JPH06174754A - ワイドレンジ電流センサ - Google Patents
ワイドレンジ電流センサInfo
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- JPH06174754A JPH06174754A JP4324150A JP32415092A JPH06174754A JP H06174754 A JPH06174754 A JP H06174754A JP 4324150 A JP4324150 A JP 4324150A JP 32415092 A JP32415092 A JP 32415092A JP H06174754 A JPH06174754 A JP H06174754A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】各種の定格電流に対応でき、二次電流が少な
く、かつ定常時用機器又は非常時用機器の点検時に一方
の機器の作動を停止しなくてもよいワイドレンジ電流セ
ンサの提供を目的とする。 【構成】導体１を流れる交流電流により発生する磁束を
検出し、導体１を流れる電流に比例した出力をする電流
検出装置において、被測定交流電流が流れる導体１が貫
通するように配置されたドーナツ形のコア２と、当該コ
ア２にｎ2 回巻回されたコイル電線３と、当該コイル電
線３の両端に接続された抵抗５と、当該抵抗５両端の電
圧を入力し必要とする出力レベルに切替スイッチにより
切替を行なうゲイン切替器６とで構成した。
く、かつ定常時用機器又は非常時用機器の点検時に一方
の機器の作動を停止しなくてもよいワイドレンジ電流セ
ンサの提供を目的とする。 【構成】導体１を流れる交流電流により発生する磁束を
検出し、導体１を流れる電流に比例した出力をする電流
検出装置において、被測定交流電流が流れる導体１が貫
通するように配置されたドーナツ形のコア２と、当該コ
ア２にｎ2 回巻回されたコイル電線３と、当該コイル電
線３の両端に接続された抵抗５と、当該抵抗５両端の電
圧を入力し必要とする出力レベルに切替スイッチにより
切替を行なうゲイン切替器６とで構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、導体を流れる交流電
流を、当該電流により比例的に発生する磁束により比例
的に流れる電流を検出し、導体を流れる電流に比例した
出力をする電流検出装置に関するものである。
流を、当該電流により比例的に発生する磁束により比例
的に流れる電流を検出し、導体を流れる電流に比例した
出力をする電流検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の電流検出装置の例を図に基
づいて説明する。図４は貫通形電流変流器を用いた電流
検出装置の検出原理を示すもので、ドーナツ形のコアに
被測定交流電流が流れる導体を貫通させ、当該電流によ
り比例的に発生する磁束により比例的に流れる電流を検
出し、導体を流れる電流に比例した出力をするように構
成している。図において、１は被測定交流電流が流れる
導体、２，３は貫通形電流変流器を構成するもので、２
は被測定交流電流が流れる導体１を貫通するように配置
されたドーナツ形のコア、３は当該コア２にドーナツ形
をしている面に対し鉛直方向にコア外周の内側／外側を
交互に通過するようにらせん状にｎ2 回巻かれたコイル
電線である。４は前記コイル電線３の両端に接続された
当該電流変流器の負担となるインピーダンスＺ1 （Ｚ1
＜＜）を持つ負荷であり、該負荷４は定常時に使用され
る電流計等と非定常時に使用する過電流保護継電器等が
シリーズ接続で構成されている。
づいて説明する。図４は貫通形電流変流器を用いた電流
検出装置の検出原理を示すもので、ドーナツ形のコアに
被測定交流電流が流れる導体を貫通させ、当該電流によ
り比例的に発生する磁束により比例的に流れる電流を検
出し、導体を流れる電流に比例した出力をするように構
成している。図において、１は被測定交流電流が流れる
導体、２，３は貫通形電流変流器を構成するもので、２
は被測定交流電流が流れる導体１を貫通するように配置
されたドーナツ形のコア、３は当該コア２にドーナツ形
をしている面に対し鉛直方向にコア外周の内側／外側を
交互に通過するようにらせん状にｎ2 回巻かれたコイル
電線である。４は前記コイル電線３の両端に接続された
当該電流変流器の負担となるインピーダンスＺ1 （Ｚ1
＜＜）を持つ負荷であり、該負荷４は定常時に使用され
る電流計等と非定常時に使用する過電流保護継電器等が
シリーズ接続で構成されている。
【０００３】次に動作について説明する。理想的な電流
変流器では、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドー
ナツ形のコア２を貫通（図中では貫通回数ｎ1 は１回）
することにより、ドーナツ形のコア２内にドーナツの輪
を描くように被測定交流電流ｉ1 の流れる方向に対して
右ネジ方向に被測定交流電流ｉ1 に比例して磁束Φ1が
発生する。
変流器では、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドー
ナツ形のコア２を貫通（図中では貫通回数ｎ1 は１回）
することにより、ドーナツ形のコア２内にドーナツの輪
を描くように被測定交流電流ｉ1 の流れる方向に対して
右ネジ方向に被測定交流電流ｉ1 に比例して磁束Φ1が
発生する。
【０００４】ドーナツ形のコア２内に発生する磁束Φ1
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例した電流ｉ2 が流れ、負
荷４に出力する。
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例した電流ｉ2 が流れ、負
荷４に出力する。
【０００５】従って、電流変流器としては当該電流ｉ2
