JPH11337590A - 直流電流検出装置 - Google Patents
直流電流検出装置Info
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- JPH11337590A JPH11337590A JP10165884A JP16588498A JPH11337590A JP H11337590 A JPH11337590 A JP H11337590A JP 10165884 A JP10165884 A JP 10165884A JP 16588498 A JP16588498 A JP 16588498A JP H11337590 A JPH11337590 A JP H11337590A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】測定電路に交流電流成分が混入していても，直
流電流成分を精度良く検出することが可能な直流電流測
定装置を得る。 【構成】過飽和鉄心を有し，２次巻線，３次巻線を巻回
した変流器に１次導体を貫通したセンサーの３次巻線
に，交流励磁電源で電流を流して鉄心を過飽和状態に励
磁しておき，１次導体を流れる直流電流を２次巻線に流
れる電流のピーク電流値から計測するようにした直流電
流検出装置において，１次導体には，前記センサーとは
別の変流器を貫通させ，１次導体に流れる交流電流成分
による前記センサーの２次巻線出力電流成分を，前記変
流器の出力電流成分でキャンセルするようにした。
流電流成分を精度良く検出することが可能な直流電流測
定装置を得る。 【構成】過飽和鉄心を有し，２次巻線，３次巻線を巻回
した変流器に１次導体を貫通したセンサーの３次巻線
に，交流励磁電源で電流を流して鉄心を過飽和状態に励
磁しておき，１次導体を流れる直流電流を２次巻線に流
れる電流のピーク電流値から計測するようにした直流電
流検出装置において，１次導体には，前記センサーとは
別の変流器を貫通させ，１次導体に流れる交流電流成分
による前記センサーの２次巻線出力電流成分を，前記変
流器の出力電流成分でキャンセルするようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本件の発明は，電路に流れる直流
電流量を測定する装置の改良に係わり，特に直流電路の
地絡による漏洩電流を検出する装置に係わる。直流電路
は，主に発電所・変電所・プラントなどで用いられ，無
停電で運用しなければならない重要設備を制御するため
の電源回路である。直流電路の地絡が進行すると，直流
回路の短絡が発生する可能性もあるので、直流電路の地
絡は早急に排除する必要がある。そのために、直流電路
の地絡を正確に検出できる装置が必要となる。
電流量を測定する装置の改良に係わり，特に直流電路の
地絡による漏洩電流を検出する装置に係わる。直流電路
は，主に発電所・変電所・プラントなどで用いられ，無
停電で運用しなければならない重要設備を制御するため
の電源回路である。直流電路の地絡が進行すると，直流
回路の短絡が発生する可能性もあるので、直流電路の地
絡は早急に排除する必要がある。そのために、直流電路
の地絡を正確に検出できる装置が必要となる。
【０００２】
【従来の技術】直流地絡を検出する方法に，交流励磁電
源で過飽和鉄心を持ったセンサの３次巻線を飽和状態に
励磁しておき，１次導体に直流漏洩電流が生じたとき，
２次巻線を流れる電流のピークが変化する値から検出す
る装置があった。
源で過飽和鉄心を持ったセンサの３次巻線を飽和状態に
励磁しておき，１次導体に直流漏洩電流が生じたとき，
２次巻線を流れる電流のピークが変化する値から検出す
る装置があった。
【０００３】
【従来技術の問題点と課題】しかし，従来の方法では，
１次導体に交流電流成分が直流電流成分に重畳している
場合，直流電流によるセンサの２次巻線に現れるピーク
電圧が，交流電圧成分による出力に埋もれてしまい，直
流電流のみを正確に測れないという問題があった。特
に，前述の直流電路の地絡電流検出では，計測したい直
流漏洩電流の大きさは非常に小さく，また直流電路のア
ース・バッテリー間に商用周波数の電圧が混入すること
があり，その電圧から対地静電容量を経由して交流漏洩
電流が流れている場合が多々あって，目的の直流漏洩電
流を正確に計測できないことが多かった。また，バッテ
リーを充電する３相全波整流波形のリップル電圧から、
アンバランスな対地静電容量を通ってアースに流れる交
流漏れ電流や，直流を電源とする無停電の交流電源装置
のスイッチングノイズ電圧から対地静電容量を経由して
アースに流れる交流漏れ電流などによっても同様の問題
が発生していた。
