JPS5897663A - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
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- JPS5897663A JPS5897663A JP56198278A JP19827881A JPS5897663A JP S5897663 A JPS5897663 A JP S5897663A JP 56198278 A JP56198278 A JP 56198278A JP 19827881 A JP19827881 A JP 19827881A JP S5897663 A JPS5897663 A JP S5897663A
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- 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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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、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。
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。各磁気ヤンサー
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。
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。各磁気ヤンサー
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耐直によって決まる
所定の方向に向けて設置することによって、隣接する他
相の磁界の形動を排除し、測定精度の高い電流測定がで
きるようにした一気装置を提供する。
される場合に、導体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耐直によって決まる
所定の方向に向けて設置することによって、隣接する他
相の磁界の形動を排除し、測定精度の高い電流測定がで
きるようにした一気装置を提供する。
第１図にこの発明の基本構成を示す。（１）は管状密閉
容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（２）
（３）は容器（１）内に収納されたパイプ状の導体で
あり、それぞれ所定のピッチのらせん状の検出部（２ａ
）（８Ｂ ）が設けられている。（４） （５）は各
検出部（２ａ）（ａａ）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、対応する相の一電流の
つくる磁界を検出する。なお、ファラデー素子（４）
（５）には、ＬＥＤ等の光源（６）から光ケーブル（７
）を通して光を入力し、ファラデー素子（４） （６）
を通過した後の光出力を光ケーブル（７）化よって光電
変換・増幅器（８）に導き、電気的出力として取出す。
容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（２）
（３）は容器（１）内に収納されたパイプ状の導体で
あり、それぞれ所定のピッチのらせん状の検出部（２ａ
）（８Ｂ ）が設けられている。（４） （５）は各
検出部（２ａ）（ａａ）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、対応する相の一電流の
つくる磁界を検出する。なお、ファラデー素子（４）
（５）には、ＬＥＤ等の光源（６）から光ケーブル（７
）を通して光を入力し、ファラデー素子（４） （６）
を通過した後の光出力を光ケーブル（７）化よって光電
変換・増幅器（８）に導き、電気的出力として取出す。
（９）は気密性を有する光コネクタで、光ケーブル（７
）の接続に使用されている。
）の接続に使用されている。
第１図には、２本の電流導体を示しであるが、８本の導
体を設置してもよい。いずれの場合にも、本発明では各
相のファラデー素子を導体軸方向の同一位置に設置する
。
体を設置してもよい。いずれの場合にも、本発明では各
相のファラデー素子を導体軸方向の同一位置に設置する
。
本発明の特徴は、ファラデー素子の感度方向を所定の方
向に設置することによって、他相電流のつくる磁界の影
響を排除し、測定精度を高めている点にある。以下にそ
の原理を８相導体の場合について説明する。
向に設置することによって、他相電流のつくる磁界の影
響を排除し、測定精度を高めている点にある。以下にそ
の原理を８相導体の場合について説明する。
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図に示すように
、ａ相のセンサー位置を原点とし、Ｃ相導体軸を２軸と
するような直交座標系をとる。
置されているものとする。ここで、第２図に示すように
、ａ相のセンサー位置を原点とし、Ｃ相導体軸を２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−７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 、
Ｉｏのつくる磁界がａ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。
置する。このとき、ｂ相、Ｃ相を流れる電流Ｉｂ 、
Ｉｏのつくる磁界がａ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。
＃ｓ１図におけるらせん状の検出部（２ａ ）（８Ｂ
）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２図のｂ相電流Ｉｂおよ
びＣ相電流１ｃがａ相のセンサー位置につくる磁界は、
それぞれ！軸方向成分（Ｈｂｚ 、 Ｈｃｚ ）と各相
導体を中心とする円周方向成分（Ｈｂ、Ｈｅ）となる。
）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２図のｂ相電流Ｉｂおよ
びＣ相電流１ｃがａ相のセンサー位置につくる磁界は、
