JPS63243765A - 電流検知器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特殊な処理を施した複合磁性体から成る感磁要
素を用いた電流検知器に間する。

まず、本発明に用いられている感磁要素の概要−を説明
する。

例えば線状の強磁性体にひねり等の外部応力を加えて処
理したものは、線輪方向に単軸磁気異方性を備え、その
線心部付近に比較的０￥磁力の太きい部分を有し、これ
と隣接する外周部に保磁力の小さい部分をもつ複合磁性
体になる。あるいは磁気的性質の異なる複数の磁性層を
積層し単軸磁気異方性を備えるように処理して得られる
複合磁性体は、本発明で用いる感磁要素として次のよう
な特異性を有する。

すなわち、感磁要素の比較的保磁力の小さい部分の磁化
方向のみを外部磁界の作用方向に対応して正方向か負方
向かに転位しておくことができ、しかもその時の転位速
度が保磁力の大きい隣接部の磁化方向に対しては殊更に
急速であるという特異な性状をもつ。

故に、この時の急速な転位による磁束変化に基づき、感
磁要素に装着した検出コイルに急峻なパルス信号を誘起
させることができるというものである。

依って、その外部磁界として交流電流による負と正との
磁界を鎖交させるように構成しておき、パルス信号の誘
発時点を検知するようにすれば、その時の電流検知が可
能になる。

しか１ノながら感磁要素のような複合磁性体においては
、その保磁力の大きい部分が、あらかじめどのように磁
化されていたかという前歴によって、前記パルス信号を
誘発するための外部磁界の大きさ、すなわち交流電流値
が必ずしも一定しないことがある。これは磁気ヒステリ
シス特性に基づく必然的現象ではあるが、電流検知器と
して利用するためには何等かの補正手段が必要になる。

これに対し本発明の電流検知器は、次に述べるように簡
便な手段でその達成に成功したものである。すなわちそ
の概要は、感磁要素の保磁力の小さい部分を正方向に磁
化する程度の比較的小さい一定の大きさのバイアス磁界
を常時作用させておき、これに鎖交させる交流被検知電
流による負磁界が前記バイアス磁界より大きい時、次の
正磁界の作用時点において前記感磁要素に装着した検出
コイルにパルス信号を発生するように構成したものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は基本的な構成例で、１は前述の感磁要素、２は
これに装着された（例えばその周りに巻かれたり、また
は近くに配置された）検出コイルである。また３は交流
被検知電流■により外部磁界を発生する励磁コイルであ
る。そして４は感磁要素１の保磁力の小さい部分のみを
、常時正方向に磁化しておくためのバイアス磁界発生用
コイルで、５はその直流電源である。

第２図に例示したタイムチャートに基づきその作用効果
を説明すると次のようになる。ます感磁要素１に、点線
６で示したように一定のバイアス磁界）（Ｄｃを常時正
方向に作用させておく。

いま励磁コイル３に流れる交流被検知電流Ｉによって発
生する外部磁界ＨＡＣが、同図（ａ）の点線で示したー
Ｈｐｃのように最大波高値の絶対値がＨ［ＩＣより小さ
い時は、実線で示したように合成磁界（ＨＤＣ＋ＨＡＣ
）が総て正磁界になるから、感磁要素１には何ら格別な
現象を生じない。

しかしながら同図（ｂ）のように被検知電流■により発
生する外部磁界）（ａｅ（この場合、その最大波高値の
絶対値はＨＤＣより大きい）が作用すると、感磁要素１
には実線の合成磁界（ＨＤＣ＋ＨＡＣ）が作用すること
になる。

すなわち感磁要素１に対し、まず負磁界Ｈ１１が作用し
て保磁力の小さい部分のみが負方向に転位される。この
保磁力の小さい部分は、引続いて作用する正磁界１（ｓ
によって再び正方向に逆転せしめられる。しかるにこの
場合は保磁力の大きい隣接部と同一磁化の正方向に向け
られる時であるから、その転位速度は前述したように殊
更に急速である。

故に転位を生じるに必要なの限界磁界ＨＬが作用した時
点において、同図の下段に併記したように急峻なパルス
信号Ｖｓを検出コイル２の両端に誘起するので、このパ
ルス信号の検出によって、あらかじめ規定しておいた被
検知電流が通電したことが判る。

以上の実施例では一定のバイアス磁界を常時作用させて
おく手段として、直流電流による場合を述べたが、この
作用と全く同様の効果は第３図に例示したように、感磁
要素１０近くに永久磁石７を配置することによっても得
られる。

なお、実際の配線末端部に本発明の電流検知器を設置し
た場合、それが正常に動作する状態にあるかどうかのチ
ェックを必要とすることがある。

このような場合には、例えば同図に併記したように正方
向磁界の作用をする永久磁石８を付加しておき、これと
通常は接触させである閉磁路用補磁子９（斜線で図示）
を、操作金具１０（または押ボタンなど）によフて引き
離すようにする。このとき永久磁石８の正磁界が感磁要
素１に作用するから、パルス信号Ｖｓが誘起され、この
信号を検知することによって正常動作状態にあることが
確認できる。またこれとは別にチェック用励磁コイル（
図示せず）を設置しておき、これに遠隔指令にもとづき
通電して磁界を発生させる方法などの手段を適用しても
よい。

次に第４図に例示したように電カケープル１１の如き大
電流を通電する配線または装置類に対しては、配電盤内
部において端子１２により接続し、変流器鉄心１３を介
した２次電流ｌを励磁コイル１４に通電することにより
、前述と同様の磁化作用を感磁要素１に与えればよい。

ｒは励磁電流調整用抵抗である。

この場合にも、例えば電カケープル１１の制限電流値に
おいて検出コイル２にパルス信号Ｖｓを発生するように
しておけば、電流検知器としての作用効果が得られるこ
とはいうまでもない。

従って上述の各実施例において、あらかじめ規定してお
く検知電流を、線路の制限電流と対応させておけば、極
めて精度の高い過電流検知器として動作させることがで
きる。

以上に述べたように、本発明の電流検知器は構造が比較
的簡単かつ小型にでき、規定の電流を任意に設定できる
うえ極めて正確に動作する。しかも安価に提供すること
ができるので、多数の配線末端部の種々の負荷に対する
センサとして適用できる効用がある。

故に広範囲に分散する多数の負荷から検知できるように
配置したセンサからのパルス信号を、光信号に変換し、
光フアイバケーブルの配線網を構成して集中監視制御を
行うことなど多様な利用をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図および第４図は本発明の電流検知器 の構成を示す実施例であり、第２図は動作を説明するた
めの作用磁界およびパルス信号のタイムチャートを例示
したものである。 １：感磁要素、　　　　２：検出コイル、３：励磁コイ
ル、　　　４：バイアス磁界発生用５：直流電源、　　
　　　　コイル、 ６：バイアス磁界、　　７．８：永久磁石、９：補磁子
、　　　　　１１：電カケープル、１２：　端子、　　
　　　　１３：　鉄心、１４：　励磁コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単軸磁気異方性を備えた複合磁性体から成る感磁要素に
   対し、その保磁力の小さい部分のみを正方向に磁化する
   程度の一定のバイアス磁界を常時作用させておき、これ
   に鎖交させる交流被検知電流による負磁界が前記バイア
   ス磁界より大きい時、次の正磁界の作用時点において前
   記感磁要素に装着した検出コイルにパルス信号を発生す
   るように構成したことを特徴とする電流検知器