JPH01224674A - 計器用変成器およびこれを用いた電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電力線などの電流源に流れる電流を検出す
る計器用変成器に関するものである。

［従来の技術］ 第７図は、電力線などの電流源に流れる電流を検出する
ために用いられる従来の計器用変成器（Ｃｕｒｒｅｎｔ
　　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）を示す図である。

電力線などの電流源１に電流が流れることにより発生す
る磁束と鎖交するように、巻線２が設けられている。巻
線２は、磁束と効率良く鎖交するように鉄心３上に巻回
されている。巻線２の両端はそれぞれ端子ａ、ｂに接続
され、それらの端子ａ、ｂには発光回路４が接続されて
いる。電流源１に電流が流れると巻線２に誘導起電力が
発生し、その誘導起電力により巻線２に二次電流が流れ
る。

巻線２に発生する誘導起電力の大きさは巻線２の巻数に
より決まる。発光回路４は、巻線２に流れる二次電流を
発光ダイオード４ａにより光信号に変換する。その光信
号は光ファイバ等により所定の場所に伝送され、そこで
電気信号に変換される。

ところで、送電線等の電力線において、事故の発生の有
無および事故区間の検出を行なうために、上記の計器用
変成器を複数台用いた事故区間検出システムが構成され
る。この事故区間検出システムにおいて、各計器用変成
器が送電線の上部に設けられた架空地線の所定箇所に設
置されている。

送電線に事故電流が流れると、架空地線に誘導電流が発
生し、その誘導電流が各計器用変成器により検出される
。そして、各計器用変成器により検出された電流情報が
光ファイバにより監視所に送られる。監視所においては
、その電流情報に基づいて事故の発生の有無および事故
区間の検出を行なうことができる。

［発明が解決しようとする課題〕 従来の計器用変成器を用いた上記の事故区間検出システ
ムにおいて、各計器用変成器の故障の有無およびシステ
ム全体の動作チエツクを行なうときには、送電線等の被
測定対象に実際に電流を流さなければならない。しかし
、架空送電線等のように送電および停電を簡単に行なう
ことができない場合が多い。このような場合には、各計
器用変成器の検査およびシステム全体の動作チエツクを
簡単に行なうことができず、非常に不便であった。

特に、上記のように各計器用変成器を架空地線に設置し
て事故電流を検出するような場合には、送電線に通常の
電流が流れていても架空地線には電流はほとんど流れな
いので、各計器用変成器の検査やシステム全体の動作チ
エツク等が困難であった。

この発明の目的は、動作チエツクを簡単に行なうことが
できる計器用変成器を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る
計器用変成器は、被測定電流により発生する磁束と鎖交
するように設けられる電流検出用の巻線と、その電流検
出用の巻線と鎖交する磁束を発生するための自己検査用
の巻線とを備えたものである。

また、請求項４記載の発明に係る電流検出装置は、被測
定電流により発生する磁束と鎖交するように設けられる
電流検出用の巻線と、その電流検出用の巻線に流れる電
流を光信号に変換する光変換手段と、その電流検出用の
巻線と鎖交する磁束を発生するための自己検査用の巻線
と、自己診断、時に自己検査用の巻線に電流を流す電流
供給手段とを備えたものである。

［作用］ 請求項１記載の発明に係る計器用変成器によると、自己
検査用の巻線に所定の電流を流すことにより、その電流
に応じた磁束が発生し、その磁束によって電流検出用の
巻線に誘導起電力が発生する。したがって、この誘導起
電力により電流検出用の巻線に流れる二次電流を検出す
ることによって、被測定対象に電流を流すことなく、そ
の計器用変成器の動作チエツクや故障の検出が可能とな
る。

また、請求項４記載の発明に係る電流検出装置によると
、電流供給手段により自己検査用の巻線に所定の電流を
流すことにより、その電流検出装置の自己診断が可能と
なる。電流検出用の巻線により検出された電流は、光信
号に変換されるため、外部ノイズの影響を受けることな
く正確に遠方に伝送することが可能となる。

［実施例コ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図は、侍の発明の一実施例による計器用変成器を示
す図である。

第１図において、鉄心１１に二次巻線（実線で示す）お
よび三次巻線１３（破線で示す）が巻回されている。二
次巻線１２の両端はそれぞれ端子ＡおよびＢに接続され
、三次巻線１３の両端はそれぞれ端子ＣおよびびＤに接
続されている。端子ＡおよびＢは発光回路１４の２つの
入力端子にそれぞれ接続されている。発光回路１４は、
電流の大きさに応じた強度の光を発生するものである。

この計器用変成器の中心部には、電力線や架空地線等の
電流Ｒ（図示せず）が挿入される。その電流源に交流電
流が流れると、二次巻線１２にはその電流の大きさに応
じた誘導起電力が発生する。

