドの斜視図である。

符号の説明

１ 零相変流器
２ コア
３ 絶縁樹脂
４ 二次巻線
５ 絶縁シート
６ 側面積層シールド板
７ 内周側シールド板
８ 外周側積層シールド板
８ａ 外周側積層シールド板多角形状部
８ｂ 外周側積層シールド板環状部
９ 合成樹脂ケース
１０ 絶縁樹脂充填材

Claims (2)

1. 一次導体が貫通する環状のコア（２）に二次巻線（４）が巻かれ、その外側全体にシールドが配置された零相変流器において、前記シールドは前記コア（２）の軸方向両側に沿わせた環状の側面積層シールド板（６）と、前記コア（２）及び前記側面積層シールド板（６）の外周を囲う外形が多角形状でかつ前記側面積層シールド板（６）の積層方向と同方向に積層された外周側積層シールド板（８）を有し、前記側面積層シールド板（６）と前記外周側積層シールド板（８）との間に隙間（Ｇ１）を空けて設置したことを特徴とする零相変流器。
2. 請求項１に記載のものにおいて、外周側積層シールド板（８）を更に多角形状部（８ａ）と環状部（８ｂ）に分割して形成し、前記多角形状部（８ａ）と前記環状部（８ｂ）との間に隙間（Ｇ２）を空けて設置したことを特徴とする零相変流器。

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