JPS5897662A - Electric device - Google Patents
Electric deviceInfo
- Publication number
- JPS5897662A JPS5897662A JP56198277A JP19827781A JPS5897662A JP S5897662 A JPS5897662 A JP S5897662A JP 56198277 A JP56198277 A JP 56198277A JP 19827781 A JP19827781 A JP 19827781A JP S5897662 A JPS5897662 A JP S5897662A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- phase
- current
- magnetic sensor
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接して置か
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrical device for measuring the conductor current of an electrical device in which a plurality of current conductors are placed adjacent to each other in a closed container.
従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定するものと
して、コイル内に磁気センサーを置いて、コイルに流れ
る電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置が考
えられている。これを複数の導体が隣接して置かれる電
気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの位置
においては、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する。各磁気センサー
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生ずる。Conventionally, as a device for measuring conductor current using a magnetic sensor, a device has been considered in which a magnetic sensor is placed inside a coil to detect an axial magnetic field created by the current flowing through the coil. When this is applied to electrical equipment in which multiple conductors are placed adjacent to each other, at the position of the magnetic sensor within each conductor, not only the magnetic field due to the current of each conductor itself, but also the magnetic field generated by the current of each conductor itself,
There is a magnetic field due to current in other conductors. Since each magnetic sensor detects them simultaneously, the output of the magnetic sensor contains a fairly large proportion of current components of other conductors in addition to the current components of the corresponding conductor being measured, which makes it difficult to obtain sufficient measurement accuracy. The disadvantage is that it cannot be used.
本発明は、2本あるいは8本の電流導体が隣接して設置
される場合に、導体の一部をら゛せん状に構成し、その
内部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によ
って決まる所定の方向に向けて設置することによって、
隣接する他相の磁界のルーを排除して測定精度を向上さ
せると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形す
ることでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる
電気装置を提供する。In the present invention, when two or eight current conductors are installed adjacent to each other, a part of the conductors is configured in a spiral shape, and a magnetic sensor is placed inside the conductor by the shape and arrangement of the spiral conductors. By installing it in a predetermined direction,
To provide an electric device that improves measurement accuracy by eliminating the loop of adjacent magnetic fields of other phases, securely fixes a helical conductor by integrally molding a magnetic sensor with a support member, and can be miniaturized.
第1図にこの発明の一実施例を示す。(1)は管状密閉
金祠容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。(
2)は容器(1)内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部(2a)が設けられている。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. (1) is a tubular closed metal granite container, the inside of which is filled with insulating gas. (
2) is a pipe-shaped conductor housed in a container (1), and is provided with spiral detection portions (2a) at a predetermined pitch.
(3)は検出部(2a)内に配置され偏光子・検光子を
付属したファラデー効果素子で、検出部(2a)を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子(3)には、 LED等の光源(4)から光ケー
ブル(5) (6)を通して光を入力し、ファラデー素
子(3)を通過した後の光出力を光ケーブル(5)(6
)によって光電変換・増幅器(7)に導き、電気的出力
とじや取出す。(8)は2個の密閉金属容器(1)間に
あって、導体(2)を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部(2a)をこの中に設け、一体成形
したものである。(3) is a Faraday effect element disposed within the detection section (2a) and equipped with a polarizer/analyzer, which detects the magnetic field in the conductor axis direction created by the current flowing through the detection section (2a). Light is input to the Faraday element (3) from a light source (4) such as an LED through an optical cable (5) (6), and the optical output after passing through the Faraday element (3) is input to the optical cable (5) (6).
) to the photoelectric conversion/amplifier (7), and the electrical output is output. (8) is a support member made of epoxy or the like that is located between the two sealed metal containers (1) and holds the conductor (2), and the detection part (2a) is provided inside it and is integrally molded. .
ファラデー素子(3)に対して光を入力・出力するため
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器(1)の外に引出す。ファラデー素子(3)が置か
れる検出部(2a)は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子(3)の近傍の光ケーブル(5)には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材(8)から外部へ引出す光ケーブル(
6)には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材(8)との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点(9)で接続する。An optical cable for inputting and outputting light to and from the Faraday element (3) is embedded in a support insulator and led out of the container (1) through the support insulator. The detection part (2a) where the Faraday element (3) is placed becomes high temperature due to heat generation.
