JPH10213603A - 自己給電式軸方向電流センサ - Google Patents
自己給電式軸方向電流センサInfo
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- JPH10213603A JPH10213603A JP9277872A JP27787297A JPH10213603A JP H10213603 A JPH10213603 A JP H10213603A JP 9277872 A JP9277872 A JP 9277872A JP 27787297 A JP27787297 A JP 27787297A JP H10213603 A JPH10213603 A JP H10213603A
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/30—Constructions
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力線路の電流を正確に表す信号を発生する
自己給電式軸方向電流センサを提供する。 【解決手段】 電流センサ（５０）は、一形態では、貫
通するほぼ矩形の母線導体用開口（５４）を持つハウジ
ング（５２）を含む。ハウジングはまた、電流検知区域
（９４）を画成する保持壁（９０，９２）、および該保
持壁の１つ（９２）との間に電力コイル用コア区域（９
８）を画成するハウジング本体壁（９６）を含む。電流
検知コイル用コア（５６）および電流検知コイルが電流
検知区域内に配置されて、母線導体用開口の近くに位置
決めされる。電流検知コイル用コアおよび電流検知コイ
ルは母線導体用開口の中心軸線に関してほぼ対称であ
る。電流センサはまた、電力コイル用コア区域内に配置
されて、母線導体用開口の中心軸線に関してほぼ対称に
位置決めされた電力コイル用コア（６８）および電力コ
イル（８０）を含む。
自己給電式軸方向電流センサを提供する。 【解決手段】 電流センサ（５０）は、一形態では、貫
通するほぼ矩形の母線導体用開口（５４）を持つハウジ
ング（５２）を含む。ハウジングはまた、電流検知区域
（９４）を画成する保持壁（９０，９２）、および該保
持壁の１つ（９２）との間に電力コイル用コア区域（９
８）を画成するハウジング本体壁（９６）を含む。電流
検知コイル用コア（５６）および電流検知コイルが電流
検知区域内に配置されて、母線導体用開口の近くに位置
決めされる。電流検知コイル用コアおよび電流検知コイ
ルは母線導体用開口の中心軸線に関してほぼ対称であ
る。電流センサはまた、電力コイル用コア区域内に配置
されて、母線導体用開口の中心軸線に関してほぼ対称に
位置決めされた電力コイル用コア（６８）および電力コ
イル（８０）を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に電力線路電流
を検知することに関するものであり、更に詳しくは遮断
器内で使用するための自己給電式軸方向電流センサに関
するものである。
を検知することに関するものであり、更に詳しくは遮断
器内で使用するための自己給電式軸方向電流センサに関
するものである。
【０００２】
【発明の背景】配電システムは典型的には遮断器、変圧
器および電力線路を含んでいる。典型的な遮断器は、電
力線路電流の過渡状態を識別するための電流センサを含
んでいて、適切な時点にシステムの特定の枝路を開路す
るために遮断器をトリップ、すなわち開くように制御す
る。
器および電力線路を含んでいる。典型的な遮断器は、電
力線路電流の過渡状態を識別するための電流センサを含
んでいて、適切な時点にシステムの特定の枝路を開路す
るために遮断器をトリップ、すなわち開くように制御す
る。
【０００３】遮断器や他の電力システム構成要素内で通
常使用される電流センサは複雑な製造技術を必要とし、
従って材料費および労務費の両方の点でコストが高くな
る。例えば、電流センサは典型的には電流を検知するた
めに銅を巻装した鉄心を用いている。銅および積層磁性
鋼のような材料は製造許容公差を非常に厳密にすること
が必要であり、これは電流センサの材料費および労務費
の殆どを占める。
常使用される電流センサは複雑な製造技術を必要とし、
従って材料費および労務費の両方の点でコストが高くな
る。例えば、電流センサは典型的には電流を検知するた
めに銅を巻装した鉄心を用いている。銅および積層磁性
鋼のような材料は製造許容公差を非常に厳密にすること
が必要であり、これは電流センサの材料費および労務費
の殆どを占める。
【０００４】コア材料の寸法を小さくして、電流センサ
の組み立て費用を低減することにより、電流センサの精
度に悪影響を及ぼさないことが好ましい。ディジタル表
示および計量を利用する遮断器用途ではしばしば正確な
電流検知が必要である。電流検知が不正確であると、負
荷への電力を不必要に遮断して、電力計量に食い違いを
招くおそれがある。
の組み立て費用を低減することにより、電流センサの精
度に悪影響を及ぼさないことが好ましい。ディジタル表
示および計量を利用する遮断器用途ではしばしば正確な
電流検知が必要である。電流検知が不正確であると、負
荷への電力を不必要に遮断して、電力計量に食い違いを
招くおそれがある。
【０００５】高精度および低コストに加えて、電流セン
サの大きさも重要なことがある。例えば、新しい電流セ
ンサを収容するために既存製品を設計し直さなければな
らない場合、その製品に新しい電流センサを付加するコ
ストが非常に高くなる。新しい電流センサは既存の遮断
器のような製品内に容易に装着できるような大きさを有
することが好ましい。
サの大きさも重要なことがある。例えば、新しい電流セ
ンサを収容するために既存製品を設計し直さなければな
らない場合、その製品に新しい電流センサを付加するコ
ストが非常に高くなる。新しい電流センサは既存の遮断
器のような製品内に容易に装着できるような大きさを有
することが好ましい。
【０００６】多くの電力システム構成要素は電池を含ん
でいないので、電流センサは自己給電式であるのが好ま
しい。これは一般に、遮断器内の電流検知回路および他
の電子装置が必要とする電力が、監視している電力線路
によって供給されることを意味する。外部電池の使用を
避けることは、電流センサの初期コストの増加（すなわ
ち電池のコスト）が避けられるばかりでなく、過電流状
態が生じて遮断器をトリップしなければならない場合に
電力システム構成要素が電池の電力に頼らないで保護機
能を行う。
でいないので、電流センサは自己給電式であるのが好ま
しい。これは一般に、遮断器内の電流検知回路および他
の電子装置が必要とする電力が、監視している電力線路
によって供給されることを意味する。外部電池の使用を
避けることは、電流センサの初期コストの増加（すなわ
ち電池のコスト）が避けられるばかりでなく、過電流状
態が生じて遮断器をトリップしなければならない場合に
電力システム構成要素が電池の電力に頼らないで保護機
能を行う。
【０００７】従って、公知の電流センサと比較して製造
の複雑さが低減され、且つ既存の遮断器内に使用できる
ような寸法を有する比較的低コストの電流センサを提供
することが望ましい。更に、このような低コストの電流
センサは高精度で電力線路の電流を検知することが必要
であると共に、自己給電式であることが好ましい。
の複雑さが低減され、且つ既存の遮断器内に使用できる
ような寸法を有する比較的低コストの電流センサを提供
することが望ましい。更に、このような低コストの電流
センサは高精度で電力線路の電流を検知することが必要
であると共に、自己給電式であることが好ましい。
【０００８】
【発明の概要】本発明による、電力線路の電流を正確に
表す信号を発生する自己給電式軸方向電流センサは、電
流検知機能と自己給電機能とが別々になるように構成さ
れる。電流検知機能と自己給電機能との分離により、低
コストの電流センサで高精度の電流検知を行うことが可
能になる。
表す信号を発生する自己給電式軸方向電流センサは、電
流検知機能と自己給電機能とが別々になるように構成さ
れる。電流検知機能と自己給電機能との分離により、低
コストの電流センサで高精度の電流検知を行うことが可
能になる。
【０００９】本発明による自己給電式軸方向電流センサ
は、貫通する導体用開口を持つハウジング、前記ハウジ
