JP6532264B2

JP6532264B2 - 電流検出装置

Info

Publication number: JP6532264B2
Application number: JP2015073060A
Authority: JP
Inventors: 和俊田澤
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP2016191694A

Description

本発明は、電流検出装置に関するものである。

従来、高圧配電路である三相の架空線に流れる電流をそれぞれ検出し、各検出電流から微地絡を検出する微地絡検出装置が提案されている（特許文献１、２）。

この微地絡検出装置に用いられる電流検出装置として、例えば、図１１に示すものが提案されている（例えば特許文献１、２）。同図に示すよう電流検出装置１００は、架空線Ｌａに流れる電流を検出するための図示しない電流検出回路と、この電流検出回路を収容すると共に架空線Ｌａに着脱自在に取り付けられるハウジング１０１と、から構成されている。ハウジング１０１からは、電流検出回路に接続された外部接続線Ｌｏが引き出されている。

上述した従来の電流検出装置を海辺などの塩害地域で使用すると、図１１に示すように、架空線Ｌａにて発生する漏れ電流Ｉがハウジング１０１表面及び外部接続線Ｌｏに沿って流れ、トラッキングが発生する、ということに本発明者は気が付いた。このため、塩害地域では上記電流検出装置１００を使用できなかった。

特開２０１２−２０８０２１号公報特開２０１２−２０８０２２号公報

そこで、本発明は、トラッキングの発生を抑制した電流検出装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、被測定電線に着脱自在に取り付けられるハウジングと、該ハウジング内に収容され、前記被測定電線に流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、前記電流検出回路に接続された外部接続線が前記ハウジングに設けた貫通孔から前記ハウジング外に引き出されている電流検出装置において、前記ハウジングから前記外部接続線の引出方向に立設して設けられると共に、前記貫通孔を囲むように設けられた保護壁をさらに備え、前記保護壁の沿面距離が８０ｍｍ以上になるように設けられたことを特徴とする電流検出装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記保護壁の沿面距離が１３０ｍｍ以上になるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記保護壁は、内側に折り返されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電流検出装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、保護壁の沿面距離が８０ｍｍ以上になるように設けられているので、トラッキングの発生を抑制できる。

請求項２記載の発明によれば、保護壁の沿面距離が１３０ｍｍ以上になるように設けられているので、より一層、トラッキングの発生を抑制できる。

請求項３記載の発明によれば、保護壁は内側に折り返されているので、ハウジングを大きくすることなく、沿面距離を長くできる。

本発明の電流検出装置を組み込んだ微地絡検出装置を架空線に取り付けた状態を示す概略図である。第１実施形態における電流検出装置の断面斜視図である。図１に示す微地絡検出装置の電気構成図である。保護壁の高さと沿面放電が発生するまでの回数との関係を示すグラフである。第２実施形態における電流検出装置の側面図である。図５に示す電流検出装置の分解側面図である。図５に示す電流検出装置の斜視図である。図５に示す電流検出装置の断面図である。図５に示す電流検出装置の断面斜視図である。図５に示す電流検出装置の底面図である。従来の電流検出装置の一例を示す図である。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態における電流検出装置を組み込んだ微地絡検出装置について図１〜図３を参照して説明する。

本実施形態の微地絡検出装置１は、図１に示すように、コンクリート柱Ｐによって空中に張り出された３本の被測定電線としての架空線Ｌａに生じる微地絡を検出する。これら３本の架空線Ｌａには、互いに位相が１２０°異なる三相交流が流れている。

微地絡検出装置１は、図１に示すように、３本の架空線Ｌａにそれぞれ取り付けられ、取り付けられた架空線Ｌａに流れる電流を検出する３つの電流検出装置２と、これら検出された電流から微地絡を検出する検出部３と、を備えている。

上記電流検出装置２は各々、図２に示すように、架空線Ｌａに着脱自在に取り付けられるハウジング５と、ハウジング５内に収容され、ホールＩＣ１４を用いた電流検出回路１３（図３）を搭載する基板６と、を備えている。

