JPH08250351A - 変流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 飽和磁束密度が高く、高透磁率、低損失な性
質を持つフィルム状の材料を積層して、その外周部に弾
性被覆部材を被覆して磁性部材を構成し、可撓性を持た
せた紐状またはベルト状の部材とすることにより、ケー
ブル等の導体に容易に装着して測定できるようにする。 【構成】 変流器１に使用する磁性部材２は、鉄系アモ
ルファス合金等のフィルム状のものを積層して構成し、
その両端部に接続部材１０を構成する端固定部材を固定
配置する。前記磁性部材２をケーブル２５〜２７の周囲
に環状に配置して、接続部材１０により接続し、前記接
続部材をパーマロイ等の高透磁率の材料で構成すること
により、磁気回路を磁気損失の少ない磁気回路を構成す
る。そして、前記磁性部材２の所定の位置にコイル２０
を配置し、測定用計器２１を接続してケーブルに流れる
電流等の計測を行い得るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーブル等の導体に流
れる電流の状態を知るために用いる変流器に関し、特
に、アモルファス合金により構成したフィルム状の磁性
部材を多数枚積層して可撓性磁心材料を構成し、その周
囲をゴム等の弾性体で被覆して紐状に構成したものを用
いて、任意のケーブル等の導体の周囲に配置できるよう
にする可撓性を有する変流器に関する。

【０００２】

【従来の技術】送配電ケーブル等に流れる電流の状態を
知り、電気設備の管理等を行うために、従来よりケーブ
ル等の導体に対して変流器を配置し、その変流器の二次
電流を測定用の計器に接続して、導体に流れる電流の変
化を検知できるようにしている。前記変流器において
は、導体を囲むようにして磁性材料を配置し、導体に流
れる電流の磁気誘導により磁性材料に磁界を発生させ、
その磁界により二次側のコイルに流れる電流を計測する
手段が用いられる。また、前記導体の周囲に配置する磁
性材料での磁界の変化を、ファラデー素子により検知
し、光ファイバーを介して遠隔地で検知する装置を構成
する場合もあり、前記光による測定装置としては、例え
ば、特開昭６２−９０５４５号公報等に示されるような
装置が用いられる。

【０００３】従来より用いられている変流器のうち、二
次巻線を用いる装置としては、使用方法の分類から、負
荷電流を測定するものと、零相電流を測定する零相変流
器がある。また、前記変流器は、リング状に構成した磁
性材料の中を導体が貫通する方式の装置の他に、電流計
と一体に構成され、磁性材料で構成した円弧状の部材を
開閉可能に設けて、任意の導体に対して装着可能に構成
したクランプ型の変流器等がある。さらに、一般的に使
用されている変流器では、ケイ素鋼板、パーマロイ等の
磁性体を磁気回路として利用した磁心型の装置が多く、
磁性体を用いない空心型のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来の変流器において、磁心型の変流器は、大電流
から小電流の測定等に適し、外部磁界の影響を受けにく
い高精度な測定に用いられるが、次のような問題があ
る。例えば、一次導体が大口径のものである場合に、磁
心も大口径のものとして構成する必要があり、非常に重
量が大きくなることや、残留電流が増大する等の問題が
発生するために、実用的な変流器を構成することが困難
である。また、クランプ型の変流器を構成することは、
重量が増大することにより、大口径のケーブル等の導体
に対しては、実用的で操作性の良いものを製作すること
が困難である。

【０００５】さらに、従来の磁心型の変流器は、分割型
のものとして構成し、半円形の部材を相互に開閉可能な
状態に構成している場合があり、漏洩電流の検知装置と
して用いられている。つまり、ケイ素鋼板やパーマロイ
等の磁性体を使用した変流器は、可撓性がなく、形が定
まっているものとして構成される。したがって、そのよ
うな変流器を漏れ電流の測定装置として使用する場合
に、電路の導体を２本、または３本を囲むようにして配
置しようとしても、変流器の可撓性がないために容易に
装着できないという問題が発生する。また、狭い場所等
で、導体を囲むようにして変流器を装着しようとして
も、前記変流器が硬いものであるために、操作性が良く
ないという問題がある。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、前述したような従来の変流器
の操作性の問題を解消するもので、アモルファス合金の
フィルム状の部材を多数枚積層したものをゴム等の弾性
体で被覆して可撓性を有する紐状の変流器を構成し、前
記紐状の部材の両端部に高磁性体で構成した接続部材を
配置することにより、任意のケーブル等の導体に容易に
装着が可能な変流器を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、飽和磁束密度
が高く、高透磁率、低損失な性質を持つフィルム状の材
料を積層して、可撓性磁心材料を構成し、前記可撓性磁
心材料の周囲を弾性体で被覆して磁性部材を構成すると
ともに、前記磁性部材の両端部に高透磁率の材料で構成
した接続部材を配置し、前記磁性部材を導体の周囲に環
状に配置して閉回路の電磁誘導系を構成し、前記磁性部
材に対して電流計等に接続するコイルを配置して変流器
を構成している。また、本発明においては、前記フィル
ム状の磁性部材を鉄系アモルファス合金により構成し、
前記フィルム状の磁性体の間に摩擦を軽減する手段を配
置することができる。

