JPH11135346A - 変流器 - Google Patents

変流器

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JPH11135346A
JPH11135346A JP9297215A JP29721597A JPH11135346A JP H11135346 A JPH11135346 A JP H11135346A JP 9297215 A JP9297215 A JP 9297215A JP 29721597 A JP29721597 A JP 29721597A JP H11135346 A JPH11135346 A JP H11135346A
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shield winding
conductor
shield
current
winding
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JP9297215A
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Shinzo Ogura
新三 小倉
Kazuhiro Nakasaki
一弘 中崎
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド巻線に発生する損失を低減して、変
流器の寸法、重量を小さくし、コストを低くする。 【解決手段】 シールド巻線3を4つのシールド巻線片
3a〜3dに分割する。シールド巻線3の、最も外部導
体5に近いA部には、分割部分が来るように配置する
(2次巻線は図示を省略している)。外部導体5に最も
近いシールド巻線片3a、3dは従来に比べて外部導体
5からの距離が増し、向きも変化しているので、外部導
体5との磁気結合が弱まり、誘導電流が小さくなって発
生損失が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、被測定電流を測
定等に適した電流値に変成する変流器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、例えば特許公報第260054
8号に示された従来の変流器の説明図である。図におい
て、1は被測定電流が流れる導体、2は導体1と鎖交す
る磁路を形成する鉄心、3は鉄心2上に巻回されたシー
ルド巻線で、同じ巻回数の4つのシールド巻線片3a〜
3dに分割されている。なお、鉄心2上には2次巻線も
巻回されているが、その図示を省略している。4a、4
bはシールド巻線片3a〜3dの同極性側同士を接続す
る接続線、5は導体1の近くにこれと平行に配置された
外部導体であり、最も近いシールド巻線片3aの中央部
分が外部導体5に面している。
【0003】この構成においては、導体1に流れている
被測定電流に比例した電流が2次巻線に流れる。そし
て、シールド巻線片3a〜3dは同巻回数、かつ同極性
側同士の接続であるので、被測定電流で発生した磁束に
より誘導電流が循環することはない。一方、外部導体5
に流れる電流により発生した磁束Φが鉄心2に侵入す
る。しかし、侵入磁束を低減するようにシールド巻線片
3a〜3dに電流が流れて、外部導体5の電流による鉄
心2の磁気飽和を防ぎ、変流器の測定誤差の増大を防止
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の変流器は以上の
ように構成されているので、近くに大きな電流が流れる
外部導体が存在する場合、外部導体に最も近いシールド
巻線片(図4の場合の3a)に大きな電流が流れるとと
もに、遠いシールド巻線片(3b〜3d)には比較的小
さな電流が流れる。その結果、外部導体に最も近いシー
ルド巻線片の発生損失が大きくなって過熱する恐れがあ
り、その対策として、耐熱性の良好な絶縁材料、断面積
の大きい巻線材料を使用しなければならず、したがって
寸法、重量が大きく、コストも高くなるという問題があ
った。
【0005】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたもので、近くに大きな電流が流れる外部導
体が存在する場合でも、シールド巻線中の発生損失を抑
えた小形、軽量、低コストの変流器を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る変流器
は、シールド巻線を4つのシールド巻線片に分割すると
