JPS5897662A - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
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- JPS5897662A JPS5897662A JP56198277A JP19827781A JPS5897662A JP S5897662 A JPS5897662 A JP S5897662A JP 56198277 A JP56198277 A JP 56198277A JP 19827781 A JP19827781 A JP 19827781A JP S5897662 A JPS5897662 A JP S5897662A
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/24—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
- G01R15/245—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect
- G01R15/246—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using magneto-optical modulators, e.g. based on the Faraday or Cotton-Mouton effect based on the Faraday, i.e. linear magneto-optic, effect
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接して置か
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。
従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定するものと
して、コイル内に磁気センサーを置いて、コイルに流れ
る電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置が考
えられている。これを複数の導体が隣接して置かれる電
気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの位置
においては、各導体自身の電流による磁界のみならず、
他の導体の電流による磁界が存在する。各磁気センサー
は、それらを同時に検出するため、磁気センサーの出力
には、対応する被測定導体の電流成分の他、他の導体の
電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測定精度
が得られないという欠点が生ずる。
して、コイル内に磁気センサーを置いて、コイルに流れ
る電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置が考
えられている。これを複数の導体が隣接して置かれる電
気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの位置
においては、各導体自身の電流による磁界のみならず、
他の導体の電流による磁界が存在する。各磁気センサー
は、それらを同時に検出するため、磁気センサーの出力
には、対応する被測定導体の電流成分の他、他の導体の
電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測定精度
が得られないという欠点が生ずる。
本発明は、２本あるいは８本の電流導体が隣接して設置
される場合に、導体の一部をら゛せん状に構成し、その
内部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によ
って決まる所定の方向に向けて設置することによって、
隣接する他相の磁界のルーを排除して測定精度を向上さ
せると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形す
ることでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる
電気装置を提供する。
される場合に、導体の一部をら゛せん状に構成し、その
内部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によ
って決まる所定の方向に向けて設置することによって、
隣接する他相の磁界のルーを排除して測定精度を向上さ
せると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形す
ることでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる
電気装置を提供する。
第１図にこの発明の一実施例を示す。（１）は管状密閉
金祠容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（
