JP4847419B2 - 過電流表示器 - Google Patents

Description

この発明は、過電流表示器に関する。

過電流表示器は、配電線路等の電線に吊り下げ状態で支持され、その電線に地絡や短絡等の事故に起因して過電流が流れたときに、それを速やかに表示するようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の過電流表示器では、コア及びコイル等よりなる検出部が、電線を取り囲むように配設され、この検出部によって電線に流れる電流が検出されるようになっている。また、検出部には表示部が隣接して配設され、その表示部には表示体及びそれを駆動するための電磁石と磁気回転素子からなる駆動手段が設けられている。そして、電線に過電流が流れたとき、検出部から検出信号が出力されて、その検出信号により駆動手段が作動され、表示体が正常状態から異常表示状態に反転されるようになっている。
特開平１１−１４２４４３号公報

ところで、上記の過電流表示器は、図６に示されるように、左からＵ相１０２ｕ、Ｖ相１０２ｖ、Ｗ相１０２ｗの３相の電線のうち、両端のＵ相１０２ｕとＷ相１０２ｗとの２相に取り付けられ、配電線路の故障箇所を検出するように用いられていた。しかしながら、図７に示されるように、左からＵ相１０２ｕ、Ｖ相１０２ｖ、Ｗ相１０２ｗの３相の電線すべてに過電流表示器１０１を取り付け、配電線路の故障箇所を検出するとともに、故障相を発見するように用いることが考えられる。

このように３相の電線１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗすべてに過電流表示器１０１が取り付けられた場合に、例えば両端のＵ相１０２ｕとＷ相１０２ｗとが短絡すると、Ｕ相１０２ｕとＷ相１０２ｗとに正常の電流値より大きな短絡電流が流れる。すなわち、Ｕ相１０２ｕに紙面奥方向への過電流が流れ、Ｗ相１０２ｗに紙面手前方向への過電流が流れる。すると、Ｕ相１０２ｕとＷ相１０２ｗとには、図中破線のような磁界が発生する。そして、図７の拡大図に示されるように、前記磁界の方向がＶ相１０２ｖに取り付けられた過電流表示器１０１の表示体１２５の駆動手段を構成する電磁石１２７の磁界方向に対して異なると、Ｖ相１０２ｖに取り付けられた過電流表示器１０１の磁気回転素子１２６が回転したり、不安定になったりするおそれがあった。また、中央のＶ相１０２ｖに限らず、Ｕ相１０２ｕやＷ相１０２ｗに取り付けられた過電流表示器１０１においてもＶ相１０２ｖに取り付けられた過電流表示器１０１ほどではないが、他相の電線による磁界の影響が考えられる。このため、他相の電線による磁界の影響が抑制された過電流表示器が求められていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、他相の電線による磁界の影響が抑制された過電流表示器を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、配電線路を挟持して吊り下げ状態で取り付けられ、同配電線路に流れる電流を検出し、過電流の発生時に駆動手段により、表示体を正常表示状態から異常表示状態へ回転軸を中心として反転させるようにした過電流表示器において、前記駆動手段は、前記表示体の両側に設けらた前記回転軸にそれぞれ固定される磁気回転素子と、同磁気回転素子に対向するとともに前記配電線路の軸方向に対してその中心軸が垂直となるようにそれぞれ設けられる電磁石とを備え、前記磁気回転素子及び前記電磁石の動作極性を前記表示体の左右両側においてそれぞれ逆向きに異ならせることをその要旨としている。

