JP7321119B2 - zero phase current transformer - Google Patents
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Description
本開示は、零相電流を検出する零相変流器に関する。 The present disclosure relates to zero-phase current transformers that detect zero-phase current.
受電設備には、地絡保護を目的として地絡方向継電器が一般的に設置されており、かかる地絡方向継電器で行われる地絡の検出には零相変流器が広く使用されている。零相変流器は、環状コアを有しており、かかる環状コアの内側にU相、V相、およびW相の1次導体が挿通される。 A ground fault directional relay is generally installed in power receiving equipment for the purpose of ground fault protection, and a zero-phase current transformer is widely used for ground fault detection performed by such a ground fault directional relay. A zero-phase current transformer has an annular core through which U-phase, V-phase, and W-phase primary conductors are inserted.
そして、零相変流器は、これらの1次導体に流れる電流のベクトル和に対応した2次電流を零相電流として2次コイルから出力する。地絡方向継電器は、零相変流器から出力される零相電流に基づいて、漏電電流の検出を行う。 Then, the zero-phase current transformer outputs a secondary current corresponding to the vector sum of the currents flowing through these primary conductors from the secondary coil as a zero-phase current. The ground-fault direction relay detects leakage current based on the zero-phase current output from the zero-phase current transformer.
零相変流器には、低電流域から過電流域までの広範囲な変流特性が求められる。特許文献1には、透磁率が互いに異なる2種類の鉄心材料を積層した環状コアを備え、低電流域から過電流域までの広範囲な変流特性を有する変流器が開示されている。
A zero-phase current transformer is required to have a wide range of current transformation characteristics from a low current region to an overcurrent region.
しかしながら、上記特許文献1では、2次コイルが環状コアに直接巻き付けられており、2次コイルが環状コアに巻き付けられる際に、環状コアに応力が加わって環状コアに歪みが生じる場合がある。環状コアに歪みが生じると環状コアの磁化特性が悪化する。この点に関し、環状コアを保護ケースで囲い、かかる保護ケースに2次コイルを巻き付けることで、環状コアに歪みが生じることを防止することができる。
However, in
ところが、保護ケースは剛性が高いことから、製造工程で2次コイルに種々の応力がかかることによって、2次コイルを構成する電線の巻き間隔に偏りが発生する場合がある。2次コイルを構成する電線の巻き間隔に偏りが発生すると、磁気特性が悪化し、零相変流器の変流特性が悪化する。 However, since the protective case has a high rigidity, various stresses are applied to the secondary coil during the manufacturing process, which may cause deviation in winding intervals of the electric wires forming the secondary coil. If the winding interval of the electric wire forming the secondary coil is uneven, the magnetic characteristics deteriorate, and the current transformation characteristics of the zero-phase current transformer deteriorate.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、製造工程において2次コイルに加わる応力で磁気特性が悪化することを抑制することができる零相変流器を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a zero-phase current transformer capable of suppressing deterioration of magnetic characteristics due to stress applied to a secondary coil in a manufacturing process.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の零相変流器は、環状コアと、弾性樹脂と、2次コイルと、を備える。環状コアは、透磁率および飽和磁束密度が互いに異なる少なくとも2つの環状鉄心を含む複数の環状鉄心を有する。弾性樹脂は、環状コアを覆う。2次コイルは、弾性樹脂にトロイダル状に巻き付けられる。複数の環状鉄心は、第1環状鉄心、第2環状鉄心、および第3環状鉄心を含み、第1環状鉄心および第2環状鉄心は、同じ鉄心材料によって形成され、第3環状鉄心は、第1環状鉄心および第2環状鉄心よりも、透磁率が高く、第1環状鉄心は、第2環状鉄心および第3環状鉄心の外周側または内周側に配置され、第2環状鉄心と第3環状鉄心とは、環状コアの径方向に直交する方向に並んで配置される。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a zero-phase current transformer of the present disclosure includes an annular core, elastic resin, and a secondary coil. The annular core has a plurality of annular cores including at least two annular cores with different magnetic permeability and saturation magnetic flux density. An elastic resin covers the annular core. The secondary coil is toroidally wound around elastic resin. The plurality of toroid cores includes a first toroid core, a second toroid core, and a third toroid core, the first toroid core and the second toroid core to be formed of the same core material, and the third toroid core to be the first toroid core. The magnetic permeability is higher than that of the annular core and the second annular core, and the first annular core is arranged on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the second annular core and the third annular core. are arranged side by side in a direction perpendicular to the radial direction of the annular core.
