JPH0352587B2 - - Google Patents
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- JPH0352587B2 JPH0352587B2 JP23409382A JP23409382A JPH0352587B2 JP H0352587 B2 JPH0352587 B2 JP H0352587B2 JP 23409382 A JP23409382 A JP 23409382A JP 23409382 A JP23409382 A JP 23409382A JP H0352587 B2 JPH0352587 B2 JP H0352587B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/123—Measuring loss due to hysteresis
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Description
本発明は、被測定試料の鉄損を高精度で測定す
るのに好適な鉄損の測定方法に関するものであ
る。 地中送電線ではケーブルを洞道内に布設するこ
とが多いが、洞道では鉄筋等の種々の鋼材を使用
しているためこれらの鉄損や他の回路による回路
損によつて洞道内の気温が上昇し、ケーブルの送
電容量を制限する要因になつている。従つて、ケ
ーブルの布設条件を決定する際には、これら鋼材
の鉄損や他の回路による回路損を明確に把握して
おく必要があり、その都度鉄損等の基礎データを
測定して求めている。鉄損の測定方法としては、
従来、温度上昇法や回路損測定法がある。温度上
昇法は、通電回路に電流を流した後の試料（鋼
材）の温度上昇を測定して鉄損を求めるようにす
るが、これは外気条件の影響を受けやすく、温度
測定点を多点とする必要があり、測定工数が多く
なるばかりでなく、洞道内の鋼材は他の構築物に
取り付けられているため、これらの間の熱伝導が
無視できず、その適用が困難である。また、回路
損測定法は通電回路に通電した状態で試料を設置
したときと設置しないときとの通電回路の損失を
求め、両者の差から試料の損失を求めるものであ
るが、これには通電回路自体の損失が大きいた
め、測定誤差が大きくなるという欠点がある。 本発明の目的とするところは、精度のよい鉄損
測定を可能とした鉄損の測定方法を提供するにあ
る。 すなわち本発明は、並設した主通電回路と副通
電回路とに電圧リード線を巻回したサーチコイル
を設け、これら両サーチコイルに誘起される電圧
を零とした後に、主通電回路のサーチコイル近傍
に洞道を模擬した試料を配置して、この試料の鉄
損を測定するようにしたことを特徴とするもので
ある。 一般に、交流損失は、通電回路の電圧降下と通
電電流の内積として求められ、この近傍に設置し
た鋼材等の鉄損も、その一部として計測される。 ところで、全電圧降下は、鉄損に関係する電圧
と鉄損に関係しない電圧の和となつているので、
鉄損に関係しない電圧を別の回路を付加すること
により相殺し、実質上零とすれば、該全電圧降下
を鉄損に関係する電圧成分のみにでき、これから
求められる交流損失を鉄損として計測できる様に
なり、精度の良い鉄損測定回路（手段）を実現で
きる。 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第１図には本発明の測定方法の一実施例を
説明するための測定回路が示されている。本実施
例では、並設した主通電回路１ａと副通電回路１
ｂとに電圧リード線２を巻回したサーチコイル３
ａ，３ｂを設け、これら両サーチコイル３ａ，３
ｂに誘起される電圧の和を零とした後に、主通電
回路１ａのサーチコイル３ａ近傍に洞道を模擬し
た試料４を配置して、この試料４の鉄損を測定す
るようにした。このようにすることにより試料４
だけの鉄損が測定できるようになつて、精度のよ
い鉄損測定を可能とした鉄損の測定方法を得るこ
