JPH041307B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH041307B2 JPH041307B2 JP56198277A JP19827781A JPH041307B2 JP H041307 B2 JPH041307 B2 JP H041307B2 JP 56198277 A JP56198277 A JP 56198277A JP 19827781 A JP19827781 A JP 19827781A JP H041307 B2 JPH041307 B2 JP H041307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- phase
- current
- magnetic sensor
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 40
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 32
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 8
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接
して置かれる電気機器の導体電流を測定するよう
にした電流測定装置に関する。
して置かれる電気機器の導体電流を測定するよう
にした電流測定装置に関する。
従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定す
るものとして、コイル内にに磁気センサーを置い
て、コイルに流れる電流によつて作られる軸方向
磁界を検出する装置が考えられている。これを複
数の導体が隣接して置かれる電気機器に適用した
場合、各導体内の磁気センサーの位置において
は、各導体自身の電流による磁界のみならず、他
の導体の電流による磁界が存在する。各磁気セン
サーは、それらを同時に検出するため、磁気セン
サーの出力には、対応する被測定導体の電流成分
の他他の導体の電流成分がかなり大きな比率で混
入し、充分な測定精度が得られないという欠点が
生ずる。
るものとして、コイル内にに磁気センサーを置い
て、コイルに流れる電流によつて作られる軸方向
磁界を検出する装置が考えられている。これを複
数の導体が隣接して置かれる電気機器に適用した
場合、各導体内の磁気センサーの位置において
は、各導体自身の電流による磁界のみならず、他
の導体の電流による磁界が存在する。各磁気セン
サーは、それらを同時に検出するため、磁気セン
サーの出力には、対応する被測定導体の電流成分
の他他の導体の電流成分がかなり大きな比率で混
入し、充分な測定精度が得られないという欠点が
生ずる。
本発明は、２本あるいは３本の電流導体が隣接
して配置される場合に、導体の一部をらせん状に
構成し、その内部に磁気センサーを、らせん状導
体の形状・配置によつて決まる所定の方向に向け
て設置することによつて、隣接する他相の磁界の
影響を排除して測定精度を向上させると共に、磁
気センサーを支持部材と共に一体形成することで
らせん状導体の固定を確実にし、小形化できる電
流測定装置を提供する。
して配置される場合に、導体の一部をらせん状に
構成し、その内部に磁気センサーを、らせん状導
体の形状・配置によつて決まる所定の方向に向け
て設置することによつて、隣接する他相の磁界の
影響を排除して測定精度を向上させると共に、磁
気センサーを支持部材と共に一体形成することで
らせん状導体の固定を確実にし、小形化できる電
流測定装置を提供する。
第１図にこの発明の一実施例を示す。１は管状
密閉金属容器であり、内部に絶縁ガスが充填され
ている。２は容器１内に収納されたパイプ状導体
で、所定のピツチのらせん状検出部２ａが設けら
れている。３は検出部２ａ内に配置され偏光子・
検光子を付属したフアラデー効果素子で、検出部
２ａを流れる電流のつくる導体軸方向の磁界を検
出する。フアラデー素子３には、LED等の光源
４から光ケーブル５，６を通して光を入力し、フ
アラデー素子３を通過した後の光出力を光ケーブ
ル５，６によつて光電変換・増幅器７に導き、電
気的出力として取出す。８は２個の密閉金属容器
１間にあつて、導体２を保持するためのエポキシ
等の支持部材であり、検出部２ａをこの中に設
け、一体成形したものである。
密閉金属容器であり、内部に絶縁ガスが充填され
ている。２は容器１内に収納されたパイプ状導体
で、所定のピツチのらせん状検出部２ａが設けら
れている。３は検出部２ａ内に配置され偏光子・
検光子を付属したフアラデー効果素子で、検出部