を出力としている。
を出力としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電流検
出装置である貫通形電流変流器は以上のように構成され
ているので、以下の問題点があった。
出装置である貫通形電流変流器は以上のように構成され
ているので、以下の問題点があった。
【０００７】例えば、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定
格電流間に対して出力を０Ａから５Ａとする場合には、
コイル電線３の巻回数ｎ2 を理想的には（ｎ1 ×ｉ1 ／
５）回として、定格電流毎にコイル電線３の巻回数ｎ2
を変更する必要があった為、被測定交流電流ｉ1 の定格
電流毎に種類があった。
格電流間に対して出力を０Ａから５Ａとする場合には、
コイル電線３の巻回数ｎ2 を理想的には（ｎ1 ×ｉ1 ／
５）回として、定格電流毎にコイル電線３の巻回数ｎ2
を変更する必要があった為、被測定交流電流ｉ1 の定格
電流毎に種類があった。
【０００８】また、被測定交流電流ｉ1 の定格電流毎に
コイル電線３の巻回数ｎ2 を変更する必要があった為、
大きさも同一でなかった。
コイル電線３の巻回数ｎ2 を変更する必要があった為、
大きさも同一でなかった。
【０００９】コイル電線３の両端に接続された当該電流
変流器の負担となるインピーダンスＺ1 （Ｚ1 ＜＜）を
持つ負荷４には、例えば５Ａという大きな電流が流れる
為、熱容量として大きなものを使用する必要があった。
変流器の負担となるインピーダンスＺ1 （Ｚ1 ＜＜）を
持つ負荷４には、例えば５Ａという大きな電流が流れる
為、熱容量として大きなものを使用する必要があった。
【００１０】また、コイル電線３とインピーダンスＺ1
（Ｚ1 ＜＜）を持つ負荷４で構成される回路には、例え
ば５Ａという大きな電流が流れる為、当該回路に対し、
ノイズに弱い機器の隣接配置や微弱な電流が流れる電線
の平行配線等ができなかった。
（Ｚ1 ＜＜）を持つ負荷４で構成される回路には、例え
ば５Ａという大きな電流が流れる為、当該回路に対し、
ノイズに弱い機器の隣接配置や微弱な電流が流れる電線
の平行配線等ができなかった。
【００１１】出力は１種類で、例えば、定常時は被測定
交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間であり電流ｉ2 とし
て０Ａから５Ａを出力し、被定常時は被測定交流電流ｉ
1 が定格電流を超え電流ｉ2 として５Ａ以上出力するよ
うになっており、負荷４には定常時に使用する電流計等
と非定常時に使用する過電流保護継電器等がある為、定
常時に使用する機器の点検時に非定常時に使用する機器
を働かせておく場合、また非定常時に使用する機器の点
検時に定常時に使用する機器を働かせておく場合にはテ
スト端子を使用する、各機器を引出形にする等の対応が
必要であった。
交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間であり電流ｉ2 とし
て０Ａから５Ａを出力し、被定常時は被測定交流電流ｉ
1 が定格電流を超え電流ｉ2 として５Ａ以上出力するよ
うになっており、負荷４には定常時に使用する電流計等
と非定常時に使用する過電流保護継電器等がある為、定
常時に使用する機器の点検時に非定常時に使用する機器
を働かせておく場合、また非定常時に使用する機器の点
検時に定常時に使用する機器を働かせておく場合にはテ
スト端子を使用する、各機器を引出形にする等の対応が
必要であった。
【００１２】出力を被測定交流電流ｉ1 の定格電流のＮ
倍まで比例的に出す場合には、負荷４のインピーダンス
Ｚ1 の大きさも考慮しながらドーナツ形のコア２のドー
ナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面積を変更する
必要があった為、被測定交流電流ｉ1 の定格電流毎に種
類があり、大きさも同一でなかった。
倍まで比例的に出す場合には、負荷４のインピーダンス
Ｚ1 の大きさも考慮しながらドーナツ形のコア２のドー
ナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面積を変更する
必要があった為、被測定交流電流ｉ1 の定格電流毎に種
類があり、大きさも同一でなかった。
【００１３】この発明は、上記のような問題点を解消す
る為になされたもので、一種類のもので各種の定格電流
に対応でき、二次電流が少なく、かつ定常時用機器又は
非常時用機器の点検時に一方の機器の作動を停止しなく
てもよいようにしたワイドレンジ電流センサの提供を目
的としている。
る為になされたもので、一種類のもので各種の定格電流
に対応でき、二次電流が少なく、かつ定常時用機器又は
非常時用機器の点検時に一方の機器の作動を停止しなく
てもよいようにしたワイドレンジ電流センサの提供を目
的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係るワイドレ
ンジ電流センサは、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体が
貫通するように配置されたドーナツ形のコアと、当該コ
アにドーナツ形をしている面に対し鉛直方向にコア外周
の内側／外側を交互に通過するようにらせん状にｎ2 回
巻かれたコイル電線３と、当該コイル電線の両端に接続
された抵抗と、当該抵抗両端の電圧を入力し必要とする
出力レベルに切替スイッチにより切替を行なうゲイン切
替器で構成する。
ンジ電流センサは、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体が
貫通するように配置されたドーナツ形のコアと、当該コ
アにドーナツ形をしている面に対し鉛直方向にコア外周
の内側／外側を交互に通過するようにらせん状にｎ2 回
