JPH01128510A - 変流器 - Google Patents
変流器Info
- Publication number
- JPH01128510A JPH01128510A JP62286878A JP28687887A JPH01128510A JP H01128510 A JPH01128510 A JP H01128510A JP 62286878 A JP62286878 A JP 62286878A JP 28687887 A JP28687887 A JP 28687887A JP H01128510 A JPH01128510 A JP H01128510A
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- JP
- Japan
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- core
- iron
- current
- silicon steel
- current transformer
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase AC
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/30—Constructions
- H01F38/305—Constructions with toroidal magnetic core
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は変流器に係わり、特に零相電流検出に適した変
流器に関する。
流器に関する。
Ｂ、従来の技術
受電設備には一般に地絡保護のため地絡継電器が設置さ
れ、この地絡継電器のための地絡電流の検出には第３図
および第４図に示すように零相変流器ＺＣＴが広く使用
されている。零相変流器ＺＣＴは環状の鉄心に２次巻線
を巻回し１次側はＵ相、■相、Ｗ相の１次導体２２を鉄
心の窓２１の中をまとめて貫通させ、各導体に流れる電
流のベクトル和に対応した２次電流を零相電流として取
り出し地絡継電器２４等に人力している。
れ、この地絡継電器のための地絡電流の検出には第３図
および第４図に示すように零相変流器ＺＣＴが広く使用
されている。零相変流器ＺＣＴは環状の鉄心に２次巻線
を巻回し１次側はＵ相、■相、Ｗ相の１次導体２２を鉄
心の窓２１の中をまとめて貫通させ、各導体に流れる電
流のベクトル和に対応した２次電流を零相電流として取
り出し地絡継電器２４等に人力している。
この零相変流器は、配電盤内に設置される場合、設置場
所により種々の不都合を生ずる。
所により種々の不都合を生ずる。
即ち第３図に示すように１次導体２２が高電圧の場合は
、零相変流器ＺＣＴの貫通窓２１内を高電圧の１次導体
２２を３相まとめて貫通するので、１次導体間、および
１次導体２２と２次巻線ならびに１次導体と周辺機器間
を厳重に絶縁する必要があり、設置場所、設置工事に細
心の注意を要する。また１次導体をまとめられない場合
には、第４図に示すようにブッシング２３に鉄心を楕円
形とした零相変流器ＺＣＴを使用しブッシングともに貫
通している。また此種の零相変流器ＺＣＴを使用する場
合は別個に過電流を検出するための変流器ＣＴが設けら
れていて過電流を検出し、過電流継電器２５の入力とし
ている。
、零相変流器ＺＣＴの貫通窓２１内を高電圧の１次導体
２２を３相まとめて貫通するので、１次導体間、および
１次導体２２と２次巻線ならびに１次導体と周辺機器間
を厳重に絶縁する必要があり、設置場所、設置工事に細
心の注意を要する。また１次導体をまとめられない場合
には、第４図に示すようにブッシング２３に鉄心を楕円
形とした零相変流器ＺＣＴを使用しブッシングともに貫
通している。また此種の零相変流器ＺＣＴを使用する場
合は別個に過電流を検出するための変流器ＣＴが設けら
れていて過電流を検出し、過電流継電器２５の入力とし
ている。
また、零相電流の検出には、各相に設けた変流器ＣＴの
２次側を星形結線して検出する所謂３０Ｔ方式があり、
この３ＣＴ方式は上述した零相変流器ＺＣＴのような問
題点がないためその方式の採用が望まれている。
２次側を星形結線して検出する所謂３０Ｔ方式があり、
この３ＣＴ方式は上述した零相変流器ＺＣＴのような問
題点がないためその方式の採用が望まれている。
第５図〜第７図はかかるａＣＴ方式による零相電流の検
出方法で、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の１次導体又はブッシング