とができる。 すなわち導体１ｃ，１ｄを平行に布設し、これ
らの間に通電用トランス５を挿入し、直列に接続
された主、副通電回路１ａ，１ｂを作る。この導
体１ｃ，１ｄの外周には電圧リード線（絶縁線）
２を一定ピツチでスパイラル状に巻回し、主、副
通電回路１ａ，１ｂと鎖交する磁束のうち適当な
部分だけの磁束が検出できるようなサーチコイル
３ａ，３ｂを作る。また主通電回路１ａに相互リ
アクタ６を挿入し、可変抵抗器７ａ，７ｂを介し
て電圧リード線２と直列に接続し、その出力をパ
ワーメータ８に入れる。通電電流は、主通電回路
１ａに挿入した変流器９の出力をパワーメータ８
へ入力し、その出力から求める。そして、通電用
トランス５による電流を主、副通電回路１ａ，
１ｂに流し、パワーメータ８への入力電圧が零と
なるように可変抵抗器７ａ，７ｂを調整し、オシ
ロスコープ１０で監視する。次いで、洞道を模擬
して作つた試料４を所定位置である主通電回路１
ａのサーチコイル３ａ近傍に配置して、試料４の
鉄損を測定する。このようにすることにより次に
述べるようにして、試料４だけの鉄損が測定でき
る。 主通電回路１ａ、副通電回路１ｂ内の抵抗分
（導体１ｃ，１ｄの近接効果に基づく損失分およ
び隣接する鋼材等の損失分の和に起因する抵抗成
分）をRa，Rb、リアクタンス分をXa，Xb、試
料４の抵抗分をRx、リアクタンス分をXx、可変
抵抗器７ａの分圧比をka、相互リアクタ６のイ
ンダクタンスをXm、可変抵抗器７ｂの分圧比を
kb、通電電流をＩ、虚数をｊとすれば、パワー
メータ８への入力電圧Ｖは、 Ｖ＝｛（Rx＋Ra−kb・Rb）＋ｊ （Xx＋Xa−kb・Xb−ka・Xm）｝ …(1) となり、計測される損失Ｐは、下記の(2)式で示さ
れる値となる。 Ｐ＝Real（Ｖ・I*） ＝（Rx＋Ra−kb・Rb）・I2 …(2) なお、上式のRealとは、実数部分のみを取り
出すことを意味し、I*は、Ｉの共約複素数を意味
する。 次に、試料４が無い状態で可変抵抗器７ａ，７
ｂの分圧比ka，kbを適当に変え、両サーチコイ
ル３ａ，３ｂに誘起される電圧を零、すなわちパ
ワーメータ８への入力電圧を零にバランスさせる
と(1)式は、 ｛（Ra−kb・Rb）＋ｊ （Xa−kb・Xb−ka・Xm）｝Ｉ＝０ …(3) となる。しかる後に試料４を設置して測定するの
で入力電圧は、 Vx＝（Rx＋jXx）・Ｉ …(4) となり、計測された損失Pxは、下記の(5)式で示
される様に、試料４だけの損失すなわち鉄損が測
定できる。 Px＝Real（Vx・I*） ＝Rx・I2 …(5) なお、本発明の測定方法では、副通電回路１ｂ
と試料４の距離が近いと、この回路１ｂの発生す
る磁界が試料４に及ぼす影響が無視できなくな
る。従つて、この状態で試料印加磁界を評価する
時は、磁束計で試料４の磁束を計測する。さもな
ければ、副通電回路１ｂを試料４から十分離す等
の配慮が必要である。 本発明の測定方法は、鉄損だけを電力量の形で
直接測定できるので、従来の測定方法より計測時
間を大巾に少なくでき、測定の精度を従来のそれ
よりも約１から２桁向上できる。 第１表は、被測定試料４が75×40×900（単位
mm）の溝形鋼で、通電電流2000A（周波数50Hz）、
被測定試料４の導体ICからの距離が80mmのとき
の従来の回路損測定方法及び本発明に係る測定方
法による測定結果の比較を示したものである。
るのに好適な鉄損の測定方法に関するものであ
る。 地中送電線ではケーブルを洞道内に布設するこ
とが多いが、洞道では鉄筋等の種々の鋼材を使用
しているためこれらの鉄損や他の回路による回路
損によつて洞道内の気温が上昇し、ケーブルの送
電容量を制限する要因になつている。従つて、ケ
ーブルの布設条件を決定する際には、これら鋼材
の鉄損や他の回路による回路損を明確に把握して
おく必要があり、その都度鉄損等の基礎データを
測定して求めている。鉄損の測定方法としては、
従来、温度上昇法や回路損測定法がある。温度上
