WO2013005351A1 - 電流検出装置及び電力量計 - Google Patents

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WO2013005351A1
WO2013005351A1 PCT/JP2011/077957 JP2011077957W WO2013005351A1 WO 2013005351 A1 WO2013005351 A1 WO 2013005351A1 JP 2011077957 W JP2011077957 W JP 2011077957W WO 2013005351 A1 WO2013005351 A1 WO 2013005351A1
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WO
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magnetic body
conductor
coils
magnetic
current
Prior art date
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PCT/JP2011/077957
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English (en)
French (fr)
Inventor
良知　慎一
迫山　光弘
黒川　冬樹
木村　達也
Original Assignee
東光東芝メーターシステムズ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
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    • 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
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils

Definitions

  • the present invention relates to a current detection device and a watt hour meter that detect the magnitude of a current flowing through a conductor by magnetoelectric conversion.
  • the current detection device includes a primary conductor that forms a coil that converts a load current into a magnetic field, and a magnetoelectric conversion unit that detects a magnetic field generated by the primary conductor that forms the coil (for example, Patent Document 1). .
  • the magnetoelectric conversion part is formed by a coil in which a conducting wire is wound around a donut-shaped magnetic core called a toroidal core. Therefore, there is a problem that it becomes expensive.
  • a current detection device that uses a method of detecting the magnetic field generated by the current flowing in the primary conductor by using a coil with a conductive wire wound around a rod-shaped magnetic core as the magnetoelectric conversion section, without using a toroidal core.
  • the current detection device using a coil in which a conductive wire is wound around a rod-shaped magnetic core as a magnetoelectric converter the position of the primary conductor and the magnetoelectric converter changes because the magnetoelectric converter does not surround the primary conductor. Since the value of the output signal changes, there is a problem that the current cannot be detected with high accuracy.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a conventional current detection device 100 described in Patent Document 2.
  • FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a conventional current detection device.
  • the current detection device 100 includes a primary conductor 110, coil portions 120 and 130, support portions 140 and 150, connection lines 160, and output terminals 170 and 180.
  • the primary conductor 110 is made of a conductive metal such as iron or copper, and conducts a load current and generates a magnetic field corresponding to the load current.
  • the coil portions 120 and 130 are coils in which a conductive wire such as an enamel wire is wound around a non-conductive core material such as phenol or bake.
  • the coil portions 120 and 130 receive a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 and receive the current.
  • An electrical signal such as a low-level current or voltage corresponding to is generated in the coil conductor.
  • the coil portions 120 and 130 may have a hollow core material, or may have a core material filled up to the inside, and may have a magnetic material such as ferrite or permalloy as the core material. Good.
  • the coil parts 120 and 130 may not be provided with a core material, and may be formed by joining coil conductors with a bonding agent such as a fusion material or an adhesive to form a coil.
  • the connection line 160 electrically connects the coil part 120 and the coil part 130 in series.
  • the support portions 140 and 150 are made of a magnetic material such as ferrite or permalloy, and are disposed at positions where the coil portions 120 and 130 are sandwiched. Since the magnetic resistance is low, a magnetic field generated by a current flowing through the primary conductor 110 is applied to the coil portion. 120, 130.
  • the output terminals 170 and 180 output electrical signals such as low-level current and voltage corresponding to the current flowing through the primary conductor 110.
  • Coil portions 120 and 130 are connected to output terminals 170 and 180 at one ends of coil conductors, and output electrical signals corresponding to the current flowing through primary conductor 110 to output terminals 170 and 180.
  • the coil portions 120 and 130 are manufactured by winding a coil conductor such as an enamel wire in a cylindrical shape, the coil conductor is wound around a donut-shaped core material. It is easier to manufacture than a toroidal coil manufactured in this way.
  • the coil portions 120 and 130 and the support portions 140 and 150 are configured to circulate around the primary conductor 110, the coil portions 120 and 130, and Even if the position of the primary conductor 110 with respect to the support portions 140 and 150 is shifted, the current flowing through the primary conductor 110 can be detected with high accuracy.
  • the conventional current detection device has a problem that it is easily affected by disturbance. Therefore, if a shield part for interrupting disturbance is provided, there is a concern about an increase in shape and cost due to an increase in the number of parts.
  • An object of the present invention is to provide a current detection device and a watt hour meter that can improve the disturbance resistance performance and can measure with high accuracy and reduce the cost.
  • a current detection device is a current detection device that detects a current flowing through a conductor, and is disposed around the conductor and receives a magnetic field corresponding to the current flowing through the conductor.
  • the watt-hour meter includes a current detection device, a voltage detection unit that detects a voltage of a system under measurement, a current flowing through the conductor detected by the current detection device, and the And a power calculation unit that calculates the amount of power based on the voltage detected by the voltage detection unit.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a conventional current detection device.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of a conventional current detection device.
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the current detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a configuration in a modification of the current detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing the configuration of another modification of the current detection device according to the first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically showing the configuration of the current detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a watt-hour meter according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically illustrating the configuration of the current detection device according to the first embodiment of the present invention.
  • the current detection device of the present embodiment is a device that detects the current flowing through the conductor 4, and is composed of a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 2a, 2b, 3a, and 3b. That is, the current detection device of this embodiment has a configuration in which the magnetic bodies 3a and 3b are inserted in parallel to the coils 1a and 1b with respect to the conventional current detection device described with reference to FIGS.
  • the conductor 4 is made of a conductive metal such as iron or copper, and conducts a load current and generates a magnetic field corresponding to the load current.