にそれぞれ別個の変流器ＣＴ、。
出方法で、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の１次導体又はブッシング
にそれぞれ別個の変流器ＣＴ、。
ＣＴ、、ＣＴｓを設けその２次巻線３０を星形結線（Ｙ
結線）してベクトル的に加算して零相電流を検出する。
結線）してベクトル的に加算して零相電流を検出する。
また第６図に示すように各変流器ＣＴｔ。
ｃ’ｒｔ、ＣＴ３ に３次巻線３１を設け２次巻線３
０は並列に接続して過電流継電器２５を設け、３次巻線
３１は直列に接続して地絡継電器２４を設ける。
０は並列に接続して過電流継電器２５を設け、３次巻線
３１は直列に接続して地絡継電器２４を設ける。
このようなａＣＴ方式は、各相毎に設けられている変流
器を使用するので、各相の過電流検出にも兼用でき、ま
た上述した零相変流器ＺＣＴのような設置場所による問
題も生じないため経済的である。
器を使用するので、各相の過電流検出にも兼用でき、ま
た上述した零相変流器ＺＣＴのような設置場所による問
題も生じないため経済的である。
Ｃ１発明が解決しようとする問題点
ａＣＴ方式は、３相の各変流器の２次巻線をＹ結線して
いるので、−次相電流に零相分が含まれていない場合は
、各相電流のベクトル和は零となり、２次側には電流が
流れない。
いるので、−次相電流に零相分が含まれていない場合は
、各相電流のベクトル和は零となり、２次側には電流が
流れない。
しかし実際には、各変流器の特性を全く同一にすること
は困難で、鉄心の磁束密度や鉄心を磁化する励磁電流等
の相違により、零相電流が無い場合でも見掛上の零相電
流たる残留電流が現れ、継電器の誤動作の原因となり、
実用化を困難ならしめている。特に高感度の地絡保護を
する場合には、変流器の鉄心にパーマロイと称される鉄
ニッケル合金から成る鉄心（以下、鉄ニッケル鉄心と略
称）を使用しているが、この鉄心は透磁率が高いため電
流値の低いところでは安定した出力が得られるが、数百
アンペア以上となると鉄心が飽和して波形が歪み、この
特性が３相各相の変流器にばらつきがあり極端に大きい
残留電流が発生する。このことは、しゃ断器の投入時に
は電動機等の負荷がある場合には定格電流より数倍多い
突入電流が流れ、その都度地絡継電器が誤動作をするこ
とになる。
は困難で、鉄心の磁束密度や鉄心を磁化する励磁電流等
の相違により、零相電流が無い場合でも見掛上の零相電
流たる残留電流が現れ、継電器の誤動作の原因となり、
実用化を困難ならしめている。特に高感度の地絡保護を
する場合には、変流器の鉄心にパーマロイと称される鉄
ニッケル合金から成る鉄心（以下、鉄ニッケル鉄心と略
称）を使用しているが、この鉄心は透磁率が高いため電
流値の低いところでは安定した出力が得られるが、数百
アンペア以上となると鉄心が飽和して波形が歪み、この
特性が３相各相の変流器にばらつきがあり極端に大きい
残留電流が発生する。このことは、しゃ断器の投入時に
は電動機等の負荷がある場合には定格電流より数倍多い
突入電流が流れ、その都度地絡継電器が誤動作をするこ
とになる。
従ってこのような鉄ニッケル鉄心の高感度の変流器は３
ＣＴ方式による零相電流の検出には使用できない等の問
題があった。ただ断面積を増せば飽和点が上がるが鉄ニ
ッケル合金は高価格であり、また柔軟性があり、機械的
な変形をしやすく、その変形による特性への影響を避け
るため、従来は第８図に示すように鉄ニッケル鉄心１２
の周囲をわざわざ硬い合成樹脂の保護板１．１で保護し
その上に２次巻線１３を巻装する必要があり、経済的で
なかった。
ＣＴ方式による零相電流の検出には使用できない等の問
題があった。ただ断面積を増せば飽和点が上がるが鉄ニ
ッケル合金は高価格であり、また柔軟性があり、機械的
な変形をしやすく、その変形による特性への影響を避け
るため、従来は第８図に示すように鉄ニッケル鉄心１２
の周囲をわざわざ硬い合成樹脂の保護板１．１で保護し
その上に２次巻線１３を巻装する必要があり、経済的で
なかった。
そこで本発明は、高感度でしかも過電流時に対しても残
留電流が少なく、且つ保護板等を必要としない此種変流
器を提供するにある。
留電流が少なく、且つ保護板等を必要としない此種変流
器を提供するにある。
Ｄ１問題点を解決するための手段
変流器の鉄心を少なくとも鉄ニッケル合金より成る鉄心
（以下、鉄ニッケル鉄心と略称）と、珪素鋼より成る鉄
心（以下、珪素鋼鉄心と略称）の２種の鉄心で形成し、
該鉄心に２次又は２次と３次巻線を巻装して変流器を構
