JPH02118461A - 零相電流検出器 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分’ｊ！ｆ　） この発明は零相電流検出器に関するものである。

（従来の技術） 従来から零相電流検出器としてはｃＴを使用しな零相電
流検出器（以下、ＺＣＴという）がある。

この零相電流を検出するＺＣＴには、従来から残留電圧
という問題点がある。残留電圧とはＺＣＴに鎖交する三
相負荷電流が零相分を含まない場合にも、あたかもこれ
か８−よれるかのように変流器二次巻線に生ずる出力で
ある。

我が国の高抵抗接地配電系統においては地絡事故か生じ
ても地絡電流は小さく、その零相分も低レベルに留まる
。このなめ、ＺＣＴにより零相電流を検出しようとする
場合、上記残留電圧がノイズとなり、Ｓ／Ｎ比が著しく
劣化して、検出か事実上不可能となる。例えば４００［
Ａ］の負荷電流に対して２００　［ｎ　Ａ］程度の地絡
電流レベルを検出することは一般的なＺＣＴでは不可能
である。

この問題を解決するために、従来のｚ　ｃ　’ｒは、二
次巻線の上から銅などの良導体あるいは高透磁率の磁性
体のテープを巻き、又、鉄心磁路の形状を楕円形にする
などにより、又、鉄心磁路の長手方向に沿って二次巻線
の巻数を変化させることにより、上記残留電圧の低減を
図っていた。これによって、実際に残留電圧が減少し、
鉄心ＺＣＴか配電系統の零相電流検出に現実に利用され
ている。

しかしながら、残留電圧を減少させるテープの適正な巻
方及び磁路の望ましい形状、必要な二次巻線の分布など
は試行錯誤を重ね、充分な経験が積まれた後にしか得ら
れないという問題があった。

これは残留電圧発生の原因か、物理的あるいは理論的に
必ずしも明らかになっていないことによるものと考えら
れる。従って、例えば配Ｚ　Ｒ器メカ−が一般的な磁気
回路の理論に基づいてｚ　ｃ　”ｒを設計、製作するこ
とは困難であり、専門のメーカーにこれを依頼せねばな
らないという不便があっな。

又、−旦、完成された鉄心ＺＣＴの磁路を開くことは不
可能でおるため、ｚ　ｃ　′ｒを配電線に組付ける作業
か面倒になり、ＺＣＴを組付ける箇所も限定されるとい
う実用上の問題点もあった。

（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような従来の問題点を解決するために
なされたものであり、零相電流の検出の場合には負荷電
流の１／２０００程度までの低レベルの電流も正確に検
出することができ、その設計製作も特殊なノウハウに斬
ることなく、一般的な理論に基づいてなされ、かつ配電
線への装着を容易とすることができ、鉄心の好ましくな
い特性に影響されずに微少値の零相′Ｘ流をも検出でき
、さらには装着箇所にも融通性のある零相電流検出器を
提供することにある。

発明の構成 （課題を解決するための手段） この発明は三相分の被検出電流より生ずる磁化電流が事
実上表面だけに分布し得る厚さを有する磁性材により形
成された筒体の外側に対し、ソレノイドをその軸心曲線
に沿って平均断面積及び単位長当りの巻数とが一定にな
るように環状に右同形成したロゴスキーコイルを配置し
、そのロゴスキーコイルの巻き始め位置、及び巻き戻し
位置を三相の内の中相に最も近接するコイル上に配置し
たことをその要旨とするものである。

（作用） 本願発明者の研究によれば、上記残留電圧の主要な原因
は健全時負荷電流によってＺＣＴ鉄心中に生ずる磁束密
度がその磁路に沿って不均一であることにあると考えら
れる。鉄心は元来、このような不均一性を除去し、鉄心
磁路内に均一な磁束密度、したがって一定の磁束を形成
する目的で使用される。しかしながら、鉄心材料の非線
形性、局所的磁気飽和、負荷電流に対する鉄心上のイメ
ージ電流による磁束密度などのために、磁路の側面から
磁束が流入、流出する。このため、ＺＣＴ二次巻線の磁
束鎖交数は、ＺＣＴに鎖交する電流の代数和に正比例し
なくなる。これが残留電圧発生の原因と考えられる。

