JP5830696B2 - Electric leakage detection device and method of forming core of electric leakage detection device - Google Patents

Electric leakage detection device and method of forming core of electric leakage detection device Download PDF

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本発明は、電力線配線等の漏電を検出する漏電検出装置に関する。   The present invention relates to a leakage detection device that detects leakage of power line wiring and the like.

漏電検出装置は、複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等からなる環状のコアと、このコアに巻回したトロイダル状のコイルとを有して構成される零相変流器(ZCT)を備えている。漏電が生じた場合は、一次導体のいずれかに漏電電流(零相電流)が流れ、複数の一次導体における電流が不平衡となるので、漏電電流により発生する磁束によって零相変流器のコアにおける磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイルに誘起電圧が発生し、漏電電流に相当する電圧がコイル両端で生じる。また、漏電が発生していない場合は、複数の一次導体に流れる電流が平衡状態であり、零相変流器のコアにおける磁束は打ち消し合い、コイルに誘起電圧は発生しない。したがって、零相変流器のコイル両端の電圧を漏電検出出力として出力することで、漏電電流の検出が可能となっている。   The leakage detecting device is a zero-phase current transformer (ZCT) comprising an annular core made of a soft magnetic material or the like having a plurality of primary conductors penetrated, and a toroidal coil wound around the core. It has. If a leakage occurs, a leakage current (zero-phase current) flows through one of the primary conductors, and the currents in the multiple primary conductors become unbalanced. Therefore, the core of the zero-phase current transformer is generated by the magnetic flux generated by the leakage current. The state of the magnetic flux at is changed. As a result, an induced voltage is generated in the coil of the zero-phase current transformer, and a voltage corresponding to the leakage current is generated at both ends of the coil. Further, when no leakage occurs, the currents flowing through the plurality of primary conductors are in an equilibrium state, the magnetic fluxes in the core of the zero-phase current transformer cancel each other, and no induced voltage is generated in the coil. Therefore, the leakage current can be detected by outputting the voltage across the coil of the zero-phase current transformer as the leakage detection output.

しかし、実際には、一次導体の位置の影響や、コイルの巻きばらつきなどにより、コア内部の磁束に不均一が生じ、平衡状態においてもコイルに誘起電圧が発生してしまうことがある。また、一次導体の負荷側にモータのような突入電流の流れる負荷機器が接続された場合には、コイルに発生する誘起電圧は漏電電流を検出する電圧と同等以上の電圧となり、誤検出を引き起こすことがある。   However, in practice, the magnetic flux inside the core is non-uniform due to the influence of the position of the primary conductor, coil winding variation, and the like, and an induced voltage may be generated in the coil even in an equilibrium state. In addition, when a load device with a rush current such as a motor is connected to the load side of the primary conductor, the induced voltage generated in the coil becomes equal to or higher than the voltage for detecting the leakage current, causing false detection. Sometimes.

このような誤検出を防ぐため、従来の漏電検出装置は、環状のコアを用いており、かつ貫通させる一次導体もコアの中央に密集させて配置し、さらにそれらの一次導体を対称に配置したりすることで、平衡状態でのコイルの誘起電圧を抑えて零相電流以外による出力を抑制する構成としている。   In order to prevent such erroneous detection, the conventional leakage detection device uses an annular core, and the primary conductors to be penetrated are arranged densely in the center of the core, and the primary conductors are arranged symmetrically. In other words, the induced voltage of the coil in the equilibrium state is suppressed to suppress the output other than the zero-phase current.

しかしながら、例えば漏電遮断器のような機器に漏電検出装置を組み込む場合、上記のような構成では、貫通させる一次導体の形状が相毎に異なるとともに、組立性も悪くなり、また各相の導体が近接することになる。このため、一次導体間に絶緑物を要する、外部の磁気的影響を受けやすい、温度上昇が大きくなるなど、コスト面、性能面での課題があった。これに対し、環状のコアを大きくすることで一次導体を離して、前記課題を回避することが可能である。しかし、機器への組み込みにおいて構造的な制約が大きくなり、機器自体が大型化してしまうという課題がある。   However, when the leakage detection device is incorporated into a device such as a leakage breaker, for example, in the configuration as described above, the shape of the primary conductor to be penetrated is different for each phase, the assemblability is deteriorated, and the conductor of each phase is It will be close. For this reason, there have been problems in terms of cost and performance, such as requiring an green product between the primary conductors, being susceptible to external magnetic influences, and increasing the temperature rise. On the other hand, it is possible to avoid the problem by separating the primary conductor by enlarging the annular core. However, there is a problem that structural restrictions increase in the incorporation into the device, and the device itself becomes large.

一方、環状のコアの大型化を回避するために、略長円形状(トラック型)のコアを用いて一次導体を離して配置した構成もある(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この構成では、前記大型化に関する課題は解決できるものの、平衡状態でのコイルの誘起電圧は、コアが環状で一次導体が密集した構成のものより大きくなってしまい、誤検出が発生しやすくなる課題がある。   On the other hand, in order to avoid an increase in the size of the annular core, there is also a configuration in which the primary conductors are separated from each other by using a substantially oval (track type) core (see, for example, Patent Document 1). However, in this configuration, although the problem related to the enlargement can be solved, the induced voltage of the coil in the equilibrium state becomes larger than that of the configuration in which the core is annular and the primary conductors are dense, and erroneous detection is likely to occur. There is a problem.

特開平7−083960号公報JP-A-7-083960

上述したように、従来の漏電検出装置では、コア内部の磁束の不均一性を抑制するため、一次導体をコア中央部に密集させて配置し、一次導体により生じる磁束を互いに打ち消しやすくしていたが、コアを円形状とした場合、小型化が困難になる。一方、機器の小型化及び組立性を考慮して、コアを長円形状とした場合、コア内部の磁束の不均一が発生しやすくなり、誤検出が生じやすいという課題がある。   As described above, in the conventional leakage detection device, in order to suppress the non-uniformity of the magnetic flux inside the core, the primary conductors are arranged close to the central portion of the core to easily cancel the magnetic fluxes generated by the primary conductors. However, when the core is circular, it is difficult to reduce the size. On the other hand, when considering the miniaturization and assemblability of the device, when the core is formed in an oval shape, there is a problem that magnetic flux in the core is likely to be non-uniform and erroneous detection is likely to occur.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、機器の小型化が容易で組立性が良好な構成としながら、誤検出を抑制して検出精度を向上することが可能な漏電検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a leakage detecting device capable of suppressing erroneous detection and improving detection accuracy while having a configuration in which downsizing of an apparatus is easy and assembly is good. The purpose is to do.

本発明は、数の一次導体を内側に貫通させる環状のものであり、径方向の寸法が位置によって異なり、長辺および短辺を備える略長円形状の磁性材料からなるコアと、前記コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、前記コイルに発生する誘起電圧による出力電圧を検出する検出部とを備え、前記コアは、コアの輪の周方向の位置によって断面積が異なるよう不均一に形成され、前記短辺と交わる部分の断面積が前記長辺と交わる部分の断面積と異なり、さらに前記コアは、(1)長手方向に延出する直線部と、この直線部の両端をつなぐ曲線部とを有し、厚さ方向において略均一に形成され、幅方向において、前記直線部と前記曲線部との接続部が前記直線部の幅よりも大きい幅を持つクロソイド曲線により構成されている、(2)厚さ方向において略均一に形成され、幅方向において、その全周にわたり同一幅で形成され、コアの輪の周方向の一部に切り欠きまたはスリットが形成されている、(3)幅が略均一に形成され、厚さがコアの輪の周方向の位置によって異なるよう不均一に形成されている、のいずれかである漏電検出装置を提供する。
上記構成により、コアを略長円形状として、機器の小型化が容易で組立性が良好な構成とした場合であっても、コア内に一次導体が離間して配置された場合にコアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減させることができる。このため、電流が平衡状態での出力を小さくでき、誤検出を抑制して検出精度を向上することが可能になる。
The present invention is of an annular through which the primary conductor of the multiple inside, depends dimensions position in the radial direction, a core of magnetic material of substantially oblong shape with long sides and short sides, said a toroidal coil winding is wound along the circle of the core, and a detection unit for detecting an output voltage by the induced voltage generated in the coil, the core, the ring of the core circumferential direction of the The cross-sectional area is non-uniformly formed so that the cross-sectional area differs depending on the position, the cross-sectional area of the portion that intersects the short side is different from the cross-sectional area of the portion that intersects the long side, and the core is (1) a straight line extending in the longitudinal direction And a curved portion that connects both ends of the straight portion, and is formed substantially uniformly in the thickness direction. In the width direction, the connecting portion between the straight portion and the curved portion is larger than the width of the straight portion. Composed of clothoid curves with large width (2) formed substantially uniformly in the thickness direction, formed in the width direction with the same width over the entire circumference, and a notch or a slit is formed in a part of the circumferential direction of the ring of the core, 3) A leakage detecting device having any one of a width that is substantially uniform and a thickness that is unevenly formed so as to vary depending on a circumferential position of a ring of a core .
With the above configuration, even when the core has a substantially oval shape and the device is easy to downsize and has good assemblability, the position of the core when the primary conductor is spaced apart in the core. Can reduce the magnetic flux imbalance caused by the above. For this reason, it is possible to reduce the output when the current is in an equilibrium state, and it is possible to suppress erroneous detection and improve detection accuracy.

また、本発明は、上記の漏電検出装置であって、前記コアの内側に複数の一次導体を貫通させ、3つの一次導体前記略長円形状のコアの長手方向に一列に配置させた場合、これらの一次導体のうち、1つが前記コアのコア中心部に位置し、他の2つがコア中心部を挟んで対称に位置するよう配置されているものを含む。
上記構成により、一次導体を同一形状で直線的に構成できるため、安価に構成可能である。また、一次導体の配置に対称性を持たせることで、平衡状態での漏電誤検出を抑えることが可能となる。
Further, the present invention is the above leakage detection device, wherein a plurality of primary conductors are penetrated inside the core, and three primary conductors are arranged in a line in the longitudinal direction of the substantially oval core. Among these primary conductors, one is positioned at the core center of the core, and the other two are disposed so as to be positioned symmetrically across the core center.
With the above configuration, since the primary conductor can be configured linearly with the same shape, it can be configured at low cost. Further, by providing symmetry in the arrangement of the primary conductors, it is possible to suppress erroneous detection of leakage in a balanced state.