ハウジング５は、Ｖ０難燃性のＡＢＳ、塩化ビニルなどの高絶縁性を有する硬質プラスティックから構成されている。これにより、基板６と架空線Ｌａとの距離を少なくしても、互いに絶縁を図ることができる。また、距離を少なくすることにより、検出精度を向上することができる。ハウジング５は、ハウジング本体部５１と、ハウジング５を架空線Ｌａに着脱自在に取り付けるための取付部５２と、ハウジング本体部５１の下側開口を塞ぐ蓋部５３と、から構成されている。

ハウジング本体部５１は、架空線Ｌａの下側に位置付けられ、基板６を収容する筐体部５１ａと、筐体部５１ａの側面から外側に向かって突出された操作部５１ｂと、から構成されている。筐体部５１ａは、架空線Ｌａの下側に位置付けられる上壁５１ｃと、上壁５１ｃの周縁からから下方に向かって立設し、略四角筒状に設けられた周壁５１ｄと、から構成され、下方が開口されている。上壁５１ｃの外面には、架空線Ｌａの下側が嵌め込まれる断面半円状の下側凹溝５１ｃ−１が設けられている。基板６は、この上壁５１ｃの内面に取り付けられている。

取付部５２は、筐体部５１ａと対向するクランプ部５２ａと、操作部５１ｂと対向する操作部５２ｂと、から構成されている。クランプ部５２ａの下面には、架空線Ｌａの上側が嵌め込まれる断面半円状の上側凹溝５２ａ−１が設けられている。操作部５１ｂ及び５２ｂは、先端部に向かうに従って互いに離れるように設けられている。

また、取付部５２は、クランプ部５２ａと操作部５２ｂとの間がハウジング本体部５１に軸支されている。この軸は架空線Ｌａの長手方向に沿った軸であり、取付部５２はこの軸周りに回転する。これにより、操作部５１ｂ、５２ｂの先端部を互いに近づけると、クランプ部５２ａが筐体部５１ａから離れて、互いの間に架空線Ｌａを挿入できる。一方、操作部５１ｂ、５２ｂの先端部を互いに離すとクランプ部５２ａが筐体部５１ａに近づいて架空線Ｌａを挟む。これにより、ハウジング５を架空線Ｌａに取り付けることができる。

蓋部５３は、ハウジング本体部５１の下側開口を塞ぐように設けられている。蓋部５３には、後述する基板６に接続された外部接続線Ｌｏをハウジング５外に引き出すための貫通孔５３ａが設けられている。本実施形態では、貫通孔５３ａには、コネクタ５５が取り付けられ、外部接続線Ｌｏは、基板６に接続され、ハウジング５内部に収容された接続線と、検出部３に接続される接続線と、がコネクタ接続されている。貫通孔５３ａにコネクタ５５を設ける構成は必須ではなく、基板６に接続された１本の外部接続線Ｌｏを貫通孔５３ａに通して外部に引き出すようにしてもよい。

また、蓋部５３は、筐体部５１ａの周壁５１ｄの下端よりも上壁５１ｃ側に設けられている。これにより、周壁５１ｄにおいて蓋部５３よりも下側が保護壁７となる。保護壁７は、ハウジング５の外部接続線Ｌｏの引出方向に立設して設けられると共に、貫通孔５３ａの全周を囲むように設けられている。第１実施形態では、保護壁７の高さＨ１は、４０ｍｍ以上、好ましくは６５ｍｍ以上に設けられている。これにより、保護壁７の沿面距離Ｌ１を８０ｍｍ以上、好ましくは１３０ｍｍ以上に設けることができる。

保護壁７の沿面距離Ｌ１は、図２に示すように、架空線Ｌａからハウジング５表面を通って外部接続線Ｌｏに流れる漏れ電流の保護壁７表面上の経路距離であって、保護壁７の蓋部５３側の外側面からその裏側の内側面までの表面距離である。

基板６は、図３に示すように、架空線Ｌａに流れる電流を検出するため電流検出回路１３が搭載されている。電流検出回路１３は、実装型のホール素子としてのホールＩＣ１４と、このホールＩＣ１４の出力を増幅する増幅回路１５と、を有している。

ホールＩＣ１４は、例えば表面実装型のものであり、架空線Ｌａに電流が流れることにより発生する磁気に応じた検出信号を架空線Ｌａに流れる電流値として出力する。表面実装型のホールＩＣ１４を用いることで、磁束を集束させるコア（フェライトやパーマロイ等の材料）が不要となり、これによりハウジング５（絶縁保護）の分割数を少なく構成でき、高絶縁化が可能となる。

