JPH041308B2 - - Google Patents
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- JPH041308B2 JPH041308B2 JP56198278A JP19827881A JPH041308B2 JP H041308 B2 JPH041308 B2 JP H041308B2 JP 56198278 A JP56198278 A JP 56198278A JP 19827881 A JP19827881 A JP 19827881A JP H041308 B2 JPH041308 B2 JP H041308B2
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- Japan
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- conductor
- current
- magnetic sensor
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 38
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 33
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
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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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、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。
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
て設置される場合に、導体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、測定精度の高い電流測定ができるように
した電流測定装置を提供する。
て設置される場合に、導体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、測定精度の高い電流測定ができるように
した電流測定装置を提供する。
第１図にこの発明の基本構成を示す。１は管状
密閉容器であり、内部に絶縁ガスが充填されてい
る。２，３は容器１内に収納されたパイプ状の導
体でありそれぞれ所定のピツチのらせん状の検出
部２a，３aが設けられている。４，５は各検出部
２a，３a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、対応する相の電流のつく
る磁界を検出する。なお、フアラデー素子４，５
には、LED等の光源６から光ケーブル７を通し
て光を入力し、フアラデー素子４，５を通過した
後の光出力を光ケーブル７によつて、光電変換・
増幅器８に導き、電気的に出力として取出す。９
は気密性を有する光コネクタで、光ケーブル７の
接続に使用されている。
密閉容器であり、内部に絶縁ガスが充填されてい
る。２，３は容器１内に収納されたパイプ状の導
体でありそれぞれ所定のピツチのらせん状の検出
部２a，３aが設けられている。４，５は各検出部
２a，３a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、対応する相の電流のつく
る磁界を検出する。なお、フアラデー素子４，５
には、LED等の光源６から光ケーブル７を通し
て光を入力し、フアラデー素子４，５を通過した
後の光出力を光ケーブル７によつて、光電変換・
増幅器８に導き、電気的に出力として取出す。９
は気密性を有する光コネクタで、光ケーブル７の
接続に使用されている。
第１図には、２本の電流導体を示してあるが、
３本の導体を設置してもよい。いずれの場合に
も、本発明では各相のフアラデー奏子を導体軸方
向の同一位置に設置する。
３本の導体を設置してもよい。いずれの場合に
も、本発明では各相のフアラデー奏子を導体軸方
向の同一位置に設置する。
本発明の特徴は、フアラデー素子の感度方向を
所定の方向に設置することによつて、多相電流の
つくる磁界の影響を排除し、測定精度を高めてい
る点にある。以下にその原理を３相導体の場合に
ついて説明する。
所定の方向に設置することによつて、多相電流の
つくる磁界の影響を排除し、測定精度を高めてい
る点にある。以下にその原理を３相導体の場合に
ついて説明する。
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，３a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２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
クトルを表わす記号である。
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２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
クトルを表わす記号である。
H〓b＝Hbx
Hby
Hbz＝Hb sin b
−Hb cos b
Hbz b …(1)
H〓cx＝Hcx
Hcy
Hcz＝ Hc sin c
−Hc cos c
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，３ａの構造お
よび母線間距離によつて決まる量である。
電流の他にらせん状の検出部２ａ，３ａ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
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−Ｘ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，cos
αcosβ）…(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−Ｘ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，cos
αcosβ）…(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〓p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)，(4)，(5)式か
ら α＝tan-1Hbz／Hbcosc−Hcz／Hccosb／cosbsin
c−sinbcosc…(6) β＝tan-1Hbz／Hbsinc−Hcz／Hcsinb／cosbsin
c−sinb cosc…(7) が得られる。(6)(7)式においてHbz／HbおよびHc
ｚ／Hc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〓p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)，(4)，(5)式か
ら α＝tan-1Hbz／Hbcosc−Hcz／Hccosb／cosbsin
c−sinbcosc…(6) β＝tan-1Hbz／Hbsinc−Hcz／Hcsinb／cosbsin
c−sinb cosc…(7) が得られる。(6)(7)式においてHbz／HbおよびHc
ｚ／Hc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Hbｚ／HbまたはHcｚ／Hc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。
本発明におけるフアラデー素子の取付角度α，
βを設定または微調整するための機構として、例
えば第４図に示すものが考えられる。図におい
て、１０は導体２に固定された金属あるいはセラ
ミツク等のケースであり、その中にフアラデー素
子４を収納し、一端は角度を自在に変えることの
できる固定方法とする。他端に互いに直角な微調
整ねじ１１を設け、フアラデー素子４の角度を調
整する。
βを設定または微調整するための機構として、例
えば第４図に示すものが考えられる。図におい
て、１０は導体２に固定された金属あるいはセラ
ミツク等のケースであり、その中にフアラデー素
子４を収納し、一端は角度を自在に変えることの
できる固定方法とする。他端に互いに直角な微調
整ねじ１１を設け、フアラデー素子４の角度を調
整する。
本発明の実施にあたつて、検出部の内部空間に
エポキシ等の樹脂を充てんしてフアラデー素子を
固定させることで、導体の電流による電磁力その
他の要因による振動を軽減することができ、フア
ラデー素子・偏光子・検光子の位置・角度変位を
防ぐ効果がある。
エポキシ等の樹脂を充てんしてフアラデー素子を
固定させることで、導体の電流による電磁力その
他の要因による振動を軽減することができ、フア
ラデー素子・偏光子・検光子の位置・角度変位を
防ぐ効果がある。
また、隣接する他の導体との間に強磁性材料か
ら成るシールド部材を設置することによつて、自
相の磁界を強めると共に他相へもれる磁界を減少
させることができるため、角度設定の許容範囲が
広くなり、角度の微調整が容易、または不要とな
る。
ら成るシールド部材を設置することによつて、自
相の磁界を強めると共に他相へもれる磁界を減少
させることができるため、角度設定の許容範囲が
広くなり、角度の微調整が容易、または不要とな
る。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図及び第３図は本発明の作用を説明する説明図、
第４図は本発明の要部を示す斜視図である。図に
おいて、２，３は導体、４，５は磁気センサ（フ
アラデー素子）である。なお各図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。
図及び第３図は本発明の作用を説明する説明図、
第４図は本発明の要部を示す斜視図である。図に
おいて、２，３は導体、４，５は磁気センサ（フ
アラデー素子）である。なお各図中同一符号は同
一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 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の位置に作
る磁界の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各導体内に配
置し、上記磁気センサーが上記導体内で方向の調
整が可能なように構成されていることを特徴とす
る電流測定装置。 ２ 磁気センサーは導体内に充填された樹脂で固
定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の電流測定装置。 ３ 各導体間は強磁性部材あるいは導電性部材で
シールドされていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項〜第２項のいずれかに記載の電流測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198278A JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198278A JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897663A JPS5897663A (ja) | 1983-06-10 |
| JPH041308B2 true JPH041308B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=16388462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198278A Granted JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897663A (ja) |
Families Citing this family (4)
| 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 |
| FR2574942B1 (fr) * | 1984-12-14 | 1987-01-16 | Thomson Cgr | Procede de mesure d'intensite de courant continu et dispositif mettant en oeuvre ce procede |
| JP2012117948A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Aisin Seiki Co Ltd | 電流検出装置および電流検出方法 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56198278A patent/JPS5897663A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897663A (ja) | 1983-06-10 |
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