JPS58193469A - 導体に流れる電流の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流測定装置に関し、特に工業顎品における導
体に流れる電流を測定する装置に関するものである。

電流測定に適した種々の装置が知られており、例えばボ
ール効果を用いたセンサがあり、これは半導体ストリッ
プに被測定電流により生ずる電磁誘導を印加してそれに
流れる電流を検出するものである。また、［１ゴースキ
ループ（ＲｏｏｏｗｓｋｉＣｏｏｐ）センサがあり、こ
れは被強磁性コアに巻回されたコイルを有してお被測定
電流が流れている導体を囲繞して設けられるものである
。

このホール効果センサは小電流の測定にしか用い得ない
。高電流の測定のためには、ホール素子自身の測定によ
り生ずる導入れない電流が巻き線に流れることによる誘
導を打ち消（必要があり、ｐｉｔｌｌｒ：かつ６価なも
のとなる。

ロゴ−スキループセンサは、二［業製品中に存在４６で
・あろう近接導体に流れる電流に対し敏感であるという
欠点があり、この影響を防止する遮蔽をなすには極めて
困雌となっている。

本発明はかかる従来装置の欠白を排除するためになされ
たものであって、その目的とするところは、極めて簡単
な構成でかつ使用が容易でありまた奇生電流に対し実質
的に影響を受けることなく非常に直Ｉｉ性の良いＡＣ電
流センサを提供することにある。　　′　　　　　　　
　　　　　　　　　一本発明による装置は被測定電流が
流れる導体近傍に配設されたコイルを有しており、その
特徴とするところは、強磁性部材からなる遮蔽部材たる
スリーブ若しくは長手状ケースと、導体の一部が略Ｕ字
状に曲げられた部分を当該スリーブ若しくはケース内の
特定部分に維持覆る手段とを含み、当該コイルが導体の
Ｕ字状部分の脚部間に配置されていることにある。

本発明の好ましい実施例にＪｊいては、当該特定部分に
緒持する手段は、コイルが固定されかつ（１字状字状リ
セプタクルにより囲まれた中央区画を規定するための絶
縁性フレームと、導体の当該Ｕ字状部分を挿通するため
の所定の一面上若しくは両側に設けられた開口とを有し
°Ｃおり、前記”ル−ムは強磁性部材からなる長ｆ状ス
リーブ内に嵌合せしめられてなることを特徴としている
。

本発明の他の特徴及び効果をより良く理解するため［ｇ
、下に図面を用いて本発明を説明する。

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示す図であり、第
１図は第３図の１−１線に沿う断面図、第２図は第１図
の■−■線に沿う断面図、第３図は同じ＜　ＩＩＩ　−
ＩＵ線に沿う断面図である。図においで、１は可撓性の
絶縁性円筒チューブにより被覆された導体であり、例え
ば１６■２の断面積を有し、例えば５０アンペアの被測
定電流を通電し得るものである。こ導体は略Ｕ字状に曲
げられており、例えばその深さは幅の２倍とされている
。上りに開口を有し湾曲した底部を有する中央の区画部
２０を画定する絶縁フレーム２の内部に導体が嵌合せし
められることによってこの導体のＵ字状が維持されてい
る。このフレームは前面が開放となっているＵ字状のり
セプタクル２１により囲まれるようになっており、この
前面開放形状によつｌ導体の湾曲部分をこのリセプタク
ル内に導入することが可能となる。中央区画部２０の内
部には、］コイルが固定されており、その接続リードは
当該８画部の両に壁面に穿設されている２つの孔２ａ、
２．ｂから導出されている。

フレーム２は、２つのバーフシエル（第３図の４８．４
ｂ参照）を互いに噛み合せて組立てることにより得られ
る軟質磁性スリーブ４の内部へ摺動しＣ嵌合せしめられ
ている。口のスリーブは土端部で開放となっており、そ
の基底部には出張り４０−４１が取付けられている。

区画部２０の主壁にはスタッド２０１．２０２が設けら
れており、このスタッドはスリーブの対応壁部に設けら
れている凹部と係合しておリアセンブリの係止をなすも
のである。

コイルのリード線は積分器として構成された図示せぬ演
算増幅器に接続されている。

動作につき説明づるに、導体１を流れる電流はこの電流
に比例した強さの磁界をコイル中に誘起し、この電磁誘
導によってコイル内に当該電流に比例した電圧が生じる
。積分器は最終的に被測定電流に比例した信号を発生す
るようになっている。

この１ｉｉｉｉでは導体に対するコイルの位置が厳密に
決定されれば、比例係数は一定となる。更に、コイルを
用いているから、温度に無関係となりがついかなる周波
数の電流であってもよいことになる。

コイルの巻回数が大であればある程微小電流の測定が可
能となる。大電流に関する限りにおいては、導体がＵ字
状となっており従って互いに反対り向に電流が流れる導
体の２つ部分を取囲んで生する磁界のために、磁界は容
易に飽和づることかなくその結果遮蔽の役割をも果すこ
とになる。しかしながら、磁束の漏洩やスリーブを形成
している鉄の透磁率を考虐すれば、当該スリーブがその
中ｌＩｌ＾さ位置にいおいては最大残留誘導を生ずる場
所となり、またＵ字の対称面において零となる。