巻かれたコイル電線３と、当該コイル電線の両端に接続
された抵抗と、当該抵抗両端の電圧を入力し必要とする
出力レベルに切替スイッチにより切替を行なうゲイン切
替器で構成する。
【００１５】必要とする出力レベルを変化させる場合で
も、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体がコアを貫通する
回数とコイル電線のコアへの巻回数の比（ｎ1 対ｎ2 ）
を変化させず、一定とする。
も、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体がコアを貫通する
回数とコイル電線のコアへの巻回数の比（ｎ1 対ｎ2 ）
を変化させず、一定とする。
【００１６】被測定交流電流ｉ1 が流れる導体がコアを
貫通する回数とコイル電線のコアへの巻回数の比（ｎ1
対ｎ2 ）を、１対１０００以上とする。
貫通する回数とコイル電線のコアへの巻回数の比（ｎ1
対ｎ2 ）を、１対１０００以上とする。
【００１７】被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間
に対して、ある値からある値までの間で比例的に出力す
る出力２と、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流の
Ｎ倍間に対して、ある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１と、被測定交流電流ｉ1 の定格電流を切
替スイッチにより設定できるゲイン切替器を備える。
に対して、ある値からある値までの間で比例的に出力す
る出力２と、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流の
Ｎ倍間に対して、ある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１と、被測定交流電流ｉ1 の定格電流を切
替スイッチにより設定できるゲイン切替器を備える。
【００１８】被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間
に対して、ある値からある値までの間で比例的に出力す
る出力２と、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流の
Ｎ倍間に対して、ある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１と、被測定交流電流ｉ1 の定格電流を切
替スイッチIIにより設定でき、またＮ値を切替スイッチ
I により設定できるゲイン切替器を備える。
に対して、ある値からある値までの間で比例的に出力す
る出力２と、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流の
Ｎ倍間に対して、ある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１と、被測定交流電流ｉ1 の定格電流を切
替スイッチIIにより設定でき、またＮ値を切替スイッチ
I により設定できるゲイン切替器を備える。
【００１９】
【作用】被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間に対
して出力をある値からある値とする場合でも、定格電流
毎にコイル電線の巻回数の変更を必要とせず、コイル電
線の巻回数ｎ2 を一定で、大きさを同一にでき、被測定
交流電流ｉ1 の定格電流毎の種類は必要ない。
して出力をある値からある値とする場合でも、定格電流
毎にコイル電線の巻回数の変更を必要とせず、コイル電
線の巻回数ｎ2 を一定で、大きさを同一にでき、被測定
交流電流ｉ1 の定格電流毎の種類は必要ない。
【００２０】コイル電線の両端に接続された抵抗には、
数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにでき、熱容
量の小さなものを使用できる。
数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにでき、熱容
量の小さなものを使用できる。
【００２１】また、コイル電線と抵抗で構成される回路
には、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにで
き、当該回路に対し、ノイズに弱い機器の隣接配置や微
弱な電流が流れる電線の平行配線等ができる。
には、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにで
き、当該回路に対し、ノイズに弱い機器の隣接配置や微
弱な電流が流れる電線の平行配線等ができる。
【００２２】定常時に使用する機器の点検時に非定常時
に使用する機器を生かしておく場合、また非定常時に使
用する機器の点検時に定常時に使用する機器を生かして
おく場合に、テスト端子を使用する、各機器を引出形に
する等の必要がない。
に使用する機器を生かしておく場合、また非定常時に使
用する機器の点検時に定常時に使用する機器を生かして
おく場合に、テスト端子を使用する、各機器を引出形に
する等の必要がない。
【００２３】出力を定格電流のＮ倍まで比例的に出す場
合でも、ドーナツ形のコアのドーナツ形をしている面に
対し鉛直方向の断面積の変更を必要とせず、ドーナツ形
のコアのドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を一定で、大きさを同一にでき、被測定交流電流ｉ1
の定格電流毎の種類は必要ない。
合でも、ドーナツ形のコアのドーナツ形をしている面に
対し鉛直方向の断面積の変更を必要とせず、ドーナツ形
のコアのドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を一定で、大きさを同一にでき、被測定交流電流ｉ1