同構成によれば、駆動手段は表示体の両側に設けられる回転軸にそれぞれ固定される磁気回転素子と、磁気回転素子に対向するとともに電線の軸方向に対して垂直となるようにそれぞれ設けられる電磁石とを備え、磁気回転素子及び電磁石の動作極性を表示体の左右両側においてそれぞれ逆向きに異ならせる。そのため、取り付けられた電線とは異なる他相の電線に過電流が流れたときに他相の電線による磁界が発生すると、同磁界の方向と表示体の両側における電磁石の磁界の方向の一方とが互いに反対となり、それら磁界同士がそれぞれを打ち消しあうか、又は同磁界を弱めることができる。その結果、他相の電線による磁界の影響を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過電流表示器において、前記磁気回転素子と前記電磁石とが前記表示体の左右両側にそれぞれ同数個且つ複数個設けられ、前記回転軸のそれぞれの片側に複数個設けられた前記磁気回転素子と前記電磁石において隣り合う前記磁気回転素子と前記電磁石との動作極性をそれぞれ逆向きに異ならせることをその要旨としている。

同構成によれば、磁気回転素子と電磁石とが表示体の左右両側にそれぞれ同数個且つ複数個設けられるため、回転軸の両側に一つずつ設けられるのと比べ、磁界を強くすることができる。また、回転軸のそれぞれの片側において隣り合う磁気回転素子と電磁石との動作極性をそれぞれ逆向きに異ならせるため、取り付けられた電線とは異なる他相の電線に過電流が流れたときに他相の電線による磁界が発生すると、回転軸の片側毎において同磁界の方向と電磁石の磁界の方向の一つとが互いに反対となり、それら磁界同士がそれぞれを打ち消しあうか、又は同磁界を弱めることができる。その結果、他相の電線による磁界の影響をより抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の過電流表示器において、前記電磁石は支持部材によって支持され、同支持部材を筐体に取り付ける取付板の材質を強磁性体とすることをその要旨としている。

同構成によれば、電磁石を支持する支持部材を筐体に取り付ける取付板の材質を強磁性体としたため、回転軸の両側で異なる動作極性となっている電磁石と協働して、電磁石によって形成される磁界が電磁石のコアと取付板を介して形成される。これにより、磁力が増大し、取り付けられた電線とは異なる他相の電線に過電流が流れたときに他相の電線による磁界が発生しても、他相の電線による磁界の影響を抑制することができる。

本発明によれば、過電流表示器において、他相の電線による磁界の影響を抑制することができる。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に示されるように、過電流表示器１は、配電線路等の電線２に吊り下げ状態で取り付けられて、電線２に流れる電流を検出する検出部１０と、電線２に過電流が流れたときに、それを表示する表示部２０とを備えている。

検出部１０は、コア及びコイル等よりなり、電線２を取り囲むように配設され、電線２を挟持した状態で、ボルト及びナットにより締め付け固定されている。
表示部２０は、検出部１０の下部に装着されている。この表示部２０の筐体としてのケース２１は、合成樹脂により筒状に形成され、その下部に透明カバー３０が取り付けられている。

ケース２１内には、材質が強磁性体としての鋼材からなる取付板２２が配設され、その下面左右両側には一対の合成樹脂製の支持部材２３ａ，２３ｂが取り付けられている。取付板２２の上面には、基板が配設され、この基板上には検出制御部を含む制御回路が実装されている。

表示体２５は合成樹脂により円板状に形成され、表示体２５の両端には回転軸２４ａ，２４ｂが両支持部材２３ａ，２３ｂの軸受孔に挿通した状態で、電線２の延長方向と直交する方向へ延びる水平軸線の周りで回転可能に支持されている。また、表示体２５の外面は、正常表示部２５ａ及び異常表示部２５ｂの２つに分けられている。そして、通常の送電時には白色の正常表示部２５ａが下側に配置されるとともに、赤色の異常表示部２５ｂが上側に配置されるようになっている。