その誘導起電力により二次巻線１２に二次電流が流れ、
発光回路１４はその二次電流の大きさに応じた強度の光
を発生するので、その光を光ファイバ等で伝送し電気信
号に変換することにより、電流源に流れる電流の大きさ
を検出することができる。

この計器用変成器の動作チエツクを行なう場合には、端
子Ｃ，Ｄ間に所定の交流電圧を印加することにより三次
巻線１３に電流を流す。三次巻線１３はその電流の大き
さに応じた磁束を発生するので、この磁束と鎖交する二
次巻線１２に誘導起電力が発生することになる。

二次巻線１２の巻数をｎ、三次巻線１３の巻数をｍとし
、端子Ｃ，Ｄ間にＶｃｏ［Ｖ］の電圧を印加することに
より、Ｉｃｏ［Ａ］の電流を流すと、二次巻線１２には
、 ＶＡ　ａ　＝　（ｎ／ｍ）　　・Ｖｃ　ｏ　　［Ｖ］の
電圧が誘起される。また、二次巻線１２の端子Ａ、Ｂ間
を短絡すると、 ＩＡ　Ｂ　−（ｍ／　ｎ）　　・Ｉ　ｃ　ｏ　　［Ａ］
の電流が流れる。

したがって、ｎとｍの比を適当に選ぶことにより、端子
Ａ、　　８間に接続される発光回路１４を駆動させるこ
とができる。この発光回路１４からの光信号を受けるこ
とにより、その計器用変成器の動作チエツクが可能とな
る。

第２図は、この発明の他の実施例による計器用変成器を
示す図である。

第２図において、鉄心１１に二次巻線２２が巻回されて
いる。二次巻線１２の両端はそれぞれ端子ＡおよびＢに
接続され、二次巻線１２の中間部分が中間端子Ｅに接続
されている。端子Ａ、　８間には、第１図の実施例と同
様に、発光回路１４が接続されている。二次巻線２２の
うち端子Ｂと中間端子Ｅとの間の巻線部分２３は三次巻
線として働く。

この計器用変成器の中心部には、第１図の実施例と同様
に、電力線や架空地線などの電流源（図示せず）が挿入
される。その電流源に交流電流が流れると、二次巻線２
２には誘導起電力が発生する。発光回路１４は、その誘
導起電力によって二次巻線２２に流れる電流の大きさに
応じた強度の光を発生するので、その光を光ファイバ等
で伝送し電気信号に変換することにより、電流源に流れ
る電流の大きさを検出することができる。

この計器用変成器の動作チエツクを行なう場合には、端
子Ｂと中間端子Ｅとの間に所定の交流電圧を印加するこ
とにより、端子Ｂおよび中間端子８間の巻線部分２３に
電流を流す。この巻線部分２３はその電流の大きさに応
じた磁束を発生するので、この磁束と鎖交する二次巻線
２２に誘導起電力が発生することになる。

端子Ａ、　８間の二次巻線２２の総巻数をｎ、巻線部分
２３の巻数をｍとし、端子Ｂと中間端子Ｅとの間にＶＢ
Ｅ　　ＥＶ］の電圧を印加すると、端子Ａと中間端子Ｅ
との間の電圧ＶＡＥは、ＶＡ　Ｅ　＝　　　　　　　Ｖ
ａ　　Ｅ　　［Ｖコとなり、端子Ａと端子Ｂとの間の電
圧ＶＡＢは、ＶＡＢ−ＶＡＥ　　ＶＢＥ −（１〜□）・ＶＩＥ ｎ （−）・ＶａＥ　［Ｖ］ となる。第３図にこの場合の等価回路を示す。

第４図は、発光回路１４の回路例を示す図である。端子
Ａ、　８間にはツェナーダイオード１７が接続されてい
る。ツェナーダイオード１７と並列に、抵抗１５とダイ
オード１８との直列回路が接続され、ダイオード１８と
並列に、抵抗１６と発光ダイオード１９との直列回路が
接続されている。

ツェナーダイオード１７は、端子Ａ、Ｂ間に過大電圧が
印加されたときに、一定態上の電圧が発光ダイオード１
９に印加されないようにするものである。抵抗１５およ
び１６は、発光ダイオード１９に流れる電流を制限する
ためのものである。ダイオード１８は、発光ダイオード
１９に逆方向電流が流れるのを阻止するためのものであ
る。

端子Ａ、Ｂ間から電流が流れ込むと、発光ダイオード１
９はその電流の大きさに応じた強度の光を発生する。し
たがって、この発光ダイオード１９の発光強度を検出す
ることによって、二次巻線２２に流れる電流の大きさを
検出することができる。

