JPH0831672A - 変流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁素子からなる変流器本体と、電子回路素
子からなる電流検出部とを分離できるように構成する。 【構成】 磁路の一部に空隙を有する鉄心１及び鉄心１
に巻装された２次巻線５より変流器本体９を構成し、鉄
心１の空隙内に配置された磁気検出素子３及び磁気検出
素子３の出力に応じて２次巻線５に電流を供給する増幅
器４並びに２次巻線５に流れる電流を検出する検出用抵
抗器６から電流検出部１２を構成し、電流検出部１２に
設けた雄形接続端子１４ａ，１４ｂ及び嵌合凸部１３を
変流器本体９に設けた雌形接続端子１１ａ，１１ｂ及び
嵌合凹部にそれぞれ嵌合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気検出素子を用いた
変流器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】変流器においては、被測定電流が直流，
交流にかかわらず測定できるように磁気検出素子を用い
たものが供されており、また、その磁気検出素子の温度
特性の影響を排除して高い測定精度を得るものとして、
磁気検出素子の出力電圧に応じて増幅器により２次巻線
に電流を流して測定する方式がある。このような変流器
の従来例を図７に示す。

【０００３】図７において、環状の鉄心１は、被測定電
流が流れる１次導体２を貫通させるものであり、被測定
電流によって発生する磁束が流れる磁路の一部に空隙を
有している。磁気検出素子３は、例えばホール素子のよ
うなものであり、鉄心１の空隙内に配置されて、空隙の
磁束を検出する。増幅器４は磁気検出素子３の出力に応
じて鉄心１に巻き付けられた２次巻線５に電流を供給す
るもので、その出力端子は２次巻線５の一方の端子に接
続されている。２次巻線５の他方の端子は、２次巻線５
に流れる電流を検出するための検出用抵抗器６の一方の
端子に接続され、その検出用抵抗器６の他方の端子はア
ースに接続されている。

【０００４】そして、これらの鉄心１，磁気検出素子
３，増幅器４，２次巻線５及び検出用抵抗器６は本体７
として一体に構成されており、本体７には検出用抵抗器
６の両端子に接続された外部端子８ａ，８ｂが設けられ
ている。

【０００５】以上の構成において、被測定電流Ｉが鉄心
１を貫通する１次導体２に流れると、鉄心１の磁路に沿
って磁束φを生じる。このとき鉄心１の空隙内の磁気検
出素子３は磁束φを検出し、それに応じた電圧を出力す
る。増幅器４は、磁気検出素子３の出力に応じて２次巻
線５に電流Ｉ´を供給して、被測定電流Ｉによって発生
する磁束φを打ち消す方向に磁束φ´を発生させ、その
電流Ｉ´を磁気検出素子３の出力電圧が０になるまで増
加させる。従って、磁束φと磁束φ´が平衡したところ
で前記磁気検出素子３の出力電圧は０になり、そのとき
２次巻線５を流れている電流Ｉ´は被測定電流Ｉに比例
した電流値になる。よって、検出用抵抗器６の両端の電
圧降下を外部端子８ａ，８ｂ間で測定することにより２
次巻線５に流れる電流Ｉ´を測定すれば、増幅器４の増
幅率及び２次巻線５の巻数比から計算して被測定電流値
Ｉを得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の構成の変流器では、以下のような問題を生じてい
た。第１に、電流検出部を構成する磁気検出素子３及び
増幅器４のような電子回路素子は、一般に変流器本体を
構成する鉄心１及び２次巻線５のような電磁素子と比較
して寿命が短いので、電子回路素子に寿命が来た場合に
は電磁素子が機能するにもかかわらず本体７全体を交換
する必要が生じてくる。

【０００７】第２に、変流器は盤内に設置されることが
多いが、その設置箇所は一般に周囲にスペースの余裕が
ない場合が多く、設置後に増幅器３の調整が必要になっ
た場合は、調整が困難である。

【０００８】第３に、変流器の定格が設計変更等により
変更された場合は、本体７を定格に応じた増幅率を有す
る他の本体と交換する必要が生じ、この場合には、本体
７を鉄心１に貫通している１次導体２を切り離してから
でないと取り外せない。本発明は、上記の問題を解決す
るもので、その目的は、交換や調整、さらには取扱いの
容易な変流器を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１記載の変流器は、１次導体を貫通させかつ
磁路の一部に空隙を有する環状の鉄心及びこの鉄心に巻
装された２次巻線から構成された変流器本体と、鉄心の
空隙内に配置される磁気検出素子を有する電流検出部と
を分離可能に構成したことを特長としてなるものであ
る。