２）は容器（１）内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部（２ａ）が設けられている。
金祠容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（
２）は容器（１）内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部（２ａ）が設けられている。
（３）は検出部（２ａ）内に配置され偏光子・検光子を
付属したファラデー効果素子で、検出部（２ａ）を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子（３）には、 ＬＥＤ等の光源（４）から光ケー
ブル（５） （６）を通して光を入力し、ファラデー素
子（３）を通過した後の光出力を光ケーブル（５）（６
）によって光電変換・増幅器（７）に導き、電気的出力
とじや取出す。（８）は２個の密閉金属容器（１）間に
あって、導体（２）を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部（２ａ）をこの中に設け、一体成形
したものである。
付属したファラデー効果素子で、検出部（２ａ）を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子（３）には、 ＬＥＤ等の光源（４）から光ケー
ブル（５） （６）を通して光を入力し、ファラデー素
子（３）を通過した後の光出力を光ケーブル（５）（６
）によって光電変換・増幅器（７）に導き、電気的出力
とじや取出す。（８）は２個の密閉金属容器（１）間に
あって、導体（２）を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部（２ａ）をこの中に設け、一体成形
したものである。
ファラデー素子（３）に対して光を入力・出力するため
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器（１）の外に引出す。ファラデー素子（３）が置か
れる検出部（２ａ）は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子（３）の近傍の光ケーブル（５）には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材（８）から外部へ引出す光ケーブル（
６）には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材（８）との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点（９）で接続する。
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器（１）の外に引出す。ファラデー素子（３）が置か
れる検出部（２ａ）は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子（３）の近傍の光ケーブル（５）には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材（８）から外部へ引出す光ケーブル（
６）には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材（８）との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点（９）で接続する。
なお、支持部材（８）からの引出口の前後および容器（
１）の外の光ファイバー（６）は、ゴム、ビニル等ノ被
楯で包み、機械的強度を持たせる。
１）の外の光ファイバー（６）は、ゴム、ビニル等ノ被
楯で包み、機械的強度を持たせる。
以上の構成により、気密型光コネクタを使うことなく、
容器外とセンサ一部を光学的に接続することが可能とな
る。
容器外とセンサ一部を光学的に接続することが可能とな
る。
第１図には、１本の電流導体のみをポしであるが、同様
の構造を有する２本あるいは８本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。
の構造を有する２本あるいは８本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。
次に、原理を８相導体の場合について説明する。
ａ相、ｂ相、Ｃ相の各導体は、任意の三角形の頂点に配
置されているものとする。ここで、第２図に不すように
、ａ相のセンサー位置を原点とし、ａ相導体軸を２軸と
するような直交座標系をとる。
置されているものとする。ここで、第２図に不すように
、ａ相のセンサー位置を原点とし、ａ相導体軸を２軸と
するような直交座標系をとる。
各相導体のセンサーはｘ−ｙ平面上に存在するように設
置する。このとき、ｂ相、Ｃ相を流れる電流Ｉｂ 、
Ｉｃのつくる磁界がａ相のセンサーに及ぼす影愉を排除