本開示によれば、製造工程において2次コイルに加わる応力で磁気特性が悪化することを抑制することができる、という効果を奏する。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to suppress deterioration of magnetic properties due to stress applied to a secondary coil in a manufacturing process.
以下に、実施の形態にかかる零相変流器を図面に基づいて詳細に説明する。 A zero-phase current transformer according to an embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる零相変流器の外観斜視図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる零相変流器1は、2次電流を出力する2次端子2,3と、零相変流器1の特性試験を行う際に用いられる試験端子4,5とを備える。試験端子4,5に電流を供給することで、試験端子4,5に供給された電流に応じた2次電流が2次端子2,3から出力される。
FIG. 1 is an external perspective view of a zero-phase current transformer according to
図2は、実施の形態1にかかる3相の1次導体が挿通された状態の零相変流器の外観斜視図である。図2に示すように、零相変流器1の中空部1aには、電路6を構成するU相1次導体7、V相1次導体8、およびW相1次導体9が挿通される。U相1次導体7は、3相交流電流のうちU相電流が流れる導体であり、V相1次導体8は、3相交流電流のうちV相電流が流れる導体であり、W相1次導体9は、3相交流電流のうちW相電流が流れる導体である。
FIG. 2 is an external perspective view of the zero-phase current transformer in which three-phase primary conductors are inserted according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, a U-phase primary conductor 7, a V-phase
零相変流器1の2次端子2,3は、U相1次導体7に流れる電流のベクトルと、V相1次導体8に流れる電流のベクトルと、W相1次導体9に流れる電流のベクトルとの和に対応する2次電流を零相電流として出力する。零相変流器1は、例えば地絡継電器または漏電警報器などに設けられる。地絡継電器または漏電警報器は、零相変流器1の2次端子2,3から零相電流として出力される2次電流に基づいて、漏電電流を検出し、電路6における地絡の発生を検出する。
The
図3は、実施の形態1にかかる零相変流器の正面図であり、図4は、図3に示すIV-IV線に沿った断面図である。図5は、実施の形態1にかかる環状コアの正面図であり、図6は、図5に示すVI-VI線に沿った断面図である。
3 is a front view of the zero-phase current transformer according to
図4に示すように、零相変流器1は、環状コア10と、環状コア10の表面を覆う弾性樹脂14と、弾性樹脂14の外表面に巻き付けられた2次コイル15と、2次コイル15が巻き付けられた弾性樹脂14の外表面を覆う熱硬化樹脂16とを備える。
As shown in FIG. 4, the zero-phase
また、零相変流器1は、後述するように、弾性樹脂14に巻き付けられた不図示の試験コイルを有しており、試験コイルと2次コイル15が巻き付けられた弾性樹脂14が熱硬化樹脂16によって覆われる。弾性樹脂14は、例えば、シリコン樹脂またはフッ素樹脂であるが、これらの樹脂に限定されない。また、熱硬化樹脂16は、例えば、エポキシ樹脂である。なお、熱硬化樹脂16は、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、またはビスマレイミド樹脂であってもよい。
In addition, the zero-phase
図4~図6に示すように、環状コア10は、複数の環状鉄心を組み合わせた複合コアであり、第1環状鉄心11と、第2環状鉄心12と、第3環状鉄心13とを備える。第1環状鉄心11は、第2環状鉄心12の外周および第3環状鉄心13の外周の各々に接する位置に配置される。第1環状鉄心11は、例えば、第2環状鉄心12および第3環状鉄心13の各々と同心円状の位置関係で配置される。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
第2環状鉄心12と第3環状鉄心13とは、環状コア10の径方向に直交する方向に並ぶ位置に配置され、互いに隣接する。なお、図4および図6に示す環状コア10は、第2環状鉄心12と第3環状鉄心13とが互いに同一の内径および外径を有しており径方向で同一の厚みであるが、径方向の厚みが異なっていてもよい。
The second
環状コア10において、第2環状鉄心12と第3環状鉄心13とは環状コア10の径方向に直交する方向のどちら側に配置されていてもよい。すなわち、第2環状鉄心12と第3環状鉄心13とは、図4および図6に示す配置とは環状コア10の径方向に直交する方向において逆さまの位置に配置されていてもよい。