【００１０】この場合、変流器本体と電流検出部とを、
ケ−ブルを介して接続するように構成してもよい（請求
項２）。また、磁気検出素子の出力に応じて２次巻線に
電流を供給する増幅器を電流検出部内に設け、この増幅
器の増幅率を可変となるように構成してもよい（請求項
３）。

【００１１】更に、電流検出部が変流器本体から分離さ
れたときに、２次巻線の端子間を短絡させる放電ギャッ
プなどの短絡機能素子を変流器本体内に有するように構
成してもよい（請求項４及び５）。

【００１２】また、電流検出部内の磁気検出素子を磁気
検出部として分離できるように構成してもよい（請求項
６）。更に、磁気検出部の磁気検出素子を弾性を有する
素材で被覆するように構成してもよい（請求項７）。

【００１３】

【作用】請求項１記載の変流器によれば、変流器本体と
電流検出部とが分離できるように構成されているので、
電流検出部を構成する電子回路素子の交換の必要が生じ
た場合、１次導体が貫通している変流器本体はそのまま
にして、電流検出部のみ分離して取り外すことができ
る。

【００１４】請求項２記載の変流器によれば、電流検出
部と変流器本体の間を、ケ−ブルを用いて接続するよう
に構成したので、ケ−ブル長の選択によって電流検出部
を変流器本体から離れた任意の位置に配置することがで
きる。

【００１５】請求項３記載の変流器によれば、増幅器の
増幅率を可変となるように構成したので、全体を交換し
なくても定格を変更することができる。請求項４記載の
変流器によれば、電流検出部が分離されたときに、２次
巻線の端子間を短絡させる短絡機能素子を変流器本体内
に有するように構成したので、電流検出部が分離された
場合に異常電圧が発生しても短絡経路を形成できる。

【００１６】請求項５記載の変流器によれば、短絡機能
素子として放電ギャップを用いたので、異常電圧発生時
のみ短絡経路を形成でき、通常使用時の変流器本体に対
する分流の影響を無視できる。

【００１７】請求項６記載の変流器によれば、電流検出
部内の磁気検出素子を磁気検出部として分離できるよう
に構成したので、磁気検出部を電流検出部から分離した
状態で保管，運搬することができる。

【００１８】請求項７記載の変流器によれば、磁気検出
部の磁気検出素子を弾性を有する素材で被覆するように
したので、磁気検出素子が鉄心から受けるストレスを被
覆によって緩和することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図１
を用いて説明するに、図１においては、従来例の図７と
同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異な
る部分のみ説明する。

【００２０】変流器本体９は、鉄心１と２次巻線５とを
一体として合成樹脂モールド等で形成されており、鉄心
１の空隙部には嵌合凹部１０が設けられている。また、
変流器本体９には接続手段として雌形接続端子１１ａ，
１１ｂが設けられ、これらの雌形接続端子１１ａ，１１
ｂは、２次巻線５の両端子に接続されている。

【００２１】電流検出部１２は、磁気検出素子３，増幅
器４及び検出用抵抗器６を一体として、前記変流器本体
９と同様に合成樹脂モールド等で形成されている。嵌合
凸部１３は磁気検出素子３を内包する部分であり、変流
器本体９の嵌合凹部１０と嵌合するように形成されてい
る。電流検出部１２には、接続手段として雄形接続端子
１４ａ，１４ｂが設けられており、雄形接続端子１４ａ
は増幅器４の出力端子に接続され、雄形接続端子１４ｂ
は検出用抵抗器６を介してアースされている。

【００２２】この場合、雄形接続端子１４ａ，１４ｂは
後述する合体時に雌形接続端子１１ａ，１１ｂと嵌合に
より接続されるようになっている。そして、検出用抵抗
器６の両端子は、外部から電圧降下を測定するために電
流検出部１２に設けられた外部端子８ａ，８ｂに接続さ
れている。

【００２３】しかして、電流検出部１２の嵌合凸部１３
が変流器本体９の嵌合凹部１０に嵌合され、且つ、雄形
接続端子１４ａ，１４ｂが雌形接続端子１１ａ，１１ｂ
に嵌合により接続されることによって、変流器本体９と
電流検出部１２が合体されて変流器を構成する。

【００２４】次に、本実施例の作用について述べる。変
流器本体９と電流検出部１２の合体時の作用は従来例で
ある図７と同一である。ここで、経年変化によって前記
電流検出部１２が前記変流器本体９より早く寿命に達し
た場合を考える。従来は変流器本体９と電流検出部１２
とは一体化された構成であるため、本体７に貫通してい
る１次導体２を一度切り離して本体７を全て交換する必
要があった。しかるに、本実施例では、電流検出部１２
のみを分離できるため、変流器本体９は貫通している１
次導体２を一度切り離すこと無くそのまま現行品を使用
し、電流検出部１２のみ新品に交換すればよい。