成する。
（以下、鉄ニッケル鉄心と略称）と、珪素鋼より成る鉄
心（以下、珪素鋼鉄心と略称）の２種の鉄心で形成し、
該鉄心に２次又は２次と３次巻線を巻装して変流器を構
成する。
８１作用
変流器鉄心の同一断面積における飽和点が高くなり、定
格電流領域では高感度で安定な出力特性が得られ、また
突入電流等の過電流時にも鉄心の飽和による波形歪みが
なく残留電流の少ない出力が得られる。
格電流領域では高感度で安定な出力特性が得られ、また
突入電流等の過電流時にも鉄心の飽和による波形歪みが
なく残留電流の少ない出力が得られる。
Ｆ、実施例
第１図は本発明の変流器鉄心の実施例を示す断面図で、
ｌは変流器の鉄心で、該鉄心ｌは鉄ニッケル鉄心２と、
珪素鋼鉄心３とで形成されている。
ｌは変流器の鉄心で、該鉄心ｌは鉄ニッケル鉄心２と、
珪素鋼鉄心３とで形成されている。
第１図（Ａ）〜（Ｃ）は、これら鉄心２と３の配置の実
施例を示し、（Ａ）は、鉄ニッケル鉄心２、珪素鋼鉄心
３とも帯状の薄板を巻回した巻鉄心で形成した場合で、
鉄ニッケル鉄心２の内周および外周に珪素鋼鉄心３を配
設した場合を示す。この場合珪素鋼鉄心３は鉄ニッケル
鉄心２の内周又は外周のいずれか一方にのみ設けてもよ
い。第１図（Ｂ）は、鉄ニッケル鉄心２および珪素鋼鉄
心とも薄板をリング状に打ち抜いて軸線方向に鉄ニッケ
ル鉄心２を中に挾んで珪素鋼鉄心３を配設した実施例を
示す。また第１図（Ｃ）は、鉄ニッケル鉄心２の内周、
外周および左右両側面に珪素鋼鉄心３を配設して保護板
を兼ねるようにした実施例を示している。
施例を示し、（Ａ）は、鉄ニッケル鉄心２、珪素鋼鉄心
３とも帯状の薄板を巻回した巻鉄心で形成した場合で、
鉄ニッケル鉄心２の内周および外周に珪素鋼鉄心３を配
設した場合を示す。この場合珪素鋼鉄心３は鉄ニッケル
鉄心２の内周又は外周のいずれか一方にのみ設けてもよ
い。第１図（Ｂ）は、鉄ニッケル鉄心２および珪素鋼鉄
心とも薄板をリング状に打ち抜いて軸線方向に鉄ニッケ
ル鉄心２を中に挾んで珪素鋼鉄心３を配設した実施例を
示す。また第１図（Ｃ）は、鉄ニッケル鉄心２の内周、
外周および左右両側面に珪素鋼鉄心３を配設して保護板
を兼ねるようにした実施例を示している。
本発明は、以上のように構成しているので、定格電流領
域内では、鉄ニッケル鉄心２は透磁率が高いので、１次
電流に対する２次電流を高感度に検出でき、また過電流
領域では珪素鋼鉄心３の存在により飽和点が高くなり、
突入電流時においても鉄心の飽和による波形歪みが生じ
ないので、３相Ｙ結線した場合に残留電流の発生が少な
い。
域内では、鉄ニッケル鉄心２は透磁率が高いので、１次
電流に対する２次電流を高感度に検出でき、また過電流
領域では珪素鋼鉄心３の存在により飽和点が高くなり、
突入電流時においても鉄心の飽和による波形歪みが生じ
ないので、３相Ｙ結線した場合に残留電流の発生が少な
い。
鉄心の飽和点は、同じ鉄心でも断面積により変化し、鉄
ニッケル鉄心２の断面積を大きくすれば飽和点を上げる
ことができる。しかし変流器の設置場所やコストの面で
極力小形に設計される。かかる点を考慮して種々の実験
をした結果、鉄ニッケル鉄心と珪素鋼鉄心の断面積の割
合は、鉄ニッケル鉄心の断面積・鉄心の平均磁路長 Ｘ
Ｏ，２６珪素鋼鉄心の断面積＝鉄ニッケル鉄心の断
面積Ｘ１．９が最も良い特性が得られた。
ニッケル鉄心２の断面積を大きくすれば飽和点を上げる
ことができる。しかし変流器の設置場所やコストの面で
極力小形に設計される。かかる点を考慮して種々の実験
をした結果、鉄ニッケル鉄心と珪素鋼鉄心の断面積の割
合は、鉄ニッケル鉄心の断面積・鉄心の平均磁路長 Ｘ
Ｏ，２６珪素鋼鉄心の断面積＝鉄ニッケル鉄心の断
面積Ｘ１．９が最も良い特性が得られた。
即ち、第２図は３ＣＴの残留電流特性曲線図で、横軸に
１次電流（Ａ）をとり、縦軸に残留出力感度（電流換算
値）（ｍＡ）をとったものである。
１次電流（Ａ）をとり、縦軸に残留出力感度（電流換算
値）（ｍＡ）をとったものである。
同図において、Ｉ、Ｉ’は鉄ニッケル鉄心と珪素鋼鉄心
を１：１．９の断面積比で構成した場合、Ｐ、Ｐ’は鉄
ニッケル鉄心のみで断面積６７．５１１１３１” に
構成した場合を示し、且つ実線は、１次電流を徐々に増
加した場合、点線は急激に増加させた場合の特性曲線を
示している。
を１：１．９の断面積比で構成した場合、Ｐ、Ｐ’は鉄
ニッケル鉄心のみで断面積６７．５１１１３１” に
構成した場合を示し、且つ実線は、１次電流を徐々に増
加した場合、点線は急激に増加させた場合の特性曲線を
示している。