In the
第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13を組み合わせた場合にこれらの環状鉄心間に隙間がある場合、環状コア10の製造工程において、プレスボードまたはプレスペーパなどが隙間に挿入されて隙間が埋められた後に環状鉄心同士が固定される。
When the first
図4および図6に示す環状コア10は、上述した3つの環状鉄心によって構成されており、第3環状鉄心13の断面積を調整することによって特性を最適化でき、また、低電流域から過電流域までの範囲で飽和しないように構成することができる。第3環状鉄心13の断面積の調整は、例えば、第3環状鉄心13を形成するフープ材の幅とフープ材の巻数とを各々調整することで行うことができる。
The
図7は、実施の形態1にかかる第1環状鉄心の外観斜視図であり、図8は、実施の形態1にかかる第2環状鉄心の外観斜視図であり、図9は、実施の形態1にかかる第3環状鉄心の外観斜視図である。図10は、実施の形態1にかかる第1環状鉄心、第2環状鉄心、および第3環状鉄心の各々の積層状態を示す斜視図である。
7 is an external perspective view of a first toroidal core according to
図7~9に示すように、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13の各々は、環状に形成された鉄心である。また、図10に示すように、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13の各々は、鉄心材料が積層されて構成される。
As shown in FIGS. 7 to 9, each of
第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13の各々は、例えば、薄板の矩形状のフープ材が鉄心材料として使用され、フープ材の巻き始め部分が治具に固定され、送り出されるフープ材が円形状となるように治具に巻き付けられて形成される。フープ材の治具への巻き終わり部分は例えば溶接などによって固定される。
For each of the
第1環状鉄心11および第2環状鉄心12の各々は、第3環状鉄心13よりも、低磁場での透磁率が低く且つ飽和磁束密度が高い第1鉄心材料によって形成される。第1鉄心材料は、例えば、方向性ケイ素鋼板などのケイ素鋼板である。第1環状鉄心11および第2環状鉄心12の各々は、例えば、ケイ素鋼板で形成されるフープ材が治具に巻き付けられて形成される。低磁場とは、例えば、0.001テスラ以上0.01テスラ以下の磁場である。かかる低磁場は、例えば、電路6に漏洩電流が流れた場合に生じる。なお、低磁場は、0.001テスラ以上0.01テスラ以下の磁場に限定されない。
Each of the first
また、第3環状鉄心13は、第1環状鉄心11および第2環状鉄心12よりも、低磁場での透磁率が高く且つ飽和磁束密度が低い第2鉄心材料によって形成される。第2鉄心材料は、例えば、パーマロイである。第3環状鉄心13は、例えば、板状のパーマロイで形成されるフープ材が治具に巻き付けられて形成される。環状コア10は、第1鉄心材料だけから構成される環状コアと比べて、第2鉄心材料によって低電流域での零相変流器1の特性を向上させることができる。
Also, the third
このように、環状コア10は、透磁率および飽和磁束密度が互いに異なる2種類の材料から構成される。そのため、零相変流器1は、低電流域から過電流域までの範囲で変流特性を高めることができる。
Thus, the
なお、第3環状鉄心13は、同じ断面積であっても、鉄心の内径が大きくなるほど使用される鉄心材料の量が多くなることから、例えば、高価なパーマロイ材料により形成される第3環状鉄心13は、内周に配置することが望ましい。
Even if the cross-sectional area of the third
また、環状コア10を構成する第3環状鉄心13は、応力などによって歪みが生じると、環状コア10の磁気特性が悪化する。そのため、環状コア10では、熱硬化樹脂16の熱硬化による熱応力の影響が大きい外周側に第1環状鉄心11が配置されており、かかる第1環状鉄心11によって第3環状鉄心13が熱応力から保護される。また、第3環状鉄心13は、熱硬化樹脂16の熱硬化による熱応力の影響が比較的小さい内周が弾性樹脂14で覆われ、熱応力から保護される。
Further, when the third
図11は、実施の形態1にかかる熱硬化樹脂で覆う前の零相変流器の仕掛品を示す正面図である。図12は、図11に示すXII-XII線に沿った断面図である。図13は、図12に示すXIII-XIII線に沿った断面図である。 11 is a front view of a work-in-process zero-phase current transformer before being covered with a thermosetting resin according to the first embodiment. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII shown in FIG. 11. FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XIII-XIII shown in FIG. 12. FIG.