【００２５】このように、本実施例によれば、変流器
を、鉄心１及び２次巻線５からなる変流器本体９と、磁
気検出素子３を有する電流検出部１２とに分離できるよ
うに構成したので、変流器本体９の寿命に対して電流検
出部１２の寿命が短い場合に電流検出部１２のみの交換
で対応できる。また、設計変更などにより定格が変更さ
れた場合には、同様にして、電流検出部１２を変流器本
体９から取り外して定格に応じた増幅率を有する別の電
流検出部を変流器本体９に交換して取り付けることがで
き、全体を交換する必要はない。

【００２６】図２は本発明の第２の実施例を示すもので
あり、図１と同一部分には同一符号を付して示す。この
実施例では、分離した状態の変流器本体９と電流検出部
１２とを、接続手段としてのケ−ブル１５ａ，１５ｂを
用いて電気的に接続したものである。即ち、ケーブル１
５ａ，１５ｂの一方には雄形接続端子１６ａ，１６ｂが
設けられ、これらは変流器本体９の雌形接続端子１１
ａ，１１ｂに嵌合により接続される。また、ケーブル１
５ａ，１５ｂの他方には雌形接続端子１７ａ，１７ｂが
設けられ、これらは電流検出部１２の雄形接続端子１４
ａ、１４ｂに嵌合により接続される。

【００２７】上記のように構成した第２の実施例によれ
ば、一度変流器を盤内に組み込んだ後、増幅器４の零点
調整などの電流検出部１２の調整が必要となった場合に
は、変流器本体９はそのままにして電流検出部１２を取
り外し、ケーブル１５ａ，１５ｂで接続することによ
り、電流検出部１２を盤外に引き出して手元でその調整
が行える。

【００２８】図３は本発明の第３の実施例を示すもので
あり、図１と異なるところは、電流検出部１２内の増幅
器４の代わりに、増幅率を可変な構成とした増幅器１８
を設けるようにしたものである。尚、この図３では電流
検出部１２のみ示した。

【００２９】上記のように構成した第３の実施例によれ
ば、変流器を盤内に組み込んだ時点で変流比が確定でき
ない場合でも、組み込み後に増幅率の調整を行うことで
対応できる。また、予め異なる増幅率に調整した複数種
類の電流検出部１２を用意しておくことにより、電流検
出部１２の交換のみで定格変更に対応できる。

【００３０】図４は本発明の第４の実施例を示すもので
あり、図１と異なるところは、変流器本体９に、雌形接
続端子１１ａ，１１ｂ間を電気的に接続する短絡機能素
子としてバリスタ等の非線形抵抗器１９を内蔵したもの
である。この図４では変流器本体９のみ示した。尚、短
絡機能素子としては抵抗器あるいはコイルを用いても良
い。

【００３１】上記のように構成した第４の実施例によれ
ば、変流器の動作中に変流器本体９に対して電流検出部
１２の脱落が生じまたは調整のための取り外しが行われ
た場合、２次巻線５が開放状態となって雌形接続端子１
１ａ，１１ｂ間に高電圧が発生することを非線形抵抗器
１９の短絡機能により防止できる。従って、再接続時に
作業者若しくは電流検出部内の回路素子に悪影響を及ぼ
すことはない。

【００３２】図５は本発明の第５の実施例を示すもので
あり、図４と異なるところは、短絡機能素子として放電
ギャップ２０を使用したものである。上記のように構成
した第５の実施例によれば、通常の動作状態においては
雌形接続端子１１ａ，１１ｂ間は開放状態であって短絡
機能素子たる放電ギャップ２０の影響はなく、異常時の
み短絡状態を作り出すことができる。

【００３３】図６は本発明の第６の実施例を示すもので
あり、図１と異なるところは、電流検出部１２の磁気検
出素子３を分離して接続端子２１を有する磁気検出部２
２を構成し、電流検出部１２側に接続端子２１と接続さ
れる接続端子２３を組み込んだ構成としたものである。

【００３４】上記のように構成した第６の実施例によれ
ば、保管，運搬時に磁気検出部２２を電流検出部１２か
ら分離しておくことができ、従って、電流検出部１２に
は嵌合凸部１３のような突出部がなくなるので、他の物
体との衝突，衝撃などによる磁気検出素子３の破損の危
険を少なくでき、取扱いが容易で構造的信頼性が向上す
る。

【００３５】尚、第６の実施例においては、変流器の組
立時において、磁気検出部２２を予め変流器本体９に圧
入，接着等により固定しておき、電流検出部１２の雌形
接続端子１１ａ，１１ｂ及び接続端子２３を雄形接続端
子１４ａ，１４ｂ及び接続端子２１に接続固定するよう
にしてもよく、この場合には、電流検出部１２の変流器
本体９に対する位置合わせが容易になり、組立性の向上
も期待できる。