今、地絡継電器の動作感度が２００ｍＡ（−船釣に設定
される感度）で考えると、鉄ニッケル鉄心だけの場合は
、１次電流が３０ＯＡを超える突入電流が流れると２曲
線のように２００ｍＡ以上の残留電流が流れ継電器が動
作してしまう。また徐々に１次電流を増加した場合でも
Ｐ′曲線のようにｌ１００Ａ以上になると２００ｍＡを
超える。
される感度）で考えると、鉄ニッケル鉄心だけの場合は
、１次電流が３０ＯＡを超える突入電流が流れると２曲
線のように２００ｍＡ以上の残留電流が流れ継電器が動
作してしまう。また徐々に１次電流を増加した場合でも
Ｐ′曲線のようにｌ１００Ａ以上になると２００ｍＡを
超える。
これに対し、本発明のものは、１曲線に示すように、１
００ＯＡの突入電流でも残留電流は２００ ｍ Ａに達
せず従って継電器は動作しない。また徐々に１次電流を
上げていった場合は１２曲線に示すように２２００Ａで
も残留電流は２００ｍＡに達しない。
００ＯＡの突入電流でも残留電流は２００ ｍ Ａに達
せず従って継電器は動作しない。また徐々に１次電流を
上げていった場合は１２曲線に示すように２２００Ａで
も残留電流は２００ｍＡに達しない。
地絡継電器には、地絡電流を検出して動作する機能の他
に、ロック機能を備える場合が多い。このロック機能は
配電盤内等に設置された開閉器のしゃ断能力値以上（例
えば５００〜６００Ａ）の負荷電流が流れているときは
地絡Ｕ電器が動作してしゃ断しないようロックするもの
であるが、鉄ニッケル鉄心の場合は、このロック電流値
以下で継電器が誤動作するおそれがあるが、本発明では
安全に使用することができる。
に、ロック機能を備える場合が多い。このロック機能は
配電盤内等に設置された開閉器のしゃ断能力値以上（例
えば５００〜６００Ａ）の負荷電流が流れているときは
地絡Ｕ電器が動作してしゃ断しないようロックするもの
であるが、鉄ニッケル鉄心の場合は、このロック電流値
以下で継電器が誤動作するおそれがあるが、本発明では
安全に使用することができる。
また鉄ニッケル鉄心だけだと巻鉄心で形成した場合は柔
軟性があり、変形しやすく、特性に悪影響を与えるので
、第８図に示すように鉄ニッケル鉄心１２の外周を合成
樹脂板等の保護板１１で保護する必要があったが、第１
図（Ａ）、（Ｂ）のように珪素鋼鉄心３で挟持したり、
また（Ｃ）のように従来の保護板と同じ形状のものを珪
素鋼鉄心３で形成して鉄ニッケル鉄心２を包み込むよう
にすれば鉄ニッケル鉄心の変形は防止でき、また従来の
保護板を必要とすることができる。
軟性があり、変形しやすく、特性に悪影響を与えるので
、第８図に示すように鉄ニッケル鉄心１２の外周を合成
樹脂板等の保護板１１で保護する必要があったが、第１
図（Ａ）、（Ｂ）のように珪素鋼鉄心３で挟持したり、
また（Ｃ）のように従来の保護板と同じ形状のものを珪
素鋼鉄心３で形成して鉄ニッケル鉄心２を包み込むよう
にすれば鉄ニッケル鉄心の変形は防止でき、また従来の
保護板を必要とすることができる。
Ｇ、効果
以上のように本発明は、零相変流器ＺＣＴを使用するこ
となく、通常設置されている電流検出用の変流器ＣＴを
兼用して零相電流が検出でき、しかも鉄ニッケル鉄心に
珪素鋼鉄心を加えることで、小形でも出力特性の飽和点
を高くすることができると共に、低電流領域では感度が
よく、且つ大きな１次電流に対しても３ＣＴ各々の出力
バランスが保たれ残留電流を小さくすることができる。
となく、通常設置されている電流検出用の変流器ＣＴを
兼用して零相電流が検出でき、しかも鉄ニッケル鉄心に
珪素鋼鉄心を加えることで、小形でも出力特性の飽和点
を高くすることができると共に、低電流領域では感度が
よく、且つ大きな１次電流に対しても３ＣＴ各々の出力
バランスが保たれ残留電流を小さくすることができる。
また、鉄ニッケル鉄心の保護板を必要としない等の効果
と相俟って安価で性能のよい零相電流検出用の変流器が
得られる。
と相俟って安価で性能のよい零相電流検出用の変流器が
得られる。
第１図は本発明の変流器に使用する鉄心の実施例を示す
断面図、第２図は残留電流特性曲線図、第３図、第４図
は従来の零相変流器ＺＣＴを使用した零相電流検出装置
の要部斜視図、第５図、第６図はａＣＴ方式の等価回路
図、第７図はａＣＴ方式の変流器取付部の斜視図、第８
図は従来の鉄ニッケル鉄心による変流器鉄心の断面斜視
図を示す。 ト・・変流器鉄心、２・・・鉄ニッケル合金より成る鉄
心、３・・・珪素鋼より成る鉄心。 第４図 第５図
断面図、第２図は残留電流特性曲線図、第３図、第４図
は従来の零相変流器ＺＣＴを使用した零相電流検出装置
