JPS5850470A - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
- Publication number
- JPS5850470A JPS5850470A JP56148221A JP14822181A JPS5850470A JP S5850470 A JPS5850470 A JP S5850470A JP 56148221 A JP56148221 A JP 56148221A JP 14822181 A JP14822181 A JP 14822181A JP S5850470 A JPS5850470 A JP S5850470A
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- JP
- Japan
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- conductor
- spiral
- conductors
- current
- measuring device
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
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。
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、電気機器の導体電流を測定するため ′の小
型・高精度な電流測定装置を提供するものである。
型・高精度な電流測定装置を提供するものである。
従来の磁気センサーを用いた電流測定装置の基本構成を
第１図に横断面で示す。（１）〜（３）は高圧電流導体
であり、（４）〜（６）はそれぞれ対向する導体の電流
を検出するための磁気センサーである。（１）〜（３）
の軸方向に流れる電流によって、それぞれの導体の周囲
には、電流に比例した同心円状の磁界が発生する。磁気
センサー（４）〜（６）は磁界の強さの変化を磁気光学
効果によって光の強度変化に変換する素子であり、その
出力は光ケーブル顛を通って光電変換・増幅器αη〜α
葎に導かれ、電気的出力としてとり出される。
第１図に横断面で示す。（１）〜（３）は高圧電流導体
であり、（４）〜（６）はそれぞれ対向する導体の電流
を検出するための磁気センサーである。（１）〜（３）
の軸方向に流れる電流によって、それぞれの導体の周囲
には、電流に比例した同心円状の磁界が発生する。磁気
センサー（４）〜（６）は磁界の強さの変化を磁気光学
効果によって光の強度変化に変換する素子であり、その
出力は光ケーブル顛を通って光電変換・増幅器αη〜α
葎に導かれ、電気的出力としてとり出される。
第１図において、磁気センサー（４）は導体（１）のつ
くる磁界を、磁気センサー（５）は導体（２）のつくる
磁界を、磁気センサー（６）は導体（３）のつくる磁界
をそれぞれ検出するために設けられたものである。しか
るに、同図のように複数の導体が同一容器（７）内に共
存する機器においては、導体（１）〜（３）の周囲には
、各導体自身の電流による磁界のみならず、他の導体の
電流による磁界が存在している。磁気センサー（４）〜
（６）は、それらを同時に検出するため、磁気センサー
の出力には、対応する被測定導体の電流成分の他、他の
導体の電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測
定精度が得られないという欠点があった。また導体近傍
の磁界の強さは導体電流のみによって決定され導体電流
が小さく、磁気センサーの検出感度に達し得ない場合、
磁束密度を高めるための強磁性材料を導体周囲に設けね
ばならず、装置形状が大型化すると共に、大きな導体電
流に対して強磁性材料が飽和して精度を悪化させるため
に、測定装置としてのダイナミック・レンジが小さいと
いう欠点があった。
くる磁界を、磁気センサー（５）は導体（２）のつくる
磁界を、磁気センサー（６）は導体（３）のつくる磁界
をそれぞれ検出するために設けられたものである。しか
るに、同図のように複数の導体が同一容器（７）内に共
存する機器においては、導体（１）〜（３）の周囲には
、各導体自身の電流による磁界のみならず、他の導体の
電流による磁界が存在している。磁気センサー（４）〜
（６）は、それらを同時に検出するため、磁気センサー
の出力には、対応する被測定導体の電流成分の他、他の
導体の電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測
定精度が得られないという欠点があった。また導体近傍
の磁界の強さは導体電流のみによって決定され導体電流
が小さく、磁気センサーの検出感度に達し得ない場合、
磁束密度を高めるための強磁性材料を導体周囲に設けね
ばならず、装置形状が大型化すると共に、大きな導体電
流に対して強磁性材料が飽和して精度を悪化させるため
に、測定装置としてのダイナミック・レンジが小さいと
いう欠点があった。
本発明は、このような欠点を解消するために、導体をら
せん状とし、らせん部の位置を各相ごとに軸方向にずら
すことで、他相の影響を除去し、小型形状でしかも測定
精度の高い電流測定装置を提供する。
せん状とし、らせん部の位置を各相ごとに軸方向にずら
すことで、他相の影響を除去し、小型形状でしかも測定
精度の高い電流測定装置を提供する。
第２図にこの発明の一実施例を示す。（７）は管状密閉
金属容器であり、内部に絶縁ガスおよび複数の導体並び
に電流検出部が収納される。第２図には、導体が２本の
場合を示すが、多数の導体についても同様である。
金属容器であり、内部に絶縁ガスおよび複数の導体並び
に電流検出部が収納される。第２図には、導体が２本の
場合を示すが、多数の導体についても同様である。
αくは第１の導体、（ト）は第２の導体であり、それぞ
れ機械的加工によって所定のピッチのらせん状空隙部α