また、コアにおいて直線部を有することで、位置決めをしやすくできる。また、クロソイド曲線を用いて滑らかに断面積を変化させることで、直線部から曲線部の区間に移行する接続部分の角が無くなるため、この部分のコアに直接コイルを巻回する場合にコイルを巻きやすくすることができ、組立性を向上できる。さらに、コアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減でき、平衡状態での漏電誤検出を抑えることができる。 In addition, with the straight portion in the core can be easily positioned. In addition, by smoothly changing the cross-sectional area using the clothoid curve, the corner of the connecting part that transitions from the straight part to the curved part is eliminated, so when winding the coil directly around the core of this part, Winding can be facilitated, and assemblability can be improved. Furthermore, magnetic flux unbalance caused by the position of the core can be reduced, and erroneous detection of leakage in the balanced state can be suppressed.

また、コアの幅を同一幅で形成しながら、コアの輪の周方向の一部に設けた切り欠きまたはスリットによって部分的に透磁率を低下させ、コアを通過する磁束を均一に保持できる。この場合、コアを同一幅で構成することで、コイルを巻きやすくできる。よって、組立性を向上しつつ平衡状態での漏電誤検出を抑えることが可能となる。 Further, while forming the width of the core in the same width, partially reduced the permeability by a circumferential part on the notch provided or slit ring of the core, can retain the magnetic flux passing through the core uniformly . In this case, the coil can be easily wound by configuring the core with the same width. Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of leakage in an equilibrium state while improving assemblability.

また、コアの幅を同一幅で形成しながら、コアの厚さを変えて磁束が集中する部分のコアの断面積を大きくでき、コアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減させることができる。この場合、コアを同一幅で構成することで、コイルを巻きやすくできる。よって、組立性を向上しつつ平衡状態での漏電誤検出を抑えることが可能となる。 Further, while forming the width of the core in the same width, by changing the thickness of the core can increase the cross-sectional area of the core portion where the magnetic flux is concentrated, it is possible to reduce the imbalance of magnetic flux generated by the position of the core . In this case, the coil can be easily wound by configuring the core with the same width. Therefore, it is possible to suppress erroneous detection of leakage in an equilibrium state while improving assemblability.

また、本発明は、上記の漏電検出装置であって、前記コアが、幅が略均一に形成され、厚さが前記コアの輪の周方向の位置によって異なるよう不均一に形成されている場合において、前記コアは、複数の軟磁性材料が積層されて構成され、コアの輪の周方向の一部に積層枚数を増やした肉厚部が形成されているものを含む。
上記構成により、積層型のコアの一部の積層枚数を増やすことで、肉厚部を形成してコアの断面積を変更でき、コアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減できる。
また、本発明は、上記の漏電検出装置であって、前記コアは、基板に内蔵されて構成され、前記基板において、回路パターン及びスルーホールによって前記コアの外側にコアの輪に沿って巻線が巻回された構造となるトロイダル状の前記コイルが形成されているものを含む。
上記構成により、略長円形状コアを持つ構成とする場合に、コアの輪に沿って全周にわたりコイルを巻回したトロイダル状のコイルを容易に形成できる。また、基板によってコア及びコイルを形成することで、コイルの巻きバラツキを無くすことができ、漏電検出装置における零相変流器の検出精度及び組立精度を向上できる。
Further, the present invention is the above leakage detection device, wherein the core is formed to be substantially uniform in width and uneven in thickness so that it varies depending on a position in a circumferential direction of the ring of the core. In the above, the core includes a structure in which a plurality of soft magnetic materials are laminated, and a thick portion with an increased number of laminated layers is formed in a part of the circumference of the ring of the core.
With the above configuration, by increasing the number of laminated cores in a part of the laminated core, a thick portion can be formed to change the cross-sectional area of the core, and the magnetic flux imbalance caused by the position of the core can be reduced.
Also, the present invention is the above-described leakage detection device, wherein the core is built in a substrate, and the substrate is wound along a ring of the core on the outside of the core by a circuit pattern and a through hole. Including the one where the toroidal coil is formed.
With the above configuration, when the configuration has a substantially oval core, a toroidal coil in which the coil is wound over the entire circumference along the core ring can be easily formed. Further, by forming the core and the coil with the substrate, it is possible to eliminate the winding variation of the coil and to improve the detection accuracy and assembly accuracy of the zero-phase current transformer in the leakage detection device.

本発明は、複数の一次導体を内側に貫通させる環状のものであり、径方向の寸法が位置によって異なり、長辺および短辺を備える略長円形状の磁性材料からなるコアと、前記コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、前記コイルに発生する誘起電圧による出力電圧を検出する検出部とを備える漏電検出装置のコアの形成方法であって、前記コアを、コアの輪の周方向の位置によって断面積が異なるよう不均一に形成し、前記短辺と交わる部分の断面積が前記長辺と交わる部分の断面積と異なるものとし、前記コアの内側に複数の一次導体を貫通させ、前記略長円形状のコアの長手方向に並んで配置させた状態において、前記複数の一次導体がコア中心部に密接配置された状態の平衡位置を基準として、この平衡位置から前記一次導体の配置位置までの変位方向に対応する部分の断面積を、前記変位方向と対称にある部分の断面積よりも大きく形成する、漏電検出装置のコアの形成方法を提供する。The present invention is a ring-shaped body that penetrates a plurality of primary conductors inward, the core is made of a substantially oval magnetic material having a long side and a short side, the dimension in the radial direction being different depending on the position, A method of forming a core of a leakage detection device comprising a toroidal coil in which a winding is wound along a ring and a detection unit that detects an output voltage due to an induced voltage generated in the coil, wherein the core is The cross-sectional area is different so that the cross-sectional area varies depending on the circumferential position of the ring of the core, the cross-sectional area of the portion that intersects the short side is different from the cross-sectional area of the portion that intersects the long side, In a state where a plurality of primary conductors are penetrated and arranged side by side in the longitudinal direction of the substantially oval core, the equilibrium position in a state where the plurality of primary conductors are closely arranged in the center of the core is used as a reference. Before equilibrium position The cross-sectional area of the portion corresponding to the displacement direction to the position of the primary conductor, greatly than the cross-sectional area of the portion in the displacement direction and symmetry, to provide a method of forming a core of the leakage detecting device.
上記構成により、コアを略長円形状として、機器の小型化が容易で組立性が良好な構成とした場合であっても、一次導体のコア中心部からの変位に応じてコアの断面積を変更し、磁束が集中する部分のコアの断面積を大きくすることで、コアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減させることができる。このため、電流が平衡状態での出力を小さくでき、誤検出を抑制して検出精度を向上することが可能になる。With the above configuration, even when the core has a substantially oval shape and the device is easy to miniaturize and has good assembly properties, the cross-sectional area of the core can be changed according to the displacement of the primary conductor from the core center. The magnetic flux unbalance caused by the position of the core can be reduced by changing and increasing the cross-sectional area of the core where the magnetic flux is concentrated. For this reason, it is possible to reduce the output when the current is in an equilibrium state, and it is possible to suppress erroneous detection and improve detection accuracy.
また、本発明は、上記の漏電検出装置のコアの形成方法であって、前記コアを、前記平衡位置から前記一次導体の配置位置までの変位量が大きいほど、対応する部分の断面積を大きく形成するものを含む。Further, the present invention is a method of forming a core of the above leakage detection device, wherein the larger the amount of displacement of the core from the equilibrium position to the position where the primary conductor is disposed, the larger the cross-sectional area of the corresponding portion. Including those that form.
上記構成により、一次導体のコア中心部からの変位量に応じてコアの断面積を変更し、磁束が集中する部分のコアの断面積を大きくすることで、コアの位置によって生じる磁束の不平衡を低減させることができ、誤検出を抑制可能となる。With the above configuration, the cross-sectional area of the core is changed according to the amount of displacement of the primary conductor from the center of the core, and the cross-sectional area of the core at the portion where the magnetic flux is concentrated is increased. Can be reduced, and erroneous detection can be suppressed.

本発明によれば、機器の小型化が容易で組立性が良好な構成としながら、誤検出を抑制して検出精度を向上することが可能な漏電検出装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a leakage detecting device capable of suppressing erroneous detection and improving detection accuracy while easily reducing the size of the device and having good assembly.

本発明の実施形態に係る漏電検出装置の構成の概要を示す図The figure which shows the outline | summary of a structure of the leak detection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本実施形態に係る漏電検出装置の全体の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the whole of the leak detection apparatus which concerns on this embodiment 本発明の第2の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 第5の実施形態の変形例を示す図The figure which shows the modification of 5th Embodiment 本発明の第6の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図The figure which shows the principal part structure of the leak detection apparatus which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 第8の実施形態に係る漏電検出装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the leak detection apparatus which concerns on 8th Embodiment.

本実施形態では、本発明に係る漏電検出装置の一例として、環状のコアにコイルが巻回されて構成された零相変流器を備える漏電検出装置の構成を示す。この漏電検出装置は、電子式ブレーカ等の開閉器等に搭載されて用いられる。   In the present embodiment, as an example of a leakage detection device according to the present invention, a configuration of a leakage detection device including a zero-phase current transformer configured by winding a coil around an annular core is shown. This leakage detection device is used by being mounted on a switch such as an electronic breaker.

図1は本発明の実施形態に係る漏電検出装置の構成の概要を示す図である。ここで、図1(a)は漏電検出装置のコア及びコイルに二相の一次導体を貫通して配置した場合の構成を、図1(b)は漏電検出装置のコア及びコイルに三層の一次導体を貫通して配置した場合の構成をそれぞれ示す。図1においてコアに巻回されたコイルについては図示を省略している。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of a leakage detection apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, FIG. 1 (a) shows a configuration in the case where a two-phase primary conductor is disposed through the core and coil of the leakage detection device, and FIG. 1 (b) shows three layers of the core and coil of the leakage detection device. Configurations in the case where the primary conductor is disposed through are shown. In FIG. 1, the coil wound around the core is not shown.