図11に示す仕掛品20は、熱硬化樹脂で覆う前の零相変流器1の仕掛品であり、かかる仕掛品20において、2次コイル15は、環状コア10の表面全体を覆う弾性樹脂14に対してトロイダル状に巻き付けられており、2次コイル15を構成する電線の巻き間隔αが2次コイル15の軸方向で等間隔になるように配置される。なお、巻き間隔αは、弾性樹脂14の内径側から弾性樹脂14の外径側へ向かうほど大きくなる。
A work-in-
2次コイル15は、JEC-1201「計器用変成器(保護継電器用)」規格に準拠するために、定格零相電流の変流比に適した巻数で巻き付けられる。2次コイル15を形成する電線は、例えば、直径が1.0~2.0mm程度の断面円形の絶縁被覆電線である。かかる電線を弾性樹脂14に対して環状コア10の周方向で等間隔に巻き付ける工程において、2次コイル15にかかるテンションは一定となるように管理される。
The
環状コア10に直接2次コイル15が巻き付けられる際に、仮にテンションが変化すると、環状コア10に加わる応力が均一ではなくなるため、環状コア10を変形させる力が発生するが、環状コア10は弾性樹脂14で覆われている。そのため、弾性樹脂14によって環状コア10に加わる応力を吸収し環状コア10への影響を抑えることができる。
When the
図11から図13に示すように、環状コア10の表面を覆う弾性樹脂14に対して試験コイル18が取り付けられる。試験コイル18は、2次コイル15との間の絶縁を保つため、不図示の絶縁チューブなどで保護された状態で、弾性樹脂14に巻き付けられる。
As shown in FIGS. 11 to 13, a
図1に示すように、零相変流器1には、2次端子2,3に加え、周方向に2次端子2,3と隣接して試験端子4,5が設けられる。そのため、図11に示すように、2次コイル15の巻き始めと巻き終わりとの間には、2次コイル15の軸方向において隙間βがあり、かかる隙間βによって環状コア10に対して2次コイル15の巻き付けが不均一になる。したがって、2次コイル15の巻き付けの不均一により発生する磁化特性の影響を抑制するため、かかる隙間βの大きさはできるだけ小さくなるように2次コイル15が弾性樹脂14に巻き付けられる。
As shown in FIG. 1, in addition to
零相変流器1の製造工程において、仕掛品20は、金型に固定される。そして、金型に熱硬化樹脂16が注入されることによって、図1~図4に示す零相変流器1が形成される。仕掛品20の金型への固定は、例えば、2次コイル15の側面15a,15bのうちの少なくとも一方と2次コイル15の内周15cとに絶縁性のスペーサを取り付けることで、金型と仕掛品20との間のギャップが確保できるように行われる。
In the manufacturing process of the zero-phase
零相変流器1の製造工程において、熱硬化樹脂16は、金型によって真空状態で注型が行われ、加熱されて硬化させられることによって成型される。なお、零相変流器1の製造工程において、2次端子2,3と試験端子4,5とは金型の下型と上型とを組み合わせる前に仕掛品20に取り付けられる。
In the manufacturing process of the zero-phase
図12では、仕掛品20における2次コイル15の軸方向の断面が示されている。以下、2次コイル15の軸方向を単に軸方向と記載する場合がある。2次コイル15は、図12に示すように、弾性樹脂14の断面の外周に沿って巻き付けられる。
FIG. 12 shows an axial cross-section of the
このように、2次コイル15は、弾性樹脂14に巻き付けられることから、2次コイル15の巻き付け作業の際に環状コア10に加わる応力を緩和することができる。また、2次コイル15が弾性樹脂14に巻き付けられることから、熱硬化樹脂16の硬化時において、2次コイル15に加わる熱応力による絶縁劣化を防止することができ、2次コイル15を構成する電線の被覆の保護を行うことができる。
Since the
ここで、仕掛品20における弾性樹脂14と2次コイル15との関係についてさらに具体的に説明する。図14は、実施の形態1にかかる仕掛品の一部の領域における環状コアおよび弾性樹脂の断面図を含む図である。図15は、図14に示すAの領域の拡大図である。
Here, the relationship between the
図14および図15に示すように、2次コイル15が弾性樹脂14に巻き付けられる際に2次コイル15には一定のテンションがかかっているため、弾性樹脂14における2次コイル15との接触部分には変形が発生する。弾性樹脂14が変形することにより、2次コイル15は弾性樹脂14に食い込み、2次コイル15は、巻き付けられた位置で固定される。そのため、2次コイル15を形成する電線は軸方向において等間隔で保持されるため、零相変流器1における磁気特性の悪化を防止することができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, since a constant tension is applied to the
2次コイル15が保護ケースなどの剛性の高い部材に巻き付けられる場合、位置ずれを抑制するため比較的高いテンションで巻き付けられるが、零相変流器1では、2次コイル15が弾性樹脂14に巻き付けられるため、樹脂への食い込みにより高い保持力が得られる。そのため、零相変流器1では、2次コイル15が弾性樹脂14に巻き付けられる際に2次コイル15にかかるテンションが低くても位置ずれを抑制することができ、また、巻き付け時のテンションの影響による2次コイル15の絶縁劣化を防止することができる。
When the