することは以下の方法に誹り可能となる。
置する。このとき、ｂ相、Ｃ相を流れる電流Ｉｂ 、
Ｉｃのつくる磁界がａ相のセンサーに及ぼす影愉を排除
することは以下の方法に誹り可能となる。
第１図におけるらせん状の検出部（２ａ）では、その導
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。
具体的には、第８図のｂ相電流ＩｂおよびＣ相電流Ｉｃ
がａ相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれｚＭ方
向成分（Ｈｂｚ 、 １ｉｏｚ ）と各相導体を中心と
する円周方向成分（ｎｂ、Ｈｃ）となる、さらに円周方
向成分をＸ、７構成分に分けると、結局ａ相のセンサー
位置につくる磁界のｂ相、Ｃ相成分は（１） 、 （２
）式で表わされるものとなる。
がａ相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれｚＭ方
向成分（Ｈｂｚ 、 １ｉｏｚ ）と各相導体を中心と
する円周方向成分（ｎｂ、Ｈｃ）となる、さらに円周方
向成分をＸ、７構成分に分けると、結局ａ相のセンサー
位置につくる磁界のｂ相、Ｃ相成分は（１） 、 （２
）式で表わされるものとなる。
コノ式ニオケルＨｂ 、 Ｈａ 、 Ｈｂｚ 、 Ｈｃ
ｚハ、各相のＸ流の他にらせん状の検出部（２ａ）の構
造および母線間距離によって決まる嵐である。
ｚハ、各相のＸ流の他にらせん状の検出部（２ａ）の構
造および母線間距離によって決まる嵐である。
一方ａ相のセンサーの感度方向を第８図に示す単位ベク
トル の方向とする。このとき に垂直な方向に対して
感度は零となる。 の −Ｘ平面への射影の２軸となす
角をα、ｚ−ｙ平面への射影の２軸となす角をβとすれ
ば、ベクトル のＸ。
トル の方向とする。このとき に垂直な方向に対して
感度は零となる。 の −Ｘ平面への射影の２軸となす
角をα、ｚ−ｙ平面への射影の２軸となす角をβとすれ
ば、ベクトル のＸ。
ｙ、ｚ成分は
＝ （ｓｉｎαｃｏｓβ、 ａｏｓａ ｓｉｎβ、 ｃ
ｏｓαａｏｓβ”） ・（１）と表現できる。
ｏｓαａｏｓβ”） ・（１）と表現できる。
ａ相のセンサーの検出する他相（ｂ、０相）の磁界 は
・・・（４）
であり、これを零にするためには が互いに独立な
ことから ・・・（５） を満足すればよい。以上（１） 、 （２） Ｉ （３
） 、 （５）式からｏｏｓζｂｓｉｎζａ −８１ｎ
ζｂｅｏｌｌζＣｅＯ３ζｂｓｉｎζｅ−１１１ｎζｂ
ｃｏｓζＣが得られる。（６）（７）式にお、いてＨｂ
ｚ ／ＨｂおよびＨｃｚ／Ｈｅ は各相電流の大きさ
に関係しない量である。
ことから ・・・（５） を満足すればよい。以上（１） 、 （２） Ｉ （３
） 、 （５）式からｏｏｓζｂｓｉｎζａ −８１ｎ
ζｂｅｏｌｌζＣｅＯ３ζｂｓｉｎζｅ−１１１ｎζｂ
ｃｏｓζＣが得られる。（６）（７）式にお、いてＨｂ
ｚ ／ＨｂおよびＨｃｚ／Ｈｅ は各相電流の大きさ
に関係しない量である。
したがって、−ａ相のセンサーを（６） （７）式のα
、βにによって決定される方向に設置することによって
、ｂ相電流、Ｃ相電流の影智を完全に排除することが可
能となる。
、βにによって決定される方向に設置することによって
、ｂ相電流、Ｃ相電流の影智を完全に排除することが可
能となる。
また、本発明では、支持部材中にファラデー素子を一体
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。
さらに、ファラデー素子の近傍の光ケーブルに、テフロ
ン、ジャラケット等の高耐熱性光ファイバーを用いるこ
とによって、−流導体の発熱による高温下においても充
分な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物
中から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン、ジャケッ
ト等の気ｌｉｔの高い光ファイバーを用い、そのジャケ
ットと支持絶縁物（８）との間で気密性を保持すること
によって、気密性光コネクタが不要となる利点がある。
ン、ジャラケット等の高耐熱性光ファイバーを用いるこ
とによって、−流導体の発熱による高温下においても充
分な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物
中から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン、ジャケッ
ト等の気ｌｉｔの高い光ファイバーを用い、そのジャケ
ットと支持絶縁物（８）との間で気密性を保持すること
によって、気密性光コネクタが不要となる利点がある。
本発明の実施にあたって、らせん状導体近傍の支持絶縁
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図及び第
８図は本発明の作用を示す説明図である。 図において、（１）は容器、（２）ζよ導体、（３Ｈよ
磁気センサー（ファラデー素子）、＋８）ｌよ支持部材