そこで、本発明においては、アンペアの周回積分定理の
基づくロゴスキーコイルを用いて電流を検出する。

周知のように、この定理はＨを磁界、Ｃを任意体に生ず
る磁化電流を除いた外部回路から供給する電流）の代数
和とすると、 のように書かれる。この式は磁性姪質の有無、その種類
に拘らず成立する。（１）式の線積分に比例する量とし
て、コイル軸方向に均一に巻かれた環状ソレノイド、す
なわちロゴスキーコイルの誘導電圧を利用する。コイル
断面積をＳ、カー空の透磁率をμ０、面積Ｓへの法線ベ
クＩ・ルをｎ　（／／ｄｌ　）とすると、Ｓ内の磁束が
μｏ−８−Ｈと見做される程度にＳか小さい場合となる
。たたし、ｎはコイル１袖心方向単位長当りの巻数、μ
。は真空の透磁率である。（１）、（２）式からコイル
に鎖交する電流の代数和は分することにより、原理的に
は電流の代数和を知ることができる。電流か正弦波交流
である場合には、■及びその時間積分も正弦波となり、
電流値は■に比例するにのような場合には電流の相対値
のみか必要であったり、別に電流の絶対値の較正が可能
であったりすれば、■の時間積分を省略することができ
る。

しかしながら上記のようなロゴスキーコイルを露出した
ままこれを例えば三相負荷電流に装着すると、則テープ
あるいは磁性体テープを巻かない鉄心ｚ　ｃ　’Ｖにお
けるように、残留電圧が大きく、低レベルの零相電流検
出は不可能である。

そこで、木〃発明では、さらに被検出電流とロゴスキー
コイルとの間にこの電流を取り囲むように磁性材からな
る筒体を介在させる。又、この筒体は二重の筒体要素と
それらの両端を磁性材で閉じてなる環状の磁性体ケース
を含み、その中にロゴスギ−コイルを収納し、ケースの
中空部に被検出電流を貫通させてもよい。

このような磁性体の透磁率がある程度大きければ、零相
電流がない場合磁化ｊＳ流は事実上磁性体の表面にたけ
に生ずる。この磁化電流は自由電流によって磁性体内に
生ずる磁束密度を打ち消し、その部分の磁束密度を零あ
るいは著しく小さな値とするように生ずる（磁性材内部
には自由電流による磁界Ｉ（は生ずる）、その結果、筒
体あるいは筒体の形状が環状磁性体ケース形状をした筒
体が軸対称形あるいは激しい凹凸等がなく、軸対称形か
ら著しくは外れない形状を有する場合には、磁性材に関
して被検出電流とは反対の側の空間の磁束密度は著しく
均一化される。

例えば筒体が軸対称形の円筒である場合には代数和か零
である被検出電流と円筒内面の磁化電流とにより生じる
磁束密度とが打消し合い、円筒外面にはその内側に磁束
密度を生じないようにまた生じてもその値をきわめて小
さくするように、被検出電流に応じて磁化電流が分布す
る。このように電流の代数和が零である場合例えば被検
出電流が三相負荷電流であって、零相電流かないときに
は円筒外面の磁化電流は零となり、ロゴスキーコイルの
存在する空間には何らの磁束密度も生じないか生じても
その値はきわめて小さくかつロゴスキーコイルの長手方
向にあまり変化しないものとなる。

空間の透磁率は磁性材のそれより十分に小さいこともあ
ってロゴスキーコイルのある空間に残存する磁束密度は
筒体磁性材内部のものよりも充分に小さい、磁性材内部
に残存する磁束密度は、従来の技術の項で述べたような
理由により、磁性材の円周方向に相当に不均一であると
考えられる。

電流に零相成分がある場合には、円筒の内外面にわたり
、を流の零相分に相当する磁化電流が閉路の形で分布す
る。この磁化電流は磁性材内には磁束密度を生ずるがそ
の外（則の空間には磁束密度を生じない。従って、ロゴ
スキーコイルの存在する空間には、事実上被検出電流の
零相電流に比例した磁束密度が生ずる。筒体あるい環状
磁性体ケスの軸対称性が多少筋れる場合には、被検出電
流の非零相成分に関連する磁化電流も筒体外面に一部分
布する可能性がある。しかし、この磁化電流が筒体外側
に生ずる磁束密度及びその不均一度は、筒体のない場合
に同電流成分が同じ位置に生ずる磁束密度及び不均一度
に比較して著しく小さく、ロゴスキーコイルに生ずる残
留電圧も小さい。