Ｇ 、 Ｈを設けることによって、らせん状の導体０・
、に）を得る。
れ機械的加工によって所定のピッチのらせん状空隙部α
Ｇ 、 Ｈを設けることによって、らせん状の導体０・
、に）を得る。
このらせん状導体０・、００の内側に、偏光子・偏光子
を付属したファラデー効果素子Ｑ７） 、 ａカをそれ
ぞれ設置し、ファラデー素子には、ＬＥＤ等の光源（ハ
）から光ケーブル（ハ）を通して光を入力し、ファラデ
ー素子通過後の光出力を光ケーブル（イ）によって光電
変換・増幅器Ｃつに導き、電気的出力として取出す。な
お光ケーブルに）は気密性光コネクタに）によって接続
されている。
を付属したファラデー効果素子Ｑ７） 、 ａカをそれ
ぞれ設置し、ファラデー素子には、ＬＥＤ等の光源（ハ
）から光ケーブル（ハ）を通して光を入力し、ファラデ
ー素子通過後の光出力を光ケーブル（イ）によって光電
変換・増幅器Ｃつに導き、電気的出力として取出す。な
お光ケーブルに）は気密性光コネクタに）によって接続
されている。
ファラデー素子ａカ、■◇は共に検出感度が導体の軸方
向に最大となり、これと垂直方向には最小となるように
設置する。
向に最大となり、これと垂直方向には最小となるように
設置する。
上記実施例の作用を説明する。第２図における第１の導
体αａを流れる電流は、らせん状導体部Ｑゆでは、その
導体形状に沿って流れるなめ、電流は軸方向成分に加え
て、円周方向の成分を持つようになる。ここで電流の円
周方向成分のみに着目すれば、らせん状導体部は、有限
長ソレノイド・コイルと同等の働きをしている。したが
ってらせん状導体αＱの内外には、軸方向および半径方
向の磁界が発生する。この他に、電流の軸方向成分によ
って円周方向の磁界成分も生ずるが、ファラデー素子に
影響を与えないので無視する。ここでらせん状導体部α
Ｑの軸方向長さを２１、旋回数をＮ１、電流の円周方向
成分を１１とおく。
体αａを流れる電流は、らせん状導体部Ｑゆでは、その
導体形状に沿って流れるなめ、電流は軸方向成分に加え
て、円周方向の成分を持つようになる。ここで電流の円
周方向成分のみに着目すれば、らせん状導体部は、有限
長ソレノイド・コイルと同等の働きをしている。したが
ってらせん状導体αＱの内外には、軸方向および半径方
向の磁界が発生する。この他に、電流の軸方向成分によ
って円周方向の磁界成分も生ずるが、ファラデー素子に
影響を与えないので無視する。ここでらせん状導体部α
Ｑの軸方向長さを２１、旋回数をＮ１、電流の円周方向
成分を１１とおく。
自相のファラデー素子Ｑカの位置での磁界の軸方向成分
Ｈ２ＩはＮ、 Ｉ、 ／Ｚ１に比例するから、Ｎ、 、
Ｚｌを変えることによって任意の強さの磁界を得るこ
とができる。
Ｈ２ＩはＮ、 Ｉ、 ／Ｚ１に比例するから、Ｎ、 、
Ｚｌを変えることによって任意の強さの磁界を得るこ
とができる。
一方、距ｌ１ｉｌｌｒだけ離れた第２の導体（財）のら
せん状導体部（１）は、第１の導体のそれに対して、軸
方向距離Ｚだけ離れて設置されている。第１のらせん状
導体部αゆの作る磁束の内箱２の導体のファラデー素子
Ｑｐ付近を通過するものは第８図（ホ）の経路となり、
ファラデー素子Ｑ◇の位置においては、軸方向の磁界成
分はほとんど存在しないため、他相に与える影響を排除
することができる。
せん状導体部（１）は、第１の導体のそれに対して、軸
方向距離Ｚだけ離れて設置されている。第１のらせん状
導体部αゆの作る磁束の内箱２の導体のファラデー素子
Ｑｐ付近を通過するものは第８図（ホ）の経路となり、
ファラデー素子Ｑ◇の位置においては、軸方向の磁界成
分はほとんど存在しないため、他相に与える影響を排除
することができる。
以上述べたように、従来の装置では、検出すべき磁界の
方向が導体軸の円周方向であり、他相のファラデー素子
への影響が大きく、これを打消すと共に自相のファラデ
ー素子にその感度に見合った強さの磁界を与えるために
は、コア等の磁性材料が必要であり、装置が大型化する
のに対し、本発明では、導体をらせん構造とすることで
、軸方向の磁界を発生させ、その旋回数およびピッチを
適切な値にとることによって、ファラデー素子の感度に
合った強さの磁界を供給することが可能となり、さらに
各相の検出部の位置を軸方向に適当な距離だけずらして
配置することによって他相への影響を無くすことを特徴
としている。
方向が導体軸の円周方向であり、他相のファラデー素子
への影響が大きく、これを打消すと共に自相のファラデ
ー素子にその感度に見合った強さの磁界を与えるために
は、コア等の磁性材料が必要であり、装置が大型化する
のに対し、本発明では、導体をらせん構造とすることで
、軸方向の磁界を発生させ、その旋回数およびピッチを
適切な値にとることによって、ファラデー素子の感度に
合った強さの磁界を供給することが可能となり、さらに
各相の検出部の位置を軸方向に適当な距離だけずらして
配置することによって他相への影響を無くすことを特徴
としている。
本発明は、前記実施例においても、電流測定精変向上に
充分な効果があるが、さらに精度を向上させるために以
下に述べるものとの併用が考えられる。
充分な効果があるが、さらに精度を向上させるために以
下に述べるものとの併用が考えられる。
一方法は、隣接する他の導体との間に強磁性材料または
導電性材料のシールド部材を設置するもので、他相へも
れる磁界をさらに減少させ、精度が向上される。
導電性材料のシールド部材を設置するもので、他相へも
れる磁界をさらに減少させ、精度が向上される。
また、らせん状導体部の外側を導電性材料から成る円筒
で取囲むことでも同様の効果が得られる。
で取囲むことでも同様の効果が得られる。
以上述べたように、本発明を用いると、同一容器内に存
在する複数の導体の電流磁界が磁気センサーに与える影
響を除くことができ、測定精度の向上が可能となる。ま
た、らせん状導体の径、旋回数、電流配分を変えること
によって、導体電流の大きさが異なる場合にも、磁気セ
ンサーの感度に見合−だ磁界を供給することができる。