電路6に流れる電流に零相電流が含まれていない場合でも、2次コイル15に微小な2次電流が流れる場合があるが、2次コイル15が弾性樹脂14によって均一な巻き間隔αで保持される。そのため、零相変流器1では、U相1次導体7、V相1次導体8、W相1次導体9、2次コイル15、および環状コア10の配置の影響による磁気特性の悪化を防止することができる。
Even if the current flowing through the
図15では、2次コイル15が巻き付けられる前の弾性樹脂14の表面を破線で示す境界線30と、2次コイル15が巻き付けられた後の弾性樹脂14の表面を実線で示す境界線31とが示される。境界線30は、硬化した後の弾性樹脂14の表面を示している。また、境界線31は、2次コイル15が巻き付けられたことによって変形した弾性樹脂14の表面を示している。
In FIG. 15, a
2次コイル15において直径が2.0mm未満の電線が用いられる場合、2次コイル15を弾性樹脂14に巻き付ける工程において、境界線30に対して電線が直径の50%程度沈み込むように、2次コイル15に加わるテンションを管理して2次コイル15を弾性樹脂14に巻き付けることが望ましい。また、2次コイル15において直径が2.0mm以上の電線が用いられる場合、2次コイル15を弾性樹脂14に巻き付ける工程において、2次コイル15を構成する電線が境界線30に対して直径の30~50%程度沈み込むように、2次コイル15に加わるテンションを管理し、2次コイル15を弾性樹脂14に巻き付けることが望ましい。
When an electric wire with a diameter of less than 2.0 mm is used in the
次に、弾性樹脂14によって環状コア10の表面を覆う処理について説明する。図16は、実施の形態1にかかる2次コイルが巻き付けられる前の零相変流器の仕掛品を示す正面図である。図17は、図16に示すXVII-XVII線に沿った断面図である。図18は、図17に示すXVIII-XVIII線に沿った断面図である。
Next, the process of covering the surface of the
図16に示す仕掛品21は、2次コイル15が巻き付けられる前の零相変流器1の仕掛品であり、環状コア10の表面を弾性樹脂14で覆うことによって形成される。零相変流器1の製造工程において、環状コア10は、金型に固定され、環状コア10が固定された金型に弾性樹脂14が注入されることによって、図16~図18に示す仕掛品21が形成される。
A work-in-
環状コア10の金型への固定は、環状コア10の図6に示す側面10a,10bのうちの少なくとも一方と環状コア10の図6に示す内周10cとに絶縁性のスペーサを取り付けることで、金型と環状コア10との間のギャップが確保されるように行われる。また、弾性樹脂14は、金型によって常圧または真空状態で注型が行われ、硬化させられることによって成型される。これにより、環状コア10に対する樹脂モールドが行われる。
The
図16~図18に示すように、仕掛品21において、弾性樹脂14は、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13の3つの環状鉄心を囲むように配置される。弾性樹脂14によって第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13が固定される。また、弾性樹脂14によって、熱硬化樹脂16の硬化時の熱応力による環状コア10の歪みが抑制され、さらに、2次コイル15の巻き付け作業時などにおける外力による環状コア10の歪みが抑制される。
As shown in FIGS. 16 to 18, in the work-in-
また、図18に示すように、弾性樹脂14の径方向の厚みは、熱硬化樹脂16の収縮応力が内径側に比べ外径側が大きいことから、外径側の厚みe1が内径側の厚みe2より厚くなるように仕掛品21が形成される。外径側の厚みe1は、環状コア10の外周側の厚みであり、内径側の厚みe2は、環状コア10の内周側の厚みである。また、2次コイル15を均一に巻き付けるために、弾性樹脂14は、真円であることが望ましいことから、成型後に弾性樹脂14を削るなどの手直しができる構成になっている。
As shown in FIG. 18, since the contraction stress of the
図19は、実施の形態1にかかる環状コアの他の構成例を示す図である。図19に示す環状コア10は、図6などに示す環状コア10に比べ、第3環状鉄心13の使用比率が減らされており、減らされた部分の隙間にはプレスボード40が挿入されている。
19 is a diagram showing another configuration example of the annular core according to the first embodiment; FIG. In the
このように、図19に示す環状コア10では、第3環状鉄心13の使用比率を最適化することで製造コストの削減を行うことができる。また、第1環状鉄心11および第2環状鉄心12に使用するケイ素鋼板は、母材毎の低磁場特性のバラツキが大きく、環状コアをケイ素鋼板だけで構成する場合、特性の良くない環状コアは製品に使用できず材料ロスが発生する場合がある。図19に示す環状コア10では、第3環状鉄心13の使用比率を変更し最適化することで、環状コア10における低磁場特性を向上させることができ、材料のロスを削減することができる。
As described above, in the