上記のような磁性材とロゴスキーコイルとの組合わせに
より、三相負荷電流の数十分の一程度の低レベルの零相
電流が検出される。

又、三相の配電線を同一平面に含まれるように配置した
とき、三相のうち中和を通るとともに前記平面に垂直な
無限延線上の無限延点においては三相の電圧、電流の合
成出力は理論上０になる。

従って、三相の電流、電圧の合成出力を０になる無限延
点にロゴスキーコイルの巻き始め位置及び巻き戻し位置
を設ければ理想的には零相電流の検出に悪影響がないな
め、好都合である。しかし、実用上は前記無限延線上の
無限延点にロゴス’ｒ　−コイルの巻き始め位置及び巻
き戻し位置をとることは不可能であるため、ロゴスキー
コイルにおいて中相を通る前記無限延線りの点、すなわ
ち、中相に最も近接する位置をロゴスキーコイルの巻き
始め位置及び巻き戻し位置とすることにより、健全な三
相の合成出力を最も小さくする。

第一実施例 以下この発明を具体化した第一実施例を図面に従って説
明する。

第１及び第２図に示すように、零相電流検出器に１のロ
ゴスキーコイル１はポリスチレン等の可撓性を有する非
磁性材を円環状に湾曲形成した巻枠２と、同巻枠２に対
してソレノイドかは位長当りの巻数ｎが一定でかつ、平
均断面＄Ａｓが巻枠２の軸方向に（ｊ〕って一定となる
ように環状に巻回された環状ソレノイド３とにより構成
されている。

なお、平均断面積Ｓは可能な限り小さくし、ｊｐ位長当
りの巻数ｎを大きくすることにより、ソレノイド３の出
力電圧の増大を図るのが望ましい。

前記環状ソレノイド３のリード線４ａは計測用の同軸ケ
ーブル５の心線に、リード線４ｂはその外被導体にそれ
ぞれ接続されている。前記環状ソレノイド３の外面には
静電シールド７が被覆されており、同静電シールド７は
前記同軸ケーブル５の外被導体に接続されている。

又、前記環状ソレノイド３の巻き始め位置及び巻き戻し
位置Ｐはこの零相電流検出器に１を三相の配電線に取着
したとき、三相の内中相にもっとも近接するコイル上に
配置している。

なお、前記環状ソレノイド３をトロイダル方向の一方の
向き、例えば第２図Ａ矢印の向きのみに巻き進めると、
環状ソレノイド３の軸心曲線に鎖交する磁束による誘起
電圧も環状ソレノイド３の出力に加わるので誤差の原因
となる。これを除くために、環状ソレノイド３を偶数層
に巻き、半数層は前記Ａ矢印の向きに、残りの半数層は
反Ａ矢印の向きに巻く必要がある。単層あるいは奇数層
の場合には第３図に示すように巻き戻し線６を設けて、
軸心曲線に鎖交する磁束を打ち消すように構成する。

前記ロゴスキーコイル１に対して同心円状に遊挿配置さ
れる筒体８は軟秩等の磁性材にて円筒状に形成され、そ
の厚さは磁性材の透磁率に応じて筒体８に生じる磁化電
流か事実上筒ｒ４８の表面のみに分布するように設定さ
れている。この実施例の場合にはその厚さは３１Ｉｌｌ
程度としている。

筒体８の軸長はロゴスキーコイル１の断面「「径の少な
くとも数倍程度に定めるのが好ましい、又、筒体８の外
径はロゴスキーコイル１が形成する中空部９の直径より
もやや小径にし、筒体８の軸長が上記のような値の場合
ロゴスキーコイル１か筒体８の外周面からそれほど離間
しないように配置される。そして、被測定電線となる三
相の配電線は前記筒体８の軸心に設けられた挿通孔１０
に挿通される。

なお、ロゴスキーコイル１の巻枠２は剛体材で形成して
もよい。

この第一実施例の零相電流検出器に１の第一変形例とし
ては第４図に示すように、一対の半円形の巻枠２に対し
てソレノイドを巻回したロゴスキコイル片１ａ、ｌｂを
形成し、両口ゴスキーコイル片１ａ、ｌｂの巻線を直列
に接続しかつ両口ゴスキーコイル片１ａ、ｌｂの巻枠２
を円環状に接合してロゴスキーコイル１としてもよい。