ング内に配置されて、前記導体用開口の中心軸線に関し
てほぼ対称である電流検知コイル用コア、および前記ハ
ウジング内に配置されて、前記導体用開口の中心軸線に
関してほぼ対称である電力コイル用コアを含む。電流検
知コイル用コア上に電流検知コイルが設けられている。
は、貫通する導体用開口を持つハウジング、前記ハウジ
ング内に配置されて、前記導体用開口の中心軸線に関し
てほぼ対称である電流検知コイル用コア、および前記ハ
ウジング内に配置されて、前記導体用開口の中心軸線に
関してほぼ対称である電力コイル用コアを含む。電流検
知コイル用コア上に電流検知コイルが設けられている。
【００１０】本発明の一実施態様では、電流センサのハ
ウジングは、貫通するほぼ矩形の母線導体用開口を持
つ。ハウジングはまた、電流検知区域を画成する保持
壁、および該保持壁の１つとの間に電力コイル用コア区
域を画成するハウジング本体の壁を含む。ハウジング
は、プラスチックのような電気絶縁材料から、例えばモ
ールド成形により構成される。
ウジングは、貫通するほぼ矩形の母線導体用開口を持
つ。ハウジングはまた、電流検知区域を画成する保持
壁、および該保持壁の１つとの間に電力コイル用コア区
域を画成するハウジング本体の壁を含む。ハウジング
は、プラスチックのような電気絶縁材料から、例えばモ
ールド成形により構成される。
【００１１】電流検知コイル用コアおよび電流検知コイ
ルが、電流検知区域内に配置されて、母線導体用開口の
中心軸線に関してほぼ対称になるように母線導体用開口
の近くに位置決めされる。電流センサは等しい長さのボ
ビン巻線部分を有する。一実施態様では、電流検知コイ
ル用コアが４つのボビンで構成され、各々のボビンは第
１の端部および第２の端部を持ち、断面がほぼ矩形であ
る。各々のボビンはまた第１のフランジおよび第２のフ
ランジを持ち、各々のフランジはインターロック部材を
含む。これらのインターロック部材は、電流検知コイル
用コアを形成するためにボビンをほぼ矩形の形に配列し
且つ磁気結合するのを容易にする。ボビンは、空気の透
磁率にほぼ等しい透磁率を持つプラスチックのような電
気絶縁材料で構成される。この電流検知コイルは電流検
知コイル用コアに巻き付けられた巻線によって形成され
る。この電流検知コイルおよびコア構成は、環状に巻か
れたコアを必要とせずに高度に対称的な電流検知コイル
を形成することを可能にする。更に、プラスチックのコ
アは電流センサの精度、ダイナミック・レンジ、直線性
および周波数応答を向上させる。
ルが、電流検知区域内に配置されて、母線導体用開口の
中心軸線に関してほぼ対称になるように母線導体用開口
の近くに位置決めされる。電流センサは等しい長さのボ
ビン巻線部分を有する。一実施態様では、電流検知コイ
ル用コアが４つのボビンで構成され、各々のボビンは第
１の端部および第２の端部を持ち、断面がほぼ矩形であ
る。各々のボビンはまた第１のフランジおよび第２のフ
ランジを持ち、各々のフランジはインターロック部材を
含む。これらのインターロック部材は、電流検知コイル
用コアを形成するためにボビンをほぼ矩形の形に配列し
且つ磁気結合するのを容易にする。ボビンは、空気の透
磁率にほぼ等しい透磁率を持つプラスチックのような電
気絶縁材料で構成される。この電流検知コイルは電流検
知コイル用コアに巻き付けられた巻線によって形成され
る。この電流検知コイルおよびコア構成は、環状に巻か
れたコアを必要とせずに高度に対称的な電流検知コイル
を形成することを可能にする。更に、プラスチックのコ
アは電流センサの精度、ダイナミック・レンジ、直線性
および周波数応答を向上させる。
【００１２】電流センサはまた、母線導体用開口の中心
軸線に関してほぼ対称に配置された自己給電用の電力コ
イルおよびコアを含む。電力コイル用コアは、一実施態
様では、別々のＣ字形コアを、それらの間の空隙を最小
にするようにストラップによって一緒に保持することに
より、形成される。Ｃ字形コアは複数の鉄の薄板の積層
体から形成される。２つのボビンが電力コイル用コアの
対向する脚部に設けられ、Ｃ字形コアが各々のボビンの
長手方向の中孔を通って延在する。この電力コイル用ボ
ビンはプラスチックのような電気絶縁材料で作られる。
電力コイルは、電力コイル用ボビンに巻き付けられた巻
線によって形成される。この自己給電用の電力コイル用
コア構成は、低コストのボビンに巻装したコイル部分の
使用を可能とし、しかも性能の改善のために対称な設計
である。
軸線に関してほぼ対称に配置された自己給電用の電力コ
イルおよびコアを含む。電力コイル用コアは、一実施態
様では、別々のＣ字形コアを、それらの間の空隙を最小
にするようにストラップによって一緒に保持することに
より、形成される。Ｃ字形コアは複数の鉄の薄板の積層
体から形成される。２つのボビンが電力コイル用コアの
対向する脚部に設けられ、Ｃ字形コアが各々のボビンの
長手方向の中孔を通って延在する。この電力コイル用ボ
ビンはプラスチックのような電気絶縁材料で作られる。
電力コイルは、電力コイル用ボビンに巻き付けられた巻
線によって形成される。この自己給電用の電力コイル用
コア構成は、低コストのボビンに巻装したコイル部分の
使用を可能とし、しかも性能の改善のために対称な設計
である。
【００１３】電力線路の電流を監視するために、電力線
路は、電流センサの母線導体用開口を通り抜けるように
配置された母線導体に電気結合される。電流センサおよ
び母線導体が以上のように組み立てられたとき、電流検
知コイルおよび電流検知コイル用コア並びに電力コイル
および電力コイル用コアは母線導体に関してほぼ対称で
ある。この対称性により、非対称なコイルに比べて精度
が良くなる。
路は、電流センサの母線導体用開口を通り抜けるように
配置された母線導体に電気結合される。電流センサおよ
び母線導体が以上のように組み立てられたとき、電流検
知コイルおよび電流検知コイル用コア並びに電力コイル
および電力コイル用コアは母線導体に関してほぼ対称で
ある。この対称性により、非対称なコイルに比べて精度
が良くなる。
【００１４】動作について説明すると、母線導体に流れ
る電流によって発生される磁界が電流検知コイルに電圧
を誘起し且つ電力コイルに電流を誘起する。電流検知コ
イルに誘起された電圧は母線導体に流れる電流の変化速
度に比例し、該電圧は検知回路に供給され、検知回路は
電力システムを制御するために使用される出力信号を発
生する。電力コイルに誘起された電流は、検知回路の構
成部品並びに遮断器の付加的な構成部品（例えば、遮断
器の他の構成部品に電力を供給するように接続された整
流器および制御回路）を付勢する（すなわち、それらの
構成部品に電力を供給する）。
る電流によって発生される磁界が電流検知コイルに電圧
を誘起し且つ電力コイルに電流を誘起する。電流検知コ
イルに誘起された電圧は母線導体に流れる電流の変化速
度に比例し、該電圧は検知回路に供給され、検知回路は
電力システムを制御するために使用される出力信号を発
生する。電力コイルに誘起された電流は、検知回路の構
成部品並びに遮断器の付加的な構成部品（例えば、遮断
器の他の構成部品に電力を供給するように接続された整
流器および制御回路）を付勢する（すなわち、それらの
構成部品に電力を供給する）。
【００１５】上述の電流センサは比較的寸法が小さく、
遮断器などの種々の用途に有用であり、電力線路の電流
を表す正確な信号を供給できると共に、低い材料および
組み立てコストで製造することができる。本発明の新規
と考えられる特徴は特許請求の範囲に具体的に記載して
あるが、本発明自体の構成、作用並びにその他の目的お
よび利点は、添付の図面を参照した以下の説明から最も
良く理解されよう。
遮断器などの種々の用途に有用であり、電力線路の電流
を表す正確な信号を供給できると共に、低い材料および
組み立てコストで製造することができる。本発明の新規
と考えられる特徴は特許請求の範囲に具体的に記載して
あるが、本発明自体の構成、作用並びにその他の目的お
よび利点は、添付の図面を参照した以下の説明から最も
良く理解されよう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施態様によ
る自己給電式軸方向電流センサ５０を示す斜視図であ
る。電流センサ５０は、貫通する母線導体用開口５４を