である。 代 理 人 葛 野 信 − 第１図 第２図 第３図 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 ２、発明の名称 電気装置 ３、補正をする者 ６、抽出の対象 （υ明細書の全文 （！）図面 ６、 補正の内容 （υ別紙のとおり明細書の全文を訂正する。 （２）別紙のとおり第２図および第８図を訂正する。 ７、 添付書類の目録 （１）全文補正明細書 １通（２）第
２図、第８図 各１通以上 補正明細書 １、発明の名称 電気装置 ２、・ 特許請求の範囲 （１）容器内に２本あるいは８本が隣接して配置され多
相電流が流れる各導体の電流を磁気センサーで検出する
ようにしたものにおいて、上記各導体の少なくとも一部
をらせん状に構成し、上記多相電流が生ずる多相磁束の
上記導体の軸方向成分とこの軸方向成分に垂直な垂直方
向成分とが上記磁気センサーに与える影響を打消すよう
にらせん状の上記導体内に一方向に感度を有する上記磁
気センサーを配置し、上記磁気センサーが配置された上
記導体の外周を囲繞し上記導体と上記磁気センサーとを
一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着した電気
装置。 （２）支持部材内の各導体間に強磁性部材あるいは導電
性部材が埋設されていることを特徴とする特許請求範囲
第１項記載の電気装装置。 （３）磁気センサーは磁気光学素子であることを特徴と
する特許請求の節囲第１項又は第２項記載の電気装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接して置か
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。 従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定するも゛の
として、コイル内にに磁気センサーを置いて、コイルに
流れる電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置
が考えられている。これを複数の導体が隣接して置かれ
る電気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの
位置においては、各導体自身の電流による磁界のみなら
ず、他の導体の電流による磁界が存在する。各磁気セン
サーは、それらを同時に検出するため、磁気センサーの
出力には、対応する被測定導体の電流成分の他他の導体
の電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測定精
度が得られないという欠点が生ずる。 本発明は、２本あるいは８本の電流導体が隣接して設置
される場合に、導体の一部をらせん状に構成し、その内
部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によっ
て決まる所定の方向に向けて設置することによって、隣
接する他相の磁界の影響を排除して測定精度を向上させ
ると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形する
ことでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる電
気装置を提供する。 第１図にこの発明の一実施例を示す。（１１は管状密閉
金属容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（
２）は容器（１）内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部（２ａ）が設けられている。 （３目よ検出部（２ａ）内に配置され偏光子・検光子を
付属したファラデー効果素子で、検出部（２ａ）を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子（３）には、ＬＥＤ等、の光源（４）から光ケー
ブル（５） （６）を通して光を入力し、ファラデー素
子（３）を通過した後の光出力を光ケーブル（５）（６
）によって充電変換・増幅器（７）に導き、電気的出力
として取出す。（８）は２個の密閉金属容器（１）間に
あって、導体（２）を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部（２ａ）をこの中に設け、一体成形
したものである。 ファラデー素子（３）に対して光を入力・出力するため
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器（１）の外に引出す。ファラデー素子（３）が置か
れる検出部（２ａ）は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子（３）の近傍の光ケーブル（５）には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材（８）から外部へ引出す光ケーブル（