両支持部材２３ａ，２３ｂには、右側電磁石２７ａと左側電磁石２７ｂとが電線２の軸方向に対して垂直となるようにそれぞれ配設されている。右側電磁石２７ａは、右側コア２８ａと右側コイル２９ａとを備えている。左側電磁石２７ｂは、左側コア２８ｂと左側コイル２９ｂとを備えている。両電磁石２７ａ，２７ｂは、磁性保持型になっており、コイル２９ａ，２９ｂに一旦電流が流れて、コア２８ａ，２８ｂに上下方向の磁極が発生すると、コイル２９ａ，２９ｂへの通電が停止された後でも、コア２８ａ，２８ｂの磁極が保持されるようになっている。なお、本実施形態では、通常の送電時において、右側コア２８ａの上側がＳ極、下側がＮ極の磁極となるように設定されているとともに、左側コア２８ｂの上側がＮ極、下側がＳ極の磁極となるように設定されている。また、過電流の通過検出時には、右側コイル２９ａが励磁されて、右側コア２８ａの上側がＮ極、下側がＳ極の磁極に転換されるとともに、左側コイル２９ｂが励磁されて、左側コア２８ｂの上側がＳ極、下側がＮ極の磁極に転換されるようになっている。すなわち、両電磁石２７ａ，２７ｂは、左右両側で磁極が異なるように設定されている。

図３に示されるように、材質が強磁性体としての鋼材からなる取付板２２には両電磁石２７ａ，２７ｂが接触するとともに、両電磁石２７ａ，２７ｂの磁極が異なるように取り付けられている。このため、両電磁石２７ａ，２７ｂによって形成される磁界は取付板２２を介して形成され、樹脂製もしくは非磁性体よりなる取付板２２であった場合に比べ磁力が増幅される。

図１に示されるように、表示体２５の両側の回転軸２４ａ，２４ｂには、右側電磁石２７ａの右側コア２８ａに近接対向するように、右側磁気回転素子２６ａが固定されるとともに、左側電磁石２７ｂの左側コア２８ｂに近接対向するように、左側磁気回転素子２６ｂが固定される。図２に示されるように、磁気回転素子２６ａ（２６ｂ）の外周には、極性の異なる一対の半円弧状の磁石層が形成されている。そして、本実施形態においては、図１に示されるように、電磁石２７ａ，２７ｂ及び磁気回転素子２６ａ，２６ｂにより、表示体２５を正常表示状態から異常表示状態に反転させるための駆動手段としての駆動部が構成されている。

すなわち、通常の送電時には、右側電磁石２７ａの右側コア２８ａの下側Ｎ極と吸引しあった右側磁気回転素子２６ａがＳ極の磁石層を上側とする位置に設定されているとともに、左側電磁石２７ｂの左側コア２８ｂの下側Ｓ極と吸引しあった左側磁気回転素子２６ｂがＮ極の磁石層を上側とする位置に設定されている。これにより、表示体２５上の白色の正常表示部２５ａが、透明カバー３０側へ露出した下側位置に配置されている。

一方、短絡等によって所定値を超える過電流の通過検出時には、右側電磁石２７ａの右側コイル２９ａが励磁されて、その右側コア２８ａの上側がＮ極、下側がＳ極に磁極転換され、右側磁気回転素子２６ａのＳ極の磁石層が右側コア２８ａの下側の磁極と反発して、右側磁気回転素子２６ａに回転力が誘起される。また、左側電磁石２７ｂの左側コイル２９ｂが励磁されて、その左側コア２８ｂの上側がＳ極、下側がＮ極に磁極転換され、左側磁気回転素子２６ｂのＮ極の磁石層が左側コア２８ｂの下側の磁極と反発して、左側磁気回転素子２６ｂに回転力が誘起される。これにより、磁気回転素子２６ａ，２６ｂ及び表示体２５が回転されて、右側磁気回転素子２６ａのＮ極の磁石層が上側に配置されるとともに、左側磁気回転素子２６ｂのＳ極の磁石層が上側に配置される。すなわち、右側電磁石２７ａの右側コア２８ａの下側Ｓ極と吸引しあった右側磁気回転素子２６ａがＮ極の磁石層を上側とする位置に保持されるようになるとともに、左側電磁石２７ｂの左側コア２８ｂの下側Ｎ極と吸引しあった左側磁気回転素子２６ｂがＳ極の磁石層を上側とする位置に保持されるようになる。よって、表示体２５上の赤色の異常表示部２５ｂが透明カバー３０側へ露出した状態に配置される。