それぞれ！軸方向成分（Ｈｂｚ 、 Ｈｃｚ ）と各相
導体を中心とする円周方向成分（Ｈｂ、Ｈｅ）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＜１） Ｉ （２）式で表わさ
れるものとなる。
磁界のｂ相、Ｃ相成分は＜１） Ｉ （２）式で表わさ
れるものとなる。
コノ式ｊｃ＃４ｔ ルＨｂ 、Ｈｅ 、Ｈｂｚ 、Ｈｅ
ｗ ハ、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）
（８ｍ）の構造および母線間距離によって決まる量であ
る。
ｗ ハ、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）
（８ｍ）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 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 軸となす角をβとす
れば、ベクトル の” ＋ ７ ＋ 成分は ＝ （ｓｉｎαａｏｓβ、 ａｏｓａ ａｉｎβ、 ｃ
ｏｓａ ａｏｓａ）・・・（？） と表現できる。
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 軸となす角をβとす
れば、ベクトル の” ＋ ７ ＋ 成分は ＝ （ｓｉｎαａｏｓβ、 ａｏｓａ ａｉｎβ、 ｃ
ｏｓａ ａｏｓａ）・・・（？） と表現できる。
ａ相のセンサーの検出する他相（ｂ、Ｃ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） 、 （ａ
） 、 （６）式からｃｏｓζｂｓｉｎζｃ−ｓｉｎζ
ｂｏｏｓζＣＣＯｓζｂｓｉｎζｅ−８ｊｎζｂ ｃｏ
ｓζＣが得られる。（６） （７）式においてＨｂｚ
／Ｈｂ オよびＨｃｚ／Ｈｅ は各相電流の大きさに
関係しない量である。
ことから ・・・（５） を満足すればよい。以上（１） 、 （２） 、 （ａ
） 、 （６）式からｃｏｓζｂｓｉｎζｃ−ｓｉｎζ
ｂｏｏｓζＣＣＯｓζｂｓｉｎζｅ−８ｊｎζｂ ｃｏ
ｓζＣが得られる。（６） （７）式においてＨｂｚ
／Ｈｂ オよびＨｃｚ／Ｈｅ は各相電流の大きさに
関係しない量である。
したがって、自相のセンサーを（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相電流の影響な完全に排除することが可能とな
る。
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相電流の影響な完全に排除することが可能とな
る。
以上、自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。
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ｆ：
ハＨｏｚ ／Ｈｅ ｃｌ）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
る感度低下は微少であり、問題にならない。
ハＨｏｚ ／Ｈｅ ｃｌ）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
る感度低下は微少であり、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止させ、そのｋＩｇＩ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）式から求まる角度だけ軸方向からすらして設
置することによって、他相の影響を排除することが可能
となる。
とすることで軸方向の磁界を発止させ、そのｋＩｇＩ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）式から求まる角度だけ軸方向からすらして設
置することによって、他相の影響を排除することが可能
となる。
本発明におけるファラデー素子の取付角度α。
βを設定または微調整するための機構として、例えば第
４図に示すものが考えられる。図において、ＱＱは導体
（２）に固定された金属あるいはセラミック等のケース
であり、その中にファラデー素子（４）を収納し、一端
は角度を自在に変えることのできる固定方法とする。他
端に互いに直角な微調整ねじ一αυを設け、ファラデー
素子（４）の角度なｈｍする。
４図に示すものが考えられる。図において、ＱＱは導体
（２）に固定された金属あるいはセラミック等のケース
であり、その中にファラデー素子（４）を収納し、一端
は角度を自在に変えることのできる固定方法とする。他
端に互いに直角な微調整ねじ一αυを設け、ファラデー
素子（４）の角度なｈｍする。
本発明の実施にあたって、検出部の内部空間にエポキシ
等の樹脂を充積してファラデー素子を固定させることで
、導体の電流にょるｗＬＪ１ｉｉカその他の要因による
振動を軽減することができ、ファラデー素子・偏光子・
検光子の位置・角度変位を防ぐ効果がある。
等の樹脂を充積してファラデー素子を固定させることで
、導体の電流にょるｗＬＪ１ｉｉカその他の要因による
振動を軽減することができ、ファラデー素子・偏光子・
検光子の位置・角度変位を防ぐ効果がある。
また、隣接する他の導体との間に強磁、性材料から成る
シールド部材を設置することによって、自相の磁界を強
めると共に他相へもれる磁界を減少させることができる
ため、角度設定の許容範囲が広くなり、角度の微調整が
容易、または不要となる。
シールド部材を設置することによって、自相の磁界を強
めると共に他相へもれる磁界を減少させることができる
ため、角度設定の許容範囲が広くなり、角度の微調整が
容易、または不要となる。
第１−は本発明の一実施例を示す構成図、第２図及び第
８因は本発明の詳細な説明する説明図、納４図は本発明
の警部を示す斜視図である。図において、（２）（３）
は導体、（４）（５）は磁気センサー（ファラデー素子
）である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分をポす。 代 理 人 葛 野 信 − 第１図 第２図 第３図 第４図 １、事件の表示 雫 ｔ−６−ｙ７Ｊ’ユ、と昭
和６６年１２月４日付の特許願２９ ２、発明の名称 電気装置 ３、補正をする者 ６、補正の対象 （１）明細書の全文 （２）図面 ６、補正の内容 （１］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