また、上述では、第1環状鉄心11は、第2環状鉄心12および第3環状鉄心13の各々の外周側に配置されるが、かかる例に限定されない。図20は、実施の形態1にかかる環状コアの他の構成例を示す断面図であり、図3に示すIV-IV線に沿った断面図である。
Moreover, in the above description, the first
図20に示す零相変流器1の環状コア10では、第1環状鉄心11は、第2環状鉄心12の内周および第3環状鉄心13の内周の各々に接する位置に配置される。また、図20に示す環状コア10の第1環状鉄心11は、図6などに示す環状コア10の第1環状鉄心11と形状および大きさが同一である。したがって、外形の大きな零相変流器1を製造する場合において、第1環状鉄心11の形状および大きさを変更することなく、第1環状鉄心11を使用することができる。すなわち、外形の小さな零相変流器1と外形の大きな零相変流器1とで、第1環状鉄心11を共通化することができる。
In
また、図20に示す環状コア10の第2環状鉄心12および第3環状鉄心13の製作には、図6などに示す環状コア10の第2環状鉄心12および第3環状鉄心13と同一のフープ材が使用され、環状鉄心の内径が変更される。これにより、図20に示す環状コア10と図6などに示す環状コア10とで、フープ材の幅を共通化することができるため、材料費を削減することができ、また、保護ケースを使用した場合では対応できなかった複雑な仕様に対応することができる。なお、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13を組み合わせた場合にこれらの環状鉄心間に隙間がある場合、環状コア10の製造工程において、プレスボードまたはプレスペーパなどが隙間に挿入されて隙間が埋められた後に環状鉄心同士が固定される。
In addition, in manufacturing the second
また、上述した例では、環状コア10が3つの環状鉄心で構成されるが、環状コア10は、2つの環状鉄心で構成されてもよく、4つ以上の環状鉄心で構成されてもよい。例えば、環状コア10は、第1環状鉄心11と第3環状鉄心13とで構成され、第2環状鉄心12を有しない構成であってもよい。この場合、環状コア10において、第3環状鉄心13の軸方向の長さは、第1環状鉄心11の軸方向の長さと同じにすることができる。
In the above example, the
以上のように、実施の形態1にかかる零相変流器1は、環状コア10と、弾性樹脂14と、2次コイル15と、を備える。環状コア10は、透磁率および飽和磁束密度が互いに異なる少なくとも2つの環状鉄心を含む複数の環状鉄心を有する。弾性樹脂14は、環状コア10を覆う。2次コイル15は、弾性樹脂14にトロイダル状に巻き付けられる。これにより、零相変流器1の製造工程において2次コイルに加わる応力で磁気特性が悪化することを抑制することができる。
As described above, the zero-phase
また、零相変流器1は、2次コイル15と弾性樹脂14とを覆う熱硬化樹脂16を備える。弾性樹脂14は、環状コア10の径方向において環状コア10の内周側の厚みe2よりも外周側の厚みe1が厚い。これにより、零相変流器1は、熱硬化樹脂16の熱硬化による熱応力が2次コイル15に加わった場合でも、零相変流器1の磁気特性が悪化することを抑制することができる。
The zero-phase
また、環状コア10は、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13を含む。第1環状鉄心11および第2環状鉄心12は、同じ鉄心材料によって形成される。第3環状鉄心13は、第1環状鉄心11および第2環状鉄心12よりも、低磁場での透磁率が高い。第1環状鉄心11は、第2環状鉄心12および第3環状鉄心13の外周側または内周側に配置される。第2環状鉄心12と第3環状鉄心13とは、環状コア10の径方向に直交する方向に並んで配置される。これにより、零相変流器1は、第3環状鉄心13の使用比率を変更し最適化することで、環状コア10における低磁場特性を向上させることができ、材料のロスを削減することができる。また、例えば、外形の大きな零相変流器1を製造する場合において、第1環状鉄心11の形状および大きさを変更することなく、第1環状鉄心11を使用することができる。
また、第1環状鉄心11と第2環状鉄心12とは、ケイ素鋼板が積層されて形成される。第3環状鉄心13は、板状のパーマロイが積層されて形成される。これにより、零相変流器1は、低電流から過電流までの広範囲な変流特性を精度よく得ることができる。
Also, the first
また、第1環状鉄心11、第2環状鉄心12、および第3環状鉄心13のうち2つの環状鉄心間にプレスボードまたはプレスペーパが配置される。これにより、環状鉄心間の隙間を埋めることができ、環状鉄心同士を容易に固定することができる。
A press board or press paper is arranged between two annular cores among the first
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment is an example, and can be combined with another known technique, and part of the configuration can be omitted or changed without departing from the scope of the invention. It is possible.