ともに、被測定電流が流れる導体と外部導体とを結ぶ平
面内にシールド巻線の分割した部分を配置したものであ
る。また、上記において導体と外部導体とを結ぶ平面内
のシールド巻線の分割した部分の両側のシールド巻線片
を互いに離隔したものである。また、上記導体と外部導
体とを結ぶ平面内に一つのシールド巻線片の中央部分を
配置するとともに、この一つのシールド巻線片に直列イ
ンダクタンスを接続したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1について
図を参照して説明する。図1はこの発明の実施の形態1
における変流器を示す説明図であり、図において、1は
被測定電流が流れる導体、2は導体1を囲むようにリン
グ状に設けられて導体1と鎖交する磁路を形成する鉄
心、3は鉄心2上に全周にわたりほぼ均一に巻回された
シールド巻線であり、互いに同じ巻回数の4つのシール
ド巻線片3a〜3dに分割されている。なお、鉄心2上
には2次巻線も巻回されているが、その図示を省略して
いる。
【0008】4a、4bはシールド巻線片3a〜3dの
同極性側同士を接続する接続線、5は導体1の近くにこ
れと平行に配置された外部導体であり、例えば導体1と
対になって往復母線をなす場合や、あるいは図示外の導
体がもう1本組み合わされて3相母線を構成する場合な
どがある。シールド巻線3の、最も外部導体5に近い個
所A部には分割部分が来るように配置する。すなわち、
導体1と外部導体5を結ぶ平面内に、シールド巻線3の
分割した部分を配置している。
【0009】次に動作について説明する。導体1に流れ
ている被測定電流に比例した電流が2次巻線に流れる。
この電流により、計器や保護リレー(図示せず)を用い
て電流測定、機器の保護などを行う。そして、シールド
巻線片3a〜3dは同巻回数、かつ同極性側同士の接続
であるので、被測定電流で発生した磁束により誘導電流
が循環することはない。
【0010】一方、外部導体5に流れる電流により発生
した磁束Φが鉄心2に侵入する。この磁束は鉄心2のあ
る部分から入り込み、他の部分から抜け出すので鉄心2
中で磁束の向きや磁束密度が異なる。したがってシール
ド巻線片3a〜3dに生じる誘起電圧が同じにならず、
侵入磁束を低減するようにシールド巻線片3a〜3dに
電流が流れる。その結果、外部導体5の電流による鉄心
2の磁気飽和を防いで、変流器の測定誤差の増大を防止
する。
【0011】図1に示したシールド巻線3の、外部導体
5に最も近いシールド巻線片3a、3dは、図4の最も
近いシールド巻線片3aに比べて外部導体5からの距離
が大きくなるとともに向きも変化しているので、外部導
体5との磁気結合が弱くなり、誘導電流が抑制される。
実験結果では、相間距離(導体1と外部導体5の距離)
1100mm、変流器の直径860mm、母線電流(導
体1および外部導体5の電流)30kA、シールド巻線
3の巻回数1500ターン、シールド巻線3の巻線材料
の断面径2.4mmの場合、図4の巻線配置では135
W発生した損失が、図1の巻線配置にすると52Wに低
減した。
【0012】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2における変流器を示す説明図であり、5a、5bは
導体1の近くでこれの両端に平行に配置された外部導体
であり、導体1と外部導体5a、5bとで3相母線を構
成している。シールド巻線3の、最も外部導体5a、5
bに近い個所A部およびB部は分割部分になっている。
すなわち、導体1と外部導体5a、5bとを結ぶ平面内
にはシールド巻線3の分割した部分を配置している。そ
して、A部の両側のシールド巻線片3a、3dは互いに
離隔していて、その間にシールド巻線3が巻かれてない
スペースができている。B部の両側のシールド巻線片3
b、3cについても上記と同様になっている。A部、B
部のシールド巻線の無い部分以外は、シールド巻線3が
鉄心2上にほぼ均一に巻回されている。5c、5d、5
eは、導体1、外部導体5a、5bがなす平面と平行な
平面内に配置された、三相母線を構成する別の外部導体
である。その他は実施の形態1の場合と同様であるの
で、説明を省略する。
【0013】この構成においては、外部導体5aとシー
ルド巻線片3a、3dとの間、および外部導体5bとシ
ールド巻線片3b、3cとの間の磁気結合が実施の形態
1の場合よりもさらに弱くなり、誘導電流が抑制され、
シールド巻線で発生する損失が小さくなる。さらに、別
