JPH0581731U - 電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造簡単で、安価に外部磁界の影響を小さく
することを可能にした電流センサを提供する。 【構成】 環状の磁性コア１の一部を切断して形成され
た空隙部２の外周近辺に磁性体板４を配置し、その内周
側に磁界センサ３を位置せしめた電流センサ。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明は、例えば架空送配電線等の周囲に配設し、電流計測等に用いられる電 流センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び考案が解決しようとする課題】

光磁界センサを用いた電流センサとしては、図３に示すように、１部が切断さ れて空隙部２を形成した環状の磁性コア１の上記空隙部に光磁界センサ３を配置 したものを、架空送配電線等の電線Ａの周囲に配設し、電線Ａを流れる電流の計 測等に広く用いられている。（例えば、電気計算の1985年６月号「光を使った電 気量測定器」参照） しかし、上記構造の電流センサは磁性コアが閉じた磁路を形成していないので 、例えば他相の電線が近接しており、そこに大電流が流れているとかなりの磁界 が発生しており、かかる外部磁界の影響を受けて電流計測の誤差を生じるという 問題点がある。

【０００３】 このような外部磁界の影響を極力小さくする方法として、電流検出対象導体の 外周にカットコアを嵌合し、対称位置に形成された１対の空隙部に磁界センサを 配置し、２つの磁界センサの出力を加算する方法が提案されている（特開昭59- 198360号公報参照）。 しかし、この方法においては、磁性コアに２ヶ所の空隙部があり、磁界センサ ２ヶを使用することになるため、高価となるばかりでなく、電流センサの構造が 複雑となる。又２ヶの磁界センサの出力を加算するための加算器が必要となり、 回路部が複雑となる等の問題点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の問題点を解消し、構造が簡単で、安価に外部磁界の影響を小さ くすることを可能にした電流センサを提供するもので、その特徴は、環状の磁性 コアに形成された空隙部の外周近辺に磁性体板を配置し、その内周側に磁界セン サを位置せしめたことにある。

【０００５】

【実施例】

図１は本考案の電流センサの具体例の正面図である。図面において、１は環状 の磁性コアで、その一部が切断されて空隙部２を形成している。上記空隙部２の 外周近辺には磁性体板４が配置されており、磁界センサ３はそれより内周側に位 置している。 この場合、磁性体板を設けることにより、検出磁界を弱めないように、磁界セ ンサはできる限り磁性コアの中心寄りに、磁性体は外周寄りに配置する。又磁性 体板はその長さを磁界センサのある部分と同等程度となるように短かく設計する 。

【０００６】 磁性コアの材質としては純鉄、ケイ素鋼板、フェライト、パーマロイ、センダ スト合金等が用いられ、磁性体板の材質としては、軟鉄、純鉄、ケイ素鋼板、フ ェライト、パーマロイ等が使用可能で、磁性コアと磁性体板とは同一材質を用い てもよく、異った材質を使用してもよい。 又磁性体板の形状としては、図２（イ）〜（ニ）に示すように、長方形平板 （イ）、Ｈ形平板（ロ）、断面コの字形（ハ）、断面コの字形を長さ方向に複数 に分割したもの（ニ）等が用いられる。

【０００７】

【作用】

図１に示す電流センサは、磁性体板４を除いた部分は図３に示す従来の電流セ ンサと特に変るところがない。即ち、磁性コア１の穴中心部に電線Ａを通すと、 電線Ａの電流に応じた磁界が電線Ａ周囲に発生し、磁性コア１の空隙部２は磁性 コア１により磁束が集束されるので、磁性コア１を用いず電線直上に磁界センサ を配置する場合に比し、磁束が非常に多い。このため、光磁界センサを用いて電 流を計測する場合、この構造を用いることが多い。

【０００８】 しかし、環状の磁性コア１は高透磁率のため図４（イ）のように外部磁界Ｂも 集束する。この場合、空隙部２の長さが長い程外部磁界Ｂの影響は大きくなる。 このため、前述のように外部磁界Ｂの影響を小さくする方法が考えられてきた。 本考案においては、図１に示すように磁性体板４を空隙部２の外周近辺に配置 し、その内周側に磁界センサ３を配置することにより、図４（ロ）に示すように 、外部磁界Ｂの大半が磁性体板４の周上を通るようになり、磁界センサ３には達 しないようになる。

【０００９】

【実験例】

図５に示す方法により磁性体板の効果を確認した。 鉄心（方向性ケイ素鋼板、厚さ47mm、外径80mmφ）１の中心から100mm 離れた 位置に外部電線Ａ′を配置し、該電線Ａ′にＩ＝ 400Ａを通電した。又光磁界セ ンサ３を、その中心（磁界検出部）が鉄心１の中心から17mmの位置となるよう、 磁性体板（鉄板、長さ27×幅30×厚３）を鉄心１の中心から33mm離れた位置に固 定し、外部電線Ａ′の磁界の影響（他相の電流に対する出力電圧の割合、入力電 流換算値。例えば 0.1％は400Aの 0.1％である0.4Aの電流が、鉄心の中心部に電 線を通して通電された時のセンサ出力と同一であったことを意味する。）を測定 した。 なお、角度θ（センサの検出磁界方向と垂直な線ｌと、鉄心中心と電線とを結 ぶ線Ｌとのなす角）により影響が変わるため、θ＝０〜 180°の範囲で測定した 。

【００１０】 結果を図５（ロ）に示す。なお比較のため、鉄板なしの場合も測定した。図５ （ロ）より明らかなように、鉄板ありの場合は、鉄板なしに比べ、最良1/2 程度 であり、その効果が確認された。

【００１１】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の電流センサによれば、磁性コアの空隙部外周近 辺に磁性体板を配置し、その内周側に磁界センサを位置せしめる簡単な構造で、 安価に外部磁界の影響を減少させる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電流センサの具体例の正面図である。

【図２】（イ）〜（ニ）は本考案の電流センサに用いる
磁性体板の形状例の説明図である。

【図３】従来の電流センサの一例の正面図である。

【図４】従来の電流センサ（イ）と本考案の電流センサ
（ロ）の外部磁束の影響の説明図である。

【図５】（イ）は本考案の電流センサの効果確認の実験
の説明図、（ロ）は実験結果の説明図である。

【符号の説明】

１ 磁性コア ２ 空隙部 ３ 磁界センサ ４ 磁性体板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部が切断されて空隙部を形成した環状
   の磁性コアの上記空隙部に磁界センサを配置して電流を
   検出する電流センサにおいて、上記空隙部の外周近辺に
   磁性体板を配置し、その内周側に磁界センサを位置せし
   めたことを特徴とする電流センサ。