第５図は、第２図の実施例の計器用変成器を用いた電流
検出装置を示す図である。

計器用変成器の端子Ａ、Ｂ間には発光回路１４が接続さ
れ、端子Ｂと中間端子Ｅとの間には校正電流出力回路３
０が接続される。校正電流出力回路３０は、この電流検
出装置の動作チエツクを行なう場合に巻線部分２３に所
定の電流を流すためのものである。この校正電流出力回
路３０は、光ファイバ４１により伝送される光信号に応
答して動作する。

第６図は、校正電流出力回路３０の回路例を示す図であ
る。端子Ｂ、Ｅ間には、リレー３１の接点および交流電
源３２が直列に接続されている。

リレー３１のコイルの両端子間には光スイツチ回路３３
が接続されている。光スイツチ回路３３の電源端子は交
流電流３２の両端に接続されている。

光スイツチ回路３３は、光信号に応答してリレー３１の
コイルに電流を流す。リレー３１のコイルに電流が流れ
ると、リレー３１の接点が閉じ、端子Ｂ、Ｈに交流電源
３２の電圧が印加されることになる。なお、交流電源３
２による電圧の波形は、正弦波形、矩形波形等の交番波
形となっている。

第５図の電流検出装置を複数台用いて事故区間検出シス
テムを構成する場合、各電流検出装置を送電線の架空地
線の所定箇所に設置し、各電流検出装置と監視所とを光
ファイバ４１．４２により接続する。送電線に地絡事故
等の事故が起こると、その送電線に事故電流が流れ、そ
の事故電流により架空地線に誘導電流が流れる。この架
空地線に流れる誘導電流によって発光回路１４の発光ダ
イオード１９が発光し、その光が光ファイバ４２により
監視所に伝送される。監視所では、その光を電気信号に
変換することにより事故電流の検出を行なう。そして、
各電流検出装置から送られてくる電流情報に基づいて、
事故の発生の有無および事故区間を検出することができ
る。

また、各電流検出装置の故障の有無の検出および事故区
間検出システム全体の動作チエツクを行なう場合には、
監視所から光ファイバ４１により各電流検出装置に光信
号を送る。各電流検出装置の校正電流出力回路３０は、
その光信号に応答して巻線部分２３に所定の交流電流を
流す。この交流電流により二次巻線２２に流れる二次電
流は、発光回路１４により光信号に変換されて光ファイ
バ４２を介して監視所に伝送される。このようにして、
各電流検出装置の発光ダイオード等の故障の有無等の検
査および事故区間検出システム全体の動作チエツクを遠
隔操作により実施することができる。

また、上記のように、送電線に事故電流が流れない限り
ほとんど電流が流れない架空地線に各電流検出装置を設
置した場合にも、各電流検出装置の検査および事故区間
検出システム全体の動作チエツクを容易に行なうことが
できる。

［発明の効果］ 以上のように請求項１記載の発明によれば、電流検出用
の巻線の他に自己検査用の巻線を備えているので、被測
定対象に電流を流すことなく自己検査用の巻線に電流を
流すだけで計器用変成器の自己診断を容易に実施するこ
とができる。

また、請求項４記載の発明によれば、電流検出装置の自
己診断およびその電流検出装置により構成されたシステ
ム全体の動作チエツクを外部ノイズの影響を受けること
なく遠方から正確に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による計器用変成器の構成
を示す図である。第２図はこの発明の他の実施例による
計器用変成器の構成を示す図である。第３図は第２図の
計器用変成器の等価回路を示す図である。第４図は発光
回路の回路例を示す図である。第５図はこの発明のさら
に他の実施例による電流検出装置の構成を示す図である
。第６図は校正電流出力回路の回路例を示す図である。 第７図は従来の計器用変成器の構成を示す図である。 図において、１１は鉄心、１２．２２は二次巻線、１３
は三次巻線、１４は発光回路、２３は巻線部分、３０は
校正電流出力回路、４１．４２は光ファイバである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 高１閉 め２田 ６４の 躬５回 ツク 祐６圀

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定電流により発生する磁束と鎖交するように
   設けられる電流検出用の巻線と、前記電流検出用の巻線
   と鎖交する磁束を発生するための自己検査用の巻線とを
   備えた計器用変成器。
2. （２）前記電流検出用の巻線は、鉄心に巻回された二次
   巻線であり、前記検査用の巻線は、前記鉄心に巻回され
   た三次巻線である請求項１記載の計器用変成器。
3. （３）前記電流検出用の巻線は、鉄心に巻回された二次
   巻線であり、前記検査用の巻線は、前記二次巻線におけ
   る中間端子と一方の端子との間の巻線部分である請求項
   １記載の計器用変成器。
4. （４）被測定電流により発生する磁束と鎖交するように
   設けられる電流検出用の巻線と、前記電流検出用の巻線
   に流れる電流を光信号に変換する光変換手段と、 前記電流検出用の巻線と鎖交する磁束を発生するための
   自己検査用の巻線と、 自己診断時に前記自己検出用の巻線に電流を流す電流供
   給手段とを備えた電流検出装置。