JPH0521248A - 零相変流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 柱上開閉器などに取付ける零相変流器を、開
閉器のスペースを縮小するとともに、価格を低減化しう
るように構成する。 【構成】 トラック型の鉄心を保護ケースで被い、この
保護ケースの回りに巻線を巻き付け、この巻線の回りに
シールドを施し、上記鉄心を含めた上記シールドの回り
に電気的に３つの巻線を巻き付け、この巻線の途中に電
流検出用の負担抵抗を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、零相電流及び負荷電流
を同時に検出する一つの変流器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、零相電流成分と相電流成分を検出
するには、次のような方法が採られていた。 図１４に示すように丸型の零相変流器ＺＣＴと、２
個の変流器ＣＴを組み合わせ、これらを図１８に示すよ
うに結線してなる回路を使用する。 図１５に示すようにトラック型の零相変流器ＺＣＴ
と２個の変流器ＣＴを組み合わせ、これらを図１８に示
すように結線してなる回路を使用する。 図１６に示すように３個の変流器ＣＴを一列に並
べ、これらを図１９に示すように零相電流を取り出す出
力の途中に相電流を取り出す負担抵抗を入れて結線して
なる回路を使用する。 ３個の変流器ＣＴを一列に並べられるスペースがと
れない場合は、図１７に示すように中央の変流器ＣＴの
み両側の変流器ＣＴの上にのせ、これらを図１９に示す
ように零相電流を取り出す出力の途中に相電流を取り出
す負担抵抗を入れて結線してなる回路を使用する。

【０００３】変流器ＣＴ用途としては、例えば、柱上開
閉器に零相変流器を取付ける場合、短絡など過負荷時に
残留電流が大きくなり、継電器が動作し、開閉器を遮断
しようとする。開閉器は、通常短絡電流の遮断能力がな
い時、変流器ＣＴを利用して、電流を検出し、遮断能力
以上の電流が流れ時、残留電流が大きくても、開閉機構
をロックさせ、開閉させないようにしている。また事故
情報として零相電流値以外に負荷電流値を測定したい時
に、開閉機構のロックの目的以外においても変流器ＣＴ
を利用することがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の４種類の検
出方法のうち、及びの検出方法では、零相電流のみ
検出する零相変流器ＺＣＴに対し変流器ＣＴを２個取付
けるスペースが必要であり、その分回路全体を被う開閉
器のスペースを大きくしなければならない。またの検
出方法では、一列に並べた方向にスペースをとる必要が
あり、の検出方法では、縦方向にスペースをとる必要
があるため、どちらも開閉器のスペースを大きくしなけ
ればならないという問題点がある。なお、やのよう
に３個の変流器ＣＴを使用する方法では、零相電流と相
電流が検出できて便利であるが、１次電流にトランスの
励突電流が流れ、この励突電流に直流分が多く含まれて
いると、３個の変流器ＣＴの場合、相電流検出抵抗Ｒと
巻線抵抗の和に比較してリアクタンスが大きいので、時
定数が数秒に達する。そのため、励突電流の直流分で１
度鉄心が飽和域に達すると、残留電流として長時間零相
負担抵抗Ｒ_L に出力が発生し、継電器が誤作動するとい
う問題点もある。本考案は、上記従来の問題点を解消し
うるとともに、部品点数及びコストを大巾に低減するこ
とを可能とする電流検出付き零相変流器を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、トラック型の鉄心を保護ケースで被
い、この保護ケースの回りに巻線を巻き付け、この巻線
の回りシールドを施し、上記鉄心を含めた上記シールド
の回りに電気的に３つの巻線を巻き付け、この巻線の途
中に電流検出用の負担抵抗、補助ＣＴなど電流検出用素
子を接続することにより構成することを特徴とするもの
である。