在する複数の導体の電流磁界が磁気センサーに与える影
響を除くことができ、測定精度の向上が可能となる。ま
た、らせん状導体の径、旋回数、電流配分を変えること
によって、導体電流の大きさが異なる場合にも、磁気セ
ンサーの感度に見合−だ磁界を供給することができる。
第１図は従来の電流測定装章の横断面、第２図はこの発
明の一実施例を示す構成図、第８図は第２図の効果説明
図、である。（１）〜（３）は各相導体、（４）〜（６
）は磁気センサー、（７）はタンク壁、（８）は光源、
（９）〜σ１は光ケーブル、ση〜α１は光電変換・増
幅器、０→と（至）は電流導体、α・と（ホ）はらせん
状導体部、（ト）とＨはその空隙部、α力と■υは偏光
子・検光子を付属したファラデー素子、に）は光ケーブ
ル、＠は気密型光コネクター、（ハ）は光電変換増幅器
、（ハ）は光源である。 各図中の同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 第３図 Ｃ＝Ｚ＝Ｚ：乙２＝り
明の一実施例を示す構成図、第８図は第２図の効果説明
図、である。（１）〜（３）は各相導体、（４）〜（６
）は磁気センサー、（７）はタンク壁、（８）は光源、
（９）〜σ１は光ケーブル、ση〜α１は光電変換・増
幅器、０→と（至）は電流導体、α・と（ホ）はらせん
状導体部、（ト）とＨはその空隙部、α力と■υは偏光
子・検光子を付属したファラデー素子、に）は光ケーブ
ル、＠は気密型光コネクター、（ハ）は光電変換増幅器
、（ハ）は光源である。 各図中の同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛野信− 第１図 第２図 第３図 Ｃ＝Ｚ＝Ｚ：乙２＝り
Claims (3)
- （１）多相の導体を含む電気機器において、各相の導体
を流れる各々電流を測定するために、それぞれ電流によ
って生ずる磁界を検出するのに、磁気センサーを用い、
変換・増幅部を経た後、電気的出力として取出す電流測
定装置において、被測定電流の流れるパイプ状導体を、
軸方向の所定の長さの範囲にわたって、らせん状空隙部
を設けることによってらせん状導体を構成し、内部に導
体軸方向に感度を有する磁気センサーを設置した電流測
定装置。 - （２）磁気センサーを含む、らせん状導体部の位置を、
各相ごとに軸方向に所定の間隔だけずらして設置するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電流測定装
置。 - （３）磁気センサーとして磁気光学素子を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の電
流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148221A JPS5850470A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148221A JPS5850470A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電流測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850470A true JPS5850470A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15447979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148221A Pending JPS5850470A (ja) | 1981-09-19 | 1981-09-19 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850470A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203863A (ja) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | ガス絶縁３相変流器 |
| JPS623077U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-09 | ||
| JPS6275362A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Toshiba Corp | 光変流器 |
| JP2005233692A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 多相電流検出装置 |
-
1981
- 1981-09-19 JP JP56148221A patent/JPS5850470A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203863A (ja) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | ガス絶縁３相変流器 |
| JPS623077U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-09 | ||
| JPH0422304Y2 (ja) * | 1985-06-20 | 1992-05-21 | ||
| JPS6275362A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-07 | Toshiba Corp | 光変流器 |
| JP2005233692A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 多相電流検出装置 |
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