１次導体に交流電流成分が直流電流成分に重畳している
場合，直流電流によるセンサの２次巻線に現れるピーク
電圧が，交流電圧成分による出力に埋もれてしまい，直
流電流のみを正確に測れないという問題があった。特
に，前述の直流電路の地絡電流検出では，計測したい直
流漏洩電流の大きさは非常に小さく，また直流電路のア
ース・バッテリー間に商用周波数の電圧が混入すること
があり，その電圧から対地静電容量を経由して交流漏洩
電流が流れている場合が多々あって，目的の直流漏洩電
流を正確に計測できないことが多かった。また，バッテ
リーを充電する３相全波整流波形のリップル電圧から、
アンバランスな対地静電容量を通ってアースに流れる交
流漏れ電流や，直流を電源とする無停電の交流電源装置
のスイッチングノイズ電圧から対地静電容量を経由して
アースに流れる交流漏れ電流などによっても同様の問題
が発生していた。
【０００４】また，前述の交流漏洩電流が直流電路に流
れていることが判断できず，測定した直流漏洩電流値を
信用できるかどうかが分からない，また，どこの電路に
交流漏洩電流があるかなどといった情報もとれないとい
う問題があった。
れていることが判断できず，測定した直流漏洩電流値を
信用できるかどうかが分からない，また，どこの電路に
交流漏洩電流があるかなどといった情報もとれないとい
う問題があった。
【０００５】
【問題を解決するための手段および作用】そこで，本件
発明の請求項１では，過飽和鉄心を有し，２次巻線，３
次巻線を巻回した変流器に１次導体を貫通したセンサー
の３次巻線に，交流励磁電源で電流を流して鉄心を過飽
和状態に励磁しておき，１次導体を流れる直流電流を２
次巻線に出力される電圧のピーク値から計測するように
した直流電流検出装置において，１次導体には，前記セ
ンサーとは別の変流器を貫通させ，１次導体に流れる交
流電流成分による前記センサーの２次巻線出力成分を，
前記変流器の出力成分でキャンセルするようにしたもの
である。
発明の請求項１では，過飽和鉄心を有し，２次巻線，３
次巻線を巻回した変流器に１次導体を貫通したセンサー
の３次巻線に，交流励磁電源で電流を流して鉄心を過飽
和状態に励磁しておき，１次導体を流れる直流電流を２
次巻線に出力される電圧のピーク値から計測するように
した直流電流検出装置において，１次導体には，前記セ
ンサーとは別の変流器を貫通させ，１次導体に流れる交
流電流成分による前記センサーの２次巻線出力成分を，
前記変流器の出力成分でキャンセルするようにしたもの
である。
【０００６】本件発明の請求項２は，前記変流器の出力
電流から，１次導体に流れる交流電流量を検出し表示す
るようにしたものである。
電流から，１次導体に流れる交流電流量を検出し表示す
るようにしたものである。
【０００７】それにより，請求項１の発明では，センサ
ーの出力から交流成分を変流器の出力でキャンセルでき
るので，直流成分のみの出力を得ることができる。
ーの出力から交流成分を変流器の出力でキャンセルでき
るので，直流成分のみの出力を得ることができる。
【０００８】また，請求項２の発明では，変流器の出力
から，計測中の直流電路に交流漏洩電流成分がどれくら
い流れているかを知ることができて，計測値がどれくら
い信頼できるか，また，本件発明の直流電流検出装置を
直流電路毎に設置しておけば，どこに交流漏洩電流が流
れているかを知り得て，交流漏洩電流の発生原因を特定
するための情報を得ることができる。
から，計測中の直流電路に交流漏洩電流成分がどれくら
い流れているかを知ることができて，計測値がどれくら
い信頼できるか，また，本件発明の直流電流検出装置を
直流電路毎に設置しておけば，どこに交流漏洩電流が流
れているかを知り得て，交流漏洩電流の発生原因を特定
するための情報を得ることができる。
【０００９】
【実施例の説明】図３は従来の直流電流検出装置の図で
あり，センサは過飽和鉄心を有しており，１次導体と２
次巻線，３次巻線が鉄心を貫通している。３次巻線は交
流励磁電源で鉄心を飽和状態に励磁しており，２次巻線
はマイコンなどからなる信号処理部に接続されている。
１次導体は，図では，直流電路の漏洩電流を測定する場
合を示しており，往復２本の電線が貫通している。
あり，センサは過飽和鉄心を有しており，１次導体と２
次巻線，３次巻線が鉄心を貫通している。３次巻線は交
流励磁電源で鉄心を飽和状態に励磁しており，２次巻線
はマイコンなどからなる信号処理部に接続されている。
１次導体は，図では，直流電路の漏洩電流を測定する場
合を示しており，往復２本の電線が貫通している。
【００１０】図３の１次導体に直流電流Ｉが流れてお
り，Ｉｇが大地に漏洩している場合の２次巻線の出力電