【０００６】

【実施例】以下図１ないし図１１にもとづいて本考案の
実施例を説明すると、図１において１はトラック型の鉄
心、２は鉄心１の内径部分から外径部分にかけて被う保
護ケース、２ａは鉄心１と保護ケース２の間の空隙部、
３は保護ケース２の回りに巻き付けた巻線で、これに
は、例えば、図２に示すように保護ケース２の一周に均
一に巻き付けた巻線４であつて、その両端間に負担抵抗
５を接続してなる巻線３ａを使用することもあり、ある
いは図３に示すように保護ケース２の回りのうち長径側
を２分する中心線６からみて一方の半周部分と他方の半
周部分とに、巻き回数が同じで、巻き方向が互いに逆向
きになるように巻き付けた巻線７、８であって、それら
を負担抵抗９を介して並列に接続してなる巻線３ｂを使
用することもあり、あるいは図４に示すように保護ケー
ス２の回りのうち長径側を２分する中心線からみて両側
の弧状部分に、巻き数が同じで、巻き方向が互いに逆向
きになるように巻き付けた巻線１０、１１と、この各巻
線１０、１１の間隔部分に、各巻線１０、１１の巻き回
数の半分の巻き回数で巻き付けた巻線１２、１３であっ
て、巻線１２、１３を直列に接続し、この直列接続の巻
線１２、１３と、巻線１０、１１とを並列に接続し、そ
の接続点間に負担抵抗１４を接続してなる巻線３ｃを使
用することもある。１５、１５は巻線３の回りのうち保
護ケース２の両側面と対向する部分に施したトラック型
シールドで、電流検出用鉄心を兼ねており、これらに
は、例えば図５及び図６に示すようにトラック型に成形
したシールド１６を使用することもあり、図７に示すよ
うにトラック型シールド１６と、その長径部分の内側縁
において中心線から両側へ等間隔をおいた部分から突出
するすき歯状のつば１７とを一体に成形してなるつば付
きシールド１８を使用することもあり、あるいは図８に
示すようにトラック型シールド１６と、その長径部分の
内側縁において中心線から両側へ等間隔をおいた部分を
窓枠状に連結するつば１９とを一体に成形してなるつば
付きシールド２０を使用することもある。２１はトラッ
ク型シールド１５、１５の回りに巻き付けた絶縁テー
プ、２２は絶縁テープ２１のうえからトラック型シール
ド１５、１５の回りに巻き付けた巻線で、これには、図
９又は図１０又は図１１にそれぞれ示すようにトラック
型シールド１６、又はつば付きシールド１８、又はつば
付きシールド２０の両側の弧状部分に、巻き数が同じ
で、巻き方向が互いに逆向きになるように巻き付けた巻
線２３、２４と、この各巻線２３、２４の間隔部分に、
各巻線２３、２４の巻き回数の半分の巻き回数で巻き付
けた巻線２５、２６であって、この巻線２５、２６を直
列に接続し、この直列接続の巻線と、巻線２３、２４と
を互いに一端側を接続し、他端側を電流検出用の負担抵
抗Ｒ（又は補助ＣＴ、その他の電流検出用素子）を介し
て接続してなる巻線２２ａ又は２２ｂ又は２２ｃを使用
する。２７は巻線２２の回りを被う外装テープである。

【０００６】上記の構成よりなる零相変流器のうち、す
き歯状のつば１７を有する鉄心を使用して構成したもの
において、電流要素検出特性及びその時の残留電流を３
相平衡電流及び単相電流を流し、単相電流の時は、単相
１次導体の鉄心に対する配置を左右対称、右寄り、左寄
りの３通りについて実験したところ、図１２の表−１に
示すような結果が得られ、また窓枠状のつば１９を有す
る鉄心を使用して構成したものにおいて、同様の実験を
したところ、図１３の表−２に示すような結果が得られ
た。

【０００７】これより、通常電流要素は過電流ロック用
又は短絡電流検出用に使用するが、過電流に対する出力
誤差は１次導体のどの相で過電流が発生しても、その相
に相当する負担の出力は、他の相の電流に殆ど影響され
ることなく、すき歯状のつば１７の場合は約±１０％程
度になり、窓枠状のつば１９の場合は±２％以内になる
ことがわかり、信号誤差としては十分に使用することが
できる。

【０００８】

【発明の効果】本考案は、叙上のように構成したから、
気中開閉器などのケースに入れて使用すると、従来の組
合わせである零相変流器１個と変流器２個を使用する方
法や、変流器３個を使用する方法に比べて、変流器を入
れるスペースを大巾に少なくすることができるため、ケ
ースの格段の小型、軽量化が計れるとともに、零相変流
器の部品点数及びコストの大巾な低減が計れる。また電
流特性においても残留電流がほとんど変わらず、最大電
流値を確実にとらえることができるができる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はトランク型零相変流器の鉄心に巻線とシ
ールドを施した状態を示す断面図である。