持つハウジング５２を含む。母線導体用開口５４はほぼ
矩形の形状を持つ。ハウジング５２はプラスチックのよ
うな電気絶縁材料で構成（例えば、モールド成形）され
る。
る自己給電式軸方向電流センサ５０を示す斜視図であ
る。電流センサ５０は、貫通する母線導体用開口５４を
持つハウジング５２を含む。母線導体用開口５４はほぼ
矩形の形状を持つ。ハウジング５２はプラスチックのよ
うな電気絶縁材料で構成（例えば、モールド成形）され
る。
【００１７】電流検知コイル用コア５６が母線導体用開
口５４に接近して配置され、電流検知コイル用コア５６
は母線導体用開口５４を長手方向に通る中心軸線（図示
していない）に関して対称である。電流検知コイル用コ
ア５６は４つのボビン５８で構成され、各々のボビン５
８は第１の端部６０および第２の端部６２を有し、また
ほぼ矩形の断面を持つ。各々のボビン５８は更に、第１
のフランジ６４および第２のフランジ６６を有する。後
で詳しく述べるように、第１のフランジ６４および第２
のフランジ６６は、電流検知コイル用コア５６を形成す
るためにボビン５８を配列し易くするインターロック部
材を含む。ボビン５８もプラスチックのような電気絶縁
材料で形成される。
口５４に接近して配置され、電流検知コイル用コア５６
は母線導体用開口５４を長手方向に通る中心軸線（図示
していない）に関して対称である。電流検知コイル用コ
ア５６は４つのボビン５８で構成され、各々のボビン５
８は第１の端部６０および第２の端部６２を有し、また
ほぼ矩形の断面を持つ。各々のボビン５８は更に、第１
のフランジ６４および第２のフランジ６６を有する。後
で詳しく述べるように、第１のフランジ６４および第２
のフランジ６６は、電流検知コイル用コア５６を形成す
るためにボビン５８を配列し易くするインターロック部
材を含む。ボビン５８もプラスチックのような電気絶縁
材料で形成される。
【００１８】電流センサ５０はまた、母線導体用開口５
４の中心軸線に関してほぼ対称に配置された電力コイル
用コア６８を含む。電力コイル用コア６８は、一実施態
様では、アルミニウムなどの非磁性材料ストラップ（図
示していない）によって一緒に保持された別々のＣ字形
コア７０を含む。Ｃ字形コア７０は電力コイル用ボビン
７２の長さ方向の中孔（図示していない）を通って延在
する。各々の電力コイル用ボビン７２は第１のフランジ
７４および第２のフランジ７６を含む。電力コイル用ボ
ビン７２はボビン５８もプラスチックのような電気絶縁
材料で形成される。
４の中心軸線に関してほぼ対称に配置された電力コイル
用コア６８を含む。電力コイル用コア６８は、一実施態
様では、アルミニウムなどの非磁性材料ストラップ（図
示していない）によって一緒に保持された別々のＣ字形
コア７０を含む。Ｃ字形コア７０は電力コイル用ボビン
７２の長さ方向の中孔（図示していない）を通って延在
する。各々の電力コイル用ボビン７２は第１のフランジ
７４および第２のフランジ７６を含む。電力コイル用ボ
ビン７２はボビン５８もプラスチックのような電気絶縁
材料で形成される。
【００１９】図２は、図１の線２−２に沿って取った電
流センサ５０の断面図であり、母線導体用開口５４を通
り抜ける母線導体８２も示されてる。電流検知コイル７
８が各々のボビン５８にそれぞれ巻装されており、また
電力コイル８０が各々の電力コイル用ボビン７２にそれ
ぞれ巻装されている。電力コイル用ボビン７２の中孔７
３を通って延在するＣ字形コア７０の積層鋼板７０も図
２に示されている。コイル７８および８０の形成につい
ては後で詳しく説明する。
流センサ５０の断面図であり、母線導体用開口５４を通
り抜ける母線導体８２も示されてる。電流検知コイル７
８が各々のボビン５８にそれぞれ巻装されており、また
電力コイル８０が各々の電力コイル用ボビン７２にそれ
ぞれ巻装されている。電力コイル用ボビン７２の中孔７
３を通って延在するＣ字形コア７０の積層鋼板７０も図
２に示されている。コイル７８および８０の形成につい
ては後で詳しく説明する。
【００２０】図３は電流センサ５０の分解斜視図であ
る。電流センサ５０は、ほぼ矩形のハウジング本体８４
およびカバー８６を有するハウジング５２を含む。ハウ
ジング本体８４は母線導体用開口８８を持ち、またハウ
ジング本体８４には電流検知コイル用コア区域９４を画
成する保持壁９０および９２が形成されている。保持壁
９０および９２は、電流検知コイル用コア５６を母線導
体用開口８８に対して所定位置に保持するのを容易にす
る。保持壁９２およびハウジング本体の壁９６が電力コ
イル用コア区域９８を画成する。（図３に示していない
電力コイルを設けた）電力コイル用コア６８が電力コイ
ル用コア区域９８内に配置される。電力コイル用コア６
８および電流検知コイル用コア５６は保持壁９２によっ
て電気的に分離されている。電力コイル用コア６８およ
び電流検知コイル用コア５６の間のこのような分離は、
電力コイル用コア６８と電流検知コイル用コア５６との
間の電気的干渉を防止し易くする。
る。電流センサ５０は、ほぼ矩形のハウジング本体８４
およびカバー８６を有するハウジング５２を含む。ハウ
ジング本体８４は母線導体用開口８８を持ち、またハウ
ジング本体８４には電流検知コイル用コア区域９４を画
成する保持壁９０および９２が形成されている。保持壁
９０および９２は、電流検知コイル用コア５６を母線導
体用開口８８に対して所定位置に保持するのを容易にす
る。保持壁９２およびハウジング本体の壁９６が電力コ
イル用コア区域９８を画成する。（図３に示していない
電力コイルを設けた）電力コイル用コア６８が電力コイ
ル用コア区域９８内に配置される。電力コイル用コア６
８および電流検知コイル用コア５６は保持壁９２によっ
て電気的に分離されている。電力コイル用コア６８およ
び電流検知コイル用コア５６の間のこのような分離は、
電力コイル用コア６８と電流検知コイル用コア５６との
間の電気的干渉を防止し易くする。
【００２１】カバー８６は母線導体用開口１００、およ
びハウジング本体８４中の開口開口１０４とそれぞれ整
列する開口１０２を含む。ねじ付きボルト（図示してい
ない）が整列した開口１００および１０２に挿入され、
ハウジング本体８４の開口１０４とねじ係合して、カバ
ー８６をハウジング本体８４に対して係合状態に維持す
る。
びハウジング本体８４中の開口開口１０４とそれぞれ整
列する開口１０２を含む。ねじ付きボルト（図示してい
ない）が整列した開口１００および１０２に挿入され、
ハウジング本体８４の開口１０４とねじ係合して、カバ
ー８６をハウジング本体８４に対して係合状態に維持す
る。
【００２２】図４は、中に電流検知コイル用コア５６お
よび電力コイル用コア６８を配置したハウジング本体８
４を示す。カバー８６がハウジング本体８４の上に配置
されていない。図４に示すように、電流検知コイル用コ
ア５６は電力コイル用コア６８から電気的に分離されて
いる。また、電流検知コイル用コア５６および電力コイ
ル用コア６８は母線導体用開口８８に関してほぼ対称で
ある。
よび電力コイル用コア６８を配置したハウジング本体８
４を示す。カバー８６がハウジング本体８４の上に配置
されていない。図４に示すように、電流検知コイル用コ
ア５６は電力コイル用コア６８から電気的に分離されて
いる。また、電流検知コイル用コア５６および電力コイ
ル用コア６８は母線導体用開口８８に関してほぼ対称で
ある。
【００２３】電流センサ５０を完全に組み立てた状態が
図５に示されている。電流検知コイル用コアおよび電力
コイル用コアはハウジング５２内に完全に密閉される。
ハウジング本体８４の母線導体用開口８８およびカバー
８６の母線導体用開口１００によって形成された母線導
体用開口５４が電流センサ５０を貫通して延在する。図
６は、図１に示した電流センサに使用される１つのボビ
ン５８の斜視図である。前に述べたように、ボビン５８
は第１の端部６０および第２の端部６２を持ち、また断
面の形状が矩形である。ボビン５８はまた第１のフラン
ジ６４および第２のフランジ６６を含み、これらのフラ
ンジはインターロック部材１０６および１０８をそれぞ
れ含む。インターロック部材１０６および１０８は、電
流検知コイル用コア５６（図３）を形成するためにボビ
ン５８を配列するのを容易にする。ボビン５８はまた細
長の本体１１０を有する。
