JPH02275367A - 電流測定器 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電流測定器、即ち一次導体に流れる電流を
測定するための電流測定器に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は例えばｒ電気工学ハンドブック１（１９８２年
１０月３０日、電気学会発行）第５８５頁に示された従
来の電流測定器であるロゴウスキーコイルを一部断面で
示す正面図、第７図は第６図の■−■線に沿う断面図で
あり、図において符号（１）は一次導体、（２）は一次
導体（１）を貫通させるように設けられた環状の絶縁物
、（３）は絶縁物（２）に第８図に示すように巻回され
た巻線である。

上記のように構成された従来の電流測定器においては、
一次導体（１）に流れる電流■により、巻線（３）の部
分に磁界Ｈが発生する。この磁界Ｈと電流Ｉとの関係は
、アンペアの周回積分定理より、次式（１）のようにな
る。

Ｉ＝ＳＨｄ１・・・・・・・・・・・（１）この磁界Ｈ
を巻線（３）から求めると、次式（２）％式％ 但し、Ｂは磁束密度、Ｓは巻線（３）の磁束鎖交面積、
μ。は真空の透磁率、ｅは単位長さ当たりの巻線（３）
に誘起される電圧である。

Ｓ及びｅが、ともに一定であるとすると、次式％式％ ここで、■は巻線（３）の端子電圧である。

上記の式（３）かられかるように、巻線（３）の端子電
圧を積分することにより、一次導体（１）を流れる電流
Ｉを測定することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来の電流測定器においては、
巻線（３）を何層にも巻回する場合、磁束鎖交面１ｓが
どの位置でも一定になるように製造するのは困難であり
、このため単位長さ当たりの誘起電圧ｅも一定でなくな
ってしまう。これにより、巻線（３）には、外部磁界に
よる誘起電圧が発生してしまい、測定誤差が大きくなっ
てしまうという問題点があり、このような測定誤差を小
さくするという課題を有していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、外部磁界による誘起電圧の発生を防止でき、
外部磁界の影響による測定誤差の発生を防止できる電流
測定器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電流測定器は、一次導体と鎖交して磁路
を形成するように鉄心を設け、また鉄心に第１巻線及び
第２巻線を巻回し、かつ第１巻線を短絡したものである
。

［作用コ この発明においては、第２巻線に誘起される電圧から一
次導体の電流を測定する。このとき、鉄心が一次導体に
よる磁束を集中して、外部磁界による影響を防止し、第
１巻線が鉄心の磁気飽和を防止する。

［実施例］ 以下、この発明をその実施例を示す図に基づいて説明す
る。

第１図はこの発明の第１の実施例による電流測定器の要
部を一部断面で示す正面図、第２図は第１図の■−■線
に沿う矢視断面図、第３図は第１図の巻線の状態を示す
概略の構成図であり、第６図と同−又は相当部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。

図において、符号（４）は一次導体（１）を貫通させた
円環状の鉄心であり、この鉄心（４）は一次導体（１）
と鎖交して磁路を形成する。（５）は鉄心（４）に巻回
された第１巻線であり、この第１巻線く５）は両端が互
いに電気的に接続され、これにより短絡されている。（
６）は第１巻線（５）の上層になるように鉄心（４）に
巻回された第２巻線であり、この第２巻線（６）の両端
子は図示しない測定部に接続される。

上記のように構成された電流測定器においては、一次導
体（１）に一次電流が流れると、変流器と同様に、第１
巻線（５）にアンペアターンが同一となるような二次電
流が流れる。ところが、第１巻線（５）は短絡されてい
るため、その抵抗は巻線抵抗分だけであり、従ってその
電圧、即ち二次電圧は低くなる。また、短絡された第１
巻線（５）には、一次導体（１）により鉄心（４）に生
じる磁束を打ち消す磁束を発生させるように起電力が生
じるため、鉄心（４）に生じる磁束も小さなものとなる
。

一方、第２巻線（６）も鉄心（４）に巻回されているた
め、鉄心（４）の磁束により、上記二次電圧に相当する
電圧が誘起される。この第２巻線（６）の電圧を、従来
例のロゴウスキーコイル同様、例えば積分器などの測定
部で積分することにより、一次電流が測定できる。