  • the plurality of coils 1 a and 1 b are arranged around the conductor 4, receive a magnetic field corresponding to the current flowing through the conductor 4, and detect the current flowing through the conductor 4.
  • the coils 1a and 1b are coils in which a conductive wire such as an enamel wire is wound around a non-conductive rod-like core material such as phenol or bake, and the coil 1a or 1b is a low coil corresponding to the current flowing through the conductor 4.
  • Outputs electrical signals such as level current and voltage.
  • the coils 1a and 1b may have a hollow core material, or may have a core material filled up to the inside, and have a magnetic material such as ferrite or permalloy as the core material. May be.
  • the coils 1a and 1b may not be provided with a core material, and may be formed by joining coil conductors with a bonding agent such as a fusion material or an adhesive.
  • the coil 1a and the coil 1b are electrically connected in series by the connection line similarly to the case demonstrated in FIG.
  • the magnetic body 2a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 2b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 2a), and magnetically connects the other ends of the coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 2a and 2b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b.
  • the coils 1a and 1b may be fixed to the magnetic bodies 2a and 2b with, for example, an adhesive, or may be engaged with the magnetic bodies 2a and 2b by rubbing so as to be removable. Furthermore, the coils 1a and 1b and the magnetic bodies 2a and 2b do not need to be in contact with each other, and may be fixed by mounting them on a resin case or the like. As shown in FIG. 3, the plurality of coils 1a and 1b, the magnetic body 2a, and the magnetic body 2b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 3a and 3b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. That is, the magnetic body 3a is disposed outside the coil 1a when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1a. Similarly, the magnetic body 3b is disposed outside the coil 1b as viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1b.
  • the magnetic bodies 3a and 3b are arranged so as to fill the space between the magnetic bodies 2a and 2b, and thereby have a role of suppressing the influence of disturbance on the coils 1a and 1b. .
  • a gap is provided between the magnetic bodies so as not to contact each other.
  • the coils 1a and 1b receive a magnetic field generated by a current flowing through the conductor 4, and generate an electrical signal corresponding to the current on the coil conductor.
  • one end of the coil conducting wire of the coils 1a and 1b is connected by a connection line so that the coils 1a and 1b are electrically connected in series.
  • the other ends of the coil conductors of the coils 1 a and 1 b constitute an output terminal, and output an electric signal corresponding to the current flowing through the conductor 4.
  • the magnetic bodies 2a and 2b magnetically short-circuit the ends of the coils 1a and 1b. Since the magnetic bodies 2a and 2b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy and have a low magnetic resistance, the magnetic bodies 2a and 2b transmit the magnetic field generated by the current flowing through the conductor 4 to the coils 1a and 1b.
  • the coils 1a and 1b and the magnetic bodies 2a and 2b are arranged according to Bio-Savart's law and Ampere's law of circumferential integration. On the other hand, even if the position of the conductor 4 is shifted, the current flowing through the conductor 4 can be detected with high accuracy.
  • the coils 1a and 1b are manufactured by winding coil conductors such as enamel wires in a columnar shape, and thus are easier to manufacture than toroidal coils manufactured by winding a coil conductor around a donut-shaped core material. .
  • the magnetic bodies 3a and 3b are provided on the outer circumference of the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as a central axis.
  • the influence of disturbance on the coils 1a and 1b is suppressed, and a magnetic field corresponding to the current flowing in the conductor 4 is appropriately generated in the coils 1a and 1b, so that the current flowing in the conductor 4 can be accurately generated.
  • the electric signal according to the detected current is output to the coils 1a and 1b.
  • the current detection device since the third magnetic body (magnetic bodies 3a and 3b) is provided, the conventional current detection device described with reference to FIGS. However, it is possible to reduce the gap between the magnetic bodies 140 and 150, improve the disturbance resistance, and accurately measure. In addition, the current detection device of this embodiment has an advantage that the size can be reduced because it is not necessary to add a shield part to the outside.
  • FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a configuration in a modification of the current detection device of the present embodiment.
  • the current detection device in this modification includes a plurality of coils 1 a and 1 b and magnetic bodies 5 a and 5 b.
  • the magnetic body 5a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 5b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 5a), and magnetically connects the other ends of the coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 5a and 5b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b. As shown in FIG. 4, the plurality of coils 1a and 1b, the magnetic body 5a, and the magnetic body 5b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic body 5a corresponds to the third magnetic body of the present invention, and is provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. That is, the magnetic body 5a has such a shape that the magnetic bodies 2a, 3a, 3b shown in FIG. 3 are integrated, and has a role of suppressing the influence of disturbance on the coils 1a, 1b.
  • a gap is provided between the magnetic bodies 5a and 5b so as not to come into contact, and a magnetic field corresponding to the current flowing through the conductor 4 is appropriately generated in the coils 1a and 1b.
  • the current flowing through the conductor 4 can be detected with high accuracy.
  • the current detection device shown in FIG. 4 not only the same operation and effect as the current detection device shown in FIG. 3 can be obtained, but also the first magnetic body and the third magnetic body are integrated. Since the magnetic body 5a is provided, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced as compared with the current detection device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration in another modification of the current detection device of the present embodiment.
  • the current detection device shown in FIG. 5A includes a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 6a and 6b.
  • the magnetic body 6a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 6b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 6a), and magnetically connects the other ends of the plurality of coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 6a and 6b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b. As shown in FIG. 5A, the plurality of coils 1a and 1b, the magnetic body 6a, and the magnetic body 6b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 6a and 6b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis.
  • the magnetic body 6a has such a shape that the magnetic body 2a, part of the magnetic body 3a and part of the magnetic body 3b shown in FIG. 1 are integrated, and the influence of disturbance on the coils 1a and 1b. It has a role to suppress.