の定格電流毎の種類は必要ない。
【００２４】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１は、この実施例に係るワイドレンジ電流セ
ンサの電流検出原理を示すもので、ドーナツ形のコアに
被測定交流電流が流れる導体を貫通させ、当該電流によ
り比例的に発生する磁束により比例的に流れる電流を検
出し、導体を流れる電流に比例した出力をするようにし
たものである。図において、１は被測定交流電流が流れ
る導体、２，３，５，６はワイドレンジ電流センサを構
成するもので、２は被測定交流電流が流れる導体１が貫
通するように配置されたドーナツ形のコア、３は当該コ
ア２にドーナツ形をしている面に対し鉛直方向にコア外
周の内側／外側を交互に通過するようにらせん状に２０
００回（ｎ2 ＝２０００）巻かれたコイル電線である。
また、５は前記コイル電線３の両端に接続されたレジス
タンスＲ（Ｒ＜＜）を持つ抵抗、６は抵抗５の両端の電
圧を入力し、被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対
してある値からある値までの間で比例的に出力する出力
２と被測定交流電流が０Ａから定格電流×２０倍（Ｎ＝
２０）間に対してある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１という２種類の出力を出力し、内部に出
力１，２に対し必要とする出力レベルにする切替スイッ
チを持つゲイン切替器である。また、４ａは当該ワイド
レンジ電流センサの出力１の負担となるインピーダンス
Ｚ21（電流出力の場合Ｚ21＜＜、電圧出力の場合＜＜Ｚ
21）を持つ負荷、４ｂは当該ワイドレンジ電流センサの
出力２の負担となるインピーダンスＺ22（電流出力の場
合Ｚ22＜＜、電圧出力の場合＜＜Ｚ22）を持つ負荷であ
り、負荷４ａは非定常時に使用する過電流保護継電器等
が電流出力であればシリーズ接続、電圧出力であれば並
列接続で構成されており、負荷４ｂは定常時に使用され
る電流計等が電流出力であればシリーズ接続、電圧出力
であれば並列接続で構成されている。
明する。図１は、この実施例に係るワイドレンジ電流セ
ンサの電流検出原理を示すもので、ドーナツ形のコアに
被測定交流電流が流れる導体を貫通させ、当該電流によ
り比例的に発生する磁束により比例的に流れる電流を検
出し、導体を流れる電流に比例した出力をするようにし
たものである。図において、１は被測定交流電流が流れ
る導体、２，３，５，６はワイドレンジ電流センサを構
成するもので、２は被測定交流電流が流れる導体１が貫
通するように配置されたドーナツ形のコア、３は当該コ
ア２にドーナツ形をしている面に対し鉛直方向にコア外
周の内側／外側を交互に通過するようにらせん状に２０
００回（ｎ2 ＝２０００）巻かれたコイル電線である。
また、５は前記コイル電線３の両端に接続されたレジス
タンスＲ（Ｒ＜＜）を持つ抵抗、６は抵抗５の両端の電
圧を入力し、被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対
してある値からある値までの間で比例的に出力する出力
２と被測定交流電流が０Ａから定格電流×２０倍（Ｎ＝
２０）間に対してある値からある値までの間で比例的に
出力する出力１という２種類の出力を出力し、内部に出
力１，２に対し必要とする出力レベルにする切替スイッ
チを持つゲイン切替器である。また、４ａは当該ワイド
レンジ電流センサの出力１の負担となるインピーダンス
Ｚ21（電流出力の場合Ｚ21＜＜、電圧出力の場合＜＜Ｚ
21）を持つ負荷、４ｂは当該ワイドレンジ電流センサの
出力２の負担となるインピーダンスＺ22（電流出力の場
合Ｚ22＜＜、電圧出力の場合＜＜Ｚ22）を持つ負荷であ
り、負荷４ａは非定常時に使用する過電流保護継電器等
が電流出力であればシリーズ接続、電圧出力であれば並
列接続で構成されており、負荷４ｂは定常時に使用され
る電流計等が電流出力であればシリーズ接続、電圧出力
であれば並列接続で構成されている。
【００２５】図２は図１で説明したゲイン切替器６の内
部回路図であり、抵抗５の両端の電圧を入力し、出力
１，２という２種類の出力を出力し、内部に出力１，２
に対し必要とする出力レベルにする切換スイッチを持っ
ている。図において、６ａは被測定交流電流の定格電流
を設定する切替スイッチ回路であり、図に示すように切
替スイッチ回路６ａは抵抗ｒi11 ，ｒi12 ，ｒi13 ，ｒ
i14 ，ｒf1、スイッチＳ12，Ｓ13，Ｓ14、オペアンプＯ
Ｐ1 で構成されている。また、６ｂは被測定交流電流の
０Ａから定格電流×Ｎ倍間をある値からある値までの間
で比例的に出力させるＮ値を規定するＮ値規定回路であ
り、図に示すように切替スイッチ回路６ｂは抵抗
ｒi31 ，ｒf31 ，ｒi32 ，ｒf32 、オペアンプＯＰ31，
ＯＰ32で構成されている。６ａの設定、すなわちスイッ
チＳ12，Ｓ13，Ｓ14の開閉により、例えば、出力２では
被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対して０Ｖから
６Ｖrms を出力し、出力１では被測定交流電流が０Ａか
ら定格電流×２０倍（Ｎ＝２０）間に対して０Ｖから６
Ｖrms を出力できる。
部回路図であり、抵抗５の両端の電圧を入力し、出力
１，２という２種類の出力を出力し、内部に出力１，２
に対し必要とする出力レベルにする切換スイッチを持っ
ている。図において、６ａは被測定交流電流の定格電流
を設定する切替スイッチ回路であり、図に示すように切
替スイッチ回路６ａは抵抗ｒi11 ，ｒi12 ，ｒi13 ，ｒ
i14 ，ｒf1、スイッチＳ12，Ｓ13，Ｓ14、オペアンプＯ
Ｐ1 で構成されている。また、６ｂは被測定交流電流の
０Ａから定格電流×Ｎ倍間をある値からある値までの間