図５に示されている。電流検知コイル用コアおよび電力
コイル用コアはハウジング５２内に完全に密閉される。
ハウジング本体８４の母線導体用開口８８およびカバー
８６の母線導体用開口１００によって形成された母線導
体用開口５４が電流センサ５０を貫通して延在する。図
６は、図１に示した電流センサに使用される１つのボビ
ン５８の斜視図である。前に述べたように、ボビン５８
は第１の端部６０および第２の端部６２を持ち、また断
面の形状が矩形である。ボビン５８はまた第１のフラン
ジ６４および第２のフランジ６６を含み、これらのフラ
ンジはインターロック部材１０６および１０８をそれぞ
れ含む。インターロック部材１０６および１０８は、電
流検知コイル用コア５６（図３）を形成するためにボビ
ン５８を配列するのを容易にする。ボビン５８はまた細
長の本体１１０を有する。
【００２４】図７は、図６に示したボビン５８の上面図
である。第１のフランジ６４のインターロック部材１０
６は、突起を含む雄型部材である。第２のフランジ６６
のインターロック部材１０８は、スロットを含む雌型部
材である。各々の雌型のインターロック部材１０８のス
ロットは隣接するボビン５８の第１のフランジ６４の縁
部を受け入れる。このようにして、このようなインター
ロック部材（例えば、フランジ６４および雌型のインタ
ーロック部材１０８）は協働して、電流検知コイル用コ
ア５６を構成するようにボビン５８を保持する。
である。第１のフランジ６４のインターロック部材１０
６は、突起を含む雄型部材である。第２のフランジ６６
のインターロック部材１０８は、スロットを含む雌型部
材である。各々の雌型のインターロック部材１０８のス
ロットは隣接するボビン５８の第１のフランジ６４の縁
部を受け入れる。このようにして、このようなインター
ロック部材（例えば、フランジ６４および雌型のインタ
ーロック部材１０８）は協働して、電流検知コイル用コ
ア５６を構成するようにボビン５８を保持する。
【００２５】図８は、図７のボビン５８の側面図であ
る。図８に示されているように、雄型のインターロック
部材１０６の突起が第１のフランジ６４の全長にわたっ
て延在する。このような構成はボビン５８を選ばれた形
状に保持するのを容易にする。図９は、図８の線９−９
に沿って取った断面図である。図９に示されているよう
に、ボビン５８はほぼ矩形の断面を有し、その本体１１
０はその長さ全体にわたって中実である。
る。図８に示されているように、雄型のインターロック
部材１０６の突起が第１のフランジ６４の全長にわたっ
て延在する。このような構成はボビン５８を選ばれた形
状に保持するのを容易にする。図９は、図８の線９−９
に沿って取った断面図である。図９に示されているよう
に、ボビン５８はほぼ矩形の断面を有し、その本体１１
０はその長さ全体にわたって中実である。
【００２６】図１０は、電流検知コイル１１４を形成す
るためにボビン５８に巻かれた導体の巻線１１２を示
す。図１０に示されているように、主電流検知巻線すな
わち電流検知コイル１１４はボビン５８に時計方向回り
に巻装される。補償巻線１１６がボビン５８に巻装さ
れ、ボビン５８の長さに沿って延在する。電流検知コイ
ル１１４は補償巻線１１６の上に巻かれる。
るためにボビン５８に巻かれた導体の巻線１１２を示
す。図１０に示されているように、主電流検知巻線すな
わち電流検知コイル１１４はボビン５８に時計方向回り
に巻装される。補償巻線１１６がボビン５８に巻装さ
れ、ボビン５８の長さに沿って延在する。電流検知コイ
ル１１４は補償巻線１１６の上に巻かれる。
【００２７】図１１は、電流検知コイル用コア５６を形
成するように配列された４つのコイル巻装済みボビン５
８を示す。各々のボビン５８上の電流検知コイル１１４
は直列に電気接続される。各々のボビン５８上の補償巻
線１１６もまた直列に電気接続される。リード線１１８
がボビン５８から延出して、例えばディジタル積分回路
のアナログ−ディジタル変換器（図示していない）に結
合される。
成するように配列された４つのコイル巻装済みボビン５
８を示す。各々のボビン５８上の電流検知コイル１１４
は直列に電気接続される。各々のボビン５８上の補償巻
線１１６もまた直列に電気接続される。リード線１１８
がボビン５８から延出して、例えばディジタル積分回路
のアナログ−ディジタル変換器（図示していない）に結
合される。
【００２８】図１２は、図１の電流センサ５０内の１つ
の電力コイル用ボビン７２の斜視図である。電力コイル
用ボビン７２は、ほぼ矩形の断面の本体１２４、並びに
ほぼ平坦な第１および第２のフランジ１２０および１２
２を含む。フランジ１２０および１２２には矩形の開口
１２６が形成されており、また中孔（図示していない）
が電力コイル用ボビン７２を貫通して延在する。中孔は
図１のＣ字形コア７０の一部分を受け入れる寸法を持
つ。
の電力コイル用ボビン７２の斜視図である。電力コイル
用ボビン７２は、ほぼ矩形の断面の本体１２４、並びに
ほぼ平坦な第１および第２のフランジ１２０および１２
２を含む。フランジ１２０および１２２には矩形の開口
１２６が形成されており、また中孔（図示していない）
が電力コイル用ボビン７２を貫通して延在する。中孔は
図１のＣ字形コア７０の一部分を受け入れる寸法を持
つ。
【００２９】図１３は、図１２に示した電力コイル用ボ
ビン７２の側面図である。図１３に示されているよう
に、中孔１２８がボビン７２を貫通して延在する。電力
コイルの巻線（図示していない）がボビン７２にその本
体１２４の長さに沿って巻装される。このような巻線を
形成するために銅線のような導体を使用することが出来
る。
ビン７２の側面図である。図１３に示されているよう
に、中孔１２８がボビン７２を貫通して延在する。電力
コイルの巻線（図示していない）がボビン７２にその本
体１２４の長さに沿って巻装される。このような巻線を
形成するために銅線のような導体を使用することが出来
る。
【００３０】図１４は、図１３の線１４−１４に沿って
取った電力コイル用ボビン７２の断面図である。中孔１
２８がフランジ１２０中の開口１２６と整列しており、
Ｃ字形コア７０（図１４に示していない）が前に述べた
ように中孔１２８および開口１２６を通り抜ける。図１
５は、図３に示したハウジング本体８４の上面図であ
る。ハウジング本体８４は、電流検知コイル用コア区域
９４を画成する保持壁９０および９２を含む。保持壁９
２によって形成された突出部１３０Ａおよび１３０Ｂ
が、電流検知コイル用コア区域９４内の所望の位置に電
流検知コイル用コア５６を位置決めするために使用され
る。詳しく述べると、突出部１３０Ａはボビン５８（図
６）の雄型のインターロック部材１０６と協働して、電
流検知コイル用コア区域９４内に電流検知コイル用コア
５６を位置決めするのを容易にする。突出部１３０Ｂは
ストッパとして作用して、電流検知コイル７８の周りに
完全に空気が流れ得るようにボビン５８を電流検知コイ
ル用コア区域９４内に支持する。
取った電力コイル用ボビン７２の断面図である。中孔１
２８がフランジ１２０中の開口１２６と整列しており、
Ｃ字形コア７０（図１４に示していない）が前に述べた
ように中孔１２８および開口１２６を通り抜ける。図１
５は、図３に示したハウジング本体８４の上面図であ
る。ハウジング本体８４は、電流検知コイル用コア区域
９４を画成する保持壁９０および９２を含む。保持壁９
２によって形成された突出部１３０Ａおよび１３０Ｂ
が、電流検知コイル用コア区域９４内の所望の位置に電
流検知コイル用コア５６を位置決めするために使用され
る。詳しく述べると、突出部１３０Ａはボビン５８（図
６）の雄型のインターロック部材１０６と協働して、電
流検知コイル用コア区域９４内に電流検知コイル用コア
５６を位置決めするのを容易にする。突出部１３０Ｂは
ストッパとして作用して、電流検知コイル７８の周りに
完全に空気が流れ得るようにボビン５８を電流検知コイ
ル用コア区域９４内に支持する。
【００３１】図１６は、図１５の線１６−１６に沿って
取ったハウジング本体８４の断面図である。ハウジング
本体中の開口１０４が第１の大きい方の直径部分１３２
および第２の小さい方の直径部分１３４を含む。第１の
大きい方の直径部分１３２はねじ付きボルトのヘッドを
受け入れる大きさの寸法を持ち、このためボルトはハウ
ジング本体８４の周縁を越えて突き出さない。図１６に