  • the magnetic body 6b has such a shape that the magnetic body 2b, a part of the magnetic body 3a and a part of the magnetic body 3b shown in FIG. 3 are integrated, and the disturbance to the coils 1a and 1b is reduced. It has a role to suppress the influence.
  • first magnetic body (magnetic body 6a) and the second magnetic body (magnetic body 6b) are configured to have the same shape, there is an advantage that the parts can be shared and the cost can be reduced. Have.
  • a gap is provided between the magnetic bodies 6a and 6b so as not to come into contact, and a magnetic field corresponding to the current flowing through the conductor 4 is appropriately generated in the coils 1a and 1b.
  • the current flowing through the conductor 4 can be detected with high accuracy.
  • the current detection device shown in FIG. 5 (b) includes a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 7a and 7b.
  • the magnetic body 7a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 7b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 7a), and magnetically connects the other ends of the coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 7a and 7b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b.
  • the plurality of coils 1a, 1b, the magnetic body 7a, and the magnetic body 7b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 7a and 7b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. Yes. That is, the magnetic body 7a has such a shape that the magnetic body 2a and the magnetic body 3b shown in FIG. 3 are integrated, and has a role of suppressing the influence of disturbance on the coils 1a and 1b. Similarly, the magnetic body 7b has such a shape that the magnetic body 2b and the magnetic body 3a shown in FIG. 3 are integrated, and has a role of suppressing the influence of disturbance on the coils 1a and 1b.
  • first magnetic body (magnetic body 7a) and the second magnetic body (magnetic body 7b) are configured to have the same shape, there is an advantage that parts are shared and the cost is reduced.
  • a gap is provided between the magnetic bodies 7a and 7b so as not to come into contact with each other, and a magnetic field corresponding to the current flowing through the conductor 4 is appropriately generated in the coils 1a and 1b.
  • the current flowing through the conductor 4 can be detected with high accuracy.
  • the current detection device shown in FIG. 5 not only can the same operation and effect as the current detection device shown in FIGS. 3 and 4 be obtained, but also the first magnetic body and the second magnetic body can be obtained. Are configured in the same shape, so that parts can be made common to facilitate manufacturing and reduce costs.
  • FIG. 6 is a configuration diagram schematically illustrating the configuration of the current detection device according to the second embodiment of the present invention.
  • the current detection device shown in FIG. 6A is a device that detects a current flowing through the conductor 4, and includes a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 8a, 8b, 9a, and 9b.
  • the magnetic body 9a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 9b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 9a), and magnetically connects the other ends of the plurality of coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 9a and 9b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b. As shown in FIG. 6A, the plurality of coils 1a and 1b, the magnetic body 9a, and the magnetic body 9b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 8a and 8b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis.
  • the magnetic body 8 a is arranged outside the coil 1 a when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1 a.
  • the magnetic body 8b is disposed outside the coil 1b when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1b. It can be said that part of the magnetic bodies 9a and 9b also corresponds to the third magnetic body of the present invention.
  • first magnetic body (magnetic body 9a), the second magnetic body (magnetic body 9b), and the third magnetic body (magnetic bodies 8a and 8b) have their circles with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis.
  • a plurality of magnetic bodies are configured to overlap on the circumference. That is, a part of the magnetic bodies 9a and 9b arranged in parallel with the coil 1a and the magnetic body 8a are configured to overlap on the circumference with the direction of current flow through the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • a part of the magnetic bodies 9a, 9b arranged in parallel with the coil 1b and the magnetic body 8b are configured to overlap on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • the current detection device shown in FIG. 6 (b) is a device that detects a current flowing through the conductor 4, and includes a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 10a and 10b.
  • the magnetic body 10a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 10b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 10a), and magnetically connects the other ends of the coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 10a and 10b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b. As shown in FIG. 6B, the plurality of coils 1a, 1b, the magnetic body 10a, and the magnetic body 10b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 10a and 10b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. Yes. That is, a part of the magnetic bodies 10a and 10b is disposed outside the coil 1a when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1a. Similarly, a part of the magnetic bodies 10a and 10b is arranged outside the coil 1b when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1b.
  • first magnetic body (magnetic body 10a), the second magnetic body (magnetic body 10b), and the third magnetic body (magnetic bodies 10a, 10b) are circles with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis.
  • a plurality of magnetic bodies are configured to overlap on the circumference. That is, a part of the magnetic body 10a and a part of the magnetic body 10b arranged in parallel with the coil 1a are configured to overlap on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • a part of the magnetic body 10a and a part of the magnetic body 10b arranged in parallel with the coil 1b are configured to overlap on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • the current detection device shown in FIG. 6C is a device that detects a current flowing through the conductor 4, and includes a plurality of coils 1a and 1b and magnetic bodies 11a and 11b.
  • the magnetic body 11a corresponds to the first magnetic body of the present invention, and magnetically short-circuits one end of each of the plurality of coils 1a and 1b.
  • the magnetic body 11b corresponds to the second magnetic body of the present invention, is provided so as not to contact the first magnetic body (magnetic body 11a), and magnetically connects the other ends of the coils 1a and 1b. Short circuit.
  • These magnetic bodies 11a and 11b are made of a magnetic body such as ferrite or permalloy, and sandwich the coils 1a and 1b. As shown in FIG. 6C, the plurality of coils 1a and 1b, the magnetic body 11a, and the magnetic body 11b are configured to circulate around the conductor 4 as a whole.
  • the magnetic bodies 11a and 11b correspond to the third magnetic body of the present invention, and are provided outside the plurality of coils 1a and 1b on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. Yes.