で比例的に出力させるＮ値を規定するＮ値規定回路であ
り、図に示すように切替スイッチ回路６ｂは抵抗
ｒi31 ，ｒf31 ，ｒi32 ，ｒf32 、オペアンプＯＰ31，
ＯＰ32で構成されている。６ａの設定、すなわちスイッ
チＳ12，Ｓ13，Ｓ14の開閉により、例えば、出力２では
被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対して０Ｖから
６Ｖrms を出力し、出力１では被測定交流電流が０Ａか
ら定格電流×２０倍（Ｎ＝２０）間に対して０Ｖから６
Ｖrms を出力できる。
【００２６】次に動作について説明する。被測定交流電
流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形のコア２を貫通（図
中では貫通回数ｎ1 は１回）することにより、ドーナツ
形のコア２内にドーナツの輪を描くように被測定交流電
流ｉ1 の流れる方向に対して右ネジ方向に被測定交流電
流ｉ1 に比例して磁束Φ1 が発生する。
流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形のコア２を貫通（図
中では貫通回数ｎ1 は１回）することにより、ドーナツ
形のコア２内にドーナツの輪を描くように被測定交流電
流ｉ1 の流れる方向に対して右ネジ方向に被測定交流電
流ｉ1 に比例して磁束Φ1 が発生する。
【００２７】ドーナツ形のコア２内に発生する磁束Φ1
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して電流ｉ2 が流れ、抵
抗５の両端に電流ｉ2 に比例した電圧が発生する。
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して電流ｉ2 が流れ、抵
抗５の両端に電流ｉ2 に比例した電圧が発生する。
【００２８】抵抗５の両端に発生した電流ｉ2 に比例し
た電圧は、ゲイン切替器６に入力され、切替スイッチ回
路６ａ、及びｎ値規定回路６ｂにより、例えば、出力２
では被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間に対して
０Ｖから６Ｖrms が負荷４ｂに出力され、出力１では被
測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×２０倍（Ｎ＝２
０）間に対して０Ｖから６Ｖrms が負荷４ａに出力され
る。
た電圧は、ゲイン切替器６に入力され、切替スイッチ回
路６ａ、及びｎ値規定回路６ｂにより、例えば、出力２
では被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間に対して
０Ｖから６Ｖrms が負荷４ｂに出力され、出力１では被
測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×２０倍（Ｎ＝２
０）間に対して０Ｖから６Ｖrms が負荷４ａに出力され
る。
【００２９】従って、被測定交流電流ｉ1 に比例した電
流ｉ2 を検出し、出力１、及び２に対して必要とする出
力レベルに設定し、例えば、各々０Ｖから６Ｖrms で出
力している。
流ｉ2 を検出し、出力１、及び２に対して必要とする出
力レベルに設定し、例えば、各々０Ｖから６Ｖrms で出
力している。
【００３０】ここで、例えば、被測定交流電流ｉ1 が０
Ａから定格電流間に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms と
して、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×Ｎ倍間
に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms とする場合には、切
替スイッチ回路６ａで定格電流を設定でき、Ｎ値規定回
路６ｂでＮ値が規定される為、被測定交流電流ｉ1 の定
格電流毎にコイル電線３の巻回数、及び、ドーナツ形の
コア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を変更する必要はない。
Ａから定格電流間に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms と
して、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×Ｎ倍間
に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms とする場合には、切
替スイッチ回路６ａで定格電流を設定でき、Ｎ値規定回
路６ｂでＮ値が規定される為、被測定交流電流ｉ1 の定
格電流毎にコイル電線３の巻回数、及び、ドーナツ形の
コア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を変更する必要はない。
【００３１】実施例２．以下、この発明の実施例２を図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００３２】図３は図１で説明したゲイン切換器６の内
部回路であり、抵抗５の両端の電圧を入力し、出力１，
２という２種類の出力を出力し、内部に出力１，２に対
し必要とする出力レベルにする切替スイッチを持ってい
る。図において、６ａは被測定交流電流の定格電流を設
定する切替スイッチ回路IIであり、図に示すように切替
スイッチ回路６ａは抵抗ｒi11 ，ｒi12 ，ｒi13 ，ｒ
i14 ，ｒf1、スイッチＳ12，Ｓ13，Ｓ14、オペアンプＯ
Ｐ1 で構成されている。また、６ｃは被測定交流電流の
０Ａから定格電流×Ｎ倍間をある値からある値までの間
で比例的に出力させるＮ値を設定する切替スイッチ回路
I であり、図に示すように切替スイッチ回路６ｃは抵抗