【００３６】また、上記実施例において、前記磁気検出
部２２の磁気検出素子３を弾性を有する素材で被覆する
ようにしてもよく、このようにすると、磁気検出素子３
が鉄心１から受けるストレスを緩和することができるの
で、磁気検出素子３の信頼性が向上する。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１記載の変流器によれば、変流器本体と電流検出部
とが分離できるように構成されているので、電流検出部
を構成する電子回路素子の故障または定格変更のため交
換の必要が生じた場合、１次導体が貫通している変流器
本体はそのままにして電流検出部のみ分離して取り外す
ことができるので、交換作業が容易に行え、また変流器
本体は継続して使用できる。

【００３８】請求項２記載の変流器によれば、電流検出
部と変流器本体の間を、ケ−ブルを用いて接続するよう
に構成したので、ケ−ブル長の選択によって分離した電
流検出部を変流器本体から離れた任意の位置に配置する
ことができ、従って、設置後の調整作業が作業者の手元
において容易に行い得る。

【００３９】請求項３記載の変流器によれば、増幅器の
増幅率を可変となるように構成したので、定格変更に容
易に対処することができる。請求項４記載の変流器によ
れば、変流器本体から電流検出部が分離されたときに、
２次巻線の端子間を短絡させる短絡機能素子を前記変流
器本体内に有するように構成したので、電流検出部が分
離された場合に異常電圧が発生しても短絡経路を形成で
き、従って、再接続時に作業者若しくは電流検出部内の
電子回路素子に悪影響を及ぼすことはない。

【００４０】請求項５記載の変流器によれば、短絡機能
素子として放電ギャップを用いたので、通常使用時にお
いて２次巻線に対する分流経路を考慮する必要はなくな
る。請求項６記載の変流器によれば、電流検出部内の磁
気検出素子を磁気検出部として分離できるように構成し
たので、磁気検出部を電流検出部から分離した状態で保
管，運搬することができ、他の物体との衝突，衝撃など
による磁気検出素子の破損の危険が少なくなり、取扱い
が容易で構造的信頼性が向上する。

【００４１】請求項７記載の変流器によれば、磁気検出
部の磁気検出素子を弾性を有する素材で被覆するように
したので、磁気検出素子が鉄心から受けるストレスを被
覆により緩和することができ、磁気検出素子の信頼性を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図

【図２】本発明の第２の実施例を示す構成図

【図３】本発明の第３の実施例を示す電流検出部の構成
図

【図４】本発明の第４の実施例を示す変流器本体の構成
図

【図５】本発明の第５の実施例を示す変流器本体の構成
図

【図６】本発明の第６の実施例を示す構成図

【図７】従来例の構成図

【符号の説明】

１は鉄心、３は磁気検出素子、４は増幅器、５は２次巻
線、６は検出用抵抗器、８ａ，８ｂは外部端子、９は変
流器本体、１０は嵌合凹部、１１ａ，１１ｂは雌形接続
端子（接続手段）、１２は電流検出部、１３は嵌合凸
部、１４ａ，１４ｂは雄形接続端子（接続手段）、１５
ａ，１５ｂはケーブル（接続手段）、１８は増幅器、１
９は非線形抵抗器（短絡機能素子）、２０は放電ギャッ
プ（短絡機能素子）、２２は磁気検出部である。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次導体を貫通させかつ磁路の一部に空
   隙を有する環状の鉄心及びこの鉄心に巻装された２次巻
   線から構成された変流器本体と、 前記鉄心の空隙内に配置される磁気検出素子を有する電
   流検出部とを分離可能に構成した変流器。
2. 【請求項２】 前記変流器本体と電流検出部とをケ−ブ
   ルを介して接続したことを特徴とする請求項１記載の変
   流器。
3. 【請求項３】 前記磁気検出素子の出力に応じて２次巻
   線に電流を供給する増幅器を電流検出部内に設け、この
   増幅器の増幅率を、可変としたことを特徴とする請求項
   １記載の変流器。
4. 【請求項４】 前記電流検出部が前記変流器本体から分
   離されたときに、前記２次巻線の端子間を短絡させる短
   絡機能素子を前記変流器本体内に有することを特徴とす
   る請求項１記載の変流器。
5. 【請求項５】 前記短絡機能素子に放電ギャップを用い
   たことを特徴とする請求項４記載の変流器。
6. 【請求項６】 前記電流検出部内の磁気検出素子を、磁
   気検出部として分離できるように構成したことを特徴と
   する請求項１記載の変流器。
7. 【請求項７】 前記磁気検出部の磁気検出素子を、弾性
   を有する素材で被覆するようにしたことを特徴とする請
   求項６記載の変流器。