  • the magnetic body 11a is disposed outside the coil 1a when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1a.
  • the magnetic body 11b is disposed outside the coil 1b when viewed from the conductor 4 and in parallel with the coil 1b.
  • the first magnetic body (magnetic body 11a), the second magnetic body (magnetic body 11b), and the third magnetic body (magnetic bodies 11a and 11b) are circles with the direction of current flow through the conductor 4 as the central axis.
  • a plurality of magnetic bodies are configured to overlap on the circumference. That is, a part of the magnetic body 11a and a part of the magnetic body 11b arranged in parallel with the coil 1a are configured to overlap on the circumference with the direction of current flowing through the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • a part of the magnetic body 11a and a part of the magnetic body 11b arranged in parallel with the coil 1b are configured to overlap on the circumference with the direction of current flow through the conductor 4 as the central axis. It is configured to be a double shield against disturbance.
  • the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
  • the basic operation is the same as that of the first embodiment, and a duplicate description is omitted.
  • the first magnetic body, the second magnetic body, and the third magnetic body in the current detection device of the present embodiment have a plurality of magnetic bodies overlapping on the circumference with the direction in which the current flows in the conductor 4 as the central axis. Since it is comprised in this way, the area which magnetic bodies oppose can be taken large, and a magnetic resistance can be reduced. For this reason, compared with the case of Example 1, the gap between magnetic bodies can be taken wide, and the clearance gap precision between magnetic bodies can be eased.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the influence of disturbance can be obtained by configuring the magnetic bodies to be overlapped. Can be reduced.
  • the current detection device of the present embodiment has an advantage that the gap between the magnetic bodies can be widened and the accuracy of the gap size between the magnetic bodies can be relaxed, so that the cost can be reduced.
  • FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the watt hour meter of the present embodiment. As shown in FIG. 7, the watt-hour meter includes a current detection unit 15, a voltage detection unit 20, a power calculation unit 30, and a display unit 40.
  • the current detection unit 15 corresponds to the current detection device of the present invention, and can use the current detection device described in the first and second embodiments.
  • the current detection unit 15 detects a use current (A1) used at a consumer's load, converts the detected current into a low-level electrical signal corresponding to the use current, and outputs the electrical signal.
  • A1 use current
  • the voltage detection unit 20 is a part that detects the voltage of the system under measurement, and is configured by a voltage dividing resistor such as a voltage transformer or an attenuator.
  • the voltage detection unit 20 determines a use voltage (V1) used at a consumer load.
  • V1 use voltage
  • the detected voltage is converted into a low-level electrical signal that is directly proportional to the used voltage and output.
  • the power calculation unit 30 calculates the amount of power based on the current flowing through the conductor 4 detected by the current detection unit 15 and the voltage detected by the voltage detection unit 20.
  • the power calculation unit 30 is configured by a digital multiplication circuit, a DSP (digital signal processor), and the like, and a signal related to the used current (A1) output from the current detection unit 15 and a voltage detection unit. 20 is multiplied by the signal relating to the used voltage (V1) output from 20, and the multiplied output is converted into data (A1 ⁇ V1) that is directly proportional to the consumed power of the consumer.
  • the power calculation unit 30 edits and outputs the calculation result of data (A1 ⁇ V1) that is directly proportional to the power consumption as usage data.
  • the usage data refers to data related to the power used by the customer, such as the total accumulated power used by the customer's load and the time zone usage for each time zone.
  • the signal related to the used current (A1) output from the current detection unit 15 is a signal that is directly proportional to the signal obtained by differentiating the used current (A1) except when the coil core is a magnetic material.
  • the power calculation unit 30 integrates the data.
  • the display unit 40 is composed of a liquid crystal display or the like and displays usage data.
  • the disturbance resistance performance can be improved and the measurement can be performed with high accuracy and the cost can be reduced.
  • the current detection device and the watt hour meter according to the present invention can be used for a current detection device for detecting the magnitude of a current flowing through a conductor by magnetoelectric conversion and a watt hour meter using the current detection device.

