JPH0634227U - 中高電圧用電流センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中高電圧で使用される装置又は設備内におい
ても、雑音による影響を殆どなくし、正確な電流検を行
えるようにする。 【構成】 環状のコア１０の内側を導体１２が通り抜
け、導体１２には測定されるべき電流が流れるようにな
っている。このコア１０は、非磁性材料で形成されてい
るので、鉄製コアのような磁気飽和現象の発生を防ぐこ
とができ、また、２次電流をリニア的に変化させること
ができる。しかし、非磁性材料のコアは、１次電流によ
り誘起される２次電流の信号レベルが非常に弱くなり、
雑音による影響を受けやすくなる。そこで、コア１０の
周囲を、磁気シールド１８及び静電気シールド２２の双
方のシールドで囲み、雑音による影響を排除している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、非磁性の材料で作られたリング状のコアと、このコアを通り抜ける 導体によって構成された一次巻線と、上記コアに巻かれて形成される二次巻線と 、この二次巻線を持つコアの外報を囲む磁気シールドとを備える中高電圧用電流 センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来からある通常の電流センサーでは、コアに鉄などの磁性材料を用いている 。このような電流センサーを使用した場合、２次電流の値を高くできるので、雑 音による影響はそれほど深刻なものとはならない。しかし、鉄製のコアを用いて いるので、大きな１次電流がリニア的に変化しなくなってしまう。

【０００３】 鉄製コアを用いたことによる磁気飽和現象を防ぐ方法のひとつとして、エアギ ャップを拡げることが考えられる。しかし、この方法は電流センサーのスペース 的増大をもたらすことになる。

【０００４】 そこで、コアに鉄などの磁性材料を用いるのではなく、非磁性材料を用いるこ とも考えられる。非磁性材料については空気とすることも可能ではあるが、２次 巻線を機械的に支持することができるプラスチック等の材料が好ましい。

【０００５】 このような非磁性材料のコアを用いることとすれば、鉄製コアを用いた場合の 磁気飽和現象の発生を防ぐことができ、２次電流をリニア的に変化させることが できる。

【０００６】 しかし、コアに非磁性材料を用いた場合、１次電流によって誘起される２次電 流の信号レベルが非常に弱くなってしまうという新たな問題が発生する。このと きの２次電流の信号レベルがどの程度弱いものかというと、中高電圧で使用する 装置又は設備内へこの電流センサーを置いた場合に、そのときの雑音によって生 じる２次電流の信号レベルよりも弱くなってしまうことがあるほどである。

【０００７】 本考案はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中高電圧で使用する装 置又は設備内においても雑音による影響を極力排除することができる、非磁性材 料のコアを有する中高電圧用電流センサーを提供することを目的としている。

【０００８】

【考案の概要】

本考案による電流センサーは、非磁性の導電性材料で作られた静電気シールド を備えることを特徴としており、この静電気シールドは一次の導体と二次巻線を 持った非磁性のコアとの間に設けられている。

【０００９】 外方の磁気シールドは、外方からのいかなる雑音の誘導をも著しく抑える役割 を果たす。しかしながら、このような外方のシールドでは十分ではなく、かつセ ンサーによって伝えられる信号がセンサーに供給される電圧によって変ることが 知られている。本考案の如く静電気シールドを付加すれば、電流センサーにより 伝えられる信号についての上記の欠点をなくすことができ、かつ高電圧の設備に おいても正確な測定信号を得ることができる。

【００１０】 この現象を考察すれば、これが一次の導体と二次巻線の外側の層との間に存在 するキャパシタンスにより引きおこされるものであることがわかり、また、静電 気シールドの能力を説明するものであることがわかる。測定部分において、いか なる電気的ポテンシャルをも生じないようにするために、静電気シールドは設置 することが望ましい。

【００１１】 磁気シールドは高い透磁性を有する物質で作られた円筒状の殻であることが望 ましく、その殻の内部には二次巻線を保持するリング状のコアが収容される。透 磁性の静電気シールドは導電性が非常に低いもの、例えば、銅、アルミニウムな いし他の適当な材料により作られる。シールドの構造としては種々のものがある 。

【００１２】 すなわち、コアとその巻線のまわりに部分的ないし全体的に設けられた硬い部 材でもよく、コアとその巻線のまわりを包む導電性の帯でもよく、また例えば塗 付された被膜や導電性のメッキのような導電性の単一層であってもよい。上記以 外の利点および特徴点は、本考案の２つの実施例によってより明らかになる。

【００１３】

【実施例】

以下、添付図面の図１乃至図４を参照して、本考案の実施例を詳細に説明する 。なお、図面の説明において同一の要素は同一の符号で示してある。

【００１４】 図１は本考案の一実施例の正面図であり、図２はそのII−II線断面図である。 図示の如く、非磁性の材料で作られたコア１０にはその軸方向に導体１２が通り 抜けており、導体１２には測定されるべき電流が通じるようになっている。この 導体１２は、中程度の電圧又は高電圧であることが明らかなスイッチ盤ないし装 置である設備に属しており、１回だけ通過するセンサーの一次巻線を構成してい る。この一次巻線は、従来から知られた方法で種々変形させることができる。

【００１５】 接続線１６を有する二次巻線１４は、リング状のコア１０のまわりに巻回され ている。コア１０と巻線１４は、円筒状の殻の形をしたシールド１８の内側に同 軸に設けられている。シールド１８はコア１０および巻線１４を僅かな隙間をあ けて囲んでおり、その両側で側面方向に延びている。シールド１８は鉄含有シリ コンや金属のような透磁性の高い材料で作られ、センサーの外側をシールドして いる。