従ってＵ字状幅は被測定電流に依存する所定の限界値を
越えないのがよい。

測定範囲の程度は最終的に導体１の断面積によってのみ
制限をうける。

本装置は、例えば個々の機器に設けられているスイッチ
ングｖｉＨに流れる電流を、隣接導体に電流が流れてい
ても測定することができることになる。事実、当該遮蔽
により、隣接電流や規制磁界に対し、敏感でないように
することができる。

第４図〜第６図は本発明の他の実施例を示す図であり、
第４図は第６図のｘ　−ｒｖ線に沿う断面図、　　　１
第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第４
図のＶｌ−Ｖｌ線に沿う断面図である。第５図及び第６
図に示される如く、導体はバー状であって例えば２００
アンペアの電流を流し得る２０ｘ３−一の断面積を有す
るものである。フレーム２′は内部にコイル３′が取付
けられかつＵ字状のりセプタクル２１′により取り囲ま
れた中央区画部を有しでおり、このＵ字状リセプタクル
は第１〜３図の例と同様に前面において開放となってい
る。

磁性スリーブ４′は本例では実質的に矩形状断面となっ
−Ｃいる。

第７図へ・第１０図は本発明の別の実施例を示す図であ
り、複合遮蔽部材と、電磁誘導の調整をなす機械的手段
とを有している例である。これら図において、スリーブ
４は２つの厚い部分４２．４４からなっており、これら
は互い記（層４３）により絶縁されている。外側層４２
は軟鉄の如き通常の強磁性部材からなっており、内側層
４４は［ミューメタル（Ｍ　ｕｍｅｔａｌ）　Ｊの如き
高透磁率の材質からなる。

（例えばＩ＝４００アンペアの）大電流の場合には、こ
の強磁性部材の層が満足し得る遮蔽効果を有することに
なる。小電流の場合には、直線性のＪラーを減じる極め
て高い透磁率の材質を用いるのが良い。中位の電流に対
しては、当該高透磁率層が（例えば定格電流の１０倍の
）一時的な勺−ジの間飽和づる危険がありまた、強磁性
部材の層が、センサの近傍に位置し大電流が流れている
導体により大きｑ妨害を受ける危険がある。

異なる透磁率を有する２層以上の構造とすることによっ
て、広い測定範囲に口って妨害に対して楡めＣ強い十分
な遮蔽（スクリーン）となるものぐある。

非磁性ネジ５は２つの層４２と４４との闇に挾１された
ヘッド部５０を有してその軸方向に固定されＣおりかつ
開孔６を通して外部から調整自在となっている。更にこ
のネジはコイル３の軸と同の軸ＸＸ′を有するネジ部５
１と、スリー１４の面内にお１ノる軸受部７に位置する
スタッド５２とを有している。

」イル３は、［１ツド５１と螺合するためのネジ孔３１
を有する導体部３０と、出力リード線を有する巻線３２
とからなる。ネジ５によりコイルが矢印Ｆの方向に移動
可能となっており、従ってセンサの機械的調整が自在と
なって装置のキャリブレーション（ｃａｌｉｂｒａｔｉ
ｏｎ　）ができるのである。

本例における絶縁性クレームは導体１０を覆ってモール
ドされたりセプタクル２２と、コイル導体部を案内して
その回動を防止するための平行壁面２３ａ　、２３ｂを
有づるコイルハウジング２３とからなっている。このハ
ウジングはカバー２４により閉塞されでいる。

第１１図及び第１２図は本発明の更に他の実施例を示す
図であり、誘導調整のためのネジがコイル軸に垂直とな
っている。本例では、例えば１６０ミリアンペアの電流
測定に適したものであり、スリーブ４は２つのＵ字状部
材４４ａと４２ａとからな−）（おり、これら部材は互
いに反対方向とされて係合しており、「ミューメタル」
及び軟鉄からなる。これら部材の隣接翼部はコイル軸Ｘ
Ｘ′に平行でありこの軸に関して対称となるように取付
【）られている。

これら翼部の重ね合された部分の厚さが増大覆れば飽和
現象が減少するが、この部分は、特に誘導が大となる領
域において導体１０に関して適正に位置するようになさ
れている。

導体部ご３０が絶縁性ハウジング２３内に設けられたコ
イル３の位置の調整は、ＸＸ′に垂直な軸ＹＹ’方向に
おいでヘッド部８０及びネジ部８１を４−４するネジ８
によりなされる。このネジ部はハウジング２３を閉塞し
かつネジ孔２４ａを備えるカバー２４を貫通している。

ヘッド部８０はハウシング９内に維持されている。この
ネジの回転によって矢印Ｇの方向にコイルを移動させる
ことかぐきる。

第１３図及び第１４図は本発明の他の実施例を示す図で
あり、第７〜９図の装置の変形例である。

調整ネジの代りに磁性ウェッジ１１を用いたちのぐあり
、リセプタクル１２内に設けられＣいるガイド満１２１
中をこのウェッジは作動スタッド１　　。

１８により移動自在とされている。カバー２４に（ｌｉ
われたこのりセプタクル内にコイルの導体部３０が埋設
されている。リセプタクル１２はウェッジ１１を植設し
かつ案内する突出部１２０を具備している。