In the optical cable (5) near the Faraday element (3),
Uses highly heat-resistant optical fibers such as Teflon jackets. On the other hand, the optical cable (
For 6), a highly airtight optical fiber such as a nylon jacket is used to maintain airtightness between the jacket and the support member (8). These two are connected at a connection point (9) by a method such as fusion bonding.
なお、支持部材(8)からの引出口の前後および容器(
1)の外の光ファイバー(6)は、ゴム、ビニル等ノ被
楯で包み、機械的強度を持たせる。In addition, the front and back of the outlet from the support member (8) and the container (
The optical fiber (6) outside 1) is wrapped with a shield such as rubber or vinyl to give it mechanical strength.
以上の構成により、気密型光コネクタを使うことなく、
容器外とセンサ一部を光学的に接続することが可能とな
る。With the above configuration, without using an airtight optical connector,
It becomes possible to optically connect a part of the sensor to the outside of the container.
第1図には、1本の電流導体のみをポしであるが、同様
の構造を有する2本あるいは8本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。Although only one current conductor is shown in FIG. 1, two or eight conductors having a similar structure are arranged in parallel. The Faraday element portions for each phase are installed at the same position in the axial direction of the conductor.
次に、原理を8相導体の場合について説明する。Next, the principle will be explained in the case of an eight-phase conductor.
a相、b相、C相の各導体は、任意の三角形の頂点に配
置されているものとする。ここで、第2図に不すように
、a相のセンサー位置を原点とし、a相導体軸を2軸と
するような直交座標系をとる。It is assumed that the a-phase, b-phase, and C-phase conductors are arranged at the vertices of arbitrary triangles. Here, as shown in FIG. 2, an orthogonal coordinate system is used in which the a-phase sensor position is the origin and the a-phase conductor axes are the two axes.
各相導体のセンサーはx−y平面上に存在するように設
置する。このとき、b相、C相を流れる電流Ib 、
Icのつくる磁界がa相のセンサーに及ぼす影愉を排除
することは以下の方法に誹り可能となる。The sensors for each phase conductor are installed so that they are on the xy plane. At this time, the current Ib flowing through the b phase and C phase,
The influence of the magnetic field produced by Ic on the a-phase sensor can be eliminated by the following method.
第1図におけるらせん状の検出部(2a)では、その導
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。In the spiral detection part (2a) in Fig. 1, a current flows along the conductor shape, so the magnetic field generated by the current has only an axial component at the sensor position of the own phase, and only the axial component at the sensor position of the other phase. has an axial component and a circumferential component centered around the conductor through which the current flows.
具体的には、第8図のb相電流IbおよびC相電流Ic
がa相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれzM方
向成分(Hbz 、 1ioz )と各相導体を中心と
する円周方向成分(nb、Hc)となる、さらに円周方
向成分をX、7構成分に分けると、結局a相のセンサー
位置につくる磁界のb相、C相成分は(1) 、 (2
)式で表わされるものとなる。Specifically, the b-phase current Ib and the C-phase current Ic in FIG.
The magnetic field created at the a-phase sensor position has a zM direction component (Hbz, 1ioz) and a circumferential direction component (nb, Hc) centered on each phase conductor, and the circumferential direction component is composed of If divided into minutes, the b-phase and C-phase components of the magnetic field created at the a-phase sensor position are (1), (2
) is expressed by the formula.
コノ式ニオケルHb 、 Ha 、 Hbz 、 Hc
zハ、各相のX流の他にらせん状の検出部(2a)の構
造および母線間距離によって決まる嵐である。Kono-style Niokel Hb, Ha, Hbz, Hc
Z is a storm determined by the structure of the spiral detection part (2a) and the distance between busbars in addition to the X flow of each phase.