昇法は、通電回路に電流を流した後の試料（鋼
材）の温度上昇を測定して鉄損を求めるようにす
るが、これは外気条件の影響を受けやすく、温度
測定点を多点とする必要があり、測定工数が多く
なるばかりでなく、洞道内の鋼材は他の構築物に
取り付けられているため、これらの間の熱伝導が
無視できず、その適用が困難である。また、回路
損測定法は通電回路に通電した状態で試料を設置
したときと設置しないときとの通電回路の損失を
求め、両者の差から試料の損失を求めるものであ
るが、これには通電回路自体の損失が大きいた
め、測定誤差が大きくなるという欠点がある。 本発明の目的とするところは、精度のよい鉄損
測定を可能とした鉄損の測定方法を提供するにあ
る。 すなわち本発明は、並設した主通電回路と副通
電回路とに電圧リード線を巻回したサーチコイル
を設け、これら両サーチコイルに誘起される電圧
を零とした後に、主通電回路のサーチコイル近傍
に洞道を模擬した試料を配置して、この試料の鉄
損を測定するようにしたことを特徴とするもので
ある。 一般に、交流損失は、通電回路の電圧降下と通
電電流の内積として求められ、この近傍に設置し
た鋼材等の鉄損も、その一部として計測される。 ところで、全電圧降下は、鉄損に関係する電圧
と鉄損に関係しない電圧の和となつているので、
鉄損に関係しない電圧を別の回路を付加すること
により相殺し、実質上零とすれば、該全電圧降下
を鉄損に関係する電圧成分のみにでき、これから
求められる交流損失を鉄損として計測できる様に
なり、精度の良い鉄損測定回路（手段）を実現で
きる。 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明
する。第１図には本発明の測定方法の一実施例を
説明するための測定回路が示されている。本実施
例では、並設した主通電回路１ａと副通電回路１
ｂとに電圧リード線２を巻回したサーチコイル３
ａ，３ｂを設け、これら両サーチコイル３ａ，３
ｂに誘起される電圧の和を零とした後に、主通電
回路１ａのサーチコイル３ａ近傍に洞道を模擬し
た試料４を配置して、この試料４の鉄損を測定す
るようにした。このようにすることにより試料４
だけの鉄損が測定できるようになつて、精度のよ
い鉄損測定を可能とした鉄損の測定方法を得るこ
とができる。 すなわち導体１ｃ，１ｄを平行に布設し、これ
らの間に通電用トランス５を挿入し、直列に接続
された主、副通電回路１ａ，１ｂを作る。この導
体１ｃ，１ｄの外周には電圧リード線（絶縁線）
２を一定ピツチでスパイラル状に巻回し、主、副
通電回路１ａ，１ｂと鎖交する磁束のうち適当な
部分だけの磁束が検出できるようなサーチコイル
３ａ，３ｂを作る。また主通電回路１ａに相互リ
アクタ６を挿入し、可変抵抗器７ａ，７ｂを介し
て電圧リード線２と直列に接続し、その出力をパ
ワーメータ８に入れる。通電電流は、主通電回路
１ａに挿入した変流器９の出力をパワーメータ８
へ入力し、その出力から求める。そして、通電用
トランス５による電流を主、副通電回路１ａ，
１ｂに流し、パワーメータ８への入力電圧が零と
なるように可変抵抗器７ａ，７ｂを調整し、オシ
ロスコープ１０で監視する。次いで、洞道を模擬
して作つた試料４を所定位置である主通電回路１
ａのサーチコイル３ａ近傍に配置して、試料４の
鉄損を測定する。このようにすることにより次に
述べるようにして、試料４だけの鉄損が測定でき
る。 主通電回路１ａ、副通電回路１ｂ内の抵抗分
（導体１ｃ，１ｄの近接効果に基づく損失分およ
び隣接する鋼材等の損失分の和に起因する抵抗成
分）をRa，Rb、リアクタンス分をXa，Xb、試
料４の抵抗分をRx、リアクタンス分をXx、可変
抵抗器７ａの分圧比をka、相互リアクタ６のイ
ンダクタンスをXm、可変抵抗器７ｂの分圧比を
kb、通電電流をＩ、虚数をｊとすれば、パワー
メータ８への入力電圧Ｖは、 Ｖ＝｛（Rx＋Ra−kb・Rb）＋ｊ （Xx＋Xa−kb・Xb−ka・Xm）｝ …(1) となり、計測される損失Ｐは、下記の(2)式で示さ