はまた、電流検知コイル用コア５６を所望の位置に位置
決めするための保持壁９２の１つの突出部１３０も示さ
れている。
取ったハウジング本体８４の断面図である。ハウジング
本体中の開口１０４が第１の大きい方の直径部分１３２
および第２の小さい方の直径部分１３４を含む。第１の
大きい方の直径部分１３２はねじ付きボルトのヘッドを
受け入れる大きさの寸法を持ち、このためボルトはハウ
ジング本体８４の周縁を越えて突き出さない。図１６に
はまた、電流検知コイル用コア５６を所望の位置に位置
決めするための保持壁９２の１つの突出部１３０も示さ
れている。
【００３２】図１７は、図３のカバー８６の上面図であ
る。開口１０２は、図示のように、６角ナットおよび実
質的に丸いボルト・ヘッドを受け入れる大きさの寸法を
持つ。このような構成によりハウジング本体８４に係合
した状態にカバー８６を維持するのが容易になる。電流
センサ５０は低い材料および組み立てコストで遮断器用
途の様な種々の用途に使用することが出来る。例えば、
ハウジング５２および電流検知コイル用コア５６は、一
実施態様では、プラスチックのモールド成形により形成
される。このような低コストの材料の使用により、電流
センサのコストが低減される。組み立ての労力に関し
て、それぞれに巻線を設けた電流検知コイル用コア５６
および電力コイル用コア６８はハウジング５２内に容易
に且つ素早く組み立てることが出来る。その後、カバー
８６がハウジング本体８４の上に配置されて、ねじ付き
ボルトを使用してハウジング本体８４に係合される。こ
のように組み立てが容易なことにより、組み立てプロセ
スの自動化がし易くなり、更にコストの削減が実現可能
となる。電力線路の電流を監視するために、電力線路が
母線導体に電気結合され、母線導体は、電流検知コイル
７８および電流検知コイル用コア５６並びに電力コイル
８０および電力コイル用コア６８が母線導体に関してほ
ぼ対称になるように、電流センサ６０の母線導体用開口
５４を通り抜けるように配置される。
る。開口１０２は、図示のように、６角ナットおよび実
質的に丸いボルト・ヘッドを受け入れる大きさの寸法を
持つ。このような構成によりハウジング本体８４に係合
した状態にカバー８６を維持するのが容易になる。電流
センサ５０は低い材料および組み立てコストで遮断器用
途の様な種々の用途に使用することが出来る。例えば、
ハウジング５２および電流検知コイル用コア５６は、一
実施態様では、プラスチックのモールド成形により形成
される。このような低コストの材料の使用により、電流
センサのコストが低減される。組み立ての労力に関し
て、それぞれに巻線を設けた電流検知コイル用コア５６
および電力コイル用コア６８はハウジング５２内に容易
に且つ素早く組み立てることが出来る。その後、カバー
８６がハウジング本体８４の上に配置されて、ねじ付き
ボルトを使用してハウジング本体８４に係合される。こ
のように組み立てが容易なことにより、組み立てプロセ
スの自動化がし易くなり、更にコストの削減が実現可能
となる。電力線路の電流を監視するために、電力線路が
母線導体に電気結合され、母線導体は、電流検知コイル
７８および電流検知コイル用コア５６並びに電力コイル
８０および電力コイル用コア６８が母線導体に関してほ
ぼ対称になるように、電流センサ６０の母線導体用開口
５４を通り抜けるように配置される。
【００３３】母線導体に流れる電流によって発生される
磁界が電流検知コイル７８に電圧を誘起し且つ電力コイ
ル８０に電流を誘起する。電流検知コイル７８に誘起さ
れた電圧は母線導体（電力線路）に流れる電流の変化速
度に比例し、該電圧は検知回路に供給され、検知回路は
電力システムを制御するために使用される出力信号を発
生する。
磁界が電流検知コイル７８に電圧を誘起し且つ電力コイ
ル８０に電流を誘起する。電流検知コイル７８に誘起さ
れた電圧は母線導体（電力線路）に流れる電流の変化速
度に比例し、該電圧は検知回路に供給され、検知回路は
電力システムを制御するために使用される出力信号を発
生する。
【００３４】電力コイル８０に誘起された電流は、検知
回路の構成部品を付勢（すなわち、それらに電力を供
給）するために使用される。例えば、電力コイル８０は
装置の他の構成部品に電力を供給するように接続された
整流器および制御回路）に電気接続される。電流センサ
５０では、高精度の電流検知が低コストで行えるよう
に、電流検知機能と自己給電機能とが分離されている。
電流検知コイル用コア５６、すなわち空芯は、電流セン
サの精度、ダイナミック・レンジ、直線性および周波数
応答を向上させる。更に、電力コイル用コア６８は、低
コストの可飽和のコアであり、過電流の発生を防止し、
且つ遮断器装置による電力消費を低くすることができ
る。また更に、電力コイル用コア６８の内側に電流検知
コイル用コア５６を配置することにより、磁気クロスト
ークおよび磁気結合を最小にすることが出来る。
回路の構成部品を付勢（すなわち、それらに電力を供
給）するために使用される。例えば、電力コイル８０は
装置の他の構成部品に電力を供給するように接続された
整流器および制御回路）に電気接続される。電流センサ
５０では、高精度の電流検知が低コストで行えるよう
に、電流検知機能と自己給電機能とが分離されている。
電流検知コイル用コア５６、すなわち空芯は、電流セン
サの精度、ダイナミック・レンジ、直線性および周波数
応答を向上させる。更に、電力コイル用コア６８は、低
コストの可飽和のコアであり、過電流の発生を防止し、
且つ遮断器装置による電力消費を低くすることができ
る。また更に、電力コイル用コア６８の内側に電流検知
コイル用コア５６を配置することにより、磁気クロスト
ークおよび磁気結合を最小にすることが出来る。
【００３５】電流検知コイル用コア５６は母線導体に関
して対称であるので、電流センサ５０の精度が向上す
る。電力コイル用コア６８は、前に述べたように磁気遮
蔽を行うために必ずしも母線導体に関して対称である必
要はない。電流検知コイル用コアの幾何学的形状は、勿
論、母線導体に関して対称であるためには例えば多角形
や円形であってもよいので、電流センサ５０について述
べたような矩形に制限されない。
して対称であるので、電流センサ５０の精度が向上す
る。電力コイル用コア６８は、前に述べたように磁気遮
蔽を行うために必ずしも母線導体に関して対称である必
要はない。電流検知コイル用コアの幾何学的形状は、勿
論、母線導体に関して対称であるためには例えば多角形
や円形であってもよいので、電流センサ５０について述
べたような矩形に制限されない。
【００３６】図１８は、本発明の別の実施態様による円
形形状の自己給電式軸方向電流センサ１５０を示す斜視
図である。電流センサ１５０は、貫通するほぼ円形の母
線導体用開口１５４を持つハウジング１５２を含む。ハ
ウジング１５２は、プラスチックのような電気絶縁材料
をモールド成形することにより形成される。環状の電流
検知コイル用コア１５６が母線導体用開口１５４に接近
して配置され、電流検知コイル用コア１５６は母線導体
用開口１５４の中心軸線（図示していない）に関して対
称である。電流検知コイル用コア１５６はプラスチック
のような電気絶縁材料で形成される。電流検知コイル用
コア１５６の直径より大きい直径を持つ環状の電力コイ
ル用コア１５８がまた、母線導体用開口１５４の中心軸
線に関して対称に配置されている。電流検知コイル用コ
ア１５６は保持壁１６０によって電力コイル用コア１５
８から物理的に且つ電気的に分離されている。
形形状の自己給電式軸方向電流センサ１５０を示す斜視
図である。電流センサ１５０は、貫通するほぼ円形の母
線導体用開口１５４を持つハウジング１５２を含む。ハ
ウジング１５２は、プラスチックのような電気絶縁材料
をモールド成形することにより形成される。環状の電流
検知コイル用コア１５６が母線導体用開口１５４に接近
して配置され、電流検知コイル用コア１５６は母線導体
用開口１５４の中心軸線（図示していない）に関して対
称である。電流検知コイル用コア１５６はプラスチック
のような電気絶縁材料で形成される。電流検知コイル用
コア１５６の直径より大きい直径を持つ環状の電力コイ
ル用コア１５８がまた、母線導体用開口１５４の中心軸
線に関して対称に配置されている。電流検知コイル用コ