一方a相のセンサーの感度方向を第8図に示す単位ベク
トル の方向とする。このとき に垂直な方向に対して
感度は零となる。 の −X平面への射影の2軸となす
角をα、z−y平面への射影の2軸となす角をβとすれ
ば、ベクトル のX。On the other hand, let the direction of sensitivity of the a-phase sensor be the direction of the unit vector shown in FIG. At this time, the sensitivity becomes zero in the perpendicular direction. If the angle between the two axes of the projection onto the -X plane is α, and the angle between the two axes and the two axes of the projection onto the zy plane is β, then the vector X.
y、z成分は
= (sinαcosβ、 aosa sinβ、 c
osαaosβ”) ・(1)と表現できる。The y and z components are = (sin α cos β, aosa sin β, c
osαaosβ”)・(1)
a相のセンサーの検出する他相(b、0相)の磁界 は
・・・(4)
であり、これを零にするためには が互いに独立な
ことから
・・・(5)
を満足すればよい。以上(1) 、 (2) I (3
) 、 (5)式からoosζbsinζa −81n
ζbeollζCeO3ζbsinζe−111nζb
cosζCが得られる。(6)(7)式にお、いてHb
z /HbおよびHcz/He は各相電流の大きさ
に関係しない量である。The magnetic field of other phases (b, 0 phase) detected by the a-phase sensor is...(4).In order to make this zero, since are independent of each other...(5) must be satisfied. Bye. Above (1), (2) I (3
), From equation (5), oosζbsinζa −81n
ζbeollζCeO3ζbsinζe-111nζb
cosζC is obtained. In equations (6) and (7), Hb
z /Hb and Hcz/He are quantities that are not related to the magnitude of each phase current.
したがって、−a相のセンサーを(6) (7)式のα
、βにによって決定される方向に設置することによって
、b相電流、C相電流の影智を完全に排除することが可
能となる。Therefore, the −a phase sensor is expressed as α in equations (6) and (7).
, β, it is possible to completely eliminate the effects of the b-phase current and the C-phase current.
また、本発明では、支持部材中にファラデー素子を一体
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。Further, in the present invention, since the Faraday element is integrally molded in the support member, mechanical displacement of the Faraday element can be prevented and miniaturization can be achieved.
さらに、ファラデー素子の近傍の光ケーブルに、テフロ
ン、ジャラケット等の高耐熱性光ファイバーを用いるこ
とによって、−流導体の発熱による高温下においても充
分な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物
中から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン、ジャケッ
ト等の気litの高い光ファイバーを用い、そのジャケ
ットと支持絶縁物(8)との間で気密性を保持すること
によって、気密性光コネクタが不要となる利点がある。Furthermore, by using highly heat-resistant optical fibers such as Teflon and jackets for the optical cable near the Faraday element, it is possible to maintain sufficient characteristics even under high temperatures caused by the heat generated by the current conductor, and - force support is possible. By using a high-strength optical fiber such as nylon or jacket for the optical cable that leads out from the insulator, and maintaining airtightness between the jacket and the supporting insulator (8), there is no need for an airtight optical connector. There is an advantage that
本発明の実施にあたって、らせん状導体近傍の支持絶縁
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。In carrying out the present invention, by embedding a shielding member made of a ferromagnetic material in the supporting insulator near the spiral conductor, the magnetic field of the own phase can be strengthened and the magnetic field leaking to other phases can be reduced. , the permissible range of sensor installation angle settings is widened, and measurement accuracy is improved.