れる値となる。 Ｐ＝Real（Ｖ・I*） ＝（Rx＋Ra−kb・Rb）・I2 …(2) なお、上式のRealとは、実数部分のみを取り
出すことを意味し、I*は、Ｉの共約複素数を意味
する。 次に、試料４が無い状態で可変抵抗器７ａ，７
ｂの分圧比ka，kbを適当に変え、両サーチコイ
ル３ａ，３ｂに誘起される電圧を零、すなわちパ
ワーメータ８への入力電圧を零にバランスさせる
と(1)式は、 ｛（Ra−kb・Rb）＋ｊ （Xa−kb・Xb−ka・Xm）｝Ｉ＝０ …(3) となる。しかる後に試料４を設置して測定するの
で入力電圧は、 Vx＝（Rx＋jXx）・Ｉ …(4) となり、計測された損失Pxは、下記の(5)式で示
される様に、試料４だけの損失すなわち鉄損が測
定できる。 Px＝Real（Vx・I*） ＝Rx・I2 …(5) なお、本発明の測定方法では、副通電回路１ｂ
と試料４の距離が近いと、この回路１ｂの発生す
る磁界が試料４に及ぼす影響が無視できなくな
る。従つて、この状態で試料印加磁界を評価する
時は、磁束計で試料４の磁束を計測する。さもな
ければ、副通電回路１ｂを試料４から十分離す等
の配慮が必要である。 本発明の測定方法は、鉄損だけを電力量の形で
直接測定できるので、従来の測定方法より計測時
間を大巾に少なくでき、測定の精度を従来のそれ
よりも約１から２桁向上できる。 第１表は、被測定試料４が75×40×900（単位
mm）の溝形鋼で、通電電流2000A（周波数50Hz）、
被測定試料４の導体ICからの距離が80mmのとき
の従来の回路損測定方法及び本発明に係る測定方
法による測定結果の比較を示したものである。
【表】
試料なしの場合のデータ。
第１表の結果より、上記した本発明に係る測定
方方法によれば、従来の回路損測定方法の場合よ
りも誤差が大幅に小さくなり、高精度の測定が可
能であることがわかる。 また、本発明者らは、鉄損等の測定方法とし
て、主通電回路に流れる電流と当該主通電回路に
設置されたサーチコイルに発生する電圧より求め
る方法をすでに提案している（特開昭55−121162
号）が、この測定方法の場合、高精度で測定でき
るとはいうものの、その測定誤差は±10％程度と
予想され、従つて、第１表の結果からも明らかな
通り、測定誤差0.5％程度を期待できる本発明の
測定方法によれば、上記既提案の測定方法をもは
るかに凌ぐ高精度での測定を奏し得る。 この様に、本発明測定方法が既提案測定方法よ
り優れている理由は、以下の考えからも明白とな
る。 即ち、既提案測定方法は、本発明の第１図にお
いて、副通電回路１ｂと可変抵抗器７ｂを除去し
た構成となつている点のみが異なり、他は同一構
成となつている。 このため、既提案測定方法では、試料を設置し
ない時のパワーメータ８への入力電圧を零に調整
することができず、最少値として主通電回路１ａ
の抵抗成分Raの電圧降下V2が生じる。 V2＝Ra・Ｉ …(6) この状態で、試料を挿入すると、パワーメータ
８への入力電圧V1は(2)〜(4)式と同様にして下記
の(7)式となる。 V1＝（Rx＋Ra＋jXx）・Ｉ …(7) 従つて、試料の損失Pxは、V1，V2をパワーメ
ータに入力した時に計測される各損失P1，P2を
個別に求め、両者の差から得ている。 Px＝P1−P2 P1＝（Ra＋Rx）・I2 P2＝Ra・I2… (8) この様に、既提案計測方法では、Pxを求める
のにP1とP2を個別に計測しているため、電流変
動等があると、それによる誤差が入りやすく、そ
の影響は(8)式からも分かる様に、Pxに比べP2が
大きくなる程大きくなる。 従つて、既提案測定方法の誤差を少なくするに
は、主通電回路１ａの抵抗成分Raに起因する損
失P2を極力少なくすることとなるが、通電回路
近傍の鉄筋等の影響で、これを極端に小さくする
ことはできない。 例えば、試料（鋼材）と同一の鋼材が通電回路
近傍に有ると、このP2は試料と同程度の損失と