２ａを流れる電流のつくる導体軸方向の磁界を検
出する。フアラデー素子３には、LED等の光源
４から光ケーブル５，６を通して光を入力し、フ
アラデー素子３を通過した後の光出力を光ケーブ
ル５，６によつて光電変換・増幅器７に導き、電
気的出力として取出す。８は２個の密閉金属容器
１間にあつて、導体２を保持するためのエポキシ
等の支持部材であり、検出部２ａをこの中に設
け、一体成形したものである。
フアラデー素子３に対して光を入力・出力する
ための光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この
中を通して容器１の外に引出す。フアラデー素子
３が置かれる検出部２ａは、発熱によつて高温と
なるため、フアラデー素子３の近傍の光ケーブル
５には、テフロン・ジヤケツト等の高耐熱光フア
イバーを用いる。一方、支持部材８から外部へ引
出す光ケーブル６には、ナイロン・ジヤケツト等
の高密閉性光フアイバーを用い、そのジヤケツト
と支持部材８との間で気密性を保持する。これら
両者は融着等の方法により接続点９で接続する。
なお、支持部材８からの引出口の前後および容器
１の外の光ケーブル６は、ゴム、ビニル等の被覆
で包み、機械的強度を持たせる。
ための光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この
中を通して容器１の外に引出す。フアラデー素子
３が置かれる検出部２ａは、発熱によつて高温と
なるため、フアラデー素子３の近傍の光ケーブル
５には、テフロン・ジヤケツト等の高耐熱光フア
イバーを用いる。一方、支持部材８から外部へ引
出す光ケーブル６には、ナイロン・ジヤケツト等
の高密閉性光フアイバーを用い、そのジヤケツト
と支持部材８との間で気密性を保持する。これら
両者は融着等の方法により接続点９で接続する。
なお、支持部材８からの引出口の前後および容器
１の外の光ケーブル６は、ゴム、ビニル等の被覆
で包み、機械的強度を持たせる。
以上の構成により、気密型光コネクタを使うこ
となく、容器外とセンサー部を光学的に接続する
ことが可能となる。
となく、容器外とセンサー部を光学的に接続する
ことが可能となる。
第１図には、１本の電流導体のみを示してある
が、同様の構造を有する２本あるいは３本の導体
が並設されている。これら各相のフアラデー素子
部は導体軸方向の同一位置に設置する。
が、同様の構造を有する２本あるいは３本の導体
が並設されている。これら各相のフアラデー素子
部は導体軸方向の同一位置に設置する。
次に、原理を３相導体の場合について説明す
る。
る。
ａ相、ｂ相，ｃ相の各導体は、任意の三角形の
頂点に配置されているものとする。ここで、第２
図に示すように、ａ相のセンサー位置を原点と
し、ａ相導体軸をＺ軸とするような直交座標系を
とる。各相導体のセンサーはＸ−Ｙ平面上に存在
するように設置する。このとき、ｂ相，ｃ相を流
れる電流Ib，Icのつくる磁界がａ相のセンサーに
及ぼす影響を排除することは以下の方法により可
能となる。
頂点に配置されているものとする。ここで、第２
図に示すように、ａ相のセンサー位置を原点と
し、ａ相導体軸をＺ軸とするような直交座標系を
とる。各相導体のセンサーはＸ−Ｙ平面上に存在
するように設置する。このとき、ｂ相，ｃ相を流
れる電流Ib，Icのつくる磁界がａ相のセンサーに
及ぼす影響を排除することは以下の方法により可
能となる。
第１図におけるらせん状の検出部２ａでは、そ
の導体形状に沿つて電流が流れるため、その電流
による発生磁界は、自相のセンサー位置において
は軸方向成分のみとなり、他相のセンサー位置に
おいては軸方向成分と電流の流れている導体を中
心とする円周方向成分を持つ。具体的には、第３
図のｂ相電流Ibおよびｃ相電流Icがａ相のセンサ
ー位置につくる磁界は、それぞれＺ軸方向成分
（Hbｚ，Hcｚ）と各相導体を中心とする円周方向
成分（Hb，Hc）となる。さらに円周方向成分を
Ｘ，Ｙ軸成分に分けると、結局ａ相のセンサー位
置につくる磁界のｂ相，ｃ相成分は(1)，(2)式で表
わされるものとなる。ここで・はベクトルを表わ
す信号である。
の導体形状に沿つて電流が流れるため、その電流
による発生磁界は、自相のセンサー位置において
は軸方向成分のみとなり、他相のセンサー位置に
おいては軸方向成分と電流の流れている導体を中
心とする円周方向成分を持つ。具体的には、第３
図のｂ相電流Ibおよびｃ相電流Icがａ相のセンサ
ー位置につくる磁界は、それぞれＺ軸方向成分
（Hbｚ，Hcｚ）と各相導体を中心とする円周方向
成分（Hb，Hc）となる。さらに円周方向成分を
Ｘ，Ｙ軸成分に分けると、結局ａ相のセンサー位
置につくる磁界のｂ相，ｃ相成分は(1)，(2)式で表