流を図４の（１）に示す。この場合，センサの鉄心には
過飽和鉄心を用いて飽和状態に励磁してあるので，励磁
による電流出力はほとんど現れず，励磁のゼロクロスの
度毎に直流漏洩電流の大きさに応じたピーク電圧が現れ
るので，信号処理部では，ピーク電圧のピーク値から，
１次導体の直流漏洩電流の大きさを判断して出力し計測
する。なお，漏洩電流でなく，１次導体に流れる直流電
流そのものを計測する場合は，１次導体を１本とすれば
可能となる。
り，Ｉｇが大地に漏洩している場合の２次巻線の出力電
流を図４の（１）に示す。この場合，センサの鉄心には
過飽和鉄心を用いて飽和状態に励磁してあるので，励磁
による電流出力はほとんど現れず，励磁のゼロクロスの
度毎に直流漏洩電流の大きさに応じたピーク電圧が現れ
るので，信号処理部では，ピーク電圧のピーク値から，
１次導体の直流漏洩電流の大きさを判断して出力し計測
する。なお，漏洩電流でなく，１次導体に流れる直流電
流そのものを計測する場合は，１次導体を１本とすれば
可能となる。
【００１１】次に，図３において，１次導体に交流漏洩
電流ｉｇがある場合，センサの２次巻線には，交流漏洩
電流ｉｇと直流漏洩電流Ｉｇによる出力電圧波形が重ね
合わさって図４（２）のような出力が発生する。この場
合，直流漏洩電流Ｉｇによる波形は，交流漏洩電流ｉｇ
による波形の影に隠れてしまい，ピーク値からは，ほぼ
交流漏洩電流の大きさしか計測されず，直流漏洩電流の
値とはかけ離れてしまうこととなる。すなわち，直流漏
洩電流を正確に測ることができない。
電流ｉｇがある場合，センサの２次巻線には，交流漏洩
電流ｉｇと直流漏洩電流Ｉｇによる出力電圧波形が重ね
合わさって図４（２）のような出力が発生する。この場
合，直流漏洩電流Ｉｇによる波形は，交流漏洩電流ｉｇ
による波形の影に隠れてしまい，ピーク値からは，ほぼ
交流漏洩電流の大きさしか計測されず，直流漏洩電流の
値とはかけ離れてしまうこととなる。すなわち，直流漏
洩電流を正確に測ることができない。
【００１２】図１は，本件発明の請求項１の実施励であ
る。図３の従来例に対し，変流器が１つ付加され，信号
処理部２では，センサと変流器の２次巻線が接続されて
いる。
る。図３の従来例に対し，変流器が１つ付加され，信号
処理部２では，センサと変流器の２次巻線が接続されて
いる。
【００１３】１次導体に交流漏洩電流ｉｇと直流漏洩電
流Ｉｇが流れている場合，センサ側の２次巻線出力は図
４（２）のようになり，変流器の２次巻線出力は，図４
（３）のようになる。信号処理部２では，図４（２）の
波形の交流漏洩電流分の大きさに図４（３）の波形を重
ねて，図４（２）の波形から交流漏洩電流分をキャンセ
ルして，図４（４）の波形を取り出し，ピーク値から直
流漏洩電流の大きさを測定する。信号処理過程で，多少
の測定誤差発生要因はあるものの，取り出した波形図４
（４）は，ほぼ図４（１）に近づけることができ，精度
の高い直流漏洩電流の測定が可能となる。
流Ｉｇが流れている場合，センサ側の２次巻線出力は図
４（２）のようになり，変流器の２次巻線出力は，図４
（３）のようになる。信号処理部２では，図４（２）の
波形の交流漏洩電流分の大きさに図４（３）の波形を重
ねて，図４（２）の波形から交流漏洩電流分をキャンセ
ルして，図４（４）の波形を取り出し，ピーク値から直
流漏洩電流の大きさを測定する。信号処理過程で，多少
の測定誤差発生要因はあるものの，取り出した波形図４
（４）は，ほぼ図４（１）に近づけることができ，精度
の高い直流漏洩電流の測定が可能となる。
【００１４】図２は，本件発明の請求項２の実施例の図
である。請求項１の実施例と異なるところは，変流器の
出力から，交流漏洩電流の大きさをノイズ量検出器でノ
イズとして測定して，別途に出力するようにしたことで
ある。
である。請求項１の実施例と異なるところは，変流器の
出力から，交流漏洩電流の大きさをノイズ量検出器でノ
イズとして測定して，別途に出力するようにしたことで
ある。
【００１５】請求項１により，直流電路に交流漏洩電流
が混入していても，精度良く直流漏洩電流を測定する装
置を得ることが可能であるが，交流漏洩電流が大きくな
りすぎると，請求項１の装置でも直流漏洩電流の測定精
度が低下することがあり，その場合，請求項２によれ
ば，測定時の交流漏洩電流を独立して出力することで，
交流漏洩電流の値を知り得ることが可能となり，交流漏
洩電流の値によって，測定した直流漏洩電流値が信用で
きる値か否かの判断が可能となる。また，直流電路は設
備の広範囲な場所にまたがっている場合が通常であり，
この場合，複数の箇所に，請求項２に示す装置を設置す
ることで，箇所箇所での交流漏洩電流を測定することが