【０００８】

【作用】前述したように構成した本発明の変流器では、
鉄系アモルファス合金のフィルム状の部材を多数枚積層
して紐状、または、ベルト状の磁性体としての磁性部材
を構成するので、磁性部材をケーブル等の導体の周囲に
配置する際に、磁性部材を容易に曲げて使用することが
できる。また、鉄系アモルファス合金のフィルムの間に
摩擦を軽減するような塗装を施したり、摩擦軽減用のシ
ート等を挿入する場合には、磁性部材の曲げ作用をより
容易に行うことができ、変流器の取り扱い性を向上させ
ることができる。そして、紐状の磁性部材の端部に、高
透磁率の部材で構成する接続部材を一体に取り付けてお
き、前記接続部材を介して磁気的な導通を設定すること
により、導体に流れる電流の測定に際して、検知精度を
低下させずに測定を行うことが可能になる。さらに、本
発明の変流器は、任意の長さに構成することができるも
のであり、内部に配置する磁性体としての鉄系アモルフ
ァス合金の枚数や、幅等を適宜設定できるために、大口
径から小口径のケーブル等の導体に対して容易に適応さ
せることが可能である。

【０００９】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の変流器
を説明する。本発明の変流器に使用する磁性部材は、図
１に示されるように、飽和磁束密度が高く、高透磁率、
低損失な性質を持つフィルム状磁性体４を積層して、可
撓性の磁心部材３を構成しているもので、前記フィルム
状磁性体４としては、鉄系アモルファス合金を用いてい
る。そして、前記鉄系アモルファス合金のフィルム状の
ものを多数枚積層して磁心部材３を構成し、その磁心部
材３の周囲をゴム等の被覆部材により一体に被覆して磁
性部材２を構成している。前記図１に示される例におい
て、フィルム状磁性体４……を多数枚積層する際、前記
フィルム状磁性体の間にシート部材５等を挿入してお
き、磁心部材３に曲げ作用が加えられた際に、フィルム
状磁性体４、４の間で滑りを許容するような手段を設け
ている。

【００１０】また、前記図１に示す例においては、磁心
部材３の厚さＴと幅Ｈを略同一に形成して、断面が略正
方形状の長い紐状の磁性部材２として構成することの他
に、本発明の磁心部材３としては、図２に示すように、
幅Ｈが広くて厚さＴを薄く形成した磁性部材２ａ構成す
ることもできる。前記図２に示す磁性部材２ａにおいて
は、多数枚のフィルム状磁性体４……を積層して磁心部
材３ａを構成し、その磁心部材３ａの周囲に弾性被覆部
材６を配置して、ベルト状のものとして一体化させてい
る。前述したように、磁性部材２ａを厚さの薄いベルト
状の部材として構成する場合には、磁性部材に大きな可
撓性を持たせることが可能であり、使用性を向上させる
ことができる。また、前記フィルム状磁性体を多数枚積
層して磁心部材を作成する際に、フィルム状磁性体の間
での滑りを許容させるためには、積層したフィルム状磁
性体の表面に摩擦係数を低下させる塗料を塗布する等の
処理を行うことが可能であり、その他に、任の摩擦を低
減させるための表面処理を、フィルム状磁性体の間に設
けることが可能である。