ア１５６は保持壁１６０によって電力コイル用コア１５
８から物理的に且つ電気的に分離されている。
【００３７】図１９は、図１８に示した電流センサ１５
０の断面正面図である。図示のように、電力線路１６２
が導体部分１６２および絶縁部分１６４を含んでいて、
電力線路用開口１５４を通り抜ける。電力線路１６２の
電流方向が、中点の丸１６９で示すように紙面から出て
来る向きである。コア１５６および１５８が電力線路１
６２に関してほぼ対称に配置されている。
０の断面正面図である。図示のように、電力線路１６２
が導体部分１６２および絶縁部分１６４を含んでいて、
電力線路用開口１５４を通り抜ける。電力線路１６２の
電流方向が、中点の丸１６９で示すように紙面から出て
来る向きである。コア１５６および１５８が電力線路１
６２に関してほぼ対称に配置されている。
【００３８】図２０は、コア１５６および１５８を中に
配置したハウジング１５２のハウジング本体１８４の斜
視図である。ハウジング本体１８４は電流検知コイル用
の保持リングまたは保持壁１６０および１７０、並びに
ハウジング本体の壁１７２を含む。電流検知コイル用コ
ア１５６が、保持壁１６０および１７０によって画成さ
れた電流検知コイル用コア区域１７４内に配置されてい
る。電力コイル用コア１５８が、保持壁１６０とハウジ
ング本体の壁１７２とによって画成された電力コイル用
コア区域１７６内に配置されている。ハウジング本体１
６８はまた、それを長さ方向に貫通するほぼ円筒形の開
口１７８を含む。
配置したハウジング１５２のハウジング本体１８４の斜
視図である。ハウジング本体１８４は電流検知コイル用
の保持リングまたは保持壁１６０および１７０、並びに
ハウジング本体の壁１７２を含む。電流検知コイル用コ
ア１５６が、保持壁１６０および１７０によって画成さ
れた電流検知コイル用コア区域１７４内に配置されてい
る。電力コイル用コア１５８が、保持壁１６０とハウジ
ング本体の壁１７２とによって画成された電力コイル用
コア区域１７６内に配置されている。ハウジング本体１
６８はまた、それを長さ方向に貫通するほぼ円筒形の開
口１７８を含む。
【００３９】図２１は、図１８に示したコア１５６およ
び１５８並びにハウジング本体１８４の分解斜視図であ
る。図２１に示すように、電流検知コイル用コア１５６
は電力コイル用コア１５８より直径が小さい。コア１６
８および１５８は、単にコア１５６を電流検知コイル用
コア区域１７４内に配置し且つコア１５８を電力コイル
用コア区域１７６内に配置することにより、ハウジング
本体１８４内に容易に素早く組み立てられる。図を簡単
にするために図示していないが、開口１７８と整列する
開口を持つカバーがハウジング本体１８４に係合され
る。オプションとして、ハウジング１５２を適当なエポ
キシまたはシリコン・コンパウンドでポッティング（ｐ
ｏｔｔｉｎｇ）してもよい。
び１５８並びにハウジング本体１８４の分解斜視図であ
る。図２１に示すように、電流検知コイル用コア１５６
は電力コイル用コア１５８より直径が小さい。コア１６
８および１５８は、単にコア１５６を電流検知コイル用
コア区域１７４内に配置し且つコア１５８を電力コイル
用コア区域１７６内に配置することにより、ハウジング
本体１８４内に容易に素早く組み立てられる。図を簡単
にするために図示していないが、開口１７８と整列する
開口を持つカバーがハウジング本体１８４に係合され
る。オプションとして、ハウジング１５２を適当なエポ
キシまたはシリコン・コンパウンドでポッティング（ｐ
ｏｔｔｉｎｇ）してもよい。
【００４０】図２２（Ａ）は、電流検知コイル用コア１
５６上の電流検知コイル１８０の巻線を示す。コア材料
は空気とほぼ等しい透磁率を持つものとする。具体的に
述べると、コイル１８０を形成する導体１８２が補償巻
線１８４の上に巻かれる。更に具体的に述べると、始端
８８を持つ補償巻線１８４がコア１５６上に円周方向に
配置され、巻線導体１８２が始端１９２を持つ。補償巻
線１８４は巻線導体１８２の内側に保持される。電流検
知コイル用コア１５６を矢印１９４で示すように時計方
向周りに回転させながら、導体１８２が矢印１９６で示
す経路でコア１５６に巻き付けられる。図示していない
が、電力コイルは、銅線のような導体を、磁気材料で構
成されたコアの周りにその長さに沿って巻き付けること
によって形成される。
５６上の電流検知コイル１８０の巻線を示す。コア材料
は空気とほぼ等しい透磁率を持つものとする。具体的に
述べると、コイル１８０を形成する導体１８２が補償巻
線１８４の上に巻かれる。更に具体的に述べると、始端
８８を持つ補償巻線１８４がコア１５６上に円周方向に
配置され、巻線導体１８２が始端１９２を持つ。補償巻
線１８４は巻線導体１８２の内側に保持される。電流検
知コイル用コア１５６を矢印１９４で示すように時計方
向周りに回転させながら、導体１８２が矢印１９６で示
す経路でコア１５６に巻き付けられる。図示していない
が、電力コイルは、銅線のような導体を、磁気材料で構
成されたコアの周りにその長さに沿って巻き付けること
によって形成される。
【００４１】補償巻線１８４は、コイルの平面に直交す
る成分を持つ磁界を阻止するために使用される。コイル
および補償巻線の好ましい構成は、層の数に依存する。
図２２に示されるように単層の場合、補償巻線はコイル
のボビンの内側に配置したターンのワイヤである。この
補償巻線は、ループＡ−Ｂによって作られる１ターンの
ループに対応するルールを排除する効果を有する。さも
ないと、このループが、コイルの平面に直交する成分を
持つ磁界に敏感になる。コイルの種々の部分によって種
々の漂遊磁界が生じるので、補償巻線を使用することが
望ましい。補償巻線は好ましくは、ボビンの平均半径に
おける環状断面中心またはボビンの内縁に配置する。
る成分を持つ磁界を阻止するために使用される。コイル
および補償巻線の好ましい構成は、層の数に依存する。
図２２に示されるように単層の場合、補償巻線はコイル
のボビンの内側に配置したターンのワイヤである。この
補償巻線は、ループＡ−Ｂによって作られる１ターンの
ループに対応するルールを排除する効果を有する。さも
ないと、このループが、コイルの平面に直交する成分を
持つ磁界に敏感になる。コイルの種々の部分によって種
々の漂遊磁界が生じるので、補償巻線を使用することが
望ましい。補償巻線は好ましくは、ボビンの平均半径に
おける環状断面中心またはボビンの内縁に配置する。
【００４２】より良好な補償巻線は、図２２（Ｂ）に示
されるように特別な態様で巻装された２（または偶数）
層の巻線層の場合に得られる。この図２２（Ｂ）の場
合、第２の層の巻線が第１の層の周りに同じ方向に続け
られるが、ボビンは第１の層の場合とは逆の方向に回転
される。この方式は、２つの巻線層からの信号が相加さ
れるようにする。ワイヤおよび接続部が再び開始点１８
８に来るので、第２の層は自動的に補償巻線１８４を形
成する。しかしながら、この場合、補償巻線はボビンの
内縁に沿った１ターンのワイヤの場合よりは、第１の層
の巻線にずっと近い。このように巻装された２層の場
合、ピッチの進みの複合効果が大きく無効化される。
されるように特別な態様で巻装された２（または偶数）
層の巻線層の場合に得られる。この図２２（Ｂ）の場
合、第２の層の巻線が第１の層の周りに同じ方向に続け
られるが、ボビンは第１の層の場合とは逆の方向に回転
される。この方式は、２つの巻線層からの信号が相加さ
れるようにする。ワイヤおよび接続部が再び開始点１８
８に来るので、第２の層は自動的に補償巻線１８４を形
成する。しかしながら、この場合、補償巻線はボビンの
内縁に沿った１ターンのワイヤの場合よりは、第１の層
の巻線にずっと近い。このように巻装された２層の場
合、ピッチの進みの複合効果が大きく無効化される。
【００４３】図２３は、図２０に示したハウジング本体
１６８の上面図であり、電流検知コイル用コア区域１７
４および電力コイル用コア区域１７６を含んでいる。保
持壁１６０および１７０が電流検知コイル用コア区域１
７４の周縁を画成し、また保持壁１６０とハウジング本
体の壁１７２が電力コイル用コア区域１７６の周縁を画
成する。
１６８の上面図であり、電流検知コイル用コア区域１７
４および電力コイル用コア区域１７６を含んでいる。保
持壁１６０および１７０が電流検知コイル用コア区域１