図および第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 （ＩＪ２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畳を打消すようにらせん状
の上記各導体内に一方向に感度を有する上記磁気センサ
ーを配置した電気装置。 （２１Ｈ＆磁気センサー導体内で方向の調整が可能なよ
うに構成されていることを特徴とする特許請求の問題第
１項記載の電気装置。 （３）磁気センサーは導体内に充填された樹脂で固定さ
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。 （４）各導体間は強磁性部材あるいは導電性部材でシー
ルドされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第８項のいずれかに記載の電気装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、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、測定精度の高い電流測定がで
きるようにした電気装置を提供する。 第１図にこの発明の基本構成を示す。（１）は管状密閉
容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（２１
（３）は容器（１）内に収納されたパイプ状の導体であ
り、それぞ・れ所定のピッチのらせん状の検出部（２ｍ
）（８ａ ）が設けられている。（４） （５）は各
検出部（２ａ）Ｃａｍ）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、対応する相の電流のつ
くる磁界を検出する。なお、ファラデー素子（４） （
５）には、ＬＥＤ等の光源（６）から光ケーブル（７）
を通して光を入力し、ファラデー素子（４） （６）を
通過した後の光出力を光ケーブル（７）によって、光電
変換・増幅器（８）に導き、電気的に出力として取出す
。（９）は気密性を有する光コネクタで、光ケーブル（
７）の接続に使用されている。 第１図には、２本の電流導体を示しであるが、８本の導
体を設置してもよい。いずれの場合にも、本発明では各
相のファラデー実子を導体軸方向の同一位置に設置する
。 本発明の特徴は、ファラデー素子の感度方向を所定の方
向に設置することによって、他相電流のつくる磁界の影
響を排除し、測定精度を高めている点にある。以下にそ
の原理を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、１２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２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”ｌ） ＊
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（！ａ）（８ａ）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２図のｂ相電流１ｂおよびＣ相
電流■ｃが３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 、 ＨｃＺ ）と各相導体を
中心とする円周方向成分（Ｈ７）、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（１）
、 （２１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、 Ｈ（Ｈ＊ Ｈｂｚ ＊ Ｈｃｚ
は、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）（８ａ
）の構造および母線間距離によって決まる量である。 一方、自相のセンサーの感度方向を第８図に示な方向に
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２軸とな２す角を
βとすれば、ベクトルｎのＸ。 Ｙ、Ｚ成分は ｎ ＝ （５ｉｎａ ｃｏｓβ、 ｃｏｓαｓｉｎβ、
ｃｏｓａｃｏｓβ）°０°−（３）と表現できる。 自相のセンサーの検出する他相（ｂ、Ｃ相）の磁界ｉ。 は 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奢ｎ ＝ Ｈ（−ｕ ＝ ｏ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ （６）を満足す
ればよい。以上（１１、、、（り 、 １１１） 、
（５）式からｃｏｓｆｂｓｉｎｆｃ−ｓｌｎψｂＣＯ８
ψ０が得られる。（６） （７）式においてＨｂｚ／）
ｉｂおよびＨ（ｚ／Ｈｃは各相電流の大きさに関係しな
い量である。したがって、自相のセンサーを（６） （
７）式のα、β務こ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、自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） ｅ （７）式におけるＨｂｚ／）ｌｂまたはＨ
ｃｚ／ＨＣ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１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）式から求まる角度だけ軸方向からずらして設
置することによって、他相の影響を排除することが可能
となる。 本発明におけるファラデー素子の取付角度α。 βを設定または微調整するための機構として、例えば第
４図に示すものが考えられる。図において、（１０は導
体（２）に固定された金属あるいはセラ主ツク等のケー
スであり、その中にファラデー素子（４）を収納し、一
端は角度を自在に変えることのできる固牽方法とする。 他端に互いに直角な微調整ねじａηを設け、ファラデー
素子（４）の角度を調整する。 本発明の実施にあたって、検出部の内部空間にエポキシ
等の樹脂を充てんしてファラデー素子を固定させる仁と
で、導体の電流による電磁力その他の要因による振動を
軽減することができ、ファラデー素子・偏光子・検光子