【００１１】前述したような磁性部材を用いて、ケーブ
ル等の導体の周囲に環状の磁気回路を構成し、変流器と
して使用する場合には、図３に示すようにして、磁性部
材２の両端部を接続部材１０を用いて磁気的に接続す
る。そして、前記磁性部材２に対してコイル２０を巻き
付け、コイル２０の引き出し線に測定用計器２１を接続
している。前記コイル２０はトロイダル状に巻き付けて
構成しており、前記コイルとしてエナメル線を用い、巻
線の数等により変流比を任意に設定できるようにする。
また、前記磁心部材３に配置するフィルム状磁性体を固
定するためには、例えば、締め付け固定部材７、７ａ…
…を所定の間隔で配置し、前記締め付け固定部材をプラ
スチック製のバンド部材で構成して、磁心部材における
磁気回路に影響を与えない状態で固定保持させるように
する。前記締め付け固定部材は弾性被覆部材の上から取
り付けることや、磁心部材の周囲に締め付け固定部材を
設けた後で、その磁心部材と締め付け固定部材を含めた
表面に弾性被覆部材６を一体に被覆して構成することが
できる。

【００１２】前記図３に示すように、磁性部材２の両端
部を接続部材１０を用いて接続するためには、図４に示
されるように、磁性部材２の両端部に端固定部材１１、
１３を一体に取り付けておき、前記端固定部材１１に設
けた係合部材１２と、端固定部材１３に設けた被係合部
材１４を相互に接続する手段を用いることができる。前
記接続部材１０を構成する端固定部材は、パーマロイ等
の高透磁性の材料を用いて構成し、フィルム状磁性体の
端部を端固定部材に接続することにより、２つの端固定
部材１１、１３を接続した際に、磁気抵抗の少ないルー
プを形成できるようにする。また、前記接続部材１０に
おいては、２つの端固定部材の間での磁気的な導通を良
好な状態に設定するためには、図４に示されるように、
アリ溝のような組み合わせ部材を設けて、２つの端固定
部材の間での導通を設定できるようにする。

【００１３】前述したように構成した磁性部材２は、例
えば、厚さが１０mm、幅が１０mm程度で、長さが５０〜
１００cm程度のものとして構成し、ケーブル等の導体に
対して磁性部材を装着する際には、図４の仮想線で示す
ような磁気的な閉回路を構成できるようにする。そし
て、前記図３に示したように、複数本のケーブル２５〜
２７の周囲に巻き付けるように配置して、変流器１を構
成することができる。また、ケーブル２５〜２７が並列
に配置されている場合には、図５に示すように略楕円形
状になるように磁性部材２を巻き付けて配置することに
より、変流器１を構成することも可能である。さらに、
１本または２本のケーブルに対して変流器１を配置する
場合には、内部に余裕があっても１重のループを形成す
ることの他に、磁性部材２を二重に巻き付ける状態で配
置することが可能である。

【００１４】前記磁性部材において、磁心部材３に対し
て接続部材１０を構成する端固定部材を接続する手段と
しては、例えば、図６に示すように、フィルム状磁性体
４の端部を端固定部材に対して溶接等の手段を用いた接
続部１５を形成し、フィルム状磁性体と端固定部材の間
の磁気的な導通を設定することができる。また、前記フ
ィルム状磁性体を端固定部材に対して接続する手段とし
ては、磁気的な接続が可能な接着剤を用いる等の、任意
の接続手段を用いることが可能であり、図６に示すよう
に、略円形断面の凹凸部材１２、１４を組み合わせて構
成することもできる。前述したような構成に加えて、磁
心部材３を被覆する弾性被覆部材６は、磁心部材３の外
周のみを被覆し、端固定部材を露出させた状態で構成す
ることができる。さらに、前記磁心部材３の被覆を端固
定部材１１、１３の途中の部分にまで延長して配置し、
磁心部材３を構成するフィルム状磁性体が空気に露出さ
れないように完全な状態で保護することも可能である。

【００１５】なお、本発明の磁性部材に用いる鉄系アモ
ルファス合金は、空気に触れると容易に酸化する性質を
有するものであるから、磁心部材を被覆する弾性被覆部
材は、内部のフィルム状磁性体を密封する状態で保護で
きるような作用を発揮させる必要がある。そこで、本発
明においては、前記表面に被覆するシート部材として、
１〜２mmの厚さのゴムシートを弾性被覆部材６として用
いているものであり、前述したような被覆部材を一体に
設けることにより、内部の鉄系アモルファス合金を保護
する役目を持たせている。さらに、前述したようにし
て、ゴムで磁心部材の表面を被覆することにより、磁心
部材に対して曲げ作用を付与した際に、ゴムが伸縮する
ことにより、磁性部材の曲げ作用に追従させることがで
き、磁心部材の耐久性を向上させることが可能になる。