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Abstract

　本発明は、導体４の周囲に配置され、導体４に流れる電流に応じた磁界を受けて導体４に流れる電流を検出する複数のコイル１ａ，１ｂと、複数のコイルの各々の一端同士を磁気的に短絡する第１磁性体２ａと、第１磁性体と当接しないように設けられ、複数のコイルの各々の他端同士を磁気的に短絡する第２磁性体２ｂと、導体に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数のコイルの外側に設けられた第３磁性体３ａ，３ｂとを備え、複数のコイルと第１磁性体と第２磁性体とは、全体として導体を周回するように構成されている。

Description

電流検出装置及び電力量計
　本発明は、磁電変換により導体を流れる電流の大きさを検出する電流検出装置及び電力量計に関する。
　従来から、一般家庭や工場、事務所の負荷電流を検出する電流検出装置が普及している。当該電流検出装置は、負荷電流を磁界に変換するコイルを構成する一次導体と、当該コイルを構成する一次導体により発生された磁界を検出する磁電変換部とを備えている（例えば特許文献１）。
　当該磁電変換部は、トロイダルコアといわれるドーナツ状の磁性体コアに、導線を巻いたコイルにより形成されるが、当該ドーナツ状の磁性体コアにエナメル線のような導線を巻きつける製造に手間がかかるため高価なものとなってしまうという問題点がある。
　一方、トロイダルコアを用いず、棒状の磁性体コアに導線を巻いたコイルを磁電変換部とし一次導体に近接させ一次導体に流れる電流が発生する磁界を検出する方式を用いた電流検出装置も存在する。しかしながら、棒状の磁性体コアに導線を巻いたコイルを磁電変換部とした電流検出装置は、一次導体の周囲を磁電変換部が取り巻いていないため、一次導体と磁電変換部の位置が変わってしまうと出力される信号の値が変わってしまうため精度よく電流を検出することができないという問題点がある。
　そこで、特許文献２に記載の電流検出装置は、製造するのに手間がかからず、高精度に電流検出を行うことを目的としている。図１は、特許文献２に記載されている従来の電流検出装置１００の構成を示す斜視図である。また、図２は、従来の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。図１に示すように、電流検出装置１００は、一次導体１１０、コイル部１２０，１３０、支持部１４０，１５０、接続線１６０、及び出力端子１７０，１８０により構成されている。
　一次導体１１０は、鉄、銅等の導電性のある金属により構成されており、負荷電流を導通し、負荷電流に対応した磁界を発生する。
　コイル部１２０，１３０は、フェノールやベークのような導電性のない芯材にエナメル線のような導線が巻きつけられたコイルであり、一次導体１１０に流れる電流により発生した磁界を受け、当該電流に対応した低レベルの電流や電圧等の電気信号をコイル導線に発生する。このコイル部１２０，１３０は、中空構造の芯材を有するものでも良く、あるいは内部まで材質が充填されている芯材を有して良く、フェライトやパーマロイ等の磁性体を芯材とするものでもよい。また、コイル部１２０，１３０は、芯材を具備せず、融着材料や接着剤等の接合剤によりコイル導線同士が接合されてコイルが形成されたものでもよい。また、接続線１６０は、コイル部１２０とコイル部１３０とを電気的に直列に接続する。
　支持部１４０，１５０は、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成され、コイル部１２０，１３０を挟み込む位置に配置され、磁気抵抗が低いため、一次導体１１０に流れる電流により発生された磁界をコイル部１２０，１３０に伝達する。
　出力端子１７０，１８０は、一次導体１１０に流れる電流に対応した低レベルの電流や電圧等の電気信号を出力する。コイル部１２０，１３０は、コイル導線の一端が出力端子１７０，１８０に接続され、一次導体１１０に流れる電流に対応した電気信号を出力端子１７０，１８０に出力する。
　特許文献２に記載された電流検出装置によれば、コイル部１２０，１３０が円柱状にエナメル線等のコイル導線が巻かれて製作されるため、ドーナツ状の芯材にコイル導線が巻きつけられて製作されるトロイダル型のコイルよりも製造が容易である。
　また、コイル部１２０，１３０、及び支持部１４０，１５０は、一次導体１１０を周回した構成となっているため、ビオ・サバールの法則、アンペールの周回積分の法則により、コイル部１２０，１３０、及び支持部１４０，１５０に対する一次導体１１０の位置がずれても、精度よく一次導体１１０に流れる電流を検出することができる。
特開２００５－３７２９７号公報 特開２０１０－２５６１４１号公報
　しかしながら、従来の電流検出装置は、外乱からの影響を受けやすいという問題点がある。そこで、外乱を遮断するためのシールド部品を備えると、形状のサイズアップや部品点数の増加によるコストアップが懸念される。　
　本発明の課題は、耐外乱性能を向上して精度よく測定できるとともにコストを抑える電流検出装置及び電力量計を提供する。
　本発明に係る電流検出装置は、上記課題を解決するために、導体に流れる電流を検出する電流検出装置であって、前記導体の周囲に配置され、前記導体に流れる電流に応じた磁界を受けて前記導体に流れる電流を検出する複数のコイルと、前記複数のコイルの各々の一端同士を磁気的に短絡する第１磁性体と、前記第１磁性体と当接しないように設けられ、前記複数のコイルの各々の他端同士を磁気的に短絡する第２磁性体と、前記導体に電流が流れる方向を中心軸として、円周上に前記複数のコイルの外側に設けられた第３磁性体とを備え、前記複数のコイルと前記第１磁性体と前記第２磁性体とは、全体として前記導体を周回するように構成されている。
　本発明に係る電力量計は、上記課題を解決するために、電流検出装置と、被測定系の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出装置により検出された前記導体に流れる電流と前記電圧検出部により検出された電圧とに基づいて、電力量を演算する電力演算部とを備える。
図１は従来の電流検出装置の構成を示す斜視図である。 図２は従来の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。 図３は本発明の実施例１の形態の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。 図４は本発明の実施例１の形態の電流検出装置の変形例における構成を模式的に示す構成図である。 図５は本発明の実施例１の形態の電流検出装置の別の変形例における構成を模式的に示す構成図である。 図６は本発明の実施例２の形態の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。 図７は本発明の実施例２の形態の電力量計の構成を示すブロック図である。
　以下、本発明の電流検出装置及び電力量計の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
　（実施例１）
　以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。まず、本実施の形態の構成を説明する。図３は、本発明の実施例１の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。図３に示すように、本実施例の電流検出装置は、導体４に流れる電流を検出する装置であり、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂにより構成される。すなわち、本実施例の電流検出装置は、図１，２で説明した従来の電流検出装置に対して、磁性体３ａ，３ｂをコイル１ａ，１ｂに平行に挿入した構成を有している。
　導体４は、鉄、銅等の導電性のある金属により構成されており、負荷電流を導通し、負荷電流に対応した磁界を発生する。