増幅回路１５は、周知のオペアンプから構成される。この増幅回路１５の増幅率を調整することにより、電流校正値を任意に設定することができる。さらに、ホールＩＣ１４の出力が小さい場合（ホールＩＣと架空線Ｌａの中心との距離が広い場合）増幅率を上げることで、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。

増幅回路１５により増幅されたホールＩＣ１４の出力は、それぞれ外部接続線Ｌｏを介して検出部３に供給される。検出部３は、各架空線Ｌａに取り付けられた電流検出装置２のホールＩＣ１４からの出力を加算する加算回路を有している。各架空線Ｌａに流れる電流を加算すると、各三相交流成分が相殺され、微地絡電流分のみ検出できる。点検者はこの微地絡電流の波形をオシロスコープなどにより見て、微地絡が生じているか否かを判断する。

上述した第１実施形態によれば、保護壁７の沿面距離Ｌ１が８０ｍｍ以上、好ましくは１３０ｍｍ以上になるように設けられているので、トラッキングの発生を抑制できる。

次に、本発明者らは、上記効果を確認するために、保護壁７の高さＨ１が１６ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ（即ち、保護壁７の沿面距離Ｌ１が３２ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ）の電流検出装置２である比較品Ａ〜Ｄ、保護壁７の高さＨ１が５０ｍｍ、６５ｍｍ（即ち、保護壁７の沿面距離Ｌ１が１００ｍｍ、１３０ｍｍ）の電流検出装置２である本発明品Ａ、Ｂをそれぞれ作製した。

そして、各比較品Ａ〜Ｄ、本発明品Ａ、Ｂを架空線Ｌａに取り付けて一定間隔で架空線Ｌａに流れる電流を測定し、保護壁７上に沿面放電が発生するまでの測定回数である放電開始回数と、５０ｍＡ以上の沿面放電が発生するまでの計測回数を測定した。結果を下記の表１及び図４に示すグラフに示す。

なお、比較品Ａのコネクタ５５は、防水されていないＢＮＣコネクタを用いて、ハウジング５の材質としてはＨＢ材料（水平難燃材）から構成されている。比較品Ｂ〜Ｄ、本発明品Ａ、Ｂのコネクタ５５は、防水コネクタを用い、ハウジング５の材質としてはＶＯ材料（垂直難燃材）から構成されている。

表１の比較品Ａ、Ｂを比較しても明らかなように、ハウジング５としては、ＨＢ材料よりＶＯ材料の方が放電開始回数を多くすることができることから、ＶＯ材料の方が耐トラッキングに有効であることが分かった。

また、保護壁７の高さＨ１を高くするほど、放電開始回数を増やすことができることが分かった。ところで、ＪＩＳＣ３６０９には、１０１回まで５０ｍＡの放電がない場合は問題なしと規定されている。比較品Ａの場合、実証実験にて約２週間で放電がトラッキングに派生した。

そこで、放電開始が約１０倍（約５カ月）となる５００回程度まで延長させることができれば、１カ月の取り付けに対して十分な耐トラッキング特性を有していると考えられる。図４のグラフからも明らかなように高さＨ１を４０ｍｍ以上（沿面距離Ｌ１を８０ｍｍ以上）とすれば、放電発生回数を５００回以上とすることができ、１カ月の取り付けに対しても十分な耐トラッキング特性を有することができることが分かった。

また、高さＨ１を６５ｍｍ以上（沿面距離Ｌ１を１３０ｍｍ以上）とすれば、塩水をかけた上で１２００回以上測定しても放電が発生せず、より一層、トラッキングの発生を抑制できることが分かった。

なお、上述した第１実施形態によれば、保護壁７は周壁５１ｄを延長して設けていたが、これに限ったものではない。保護壁７としては、ハウジング５から外部接続線Ｌｏの引出方向に立設して設けられると共に、貫通孔５３ａを囲むように設けられていればよく、例えば、蓋部５３から立設して設けるようにしてもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態における電流検出装置について図５〜図１０を参照して説明する。同図において、上述した第１実施形態で既に説明した図２の電流検出装置と同等の部分は同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