ｒi21 ，ｒi22 ，ｒi23 ，ｒi24 ，ｒf2、スイッチ
Ｓ22，Ｓ23，Ｓ24、オペアンプＯＰ2 で構成されてい
る。切替スイッチ回路６ａ、切替スイッチ回路６ｃの設
定により、例えば、出力２では被測定交流電流が０Ａか
ら定格電流間に対して０Ｖから６Ｖrms を出力し、出力
１では被測定交流電流が０Ａから定格電流×Ｎ倍間に対
して０Ｖから６Ｖrms を出力できる。
部回路であり、抵抗５の両端の電圧を入力し、出力１，
２という２種類の出力を出力し、内部に出力１，２に対
し必要とする出力レベルにする切替スイッチを持ってい
る。図において、６ａは被測定交流電流の定格電流を設
定する切替スイッチ回路IIであり、図に示すように切替
スイッチ回路６ａは抵抗ｒi11 ，ｒi12 ，ｒi13 ，ｒ
i14 ，ｒf1、スイッチＳ12，Ｓ13，Ｓ14、オペアンプＯ
Ｐ1 で構成されている。また、６ｃは被測定交流電流の
０Ａから定格電流×Ｎ倍間をある値からある値までの間
で比例的に出力させるＮ値を設定する切替スイッチ回路
I であり、図に示すように切替スイッチ回路６ｃは抵抗
ｒi21 ，ｒi22 ，ｒi23 ，ｒi24 ，ｒf2、スイッチ
Ｓ22，Ｓ23，Ｓ24、オペアンプＯＰ2 で構成されてい
る。切替スイッチ回路６ａ、切替スイッチ回路６ｃの設
定により、例えば、出力２では被測定交流電流が０Ａか
ら定格電流間に対して０Ｖから６Ｖrms を出力し、出力
１では被測定交流電流が０Ａから定格電流×Ｎ倍間に対
して０Ｖから６Ｖrms を出力できる。
【００３３】次に動作について説明する。図１におい
て、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形の
コア２を貫通（図中では貫通回数ｎ1 は１回）すること
により、ドーナツ形のコア２内にドーナツの輪を描くよ
うに被測定交流電流ｉ1 の流れる方向に対して右ネジ方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して磁束Φ1 が発生す
る。
て、被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形の
コア２を貫通（図中では貫通回数ｎ1 は１回）すること
により、ドーナツ形のコア２内にドーナツの輪を描くよ
うに被測定交流電流ｉ1 の流れる方向に対して右ネジ方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して磁束Φ1 が発生す
る。
【００３４】ドーナツ形のコア２内に発生する磁束Φ1
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して電流ｉ2 が流れ、抵
抗５の両端に電流ｉ2 に比例した電圧が発生する。
に伴い、コイル電線３には磁束Φ1を打ち消すような方
向に被測定交流電流ｉ1 に比例して電流ｉ2 が流れ、抵
抗５の両端に電流ｉ2 に比例した電圧が発生する。
【００３５】抵抗５の両端に発生した電流ｉ2 に比例し
た電圧は、ゲイン切替器６に入力され、切替スイッチ回
路６ａ，６ｃにより、例えば、出力２では被測定交流電
流ｉ1 が０Ａから定格電流間に対して０Ｖから６Ｖrms
が負荷４ｂに出力され、出力１では被測定交流電流ｉ1
が０Ａから定格電流×Ｎ倍間に対して０Ｖから６Ｖrms
が負荷４ａに出力される。
た電圧は、ゲイン切替器６に入力され、切替スイッチ回
路６ａ，６ｃにより、例えば、出力２では被測定交流電
流ｉ1 が０Ａから定格電流間に対して０Ｖから６Ｖrms
が負荷４ｂに出力され、出力１では被測定交流電流ｉ1
が０Ａから定格電流×Ｎ倍間に対して０Ｖから６Ｖrms
が負荷４ａに出力される。
【００３６】従って、ワイドレンジ電流センサとしては
被測定交流電流ｉ1 に比例した電流ｉ2 を検出し、出力
１、及び２に対して必要とする出力レベルに設定し、例
えば、各々０Ｖから６Ｖrms で出力している。
被測定交流電流ｉ1 に比例した電流ｉ2 を検出し、出力
１、及び２に対して必要とする出力レベルに設定し、例
えば、各々０Ｖから６Ｖrms で出力している。
【００３７】ここで、例えば、被測定交流電流ｉ1 が０
Ａから定格電流間に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms と
する、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×Ｎ倍間
に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms とする場合には、切
替スイッチ回路６ａで定格電流を設定でき、切替スイッ
チ６ｃでＮ値が設定できる為、被測定交流電流ｉ1 の定
格電流毎にコイル電線３の巻回数、及び、ドーナツ形の
コア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を変更する必要はない。
Ａから定格電流間に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms と
する、被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流×Ｎ倍間
に対して、出力を０Ｖから６Ｖrms とする場合には、切
替スイッチ回路６ａで定格電流を設定でき、切替スイッ
チ６ｃでＮ値が設定できる為、被測定交流電流ｉ1 の定
格電流毎にコイル電線３の巻回数、及び、ドーナツ形の
コア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の断面
積を変更する必要はない。
【００３８】実施例３．実施例１，２、及び従来例では
被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形のコア
２を貫通する貫通形の電流検出装置について説明した
が、被測定交流電流ｉ1 がドーナツ形のコア２をｎ1 回