1 零相変流器、1a 中空部、2,3 2次端子、4,5 試験端子、6 電路、7 U相1次導体、8 V相1次導体、9 W相1次導体、10 環状コア、10a,10b,15a,15b 側面、10c,15c 内周、11 第1環状鉄心、12 第2環状鉄心、13 第3環状鉄心、14 弾性樹脂、15 2次コイル、16 熱硬化樹脂、18 試験コイル、20,21 仕掛品、30,31 境界線、40 プレスボード。
1 zero-phase
Claims (4)
前記環状コアを覆う弾性樹脂と、
前記弾性樹脂にトロイダル状に巻き付けられた2次コイルと、を備え、
前記複数の環状鉄心は、
第1環状鉄心、第2環状鉄心、および第3環状鉄心を含み、
前記第1環状鉄心および前記第2環状鉄心は、
同じ鉄心材料によって形成され、
前記第3環状鉄心は、
前記第1環状鉄心および前記第2環状鉄心よりも、透磁率が高く、
前記第1環状鉄心は、
前記第2環状鉄心および前記第3環状鉄心の外周側または内周側に配置され、
前記第2環状鉄心と前記第3環状鉄心とは、
前記環状コアの径方向に直交する方向に並んで配置される
ことを特徴とする零相変流器。 an annular core having a plurality of annular cores including at least two annular cores with different magnetic permeability and saturation magnetic flux density;
an elastic resin covering the annular core;
a secondary coil wound toroidally around the elastic resin ;
The plurality of annular cores are
including a first toroid core, a second toroid core, and a third toroid core;
The first toroidal core and the second toroidal core are
formed by the same core material,
The third annular core is
a magnetic permeability higher than that of the first annular core and the second annular core;
The first annular core is
arranged on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the second annular core and the third annular core,
The second annular core and the third annular core are
arranged side by side in a direction perpendicular to the radial direction of the annular core
A zero-phase current transformer characterized by:
前記弾性樹脂は、
前記環状コアの径方向において前記環状コアの内周側の厚みよりも外周側の厚みが厚い
ことを特徴とする請求項1に記載の零相変流器。 a thermosetting resin covering the secondary coil and the elastic resin;
The elastic resin is
The zero-phase current transformer according to claim 1, wherein, in the radial direction of the annular core, the thickness on the outer peripheral side of the annular core is thicker than the thickness on the inner peripheral side of the annular core.
ケイ素鋼板が積層されて形成され、
前記第3環状鉄心は、
板状のパーマロイが積層されて形成される
ことを特徴とする請求項1または2に記載の零相変流器。 The first annular core and the second annular core are
It is formed by laminating silicon steel plates,
The third annular core is
3. The zero-phase current transformer according to claim 1, wherein the plate-like permalloy is laminated.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の零相変流器。 4. The pressboard or press paper according to any one of claims 1 to 3, wherein a press board or press paper is arranged between two annular cores among the first annular core, the second annular core, and the third annular core. The zero-phase current transformer according to .
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