JPH0228829B2 - Denryuudenatsuhenkankairo - Google Patents

Denryuudenatsuhenkankairo

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JPH0228829B2
JPH0228829B2 JP16376281A JP16376281A JPH0228829B2 JP H0228829 B2 JPH0228829 B2 JP H0228829B2 JP 16376281 A JP16376281 A JP 16376281A JP 16376281 A JP16376281 A JP 16376281A JP H0228829 B2 JPH0228829 B2 JP H0228829B2
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current transformer
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terminal
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JP16376281A
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Teruo Suzuki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core

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  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変流器とくにクランプ式変流器の二
次側巻線からの検出電流を入力し電圧に変換する
装置に関する。
電気設備の動作状態の監視や負荷管理を行なう
ために、その設備の入力電流や電圧から消費電力
や力率などを測定する装置を使用する必要があ
る。
この場合、その設備の電気配線を切断せずに、
使用中のまゝで測定することが望ましい。そこ
で、変流器のリング状の鉄心がクランプ式に開閉
可能にして電気配線をリング状鉄心内に介在させ
てからリングを閉めて、設備の入力電流を測定す
るクランプ式変流器が供給されている。
クランプ式変流器の二次側巻線からの検出電流
は、基本的には第1図に示す回路により増幅され
電圧に変換される。
第1図において、1は設備の入力電流線である
クランプ式変流器の一次側導体、2はクランプ式
変流器、3はクランプ式変流器と装置本体を接続
するコネクタ、4は負荷抵抗、6は増幅器(VDD
は正電源、VSSは負電源)、7,8は増幅用抵抗、
10は検出出力である。
一次側導体1に流れている電流は、クランプ式
変流器2の二次側巻線によりその二次側巻線数に
反比例した電流が、クランプ式変流器2から検出
される。この検出電流は接続用コネクタ3を介し
て負荷抵抗4に流れ、負荷抵抗4の両端に発生し
た電圧は、増幅器6と抵抗7,8により増幅され
検出出力10として出力される。
しかし、第1図の回路は負荷抵抗4が一定であ
るため、一次側導体1に流れる電流値の範囲が広
い場合は、電流値の小さい範囲が測定できない。
例えば、一次側電流値範囲つまり測定範囲が最大
500A、最小0.25Aの場合に、一次側電流値500A
で増幅器6の出力10が10Vとすると、一次側電
流値0.25Aのとき増幅器6の出力は0.005Vとな
り、増幅器6のオフセツト電圧等の特性上正確な
出力が得られない。
一般に、一次側電流測定範囲は広いためたとえ
ば0.25A〜600Aなどから、実際は第2図の例のよ
うなレンジ切替の方法が行なわれている。
第2図は、第1図の負荷抵抗4の代わりに、負
荷抵抗4a,4b,4cを設け、その負荷抵抗4
a,4b,4cを切替スイツチ5により切り替え
るようにしたものである。図面での同一符号は同
一あるいは相当部分を示すものとする。
第2図において、一次側電流測定範囲を3種類
の定格(例えば、5A、50A、500Aなど)に分け、
それぞれ定格ごとに切替スイツチ5を切り替え、
負荷抵抗4a,4b,4cにより、増幅器6の出
力電圧10を定格ごとに一定電圧にして出力す
る。
ここで、負荷抵抗は例えば一次側電流測定定格
500Aのとき10Ωとすると、定格5Aのときは100
倍の1KΩとなる。
しかし、変流器2は負担が増加するとともに誤
差が大きくなる。そのため、第2図の回路は負荷
抵抗が最も大きな値に切り替えられる一次側電流
が小さいところで誤差が大きくなつてしまう欠点
があつた。
最近では省エネルギーの観点から、より精度の
高い監視や負荷管理が望まれており、クランプ式
変流器を入力とする装置においても、広い測定範
囲にわたりより精度よく測定できることが望まれ
ている。
ここにおいて、本発明は、上述の実情に鑑みて
なされたもので、一次側電流が小さいときはその
負荷抵抗をほぼ零にした理想的な回路で電流を電
圧に変換する手段を有し、一次側電流の広い測定
範囲に対し誤差の少ないクランプ式変流器からの
二次側電流を電圧に変換する装置を提供すること
を、その目的とする。
第3図は、本発明の一実施例のブロツク図であ
る。
5a,5bは連動して切り替わる切替スイツ
チ、6aは増幅器、9は増幅用抵抗である。
一次側導体1はクランプ式変流器2の鉄心を貫
通しており、変流器2の二次側巻線の一方は内部
回路の零電位ラインに接続され、他方は切替スイ
ツチ5aのコモン端子K1に接続されている。切
替スイツチ5aの切替端子のうちL1端子は増幅
器6aの負性入力端に入力され、M1,N1端子
は増幅器6の正性入力端に入力されている。ま
た、切替スイツチ5bのコモン端子K2は、M
1,N1端子と同様に増幅器6の正性入力端に入
力されており、切替端子のうち、L2端子は増幅
器6aの出力端子に接続され、M2,N2はそれ