貫通する巻線形でも同様の効果が得られる。
被測定交流電流ｉ1 が流れる導体１がドーナツ形のコア
２を貫通する貫通形の電流検出装置について説明した
が、被測定交流電流ｉ1 がドーナツ形のコア２をｎ1 回
貫通する巻線形でも同様の効果が得られる。
【００３９】実施例４．実施例１，２では出力１，２を
電圧出力で説明したが、出力形態は電流、周波数等でも
同様の効果が得られる。
電圧出力で説明したが、出力形態は電流、周波数等でも
同様の効果が得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば以下に
示すような効果がある。
示すような効果がある。
【００４１】被測定交流電流ｉ1 が０Ａから定格電流間
に対して出力をある値からある値とする場合でも、定格
電流毎にコイル電線３の巻回数の変更を必要とせず、コ
イル電線３の巻回数ｎ2 を一定で、大きさを同一にで
き、被測定交流電流ｉ1 の定格電流毎の種類は必要なく
なる。
に対して出力をある値からある値とする場合でも、定格
電流毎にコイル電線３の巻回数の変更を必要とせず、コ
イル電線３の巻回数ｎ2 を一定で、大きさを同一にで
き、被測定交流電流ｉ1 の定格電流毎の種類は必要なく
なる。
【００４２】コイル電線３の両端に接続された抵抗に
は、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにでき、
熱容量の小さなものを使用できる。
は、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにでき、
熱容量の小さなものを使用できる。
【００４３】また、コイル電線３と抵抗で構成される回
路には、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにで
き、当該回路に対し、ノイズに弱い機器の隣接配置や微
弱な電流が流れる電線の平行配線等ができる。
路には、数ｍＡ程度の小さな電流しか流さないようにで
き、当該回路に対し、ノイズに弱い機器の隣接配置や微
弱な電流が流れる電線の平行配線等ができる。
【００４４】定常時に使用する機器の点検時に非定常時
に使用する機器を生かしておく場合、また非定常時に使
用する機器の点検時に定常時に使用する機器を生かして
おく場合に、テスト端子を使用する、各機器を引出形に
する等の必要がなくなる。
に使用する機器を生かしておく場合、また非定常時に使
用する機器の点検時に定常時に使用する機器を生かして
おく場合に、テスト端子を使用する、各機器を引出形に
する等の必要がなくなる。
【００４５】出力を定格電流のＮ倍まで比例的に出す場
合でも、ドーナツ形のコア２のドーナツ形をしている面
に対し鉛直方向の断面積の変更を必要とせず、ドーナツ
形のコア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の
断面積を一定で、大きさを同一にでき、被測定交流電流
ｉ1 の定格電流毎の種類は必要なくなる。
合でも、ドーナツ形のコア２のドーナツ形をしている面
に対し鉛直方向の断面積の変更を必要とせず、ドーナツ
形のコア２のドーナツ形をしている面に対し鉛直方向の
断面積を一定で、大きさを同一にでき、被測定交流電流
ｉ1 の定格電流毎の種類は必要なくなる。
【図１】本発明実施例のワイドレンジ電流センサの電流
検出原理を示す図である。
検出原理を示す図である。
【図２】図１に示すワイドレンジ電流センサのゲイン切
替器の内部回路図である。
替器の内部回路図である。
【図３】図１に示すワイドレンジ電流センサの他のゲイ
ン切替器の内部回路図である。
ン切替器の内部回路図である。
【図４】従来の貫通型電流変流器の電流検出原理を示す
図である。
図である。
１ 被測定交流電流が流れる導体 ２ ドーナツ形のコア ３ コアに巻かれたコイル電線 ４ コイル電線の両端に接続されたインピーダンスＺ1
を持つ負荷 ４ａ ワイドレンジ電流センサの出力の負担となるイン
ピーダンスＺ21を持つ負荷 ４ｂ ワイドレンジ電流センサの出力２の負担となるイ
ンピーダンスＺ22を持つ負荷 ５ コイル電線の両端に接続されたレジスタンスＲを持
つ抵抗 ６ ゲイン切替器 ６ａ 被測定交流電流の定格電流を設定する切替スイッ
チ回路 ６ｂ 被測定交流電流の０Ａから定格電流×Ｎ倍間をあ
る値からある値までの間で比例的に出力させるＮ値を規
定するＮ値規定回路 ６ｃ 被測定交流電流の０Ａから定格電流×Ｎ倍間をあ
る値からある値までの間で比例的に出力させるＮ値を設
定する切替スイッチ回路
を持つ負荷 ４ａ ワイドレンジ電流センサの出力の負担となるイン
ピーダンスＺ21を持つ負荷 ４ｂ ワイドレンジ電流センサの出力２の負担となるイ
ンピーダンスＺ22を持つ負荷 ５ コイル電線の両端に接続されたレジスタンスＲを持
つ抵抗 ６ ゲイン切替器 ６ａ 被測定交流電流の定格電流を設定する切替スイッ
チ回路 ６ｂ 被測定交流電流の０Ａから定格電流×Ｎ倍間をあ
る値からある値までの間で比例的に出力させるＮ値を規
定するＮ値規定回路 ６ｃ 被測定交流電流の０Ａから定格電流×Ｎ倍間をあ
る値からある値までの間で比例的に出力させるＮ値を設
定する切替スイッチ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 道雄 香川県丸亀市蓬莱町８番地 三菱電機株式 会社丸亀製作所内 (72)発明者 沼倉 弘 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱 電機株式会社生活システム研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 導体を流れる交流電流を、当該電流によ
り比例的に発生する磁束により比例的に流れる電流を検
出し、導体を流れる電流に比例した出力をする電流検出
装置において、被測定交流電流が流れる導体が貫通する