の位置・角度変位を防ぐ効果がある。 また、隣接する他の導体との間に強磁性材料から成るシ
ールド部材を設置することによって、自相の磁界を強め
ると共に他相へもれる磁界を減少させることができるた
め、角度設定の肝容範囲が広くなり、角度の微調整が容
易、または不要となる。 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、第２図及び第
８図は本発明の詳細な説明する説明図、第４図は本発明
の要部を示す斜視図である。図において、１２＋ （３
）は導体、（４１（５）は磁気センサ（ファラデー素子
）である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 を葛 野 信 −
８因は本発明の詳細な説明する説明図、納４図は本発明
の警部を示す斜視図である。図において、（２）（３）
は導体、（４）（５）は磁気センサー（ファラデー素子
）である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分をポす。 代 理 人 葛 野 信 − 第１図 第２図 第３図 第４図 １、事件の表示 雫 ｔ−６−ｙ７Ｊ’ユ、と昭
和６６年１２月４日付の特許願２９ ２、発明の名称 電気装置 ３、補正をする者 ６、補正の対象 （１）明細書の全文 （２）図面 ６、補正の内容 （１］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
図および第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 （ＩＪ２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畳を打消すようにらせん状
の上記各導体内に一方向に感度を有する上記磁気センサ
ーを配置した電気装置。 （２１Ｈ＆磁気センサー導体内で方向の調整が可能なよ
うに構成されていることを特徴とする特許請求の問題第
１項記載の電気装置。 （３）磁気センサーは導体内に充填された樹脂で固定さ
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。 （４）各導体間は強磁性部材あるいは導電性部材でシー
ルドされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第８項のいずれかに記載の電気装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、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、測定精度の高い電流測定がで
きるようにした電気装置を提供する。 第１図にこの発明の基本構成を示す。（１）は管状密閉
容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（２１
（３）は容器（１）内に収納されたパイプ状の導体であ
り、それぞ・れ所定のピッチのらせん状の検出部（２ｍ
）（８ａ ）が設けられている。（４） （５）は各
検出部（２ａ）Ｃａｍ）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、対応する相の電流のつ
くる磁界を検出する。なお、ファラデー素子（４） （
５）には、ＬＥＤ等の光源（６）から光ケーブル（７）
を通して光を入力し、ファラデー素子（４） （６）を
通過した後の光出力を光ケーブル（７）によって、光電
変換・増幅器（８）に導き、電気的に出力として取出す
。（９）は気密性を有する光コネクタで、光ケーブル（
７）の接続に使用されている。 第１図には、２本の電流導体を示しであるが、８本の導
体を設置してもよい。いずれの場合にも、本発明では各
相のファラデー実子を導体軸方向の同一位置に設置する
。 本発明の特徴は、ファラデー素子の感度方向を所定の方
向に設置することによって、他相電流のつくる磁界の影
響を排除し、測定精度を高めている点にある。以下にそ
の原理を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、１２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２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”ｌ） ＊
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（！ａ）（８ａ）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２図のｂ相電流１ｂおよびＣ相
電流■ｃが３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 、 ＨｃＺ ）と各相導体を
中心とする円周方向成分（Ｈ７）、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（１）
、 （２１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、 Ｈ（Ｈ＊ Ｈｂｚ ＊ Ｈｃｚ
は、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）（８ａ
）の構造および母線間距離によって決まる量である。 一方、自相のセンサーの感度方向を第８図に示な方向に
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２軸とな２す角を
βとすれば、ベクトルｎのＸ。 Ｙ、Ｚ成分は ｎ ＝ （５ｉｎａ ｃｏｓβ、 ｃｏｓαｓｉｎβ、
ｃｏｓａｃｏｓβ）°０°−（３）と表現できる。 自相のセンサーの検出する他相（ｂ、Ｃ相）の磁界ｉ。 は 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奢ｎ ＝ Ｈ（−ｕ ＝ ｏ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ （６）を満足す
ればよい。以上（１１、、、（り 、 １１１） 、
（５）式からｃｏｓｆｂｓｉｎｆｃ−ｓｌｎψｂＣＯ８
ψ０が得られる。（６） （７）式においてＨｂｚ／）
ｉｂおよびＨ（ｚ／Ｈｃは各相電流の大きさに関係しな