図1(a)に示す構成では、パーマロイ等の軟磁性材料により構成されるコア10の貫通口に、2本の一次導体11a、11bが貫通して配置されている。また、図1(b)に示す構成では、軟磁性材料のコア20の貫通口に3本の一次導体21a、21b、21cが貫通して配置されている。本実施形態の漏電検出装置は、小型化と組立性向上との両立を図るために、まず、コア10、20を長辺と短辺を有する略長円形状に形成している。ここで、略長円形状の形状としては、長円形状(トラック型)、楕円形状など、長辺と短辺とを持つ輪状のもので、直交する2方向で寸法が異なるような形状を含むものとする。そして、この非円形のコア10、20の略長円形状の貫通口に一次導体11a、11b、21a、21b、21cを貫通させる構造とし、複数の一次導体を密に近接させず互いに少し離して配置させるようにする。   In the configuration shown in FIG. 1A, two primary conductors 11a and 11b are disposed so as to penetrate through a through hole of a core 10 made of a soft magnetic material such as permalloy. In the configuration shown in FIG. 1B, three primary conductors 21a, 21b, and 21c are disposed so as to penetrate through the through hole of the core 20 made of soft magnetic material. In the leakage detection device of the present embodiment, first, the cores 10 and 20 are formed in a substantially oval shape having a long side and a short side in order to achieve both reduction in size and improvement in assembly. Here, the substantially oval shape includes a ring shape having a long side and a short side, such as an oval shape (track type) and an oval shape, and includes shapes having different dimensions in two orthogonal directions. Shall be. The primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c are passed through the substantially elliptical through-holes of the non-circular cores 10 and 20, and a plurality of primary conductors are not close to each other but slightly apart from each other. Try to arrange.

上記のような構成の場合、真円のコアの中心に一次導体を密接して配置した場合と比較して、一次導体に対するコイル及びコアの磁気特性が位置によって異なり、均一とはならないことがある。よって、一次導体の配置位置などにより磁気特性のバランスが崩れることがあるため、誤検出が生じやすくなる。そこで、本実施形態では、漏電電流の誤検出を低減するために以下の構成を採用する。   In the case of the above configuration, the magnetic characteristics of the coil and the core with respect to the primary conductor may differ depending on the position and may not be uniform as compared with the case where the primary conductor is closely arranged at the center of the perfect circle core. . Therefore, since the balance of magnetic characteristics may be lost depending on the arrangement position of the primary conductor, false detection is likely to occur. Therefore, in the present embodiment, the following configuration is adopted in order to reduce erroneous detection of leakage current.

本実施形態では、コアの断面積を位置によって異ならせる構成とし、このコアの断面積の設定によってコア及びコイルにおける磁気特性のバランスを調整する。これにより、位置によって生じる磁束の不平衡を低減できる。すなわち、コア及びコイルと一次導体との位置関係に基づき、一次導体に対するコイル及びコアの磁気特性(磁気抵抗)が位置によらずどの位置においても等価となるように、コアの断面積を設定する。これにより、コア上の全ての位置において等価な磁気回路を形成する。   In the present embodiment, the cross-sectional area of the core is varied depending on the position, and the balance of the magnetic characteristics of the core and the coil is adjusted by setting the cross-sectional area of the core. Thereby, the imbalance of the magnetic flux produced by a position can be reduced. That is, based on the positional relationship between the core and the coil and the primary conductor, the cross-sectional area of the core is set so that the magnetic characteristics (magnetic resistance) of the coil and the core with respect to the primary conductor are equivalent at any position regardless of the position. . Thereby, an equivalent magnetic circuit is formed at all positions on the core.

図1の例では、略長円形状のコア10、20と一次導体11a、11b、21a、21b、21cとの位置関係に応じて、コア10、20の断面積が均一でなく異なる構成とする。すなわち、コア10、20の断面積が一次導体11a、11b、21a、21b、21cの位置と相関性を持つように位置により異なる断面積を設定する。   In the example of FIG. 1, the cross-sectional areas of the cores 10 and 20 are not uniform and differ according to the positional relationship between the substantially elliptical cores 10 and 20 and the primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c. . That is, different cross-sectional areas are set depending on the positions so that the cross-sectional areas of the cores 10 and 20 are correlated with the positions of the primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c.

図1(a)の構成では、一次導体11aに紙面の裏から表に向かう電流が流れ、一次導体11bに紙面の表から裏に向かう電流が流れた場合、矢印15a、15bの方向にそれぞれ磁束が発生する。図1(b)の構成では、一次導体21a、21cに紙面の表から裏に向かう電流が流れ、一次導体21bに紙面の裏から表に向かう電流が流れた場合、矢印25a、25b、25cの方向にそれぞれ磁束が発生する。   In the configuration of FIG. 1A, when a current flowing from the back to the front of the paper flows through the primary conductor 11a and a current flowing from the front to the back of the paper flows through the primary conductor 11b, the magnetic fluxes in the directions of arrows 15a and 15b respectively. Will occur. In the configuration of FIG. 1B, when a current flowing from the front to the back of the paper flows through the primary conductors 21a and 21c and a current from the back to the front of the paper flows through the primary conductor 21b, the arrows 25a, 25b, and 25c Magnetic flux is generated in each direction.

この状態で、磁気特性のバランスを保つように、一次導体とコアとの距離が近く、磁束が集中する部分のコアの断面積を大きくする。具体的には、コア10、20の近傍にある一次導体11a、11b、21a、21b、21cの配置位置に関して、複数の一次導体がコア10、20の中心に密接配置された場合の位置を基準にして、一次導体11a、11b、21a、21b、21cの配置位置が変位している方向と対称にある部分よりもコア10、20の断面積を大きくする。結果として、一次導体11a、11b、21a、21b、21cが近くにあるほどその部分のコア10、20の断面積が大きくなるように形成する。   In this state, in order to maintain the balance of magnetic characteristics, the distance between the primary conductor and the core is short, and the cross-sectional area of the core where the magnetic flux is concentrated is increased. Specifically, with respect to the arrangement positions of the primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c in the vicinity of the cores 10 and 20, the position when a plurality of primary conductors are closely arranged at the centers of the cores 10 and 20 is used as a reference. Thus, the cross-sectional areas of the cores 10 and 20 are made larger than the portions symmetrical to the direction in which the positions of the primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c are displaced. As a result, the primary conductors 11a, 11b, 21a, 21b, and 21c are formed so that the cross-sectional areas of the cores 10 and 20 at the portions become larger as they are closer.

すなわち、図1(a)の場合、一次導体11a、11bはコア10の中心に対して長手方向に変位しているため、コア10の断面積S11、S12を断面積S13、S14より大きくする。また、一次導体11bは一次導体11aよりも長手方向に大きく変位しているため(中心からの変位量:x2>x1)、コア10の断面積S12を断面積S11より大きくする。同様に、図1(b)の場合、一次導体21a、21cはコア20の中心に対して長手方向に変位しているため、コア20の断面積S21、S22を断面積S23、S24より大きくする。また、一次導体21bはコア20の中心に対して短手方向にyだけ変位しているため、コア20の断面積S23を断面積S24より大きくする。   That is, in the case of FIG. 1A, since the primary conductors 11a and 11b are displaced in the longitudinal direction with respect to the center of the core 10, the cross-sectional areas S11 and S12 of the core 10 are made larger than the cross-sectional areas S13 and S14. Further, since the primary conductor 11b is displaced more in the longitudinal direction than the primary conductor 11a (displacement from the center: x2> x1), the cross-sectional area S12 of the core 10 is made larger than the cross-sectional area S11. Similarly, in the case of FIG. 1B, since the primary conductors 21a and 21c are displaced in the longitudinal direction with respect to the center of the core 20, the cross-sectional areas S21 and S22 of the core 20 are made larger than the cross-sectional areas S23 and S24. . Further, since the primary conductor 21b is displaced by y in the short direction with respect to the center of the core 20, the cross-sectional area S23 of the core 20 is made larger than the cross-sectional area S24.

なお、図1(a)、(b)に示したように、本実施形態の漏電検出装置は、一次導体が2本の場合、3本の場合など、コア内に貫通させる一次導体の数に関わらずいずれにも適用可能である。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the leakage detection device according to the present embodiment has the same number of primary conductors that penetrate through the core as in the case of two primary conductors or three primary conductors. Regardless, it is applicable to both.

上記のように、コアの断面積を位置によって異なるように適宜設定することによって、コアにおいて生じる磁束の不平衡を低減できるため、漏電検出装置を構成する機器の小型化が容易で組立性が良好な構成としながら、誤検出を抑制して検出精度を向上することが可能となる。   As described above, by appropriately setting the cross-sectional area of the core so as to differ depending on the position, it is possible to reduce the unbalance of magnetic flux generated in the core, so that the equipment constituting the leakage detection device can be easily downsized and assembled easily. While having a simple configuration, it is possible to suppress erroneous detection and improve detection accuracy.

(第1の実施形態)
図2は本発明の第1の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図2において、(a)は漏電検出装置のコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図、(b)はコアを側方からみた側面図、(c)はコア及びコイルの平面図をそれぞれ示す。
(First embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of the leakage detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. 2, (a) is a plan view of the core of the leakage detection device viewed from a direction perpendicular to the core ring, (b) is a side view of the core viewed from the side, and (c) is a plan view of the core and the coil. Respectively.

図2(a)に示すように、コア30は楕円形状等の略長円形状に構成され、コア30の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体31R、31S、31Tが貫通して配置されている。一次導体31R、31S、31Tは、略長円形状のコア30の貫通口の長手方向に並んで配置されている。ここで、一次導体31Rはコア30の中心位置からコア長手方向にLだけ変位し、一次導体31Sはコア30の中心位置からコア短手方向にHだけ変位し、一次導体31Tはコア30の中心位置からコア長手方向にL、コア短手方向にHだけ変位している。 As shown in FIG. 2A, the core 30 is configured in a substantially oval shape such as an elliptical shape, and three primary conductors 31 </ b> R, 31 </ b> S, and 31 </ b> T through which a three-phase primary current flows through the through-hole of the core 30 penetrate. Are arranged. The primary conductors 31R, 31S, 31T are arranged side by side in the longitudinal direction of the through hole of the substantially elliptical core 30. Here, the primary conductor 31R is displaced by L 1 from the center position of the core 30 to the core longitudinal, primary conductor 31S is displaced by H 1 from the center position of the core 30 to the core lateral direction, the primary conductor 31T core 30 core longitudinally L 2 from the center of, and displaced by H 2 in the core lateral direction.