わされるものとなる。ここで・はベクトルを表わ
す信号である。
H〓b＝Hbｘ
Hbｙ
Hbｚ＝ Hbsinb
−Hbcosb
Hbｚ …(1)
H〓c＝Hcｘ
Hcｙ
Hcｚ＝ Hcsinc
−Hccosc
Hcｚ …(2)
この式におけるHb，Hc，Hbｚ，Hcｚは、各相
の電流の他にらせん状の検出部２ａの構造および
母線間距離によつて決まる量である。
の電流の他にらせん状の検出部２ａの構造および
母線間距離によつて決まる量である。
一方ａ相のセンサーの感度方向を第３図に示す
単位ベクトルn〓の方向とする。このときn〓に垂直
な方向に対して感度は零となる。n〓のＺ−Ｘ平面
への射影のＺ軸となす角をα，Ｚ−Ｙ平面への射
影のＺ軸となす角をβとすれば、ベクトルn〓の
Ｘ，Ｙ，Ｚ成分は n〓＝（sinαcosβ，cosαsinβ，cosαcosβ）…(
3) と表現できる。
単位ベクトルn〓の方向とする。このときn〓に垂直
な方向に対して感度は零となる。n〓のＺ−Ｘ平面
への射影のＺ軸となす角をα，Ｚ−Ｙ平面への射
影のＺ軸となす角をβとすれば、ベクトルn〓の
Ｘ，Ｙ，Ｚ成分は n〓＝（sinαcosβ，cosαsinβ，cosαcosβ）…(
3) と表現できる。
ａ相のセンサーの検出する他相（ｂ，ｃ相）の
磁界H〓oは H〓p＝H〓b・n〓＋H〓c・n〓 …(4) であり、これを零にするためにはH〓b，H〓cが互い
に独立なことから H〓b・n〓＝H〓c・n〓＝ｏ …(5) を満足すればよい。以上(1)，(2)，(3)，(5)式から α＝tan-1Hbｚ／Hbcosc−Hcｚ／Hccosb／cosbs
inc−sinbcosc…(6) β＝tan-1Hbｚ／Hbsinc−Hcｚ／Hcsinb／cosbs
inc−sinbcosc…(7) が得られる。(6)(7)式においてH〓bｚ／H〓bおよびH〓c
ｚ／H〓cは各相電流の大きさに関係しない量であ
る。したがつて、ａ相のセンサーの感度方向を第
３図に示されるように、(6)(7)式の角度α，βによ
つて決定される方向に設置することによつて、ｂ
相電流，ｃ相電流による磁界の影響を排除するこ
とができる。
磁界H〓oは H〓p＝H〓b・n〓＋H〓c・n〓 …(4) であり、これを零にするためにはH〓b，H〓cが互い
に独立なことから H〓b・n〓＝H〓c・n〓＝ｏ …(5) を満足すればよい。以上(1)，(2)，(3)，(5)式から α＝tan-1Hbｚ／Hbcosc−Hcｚ／Hccosb／cosbs
inc−sinbcosc…(6) β＝tan-1Hbｚ／Hbsinc−Hcｚ／Hcsinb／cosbs
inc−sinbcosc…(7) が得られる。(6)(7)式においてH〓bｚ／H〓bおよびH〓c
ｚ／H〓cは各相電流の大きさに関係しない量であ
る。したがつて、ａ相のセンサーの感度方向を第
３図に示されるように、(6)(7)式の角度α，βによ
つて決定される方向に設置することによつて、ｂ
相電流，ｃ相電流による磁界の影響を排除するこ
とができる。
以上、ａ相のセンサーについて述べたが、ｂ
相、ｃ相のセンサーについても同様に他相の影響
を排除することが可能であり、各相に設置された
センサーは自相の電流による磁界のみを検出する
ため、他相の影響を受けず測定精度が向上する。
相、ｃ相のセンサーについても同様に他相の影響
を排除することが可能であり、各相に設置された
センサーは自相の電流による磁界のみを検出する
ため、他相の影響を受けず測定精度が向上する。
(6)(7)式におけるH〓bｚ／H〓bまたはH〓cｚ／H〓cの
値
はらせん状導体の構造と各相導体の配置によつて
決まる量であるが、その絶対値は１に比べて充分
小さい。したがつてセンサーの取付角α，βは充
分小さい値となり、センサーの感度方向と自相電
流による磁界の方向とのずれによる、自相に対す
る感度低下は微小であり、問題にならない。
値
はらせん状導体の構造と各相導体の配置によつて
決まる量であるが、その絶対値は１に比べて充分
小さい。したがつてセンサーの取付角α，βは充
分小さい値となり、センサーの感度方向と自相電
流による磁界の方向とのずれによる、自相に対す
る感度低下は微小であり、問題にならない。
以上述べたように、本発明によれば、導体をら
せん構造とすることで、軸方向の磁界を発生さ
せ、その旋回数およびピツチを適切な値にとるこ
とによつて、フアラデー素子の感度に合つた強さ
の磁界を供給することが可能となり、さらに各相
のフアラデー素子の感度方向を(6)，(7)式から求ま
る角度だけ軸方向からずらして設置することによ
つて、他相の影響を排除することが可能となる。
せん構造とすることで、軸方向の磁界を発生さ
せ、その旋回数およびピツチを適切な値にとるこ