装置のキャリブレーションをなすためには、ウェッジ１
１を矢印Ｈの方向に上下させて遮蔽部材４の絶縁の程度
を変化させるようにしてなされる。

キャリブレーション後は、ウェッジ１１はこれを埋設づ
るように他の物質によりＡ−バモールドして固定される
。

第１５図は誘導を調整するためにプランジャコアを用い
る場合の例を示している。図において、遮蔽部材４の甲
部に穿設された孔を貫通した磁性コア１４が設けられて
おり、このコアのコイル内部への挿入瓜が変化するよう
になっている。エアギャップｄを調整した後、コアの遮
蔽部材外部にある部分が切断される。かかる構成におい
て、ｄが比較的太であれば出力信号の直線性は良好とな
り、その結束被測定電流が非常に大なる場合に生じる飽
和を避（Ｊることが（゛きる。

ト記実施例の構成はこれに限定されることなく種々の変
形が可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃〒第３図は本発明の一実施例を示す図、第４図
乃至第６図は本発明の他の実施例を示す図、第７図乃〒
第１０図は本発明の別の実施例を示す図、第１１図及び
第１２図は本発明の更に他の実施例を示す図、第１３図
及び第１４図は本発明の他の実施例を示す図である。 １要部分の符号の説明 １・・・・・・導体　　　　　２・・・・・・ル−ム３
・・・・・・」イル　　　　４・・・・・・遮蔽部材５
．８・・・・・・調整ネジ 代理人　　　弁理士　藤村元彦 ＦＩＧ、１３ ＦＩＧ　１４ ＦＩＧ、１５ 第１頁の続き ０発　明　者　ジャン・ル・ギュイエールフランス国７
８２３０ル・ペク、ア ヴエニュ・デ・ヴイグネ・ベネ テ（番地なし） 手続補正書（ハ） １、事件の表示 昭和５７年特許願第２１９９９９号 ２、発明の名称　　　導体に流れる電流の測定装置３、
補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　フランス国、　　９２０００　　ナンテー
ル。 アヴニュ　デュ　マレシャル　ジョ・ソフル３３ピ番地 名　称　　　ラ　テレメ力ニク　エレクトリフ４、代理
人　〒１０４ 住　所　　　東京都中央区銀座３丁目１０番９号５゜ ６、補正の対象　　　明細書の「図面の簡単な説明」の
欄７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　被測定電流が流れる導体近傍に配置されたコイ
   ルを有する電流測定装置であって、強磁性材からなる遮
   蔽部材（４）と、前記遮蔽部材内の特定位置に前記導体
   の一部が略Ｕ字状に曲げられた部分（１）を維持しかつ
   前記コイルを当該（１字状部分の脚部の間に維持する手
   段（２）とを含む電流測定装置。 （２）　前記維持する手段（２）は絶縁フレームからな
   り、このフレームは前記」イル（３）が固定されかつ前
   記導体の（）字状部分（１）を挿通嵌合するためのりセ
   プタクル（２１）により囲繞された中央区画部（２０）
   を規定しており、前記フレームは前記遮蔽部材を形成す
   る長手状スリーブ（４）に嵌合してなる特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 （３）　前記維持する手段は、前記スリーブ中に挿入さ
   れたフレーム〈２）と、前記スリーブ（４）内の前記フ
   レーム（２）を係止する手段（２０１，２０２）からな
   る特許請求の範囲第２項記載の装置。 （４）　前記遮蔽部材は強磁性部材からなる少くとも一
   層の外側層（４２）と高透磁率を有する強磁性部材から
   なる内側層（４４）とを含む特許請求の範囲第１項記載
   の装置。 〈５）　前記２つの層（４２ａ　、４４ａ　）は互いに
   反対方向を向いたＵ字形状とされており、前記７」イル
   の軸（ＸＸ’　）に平行な胃部の一部が互いにオーバー
   シップしてなる特許請求の範囲第４項記載の装置。 （６）　コイルの誘導を調整する機構的調整手段を有し
   てなる特許請求の範囲第１項記載の装置。 （７）　前記調整手段は、前記軸ＸＸ′に平行なコイル
   （３）の移動を調整する非磁性ネジ（５）からなる特許
   請求の範囲第６項記載の装置。 （８）　前記調整手段は、前記コイル軸に直交する方向
   （ＹＹ’　）にこのコイル（３）を移動させるための非
   磁性ネジ（８）からなる特許請求の範囲第６項記載の装
   置。 （９）　前記調整手段は、ガイド溝（１２１）に嵌合し
   て前記コイルと前記遮蔽部材との間のシールドをなす磁
   性ウェッジ（１１）からなる特許請求の範囲第６項記載
   の装置。 （１０）　前記調整手段は、磁性コア（１４）からなっ
   ており前記コイルの内部への挿入の程度が調整自在どな
   っている特許請求の範囲第６項記載の装置。