できて，交流漏洩電流の大きさを比較することで，交流
漏洩電流の発生原因を特定することも可能となる。
が混入していても，精度良く直流漏洩電流を測定する装
置を得ることが可能であるが，交流漏洩電流が大きくな
りすぎると，請求項１の装置でも直流漏洩電流の測定精
度が低下することがあり，その場合，請求項２によれ
ば，測定時の交流漏洩電流を独立して出力することで，
交流漏洩電流の値を知り得ることが可能となり，交流漏
洩電流の値によって，測定した直流漏洩電流値が信用で
きる値か否かの判断が可能となる。また，直流電路は設
備の広範囲な場所にまたがっている場合が通常であり，
この場合，複数の箇所に，請求項２に示す装置を設置す
ることで，箇所箇所での交流漏洩電流を測定することが
できて，交流漏洩電流の大きさを比較することで，交流
漏洩電流の発生原因を特定することも可能となる。
【発明の効果】以上のように，本件発明の請求項１の発
明によれば，１次導体に交流電流成分が含まれていて
も，精度良く直流電流の大きさを測定可能な直流電流測
定装置を得ることが可能となり，請求項２によれば，請
求項１の装置で直流電流を測定した際に，測定した１次
導体に交流電流成分がどれくらい流れているかを知り得
ることが可能となって，測定した直流電流値が精度のよ
いものかどうかを判別可能とすることができるという効
果を有する。
明によれば，１次導体に交流電流成分が含まれていて
も，精度良く直流電流の大きさを測定可能な直流電流測
定装置を得ることが可能となり，請求項２によれば，請
求項１の装置で直流電流を測定した際に，測定した１次
導体に交流電流成分がどれくらい流れているかを知り得
ることが可能となって，測定した直流電流値が精度のよ
いものかどうかを判別可能とすることができるという効
果を有する。
【図１】本発明の請求項１の実施例
【図２】本発明の請求項２の実施例
【図３】従来の直流電流検出装置の例
【図４】検出波形のタイムチャート
Claims (2)
- 【請求項１】過飽和鉄心を有し，２次巻線，３次巻線を
巻回した変流器に１次導体を貫通したセンサーの３次巻
線に，交流励磁電源で電流を流して鉄心を過飽和状態に
励磁しておき，１次導体を流れる直流電流を２次巻線に
流れる電流のピーク電流値から計測するようにした直流
電流検出装置において，１次導体には，前記センサーと
は別の変流器を貫通させ，１次導体に流れる交流電流成
分による前記センサーの２次巻線出力電圧成分を，前記
変流器の出力電圧成分でキャンセルするようにした直流
電流検出装置。 - 【請求項２】前記変流器の出力電圧から，１次導体に流
れる交流電流量を検出し表示するようにした，請求項１
の直流電流検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588498A JP4136079B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588498A JP4136079B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11337590A true JPH11337590A (ja) | 1999-12-10 |
| JP4136079B2 JP4136079B2 (ja) | 2008-08-20 |
Family
ID=15820817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16588498A Expired - Lifetime JP4136079B2 (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 直流電流検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4136079B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2370363A (en) * | 2000-12-22 | 2002-06-26 | Nada Electronics Ltd | Measuring DC component of AC current |
| WO2013128803A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 富士電機機器制御株式会社 | 電流検出装置 |
| JP2015001503A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 富士電機機器制御株式会社 | 電流検出装置 |