の要部斜視図、第５図、第６図はａＣＴ方式の等価回路
図、第７図はａＣＴ方式の変流器取付部の斜視図、第８
図は従来の鉄ニッケル鉄心による変流器鉄心の断面斜視
図を示す。 ト・・変流器鉄心、２・・・鉄ニッケル合金より成る鉄
心、３・・・珪素鋼より成る鉄心。 第４図 第５図
Claims (2)
- （１）環状の鉄心に少なくとも２次巻線を巻装して成る
変流器において、前記鉄心を鉄ニッケル合金による鉄心
と珪素鋼による鉄心とで形成したことを特徴とする変流
器。 - （２）珪素鋼による鉄心を鉄ニッケル合金より成る鉄心
の保護を兼ねさせたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の変流器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286878A JPH01128510A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 変流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286878A JPH01128510A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 変流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128510A true JPH01128510A (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=17710170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62286878A Pending JPH01128510A (ja) | 1987-11-13 | 1987-11-13 | 変流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01128510A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003234224A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 零相変流器に対する導体の配置方法及び保持・位置調整装置 |
| JP2011029465A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Hitachi Ltd | 変流器，変流器用鉄心および変流器用鉄心の製造方法 |
| CN102946085A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-02-27 | 广东佛电电器有限公司 | 一种宽动态范围的剩余电流保护装置 |
| JP2018074044A (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-10 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電流センサ、電流センサの製造方法、及び分電盤 |
| JP2021158161A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 三菱電機株式会社 | 零相変流器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173814A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-07 | Toshiba Corp | 貫通形変流器 |
-
1987
- 1987-11-13 JP JP62286878A patent/JPH01128510A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60173814A (ja) * | 1984-02-20 | 1985-09-07 | Toshiba Corp | 貫通形変流器 |
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| JP2021158161A (ja) * | 2020-03-25 | 2021-10-07 | 三菱電機株式会社 | 零相変流器 |
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