次に、前記のように構成された過電流表示器１の動作を具体的に説明する。図４に示されるように、過電流表示器１は、左からＵ相２ｕ、Ｖ相２ｖ、Ｗ相２ｗの３相の電線すべてに吊り下げ状態で取り付けられている。通常の送電時には、図１に示されるように、右側磁気回転素子２６ａのＳ極と右側電磁石２７ａのＮ極とが吸引しあうとともに、左側磁気回転素子２６ｂのＮ極と左側電磁石２７ｂのＳ極とが吸引しあった状態にある。このため、表示体２５上の白色の正常表示部２５ａが、透明カバー３０側へ露出した状態に保持されて、正常状態が表示されている。

ここで、図４に示されるように、短絡等によってＵ相２ｕとＷ相２ｗとに所定値を超える過電流が流れると、Ｕ相２ｕとＷ相２ｗとには大きな磁界が発生する。図中では、Ｕ相２ｕに紙面奥方向への過電流が流れ、Ｗ相２ｗに紙面手前方向への過電流が流れている。そして、Ｕ相２ｕに流れる過電流により時計方向回りの磁界が発生し、Ｖ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１には上方から下方への磁界が通過している。また、Ｗ相２ｗに流れる過電流により反時計回りの磁界が発生し、Ｖ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１には上方から下方への磁界が通過している。すなわち、両側の電磁石２７ａ，２７ｂによって形成される磁界の方向と電線Ｕ相２ｕ及び電線Ｗ相２ｗによって発生する磁界の方向とは、図５（ａ）に示されるようになる。右側において、右側電磁石２７ａによって形成される磁界の方向は下向きとなり、Ｕ相２ｕ及びＷ相２ｗによって発生する磁界の方向は下向きとなり、同方向である。左側において、左側電磁石２７ｂによって形成される磁界の方向は上向きとなり、Ｕ相２ｕ及びＷ相２ｗによって発生する磁界の方向は下向きとなり、逆方向である。この結果、右側においては右側磁気回転素子２６ａが吸引される磁界方向の磁力が強められ、左側においては左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が弱められる。そして、右側の磁力の増加分と左側の磁力の減少分とは打ち消しあって、表示体２５は回転せず安定する。

また、図４に示した過電流の向きとは逆方向の過電流が電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとに流れた際には、図５（ｂ）に示されるように、Ｖ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１には下方から上方への磁界が通過する。両側の電磁石２７ａ，２７ｂの磁界方向は図５（ａ）と同様である場合には、以下のようになる。

すなわち、右側において、右側電磁石２７ａによって形成される磁界の方向は下向きとなり、Ｕ相２ｕ及びＷ相２ｗによって発生する磁界の方向は上向きとなり、逆方向である。左側において、左側電磁石２７ｂによって形成される磁界の方向は上向きとなり、Ｕ相２ｕ及びＷ相２ｗによって発生する磁界の方向は上向きとなり、同方向である。この結果、右側においては右側磁気回転素子２６ａが吸引される磁界方向の磁力が弱められ、左側においては左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が強められる。そして、右側の磁力の減少分と左側の磁力の増加分とは打ち消しあって、表示体２５は回転せず安定する。

また、図１に示した電磁石の極性とは逆方向、すなわち通常の送電時において、右側コア２８ａの上側がＮ極、下側がＳ極の磁極となるように設定されるとともに、左側コア２８ｂの上側がＳ極、下側がＮ極の磁極となるように設定された場合には、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示されるようになる。