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図及び第
8図は本発明の作用を示す説明図である。
図において、(1)は容器、(2)ζよ導体、(3Hよ
磁気センサー(ファラデー素子)、+8)lよ支持部材
である。
代 理 人 葛 野 信 −
第1図
第2図
第3図
手続補正書(自発)
特許庁長官殿
2、発明の名称
電気装置
3、補正をする者
6、抽出の対象
(υ明細書の全文
(!)図面
6、 補正の内容
(υ別紙のとおり明細書の全文を訂正する。
(2)別紙のとおり第2図および第8図を訂正する。
7、 添付書類の目録
(1)全文補正明細書 1通(2)第
2図、第8図 各1通以上
補正明細書
1、発明の名称
電気装置
2、・ 特許請求の範囲
(1)容器内に2本あるいは8本が隣接して配置され多
相電流が流れる各導体の電流を磁気センサーで検出する
ようにしたものにおいて、上記各導体の少なくとも一部
をらせん状に構成し、上記多相電流が生ずる多相磁束の
上記導体の軸方向成分とこの軸方向成分に垂直な垂直方
向成分とが上記磁気センサーに与える影響を打消すよう
にらせん状の上記導体内に一方向に感度を有する上記磁
気センサーを配置し、上記磁気センサーが配置された上
記導体の外周を囲繞し上記導体と上記磁気センサーとを
一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着した電気
装置。
(2)支持部材内の各導体間に強磁性部材あるいは導電
性部材が埋設されていることを特徴とする特許請求範囲
第1項記載の電気装装置。
(3)磁気センサーは磁気光学素子であることを特徴と
する特許請求の節囲第1項又は第2項記載の電気装置。
3、発明の詳細な説明
本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接して置か
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。
従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定するも゛の
として、コイル内にに磁気センサーを置いて、コイルに
流れる電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置
が考えられている。これを複数の導体が隣接して置かれ
る電気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの
位置においては、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する。各磁気セン
サーは、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生ずる。
本発明は、2本あるいは8本の電流導体が隣接して設置
される場合に、導体の一部をらせん状に構成し、その内
部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によっ
て決まる所定の方向に向けて設置することによって、隣
接する他相の磁界の影響を排除して測定精度を向上させ
ると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形する
ことでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる電
気装置を提供する。
第1図にこの発明の一実施例を示す。(11は管状密閉
金属容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。(
2)は容器(1)内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部(2a)が設けられている。
(3目よ検出部(2a)内に配置され偏光子・検光子を
付属したファラデー効果素子で、検出部(2a)を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子(3)には、LED等、の光源(4)から光ケー
ブル(5) (6)を通して光を入力し、ファラデー素
子(3)を通過した後の光出力を光ケーブル(5)(6
)によって充電変換・増幅器(7)に導き、電気的出力
として取出す。(8)は2個の密閉金属容器(1)間に
あって、導体(2)を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部(2a)をこの中に設け、一体成形
したものである。
ファラデー素子(3)に対して光を入力・出力するため
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器(1)の外に引出す。ファラデー素子(3)が置か
れる検出部(2a)は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子(3)の近傍の光ケーブル(5)には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材(8)から外部へ引出す光ケーブル(
6)には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材(8)との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点(9)で接続する。
なお1支持部材(8)からの引出口の前後および容器(
1)の外の光ファイバー(6)は、ゴム、ビニル等の被
覆で包み、機械的強度を持たせる。
以上の構成により、気密型光コネクタを使うことなく、
容器外とセンサ一部を光学的昏こ接続することが可能と
なる。
第1図には、1本の電流導体のみを示しであるが、同様
の構造を有する2本あるいは8本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。
次に、原理を8相導体の場合について説明する。
C相、b相、C相の各導体は、任意の三角形の頂点に配
置されているものとする。ここで、第2図に示すように
、C相のセンサー位置を原点とし、C相導体軸をZ軸と
するような直交座標系をとる。
各相導体のセンサーはX−Y平面上に存在するように設
置する。このとき、b相、C相を流れる電流Ib 、
Icのつくる磁界がC相のセンサーに及ぼす影響を排除
することは以下の方法により可能となる。
第1図におけるらせん状の検出部(2a)では、その導
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。
具体的には、第8図のb相電流1bおよびC相電流Ic
がC相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれZ軸方
向成分(Hbz 、 H(z) と各相導体を中心と
する円周方向成分(Hb、Hc)となる。さらに円周方
向成分をX、Y軸成分に分けると、結局C相のセンサー
位置につくる磁界のb相、C相成分は(IJ 、 +2
1式で表わされるものとなる。ここで・はベクトルを表
わす記号である。
この式におけるHb、 Hc 、 Hbz * Hcz
は、各相の電流の他にらせん状の検出部(2a)の構造
および母線間距離によって決まる量である。
一方a相のセンサーの感度方向を第8図に示す単位ベク
トルみの方向とする。このとキ六に垂直な方向に対して
感度は零となる。みのz−x平面への射影のZ軸となす
角をα、z−′y平面への射影のZ軸となす角をβとす
れば、ベクトルらのx、y、z成分は
n = (5ina cosβ、 cosαsfnβ、
C08aCO8β) ■・−(3)と表現できる。
C相のセンサーの検出する他相(b、C相)の磁界Ha
は
Ho;Hb−n十Hc−n ・・・・・・・・・
・・・・川・・・・・ (41であり、これを零にす
るためにはHb 、Hcが互いに独立なことから
Hb−n=H(−n=o ・・・・・曲・・・・
曲・・・・ (5)を満足すればよい。以上(1)、
+21 、 (3) 、 (51式からcosψbsi
nψ、−5inpbcos9cCoSfb!lln 9
+(−5In(Pbcos(p。
が得られる。(!l) (7)式においてHbz/Hb
およびHcz/)(、。
は各相電流の大きさに関係しない量である。したかって
、C相のセンサーを(6) (7)式のα、βによって
決定される方向に設置することによって、b相電流、C
相電流の影響を完全に排除することが可能となる。
以上、C相のセンサーについて述べたが、b相、C相の
センサーについても同様に他相の影響を排除することが
可能であり、各相に、設置されたセンサーは自相の電流
による磁界のみを検出するため、他相の影響を受けず測
定精度が向上する。
(6) 、 (7)式におけるHbz/HbまたはHc
z/)((の値はらせん状導体の構造と各相導体の配置