７４の周縁を画成し、また保持壁１６０とハウジング本
体の壁１７２が電力コイル用コア区域１７６の周縁を画
成する。
【００４４】図２４は、図２３の線２４−２４に沿って
取ったハウジング本体１６８の断面図である。図２４に
示されるように、電流検知コイル用コア区域１７４は保
持壁１７０によって電力コイル用コア区域１７６から分
離されている。区域１７４および１７６は開口１７８に
関して対称である。図２５は、電力コイル用コア１５８
の上面図である。電力コイル用コア１５８はほぼリング
形であって、前に述べたように積層した複数の薄板また
はテープ巻き鉄心で形成される。図２６は、図２５の線
２６−２６に沿って取った電力コイル用コア１５８の断
面図である。このコアはエポキシのような適当な絶縁材
料で被覆してもよい。巻線１９７がコアの周りに環状に
配置されて、電子装置に必要な電力を供給する。
取ったハウジング本体１６８の断面図である。図２４に
示されるように、電流検知コイル用コア区域１７４は保
持壁１７０によって電力コイル用コア区域１７６から分
離されている。区域１７４および１７６は開口１７８に
関して対称である。図２５は、電力コイル用コア１５８
の上面図である。電力コイル用コア１５８はほぼリング
形であって、前に述べたように積層した複数の薄板また
はテープ巻き鉄心で形成される。図２６は、図２５の線
２６−２６に沿って取った電力コイル用コア１５８の断
面図である。このコアはエポキシのような適当な絶縁材
料で被覆してもよい。巻線１９７がコアの周りに環状に
配置されて、電子装置に必要な電力を供給する。
【００４５】図２７は、電流検知コイル用コア１５６の
上面図である。電流検知コイル用コア１５６はほぼリン
グ形であって、プラスチックのような絶縁体で形成され
ている。図２８は、図２７の線２８−２８に沿って取っ
た電流検知コイル用コア１５６の断面図である。コア１
５６は、図２８に示されるように中空である。電流セン
サ１５０（図１８）により電力線路の電流を監視するた
めに、電力線路が図１９に示されているように電力線路
用開口１５４を通り抜けるように配置される。電流セン
サ１５０および電力線路が上述のように組み立てられた
とき、電流検知コイル用コア１５６および電流検知コイ
ル１８０並びに電力コイル用コア１５８および電力コイ
ル（図示していない）は電力線路に関してほぼ対称であ
る。
上面図である。電流検知コイル用コア１５６はほぼリン
グ形であって、プラスチックのような絶縁体で形成され
ている。図２８は、図２７の線２８−２８に沿って取っ
た電流検知コイル用コア１５６の断面図である。コア１
５６は、図２８に示されるように中空である。電流セン
サ１５０（図１８）により電力線路の電流を監視するた
めに、電力線路が図１９に示されているように電力線路
用開口１５４を通り抜けるように配置される。電流セン
サ１５０および電力線路が上述のように組み立てられた
とき、電流検知コイル用コア１５６および電流検知コイ
ル１８０並びに電力コイル用コア１５８および電力コイ
ル（図示していない）は電力線路に関してほぼ対称であ
る。
【００４６】動作について説明すると、電力線路に流れ
る電流によって発生される磁界が電流検知コイル１８０
に電圧を誘起し且つ電力コイルに電流を誘起する。電流
検知コイル１８０に誘起された電圧は電力線路に流れる
電流の変化速度に比例し、該電圧は検知回路に供給さ
れ、検知回路は電力システムを制御するために使用され
る出力信号を発生する。また電力コイルに誘起された電
流は、検知回路の構成部品を付勢する。例えば、電力コ
イルは、遮断器の他の構成部品に電力を供給するように
接続された整流器および制御回路に電気接続される。
る電流によって発生される磁界が電流検知コイル１８０
に電圧を誘起し且つ電力コイルに電流を誘起する。電流
検知コイル１８０に誘起された電圧は電力線路に流れる
電流の変化速度に比例し、該電圧は検知回路に供給さ
れ、検知回路は電力システムを制御するために使用され
る出力信号を発生する。また電力コイルに誘起された電
流は、検知回路の構成部品を付勢する。例えば、電力コ
イルは、遮断器の他の構成部品に電力を供給するように
接続された整流器および制御回路に電気接続される。
【００４７】上述の電流センサは、遮断器などの種々の
用途に使用することが出来る。電流センサは、電力線路
の電流を表す正確な信号を供給できると共に、材料およ
び組み立てコストが比較的少なくて済む。更に、電流セ
ンサは小さく、既存の用途に容易に適合させることがで
きる。本発明を特定の実施態様について例示し詳述した
が、当業者には種々の変更および変形をなし得よう。従
って、特許請求の範囲が本発明の真の精神および趣旨の
範囲内にあるこの様な全ての変更および変形を包含する
ものとして記載してあることを理解されたい。
用途に使用することが出来る。電流センサは、電力線路
の電流を表す正確な信号を供給できると共に、材料およ
び組み立てコストが比較的少なくて済む。更に、電流セ
ンサは小さく、既存の用途に容易に適合させることがで
きる。本発明を特定の実施態様について例示し詳述した
が、当業者には種々の変更および変形をなし得よう。従
って、特許請求の範囲が本発明の真の精神および趣旨の
範囲内にあるこの様な全ての変更および変形を包含する
ものとして記載してあることを理解されたい。
【図１】本発明の一実施態様による自己給電式軸方向電
流センサの概略斜視図である。
流センサの概略斜視図である。
【図２】図１の線２ー２に沿って取った図１の電流セン
サの断面図である。
サの断面図である。
【図３】図１に示した実施態様の電流センサの分解斜視
図である。
図である。
【図４】頂部のカバーを除いて組み立てた図３の電流セ
ンサの斜視図である。
ンサの斜視図である。
【図５】図３の電流センサの完全に組み立てた後の斜視
図である。
図である。
【図６】図１の電流センサに使用される電流検知コイル
用ボビンの斜視図である。
用ボビンの斜視図である。
【図７】図６の電流検知コイル用ボビンの上面図であ
る。
る。
【図８】図６の電流検知コイル用ボビンの側面図であ
る。
る。
【図９】図８の線９ー９に沿って取った断面図である。
【図１０】図６の電流検知コイル用ボビンに巻線を形成
する仕方を示す側面図である。
する仕方を示す側面図である。
【図１１】電流検知コイルを巻装した４つのボビンの組
立体の上面図である。
立体の上面図である。
【図１２】図１の電流センサに使用される電力コイル用
ボビンの斜視図である。
ボビンの斜視図である。
【図１３】図１２の電力コイル用ボビンの側面図であ
る。
る。
【図１４】図１３の線１４−１４に沿って取った断面図
である。
である。
【図１５】図３に示したハウジング本体の上面図であ
る。
る。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿って取った断面図
である。
である。
【図１７】図３に示したハウジングのカバーの上面図で
ある。
ある。
【図１８】本発明の別の実施態様による自己給電式軸方
向電流センサの概略斜視図である。
向電流センサの概略斜視図である。
【図１９】図１８の電流センサの断面図である。
【図２０】図１８の電流センサのハウジング本体の斜視
図である。
図である。
【図２１】図１８の電流センサの分解斜視図である。
【図２２】（Ａ）は図１８の電流センサの電流検知コイ
ル用コアに電流検知コイルを巻装する仕方を示し、
（Ｂ）は電流検知コイルを２層に巻装する仕方を示す上
面図である。
ル用コアに電流検知コイルを巻装する仕方を示し、
（Ｂ）は電流検知コイルを２層に巻装する仕方を示す上
面図である。
【図２３】図２０のハウジング本体の上面図である。
【図２４】図２３の線２４−２４に沿って取った断面図
である。
である。
【図２５】図１８の電流センサに使用される電力コイル
用コアの上面図である。
用コアの上面図である。
【図２６】図２５の線２６−２６に沿って取った断面図
である。
である。
【図２７】図１８の電流センサに使用される電流検知コ
イル用コアの上面図である。
イル用コアの上面図である。
【図２８】図２７の線２８−２８に沿って取った断面図
である。
である。