図５（ｃ）に示されるように、電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによって形成される磁界がＶ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１に上方から下方へ通過する場合、右側において、右側電磁石２７ａの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは逆方向となり、左側において、左側電磁石２７ｂの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは同方向となる。この結果、右側においては右側磁気回転素子２６ａが吸引される磁界方向の磁力が弱められ、左側においては左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が強められる。そして、右側の磁力の減少分と左側の磁力の増加分とは打ち消しあって、表示体２５は回転せず安定する。

図５（ｄ）に示されるように、電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによって形成される磁界がＶ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１に下方から上方へ通過する場合、右側において、右側電磁石２７ａの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは同方向となり、左側において、左側電磁石２７ｂの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは逆方向となる。この結果、右側においては右側磁気回転素子２６ａが吸引される磁界方向の磁力が強められ、左側においては左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が弱められる。そして、右側の磁力の増加分と左側の磁力の減少分とは打ち消しあって、表示体２５は回転せず安定する。

一方、例えば従来技術のような左右両側の電磁石２７ａ，２７ｂの極性がどちらもコア２８ａ，２８ｂの上側がＳ極、下側がＮ極の磁極となるように設定された場合には、図５（ｅ）及び図５（ｆ）に示されるようになる。図５（ｅ）に示されるように、電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによって形成される磁界がＶ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１に上方から下方へ通過する場合、両側において、右側電磁石２７ａ及び左側電磁石２７ｂの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは逆方向となる。この結果、両側において右側磁気回転素子２６ａ及び左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が弱められ、表示体２５は固定されず不安定となり、不必要な表示をするおそれがある。図５（ｆ）に示されるように、電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによって形成される磁界がＶ相２ｖに取り付けられた過電流表示器１に下方から上方へ通過する場合、両側において、右側電磁石２７ａ及び左側電磁石２７ｂの磁界の方向とＵ相２ｕ及びＷ相２ｗによる磁界の方向とは同方向となる。この結果、両側において右側磁気回転素子２６ａ及び左側磁気回転素子２６ｂが吸引される磁界方向の磁力が強められ、表示体２５は安定する。このように、両側の電磁石２７ａ，２７ｂの動作極性を同じ向きとすると、両側の電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによって形成される過電流による磁界の方向によって不安定になる場合と安定する場合とができてしまうこととなる。

上記本実施形態のように、右側電磁石２７ａと左側電磁石２７ｂとの動作極性が逆向きとなるようにすることにより、Ｕ相２ｕとＷ相２ｗとに過電流が流れたときにＵ相２ｕとＷ相２ｗとによる磁界が発生してもＶ相２ｖ取り付けられた過電流表示器１の表示体２５は回転せず、また不安定にならず磁界に影響されない。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）表示体２５に設けられる両側の回転軸２４ａ，２４ｂにそれぞれ固定される磁気回転素子２６ａ，２６ｂと、磁気回転素子２６ａ，２６ｂに対向するとともに電線２の軸方向に対して垂直となるようにそれぞれ設けられる電磁石２７ａ，２７ｂとを備え、磁気回転素子２６ａ，２６ｂ及び電磁石２７ａ，２７ｂの動作極性を表示体２５の左右両側において異ならせている。そのため、取り付けられた電線Ｖ相２ｖとは異なる電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとに過電流が流れたときに電線Ｕ相２ｕと電線Ｗ相２ｗとによる磁界が発生すると、同磁界の方向と表示体２５の左右両側における電磁石２７ａ，２７ｂの磁界の方向の一方とが互いに反対となり、それら磁界同士がそれぞれを打ち消しあうか、又は同磁界を弱めることができる。その結果、他相の電線による磁界の影響を抑制することができる。

