JPH09171049A - 漏電検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流用の電力線の漏電であっても小形かつ
安価な装置で検出できるものとする。 【構成】 電力を負荷に供給するための各電力線１の電
流を分流させるものとした分流導線２を設け、この分流
導線を一次側導線として配設した鉄心３を設けると共
に、この鉄心に二次側導線としてのコイル４を配設し、
電力線からの漏電のさいコイルに漏電検出信号としての
電流が流れるものとなす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に大電流導線に
於ける漏電を小形かつ安価な装置で検出することを可能
とした漏電検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般の漏電検出器は零相変流器を
主体としたものとなされているのであって、具体的には
環状鉄心の内孔に直接電力線を一括して貫通させ、これ
を一次側導線となすと共に、同鉄心に比較的細い導線か
らなるコイルを巻き付け、これを二次側導線となし、こ
のコイルに零相電流に対応した漏電検出信号としての電
流を得るものとなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の漏電検
出器では、電力線が大電流用のものであるときはその断
面が極めて大きいものとなるため、環状鉄心の内孔径を
それに応じて大きくする必要があって、全体形状が大形
かつ高価となり、最近の省スペースかつ省資源化傾向に
反するものとなるのであり、本発明は斯かる問題点を解
決し得るものとした漏電検出器を提供することを目的と
している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、電力を負荷に供給するための各電力線の電
流を分流させるための分流導線を設け、この分流導線を
一次側導線として配設された特定形状の鉄心を設けると
共に、この鉄心には二次側導線としてのコイルを配設す
るようになす。

【０００５】これによれば、電力線に漏電が生じない状
態では複数の電力線の合成電流は零であるから二次側導
線のコイルには電流は流れない。一方、電力線に漏電が
生じた状態では電力線の合成電流が零とならないためコ
イルに漏電検出信号としての電流が流れるものとなる。

【０００６】上記発明を簡易に実現させるには、例え
ば、電力を負荷に供給するための各電力線の電流を分流
させるものとした概略同一形状の分流導線と、これらの
分流導線を一括して囲むものとした環状鉄心と、この環
状鉄心に巻かれたコイルとからなるものとなす。

【０００７】このさい、電力線を平板状となし、これの
側縁に例えば図１に示すような張出状の分流導線を付設
するか或いは、これの平面部に例えば図３に示すような
空隙を設けて一部を分流導線となす。

【０００８】所要の電力線においてはこれとその分流導
線との抵抗比を任意に変更調整するものとした抵抗調整
手段を設けるのがよいのであり、また一般には各電力線
とその分流導線との電力損失比及び表面放熱比は概略等
しいものとなす。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は基本的な実施例の説明図で
Ａは側面図、Ｂは正面視断面図である。図に於いて、１
及び１は単相の大電流を負荷に供給するための一次側導
線としての二本の電力線、２は各電力線１に設けられた
比較的断面積の小さい分流導線、３は環状鉄心、４は二
次側導線としてのコイルである。

【００１０】このさい一般には各電力線１毎における電
力線１及びその分流導線２は、同一材料かつ同一形状と
なして分流比を一定となすほか、仮想縦線に対し対称状
に配置してある。

【００１１】また環状鉄心３は電力線１と同様に前記仮
想縦線に対し対称状に配置し、且つ二つの分流導線２、
２を一括して囲むものとなしている。

【００１２】二本の電力線１、１を通じて負荷に電力が
供給されると、正常な使用状態では各電力線１には逆向
きで同一大きさの電流が流れる。したがって、二本の分
流導線２、２を流れる分流電流の合成値は零となり、な
んら零相電流は流れるものとならない。

【００１３】一方、分流導線２よりも負荷側の電力線１
部分で漏電が生じると、各電力線１に流れる電流の大き
さに大小を生じ、分流導線２を流れる分流電流の合成値
は零とならず、零相電流が流れるものとなって鉄心３に
沿った磁束を生じさせるのであり、この磁束との関連で
コイル４に起電力が発生するものとなる。