【図２】図２は保護ケースの回りに巻き付ける巻線の一
例を説明する図である。

【図３】図３は保護ケースの回りに巻き付ける巻線の別
の例を説明する図である。

【図４】図４は保護ケースの回りに巻き付ける巻線の更
に別の例を説明する図である。

【図５】図５はトラック型のシールドの正面図である。

【図６】図６は図５の側面図である。

【図７】図７はつば付きトラック型シールドの一例を示
す正面図である。

【図８】図８はつば付きトラック型シールドの別の例を
示す正面図である。

【図９】図９は図５のトラック型シールドを使用した場
合の巻線の例を示す図である。

【図１０】図１０は図７のつば付きトラック型シールド
を使用した場合の巻線の例を示す図である。

【図１１】図１１は図８のつば付きトラック型シールド
を使用した場合の巻線の例を示す図である。

【図１２】図１２は本発明に係る零相変流器の実験例の
１例を示す表である。

【図１３】図１３は本発明に係る零相変流器の実験例の
別の例を示す表である。

【図１４】図１４は１次導体に零相変流器ＺＣＴ及び変
流器ＣＴを取付ける一例を示す図である。

【図１５】図１５は１次導体に零相変流器ＺＣＴ及び変
流器ＣＴを取付ける別の例を示す図である。

【図１６】図１６は１次導体に零相変流器ＺＣＴ及び変
流器ＣＴを取付ける更に別の例を示す図である。

【図１７】図１７は１次導体に零相変流器ＺＣＴ及び変
流器ＣＴを取付ける更に別の例を示す図である。

【図１８】図１８は図１２及び図１３の取付け例の等価
回路図である。

【図１９】図１９は図１４及び図１５の取付け例の等価
回路図である。

【符号の説明】

１…トラック型鉄心、２…保護ケース、３…巻線、１５
…トラック型シールド、２２…巻線。

【手続補正書】

【提出日】平成３年８月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラック型の鉄心を保護ケースで被い、
   この保護ケースの回りに巻線を巻き付け、この巻線の回
   りにシールドを施し、上記鉄心を含めた上記シールドの
   回りに電気的に３つの巻線を巻き付け、この巻線の途中
   に電流検出用の負担抵抗、補助ＣＴなど電流検出用素子
   を接続することにより構成することを特徴とする零相変
   流器。
2. 【請求項２】 トラック型の鉄心を保護ケースで被い、
   この保護ケースの一周に均一に巻き付けた巻線４の両端
   間に負担抵抗を接続してなる零相変流器、又はトラック
   型の鉄心を保護ケースで被い、この保護ケースの回りの
   うち、鉄心の長径側を２分する中心線からみて一方の半
   周部分と他方の半周部分とに、巻回数が同じで、巻き方
   向が互いに逆向きの巻線７、８を巻き付け、この巻線
   ７、８を負担抵抗を介して並列に接続してなる零相変流
   器、又はトラック型の鉄心を保護ケースで被い、この保
   護ケースの回りのうち、鉄心の長径側を２分する中心線
   からみて両側の弧状部分には、巻回数が同じで、巻き方
   向が互いに逆向きの巻線１０、１１を巻き付け、この巻
   線１０、１１の間隔部分には、巻線１０、１１の巻き回
   数の半分の巻線１２、１３を巻き付け、この巻線１２、
   １３を直列に接続し、この直列接続の巻線と巻線１０、
   １１とを互いに並列に接続し、この並列接続点間に負担
   抵抗を接続してなる零相変流器において、トラック型の
   シールドで被い、このシールドの回りのうち、長径側を
   ２分する中心線から見て両側の弧状部分には、巻回数が
   同じで、巻き方向が互いに逆向きの巻線２３、２４を巻
   き付け、この巻線２３、２４の間隔部分には、巻線２
   ３、２４の巻き回数の半分の巻線２５、２６を巻き付
   け、この巻線２５、２６を直列に接続し、この直列接続
   の巻線の一端と、巻線２３、２４の各々の一端を接続
   し、上記直列接続の巻線の他端には、電流検出用の負担
   抵抗、補助ＣＴなど電流検出用素子を接続し、この電流
   検出用素子の各巻線に接続されていない端部を互いに接
   続することにより構成することを特徴とする零相変流
   器。