図2(b)に示すように、コア30は、軟磁性材料が積層されて構成され、ほぼ均一な厚さTに形成されている。また、図2(c)に示すように、コア30には、コア30の輪に沿って外側に巻線が巻回され、トロイダル状のコイル32が構成されている。コイル32はコア30にほぼ一様な密度で巻かれており、両端の出力部33よりコイル32の出力が取り出される。 As shown in FIG. 2 (b), the core 30 is a soft magnetic material are stacked, is formed in a substantially uniform thickness T 1. Further, as shown in FIG. 2C, a winding is wound around the core 30 along the ring of the core 30 to form a toroidal coil 32. The coil 32 is wound around the core 30 with a substantially uniform density, and the output of the coil 32 is taken out from the output portions 33 at both ends.

この構成において、一次導体31R、31Tには紙面の表から裏に向かう電流が流れ、一次導体31Sに紙面の裏から表に向かう電流が流れているとする。それぞれの一次導体に流れる電流によって磁束が発生し、コア30を通過する。漏電が生じていなくて一次導体31R、31S、31Tに流れる電流が平衡状態にあるときは、各電流により発生する磁束が打ち消し合い、コイル32には誘起電圧が発生しない状態となる。しかし、コア30の断面積が均一である場合は、一次電流が平衡状態でもコア全体の磁束に不平衡が生じ、コイル32に誘起電圧が発生して出力部33において出力電圧が検出され、漏電誤検出が生じることがある。   In this configuration, it is assumed that a current flowing from the front to the back of the paper flows through the primary conductors 31R and 31T, and a current flowing from the back of the paper to the front flows through the primary conductor 31S. A magnetic flux is generated by the current flowing through each primary conductor and passes through the core 30. When there is no leakage and the currents flowing through the primary conductors 31R, 31S, and 31T are in an equilibrium state, the magnetic fluxes generated by the currents cancel each other, and no induced voltage is generated in the coil 32. However, when the cross-sectional area of the core 30 is uniform, even if the primary current is in an equilibrium state, an unbalance occurs in the magnetic flux of the entire core, an induced voltage is generated in the coil 32, and the output voltage is detected in the output unit 33. False detection may occur.

そこで、本実施形態では、コア30と一次導体31R、31S、31Tとの位置関係に応じて、コア30の断面積が位置によって異なるように不均一に形成する。これにより、不平衡磁束を均一にする。具体的には、コア30において磁束の集中する部分、すなわち一次導体のコア中心からの変位が大きく、一次導体との距離が近い部分のコアの断面積を大きくする。第1の実施形態では、コア30の厚さをTでほぼ均一にしているため、コア30の幅Wを位置によって変化させて断面積を変更する。 Therefore, in the present embodiment, the cross-sectional area of the core 30 is unevenly formed so as to vary depending on the position according to the positional relationship between the core 30 and the primary conductors 31R, 31S, and 31T. This makes the unbalanced magnetic flux uniform. Specifically, the core 30 has a large cross-sectional area where the magnetic flux concentrates, that is, a portion where the primary conductor is largely displaced from the core center and is close to the primary conductor. In the first embodiment, since the substantially uniform thickness of the core 30 at T 1, to change the cross-sectional area by changing the position of the width W of the core 30.

図2(a)においては、一次導体31R、31Tのコア中心からの長手方向の変位に応じて、コア30の長手方向両端部の位置の幅W、Wを、コア中心に近い中央部の位置の幅W、Wよりも大きくする。また、一次導体31Sがコア中心から短手方向に変位しているため、この変位方向に対応する部分の位置の幅Wを、これと対称にある部分の位置の幅Wよりも大きくする。ここで、コア30の各部において、近傍にある一次導体のコア中心からの変位(図2(a)のL、L、H、H)が大きいほど、該当部分のコアの幅をそれと対称位置の部分よりも大きくする。すなわち、一次導体31R、31S、31Tはコア中心からそれぞれ(L,0)、(0,H)、(L,H)だけオフセットしているので、その変位量に応じてコア30の幅を変えるように設定する。このようにコア30を構成することにより、一次導体に対するコイル及びコアの磁気特性を全ての位置において等価とすることができ、コア上の位置によって生じる磁束の不平衡を低減できるので、漏電の誤検出を抑制できる。 In FIG. 2A, the widths W 2 and W 4 at the positions of both end portions in the longitudinal direction of the core 30 according to the displacement in the longitudinal direction of the primary conductors 31R and 31T from the core center are set to the central portion close to the core center. It is made larger than the widths W 1 and W 3 at the positions. Moreover, since the primary conductor 31S is displaced from the core center in the lateral direction, the width W 1 of the position of the portion corresponding to the displacement direction, is larger than the width W 3 of the position of the portion of the Symmetrically . Here, in each part of the core 30, the larger the displacement (L 1 , L 2 , H 1 , H 2 in FIG. 2 (a)) of the adjacent primary conductor from the core center, the larger the core width of the corresponding part. Make it larger than the part of the symmetrical position. That is, the primary conductors 31R, 31S, and 31T are offset from the core center by (L 1 , 0), (0, H 1 ), and (L 2 , H 2 ), respectively. Set to change the width of. By configuring the core 30 in this manner, the magnetic characteristics of the coil and the core with respect to the primary conductor can be made equivalent at all positions, and the magnetic flux imbalance caused by the position on the core can be reduced. Detection can be suppressed.

図3は本実施形態に係る漏電検出装置の全体の概略構成を示す図である。図3において、(a)はコイル及びコアに複数の一次導体が貫通した零相変流器と回路基板を示す概略斜視図、(b)は回路基板上の構成要素を示す回路図をそれぞれ示す。コア30には一次導体31R、31S、31Tが貫通し、コア30に巻回されたコイル32の両端の出力部33が接続導体を介して回路基板35に接続されている。漏電電流の検出部を構成する回路基板35には、コイル32の特性インピーダンスZ1に整合する抵抗Rと、コイル32の出力電圧を検出する回路を実装したIC等からなる検出回路36と、コイル32の出力電圧を比較するための参照抵抗Rと、検出回路36に電力を供給する電源32とが設けられる。検出回路36の出力部より、漏電検出電圧に相当する検出信号が出力される。 FIG. 3 is a diagram showing an overall schematic configuration of the leakage detection apparatus according to the present embodiment. 3A is a schematic perspective view showing a zero-phase current transformer and a circuit board in which a plurality of primary conductors penetrate the coil and the core, and FIG. 3B is a circuit diagram showing components on the circuit board. . Primary conductors 31R, 31S, and 31T pass through the core 30, and output portions 33 at both ends of the coil 32 wound around the core 30 are connected to the circuit board 35 via connection conductors. The circuit board 35 constituting the leakage current detection unit includes a resistance R 1 that matches the characteristic impedance Z 1 of the coil 32, a detection circuit 36 that includes an IC or the like on which a circuit that detects the output voltage of the coil 32 is mounted, and a coil A reference resistor R 2 for comparing the output voltages of 32 and a power supply 32 for supplying power to the detection circuit 36 are provided. A detection signal corresponding to the leakage detection voltage is output from the output section of the detection circuit 36.

(第2の実施形態)
図4は本発明の第2の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図4において、(a)は漏電検出装置のコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図、(b)はコアを側方からみた側面図、(c)はコア及びコイルの平面図をそれぞれ示す。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of a leakage detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention. 4, (a) is a plan view of the core of the leakage detection device as viewed from the direction perpendicular to the core ring, (b) is a side view of the core as viewed from the side, and (c) is a plan view of the core and coil. Respectively.

図4(a)に示すように、コア40は楕円形状等の略長円形状に構成され、コア40の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体41R、41S、41Tが貫通して配置されている。一次導体41R、41S、41Tは、略長円形状のコア40の貫通口の長手方向に一直線上に並んで配置されている。ここで、一次導体41Rはコア40の中心位置からコア長手方向にLだけ変位し、一次導体41Sはコア40の中心位置にあり、一次導体41Tはコア40の中心位置からコア長手方向にLだけ変位している。 As shown in FIG. 4A, the core 40 is configured in an oval shape such as an ellipse, and three primary conductors 41R, 41S, and 41T through which a three-phase primary current flows through the through-hole of the core 40 penetrate. Are arranged. The primary conductors 41R, 41S, and 41T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the substantially oval core 40. Here, the primary conductor 41R is displaced by L 3 from the center position of the core 40 to the core longitudinal, primary conductor 41S is located in the center position of the core 40, a primary conductor 41T is L from the center of the core 40 to the core longitudinal It is displaced by 4 .

図4(b)に示すように、コア40は、軟磁性材料が積層されて構成され、ほぼ均一な厚さTに形成されている。また、図4(c)に示すように、コア40には、コア40の輪に沿って外側に巻線が巻回され、トロイダル状のコイル42が構成されている。コイル42はコア40にほぼ一様な密度で巻かれており、両端の出力部43よりコイル42の出力が取り出される。 As shown in FIG. 4 (b), the core 40 is a soft magnetic material are stacked, is formed in a substantially uniform thickness T 1. Further, as shown in FIG. 4C, a winding is wound around the core 40 along the ring of the core 40 to form a toroidal coil 42. The coil 42 is wound around the core 40 with a substantially uniform density, and the output of the coil 42 is taken out from the output portions 43 at both ends.