とによつて、フアラデー素子の感度に合つた強さ
の磁界を供給することが可能となり、さらに各相
のフアラデー素子の感度方向を(6)，(7)式から求ま
る角度だけ軸方向からずらして設置することによ
つて、他相の影響を排除することが可能となる。
また、本発明では、支持部材中にフアラデー素
子を一体成形したので、フアラデー素子の機械的
変位を防ぐとともに小形化を図ることができる。
子を一体成形したので、フアラデー素子の機械的
変位を防ぐとともに小形化を図ることができる。
さらに、フアラデー素子の近傍の光ケーブル
に、テフロン・ジヤケツト等の高耐熱性光フアイ
バーを用いることによつて、電流導体の発熱によ
る高温下においても充分な特性を保持することが
可能であり、一方支持絶縁物中から外部へ引出す
光ケーブルに、ナイロン・ジヤケツト等の気密度
の高い光フアイバーを用い、そのジヤケツトと支
持絶縁物８との間で気密性を保持することによつ
て、気密型光コネクタが不要となる利点がある。
に、テフロン・ジヤケツト等の高耐熱性光フアイ
バーを用いることによつて、電流導体の発熱によ
る高温下においても充分な特性を保持することが
可能であり、一方支持絶縁物中から外部へ引出す
光ケーブルに、ナイロン・ジヤケツト等の気密度
の高い光フアイバーを用い、そのジヤケツトと支
持絶縁物８との間で気密性を保持することによつ
て、気密型光コネクタが不要となる利点がある。
本発明の実施にあたつて、らせん状導体近傍の
支持絶縁物中に、強磁性材料から成るシールド部
材を埋込むことによつて、自相の磁界を強め、他
相へもれる磁界を減少させることができるため、
センサー取付角度設定の許容範囲が広くなり、測
定精度が向上する。
支持絶縁物中に、強磁性材料から成るシールド部
材を埋込むことによつて、自相の磁界を強め、他
相へもれる磁界を減少させることができるため、
センサー取付角度設定の許容範囲が広くなり、測
定精度が向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す稿成図、第２
図及び第３図は本発明の作用を示す説明図であ
る。図において、１は容器、２は導体、３は磁気
センサー（フアラデー素子）、８は支持部材であ
る。
図及び第３図は本発明の作用を示す説明図であ
る。図において、１は容器、２は導体、３は磁気
センサー（フアラデー素子）、８は支持部材であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 容器内に２本あるいは３本が隣接して配置さ
れ多相電流が流れる各導体の電流を磁気センサー
で検出するようにしたものにおいて、上記各導体
の少なくとも一部をらせん状に構成し、他相の上
記導体に流れる電流が自相の上記磁気センサーの
位置に作る磁界方向に垂直な一方向のみに感度を
有する上記磁気センサーをらせん状の上記導体内
に配置し、上記磁気センサーが配置された上記導
体の外周を囲繞し上記導体と上記磁気センサーと
を一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着
した電流測定装置。 ２ 支持部材内の各導体間に強磁性部材あるいは
導電性部材が埋設されていることを特徴とする特
許請求範囲第１項記載の電流測定装置。 ３ 磁気センサーは磁気光学素子であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
電流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198277A JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198277A JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897662A JPS5897662A (ja) | 1983-06-10 |
| JPH041307B2 true JPH041307B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=16388444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198277A Granted JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897662A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203863A (ja) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | ガス絶縁３相変流器 |