によって決まる量であるが、その絶対値はlに比べて充
分小さい。したがってセンサーの取付角α、βは充分小
さい値となり、センサーの感度方向と自相電流による磁
界の方向とのずれによる、自相に対する感度低下は微小
であり、問題にならない。
以上述べたように、本発明によれば、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、さらに各相のファラデー素子の感度方向を(6)
、 (7)式から求まる角度tごけ軸方向からずらし
て設置することによって、他粕の影響を排除することが
可能となる。
また、本発明では、支持部材中にファラデー素子を一体
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。
さらに、ファラデー素子の近傍の光ケーブルに、テフロ
ン・ジャケット等の高耐熱性光ファイバーを用いること
によって、電流導体の発熱による高温下においても充分
な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物中
から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン・ジャケット
等の気密度の高い光ファイバーを用い、そのジャケット
と支持絶縁物(8)との間で気密性を保持することによ
って、気密型光コネクタが不要となる利点がある。
本発明の実施にあたって、らせん状導体近傍の支持絶縁
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。
4、図面の簡単な説明
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、餉2図及び第
8図は本発明の作用を示す説明図である。
図において、(1)は容器、(2)は導体、(3)は磁
気センサー(ファラデー素子) 、(8)は支持部材で
ある。
代理人 葛 野 信 −
第2図
マ
ズ
第3図FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 8 are explanatory diagrams showing the operation of the present invention. In the figure, (1) is a container, (2) ζ is a conductor, (3H is a magnetic sensor (Faraday element), +8) is a support member. Agent Makoto Kuzuno - Figure 1 Figure 2 Figure 3 Procedural amendment (voluntary) Commissioner of the Patent Office 2, Name of the invention electrical device 3, Person making the amendment 6, Subject of extraction (the full text of the υ specification) (!) Drawing 6, Contents of amendment (υThe entire text of the description is corrected as shown in the attached sheet. (2) Figures 2 and 8 are corrected as shown in the attached sheet. 7. List of attached documents (1) Full text amended 1 copy of specification (2) Figure 2, Figure 8 At least 1 copy each of amended specification 1, title of invention electrical device 2, claims (1) 2 or 8 units adjacent to each other in a container A magnetic sensor detects the current in each conductor arranged through which a multiphase current flows, wherein at least a part of each conductor is configured in a spiral shape, and the multiphase magnetic flux generated by the multiphase current is detected by a magnetic sensor. The magnetic sensor having sensitivity in one direction is disposed within the spiral conductor so as to cancel the effects of an axial component and a vertical component perpendicular to the axial component on the magnetic sensor, An electrical device comprising an insulating support member fixed to the container, surrounding the outer periphery of the conductor in which the conductor and the magnetic sensor are integrated. (2) A ferromagnetic member between each conductor in the support member. Alternatively, the electrical equipment according to claim 1, characterized in that a conductive member is embedded. (3) Claim 1, characterized in that the magnetic sensor is a magneto-optical element. or the electrical device according to item 2. 3. Detailed Description of the Invention The present invention relates to an electrical device adapted to measure conductor current of an electrical device in which a plurality of current conductors are placed adjacent to each other in a closed container. In order to measure conductor current using a magnetic sensor, a device has been considered that places a magnetic sensor inside a coil and detects the axial magnetic field created by the current flowing through the coil. When applied to electrical equipment in which conductors are placed adjacent to each other, at the position of the magnetic sensor within each conductor, there is not only a magnetic field due to the current of each conductor itself, but also a magnetic field due to the current of other conductors.Each magnetic sensor Since these are detected simultaneously, the output of the magnetic sensor contains a large proportion of the current components of other conductors in addition to the current components of the corresponding conductor being measured, and has the disadvantage that sufficient measurement accuracy cannot be obtained. In the present invention, when two or eight current conductors are installed adjacent to each other, a part of the conductor is configured in a spiral shape, and a magnetic sensor is placed inside the conductor, depending on the shape and arrangement of the spiral conductor. By installing it in a predetermined direction determined by To provide an electrical device that can be made smaller and more compact. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. (11 is a tubular sealed metal container, the inside of which is filled with insulating gas.)
2) is a pipe-shaped conductor housed in a container (1), and is provided with spiral detection portions (2a) at a predetermined pitch. (Third item: A Faraday effect element placed inside the detection part (2a) and attached with a polarizer/analyzer detects the magnetic field in the conductor axis direction created by the current flowing through the detection part (2a).Faraday element (3) In this method, light is inputted from a light source (4) such as an LED through an optical cable (5) (6), and the optical output after passing through a Faraday element (3) is input to an optical cable (5) (6).
) to the charging converter/amplifier (7) and taken out as an electrical output. (8) is a support member made of epoxy or the like that is located between the two sealed metal containers (1) and holds the conductor (2), and the detection part (2a) is provided inside it and is integrally molded. . An optical cable for inputting and outputting light to and from the Faraday element (3) is embedded in a support insulator and led out of the container (1) through the support insulator. The detection part (2a) where the Faraday element (3) is placed becomes high temperature due to heat generation.
In the optical cable (5) near the Faraday element (3),
Uses highly heat-resistant optical fibers such as Teflon jackets. On the other hand, the optical cable (
For 6), a highly airtight optical fiber such as a nylon jacket is used to maintain airtightness between the jacket and the support member (8). These two are connected at a connection point (9) by a method such as fusion bonding. Note that the front and back of the outlet from the support member (8) and the container (
The optical fiber (6) outside 1) is wrapped with a coating of rubber, vinyl, etc. to give it mechanical strength. With the above configuration, without using an airtight optical connector,
It becomes possible to optically connect a part of the sensor to the outside of the container. Although only one current conductor is shown in FIG. 1, two or eight conductors having a similar structure are arranged in parallel. The Faraday element portions for each phase are installed at the same position in the axial direction of the conductor. Next, the principle will be explained in the case of an eight-phase conductor. It is assumed that the C-phase, b-phase, and C-phase conductors are arranged at the vertices of arbitrary triangles. Here, as shown in FIG. 2, an orthogonal coordinate system is used in which the C-phase sensor position is the origin and the C-phase conductor axis is the Z-axis. The sensors for each phase conductor are installed so that they are on the XY plane. At this time, the current Ib flowing through the b phase and C phase,
The influence of the magnetic field created by Ic on the C-phase sensor can be eliminated by the following method. In the spiral detection part (2a) in Fig. 1, a current flows along the conductor shape, so the magnetic field generated by the current has only an axial component at the sensor position of the own phase, and only the axial component at the sensor position of the other phase. has an axial component and a circumferential component centered around the conductor through which the current flows. Specifically, the b-phase current 1b and the C-phase current Ic in FIG.