この場合にはソレノイドの巻始め位置及び巻き戻し位置
Ｐは両口ゴスキーコイル片１ａ、ｌｂを組付けた状態で
それぞれのロゴスキーコイル片１ａ、１ｂから導出され
るリー　電線４ａ、４ｂの導出位置となる。

なお、以下に説明する変形例又は実施例においては説明
の便宜上前記第−実施例又は他の実施例で説明される部
材と同−又は相当する構成については同一符号を付し、
その説明を省略する。

又、電流検出器に１の第二変形例としては第５図に示す
ように一対のロゴスキーコイル１の巻線を直列に接続し
、筒体８に対して閉成するようにしてもよい、このよう
にすれば出力の増加を図ることができる。

第二実施例 次に第二実施例を第６図に従って説明する。

電流検出器に２の筒体８はその断面形状が楕円に形成さ
れ、この筒体８に対応してロゴスキーコイル１も筒体８
と拡大相似形に形成され、ロゴスキーコイル１を筒体８
の外周面からそれほど離間しないように配置している。

第７図は第二実施例の電流検出器に２の変形例を示し、
筒体８及びロゴスキーコイル１をレーストラック状に形
成したものである。なお、この第二実施例においては筒
体８の断面形状は軸対称である円形から著しく外れない
ように形成し、かつその表面は急激な凹凸がないように
形成するものである。

第三実施例 次に第三実施例を第８図及び第９図に従って説明する。

この実施例においては電流検出器に３の筒体８は軟鉄等
の磁性材にて円環状筒体ケースに形成されている。すな
わち、筒体８は筒体８の内周壁を有する縦断面り字状の
第１の筒体構成部材８ａと、筒体８の外周壁を有する逆
Ｉ−字状の第２の筒体構成部材８ｂとがら構成され、収
納空間１１を形成するように両筒棒構成部材８ａ、８ｂ
とは互いに着脱自在に連結されている。両筒棒構成部材
８ａ。

８ｂの厚みはこの実施例においては３ＩＲ１程度に設定
されている。前記収納空間１１には直列に電気的に接続
された一対のロゴスキーコイル１が並設して収納されて
いる。

そして、前記筒体８の挿通孔１０には被検出電線（図示
しない）が挿通される。

第１０図は第三実施例の電流検出器に３の第一変形例を
示し、筒体８はその平面形状をレーストラック状にした
環状筒体ケースに形成されている。

すなわち、筒体８は平面形状がレーストラック状で両端
面が磁性材で着脱自在に連結されている第１の筒体構成
部材８ａと第２の筒体構成部材８ｂとがらなる点が、又
、ロゴスキーコイル１はその平面形状が同じく筒体８内
に収納されるように筒体８と相似形をなすレーストラッ
ク状に形成されている点のみが前記実施例と異なってい
る。なお、この平面形状は前記第二実施例の変形例と同
様に筒体８の断面形状は軸対称である円形から著しく外
れないように形成し、かつその表面は急激な凹凸かない
ように形成するものである。

又、図示はしないが、筒体８及びロゴスキーコイル１の
平面形状を第二実施例のように楕円形としてもよい。

第１１図は第三実施例の電流検出器に３の第二変形例を
示す。

この変形例では筒体８は断面を円形にした円環状磁性体
ケースに形成されている。すなわち、筒体８は断面が円
形でかつ平面形状か半円環状の第１及び第２の筒体構成
部材８ａ、８ｂとにより構成され、両筒水相成部材８ａ
、８ｂの両端に設けたフランジ１２を互いに接合してフ
ランジ１２に挿通した連結ボルト１３にナツト１４を締
付けることにより、円環状に−・体に連結されている。

そして、筒体８の収納空間１１にはロゴスキーコイル１
か収納されている。

実施例の作用 （１）　　さて、上記実施例のうち第一実施例の第二変
形例及び第３実施例の零相電流検出器ＫＩＫ３を選んで
作用を説明する。

第１２図は模擬三相配電線りを示し、模擬配電線りの一
端は三相スライダックＳＤを通して、三相電源Ｅに接続
されている。模擬三相配電線りはその他端には平衡Ｙ形
の負荷抵抗Ｒが接続され、又、負荷側中性点Ｎから可変
接地抵抗ＶＲを介して接地されている。