ように配置されたドーナツ形のコアと、当該コアにドー
ナツ形をしている面に対し鉛直方向にコア外周の内側／
外側を交互に通過するようにらせん状にｎ2 回巻かれた
コイル電線と、当該コイル電線の両端に接続された抵抗
と、当該抵抗両端の電圧を入力し必要とする出力レベル
に切替スイッチにより切替を行なうゲイン切替器とで構
成したことを特徴とするワイドレンジ電流センサ。 - 【請求項２】 請求項１記載のワイドレンジ電流センサ
において、必要とする出力レベルを変化させる場合で
も、被測定交流電流が流れる導体がコアを貫通する回数
とコイル電線のコアへの巻回数の比を変化させず、一定
とすることを特徴とするワイドレンジ電流センサ。 - 【請求項３】 請求項２記載のワイドレンジ電流センサ
において、被測定交流電流が流れる導体がコアを貫通す
る回数とコイル電線のコアへの巻回数の比を、１対１０
００以上とすることを特徴とするワイドレンジ電流セン
サ。 - 【請求項４】 請求項１記載のワイドレンジ電流センサ
において、被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対し
て、ある値からある値までの間で比例的に出力する出力
２と、被測定交流電流が０Ａから定格電流のＮ倍間に対
して、ある値からある値までの間で比例的に出力する出
力１と、被測定交流電流の定格電流を切替スイッチによ
り設定できるゲイン切替器を備えたことを特徴とするワ
イドレンジ電流センサ。 - 【請求項５】 請求項１記載のワイドレンジ電流センサ
において、被測定交流電流が０Ａから定格電流間に対し
て、ある値からある値までの間で比例的に出力する出力
２と、被測定交流電流が０Ａから定格電流のＮ倍間に対
して、ある値からある値までの間で比例的に出力する出
力１と、被測定交流電流の定格電流を切替スイッチIIに
より設定でき、またＮを切替スイッチI により設定でき
るゲイン切替器を備えたことを特徴とするワイドレンジ
電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324150A JPH06174754A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | ワイドレンジ電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4324150A JPH06174754A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | ワイドレンジ電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174754A true JPH06174754A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18162695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4324150A Pending JPH06174754A (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | ワイドレンジ電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06174754A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503836A (ja) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ２重定格変流器回路 |
| JP2012247233A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Fujio Ozawa | 電流／電圧変換回路 |
| US9566642B2 (en) | 2006-12-06 | 2017-02-14 | General Electric Company | Composite core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom |
| JP2020008442A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 株式会社日立産機システム | 絶縁監視装置 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4324150A patent/JPH06174754A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003503836A (ja) * | 1999-06-30 | 2003-01-28 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ２重定格変流器回路 |
| US9566642B2 (en) | 2006-12-06 | 2017-02-14 | General Electric Company | Composite core die, methods of manufacture thereof and articles manufactured therefrom |
| JP2012247233A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Fujio Ozawa | 電流／電圧変換回路 |
| JP2020008442A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 株式会社日立産機システム | 絶縁監視装置 |
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