６）には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材（８）との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点（９）で接続する。 なお１支持部材（８）からの引出口の前後および容器（
１）の外の光ファイバー（６）は、ゴム、ビニル等の被
覆で包み、機械的強度を持たせる。 以上の構成により、気密型光コネクタを使うことなく、
容器外とセンサ一部を光学的昏こ接続することが可能と
なる。 第１図には、１本の電流導体のみを示しであるが、同様
の構造を有する２本あるいは８本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。 次に、原理を８相導体の場合について説明する。 Ｃ相、ｂ相、Ｃ相の各導体は、任意の三角形の頂点に配
置されているものとする。ここで、第２図に示すように
、Ｃ相のセンサー位置を原点とし、Ｃ相導体軸をＺ軸と
するような直交座標系をとる。 各相導体のセンサーはＸ−Ｙ平面上に存在するように設
置する。このとき、ｂ相、Ｃ相を流れる電流Ｉｂ 、
Ｉｃのつくる磁界がＣ相のセンサーに及ぼす影響を排除
することは以下の方法により可能となる。 第１図におけるらせん状の検出部（２ａ）では、その導
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。 具体的には、第８図のｂ相電流１ｂおよびＣ相電流Ｉｃ
がＣ相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれＺ軸方
向成分（Ｈｂｚ 、 Ｈ（ｚ） と各相導体を中心と
する円周方向成分（Ｈｂ、Ｈｃ）となる。さらに円周方
向成分をＸ、Ｙ軸成分に分けると、結局Ｃ相のセンサー
位置につくる磁界のｂ相、Ｃ相成分は（ＩＪ 、 ＋２
１式で表わされるものとなる。ここで・はベクトルを表
わす記号である。 この式におけるＨｂ、 Ｈｃ 、 Ｈｂｚ ＊ Ｈｃｚ
は、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）の構造
および母線間距離によって決まる量である。 一方ａ相のセンサーの感度方向を第８図に示す単位ベク
トルみの方向とする。このとキ六に垂直な方向に対して
感度は零となる。みのｚ−ｘ平面への射影のＺ軸となす
角をα、ｚ−′ｙ平面への射影のＺ軸となす角をβとす
れば、ベクトルらのｘ、ｙ、ｚ成分は ｎ ＝ （５ｉｎａ ｃｏｓβ、 ｃｏｓαｓｆｎβ、
Ｃ０８ａＣＯ８β） ■・−（３）と表現できる。 Ｃ相のセンサーの検出する他相（ｂ、Ｃ相）の磁界Ｈａ
は Ｈｏ；Ｈｂ−ｎ十Ｈｃ−ｎ ・・・・・・・・・
・・・・川・・・・・ （４１であり、これを零にす
るためにはＨｂ 、Ｈｃが互いに独立なことから Ｈｂ−ｎ＝Ｈ（−ｎ＝ｏ ・・・・・曲・・・・
曲・・・・ （５）を満足すればよい。以上（１）、
＋２１ 、 （３） 、 （５１式からｃｏｓψｂｓｉ
ｎψ、−５ｉｎｐｂｃｏｓ９ｃＣｏＳｆｂ！ｌｌｎ ９
＋（−５Ｉｎ（Ｐｂｃｏｓ（ｐ。 が得られる。（！ｌ） （７）式においてＨｂｚ／Ｈｂ
およびＨｃｚ／）（、。 は各相電流の大きさに関係しない量である。したかって
、Ｃ相のセンサーを（６） （７）式のα、βによって
決定される方向に設置することによって、ｂ相電流、Ｃ
相電流の影響を完全に排除することが可能となる。 以上、Ｃ相のセンサーについて述べたが、ｂ相、Ｃ相の
センサーについても同様に他相の影響を排除することが
可能であり、各相に、設置されたセンサーは自相の電流
による磁界のみを検出するため、他相の影響を受けず測
定精度が向上する。 （６） 、 （７）式におけるＨｂｚ／ＨｂまたはＨｃ
ｚ／）（（の値はらせん状導体の構造と各相導体の配置
によって決まる量であるが、その絶対値はｌに比べて充
分小さい。したがってセンサーの取付角α、βは充分小
さい値となり、センサーの感度方向と自相電流による磁
界の方向とのずれによる、自相に対する感度低下は微小
であり、問題にならない。 以上述べたように、本発明によれば、導体をらせん構造
とすることで、軸方向の磁界を発生させ、その旋回数お
よびピッチを適切な値にとることによって、ファラデー
素子の感度に合った強さの磁界を供給することが可能と
なり、さらに各相のファラデー素子の感度方向を（６）
、 （７）式から求まる角度ｔごけ軸方向からずらし
て設置することによって、他粕の影響を排除することが
可能となる。 また、本発明では、支持部材中にファラデー素子を一体
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。 さらに、ファラデー素子の近傍の光ケーブルに、テフロ
ン・ジャケット等の高耐熱性光ファイバーを用いること
によって、電流導体の発熱による高温下においても充分
な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物中