一方、スライダックＳＤの二次側で一相はスイッチＳＷ
を介して地絡線Ｆにより地絡できるようになっている。

なお、回路の電流容量の関係で、模擬三相配を線りの各
相は３ターンの回路で構成し、使用最大電流値を高めて
いる。

この模擬配電線りに対して零相電流検出器Ｋｌ。

Ｋ３を装着する０両省相電流検出器Ｋｌ、に３において
は筒体８の挿通孔１０に被検出電流の導体としての模擬
三相配電線りを貫通させ、零相電流検出器に１の筒体８
の外側及び零相電流検出器に３の収納空間１１内には一
対のロゴスキーコイル１が直列に接続された状態で配置
されている。又、各零相電流検出器Ｋｌ、に３の巻き始
め位置及び巻き戻し位置Ｐを三相の内中相に近接して配
置させている。そして、前記各零相電流検出器Ｋｌ。

Ｋ　３のロゴスキーコイル１の出力は増幅器ＡＰを介し
てシンクロスコープＳＹに接続されている。

この模擬三相配電線において、今スイッチＳＷを開き、
地絡線Ｆに流れる地絡電流Ｉ、を零とする、この状態で
スライダックＳＤを操作して抵抗Ｒを流れる負荷電流Ｉ
を変化させる。このとき、各零相電流検出器に１．に３
のロゴスキーコイル１に生ずる出力は前述の残留電圧で
ある。増＠器ＡＰで増幅されたこの出力をシンクロスコ
ープＳＹで読取った値が第１３図で示す通りとなる。

第１３図に示すように零相電流検出器に３の場合（・印
）には残留電圧はきわめて小さく、しかも負荷電流Ｉに
依存しない、このような残留電圧Ｖｒは静電的なノイズ
によるものと考えられる。

零相電流検出器に１の場合（△印）にも残留電圧Ｖｒは
同様に小さいが、やや負荷電流Ｉと共に増加する傾向が
見られる。零相電流検出器に１において筒体８の厚さを
２．５［ＩＩＩＩ］とした場合（目印）　、　２　［ｎ
Ｉｌとした場合（Ｘ印）は、厚さの減少につれて負荷電
流に比例する残留電圧が大きくなる。これは筒体８の厚
さの減少につれて零相成分を含まない負荷電流が生ずる
磁束密度に対する筒体８の磁気シールド効果が弱まるこ
とを示している。この磁気シールド効果が十分な場合に
は、筒体８の厚さに対して、事実上表面と考えられる部
分にのみ磁化を流か分布する。本願明細書及び請求の範
囲において「磁化電流が事実表面だけに分布する。」と
いう記載は上記のような磁化電流分布を意味する。磁化
電流が事実上表面に分布すると考えてよいような磁性材
の厚さは、物理的には磁性材の透磁率により定まり、実
用上は負荷電流と検出すべき零相電流の最小値との比に
依存する。従って、筒体８の厚さは本願実施例における
３［ｌＩｌコ程度には限られない。

これに対してロゴスキーコイル１だけの場合を比較例と
して同一条件で行なってみると、残留電圧Ｖｒはきわめ
て大きく、かつ負荷電２ＲＩに正比例する。

次に、スイッチＳＷを投入し、抵抗ＶＲを変化させると
、各零相電流検出器Ｋｌ、に３のロゴスキーコイル１ａ
の出力電圧■は第１４図に示すようになる。すなわち、
零相電流検出器に１の場合及び零相電流検出器に３の場
合には、悪くとも、地絡電流Ｉｆか１０　［ｍＡ］程度
の小さな値から、ロゴスキーコイル１の出力電圧Ｖは地
絡電流■。

に実質的に比例しており、負荷電流Ｉの１／２０００以
下の地絡電流Ｉ、が精度良く検出される。

グラフには示さないが、零相電流検出器に１の筒体８の
厚さを２　、５　［ｎ＋ｍｌ　−２［ｎＩｌと減少した
場合には、実用的に検出可能な地絡電流の最小値は大き
くなる。

これに対して、筒体８を備えないロゴスキーコイル１の
みの場合には大きな残留電圧のためにロゴスキーコイル
１の出力■は地絡電流！　　すなｆ゛ わち零相電流に比例しない全く無意味な値を示し、零相
電流の検出ができない。