【００１６】 図１および図２において、コア１０と巻線１４とシールド１８との組立体は絶 縁性スリーブ２０に囲まれ、これによって組立体は細長く重なり合うように回り が巻かれている。リング状をした内方のシールド２２はＶ形の凹所２４を外方に 形成しており、ここには巻線１４を持ったコア１０が収容されている。凹所２４ の底部の断面形状はコア１０の断面形状に対応し、凹形２４の底部にコア１０が ぴったり合うようになっている。凹所２４のＶ形の壁は外方のシールド１８の近 くに延びている。シールド１８は凹所２４とその外形に従う絶縁性スリーブ２０ の間に入り、スリーブ２０と協働して凹所２４をほぼ密閉している。

【００１７】 内方のシールド２２は、変形によって又は相補的部品の組立体によって、又は 他の方法によっコア１０に取り付けられる。この内方のシールド２２と導電性の 材料で作られるが、非磁性体であっても透磁性の非常に低い物質であってもよい 。このような材料としては、銅やアルミニウムなどがある。そしてこのシールド ２２は静電気シールドを構成し、設置されていることが望ましく、一次の導体１ ２と二次巻線１４の外側との間に介挿される。このシールド２２により、導体１ ２を流れる電流電圧からほぼ独立して二次巻線１４の端子１６で信号が得られる ようになっていることが、試験により明らかにされている。

【００１８】 この組立体は、型に入れて作られた絶縁材料に覆われていてもよい。またスリ ーブ２０による絶縁は他の方法で行なってもよく、さらにコーティングによる絶 縁であっても良いことは言うまでもない。また通常はリング形状で用いられるが 、本考案に係る静電気シールドは花托型すなわち偏円のリング形状でもよく、他 の外形形状ないし断面形状を有するものでもよく、四辺形状であってもよいこと は言うまでもない。

【００１９】 次に、図３および図４を参照して、本考案の他の実施例を説明する。図３は同 実施例の正面図であり、図４はそのIV−IV線断面図である。静電気シールド２６ は中空の円形リングで作られ、その内部には巻線１４を有するコア１０が僅かな 隙間をあけて収容されている。そして、リング形状の絶縁スリーブ２８がそれら の間に設けられている。この実施例では、静電気シールド２６はコア１０と巻線 １４を完全に囲んでおり、かつ外方の磁気シールド１８の側部に延びている。こ の磁気シールド１８はセンサーの操作にいかなる影響も与えない。

【００２０】 本考案は上記の２つの実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能で あることは言うまでもない。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように、本考案によれば、非磁性材料によりリング状のコアを形成し、 さらに、静電気シールド及び磁気シールドをこのコアの回りに設けた構成とした ので、中高電圧で使用される装置又は設備内においても、雑音による影響が殆ど なくなり、正確な電流検出を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の正面図。

【図２】図１のII−II線断面図。

【図３】本考案の他の実施例の正面図。

【図４】図３のIV−IV線断面図。

【符号の説明】

１０ コア １２ 一次の導体（一次巻線） １４ 二次巻線 １６ 接続線 １８ 磁気シールド ２０，２６ 絶縁スリーブ ２２，２６ 静電気シールド ２４ 凹所

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性材料で作られたリング状のコア（１
   ０）と、このコア（１０）を通り抜ける導体（１２）で
   構成された一次の巻線と、前記コア（１０）に巻回して
   構成された二次巻線（１４）とを備え、非磁性の導電材
   料で作られた静電気シールド（２２，２６）が前記一次
   導体（１２）と前記二次巻線（１４）を持った非磁性の
   コア（１０）との間に介挿され、磁気シールド（１８）
   が前記二次巻線（１４）を持ったコア（１０）を囲んで
   いる中高電圧用電流センサー。
2. 【請求項２】前記外方の磁気シールド（１８）は、前記
   二次巻線（１４）を持ったリング状のコア（１０）を僅
   かの隙間をあけて同軸に囲む円筒状の殻によって構成さ
   れ、前記殻は前記コアの両側にのびている実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の中高電圧用電流センサー。
3. 【請求項３】前記磁気シールド（１８）は、μ金属すな
   わち鉄含有シリコンのように高い透磁性を有する材料で
   作られている実用新案登録請求の範囲第１項記載の中高
   電圧用電流センサー。
4. 【請求項４】前記内方の非磁性のシールド（２２，２
   ６）は、前記二次巻線（１４）を持ったコア（１０）の
   内方の面を同軸に囲むリングにより構成される実用新案
   登録請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の中
   高電圧用電流センサー。
5. 【請求項５】前記シールド（２２）はＶ形の凹所（２
   ４）を有し、、この凹所には前記二次巻線（１４）を持
   ったコア（１０）を収容し、この凹所の壁は前記外方の
   シールド（１８）に近づくように前記コア（１０）の両
   側に延び、これによって前記凹所がほぼ完全に密閉され
   ている実用新案登録請求の範囲第４項記載の中高電圧用
   電流センサー。
6. 【請求項６】前記非磁性のシールド（２６）は、二次巻
   線（１４）を持ったコア（１０）を内部に収容する中空
   のリングにより構成される実用新案登録請求の範囲第４
   項記載の中高電圧用電流センサー。