　複数のコイル１ａ，１ｂは、導体４の周囲に配置され、導体４に流れる電流に応じた磁界を受けて導体４に流れる電流を検出する。具体的には、コイル１ａ，１ｂは、フェノールやベークのような導電性のない棒状の芯材にエナメル線のような導線が巻きつけられたコイルであり、導体４に流れる電流に対応した低レベルの電流や電圧等の電気信号を出力する。
　なお、コイル１ａ，１ｂは、中空構造の芯材を有するものでも良く、内部まで材質が充填されている芯材を有するものでも良く、フェライトやパーマロイ等の磁性体を芯材とするものであってもよい。あるいは、コイル１ａ，１ｂは、芯材を具備せず、融着材料や接着剤等の接合剤によりコイル導線同士が接合されてコイルが形成されたものでもよい。また、コイル１ａとコイル１ｂとは、図１で説明した場合と同様に、接続線により電気的に直列に接続されている。
　磁性体２ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体２ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体２ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体２ａ，２ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。
　コイル１ａ，１ｂは、例えば接着剤等によって磁性体２ａ，２ｂに固定されてもよく、取り外し可能なように擦り合わせにより磁性体２ａ，２ｂに係合されていてもよい。さらには、コイル１ａ，１ｂと磁性体２ａ，２ｂが接触している必要はなく、これらを樹脂製のケースなどに装てんすることで固定する構造としてもよい。図３に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体２ａと磁性体２ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　磁性体３ａ，３ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体３ａは、導体４から見てコイル１ａの外側にコイル１ａと平行に配置されている。同様に、磁性体３ｂは、導体４から見てコイル１ｂの外側にコイル１ｂと平行に配置されている。
　位置関係について詳述すると、磁性体３ａ，３ｂは、磁性体２ａと磁性体２ｂとの間の空間を埋めるように配置されており、これによりコイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。また、それぞれの磁性体間には当接しないように隙間が設けられている。これにより、導体４に流れる電流に応じた磁界がコイル１ａ，１ｂに適切に発生するので、コイル１ａ，１ｂは、精度よく導体４に流れる電流を検出することができる。
　次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。コイル１ａ，１ｂは、導体４に流れる電流により発生された磁界を受け、当該電流に対応した電気信号をコイル導線に発生する。詳細な構成について図３に図示されてはいないが、コイル１ａ，１ｂのコイル導線の一端は、接続線によりコイル１ａ，１ｂが電気的に直列接続となるように接続されている。また、コイル１ａ，１ｂのコイル導線の他端は、出力端子を構成しており、導体４に流れる電流に対応した電気信号を出力する。
　磁性体２ａ，２ｂは、コイル１ａ，１ｂの端同士を磁気的に短絡する。この磁性体２ａ，２ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており磁気抵抗が低いため、導体４に流れる電流により発生された磁界をコイル１ａ，１ｂに伝達する。
　コイル１ａ，１ｂ、及び磁性体２ａ，２ｂにより導体４を周回した構成となっているため、ビオ・サバールの法則、アンペールの周回積分の法則により、コイル１ａ，１ｂ、及び磁性体２ａ，２ｂに対して導体４の位置がずれても精度よく、導体４に流れる電流を検出することができる。
　コイル１ａ，１ｂは、円柱状にエナメル線等のコイル導線が巻かれて製作されるため、ドーナツ状の芯材にコイル導線が巻きつけられて製作されるトロイダル型のコイルより製造が容易である。
　磁性体３ａ，３ｂは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられており、磁性体間を当接せずに且つ磁性体間の隙間を小さくすることで、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑えるとともに、導体４に流れる電流に応じた磁界をコイル１ａ，１ｂに適切に発生させ、精度よく導体４に流れる電流を検出し、当該電流に応じた電気信号をコイル１ａ，１ｂに出力させる。
　上述のとおり、本発明の実施例１の形態に係る電流検出装置によれば、第３磁性体（磁性体３ａ，３ｂ）を備えているため、図１，２で説明した従来の電流検出装置が磁性体１４０，１５０間に有していた隙間を小さくし、耐外乱性能を向上して精度よく測定することができる。また、本実施例の電流検出装置は、外側にシールド部品を追加する必要が無いため、サイズダウンが可能であるという利点を有する。
　なお、本発明における第３磁性体は、第１磁性体と第２磁性体との少なくとも一方に一体化して構成されていてもよい。図４は、本実施例の電流検出装置の変形例における構成を模式的に示す構成図である。図４に示すように、この変形例における電流検出装置は、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体５ａ，５ｂにより構成される。
　磁性体５ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体５ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体５ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体５ａ，５ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図４に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体５ａと磁性体５ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　また、磁性体５ａは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体５ａは、図３に示す磁性体２ａ，３ａ，３ｂを一体化したような形状を有しており、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。
　さらに、それぞれの磁性体５ａ，５ｂ間には当接しないように隙間が設けられており、導体４に流れる電流に応じた磁界がコイル１ａ，１ｂに適切に発生するので、コイル１ａ，１ｂは、精度よく導体４に流れる電流を検出することができる。
　このように、図４に示す電流検出装置によれば、図３に示す電流検出装置と同様の作用・効果を得ることができるのみならず、第１磁性体と第３磁性体とを一体化した磁性体５ａを備えているので、図３に示す電流検出装置に比して部品点数を削減し、コストダウンすることができる。
　また、本発明における第１磁性体と第２磁性体とは、同じ形状を有するように構成されていてもよい。図５は、本実施例の電流検出装置の別の変形例における構成を模式的に示す構成図である。図５（ａ）に示す電流検出装置は、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体６ａ，６ｂにより構成される。