零相電流検出器Ｋ　１　、　Ｋ　３は＠体８を皓えてい
るため、零相電流がない場合には筒体８（零相な流検出
器に３においては第１の筒体構成部材８ａ、以下同じ）
の被検出負荷電流側である内面には負荷電流Ｉがこの内
面より外側に生ずる磁束密度を打消すように磁化電流が
生ずる。この磁化電流の内面にわたる和は筒体８を貫通
する負荷電流Ｉの代数和に等しい。

負荷電流に零相成分がある場合には、磁化電流は内面、
外面に閉回路の形で分布する。この磁化電流は筒体８の
磁性材内に磁束密度を生じるが、磁性体外部には磁束密
度を生じない。筒体８の外側に生ずる磁束密度は、負荷
＠流の零相分によるものたけとなり、ロゴスキーコイル
１の出力はこれに比例する。負荷電流■に零相成分がな
い場合には、筒体８の内面の磁化電流は筒体８の両端面
部で閉じるように分布し、筒体８の外側には磁化電流が
生じない。この結果、零相分がない場合にはロゴスキー
コイル１には出力が生じない。負荷電流を一定の２４　
［Ａ］に保ち、筒体８の外周に沿って磁束密度の円周方
向成分を測定すると、第１５図のようになる。なお、Ｖ
ｐは磁気プローブＭＰの増幅された出力である。筒体８
がない場合にはＶｐは大きく、かつ円周方向に激しく変
化しているが、筒体８がある場合にはＯの全域にわなり
Ｖｐはきわめて小さい、これは筒体８の存在が残留電圧
の除去に有効であることを示している。

なお、上記のｒ′：Ｊ体８は一木に形成されているが、
これを軸方向の二つ割りに形成して一被検出電流の導体
に組付ける際に一体の筒体に形成することもできる。

又、筒体８が多少非対称形で形成された実施例において
は、被検出電流の非零相成分に関係する磁束密度がロゴ
スキーコイル１内に生じる可能性もあるが仮に生じても
大きさ及び不均一度は小さく、しかもロゴスキーコイル
１の原理からいって、このような磁束密度に関係する出
力はロゴス’ｒ　−コイル１に現われず、またロゴスキ
ーコイル１の断面の拡がりのために現われてもその値は
小さく零相電流のみを正しく検出できるという利点があ
る。

＜ＩＩ）　　次に巻き始め位置及び巻き戻し位置Ｐを三
相の配電線の内中相に最も近接するようにコイル上に設
けた第３実施例の零相電流検出器に３（３０００回巻き
）と、巻き始め位置及び巻き戻し位置Ｐが中相に最も近
接しないコイル上に設けた零相電流検出器との比較した
を結果を第１６図及び第１７図に示す。

なお、比較例の零相電流検出器Ｚｌ、Ｚ２は第３実施例
の零相ｔｈ流検出器に３とその巻き始め位置及び巻き戻
し位置のみ異なり、池の構成は同一構成である。

すなわち、比較例の零相電流検出器ｚ１は第１８図（ａ
）に示すように巻き始め位置及び巻き戻し位’ＨＰ　１
が三相の配電線を共に通る直線上にあり、かつ一端側に
位置する相に最も近接したコイル上に設けたものである
。

又、第１８図（ｂ）に示す比較例の零相電流検出器Ｚ２
は巻き始め位置及び巻き戻し位置Ｐ１が一端側に位置す
る相に近接したコイル上に設けたものである。

第１６図は三相の配電線に負荷電流が流れている場合に
おける残留出力特性を示すもので、第３実維例における
零相電流検出器に３はαで示されている。又、比較例の
零相を流検出器Ｚｌ、Ｚ２はそれぞれβ及びγで示され
ている。

このように、本実施例の零相電流検出器に３ではどの大
きさの負荷電流が三相の配電線に流れていても最も小さ
い残留出力しか示さないことが理解できる。

第１７図は三相の内−線地絡を起こしたときの零相電流
検出器Ｉぐ３と比較例の零相電流検出器Ｚ１　２２の零
相電流−出力特性を示す、なお、ａｌ、β１．γ１は配
電線に流れる１１荷電流が１１°００Ａの場合の零相電
流検出器に３．Ｚｌ、Ｚ２が示した特性線を示し、α２
．β２．γ２は配電線に流れる負荷電流が２０ＯＡの場
合の零相電流検出器に３．Ｚｌ、Ｚ２か示した特性線を
示す。