ぞれ負荷抵抗4b,4cを介して内部回路の零電
位ラインに接続されている。増幅器6の負性入力
端は抵抗7を介して零電位ラインに接続されると
ともに抵抗8を介して出力端子に接続されてお
り、増幅器6aの負性端子は抵抗9を経て出力端
子に接続され正性入力端は零電位ラインに接続さ
れている。
第3図において、例えば一次側導体1の電流測
定範囲を0.25A〜600Aとし、それを定格5A、
50A、500Aにて切替えて測定する場合に、切替
スイツチ5a,5bの切替端子を、定格5Aのと
きL1,L2端子が定格50AのときM1,N2端
子が、そして定格500AのときN1,N2端子が、
それぞれコモン端子K1,K2と接続される。
ここで、一次側導体1が定格5Aの場合、クラ
ンプ式変流器2の検出電流は増幅器6aにて増幅
された後、増幅器6でさらに増幅され出力され
る。
このとき、増幅器6aの入力部インピーダンス
はほゞ零であるため、クランプ式変流器2から見
た負荷抵抗はほゞ零で、理想的な形で電流を電圧
に変換することができる。
また、定格50A、500Aの場合は、それぞれ負
荷抵抗4b,4cにて電圧に変換し、増幅器6に
て増幅され出力される。この場合、負荷抵抗4
b,4cは小さなインピーダンス、例えば定格
500Aのときの負荷抵抗4cを10Ωとすれば、定
格50Aのときの負荷抵抗4bは100Ωでよく、ク
ランプ式変流器2の負担が軽く誤差の少ない特性
を得ることができる。
しかして、一次側導体1の電流が大きい場合
で、第3図の増幅器6aで全て受けることが考え
られるが、一般的な増幅器の出力電流はたかだか
5mA程度であるため、たとえば一次側導体1に
500A流れ、クランプ式変流器2の二次巻線数を
2000Tとすると、クランプ式変流器2の二次側電
流はほゞ250mA流れ、増幅器6aの出力が対応
できない。また、増幅器の後に電流ブースタを接
続する考え方もあるが、電流ブースタにも限界が
あり十分とは言えない。
第4図は、本発明の他の実施例のブロツク図で
ある。
さきの第3図が切替スイツチ5a,5bが接続
コネクタ3について増幅器6a,6側に設けたの
に対し、この実施例は切替スイツチ5a,5bと
負荷抵抗4b,4cをクランプ式変流器2a側に
具備したものである。
第5図a,bは本発明のさらに他の実施例のブ
ロツク図である。
第5図a,bは各定格ごとにクランプ式変流器
2,2b,2cを設け、切替スイツチを使用しな
いで、測定電流が小さい場合は第5図aのように
コネクタ3bで接続し、測定電流が大きい場合は
第5図bのようにコネクタ3cで接続している。
なお、変流器2bあるいは2cのとき負荷抵抗4
bあるいは4cであることを示している。
そして、第3図における切替スイツチ5a,5
bをアナログスイツチなど半導体スイツチに置き
換えてもよい。
また、クランプ式変流器2について説明した
が、一般の変流器に本発明は適用できる。
かくして本発明によれば、一次側導体の測定電
流が小さい場合に、従来クランプ式変流器の負荷
抵抗が大きく誤差が大きかつたのに対し、負荷抵
抗がほゞ零の理想的な形とし、誤差の少ない出力
を得ることができ、一次導体の広い範囲の電流測
定に対し誤差の少ない、理想的な電流−電圧変換
回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来回路のブロツク図、第3
図は本発明の一実施例のブロツク図、第4図は本
発明の他の実施例の結線図、第5図a,bは本発
明のさらに他の実施例の接続図である。 1……一次側導体、2,2a,2b,2c……
クランプ式変流器、3,3a,3b,3c……接
続用コネクタ、4,4a,4b,4c……負荷抵
抗、5,5a,5b……切替スイツチ、6,6a
……増幅器、7,8,9……増幅用抵抗、10…
…検出出力。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 変流器の一次側として被測定回路の導体を介
    在させその変流器の二次側巻線の電流を導出しこ
    れを電圧に変換する回路において、その一方の入
    力端を零電位に接続しその出力端から他方の入力
    端へ帰還抵抗を接続した第1の増幅器と、その一
    方の入力端は入力抵抗を介して零電位に接続しそ
    の出力端から一方の入力端へ帰還抵抗を接続した
    第2の増幅器を備え、前記二次側巻線の一方の出
    力端を零電位に接続し、検出する電流が小さいと
    きは前記二次側巻線の他方の出力端に第1の増幅
    器の他方の入力端を接続しかつこの第1の増幅器
    の出力端は第2の増幅器の他方の入力端に接続
    し、検出する電流が大きいときは前記二次側巻線
    の出力端の両端間にそのレンジに応じた負荷抵抗
    を接続し前記二次側巻線の他方の出力端を第2の
    増幅器の他方の入力端に接続するようにしたこと
    を特徴とする電流−電圧変換回路。 2 検出する電流のレンジの切替えを第1および
    第2の増幅器の前段で行なうことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の電流−電圧変換回路。 3 検出する電流のレンジの切替えを前記変流器
    の二次側巻線の出力端で行なうことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の電流−電圧変換回
    路。 4 検出する電流のレンジの切替えが、そのレン
    ジに適合した負荷抵抗をその出力端にそなえた前
    記変流器を配設しかつその変流器と第1および第
    2の増幅器との中間に設けたコネクタの端子接続
    により行なわれることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の電流−電圧変換回路。
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