The magnetic field created at the C-phase sensor position has a Z-axis direction component (Hbz, H(z)) and a circumferential direction component (Hb, Hc) centered on each phase conductor.Furthermore, the circumferential direction component is , the b-phase and C-phase components of the magnetic field created at the C-phase sensor position are (IJ, +2
It is expressed by the following equation. Here, * is a symbol representing a vector. Hb, Hc, Hbz * Hcz in this formula
is a quantity determined by the structure of the spiral detection section (2a) and the distance between the busbars in addition to the current of each phase. On the other hand, the sensitivity direction of the a-phase sensor is assumed to be the direction of the unit vector shown in FIG. In this case, the sensitivity becomes zero in the direction perpendicular to Kiroku. If the angle between the projection onto the z-x plane and the Z-axis is α, and the angle between the projection onto the z-′y plane and the Z-axis is β, then the x, y, and z components of the vectors are n = (5ina cosβ, cosαsfnβ,
C08aCO8β) ■・-(3) Magnetic field Ha of other phases (b, C phase) detected by the C phase sensor
is Ho; Hb-n ten Hc-n ・・・・・・・・・
...River... (41, and in order to make this zero, Hb and Hc are independent of each other, so Hb-n=H(-n=o... Song...・・・
Song... All you have to do is satisfy (5). Above (1),
+21, (3), (from formula 51 cosψbsi
nψ, −5inpbcos9cCoSfb! lln 9
+(-5In(Pbcos(p.) is obtained.(!l) In equation (7), Hbz/Hb
and Hcz/)(,. is a quantity that is not related to the magnitude of each phase current. Therefore, by installing the C phase sensor in the direction determined by α and β in equations (6) and (7), , b-phase current, C
It becomes possible to completely eliminate the influence of phase currents. The above has described the C-phase sensor, but it is also possible to eliminate the effects of other phases on the b-phase and C-phase sensors as well, and the sensors installed in each phase are protected against the magnetic field caused by the current of the own phase. Since it detects only the phase difference, measurement accuracy is improved without being affected by other phases. Hbz/Hb or Hc in equations (6) and (7)
The value of z/) (( is determined by the structure of the spiral conductor and the arrangement of each phase conductor, but its absolute value is sufficiently small compared to l. Therefore, the mounting angles α and β of the sensor are sufficiently small values. , the decrease in sensitivity to the self-phase due to the deviation between the sensor's sensitivity direction and the direction of the magnetic field due to the self-phase current is minute and does not pose a problem.As described above, according to the present invention, the conductor has a spiral structure. By generating an axial magnetic field and setting the number of rotations and pitch to appropriate values, it is possible to supply a magnetic field with a strength that matches the sensitivity of the Faraday element. The sensitivity direction of (6)
, (7) By setting the angle t shifted from the axial direction of the lees, it becomes possible to eliminate the influence of other lees. Further, in the present invention, since the Faraday element is integrally molded in the support member, mechanical displacement of the Faraday element can be prevented and miniaturization can be achieved. Furthermore, by using a highly heat-resistant optical fiber such as a Teflon jacket in the optical cable near the Faraday element, it is possible to maintain sufficient characteristics even under high temperatures caused by the heat generated by the current conductor. By using a highly airtight optical fiber such as a nylon jacket for the optical cable that leads from the inside to the outside, and maintaining airtightness between the jacket and the supporting insulator (8), an airtight optical connector is not required. There are advantages. In carrying out the present invention, by embedding a shielding member made of a ferromagnetic material in the supporting insulator near the spiral conductor, the magnetic field of the own phase can be strengthened and the magnetic field leaking to other phases can be reduced. , the permissible range of sensor installation angle settings is widened, and measurement accuracy is improved. 4. Brief Description of the Drawings FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 8 are explanatory diagrams showing the operation of the present invention. In the figure, (1) is a container, (2) is a conductor, (3) is a magnetic sensor (Faraday element), and (8) is a support member. Agent Shin Kuzuno - Figure 2 Mazu Figure 3
Claims (3)
相電流が流れる各導体の電流を磁気センサーで検出する
ようにしたものにおいて、上記各導体の少なくとも一部
をらせん状に構成し、上記多相電流が生ずる多相磁束の
上記導体の軸方向成分とこの軸方向成分に垂直な垂直方
向成分とが上記磁気センサーに与える影榔を打消すよう
にらせん状の上記導体内に一方向に感度を有する上記磁
気センサーを配置し、上記磁気センサーが配置された上
記導体の外周を囲 し上記導体と上記磁気センサーとを
一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着した電気
装置。(1) In a device in which two or eight conductors are arranged adjacent to each other in a container and the current in each conductor through which a multiphase current flows is detected by a magnetic sensor, at least a part of each conductor is configured in a spiral shape. The helical conductor is designed to cancel the influence of the axial component of the conductor and the vertical component perpendicular to the axial component of the multiphase magnetic flux generated by the multiphase current on the magnetic sensor. The above-mentioned magnetic sensor having sensitivity in one direction is disposed, and an insulating support member that surrounds the outer periphery of the above-mentioned conductor on which the above-mentioned magnetic sensor is disposed and integrates the above-mentioned conductor and the above-mentioned magnetic sensor is fixed to the above-mentioned container. Device.