同図に示すように、電流検出装置２は、第１実施形態と同様に、架空線Ｌａに着脱自在に取り付けられるハウジング５と、ハウジング５内に収容され、ホールＩＣ１４を用いた電流検出回路１３を搭載する基板６（図５〜図１０においては省略する）と、を備えている。

ハウジング５は、基板６を収容するハウジング本体部５１と、ハウジング５を架空線Ｌａに取り付けるための取付部５２と、ハウジング本体部５１の下側開口を塞ぐ蓋部５３と、保護壁７を延長するための耐トラッキングカバー５４と、を備えている。

ハウジング本体部５１は、第１実施形態と同様に、筐体部５１ａと、操作部５１ｂと、から構成されている。図８及び図９に示すように、筐体部５１ａは、第１実施形態と同様に、上壁５１ｃと、周壁５１ｄと、から構成され、下方が開口されている。なお、周壁５１ｄは、第１実施形態では四角筒状に設けられていたが、第２実施形態では円筒状に設けられている。

取付部５２は、第１実施形態と同様に、クランプ部５２ａと、操作部５２ｂと、から構成され、クランプ部５２ａと操作部５２ｂとの間がハウジング本体部５１に軸支されている。

蓋部５３は、ハウジング本体部５１の下側開口を塞ぐように設けられ、第１実施形態と同様に外部接続線Ｌｏを引き出すための貫通孔５３ａが設けられている。また、蓋部５３は、第１実施形態と同様に、筐体部５１ａの周壁５１ｄの下端よりも上壁５１ｃ側に設けられている。これにより、周壁５１ｄにおいて、蓋部５３よりも下側が保護壁７の一部を構成する上側保護壁５１ｅとなる。

上側保護壁５１ｅの内周面には、後述する耐トラッキングカバー５４を螺合するためのねじ切りが形成されている。

耐トラッキングカバー５４は、上側保護壁５１ｅに連なる円筒状の外壁５４ａと、外壁５４ａの内側に設けられた円筒状の内壁５４ｂと、外壁５４ａ及び内壁５４ｂの外部接続線Ｌｏの引出方向側の端部を連結する連結壁５４ｃと、から構成されている。外壁５４ａの上端部の外周面には、上側保護壁５１ｅのねじ切りと螺合するネジ切りが形成されている。

内壁５４ｂの上端部は、外壁５４ａの上端部よりも蓋部５３側に設けられている。耐トラッキングカバー５４をハウジング本体部５１に取り付けた状態で、内壁５４ｂの上端部が蓋部５３と離間するように設けられている。

また、連結壁５４ｃには、水抜き孔５４ｄが設けられている。上述した上側保護壁５１ｅと耐トラッキングカバー５４が保護壁７を構成している。即ち、保護壁７は、内側に折り返されて形成されている。これにより、ハウジング５を大きくすることなく、沿面距離Ｌ１を折り返さない場合に比べて約２倍に長くできる。また、水抜き孔５４ｄを設けることにより、連結壁５４ｃ上に雨水などがたまっても水抜き孔５４ｄから排水できる。

また、上述した実施形態では、ハウジング本体部５１と耐トラッキングカバー５４とは別体に設けられていたが、これに限ったものではない。製造可能であれば、ハウジング本体部５１と耐トラッキングカバー５４とを一体に設けてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

２電流検出装置
５ハウジング
７保護壁
５３ａ貫通孔
１３電流検出回路
Ｌａ架空線（被測定電線）
Ｌｏ外部接続線

Claims

被測定電線に着脱自在に取り付けられるハウジングと、該ハウジング内に収容され、前記被測定電線に流れる電流を検出する電流検出回路と、を備え、前記電流検出回路に接続された外部接続線が前記ハウジングに設けた貫通孔から前記ハウジング外に引き出されている電流検出装置において、
前記ハウジングから前記外部接続線の引出方向に立設して設けられると共に、前記貫通孔を囲むように設けられた保護壁をさらに備え、
前記保護壁の沿面距離が８０ｍｍ以上になるように設けられた
ことを特徴とする電流検出装置。
前記保護壁の沿面距離が１３０ｍｍ以上になるように設けられた
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
前記保護壁は、内側に折り返されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電流検出装置。