なる。一般に、通電回路は試料より十分大きい面
積の閉回路として構成するため、回路を設置した
床面内の多くの鉄筋の鉄損がP2として計測され、
この値は試料の損失より大巾に大きくなる。この
ことが、既提案計測方法の制度を高められない要
因となつている。 一方、本発明の計測方法では、P2を零として
計測できるため、この様な誤差は発生しない。 勿論、温度上昇から鉄損を求める方法に比べる
と測定時間が短かくなることはいうまでもない。 なお本実施例では鉄損を測定することにした
が、鉄損に限らず隣接する回路の回路損もこれと
同じ方法で測定することができる。またサーチコ
イルを数ターンにして低い出力電圧を増幅して取
り出すようにすることもできる。 また、本実施例では単相回路の例を示したが、
３相回路あるいは多回線の回路でも同様に測定す
ることができる。 上述のように本発明は、試料だけの鉄損を測定
できるようにしたので、測定の精度をよくするこ
とができるようになり、精度のよい鉄損測定を可
能とした鉄損の測定方法を得ることができる。
第１表の結果より、上記した本発明に係る測定
方方法によれば、従来の回路損測定方法の場合よ
りも誤差が大幅に小さくなり、高精度の測定が可
能であることがわかる。 また、本発明者らは、鉄損等の測定方法とし
て、主通電回路に流れる電流と当該主通電回路に
設置されたサーチコイルに発生する電圧より求め
る方法をすでに提案している（特開昭55−121162
号）が、この測定方法の場合、高精度で測定でき
るとはいうものの、その測定誤差は±10％程度と
予想され、従つて、第１表の結果からも明らかな
通り、測定誤差0.5％程度を期待できる本発明の
測定方法によれば、上記既提案の測定方法をもは
るかに凌ぐ高精度での測定を奏し得る。 この様に、本発明測定方法が既提案測定方法よ
り優れている理由は、以下の考えからも明白とな
る。 即ち、既提案測定方法は、本発明の第１図にお
いて、副通電回路１ｂと可変抵抗器７ｂを除去し
た構成となつている点のみが異なり、他は同一構
成となつている。 このため、既提案測定方法では、試料を設置し
ない時のパワーメータ８への入力電圧を零に調整
することができず、最少値として主通電回路１ａ
の抵抗成分Raの電圧降下V2が生じる。 V2＝Ra・Ｉ …(6) この状態で、試料を挿入すると、パワーメータ
８への入力電圧V1は(2)〜(4)式と同様にして下記
の(7)式となる。 V1＝（Rx＋Ra＋jXx）・Ｉ …(7) 従つて、試料の損失Pxは、V1，V2をパワーメ
ータに入力した時に計測される各損失P1，P2を
個別に求め、両者の差から得ている。 Px＝P1−P2 P1＝（Ra＋Rx）・I2 P2＝Ra・I2… (8) この様に、既提案計測方法では、Pxを求める
のにP1とP2を個別に計測しているため、電流変
動等があると、それによる誤差が入りやすく、そ
の影響は(8)式からも分かる様に、Pxに比べP2が
大きくなる程大きくなる。 従つて、既提案測定方法の誤差を少なくするに
は、主通電回路１ａの抵抗成分Raに起因する損
失P2を極力少なくすることとなるが、通電回路
近傍の鉄筋等の影響で、これを極端に小さくする
ことはできない。 例えば、試料（鋼材）と同一の鋼材が通電回路
近傍に有ると、このP2は試料と同程度の損失と
なる。一般に、通電回路は試料より十分大きい面
積の閉回路として構成するため、回路を設置した
床面内の多くの鉄筋の鉄損がP2として計測され、
この値は試料の損失より大巾に大きくなる。この
ことが、既提案計測方法の制度を高められない要
因となつている。 一方、本発明の計測方法では、P2を零として
計測できるため、この様な誤差は発生しない。 勿論、温度上昇から鉄損を求める方法に比べる
と測定時間が短かくなることはいうまでもない。 なお本実施例では鉄損を測定することにした
が、鉄損に限らず隣接する回路の回路損もこれと
同じ方法で測定することができる。またサーチコ
イルを数ターンにして低い出力電圧を増幅して取