第2の実施形態では、一次導体41R、41S、41Tがコア40の貫通口内において互いに離間して直線状に配列されている。このような配置構成の場合、一次導体41R、41Tのコア中心からの長手方向の変位に応じて、コア40の長手方向両端部の位置の幅W、Wを、コア中心に近い中央部の位置の幅W、Wよりも大きくする。ここで、コア40の各部において、近傍にある一次導体のコア中心からの変位(図2(a)のL、L)が大きいほど、該当部分のコアの幅をそれと対称位置の部分よりも大きくする。すなわち、一次導体41R、41Tはコア中心からそれぞれL、Lだけオフセットしているので、その変位量に応じてコア40の幅を変えるように設定する。このようにコア40を構成することにより、一次導体に対するコイル及びコアの磁気特性を全ての位置において等価とすることができ、コア上の位置によって生じる磁束の不平衡を低減できるので、漏電の誤検出を抑制できる。 In the second embodiment, the primary conductors 41 </ b> R, 41 </ b> S, 41 </ b> T are linearly arranged apart from each other in the through hole of the core 40. In the case of such an arrangement, the widths W 6 and W 8 at the positions of both ends in the longitudinal direction of the core 40 according to the displacement in the longitudinal direction of the primary conductors 41R and 41T from the core center are set to the central portion close to the core center. It is made larger than the widths W 5 and W 7 of the position of. Here, in each part of the core 40, the larger the displacement from the core center of the primary conductor in the vicinity (L 3 , L 4 in FIG. 2A) is, the wider the width of the core of the corresponding part is from the part at the symmetrical position. Also make it bigger. That is, since the primary conductors 41R and 41T are offset from the center of the core by L 3 and L 4 respectively, the width of the core 40 is set in accordance with the amount of displacement. By configuring the core 40 in this manner, the magnetic characteristics of the coil and the core with respect to the primary conductor can be made equivalent at all positions, and the magnetic flux imbalance caused by the position on the core can be reduced. Detection can be suppressed.

(第3の実施形態)
図5は本発明の第3の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図5において、(a)は漏電検出装置のコア及び一次導体の斜視図、(b)はコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図、(c)はコア及びコイルの平面図をそれぞれ示す。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a main configuration of a leakage detecting apparatus according to the third embodiment of the present invention. 5A is a perspective view of the core and the primary conductor of the leakage detection device, FIG. 5B is a plan view of the core viewed from a direction perpendicular to the ring of the core, and FIG. 5C is a plan view of the core and the coil. Each is shown.

図5(a)、(b)に示すように、コア50は長円形状に構成され、コア50の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体51R、51S、51Tが貫通して配置されている。一次導体51R、51S、51Tは、長円形状のコア50の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体51Sを中心に一次導体51R、51Tが対称に配置されている。なお、コア50の厚さはTで均一に形成されているものとする。また、図5(c)に示すように、コア50には、コア50の輪に沿って外側に巻線が巻回され、トロイダル状のコイル52が構成されている。コイル52はコア50にほぼ一様な密度で巻かれており、両端の出力部53よりコイル52の出力が取り出される。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the core 50 is formed in an oval shape, and three primary conductors 51 </ b> R, 51 </ b> S, and 51 </ b> T through which a three-phase primary current flows through the core 50 pass through. Are arranged. The primary conductors 51R, 51S, 51T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the oval core 50, and the primary conductors 51R, 51T are symmetrically arranged around the primary conductor 51S. The thickness of the core 50 is assumed to be uniformly formed at T 1. As shown in FIG. 5C, the core 50 has a toroidal coil 52 formed by winding a winding around the core 50. The coil 52 is wound around the core 50 with a substantially uniform density, and the output of the coil 52 is taken out from the output portions 53 at both ends.

第3の実施形態では、一次導体51R、51Tがコア中心の一次導体51Sを挟んで変位aの位置に対称配置されている。このような配置構成の場合、一次導体51R、51Tのコア中心からの長手方向の変位に応じて、コア50の長手方向両端の曲線部の幅W10を、コア中心側の直線部の幅Wよりも大きくする。ここで、コア50の曲線部の幅W10は、近傍にある一次導体のコア中心からの変位aが大きいほど、直線部の幅Wよりも大きくする。このようにコア50を構成することにより、一次導体に対するコイル及びコアの磁気特性を全ての位置において等価とすることができ、コア上の位置によって生じる磁束の不平衡を低減できるので、漏電の誤検出を抑制できる。また、一次導体51R、51S、51Tを対称配置させることで、一次導体を同一形状で直線的に構成できるため、安価に構成可能である。また、一次導体51R、51S、51Tの配置に対称性を持たせることで、コア50の長手方向の曲線部と短手方向の直線部のそれぞれにおいて、コアの断面積、例えばコア幅をそれぞれで同じにでき、平衡特性を改善できるため、平衡状態での漏電誤検出を抑えることができる。 In the third embodiment, the primary conductors 51R and 51T are arranged symmetrically at the position of the displacement a across the primary conductor 51S of the core center. In such an arrangement, the primary conductors 51R, depending on the longitudinal displacement of the center of the core 51T, the width W 10 of the curved portion of the longitudinal ends of the core 50, the width W of the linear portion of the core center side Make it larger than 9 . Here, the width W 10 of the curved portion of the core 50, the larger the displacement a from the core center of the primary conductor in the vicinity, larger than the width W 9 of the linear portion. By configuring the core 50 in this way, the magnetic characteristics of the coil and the core with respect to the primary conductor can be made equivalent at all positions, and the magnetic flux imbalance caused by the position on the core can be reduced. Detection can be suppressed. Further, by arranging the primary conductors 51R, 51S, and 51T symmetrically, the primary conductors can be configured linearly with the same shape, and therefore can be configured at low cost. Further, by providing symmetry in the arrangement of the primary conductors 51R, 51S, and 51T, the cross-sectional area of the core, for example, the core width can be reduced in each of the curved portion in the longitudinal direction and the straight portion in the short direction of the core 50. Since it can be made the same and the balance characteristic can be improved, it is possible to suppress erroneous detection of leakage in a balanced state.

(第4の実施形態)
図6は本発明の第4の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。この図6は漏電検出装置のコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図を示している。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a diagram showing a main configuration of a leakage detecting apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a plan view of the core of the leakage detection device as viewed from a direction perpendicular to the core ring.

コア60は長円形状に構成され、コア60の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体61R、61S、61Tが貫通して配置されている。一次導体61R、61S、61Tは、長円形状のコア60の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体61Sを挟んで変位aの位置に一次導体61R、61Tが対称配置されている。なおここでは図示しないが、コイル等は第3の実施形態と同様に構成されている。また、コア60の厚さはT1で均一に形成されているものとする。   The core 60 is formed in an oval shape, and three primary conductors 61R, 61S, and 61T through which a three-phase primary current flows are disposed through the through hole of the core 60. The primary conductors 61R, 61S, 61T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the oval core 60, and the primary conductors 61R, 61T are symmetrically arranged at the position of the displacement a across the primary conductor 61S. . Although not shown here, the coils and the like are configured in the same manner as in the third embodiment. The thickness of the core 60 is assumed to be uniformly formed at T1.

第4の実施形態では、コア60の長手方向両端の曲線部と、コア中心側の直線部とは、幅W11で均一に形成している。そして、前記コア60の直線部から曲線部への接続部分を、直線部及び曲線部の幅W11よりも大きい幅のクロソイド曲線によって構成する。すなわち、接続部分において、外側の区間のクロソイド曲線長をLK1、内側の区間のクロソイド曲線長をLK2とし、外側の曲率半径をRK1、内側の曲率半径をRK2とした場合、
K1K1=一定
K2K2=一定
となるように構成する。
In the fourth embodiment, the curved portion of the longitudinal ends of the core 60, and the straight portion of the core center side, are uniformly formed with a width W 11. Then, the connection portion from the straight portion to the curved portion of the core 60, constituted by clothoid curve of width greater than the width W 11 of the straight portions and curved portions. That is, at the connection portion, when the clothoid curve length of the outer section is L K1 , the clothoid curve length of the inner section is L K2 , the outer curvature radius is R K1 , and the inner curvature radius is R K2 ,
L K1 R K1 = constant L K2 R K2 = constant.

このように、長円形状のコアの長手方向を直線部、その両端部を曲線部とし、これらの接続部分を直線部より幅の広いクロソイド曲線で構成することによって、コアの断面積を不均一にでき、磁束の不平衡を低減することができる。また、コアにおいて直線部を有することで、位置決めをしやすくできる。また、クロソイド曲線を用いて滑らかに断面積を変化させることで、直線部から曲線部の区間に移行する接続部分の角が無くなるため、この部分のコアに直接コイルを巻回する場合にコイルを巻きやすくすることができ、組立性を向上できる。   In this way, the cross-sectional area of the core is non-uniform by configuring the longitudinal direction of the elliptical core as a straight line portion and both ends thereof as curved portions, and configuring these connecting portions with a clothoid curve wider than the straight portion. Thus, the magnetic flux imbalance can be reduced. Moreover, positioning can be facilitated by having a straight portion in the core. In addition, by smoothly changing the cross-sectional area using the clothoid curve, the corner of the connecting part that transitions from the straight part to the curved part is eliminated, so when winding the coil directly around the core of this part, Winding can be facilitated, and assemblability can be improved.

(第5の実施形態)
図7は本発明の第5の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図7において、(a)は漏電検出装置のコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図、(b)はコアを側方からみた側面図、(c)はコア及びコイルの平面図をそれぞれ示す。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing a main configuration of a leakage detection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. 7, (a) is a plan view of the core of the leakage detection device as viewed from a direction perpendicular to the core ring, (b) is a side view of the core viewed from the side, and (c) is a plan view of the core and the coil. Respectively.

図7(a)、(c)に示すように、コア70は長円形状に構成され、コア70の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体71R、71S、71Tが貫通して配置されている。一次導体71R、71S、71Tは、長円形状のコア70の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体71Sを挟んで変位aの位置に一次導体71R、71Tが対称配置されている。   As shown in FIGS. 7A and 7C, the core 70 is configured in an oval shape, and three primary conductors 71 </ b> R, 71 </ b> S, 71 </ b> T through which a three-phase primary current flows are passed through the through-holes of the core 70. Are arranged. The primary conductors 71R, 71S, 71T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the oval core 70, and the primary conductors 71R, 71T are symmetrically arranged at the position of the displacement a with the primary conductor 71S interposed therebetween. .