　磁性体６ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体６ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体６ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体６ａ，６ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図５（ａ）に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体６ａと磁性体６ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　また、磁性体６ａ，６ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体６ａは、図１に示す磁性体２ａと磁性体３ａの一部と磁性体３ｂの一部とを一体化したような形状を有しており、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。同様に、磁性体６ｂは、図３に示す磁性体２ｂと磁性体３ａの一部と磁性体３ｂの一部とを一体化したような形状を有しており、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。
　また、第１磁性体（磁性体６ａ）と第２磁性体（磁性体６ｂ）とは、同じ形状を有するように構成されているため、部品を共通化し、コストダウンを図ることができる利点を有する。
　さらに、それぞれの磁性体６ａ，６ｂ間には当接しないように隙間が設けられており、導体４に流れる電流に応じた磁界がコイル１ａ，１ｂに適切に発生するので、コイル１ａ，１ｂは、精度よく導体４に流れる電流を検出することができる。
　図５（ｂ）に示す電流検出装置は、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体７ａ，７ｂにより構成される。磁性体７ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体７ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体７ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体７ａ，７ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図５（ｂ）に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体７ａと磁性体７ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　また、磁性体７ａ，７ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体７ａは、図３に示す磁性体２ａと磁性体３ｂとを一体化したような形状を有しており、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。同様に、磁性体７ｂは、図３に示す磁性体２ｂと磁性体３ａとを一体化したような形状を有しており、コイル１ａ，１ｂに対する外乱の影響を抑える役割を有する。
　また、第１磁性体（磁性体７ａ）と第２磁性体（磁性体７ｂ）とは、同じ形状を有するように構成されているため、部品を共通化し、コストダウンに資するという利点を有する。
　さらに、それぞれの磁性体７ａ，７ｂ間には当接しないように隙間が設けられており、導体４に流れる電流に応じた磁界がコイル１ａ，１ｂに適切に発生するので、コイル１ａ，１ｂは、精度よく導体４に流れる電流を検出することができる。
　このように、図５に示す電流検出装置によれば、図３，図４に示す電流検出装置と同様の作用・効果を得ることができるのみならず、第１磁性体と第２磁性体とを同じ形状により構成しているので、部品を共通化して製造を容易にし、コストダウンすることができる。
　（実施例２）
　本発明の第１磁性体と第２磁性体と第３磁性体とは、導体に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数の磁性体が重なるように構成されてもよい。例えば、図６は、本発明の実施例２の電流検出装置の構成を模式的に示す構成図である。図６（ａ）に示す電流検出装置は、導体４に流れる電流を検出する装置であり、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体８ａ，８ｂ，９ａ，９ｂにより構成される。
　磁性体９ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体９ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体９ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体９ａ，９ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図６（ａ）に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体９ａと磁性体９ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　磁性体８ａ，８ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体８ａは、導体４から見てコイル１ａの外側にコイル１ａと平行に配置されている。同様に、磁性体８ｂは、導体４から見てコイル１ｂの外側にコイル１ｂと平行に配置されている。なお、磁性体９ａ，９ｂの一部も本発明の第３磁性体に対応しているということができる。
　また、第１磁性体（磁性体９ａ）と第２磁性体（磁性体９ｂ）と第３磁性体（磁性体８ａ，８ｂ）とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数の磁性体が重なるように構成されている。すなわち、コイル１ａと平行に配置されている磁性体９ａ，９ｂの一部分と磁性体８ａとは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。同様に、コイル１ｂと平行に配置されている磁性体９ａ，９ｂの一部分と磁性体８ｂとは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。
　その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
　図６（ｂ）に示す電流検出装置は、導体４に流れる電流を検出する装置であり、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体１０ａ，１０ｂにより構成される。
　磁性体１０ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体１０ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体１０ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体１０ａ，１０ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図６（ｂ）に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体１０ａと磁性体１０ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　さらに、磁性体１０ａ，１０ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体１０ａ，１０ｂの一部は、導体４から見てコイル１ａの外側にコイル１ａと平行に配置されている。同様に、磁性体１０ａ，１０ｂの一部は、導体４から見てコイル１ｂの外側にコイル１ｂと平行に配置されている。
　また、第１磁性体（磁性体１０ａ）と第２磁性体（磁性体１０ｂ）と第３磁性体（磁性体１０ａ，１０ｂ）とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数の磁性体が重なるように構成されている。すなわち、コイル１ａと平行に配置されている磁性体１０ａの一部分と磁性体１０ｂの一部分とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。同様に、コイル１ｂと平行に配置されている磁性体１０ａの一部分と磁性体１０ｂの一部分とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。