５０、１５０ 自己給電式軸方向電流センサ ５２、１５２ ハウジング ５４ 母線導体用開口 ５６、１５６ 電流検知コイル用コア ５８ ボビン ６８、１５８ 電力コイル用コア ７０ Ｃ字形コア ７２ 電力コイル用ボビン ７８ 電流検知コイル ８０ 電力コイル ８２ 母線導体 ８４ ハウジング本体 ８６ カバー ８８ 母線導体用開口 ９０、９２、１６０、１７０ 保持壁 ９４、１７４ 電流検知コイル用コア区域 ９６、１７２ ハウジング本体の壁 ９８、１７６ 電力コイル用コア区域 １００ 母線導体用開口 １０６、１０８ インターロック部材 １１４、１８０ 電流検知コイル １１６、１８４ 補償巻線 １５４ 電力線路用開口 １６２ 電力線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイモンド・ケルセイ・セイモー アメリカ合衆国、コネチカット州、プレイ ンヴィル、プロヴェンチャー・ドライブ、 38番 (72)発明者 ジェローム・ジョンソン・タイマン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、ユニオン・ストリート、234番
Claims (19)
- 【請求項１】 貫通する導体用開口を持つハウジング、 前記ハウジング内に配置されて、前記導体用開口の中心
軸線に関してほぼ対称である電流検知コイル用コア、お
よび前記ハウジング内に配置されて、前記導体用開口の
中心軸線に関してほぼ対称である電力コイル用コアを含
んでいることを特徴とする自己給電式軸方向電流セン
サ。 - 【請求項２】 前記電流検知コイル用コア上に電流検知
コイルが設けられている請求項１記載の自己給電式軸方
向電流センサ。 - 【請求項３】 前記電流検知コイル用コア上に更に補償
巻線が設けられている請求項２記載の自己給電式軸方向
電流センサ。 - 【請求項４】 前記電流検知コイル用コアの形状がほぼ
矩形である請求項１記載の自己給電式軸方向電流セン
サ。 - 【請求項５】 前記電流検知コイル用コアが複数のボビ
ンで構成され、各々のボビンの断面が矩形である請求項
４記載の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項６】 各々の前記ボビンが、第１のフランジを
持つ第１の端部および第２のフランジを持つ第２の端部
を有し、前記第１および第２のフランジが第１および第
２のインターロック部材をそれぞれ含んでいる請求項５
記載の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項７】 前記電流検知コイル用コアの形状がほぼ
リング形である請求項１記載の自己給電式軸方向電流セ
ンサ。 - 【請求項８】 前記電力コイル用コアの形状がほぼ矩形
である請求項１記載の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項９】 前記電力コイル用コアが複数のＣ字形コ
アで構成されている請求項８記載の自己給電式軸方向電
流センサ。 - 【請求項１０】 前記電力コイル用コアが更に少なくと
も１つのボビンを含み、前記Ｃ字形コアの１つが前記ボ
ビンを通って延在している請求項９記載の自己給電式軸
方向電流センサ。 - 【請求項１１】 前記電力コイル用コアの形状がほぼリ
ング形である請求項１記載の自己給電式軸方向電流セン
サ。 - 【請求項１２】 貫通する導体用開口を持つハウジング
であって、ハウジング本体を有し、該ハウジング本体
は、電流検知コイル用コア区域の周縁を画成する第１お
よび第２の保持壁、および前記第２の保持壁との間に電
力コイル用コア区域の周縁を画成するハウジング本体壁
を含んでいるハウジング、 前記ハウジングの前記電流検知コイル用コア区域内に配
置されて、前記導体用開口の中心軸線に関してほぼ対称
である電流検知コイル用コア、並びに前記ハウジングの
前記電力コイル用コア区域内に配置されている電力コイ
ル用コアを含んでいることを特徴とする自己給電式軸方
向電流センサ。 - 【請求項１３】 前記ハウジングが更に、前記ハウジン
グ本体にねじ係合されるカバーを含んでいる請求項１２
記載の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項１４】 前記電流検知コイル用コア上に電流検
知コイルおよび補償巻線が設けられており、前記電流検
知コイル用コアの形状がほぼ矩形である請求項１２記載
の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項１５】 前記電流検知コイル用コアが複数のボ
ビンで構成され、各々のボビンの断面が矩形であり、ま
た各々のボビンは、第１のフランジを持つ第１の端部お
よび第２のフランジを持つ第２の端部を有し、前記第１
および第２のフランジが第１および第２のインターロッ
ク部材をそれぞれ含んでいる請求項１４記載の自己給電
式軸方向電流センサ。 - 【請求項１６】 前記電流検知コイル用コア上に電流検
知コイルおよび補償巻線が設けられており、前記電流検
知コイル用コアの形状がほぼリング形である請求項１２
記載の自己給電式軸方向電流センサ。 - 【請求項１７】 前記電力コイル用コアが複数のＣ字形
コアで構成されている請求項１２記載の自己給電式軸方
向電流センサ。 - 【請求項１８】 前記電力コイル用コアが更に少なくと
も１つのボビンを含み、前記Ｃ字形コアの１つが前記ボ
ビンを通って延在している請求項１７記載の自己給電式
軸方向電流センサ。 - 【請求項１９】 前記電力コイル用コアの形状がほぼリ
ング形である請求項１２記載の自己給電式軸方向電流セ
ンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/735719 | 1996-10-23 | ||
| US08/735,719 US6018239A (en) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | Self-powered axial current sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10213603A true JPH10213603A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=24956906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9277872A Withdrawn JPH10213603A (ja) | 1996-10-23 | 1997-10-13 | 自己給電式軸方向電流センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6018239A (ja) |
| EP (2) | EP1467213A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10213603A (ja) |
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| JP2021064772A (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-22 | 甲神電機株式会社 | 変流器及び零相変流器 |
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|---|---|---|---|---|
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| CA2609625A1 (en) * | 2007-09-10 | 2009-03-10 | Veris Industries, Llc | Multi-voltage housing |
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| CN101650383A (zh) | 2008-08-12 | 2010-02-17 | 西门子公司 | 大电流传感器 |
| CN102272870A (zh) * | 2009-01-12 | 2011-12-07 | 瑞戴姆蒂夫科技有限公司 | 固态旋转场电力共生单元 |
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