図7(b)に示すように、コア70は、軟磁性材料が積層されて構成され、ほぼ均一な厚さTに形成されている。また、図7(c)に示すように、コア70には、コア70の輪に沿って外側に巻線が巻回され、トロイダル状のコイル72が構成されている。コイル72はコア70にほぼ一様な密度で巻かれており、両端の出力部73よりコイル72の出力が取り出される。 As shown in FIG. 7 (b), the core 70 is a soft magnetic material are stacked, is formed in a substantially uniform thickness T 1. Further, as shown in FIG. 7C, a winding is wound around the core 70 along the ring of the core 70 to form a toroidal coil 72. The coil 72 is wound around the core 70 with a substantially uniform density, and the output of the coil 72 is taken out from the output portions 73 at both ends.

第5の実施形態では、コア70の幅W12、厚さT共に均一に形成し、コア70の長手方向両端の曲線部において、切り欠き75を形成している。このように、一次導体71R、71Tがコア中心の一次導体71Sに対して変位して離間している場合に、コア70において、一次導体との距離が近く、磁束が集中する部分となる長手方向両端の曲線部に切り欠き75を設けるようにする。すなわち、第3の実施形態等のようにコアの幅を大きくするのに代えて、該当部分に切り欠きを設けることで、部分的に透磁率を低下させ、磁束の不平衡を低減する。 In the fifth embodiment, both the width W 12 and the thickness T 1 of the core 70 are uniformly formed, and the notches 75 are formed in the curved portions at both ends in the longitudinal direction of the core 70. As described above, when the primary conductors 71R and 71T are displaced and separated from the primary conductor 71S in the center of the core, the longitudinal direction in which the core 70 is close to the primary conductor and becomes a portion where the magnetic flux is concentrated. Notches 75 are provided in the curved portions at both ends. That is, instead of increasing the width of the core as in the third embodiment or the like, by providing a notch in the corresponding portion, the magnetic permeability is partially reduced and the magnetic flux unbalance is reduced.

図8は第5の実施形態の変形例を示す図である。図8の変形例では、図7の切り欠き75に代えて、コア80の長手方向両端の曲線部において、コア80の周方向にスリット85を形成している。このようなスリット85を設ける場合も、切り欠き75と同様な効果が得られる。   FIG. 8 is a diagram showing a modification of the fifth embodiment. In the modification of FIG. 8, slits 85 are formed in the circumferential direction of the core 80 at the curved portions at both ends in the longitudinal direction of the core 80 instead of the notch 75 of FIG. 7. Even when such a slit 85 is provided, the same effect as the notch 75 can be obtained.

このように、断面積をほぼ均一としたコアにおいて磁束の集中する部分に切り欠きまたはスリットを設けることで、部分的に透磁率を低下させ、コアを通過する磁束を均一に保持できる。これにより、コア上の位置によって生じる磁束の不平衡を低減でき、漏電の誤検出を抑制できる。また、切り欠きを設ける場合は、コアに直接コイルを巻く際に、切り欠きをコイルの電線保持部分に活用できるので、コイルを巻回しやすくなり、組立性を向上できる。   Thus, by providing a notch or a slit in the portion where the magnetic flux concentrates in the core having a substantially uniform cross-sectional area, the magnetic permeability can be partially reduced and the magnetic flux passing through the core can be kept uniform. Thereby, the imbalance of the magnetic flux produced by the position on a core can be reduced, and the misdetection of an electrical leakage can be suppressed. Further, when the cutout is provided, when the coil is wound directly around the core, the cutout can be utilized for the electric wire holding portion of the coil, so that the coil can be easily wound and the assemblability can be improved.

(第6の実施形態)
図9は本発明の第6の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図9において、(a)は漏電検出装置のコアをコアの輪と垂直な方向から見た平面図、(b)はコアを側方からみた側面図、(c)はコア及びコイルの平面図をそれぞれ示す。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a main configuration of a leakage detecting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. 9, (a) is a plan view of the core of the leakage detection device as seen from a direction perpendicular to the core ring, (b) is a side view of the core as seen from the side, and (c) is a plan view of the core and the coil. Respectively.

図9(a)、(c)に示すように、コア90は長円形状に構成され、コア90の貫通口に三相の一次電流が流れる3本の一次導体91R、91S、91Tが貫通して配置されている。一次導体91R、91S、91Tは、長円形状のコア90の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体91Sを中心に一次導体91R、91Tが対称配置されている。また、図9(c)に示すように、コア90には、コア90の輪に沿って外側に巻線が巻回され、トロイダル状のコイル92が構成されている。コイル92はコア90にほぼ一様な密度で巻かれており、両端の出力部93よりコイル92の出力が取り出される。   As shown in FIGS. 9A and 9C, the core 90 is formed in an oval shape, and three primary conductors 91 </ b> R, 91 </ b> S, and 91 </ b> T through which a three-phase primary current flows through the through-hole of the core 90 penetrate. Are arranged. The primary conductors 91R, 91S, 91T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the oval core 90, and the primary conductors 91R, 91T are symmetrically arranged around the primary conductor 91S. Further, as shown in FIG. 9C, the core 90 has a toroidal coil 92 formed by winding a winding on the outside along the ring of the core 90. The coil 92 is wound around the core 90 with a substantially uniform density, and the output of the coil 92 is taken out from the output portions 93 at both ends.

第6の実施形態では、図9(a)に示すように、コア90の幅は幅wでほぼ均一に形成されている。そして、図9(b)に示すように、コア90は、軟磁性材料が積層されて構成されており、長円形状のコア90の長手方向の直線部がほぼ均一な厚さTに形成されている。そして、コア90の両端部の曲線部において、積層枚数を増やして厚さをTαだけ大きくしてT+Tαとした肉厚部95が形成されている。このように、一次導体91R、91Tがコア中心の一次導体91Sに対して変位して離間している場合に、コア90において、一次導体との距離が近く、磁束が集中する部分となる長手方向両端の曲線部を肉厚部95として厚さを大きくする。すなわち、第3の実施形態等のようにコアの幅を大きくするのに代えて、該当部分の厚さを大きくすることで、磁束集中部分のコアの断面積を大きくし、磁束の不平衡を低減する。これにより、コア上の位置によって生じる磁束の不平衡を低減でき、漏電の誤検出を抑制できる。 In the sixth embodiment, as shown in FIG. 9A, the width of the core 90 is substantially uniform with the width w. Then, as shown in FIG. 9 (b), the core 90 is a soft magnetic material are laminated, formed in the longitudinal direction of the straight portions substantially uniform thickness T 1 of the core 90 of oval Has been. Then, the curved portion of the both end portions of the core 90, the thick portion 95 and T 1 + T alpha thickness by increasing the stacking number as large as T alpha is formed. As described above, when the primary conductors 91R and 91T are displaced and separated from the primary conductor 91S in the center of the core, the longitudinal direction in which the distance from the primary conductor is close and the magnetic flux is concentrated in the core 90. The thickness is increased with the curved portions at both ends as the thick portions 95. That is, instead of increasing the width of the core as in the third embodiment, the cross-sectional area of the core of the magnetic flux concentration portion is increased by increasing the thickness of the corresponding portion, and the magnetic flux unbalance is reduced. To reduce. Thereby, the imbalance of the magnetic flux produced by the position on a core can be reduced, and the misdetection of an electrical leakage can be suppressed.

(第7の実施形態)
図10は本発明の第7の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図である。図10において、(a)は漏電検出装置のコア、コイル及び一次導体の斜視図、(b)〜(e)はコア及びコイルを構成する各基板を分解した状態の分解斜視図をそれぞれ示す。
(Seventh embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing a main configuration of a leakage detection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. 10, (a) is a perspective view of a core, a coil, and a primary conductor of a leakage detecting device, and (b) to (e) are exploded perspective views in a state where each substrate constituting the core and the coil is disassembled.

第7の実施形態は、図5に示した第3の実施形態とほぼ同様の構成を基板によって形成した構成例を示したものである。図10(a)に示すように、プリント基板104には、長円形状で断面積を不均一に形成したコア100が内蔵され、このコア100の輪に沿ってコア100の外側に巻線が巻回されるようにトロイダル状のコイル102が形成されている。コア100の貫通口には三相の一次電流が流れる3本の一次導体101R、101S、101Tが貫通して配置されている。一次導体101R、101S、101Tは、長円形状のコア100の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体101Sを中心に一次導体101R、101Tが対称に配置されている。また、プリント基板104には、コイル102両端の出力部103に接続された検出回路を構成する電子部品105が実装されている。   The seventh embodiment shows a configuration example in which a configuration substantially similar to that of the third embodiment shown in FIG. 5 is formed by a substrate. As shown in FIG. 10A, the printed circuit board 104 includes a core 100 having an elliptical shape and a non-uniform cross-sectional area, and windings are formed outside the core 100 along the ring of the core 100. A toroidal coil 102 is formed so as to be wound. Three primary conductors 101R, 101S, and 101T through which a three-phase primary current flows are disposed through the through hole of the core 100. The primary conductors 101R, 101S, and 101T are arranged in a straight line in the longitudinal direction of the through hole of the elliptical core 100, and the primary conductors 101R and 101T are arranged symmetrically around the primary conductor 101S. The printed circuit board 104 is mounted with electronic components 105 constituting a detection circuit connected to the output units 103 at both ends of the coil 102.