| JPS60207071A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS60207068A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS61215966A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Toshiba Corp | 変流器装置 |
| JP4768962B2 (ja) * | 2004-02-17 | 2011-09-07 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 多相電流検出装置 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56198277A patent/JPS5897662A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897662A (ja) | 1983-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5272460A (en) | Current and voltage transformer for a metal-encapsulated, gas-insulated high-voltage installation | |
| US20070188170A1 (en) | Fluxgate and fluxgate magnetometers | |
| US4316254A (en) | Portable phase angle meter instrument | |
| KR101707152B1 (ko) | 전류 측정 장치 | |
| US4627744A (en) | Temperature sensor utilizing thermal noise and thermal couple elements, and associated connecting cable | |
| JPH10185961A (ja) | 光変流器 | |
| JPH041307B2 (ja) | ||
| JPH10153624A (ja) | 金属で密閉されガス絶縁された高電圧設備の測定装置 | |
| US4894609A (en) | Electrical measuring device | |
| RU2717397C1 (ru) | Устройство и способ для измерения силы тока одного отдельного провода многопроводной системы | |
| US4053828A (en) | Metal detector with first and second nested rectangular coils | |
| Zhu et al. | On-site real-time current monitoring of three-phase three-core power distribution cables with magnetic sensing | |
| KR100996138B1 (ko) | 광파이버 전류센서를 이용하는 3상 일괄형 ｇｉｓ 스페이서 | |
| JPH041308B2 (ja) | ||
| JPH0755845A (ja) | 往復電線用電流センサ | |
| JPS5850470A (ja) | 電流測定装置 | |
| JP2004170172A (ja) | 電界磁界センサ | |
| JP3308688B2 (ja) | 光学式電流計測装置 | |
| JPS60203863A (ja) | ガス絶縁３相変流器 | |
| Bak et al. | Performance test of sample coils in the Korea superconducting tokamak advanced research magnetic diagnostics test chamber | |
| JPS60173474A (ja) | ケ−ブルにおける磁界測定法 | |
| JPH022544B2 (ja) | ||
| JPH0345113A (ja) | 絶縁スペーサ | |
| RU155519U1 (ru) | Универсальное устройство для калибровки трансформаторов тока электронных оптических | |
| JPH06140264A (ja) | 電流検出器 |