【００１４】このさい、分流導線２を電力線１に比べ断
面積の小さいものとなしておけば、零相電流も相応に小
さいものとなり、このことが各部の小形化を可能とな
す。

【００１５】図２は第二実施例の説明図でＡは側面図、
Ｂは正面視断面図であり、この実施例に於いては、二本
の板状の電力線１、１の各々の側縁に長方形の窓５を明
けて二本の分流導線２、２を形成し、これらの分流導線
２、２を先の実施例と同様に環状鉄心３に関連させて配
置してある。

【００１６】図３は第三実施例の説明図でＡは側面図、
Ｂは正面視断面図であり、この実施例に於いては、二本
の板状の電力線１、１の巾中央部に二つの欠円形の窓
６、６を明けて二本の斜状の分流導線２、２を形成し、
これらの分流導線２、２を基本の実施例と同様に環状鉄
心３に関連させて配置してある。

【００１７】このものでは分流導線２、２を流れる分流
電流の大きさは分流導線２の電力線１に対する角度θに
よっても変化するものとなる。

【００１８】図４は分流比に関する説明図で、自己加熱
による分流比の変化は次のように説明できる。

【００１９】同図に示すように、電力線１の巾及び厚さ
をａ_１、ｂ_１とし、分流導線２のそれらをａ_２、ｂ_２と
し、また電力線１及び分流導線２の各電流をＩ_１、Ｉ_２
とすると、分流比Ｋｒは次のように表される。即ち、

【００２０】

【数１】・・・・・・・（１）

【００２１】

【数１】

【００２２】ここに、Ｒ_１及びＲ_２は電力線１及び分流
導線２の抵抗であり、ｌ及びρは電力線１及び分流導線
２の長さ及び抵抗率である。

【００２３】また分流導線２及び電力線１の電力損失比
ｋｐは、次のように表される。即ち、

【００２４】

【数２】・・・・・・・・（２）

【００２５】ここで（１）式を（２）式に代入すれば、
電力損失比ｋｐは結局次のようになる。即ち、

【００２６】

【数３】・・・・・・・・（３）、となる。

【００２７】

【数２】

【００２８】

【数３】

【００２９】一方、分流導線２及び電力線１の放熱は各
々の表面積に比例するので、これらの放熱比Ｋｓは次の
ように表される。このさい、分流導線２の表面積Ｓ_１は

【数４】であり、電力線１の表面積Ｓ_２は

【数５】である。

【００３０】

【数４】

【００３１】

【数５】

【００３２】したがって、

【数６】・・・・・・・・（４）、となる。

【００３３】

【数６】

【００３４】ここで、自己加熱による抵抗変化に起因す
る分流比Ｋｒが変化しない条件は、

【数７】・・・・・・・（５）、が成立することであ
る。

【００３５】

【数７】

【００３６】即ち、分流比Ｋｒと電力損失比Ｋｐと放熱
比Ｋｓの三つを等しくすればよい。これを満足する最も
簡単な加工法としては、図４に於いて板状電力線１の厚
さｂ_１、ｂ_２を薄くし、次のような関係とする。即ち、

【数８】とする。

【００３７】

【数８】

【００３８】このようにすれば、（３）及び（４）式は
次のようになる。即ち、

【数９】となるのであり、（５）式を満足するものとな
って、分流導線２の自己加熱による分流比Ｋｒの変化は
生じないのである。したがって、各電力線１とその分流
導線２との関係はこのようなものとなすのが極めて好ま
しい。

【００３９】

【数９】 しかし、本発明では各分流導線２の分流電流の絶対値の
正確性を必要とするものではなく、単に各々の分流電流
の大きさの相似性が確保できればよいのであって、特に
上記実施例では電力線１の電流の大きさが等しいか否か
を判別できればよいものであるから、各電力線１の分流
比Ｋｒが他の電力線１のそれと同じ割合で変化すること
で足りるのであり、それ程厳密に分流導線２の自己加熱
を問題とする必要はない。