図10(b)、(c)、(d)に示すように、コア100及びコイル102が形成されたプリント基板104は、3つの基板104a、104b、104cが積層されてなる積層基板によって構成されている。これらの基板104a、104b、104cには、コア100の外側を囲むようにコイル102の配置に対応して、回路パターン106とスルーホール107とが設けられ、これらの回路パターン106及びスルーホール107によってコイル102を形成する構造となっている。ここで、コイル102はほぼ一様な巻線密度で形成されている。この際、外側の層の基板104a、104cには、外側になる一方の面に回路パターン106及びスルーホール107が形成され、スルーホール107が他方の面まで貫通して形成されている。また、内側の層の基板104bには、両面に貫通してスルーホール107が形成されている。図10(e)に示すように、基板104a、104cの間に挟まれる内側の層の基板104bは、外側基板104dと内側基板104eとの間に軟磁性材料のコア100を介在させた構造となっている。この基板104bは、例えば、外側基板104dの中央部に形成した開口部にコア100、内側基板104eを順に配置して1枚の板状に形成し、内側基板104eの中央部に一次導体貫通用の貫通口を形成することで作製できる。   As shown in FIGS. 10B, 10C, and 10D, the printed circuit board 104 on which the core 100 and the coil 102 are formed is configured by a stacked substrate in which three substrates 104a, 104b, and 104c are stacked. ing. These substrates 104a, 104b, and 104c are provided with circuit patterns 106 and through holes 107 corresponding to the arrangement of the coils 102 so as to surround the outside of the core 100. The coil 102 is formed. Here, the coil 102 is formed with a substantially uniform winding density. At this time, the circuit patterns 106 and the through holes 107 are formed on the outer surface of the substrates 104a and 104c on the outer layer, and the through holes 107 are formed so as to penetrate to the other surface. Further, a through hole 107 is formed in the inner layer substrate 104b so as to penetrate both surfaces. As shown in FIG. 10E, the inner layer substrate 104b sandwiched between the substrates 104a and 104c has a structure in which a core 100 of soft magnetic material is interposed between the outer substrate 104d and the inner substrate 104e. It has become. For example, the substrate 104b is formed as a single plate by sequentially arranging the core 100 and the inner substrate 104e in the opening formed in the central portion of the outer substrate 104d, and for passing through the primary conductor in the central portion of the inner substrate 104e. It can be produced by forming a through-hole.

上記構成において、プリント基板104に内蔵した長円形状のコア100は、貫通する一次導体101R、101Tのコア中心からの長手方向の変位に応じて、コア100の長手方向両端の曲線部の幅をコア中心側の直線部の幅よりも大きくする。ここで、コア100の厚さは積層基板によりほぼ均一に形成される。このように、断面積を不均一に構成したコア100を、回路パターン106及びスルーホール107によりコイル102を形成した積層基板のプリント基板42に内蔵することにより、非円形形状のコア及びコイルを形成しやすくなる。この場合、略長円形状のコアの輪に沿って全周にわたり容易にコイルを巻回することができる。また、プリント基板104によってコア100及びコイル102を形成することで、コイルの巻きバラツキを無くすことができ、漏電検出装置における零相変流器の検出精度及び組立精度を向上できる。   In the above configuration, the elliptical core 100 built in the printed circuit board 104 has the widths of the curved portions at both ends in the longitudinal direction of the core 100 according to the displacement in the longitudinal direction from the core center of the primary conductors 101R and 101T that penetrate therethrough. The width is larger than the width of the straight portion on the core center side. Here, the thickness of the core 100 is formed substantially uniformly by the laminated substrate. In this way, the non-circular core and coil are formed by incorporating the core 100 having a non-uniform cross-sectional area in the printed circuit board 42 of the laminated substrate in which the coil 102 is formed by the circuit pattern 106 and the through hole 107. It becomes easy to do. In this case, the coil can be easily wound around the entire circumference along the substantially oval core ring. Further, by forming the core 100 and the coil 102 with the printed circuit board 104, coil winding variation can be eliminated, and the detection accuracy and assembly accuracy of the zero-phase current transformer in the leakage detector can be improved.

(第8の実施形態)
図11は本発明の第8の実施形態に係る漏電検出装置の要部構成を示す図、図12は第8の実施形態に係る漏電検出装置の構成を示すブロック図である。第8の実施形態は、本発明に係る漏電検出装置の構成例を示したものである。本実施形態では、上述した各実施形態のように構成されたコア及びコイルを有してなる略長円形状の零相変流器120を備えている。
(Eighth embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a main part of a leakage detection device according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the leakage detection device according to the eighth embodiment. The eighth embodiment shows a configuration example of a leakage detection device according to the present invention. In the present embodiment, a substantially elliptical zero-phase current transformer 120 having a core and a coil configured as in each of the above-described embodiments is provided.

零相変流器120は、図11に示すように、交流電源から負荷機器へと接続される複数の電路の一次導体111R、111S、111Tに対応して、略長円形状の貫通口が位置するように設けられる。一次導体111R、111S、111Tは、構造の簡単化及び組立性の向上のためにそれぞれが端子部分を除き直線状に形成され、これらが略並行に一列に並んで配置されており、これらの一次導体111R、111S、111Tが零相変流器120の貫通口を貫通する構造となっている。ここで、一次導体111R、111S、111Tは、零相変流器120の貫通口の前後の領域で各導体間の距離が変化しないよう略一定に保たれた状態に形成されて設けられている。すなわち、一次導体111R、111S、111Tは、折り曲げ部等を有さない略直線状の単純な形状であり、零相変流器120の貫通口の長手方向に並列して配置される。   As shown in FIG. 11, the zero-phase current transformer 120 is provided with substantially elliptical through-holes corresponding to the primary conductors 111R, 111S, and 111T of a plurality of electric circuits connected from the AC power source to the load device. To be provided. The primary conductors 111R, 111S, and 111T are each formed in a straight line except for the terminal portion in order to simplify the structure and improve the assemblability, and these are arranged in a line substantially in parallel. The conductors 111 </ b> R, 111 </ b> S, and 111 </ b> T have a structure that penetrates the through-hole of the zero-phase current transformer 120. Here, the primary conductors 111R, 111S, and 111T are formed and provided in a substantially constant state so that the distance between the conductors does not change in the region before and after the through-hole of the zero-phase current transformer 120. . That is, the primary conductors 111R, 111S, and 111T have a simple shape that is substantially straight without a bent portion or the like, and are arranged in parallel in the longitudinal direction of the through-hole of the zero-phase current transformer 120.

また、それぞれの一次導体111R、111S、111Tに対応して電流検出器112、113、114が設けられ、各電流検出器に一次導体が貫通している。図11の例では、零相変流器120の近傍に設けた回路基板118に電流検出器112、113、114が配置され、さらにこの回路基板118上には電流検出器112、113、114の出力についてそれぞれ増幅等の信号処理を行う信号処理回路115、116、117が設けられている。ここで、電流検出器112、113、114は、回路基板118において回路パターン及びスルーホールによってコイルを形成して構成できる。   Further, current detectors 112, 113, and 114 are provided corresponding to the respective primary conductors 111R, 111S, and 111T, and the primary conductor passes through each current detector. In the example of FIG. 11, current detectors 112, 113, and 114 are arranged on a circuit board 118 provided in the vicinity of the zero-phase current transformer 120, and further, current detectors 112, 113, and 114 are arranged on the circuit board 118. Signal processing circuits 115, 116, and 117 that perform signal processing such as amplification on the outputs are provided. Here, the current detectors 112, 113, and 114 can be configured by forming a coil on the circuit board 118 with a circuit pattern and a through hole.

また、図12に示すように、零相変流器120の出力の増幅やフィルタ処理を行う信号処理回路121、信号処理回路115、116、117、121のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータ122〜125、漏電電流検出回路126、出力端127が設けられる。漏電電流検出回路126は、A/Dコンバータ122〜125からのデジタル信号を用いて、これらの出力値を所定の値と比較し、漏電状態かどうか判定して漏電検出信号を出力端127に出力する。   Further, as shown in FIG. 12, the analog output signals of the signal processing circuit 121 and the signal processing circuits 115, 116, 117, and 121 that perform amplification and filtering of the output of the zero-phase current transformer 120 are converted into digital signals. / D converters 122 to 125, a leakage current detection circuit 126, and an output terminal 127 are provided. The leakage current detection circuit 126 compares these output values with predetermined values using the digital signals from the A / D converters 122 to 125, determines whether or not there is a leakage state, and outputs a leakage detection signal to the output terminal 127. To do.

交流電源入力部の電路には開閉器の回路遮断器接点128が設けられ、漏電電流検出回路126の出力の漏電検出信号が出力端127から回路遮断器接点128に供給される。漏電検出装置において漏電状態が検出された場合、漏電検出信号に基づいて開閉器の回路遮断器接点128において負荷への電路を遮断する。また、開閉器として、電路において所定の過電流が検出された場合に、回路遮断器接点128により負荷への電路を遮断する。   The circuit breaker contact 128 of the switch is provided in the electric circuit of the AC power supply input unit, and the leakage detection signal output from the leakage current detection circuit 126 is supplied from the output terminal 127 to the circuit breaker contact 128. When a leakage state is detected in the leakage detection device, the circuit to the load is interrupted at the circuit breaker contact 128 of the switch based on the leakage detection signal. Further, as a switch, when a predetermined overcurrent is detected in the electric circuit, the circuit circuit breaker contact 128 interrupts the electric circuit to the load.

このような零相変流器120を備えた漏電検出装置及び開閉器において、コアの断面積を位置によって異なるように適宜設定することによって、略長円形状のコアにおいて生じる磁束の不平衡を低減でき、漏電の誤検出を抑制できる。この場合、零相変流器120のコアは略長円形状であるので、一般的な円形状のものと比較して、一次導体を貫通させる貫通面積を大きくとることができ、零相変流器の部分で電路間距離を小さくするために一次導体を折り曲げる必要がなく、組立性が大幅に改善される。   In the earth leakage detection device and switch equipped with such a zero-phase current transformer 120, by appropriately setting the cross-sectional area of the core depending on the position, the magnetic flux imbalance generated in the substantially oval core is reduced. It is possible to suppress erroneous detection of leakage. In this case, since the core of the zero-phase current transformer 120 has a substantially oval shape, it is possible to increase the penetrating area through which the primary conductor penetrates, compared to a general circular shape. As a result, it is not necessary to bend the primary conductor in order to reduce the distance between the electric circuits in the portion of the container, and the assemblability is greatly improved.

