JPS62160710A

JPS62160710A - 変流器

Info

Publication number: JPS62160710A
Application number: JP61002309A
Authority: JP
Inventors: ヘンリー・グリスウオルド・ウイラード; トーマス・エドウイン・アンダーソン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1987-07-16

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】発明の背景米国特許第４，２６６．２５９号に記載される様な静止
形引きはずし装置は、被保護回路内の電流を監視する為
に変流器を用いている。この引きはずし装置が対地故障
保護作用をも持ち、対地故障電流を感知する為に線路感
知変成器を用いる時、非常に正確な変流器が必要である
。一般的に変成器は所謂「巻装鉄心」で構成され、２次
巻線はトロイダル形巻線で構成されていて、これは較正
された試験状態の下で、１％未満の最大誤差となる様に
変成器効率を最適にする様に構成されている。

トロイダル形２次巻線を持つ変流器は、例えば米国特許
第３，４４９，７０３号に記載されている。

モールド・ケースを持つ遮断器の熱的及び磁気的な応答
特性が、電子回路を持つ静止形引きはずし装置の中で得
られる、対地故障機能を持たない最低機能の遮断器が開
発されたことにより、この様な正確な電流センサはもは
や必要でなくなった。

最低機能遮断器は、前掲米国特許に記載されるのと同様
なアナログ信号処理装置を用いて、長期、短期及び瞬時
引きはずし機能を遂行する。最低機能静止形引きはずし
装置は、前掲米国特許の静止形引きはずし装置を現在用
いているものよりも、一層低い遮断器枠の定格の範囲内
で用いられると考えられる。更に、対地故障に対する保
護作用が必要ではないから、一層廉価な電流感知変成器
を使うことが非常に望ましい。積層鉄心変成器は前に述
べた巻装鉄心よりも製造費が安くなること、並びに簡単
なボビン機械から得られる変成器巻線は、前に述べたト
ロイダル形巻線よりも大幅に安くなることが知られてい
る。これまで、積層鉄心変流器は、更に高級な変流器と
比較して、較正試験方式で判断すると、その精度が低い
為に、電子式引きはずし装置内の電流センサとして使え
ることが証明されていない。単純なボビンの２次巻線を
持つ積層鉄心変流器で性能が不良になるのは、鉄心の内
、１次側ストラップと２次巻線の間に露出している部分
を介して、磁束の洩れがあることによるものである。

この発明の目的は、変成器の積層鉄心の上にボビン巻き
の２次巻線を用い、１次側ストラップと２次巻線の間の
磁束の鎖交を増加することにより、最低機能の静止形引
きはずし装置に対して良好な鎖交特性を持つコストの安
い電流センサを提供することである。

発明の要約積層鉄心を利用するボビン巻き２次巻線の周りに１次側
ストラップ配置することにより、対地故障機能を持たな
い静止引きはずし装置又は零相センサを用いる対地故障
引きはずし装置に対する電流センサを提供する。１次側
ストラップ及び２次巻線の両方が鉄心の開口を通ると共
に鉄心の共通の脚の上に配置されることにより、１次側
ストラップが磁束を２次巻線と結合して、応答を大幅に
改善する。

好ましい実施例の説明第１Ａ図は変流器１０を示す。この変流器は、鉄心１３
の開口８の中に、成形金属母線の様な１次側ストラップ
１１を用いる形式である。鉄心は磁性材料の薄板で形成
された複数個の積層板９を持っている。２次巻線１２（
１つ又は複数）が鉄心の開口の中に通されていて、ボビ
ン巻装機を用いて絶縁ワイヤから単純なボビンの上に形
成された複数個の絶縁ワイヤ・ターン１５で構成されて
いる。連続した撚線の２つの両端を構成する１対の２次
側導線１４が２次巻線からの出力電流を取出し、１次側
ストラップ１１の第１端子接続部分１８及び第２端子接
続部分１９が１次側ストラップに接続が出来る様にする
。出力電流を所望の値に合わせる為に、タップを含む多
重２次巻線が用いられることがある。１次側ストラップ
はＵ字形本体部分１６を持つ様に形成され、弯曲部分１
７が鉄心の開口の中に配置される。鉄心の開口８内にお
ける１次側ストラップ１１及び２次巻線１２の配置は、
第１Ｂ図を見れば最も判り易い。積層鉄心１３は４つの
脚（ａ−ｄ）を持つ矩形で構成されていて、１次側スト
ラップ１１が脚ｄの周りに配置され、２次巻線１２が脚
すの周りに配置される。１次側ストラップと２次巻線の
間を伸びる脚（ａ、Ｃ）が露出していて、１次側ストラ
ップ及び２次巻線を効果的に結合しない、高いレベルの
漏洩磁束を発生することが認められよう。第１及び第２
端子接続部分１８．１９を較正電流源と直列に接続し、
所定の期間における２次側導線１４の間の２次側ピーク
電流を読取ることにより、この形式の変成器効率を試験
した時の結果を第３図の３１に示す。この試験状態では
、計算による百分率最大誤差が４１％である。