この第１７図からも理解できるように零相電流検出器に
３は池の比較例よりも、精度良く検出できる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で任意に変更する
ことも可能である。

発明の効果 以上詳述したように、この発明は被検出電流より生ずる
磁化電流が事実上表面だけに分布し得る厚さを有する磁
性材により形成された筒体の外側に対し、ソレノイドを
その軸心曲線に沿って平均断面積及び単位長当りの巻数
とが一定になるように環状に巻回したロゴスキーコイル
にてその筒体の内側に貫通される被検８１電流を検出す
ることにより、磁性材に関して被検出電流とは反対側の
空間には、事実上被検出電流の零相分のみに比例する磁
束密度が生じるため、零相電流を検出する場合ロゴスキ
ーコイルの出力として負荷電流の１／２０００以下の零
相電流まで検出できるという画１ｕｌｌ的な利点がある
。しかも、上記の被検出電流の検出は、周知のアンペア
の周回積分定理と、物理的に明確な磁性体における磁化
電流に基づくものであるため、特別のノウハウを必要と
することがなく、当該分野の技術者が零相電流検出器を
容易に設計、製作し得るという効果がある。

さらに、ロゴスキーコイルの巻き始め位置、及び巻き戻
し位置を三相の内の中相にｍも近接するコイル上に配置
したことにより、健全な三相の合成出力を最も小さくし
、すなわち、最も小さい残留出力を得ることができ、精
度良く零相電流の検出を行なうことができる。

また、装着箇所として、配電線以外のもの、すなわち気
中開閉器、ガス開閉器の内外などおいても測定可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は第一実施例を示し、第１図はは本願発
明を具体化した第一実施例の零相電流検出器を一部破断
した正面図、第２図は同じく側面図、第３図はロゴスキ
ーコイルの平面図、第４図及び第５図は第一実施例のそ
れぞれ変形例を示し、第４図はロゴスキーコイル片の正
面図、第５図は零相電流検出器の側面図、第６図は第二
実施例の零相電流検出器の平面図、第７図は第二実施例
の変形例の零相電流検出器の正面図、第８図及び第９図
は第三実施例を示し、第８図は零相電流検出器の一部破
断した正面図、第９図はケース状に構成した筒体の分解
した一部破断正面図、第１０図は第三実施例の変形例を
示し、零相電流検出器の一部破断正面図、第１１図は第
三実施例のその他の変形例を示す零相電流検出器のＵ！
断面図、第１２図は零相電流検出を行うための模擬三相
配電線に零相電流検出器を装着した状態を示す説明図、
第１３図は負荷電流と残留電圧との関係を示すグラフ、
第１４図は地絡電流とロゴスキーコイルの出力との関係
を示すグラフ、第１５図＜ａ）は第一実施例の筒体の外
側における磁束密度の測定をする場合の説明図、第１５
図（ｂ）は第一実施例の筒体の外側における磁束密度の
分布を表わすグラフ、第１６図は負荷電流−残留時性を
表わすグラフ、第１７図は零相電流−出力特性を表わす
グラフ、第１８図（ａ）、（ｂ）は比較例としての零相
電流検出器の略体図、第１８図（ｃ）は第３実施例の零
相電流検出器の略体図である。 １・・・ロゴスキーコイル、２・・・巻枠、３・・・環
状ソレノイド、８・・・筒体、Ｐ・・・巻き始め位置及
び巻き戻し位置。 特許出願人　　　　　エナジーサポート株式会社代　理
　人　　　　　弁理士　　恩１）凹室（（謬か１不ン 第４図 橙 第１８図 ３０「 第１４図 ！１５図（′０） Ｖｐ〔ｍＶ’Ｊ ！ 第１５１師）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、三相分の被検出電流より生ずる磁化電流が事実上表
   面だけに分布し得る厚さを有する磁性材により形成され
   た筒体の外側に対し、ソレノイドをその軸心曲線に沿っ
   て平均断面積及び単位長当りの巻数とが一定になるよう
   に環状に巻回形成したロゴスキーコイルを配置し、その
   ロゴスキーコイルの巻き始め位置、及び巻き戻し位置を
   三相の内の中相に最も近接するコイル上に配置したこと
   を特徴とする零相電流検出器。