上述した各実施形態では、漏電検出装置のコアを、長手方向と短手方向を有する略長円形状とすることで、機器を大型化させずに構成でき、かつ、一次導体を近接させることなく配置させることで、各相毎の電路形状を同一化したりすることができ、組立性も向上し、温度上昇を低減できるなど、コスト面、性能面での課題を無くすことができる。すなわち、小型かつ安価で温度上昇も低くできる漏電検出装置を実現できる。この際、略長円形状のコア構造、及び一次導体を互いに隔離した配置により、一次電流が平衡状態の場合に漏電の誤検出が発生することがあるが、コアの断面積を位置によって異なるように適宜設定することで、コア及びコイルの磁気特性を均一化できる。これによって、漏電検出装置の誤検出を低減することができ、検出精度を向上できる。   In each of the embodiments described above, the core of the leakage detection device can be configured without increasing the size of the device by making the core of the leakage detection device into a substantially oval shape having a longitudinal direction and a short direction, and without bringing the primary conductor close to the core. By arranging, the electric circuit shape for each phase can be made the same, the assemblability can be improved, the temperature rise can be reduced, and the problems in cost and performance can be eliminated. That is, it is possible to realize a leakage detecting device that is small and inexpensive and that can reduce temperature rise. At this time, due to the substantially oval core structure and the arrangement in which the primary conductors are separated from each other, erroneous detection of leakage may occur when the primary current is in an equilibrium state. However, the cross-sectional area of the core varies depending on the position. By setting appropriately, the magnetic characteristics of the core and the coil can be made uniform. Thereby, erroneous detection of the leakage detection device can be reduced, and detection accuracy can be improved.

なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。   The present invention is intended to be variously modified and applied by those skilled in the art based on the description in the specification and well-known techniques without departing from the spirit and scope of the present invention. Included in the scope for protection.

10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 コア
11a、11b、21a、21b、21c、31R、31S、31T、41R、41S、41T、51R、51S、51T、61R、61S、61T、71R、71S、71T、91R、91S、91T、101R、101S、101T、111R、111S、111T 一次導体
32、42、52、72、92、102 コイル
33、43、53、73、93、103 出力部
35 回路基板
36 検出回路
37 電源
75 切り欠き
85 スリット
95 肉厚部
104 プリント基板
104a、104b、104c 基板
104d 外側基板
104e 内側基板
105 電子部品
106 回路パターン
107 スルーホール
112、113、114 電流検出器
115、116、117、121 信号処理回路
118 回路基板
120 零相変流器
122〜125 A/Dコンバータ
126 漏電電流検出回路
127 出力端
128 回路遮断器接点
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 Core 11a, 11b, 21a, 21b, 21c, 31R, 31S, 31T, 41R, 41S, 41T, 51R, 51S, 51T, 61R, 61S, 61T, 71R, 71S, 71T, 91R, 91S, 91T, 101R, 101S, 101T, 111R, 111S, 111T Primary conductors 32, 42, 52, 72, 92, 102 Coils 33, 43, 53, 73, 93 , 103 Output part 35 Circuit board 36 Detection circuit 37 Power supply 75 Notch 85 Slit 95 Thick part 104 Printed circuit board 104a, 104b, 104c Board 104d Outer board 104e Inner board 105 Electronic component 106 Circuit pattern 107 Through hole 112, 113, 114 Current detector 115, 116 117 and 121 signal processing circuit 118 circuit board 120 ZCT 122 to 125 A / D converter 126 leakage current detecting circuit 127 output terminal 128 circuit breaker contacts

Claims (5)

複数の一次導体を内側に貫通させる環状のものであり、径方向の寸法が位置によって異なり、長辺および短辺を備える略長円形状の磁性材料からなるコアと、
前記コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、
前記コイルに発生する誘起電圧による出力電圧を検出する検出部とを備え、
前記コアは、コアの輪の周方向の位置によって断面積が異なるよう不均一に形成され、前記短辺と交わる部分の断面積が前記長辺と交わる部分の断面積と異なり、
さらに前記コアは、
長手方向に延出する直線部と、前記直線部の両端をつなぐ曲線部とを有し
前記直線部と前記曲線部との接続部において、平面視における輪郭が、前記コアの中心側である内側の第1のクロソイド曲線と、前記コアの中心側とは反対側である外側の第2のクロソイド曲線と、により決定されるクロソイド曲線部分が設けられ、
前記クロソイド曲線部分は、厚さ略均一に形成され、かつ、前記第1のクロソイド曲線と前記第2のクロソイド曲線との間の距離で決まる幅は、前記直線部側の端部の幅よりも、前記直線部側とは反対側の端部の幅の方が大きい漏電検出装置。
A core made of a substantially elliptical magnetic material having a long side and a short side, the radial dimension of which varies depending on the position, and is a ring that penetrates a plurality of primary conductors inward;
A toroidal coil in which a winding is wound along the ring of the core;
A detection unit for detecting an output voltage due to an induced voltage generated in the coil,
The core is formed non-uniformly so that the cross-sectional area varies depending on the circumferential position of the ring of the core, the cross-sectional area of the portion that intersects the short side is different from the cross-sectional area of the portion that intersects the long side,
Furthermore, the core is
It has a linear portion extending in the longitudinal direction, and a curved portion connecting both ends of the straight portion,
In the connecting portion between the straight line portion and the curved portion, the outline in plan view has a first clothoid curve on the inner side that is the center side of the core and a second outer surface that is opposite to the center side of the core. And a clothoid curve portion determined by:
The clothoid curve portion is formed is substantially uniform thickness, and width determined by the distance between the first clothoid curve and the second clothoid curve, than the width of the end portion of the straight portion In addition, the leakage detecting device has a larger width at the end opposite to the linear portion .
請求項1に記載の漏電検出装置であって、
前記コアの内側に複数の一次導体を貫通させ、3つの一次導体を前記略長円形状のコアの長手方向に一列に配置させた場合、これらの一次導体のうち、1つが前記コアのコア中心部に位置し、他の2つがコア中心部を挟んで対称に位置するよう配置されている漏電検出装置。
The leakage detection device according to claim 1,
When a plurality of primary conductors pass through the inside of the core and three primary conductors are arranged in a line in the longitudinal direction of the substantially oval core, one of the primary conductors is the core center of the core The earth leakage detection device is arranged so that the other two are located symmetrically with the core center portion in between.
請求項1に記載の漏電検出装置であって、
前記コアは、基板に内蔵されて構成され、前記基板において、回路パターン及びスルーホールによって前記コアの外側にコアの輪に沿って巻線が巻回された構造となるトロイダル状の前記コイルが形成されている漏電検出装置。
The leakage detection device according to claim 1,
The core is configured to be embedded in a substrate, and the toroidal coil is formed on the substrate by a circuit pattern and a through-hole, and a winding is wound around the core along the ring of the core. Earth leakage detection device.
複数の一次導体を内側に貫通させる環状のものであり、径方向の寸法が位置によって異なり、長辺および短辺を備える略長円形状の磁性材料からなるコアと、前記コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、前記コイルに発生する誘起電圧による出力電圧を検出する検出部とを備える漏電検出装置のコアの形成方法であって、
前記コアを、コアの輪の周方向の位置によって断面積が異なるよう不均一に形成し、前記短辺と交わる部分の断面積が前記長辺と交わる部分の断面積と異なるものとし
かつ、前記コアを、長手方向に延出する直線部と、前記直線部の両端をつなぐ曲線部と、を有し、前記直線部と前記曲線部との接続部において、平面視における輪郭が、前記コアの中心側である内側の第1のクロソイド曲線と、前記コアの中心側とは反対側である外側の第2のクロソイド曲線と、により決定されるクロソイド曲線部分を設け、前記クロソイド曲線部分は、厚さが略均一に形成され、かつ、前記第1のクロソイド曲線と前記第2のクロソイド曲線との間の距離で決まる幅は、前記直線部側の端部の幅よりも、前記直線部側とは反対側の端部の幅の方が大きくなるように構成し、
前記コアの内側に複数の一次導体を貫通させ、前記略長円形状のコアの長手方向に並んで配置させた状態において、前記複数の一次導体がコア中心部に密接配置された状態の平衡位置を基準として前記複数の一次導体のうちの一つの配置位置変位する場合に、前記変位によって、前記変位が生じる一次導体との距離が近くなる部分の断面積を、前記変位によって距離が遠くなる部分の断面積よりも大きく形成する、漏電検出装置のコアの形成方法。
A ring that penetrates a plurality of primary conductors inward, a radial dimension varies depending on the position, a core made of a substantially oval magnetic material having a long side and a short side, and a ring of the core A method of forming a core of a leakage detection device comprising a toroidal coil around which a winding is wound and a detection unit for detecting an output voltage due to an induced voltage generated in the coil,
The core is non-uniformly formed so that the cross-sectional area differs depending on the circumferential position of the ring of the core, the cross-sectional area of the portion that intersects the short side is different from the cross-sectional area of the portion that intersects the long side ,
And, the core has a linear portion extending in the longitudinal direction, and a curved portion connecting both ends of the linear portion, and in the connecting portion between the linear portion and the curved portion, the contour in plan view is A clothoid curve portion determined by an inner first clothoid curve that is the center side of the core and an outer second clothoid curve that is the opposite side to the center side of the core is provided, and the clothoid curve portion Has a substantially uniform thickness, and the width determined by the distance between the first clothoid curve and the second clothoid curve is greater than the width of the end portion on the straight portion side. Construct so that the width of the end opposite to the part side is larger,
In a state where a plurality of primary conductors are passed through the inside of the core and are arranged side by side in the longitudinal direction of the substantially oval core, the equilibrium position in a state where the plurality of primary conductors are closely arranged in the center of the core As a reference, when one arrangement position of the plurality of primary conductors is displaced, a sectional area of a portion where the distance from the primary conductor where the displacement occurs due to the displacement is reduced, and the distance is increased by the displacement. A method for forming a core of a leakage detection device, wherein the core is formed to be larger than a cross-sectional area of the portion to be formed.
請求項に記載の漏電検出装置のコアの形成方法であって、
前記コアを、前記変位が生じる一次導体の前記平衡位置からの変位量が大きいほど、前記変位が生じる一次導体との距離が近くなる部分の断面積を大きく形成する、漏電検出装置のコアの形成方法。
A method for forming a core of a leakage detection device according to claim 4 ,
The core, the higher the amount of displacement from the equilibrium position of the primary conductor displacement occurs is large, larger forming distance is a cross-sectional area near it becomes part of the primary conductor in which the displacement occurs, forming the core of the leakage detecting device Method.
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