い量である。したがって、自相のセンサーを（６） （
７）式のα、β務こ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、自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） ｅ （７）式におけるＨｂｚ／）ｌｂまたはＨ
ｃｚ／ＨＣ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１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）式から求まる角度だけ軸方向からずらして設
置することによって、他相の影響を排除することが可能
となる。 本発明におけるファラデー素子の取付角度α。 βを設定または微調整するための機構として、例えば第
４図に示すものが考えられる。図において、（１０は導
体（２）に固定された金属あるいはセラ主ツク等のケー
スであり、その中にファラデー素子（４）を収納し、一
端は角度を自在に変えることのできる固牽方法とする。 他端に互いに直角な微調整ねじａηを設け、ファラデー
素子（４）の角度を調整する。 本発明の実施にあたって、検出部の内部空間にエポキシ
等の樹脂を充てんしてファラデー素子を固定させる仁と
で、導体の電流による電磁力その他の要因による振動を
軽減することができ、ファラデー素子・偏光子・検光子
の位置・角度変位を防ぐ効果がある。 また、隣接する他の導体との間に強磁性材料から成るシ
ールド部材を設置することによって、自相の磁界を強め
ると共に他相へもれる磁界を減少させることができるた
め、角度設定の肝容範囲が広くなり、角度の微調整が容
易、または不要となる。 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、第２図及び第
８図は本発明の詳細な説明する説明図、第４図は本発明
の要部を示す斜視図である。図において、１２＋ （３
）は導体、（４１（５）は磁気センサ（ファラデー素子
）である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 を葛 野 信 −
Claims (4)
- （１）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惨を打消すようにらせん
状の上記各導体内に一方向に感度を有する上記磁気セン
サーを配置した電気装置。 - （２） ｉ気センサーは導体内で方向の調整が可能な町
うに構成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。 - （３）磁気センサーは導体内に充填された樹脂で固定さ
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。 - （４）各導体間は強磁性部材あるいは導電性部材でシー
ルドされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
〜第８項のいずれかに記載の電気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198278A JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198278A JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897663A true JPS5897663A (ja) | 1983-06-10 |
| JPH041308B2 JPH041308B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=16388462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198278A Granted JPS5897663A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897663A (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 |
| JPS60207071A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| FR2574942A1 (fr) * | 1984-12-14 | 1986-06-20 | Thomson Cgr | Procede de mesure d'intensite de courant continu et dispositif mettant en oeuvre ce procede |
| JP2012117948A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Aisin Seiki Co Ltd | 電流検出装置および電流検出方法 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56198278A patent/JPS5897663A/ja active Granted
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 |
| JPS60207071A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| FR2574942A1 (fr) * | 1984-12-14 | 1986-06-20 | Thomson Cgr | Procede de mesure d'intensite de courant continu et dispositif mettant en oeuvre ce procede |
| JP2012117948A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Aisin Seiki Co Ltd | 電流検出装置および電流検出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH041308B2 (ja) | 1992-01-10 |
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