　その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
　さらに、図６（ｃ）に示す電流検出装置は、導体４に流れる電流を検出する装置であり、複数のコイル１ａ，１ｂ、及び磁性体１１ａ，１１ｂにより構成される。
　磁性体１１ａは、本発明の第１磁性体に対応し、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の一端同士を磁気的に短絡する。また、磁性体１１ｂは、本発明の第２磁性体に対応し、第１磁性体（磁性体１１ａ）と当接しないように設けられ、複数のコイル１ａ，１ｂの各々の他端同士を磁気的に短絡する。これらの磁性体１１ａ，１１ｂは、フェライトやパーマロイ等の磁性体により構成されており、コイル１ａ，１ｂを挟み込んでいる。図６（ｃ）に示すように、これら複数のコイル１ａ，１ｂと磁性体１１ａと磁性体１１ｂとは、全体として導体４を周回するように構成されている。
　また、磁性体１１ａ，１１ｂは、本発明の第３磁性体に対応し、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に、複数のコイル１ａ，１ｂの外側に設けられている。すなわち、磁性体１１ａは、導体４から見てコイル１ａの外側にコイル１ａと平行に配置されている。同様に、磁性体１１ｂは、導体４から見てコイル１ｂの外側にコイル１ｂと平行に配置されている。
　また、第１磁性体（磁性体１１ａ）と第２磁性体（磁性体１１ｂ）と第３磁性体（磁性体１１ａ，１１ｂ）とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数の磁性体が重なるように構成されている。すなわち、コイル１ａと平行に配置されている磁性体１１ａの一部分と磁性体１１ｂの一部分とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。同様に、コイル１ｂと平行に配置されている磁性体１１ａの一部分と磁性体１１ｂの一部分とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に重なるように構成されており、外乱に対して二重のシールドとなるように構成されている。
　その他の構成は実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。
　次に、上述のように構成された本実施の形態の作用を説明する。基本的な動作は、実施例１と同様であり、重複した説明を省略する。ただし、本実施例の電流検出装置における第１磁性体と第２磁性体と第３磁性体とは、導体４に電流が流れる方向を中心軸として、その円周上に複数の磁性体が重なるように構成されているので、磁性体同士の対向する面積を広くとることができ、磁気抵抗を減らすことができる。このため、実施例１の場合に比して磁性体間のギャップを広くとることができ、磁性体間の隙間寸法精度を緩和することができる。
　上述のとおり、本発明の実施例２の形態に係る電流検出装置によれば、実施例１と同様の効果を得ることができ、さらに磁性体を重ねるように構成することで外乱からの影響を低減することができる。また、本実施例の電流検出装置は、磁性体間のギャップを広くとることができ、磁性体間の隙間寸法精度を緩和することができるので、コストダウンを図ることができるという利点も有する。
　なお、実施例１，２で説明した電流検出装置を利用して電力量計を構成することができる。図７は、本実施例の電力量計の構成を示すブロック図である。この電力量計は、図７に示すように、電流検出部１５、電圧検出部２０、電力演算部３０、及び表示部４０により構成される。
　電流検出部１５は、本発明の電流検出装置に対応し、実施例１，２で説明した電流検出装置を利用することができる。電流検出部１５は、需要家の負荷にて使用される使用電流（Ａ１）を検出し、検出された電流を当該使用電流に応じた低レベルの電気信号に変換し出力する。
　電圧検出部２０は、被測定系の電圧を検出する部分であり、電圧トランスやアテネッタ等の分圧抵抗器等により構成されており、需要家の負荷にて使用される使用電圧（Ｖ１）を検出し、検出された電圧を当該使用電圧に正比例した低レベルの電気信号に変換し出力する。
　電力演算部３０は、電流検出部１５により検出された導体４に流れる電流と電圧検出部２０により検出された電圧とに基づいて、電力量を演算する。具体的には、電力演算部３０は、デジタル乗算回路やＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロサ）等により構成されており、電流検出部１５から出力された使用電流（Ａ１）に関する信号と、電圧検出部２０から出力された使用電圧（Ｖ１）に関する信号とを乗算し、乗算出力を需要家の使用電力に正比例したデータ（Ａ１・Ｖ１）に変換する。
　さらに電力演算部３０は、使用電力に正比例したデータ（Ａ１・Ｖ１）の演算結果を使用量データとして編集し出力する。なお、ここで使用量データとは需要家の負荷にて使用される総積算使用電力量ならびに各時間帯毎の時間帯使用量等、需要家の使用電力に関するデータをいう。
　また、電流検出部１５から出力された使用電流（Ａ１）に関する信号は、コイルの芯材が磁性体である場合を除いて、使用電流（Ａ１）が微分された信号に正比例した信号であるため、需要家の使用電力に正比例したデータ（Ａ１・Ｖ１）に変換される前に、電力演算部３０にて積分される。表示部４０は、液晶表示器等により構成されており、使用量データを表示する。
　このように、本発明の電流検出装置を利用した電力量計を構成することにより、外乱からの影響を低減し、精度よく電力量を測定することができる。
　本発明によれば、耐外乱性能を向上して精度よく測定できるとともにコストを抑えることができる。
　本発明に係る電流検出装置及び電力量計は、磁電変換により導体を流れる電流の大きさを検出する電流検出装置及びこれを用いた電力量計に利用可能である。

Claims (5)

  1. 　導体に流れる電流を検出する電流検出装置であって、
    　前記導体の周囲に配置され、前記導体に流れる電流に応じた磁界を受けて前記導体に流れる電流を検出する複数のコイルと、
    　前記複数のコイルの各々の一端同士を磁気的に短絡する第１磁性体と、
    　前記第１磁性体と当接しないように設けられ、前記複数のコイルの各々の他端同士を磁気的に短絡する第２磁性体と、
    　前記導体に電流が流れる方向を中心軸として、円周上に前記複数のコイルの外側に設けられた第３磁性体とを備え、
    　前記複数のコイルと前記第１磁性体と前記第２磁性体とは、全体として前記導体を周回するように構成されている電流検出装置。
  2. 　前記第３磁性体は、前記第１磁性体と前記第２磁性体との少なくとも一方に一体化されている請求項１記載の電流検出装置。
  3. 　前記第１磁性体と前記第２磁性体とは、同じ形状を有する請求項１記載の電流検出装置。
  4. 　前記第１磁性体と前記第２磁性体と前記第３磁性体とは、前記導体に電流が流れる方向を中心軸として、前記円周上に複数の磁性体が重なるように構成されている請求項１又は請求項２記載の電流検出装置。
  5. 　請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電流検出装置と、
    　被測定系の電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記電流検出装置により検出された前記導体に流れる電流と前記電圧検出部により検出された電圧とに基づいて、電力又は電力量を演算する電力演算部と、
    を備える電力量計。
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