の3相母線の外部導体5dの電流で生じる磁束の侵入に
対して、シールド巻線3の最も近い個所C部がシールド
巻線3の分割部分になっているので、シールド巻線片3
a、3bについては、図1のシールド巻線片3a、3d
について説明したのと同様の効果がある。
【0014】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3における変流器を示す説明図であり、外部導体5に
最も近いシールド巻線片3aの中央部分が外部導体5に
面するようになっている。すなわち、導体1と外部導体
5を結ぶ平面内にシールド巻線片3aの中央部分を配置
している。6はインダクタンスを有するコイルであり、
シールド巻線片3aに接続されている。シールド巻線片
3aはコイル6を介して接続線4bにより他のシールド
巻線3b、3c、3dと接続されている。他の部分につ
いては実施の形態1の場合と同様であるので説明を省略
する。
【0015】この構成においては、外部導体5に最も近
く磁気結合の強いシールド巻線片3aにインダクタンス
を付加したので、誘導電流の最もよく流れるシールド巻
線片3aの誘導電流が抑制される。なお、この実施の形
態ではシールド巻線3を4つに分割したが、6つなど他
の複数個に分割してもよい。
【0016】
【発明の効果】この発明による変流器は以上のように構
成されているので、シールド巻線に流れる誘導電流が抑
制されて発生損失が低減し、したがって耐熱性の低い絶
縁材料、断面積の小さい巻線材料を使用することがで
き、小形、軽量、低コストの変流器が得られる効果があ
る。この発明による変流器においては、シールド巻線に
流れる電流が減ってシールド巻線によるシールド効果、
すなわち外部導体の電流で生じた磁束の侵入により鉄心
が飽和して変流器の誤差が増大するのを防ぐ効果が低下
する。しかし、シールド効果は既に十分であって、現実
の問題としてシールド巻線の過熱対策が重要な問題とな
っているような場合は、この発明による変流器の採用に
よりその対策として大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における変流器を示
す説明図である。
【図2】 この発明の実施の形態2における変流器を示
す説明図である。
【図3】 この発明の実施の形態3における変流器を示
す説明図である。
【図4】 従来の変流器を示す説明図である。
【符号の説明】
1 導体、2 鉄心、3 シールド巻線、3a〜3d
シールド巻線片、4a,4b 接続線、5,5a〜5d
外部導体、6 コイル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定電流が流れる導体を囲む鉄心、お
    よびこの鉄心上に巻回した2次巻線とシールド巻線とを
    備え、このシールド巻線を同じ巻回数の複数のシールド
    巻線片に分割するとともに、このシールド巻線片の同極
    性側同士を接続した変流器において、上記シールド巻線
    を4つのシールド巻線片に分割するとともに、上記導体
    と、上記導体と平行に配置した外部導体とを結ぶ平面内
    に上記シールド巻線の分割した部分を配置したことを特
    徴とする変流器。
  2. 【請求項2】 導体と外部導体とを結ぶ平面内のシール
    ド巻線を分割した部分の両側のシールド巻線片を互いに
    離隔して配置したことを特徴とする請求項1記載の変流
    器。
  3. 【請求項3】 被測定電流が流れる導体を囲む鉄心、お
    よびこの鉄心上に巻回した2次巻線とシールド巻線とを
    備え、このシールド巻線を同じ巻回数の複数のシールド
    巻線片に分割するとともに、このシールド巻線片の同極
    性側同士を接続した変流器において、上記導体と、上記
    導体と平行に配置した外部導体とを結ぶ平面内に一つの
    上記シールド巻線片の中央部分を配置するとともに、上
    記一つのシールド巻線片に直列にインダクタンスを接続
    し、このインダクタンスを介して他のシールド巻線片と
    接続したことを特徴とする変流器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113219226A (zh) * 2021-05-26 2021-08-06 中国电力科学研究院有限公司 一种基于多级励磁的感应分压器及其制造方法
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