（２）電磁石２７ａ，２７ｂを支持する支持部材２３ａ，２３ｂをケース２１に取り付ける取付板２２の材質を強磁性体としたため、左右両側で異なる動作極性となっている電磁石２７ａ，２７ｂと協働して、電磁石２７ａ，２７ｂによって形成される磁界が電磁石２７ａ，２７ｂのコア２８ａ，２８ｂと取付板２２を介して形成される。これにより、磁力が増大し、取り付けられた電線とは異なる他相の電線に過電流が流れたときに他相の電線による磁界が発生しても、他相の電線による磁界の影響を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、表示体２５の両側に一つずつの磁気回転素子２６ａ，２６ｂを設けるようにしたが、それぞれ同数個且つ複数個設け、それぞれの片側において隣り合う磁気回転素子と電磁石の動作極性を異ならせるようにしてもよい。

同構成によれば、磁気回転素子と電磁石とが表示体２５の両側にそれぞれ同数個且つ複数個設けられるため、両側に一つずつ設けられるのと比べ、磁界を強くすることができる。また、それぞれの片側において隣り合う磁気回転素子と電磁石との動作極性を異ならせるため、取り付けられた電線とは異なる他相の電線に過電流が流れたときに他相の電線による磁界が発生すると、回転軸の片側毎において同磁界の方向と電磁石の磁界の方向の少なくとも一つとが互いに反対となり、それら磁界同士がそれぞれを打ち消しあうか、又は同磁界を弱めることができる。その結果、他相の電線による磁界の影響をより抑制することができる。

・上記実施形態では、過電流表示器１を３相の電線すべてに取り付けるようにしたが、３相のいずれかの２相に取り付けて使用することが可能である。このようにしても同様の効果を得ることができる。

過電流表示器の部分破断正面図。 磁気回転素子の斜視図。 過電流表示器の表示部を示す部分破断正面図。 過電流表示器の配電線路への取り付け時の磁界を示す図。 （ａ）〜（ｆ）電磁石の磁界の方向と他相の電線による磁界の方向とによる表示体の動作を示す図。 過電流表示器の配電線路への取り付けを示す図。 過電流表示器の配電線路への取り付け時の磁界を示す図。

符号の説明

１，１０１…過電流表示器、２，２ｕ，２ｖ，２ｗ，１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ…電線、１０…検出部、２０…表示部、２１…ケース、２２…取付板、２３ａ，２３ｂ，１２３…支持部材、２４ａ，２４ｂ，１２４…回転軸、２５，１２５…表示体、２６ａ，２６ｂ，１２６…磁気回転素子、２７ａ，２７ｂ，１２７…電磁石、２８ａ，２８ｂ，１２８…コア、２９ａ，２９ｂ，１２９…コイル、３０…透明カバー。

Claims (3)

1. 配電線路を挟持して吊り下げ状態で取り付けられ、同配電線路に流れる電流を検出し、過電流の発生時に駆動手段により、表示体を正常表示状態から異常表示状態へ回転軸を中心として反転させるようにした過電流表示器において、
   前記駆動手段は、前記表示体の両側に設けらた前記回転軸にそれぞれ固定される磁気回転素子と、同磁気回転素子に対向するとともに前記配電線路の軸方向に対してその中心軸が垂直となるようにそれぞれ設けられる電磁石とを備え、
   前記磁気回転素子及び前記電磁石の動作極性を前記表示体の左右両側においてそれぞれ逆向きに異ならせる
   ことを特徴とする過電流表示器。
2. 請求項１に記載の過電流表示器において、
   前記磁気回転素子と前記電磁石とが前記表示体の左右両側にそれぞれ同数個且つ複数個設けられ、前記回転軸のそれぞれの片側に複数個設けられた前記磁気回転素子と前記電磁石において隣り合う前記磁気回転素子と前記電磁石との動作極性をそれぞれ逆向きに異ならせる
   ことを特徴とする過電流表示器。
3. 請求項１又は２に記載の過電流表示器において、
   前記電磁石は支持部材によって支持され、同支持部材を筐体に取り付ける取付板の材質を強磁性体とする
   ことを特徴とする過電流表示器。

Images