【００４０】図５は第四実施例を示す斜視図であり、三
相の電力を供給するための三本の電力線１の各々に前述
同様な分流導線２を形成し、これらの分流導線２を環状
鉄心３に対し対称状に配置している。

【００４１】この場合にも各分流導線２を流れる分流電
流の合成値は正常な使用状態では零となるべきである
が、電力線１に漏電が発生すると、やはり零相電流が流
れ、コイル４に漏電検出信号としての電流が流れるもの
となる。

【００４２】この実施例に於いても全ての電力線１の電
流の合成が零であるか否かを判別できればよいものであ
るから、やはり、各電力線１の分流比Ｋｒが他の電力線
１のそれと同じ割合で変化することで足りるのである。

【００４３】図６は分流比Ｋｒの変更調整手段の一例を
示しているのであって、電力線１又は分流導線２の一部
を図のようなＰ点又はＰ’点で削除し、抵抗を変化させ
るようになすものであり、具体的には二本の電力線１、
１に同一大きさの電流を逆方向へ流し、コイル４に電流
が流れない状態のものとする。

【００４４】

【発明の効果】上記の如く構成した本発明によれば、分
流導線を一次側導線とした変流器により漏電検出信号を
得るものであるから、分流導線を流れる分流電流の分流
比を大きく設定することにより、大電流用の電力線につ
いても極めて小形となすことができて安価となり、最近
の省スペースかつ省資源化傾向に寄与するものとなる。

【００４５】また請求項２に記載のものによれば簡易な
構造で正確に機能するものとなるのであり、請求項３に
記載ものによれば最近の高い加工精度の下で正確な分流
比の分流導線を得ることができるのであり、請求項４に
記載ものによれば製作誤差や材料の特性の差異を簡易に
解消することのできるものであり、請求項５に記載のも
のによれば各分流導線の自己加熱が同じとなるため、各
分流導線は相互間で温度上昇のバラツキに起因した抵抗
変化の差異を生じるものとならず、各分流導線の分流比
のバラッキが防止できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な実施例の説明図でＡは側面
図、Ｂは正面視断面図である。

【図２】本発明の第二実施例の説明図でＡは側面図、Ｂ
は正面視断面図である。

【図３】本発明の第三実施例の説明図でＡは側面図、Ｂ
は正面視断面図である。

【図４】分流比に関する説明図である。

【図５】本発明の第四実施例を示す斜視図である。

【図６】本発明に係る、分流比の変更調整手段の一例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 電力線 ２ 分流導線 ３ 鉄心 ４ コイル ５ 空隙（窓６を含む） ｐ及びｐ’ 抵抗調整手段 Ｋｐ 電力損失比 Ｋｓ 表面放熱比

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力を負荷に供給するための各電力線の
   電流を分流させるものとした分流導線を設け、この分流
   導線を一次側導線として配設された鉄心を設けると共
   に、この鉄心に二次側導線としてのコイルを配設し、電
   力線からの漏電のさいコイルに漏電検出信号としての電
   流が流れることを特徴とする漏電検出器。
2. 【請求項２】 電力を負荷に供給するための各電力線の
   電流を分流させるものとした概略同一形状の分流導線
   と、これらの分流導線を一括して囲むものとした環状鉄
   心と、この環状鉄心に巻かれたコイルとからなり、各電
   力線からの漏電のさいコイルに漏電検出信号としての電
   流が流れることを特徴とする漏電検出器。
3. 【請求項３】 電力線を平板状となし、これの側縁に張
   出状の分流導線を付設するか或いは、これの平面部に空
   隙を設けて一部を分流導線となすことを特徴とする請求
   項１又は２記載の漏電検出器。
4. 【請求項４】 特定の電力線とその分流導線との抵抗比
   を任意に変更調整することを可能とする抵抗調整手段を
   設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の
   漏電検出器。
5. 【請求項５】 各電力線とその分流導線との電力損失比
   及び表面放熱比が概略等しいことを特徴とする請求項１
   〜４の何れかに記載の漏電検出器。