性部材が埋設されていることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の電気装置。(2) The electrical device according to claim 1, wherein a ferromagnetic member or a conductive member is embedded between each conductor in the support member.
する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の電気装置。(3) The electric device according to claim 1 or 2, wherein the magnetic sensor is a magneto-optical element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56198277A JPS5897662A (en) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | Electric device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56198277A JPS5897662A (en) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | Electric device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5897662A true JPS5897662A (en) | 1983-06-10 |
JPH041307B2 JPH041307B2 (en) | 1992-01-10 |
Family
ID=16388444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56198277A Granted JPS5897662A (en) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | Electric device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5897662A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60203863A (en) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | Gas-insulated three-phase current transformer |
JPS60207071A (en) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | Gas insulating current transformer |
JPS60207068A (en) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | Gas insulating current transformer |
JPS61215966A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Toshiba Corp | Current transformer device |
JP2005233692A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Polyphase current detection device |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56198277A patent/JPS5897662A/en active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60203863A (en) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | Gas-insulated three-phase current transformer |
JPS60207071A (en) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | Gas insulating current transformer |
JPS60207068A (en) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | Gas insulating current transformer |
JPS61215966A (en) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Toshiba Corp | Current transformer device |
JP2005233692A (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | Polyphase current detection device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH041307B2 (en) | 1992-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI83998C (en) | Measuring transformer for measuring current in an electrical conductor | |
US7538541B2 (en) | Split Rogowski coil current measuring device and methods | |
US20080068010A1 (en) | Fluxgate | |
KR960011531B1 (en) | Current sensor | |
US20110121827A1 (en) | Slotted current transducer using magnetic field point sensors | |
US20160116506A1 (en) | Flexible current sensor | |
JPH02150724A (en) | High temperature coriolis mass flowmeter | |
Ma et al. | Impact of coreless current transformer position on current measurement | |
US4717873A (en) | Magnetic displacement transducer system having a magnet that is movable in a tube whose interior is exposed to a fluid and having at least one magnetometer outside the tube | |
JPS5897662A (en) | Electric device | |
JPH06174753A (en) | High current detector | |
Zhu et al. | On-site real-time current monitoring of three-phase three-core power distribution cables with magnetic sensing | |
JPS5897663A (en) | Electric device | |
US3736798A (en) | Permanent magnet probe flowmeter | |
JPH0755845A (en) | Current sensor for forward and backward current flow wire | |
JPS5850470A (en) | Measuring device for electric current | |
CN110383082A (en) | Current sensor apparatus and method | |
UA126968C2 (en) | Mineral insulated combined flux loop and b-dot wire | |
Vaytelenok et al. | Modeling of A Small-Sized Distance Current Transducer | |
JPH07159449A (en) | Method and instrument for measuring electric current | |
Stølan | Losses and inductive parameters in subsea power cables | |
RU2556275C2 (en) | Inductive meter of tubular channel curve | |
JP6484462B2 (en) | Temperature measurement system | |
JPS5850469A (en) | Measuring device for electric current | |
US3412608A (en) | Electromagnetic flowmeter |