実際には、例えば一次電流が１００ＯＡのとき第２巻線
（６）の電圧が１■になるように、第２巻線（６）の巻
回数を調整するなどしておけば、電圧を測定するだけで
簡単に一次電流が求められる。

上記のように、一次導体（１）による主磁束は、鉄心（
４）に集中するため、第１巻線（５）を貫通する主磁束
は大きくなる。これに対して、外部磁界は空間より鉄心
（４）に侵入するため、磁気抵抗が大きく、外部磁界の
影響は小さなものとなる。このため、製造上第２巻線（
６）の粗密などにより、磁束鎖交面１ｓが不均一であっ
ても、外部磁界の影響は殆どなく、これによる測定誤差
の発生も防止できる。

また、短絡された第１巻線（５）には、一次導体（１〉
により鉄心（４）に生じる磁束を打ち消す磁束を発生さ
せるように起電力が生じるため、鉄心（４）の磁気飽和
は防止され、鉄心く４）の断面積を小さくすることがで
き、実用的に好ましい大きさにすることができる。

なお、上記実施例では第１巻線（５）の両端を単に接続
して短絡したものを示したが、例えば第４図に示すよう
に、電気抵抗く７）を介して短絡するなどしてもよい。

第４図はこの発明の第２の実施例による電流測定器の要
部を示す構成図であり、第４図のものは、第２巻線を省
略したが、第２巻線は第３図と同様である。

このものの場き、電気抵抗（７）により第１巻線（５）
の電圧が上昇するため、これにより第２巻線（６）の電
圧も上昇し、一次電流に対する第２巻線（６）電圧を、
所定値に調整するのに効果的である。

また、上記実施例では第１巻線（５）を下層に、第２巻
線（６）を上層にそれぞれ鉄心（４）の全周に巻回した
が、例えば上層と下層とを逆にするなどしてもよく、第
１巻線と第２巻線の巻回位置や巻き方は上記実施例に限
定されない。

第５図はこの発明の第３の実施例による電流測定器の要
部を示す構成図であり、第５図では第２巻線を省略した
が、第２巻線は第３図と同様である。

この電流測定器では、第１巻線（５）を、巻線Ａ（５ａ
）及び巻線Ｂ（５ｂ）の２回路にし、それぞれを電気抵
抗（７）を介して並列接続している。

このものの場合、巻線Ａ、Ｂ　（５ａ）　、（５ｂ）の
それぞれには、−送導体（１）に対して１／２アンペア
ターンになるような電流が流れる。このため、一次側か
らみた第１巻線（５）の抵抗が小さくなり、これにより
第１巻線（５）の電圧は低くなる。

従って、鉄心（４）の断面積をより小さくすることがで
きる。

さらに、上記実施例では鉄心（４）として断面四角形の
円環状のものを示したが、例えば断面円形、断面多角形
のものや、多角形環状のものなどであってもよい、また
、複数分割可能なものなどであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の電流測定器は、−送導
体と鎖交して磁路を形成する鉄心を用いたので、この鉄
心が一次導体による磁束を集中して、外部磁界による誘
起電圧の発生を防止し、外部磁界の影響による測定誤差
の発生を防止できるという効果がある。また、鉄心に巻
回された第１巻線を短絡したので、鉄心の磁気飽和は防
止され、鉄心断面績を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例による電流測定器の要
部を一部断面で示す正面図、第２図は第１図の■−■線
に沿う矢視断面図、第３図は第１図の巻線の状態を示す
概略の構成図、第４図はこの発明の第２の実施例による
電流測定器の要部を示す構成図、第５図はこの発明の第
３の実施例による電流測定器の要部を示す構成図、第６
図は従来の電流測定器の一例としてロゴウスキーコイル
を一部断面で示す正面図、第７図は第６図の■−■線に
沿う断面図、第８図は第６図の巻線の状態を示す概略の
構成図である。 図において、く１）は−送導体、（４）は鉄心、（５）
は第１巻線、（６）は第２巻線である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一次導体と鎖交して磁路を形成する鉄心と、この鉄心
   に巻回され、かつ短絡された第１巻線と、前記鉄心に巻
   回された第２巻線とを備え、前記第２巻線に誘起される
   電圧から前記一次導体の電流を測定することを特徴とす
   る電流測定器。