| CN106291048A (zh) * | 2016-07-28 | 2017-01-04 | 国家电网公司 | 一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法 |
| CN106328349A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 国网江西省电力公司电力科学研究院 | 一种双二次绕组双级电压互感器 |
| EP3531145A4 (en) * | 2016-11-29 | 2019-12-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | DEVICE FOR DETECTING A CURRENT LEAK |
| JP2020143962A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社日立産機システム | 電流センサ素子 |
| CN114994389A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-02 | 北京中联太信科技有限公司 | 一种磁超导微直流检测装置及方法 |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP16588498A patent/JP4136079B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2370363A (en) * | 2000-12-22 | 2002-06-26 | Nada Electronics Ltd | Measuring DC component of AC current |
| WO2013128803A1 (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-06 | 富士電機機器制御株式会社 | 電流検出装置 |
| JP2013178205A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 電流検出装置 |
| CN104067134A (zh) * | 2012-02-29 | 2014-09-24 | 富士电机机器制御株式会社 | 电流检测装置 |
| US9541580B2 (en) | 2012-02-29 | 2017-01-10 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. | Current detecting device |
| JP2015001503A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 富士電機機器制御株式会社 | 電流検出装置 |
| CN106291048A (zh) * | 2016-07-28 | 2017-01-04 | 国家电网公司 | 一种电流提升装置、电流互感器及电流测试方法 |
| CN106328349A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-11 | 国网江西省电力公司电力科学研究院 | 一种双二次绕组双级电压互感器 |
| EP3531145A4 (en) * | 2016-11-29 | 2019-12-11 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | DEVICE FOR DETECTING A CURRENT LEAK |
| JP2020143962A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社日立産機システム | 電流センサ素子 |
| CN114994389A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-02 | 北京中联太信科技有限公司 | 一种磁超导微直流检测装置及方法 |
| CN114994389B (zh) * | 2022-05-25 | 2023-09-26 | 北京中联太信科技有限公司 | 一种磁超导微直流检测装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4136079B2 (ja) | 2008-08-20 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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