から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン・ジャケット
等の気密度の高い光ファイバーを用い、そのジャケット
と支持絶縁物（８）との間で気密性を保持することによ
って、気密型光コネクタが不要となる利点がある。 本発明の実施にあたって、らせん状導体近傍の支持絶縁
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、餉２図及び第
８図は本発明の作用を示す説明図である。 図において、（１）は容器、（２）は導体、（３）は磁
気センサー（ファラデー素子） 、（８）は支持部材で
ある。 代理人 葛 野 信 − 第２図 マ ズ 第３図
８図は本発明の作用を示す説明図である。 図において、（１）は容器、（２）ζよ導体、（３Ｈよ
磁気センサー（ファラデー素子）、＋８）ｌよ支持部材
である。 代 理 人 葛 野 信 − 第１図 第２図 第３図 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 ２、発明の名称 電気装置 ３、補正をする者 ６、抽出の対象 （υ明細書の全文 （！）図面 ６、 補正の内容 （υ別紙のとおり明細書の全文を訂正する。 （２）別紙のとおり第２図および第８図を訂正する。 ７、 添付書類の目録 （１）全文補正明細書 １通（２）第
２図、第８図 各１通以上 補正明細書 １、発明の名称 電気装置 ２、・ 特許請求の範囲 （１）容器内に２本あるいは８本が隣接して配置され多
相電流が流れる各導体の電流を磁気センサーで検出する
ようにしたものにおいて、上記各導体の少なくとも一部
をらせん状に構成し、上記多相電流が生ずる多相磁束の
上記導体の軸方向成分とこの軸方向成分に垂直な垂直方
向成分とが上記磁気センサーに与える影響を打消すよう
にらせん状の上記導体内に一方向に感度を有する上記磁
気センサーを配置し、上記磁気センサーが配置された上
記導体の外周を囲繞し上記導体と上記磁気センサーとを
一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着した電気
装置。 （２）支持部材内の各導体間に強磁性部材あるいは導電
性部材が埋設されていることを特徴とする特許請求範囲
第１項記載の電気装装置。 （３）磁気センサーは磁気光学素子であることを特徴と
する特許請求の節囲第１項又は第２項記載の電気装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、密閉容器内に複数の電流導体が隣接して置か
れる電気機器の導体電流を測定するようにした電気装置
に関する。 従来、導体電流を磁気センサーを用いて測定するも゛の
として、コイル内にに磁気センサーを置いて、コイルに
流れる電流によって作られる軸方向磁界を検出する装置
が考えられている。これを複数の導体が隣接して置かれ
る電気機器に適用した場合、各導体内の磁気センサーの
位置においては、各導体自身の電流による磁界のみなら
ず、他の導体の電流による磁界が存在する。各磁気セン
サーは、それらを同時に検出するため、磁気センサーの
出力には、対応する被測定導体の電流成分の他他の導体
の電流成分がかなり大きな比率で混入し、充分な測定精
度が得られないという欠点が生ずる。 本発明は、２本あるいは８本の電流導体が隣接して設置
される場合に、導体の一部をらせん状に構成し、その内
部に磁気センサーを、らせん状導体の形状・配置によっ
て決まる所定の方向に向けて設置することによって、隣
接する他相の磁界の影響を排除して測定精度を向上させ
ると共に、磁気センサーを支持部材と共に一体成形する
ことでらせん状導体の固定を確実にし、小形化できる電
気装置を提供する。 第１図にこの発明の一実施例を示す。（１１は管状密閉
金属容器であり、内部に絶縁ガスが充填されている。（
２）は容器（１）内に収納されたパイプ状導体で、所定
のピッチのらせん状検出部（２ａ）が設けられている。 （３目よ検出部（２ａ）内に配置され偏光子・検光子を
付属したファラデー効果素子で、検出部（２ａ）を流れ
る電流のつくる導体軸方向の磁界を検出する。ファラデ
ー素子（３）には、ＬＥＤ等、の光源（４）から光ケー
ブル（５） （６）を通して光を入力し、ファラデー素
子（３）を通過した後の光出力を光ケーブル（５）（６
）によって充電変換・増幅器（７）に導き、電気的出力
として取出す。（８）は２個の密閉金属容器（１）間に
あって、導体（２）を保持するためのエポキシ等の支持
部材であり、検出部（２ａ）をこの中に設け、一体成形
したものである。 ファラデー素子（３）に対して光を入力・出力するため
の光ケーブルは支持絶縁物中に埋込み、この中を通して
容器（１）の外に引出す。ファラデー素子（３）が置か
れる検出部（２ａ）は、発熱によって高温となるため、
ファラデー素子（３）の近傍の光ケーブル（５）には、
テフロン・ジャケット等の高耐熱光ファイバーを用いる
。一方、支持部材（８）から外部へ引出す光ケーブル（
６）には、ナイロン・ジャケット等の高密閉性光ファイ