【００１６】前記本発明の実施例においては、ケーブル
等の導体に流れる電流の状態を検知するために、本発明
の変流器を使用する場合で説明したが、前記変流器は、
負荷電流のような大電流の測定から、漏れ電流のような
小電流の測定までの任意の測定手段として用いることが
できる。特に、本発明の変流器は、磁化エネルギーの小
さい磁心部材を利用しているものであるから、小電流の
測定を行うために有効に利用できる。本発明の変流器
は、各種の漏れ電流の測定のための装置として使用する
ことが可能であり、漏れ電流計、漏れ電流探査器等の各
種の漏電探査器として利用できる。また、本発明の変流
器は、大口径変流器を容易に構成できることから、大口
径一次導体用変流器としても利用でき、その他に、零相
変流器にも適用できる。さに、本発明の変流器は、任意
の長さのものとして構成することが可能であり、従来の
変流器では困難であった極小口径用変流器としても容易
に構成することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の変流器は、前述したように構成
したものであるから、鉄系アモルファス合金のフィルム
状の部材を多数枚積層して紐状、または、ベルト状の磁
性体を構成するので、磁性部材をケーブル等の導体の周
囲に配置する際に、磁性部材を容易に曲げて使用するこ
とができる。また、鉄系アモルファス合金のフィルムの
間に摩擦を軽減するような塗装を施したり、摩擦軽減用
のシート等を挿入する場合には、磁性部材の曲げ作用を
より容易に行うことができ、変流器の取り扱い性を向上
させることができる。そして、紐状の変流器の端部に、
高透磁率の材料で構成する接続部材を一体に取り付けて
おき、前記接続部材を介して磁気的な導通を設定するこ
とにより、導体に流れる電流の測定に際して、磁性部材
と接続部材での磁気的結合度を高め、検知精度を低下さ
せずに測定を行うことが可能になる。さらに、本発明の
変流器は、従来の変流器に比較して非常に軽量な装置と
して構成することが可能であり、ケーブル等の導体に装
着する作業を容易に行い得るとともに、操作性を向上さ
せることができる。前記効果に加えて、本発明の磁性部
材は、任意の長さに構成することができるものであり、
内部に配置する磁性体としての鉄系アモルファス合金の
枚数や、幅等を適宜設定できるために、大口径から小口
径のケーブル等の導体に対して容易に適応させることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の磁性部材の断面図である。

【図２】 本発明の磁性部材の別の実施例の断面図であ
る。

【図３】 本発明の変流器をケーブル等に対応させて配
置する状態の説明図である。

【図４】 本発明の変流器の接続部材の構成を示す説明
図である。

【図５】 本発明の変流器をケーブル等に対して適用す
る別の実施例の説明図である。

【図６】 接続部材の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 変流器、 ２ 磁性部材、 ３ 磁心部材、
４ フィルム状磁性体、 ６ 弾性被覆部材、 １
０ 接続部材、１１・１３ 端固定部材、 ２０
コイル、 ２１ 測定用計器、２５〜２７ ケー
ブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 俊正 宮城県仙台市宮城野区扇町１丁目１番48号 財団法人東北電気保安協会内 (72)発明者 日高 伸幸 宮城県仙台市宮城野区扇町１丁目１番48号 財団法人東北電気保安協会内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 飽和磁束密度が高く、高透磁率、低損失
   な性質を持つフィルム状の材料を積層して、可撓性磁心
   材料を構成し、 前記可撓性磁心材料の周囲を弾性体で被覆して磁性部材
   を構成するとともに、前記磁性部材の両端部に高透磁率
   の材料で構成した接続部材を配置し、 前記磁性部材を導体の周囲に環状に配置して閉回路の電
   磁誘導系を構成し、 前記磁性部材に対して電流計等に接続するコイルを配置
   することを特徴とする変流器。
2. 【請求項２】 前記フィルム状の磁性部材を鉄系アモル
   ファス合金により構成し、前記フィルム状の磁性体の間
   に摩擦を軽減する手段を配置することを特徴とする請求
   項１に記載の変流器。