第２Ａ図は「倒立形」積層鉄心変流器２０を示す。Ｕ字
形本体３４の形を持つと共に、第１及び第２端子接続部
分２８．２９及び弯曲部分２７を持つ１次側ストラップ
２１が、積層鉄心２２の開口２６を通り抜ける。積層鉄
心が、前に第１Ａ図について述べたのと同様な変成器鉄
心の複数個の積層板２５を持っている。図示の倒立形で
は、第１Ａ図について述べたのと同様の複数個の絶縁ワ
イヤ・ターン２３及び１対の２次側導線３３を持つ２次
巻線２４が、１次側ストラップ２１のＵ字形本体３４の
下に配置される。１次側ストラップ２１．２次巻線２４
及び積層鉄心２２を倒立の形に配置したことは、第２Ｂ
図を見れば最もよく理解されよう。積層鉄心２２は、第
１Ｂ図について述べたのと同様な４つの脚（ａ−ｄ）を
持つ矩形である。然し、この構成では、１次側ストラッ
プ２１及び２次巻線２４の両方が、積層鉄心２２の同じ
脚ｄの周りに配置されている。この構成では、鉄心の３
つの脚（ａ−Ｃ）が露出している。然し、２次巻線の上
に１次側ストラップを配置すると、１次側ストラップ及
び２次コイルの間の磁束の結合が効率的になる。１次側
ストラップ及び２次巻線の間で発生されて、第１Ａ図及
び第１Ｂ図に示す形では「漏洩」磁束となる磁束が、今
度は１次側ストラップ及び２次巻線の間で効率よく結合
される。１次側ストラップ２１の第１及び第２端子接続
部分２８．２９と直列に同様な較正試験電流を通すと、
２次側導線３３の間に発生する２次側ピーク電流は、第
３図の３２に示す形になる。これは、第１Ａ図及び第１
Ｂに示す形で測定された４１％の誤差に較べて、最大誤
差が７％である。

前掲米国特許に記載される静止形引きはずし回路に使わ
れる成形鉄心に設けた精密巻装トロイダル巻線を同じ条
件の下で試験した時、２次側ピーク電流は第３図の３０
に示す形になった。これは同じ試験状態の下で、最大誤
差が１％である。６００アンペアの変流器に対する典型
的な試験状態では、フルスケールの電流はＩＯＸ又は６
０００アンペアである。

従って、この発明の倒立積層鉄心の形式が、トロイダル
形でない真直ぐなボビンの形に巻装した積層変流器に較
べて実質的な改善をもたらすことが判った。ＩＯＸの目
盛の読みに於ける最大誤差が７％であることは、前に述
べた様な最低機能の静止形引きはずし装置内の電流感知
装置として用いるには、十分以上であると考えられる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は積層鉄心を持つ公知の変流器の側面図、第１
Ｂ図は第１Ａ図に示した変流器を軸方向に見た図、第２
Ａ図はこの発明の積層鉄心変流器の側面図、第２Ｂ図は
第２Ａ図に示した変流器を軸方向に見た図、第３図は第
１Ａ図、第１Ｂ図と第２Ａ図、第２Ｂ図の変流器の精度
を比較したグラフである。主な符号の説明２１：１次側ストラップ２２：積層鉄心２４：２次巻線３４：Ｕ字形本体ＦＩＧ　、ＩＡ　　　　　　　　　　　　ＦＩＧ　、１
８時　ｒａＭ　　（ミリ科９ＦＩＧ、３

Claims

【特許請求の範囲】１）４つの脚を持つ開口つき鉄心の中に挿入されるＵ字
形本体を持つ１次側ストラップと、該１次側ストラップ
の下にあって、前記鉄心の４つの脚の内の１つの周りに
配置され、前記１次側ストラップ及び当該２次巻線の間
の磁束の結合を改善する様にした２次巻線とを有する変
流器。２）特許請求の範囲１）に記載した変流器に於て、前記
１次側ストラップが前記Ｕ字形本体から伸びる１対の第
１及び第２の向かい合う末端部分を持つ金属母線を有す
る変流器。３）特許請求の範囲２）に記載した変流器に於て、前記
鉄心の前記１つの脚が部分的に前記Ｕ字形本体によって
取囲まれている変流器。４）特許請求の範囲１）に記載した変流器に於て、前記
開口つき鉄心が前記４つの脚の各々の中に配置された複
数個の積重ね磁性積層板で構成されている変流器。５）特許請求の範囲１）に記載した変流器に於て、前記
２次巻線が前記鉄心の１つの脚の周りに巻装された絶縁
ワイヤの連続的なストランドで構成され、該ストランド
の第１の端が第１の２次側導線を構成し、前記ストラン
ドの第２の端が第２の２次側導線を構成している変流器
。６）特許請求の範囲１）に記載した変流器に於て、前記
２次巻線が多重２次巻線で構成されている変流器。７）被保護回路内の過負荷電流状態を決定すると共に前
記回路を通る電流を遮断する様に１対の接点を作動する
出力信号を発生する電子式信号処理手段と、前記被保護
回路内に接続されると共に前記電子式信号処理手段に接
続されていて、前記回路を通る電流に比例する入力信号
を前記電子式信号処理手段に供給する変流器とを有し、
該変流器は、４つの脚によって構成された開口を持つ４
脚形積層鉄心変成器と、前記４つの脚の内の１つの周り
に絶縁ワイヤの連続的なストランドを配置して構成され
ていて、該ワイヤの第１の端が第１の２次側導線となり
、前記ワイヤの第２の端が第２の２次側導線となる２次
巻線と、弯曲部を持つＵ字形１次側ストラップとで構成
されており、前記弯曲部が前記２次巻線の上から前記変
圧器の開口内に挿入され、Ｕ字形本体が２次巻線の両側
を伸びて、該２次巻線及び１次側ストラップの間で効率
よく磁束を鎖交させる様にした遮断器に対する静止形引
きはずし装置。