バーを用い、そのジャケットと支持部材（８）との間で
気密性を保持する。これら両者は融着等の方法により接
続点（９）で接続する。 なお１支持部材（８）からの引出口の前後および容器（
１）の外の光ファイバー（６）は、ゴム、ビニル等の被
覆で包み、機械的強度を持たせる。 以上の構成により、気密型光コネクタを使うことなく、
容器外とセンサ一部を光学的昏こ接続することが可能と
なる。 第１図には、１本の電流導体のみを示しであるが、同様
の構造を有する２本あるいは８本の導体が並設されてい
る。これら各相のファラデー素子部は導体軸方向の同一
位置に設置する。 次に、原理を８相導体の場合について説明する。 Ｃ相、ｂ相、Ｃ相の各導体は、任意の三角形の頂点に配
置されているものとする。ここで、第２図に示すように
、Ｃ相のセンサー位置を原点とし、Ｃ相導体軸をＺ軸と
するような直交座標系をとる。 各相導体のセンサーはＸ−Ｙ平面上に存在するように設
置する。このとき、ｂ相、Ｃ相を流れる電流Ｉｂ 、
Ｉｃのつくる磁界がＣ相のセンサーに及ぼす影響を排除
することは以下の方法により可能となる。 第１図におけるらせん状の検出部（２ａ）では、その導
体形状に沿って電流が流れるため、その電流による発生
磁界は、自相のセンサー位置においては軸方向成分のみ
となり、他相のセンサー位置においては軸方向成分と電
流の流れている導体を中心とする円周方向成分を持つ。 具体的には、第８図のｂ相電流１ｂおよびＣ相電流Ｉｃ
がＣ相のセンサー位置につくる磁界は、それぞれＺ軸方
向成分（Ｈｂｚ 、 Ｈ（ｚ） と各相導体を中心と
する円周方向成分（Ｈｂ、Ｈｃ）となる。さらに円周方
向成分をＸ、Ｙ軸成分に分けると、結局Ｃ相のセンサー
位置につくる磁界のｂ相、Ｃ相成分は（ＩＪ 、 ＋２
１式で表わされるものとなる。ここで・はベクトルを表
わす記号である。 この式におけるＨｂ、 Ｈｃ 、 Ｈｂｚ ＊ Ｈｃｚ
は、各相の電流の他にらせん状の検出部（２ａ）の構造
および母線間距離によって決まる量である。 一方ａ相のセンサーの感度方向を第８図に示す単位ベク
トルみの方向とする。このとキ六に垂直な方向に対して
感度は零となる。みのｚ−ｘ平面への射影のＺ軸となす
角をα、ｚ−′ｙ平面への射影のＺ軸となす角をβとす
れば、ベクトルらのｘ、ｙ、ｚ成分は ｎ ＝ （５ｉｎａ ｃｏｓβ、 ｃｏｓαｓｆｎβ、
Ｃ０８ａＣＯ８β） ■・−（３）と表現できる。 Ｃ相のセンサーの検出する他相（ｂ、Ｃ相）の磁界Ｈａ
は Ｈｏ；Ｈｂ−ｎ十Ｈｃ−ｎ ・・・・・・・・・
・・・・川・・・・・ （４１であり、これを零にす
るためにはＨｂ 、Ｈｃが互いに独立なことから Ｈｂ−ｎ＝Ｈ（−ｎ＝ｏ ・・・・・曲・・・・
曲・・・・ （５）を満足すればよい。以上（１）、
＋２１ 、 （３） 、 （５１式からｃｏｓψｂｓｉ
ｎψ、−５ｉｎｐｂｃｏｓ９ｃＣｏＳｆｂ！ｌｌｎ ９
＋（−５Ｉｎ（Ｐｂｃｏｓ（ｐ。 が得られる。（！ｌ） （７）式においてＨｂｚ／Ｈｂ
およびＨｃｚ／）（、。 は各相電流の大きさに関係しない量である。したかって
、Ｃ相のセンサーを（６） （７）式のα、βによって
決定される方向に設置することによって、ｂ相電流、Ｃ
相電流の影響を完全に排除することが可能となる。 以上、Ｃ相のセンサーについて述べたが、ｂ相、Ｃ相の
センサーについても同様に他相の影響を排除することが
可能であり、各相に、設置されたセンサーは自相の電流
による磁界のみを検出するため、他相の影響を受けず測
定精度が向上する。 （６） 、 （７）式におけるＨｂｚ／ＨｂまたはＨｃ
ｚ／）（（の値はらせん状導体の構造と各相導体の配置
によって決まる量であるが、その絶対値はｌに比べて充
分小さい。したがってセンサーの取付角α、βは充分小
さい値となり、センサーの感度方向と自相電流による磁
界の方向とのずれによる、自相に対する感度低下は微小
であり、問題にならない。 以上述べたように、本発明によれば、導体をらせん構造
とすることで、軸方向の磁界を発生させ、その旋回数お
よびピッチを適切な値にとることによって、ファラデー
素子の感度に合った強さの磁界を供給することが可能と
なり、さらに各相のファラデー素子の感度方向を（６）
、 （７）式から求まる角度ｔごけ軸方向からずらし
て設置することによって、他粕の影響を排除することが
可能となる。 また、本発明では、支持部材中にファラデー素子を一体
成形したので、ファラデー素子の機械的変位を防ぐとと
もに小形化を図ることができる。 さらに、ファラデー素子の近傍の光ケーブルに、テフロ
ン・ジャケット等の高耐熱性光ファイバーを用いること
によって、電流導体の発熱による高温下においても充分
な特性を保持することが可能であり、−力支持絶縁物中
から外部へ引出す光ケーブルに、ナイロン・ジャケット
等の気密度の高い光ファイバーを用い、そのジャケット
と支持絶縁物（８）との間で気密性を保持することによ
って、気密型光コネクタが不要となる利点がある。 本発明の実施にあたって、らせん状導体近傍の支持絶縁
物中に、強磁性材料から成るシールド部材を埋込むこと
によって、自相の磁界を強め、他相へもれる磁界を減少