り出すようにすることもできる。 また、本実施例では単相回路の例を示したが、
３相回路あるいは多回線の回路でも同様に測定す
ることができる。 上述のように本発明は、試料だけの鉄損を測定
できるようにしたので、測定の精度をよくするこ
とができるようになり、精度のよい鉄損測定を可
能とした鉄損の測定方法を得ることができる。
第１図は本発明の鉄損の測定方法の一実施例を
説明するための測定回路図である。 １ａ：主通電回路、１ｂ：副通電回路、１ｃ，
１ｄ：導体、２：電圧リード線、３ａ，３ｂ：サ
ーチコイル、４：試料、５：通電用トランス、
６：相互リアクタ、７ａ，７ｂ：可変抵抗器、
８：パワーメータ、９：変流器、１０：オシロス
コープ。
説明するための測定回路図である。 １ａ：主通電回路、１ｂ：副通電回路、１ｃ，
１ｄ：導体、２：電圧リード線、３ａ，３ｂ：サ
ーチコイル、４：試料、５：通電用トランス、
６：相互リアクタ、７ａ，７ｂ：可変抵抗器、
８：パワーメータ、９：変流器、１０：オシロス
コープ。
Claims (1)
- １ 二次側に可変抵抗器７ａを設置した相互リア
クタ６と変流器９を挿入した主通電回路１ａを設
け、更に該主通電回路１ａと並んで副通電回路１
ｂを設け、これら主、副通電回路１ａ，１ｂに交
流電流を流したときに発生する磁束を検出するサ
ーチコイル３ａ，３ｂを各通電回路１ａ，１ｂに
設置し、上記副通電回路用サーチコイル３ｂには
可変抵抗器７ｂを設置し、上記主通電回路用サー
チコイル３ａと副通電回路用サーチコイル３ｂの
可変抵抗器７ｂ及び相互リアクタ用可変抵抗器７
ａを直列に接続して構成される回路の出力電圧と
上記変流器９の二次側電流とを用いて上記主通電
回路１ａ近傍に設置した被測定試料４の鉄損を測
定する方法において、上記主通電回路１ａの近傍
に被測定試料４を設置しない時の上記二つの可変
抵抗器７ａ，７ｂを調整することにより上記出力
電圧が零となるようにすることを特徴とする鉄損
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23409382A JPS59116069A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 鉄損の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23409382A JPS59116069A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 鉄損の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59116069A JPS59116069A (ja) | 1984-07-04 |
| JPH0352587B2 true JPH0352587B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=16965503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23409382A Granted JPS59116069A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 鉄損の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59116069A (ja) |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP23409382A patent/JPS59116069A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59116069A (ja) | 1984-07-04 |
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