させることができるため、センサー取付角度設定の許容
範囲が広くなり、測定精度が向上する。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示す構成図、餉２図及び第
８図は本発明の作用を示す説明図である。 図において、（１）は容器、（２）は導体、（３）は磁
気センサー（ファラデー素子） 、（８）は支持部材で
ある。 代理人 葛 野 信 − 第２図 マ ズ 第３図
Claims (3)
- （１）容器内に２本あるいは８本が隣接して配置され多
相電流が流れる各導体の電流を磁気センサーで検出する
ようにしたものにおいて、上記各導体の少なくとも一部
をらせん状に構成し、上記多相電流が生ずる多相磁束の
上記導体の軸方向成分とこの軸方向成分に垂直な垂直方
向成分とが上記磁気センサーに与える影榔を打消すよう
にらせん状の上記導体内に一方向に感度を有する上記磁
気センサーを配置し、上記磁気センサーが配置された上
記導体の外周を囲 し上記導体と上記磁気センサーとを
一体化した絶縁性の支持部材を上記容器に固着した電気
装置。 - （２）支持部材内の各導体間に強磁性部材あるいは導電
性部材が埋設されていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の電気装置。 - （３）磁気センサーは磁気光学素子であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電気装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198277A JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198277A JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897662A true JPS5897662A (ja) | 1983-06-10 |
| JPH041307B2 JPH041307B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=16388444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198277A Granted JPS5897662A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897662A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203863A (ja) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | ガス絶縁３相変流器 |
| JPS60207068A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS60207071A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS61215966A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Toshiba Corp | 変流器装置 |
| JP2005233692A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 多相電流検出装置 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP56198277A patent/JPS5897662A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60203863A (ja) * | 1984-03-29 | 1985-10-15 | Toshiba Corp | ガス絶縁３相変流器 |
| JPS60207068A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS60207071A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-18 | Toshiba Corp | ガス絶縁変流器 |
| JPS61215966A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-25 | Toshiba Corp | 変流器装置 |
| JP2005233692A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 多相電流検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH041307B2 (ja) | 1992-01-10 |
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