JP2001006956A - 電流トランスおよびこれを用いた回路遮断器 - Google Patents
電流トランスおよびこれを用いた回路遮断器Info
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- JP2001006956A JP2001006956A JP11177791A JP17779199A JP2001006956A JP 2001006956 A JP2001006956 A JP 2001006956A JP 11177791 A JP11177791 A JP 11177791A JP 17779199 A JP17779199 A JP 17779199A JP 2001006956 A JP2001006956 A JP 2001006956A
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- Japan
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- core
- current transformer
- magnetic
- current
- iron core
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- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Breakers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】より広い範囲の大きさの一次電流を検出するこ
とを可能にする電流トランスを提供することを課題とす
る。 【解決手段】鉄心１を少なくとも２つ以上に分割し、そ
の分割面に磁性流体２を配置する。一次電流を流すと鉄
心１内に磁束が発生する。しかし、この磁束の発生によ
って磁性流体２は鉄心の分割面の中央部に集まり、分割
面のギャップを埋める。一次電流が小さい時にはＣＴコ
ア全体の透磁率は低下し、一次電流が大きくなるとＣＴ
コア全体の透磁率は向上する。これにより、ＣＴコアで
の磁束の飽和を、より大きな一次電流が流れるまで抑制
することがる。
とを可能にする電流トランスを提供することを課題とす
る。 【解決手段】鉄心１を少なくとも２つ以上に分割し、そ
の分割面に磁性流体２を配置する。一次電流を流すと鉄
心１内に磁束が発生する。しかし、この磁束の発生によ
って磁性流体２は鉄心の分割面の中央部に集まり、分割
面のギャップを埋める。一次電流が小さい時にはＣＴコ
ア全体の透磁率は低下し、一次電流が大きくなるとＣＴ
コア全体の透磁率は向上する。これにより、ＣＴコアで
の磁束の飽和を、より大きな一次電流が流れるまで抑制
することがる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電路を保護する
回路遮断器に用いられる電流トランス（Ｃ．Ｔ）に関す
るものである。
回路遮断器に用いられる電流トランス（Ｃ．Ｔ）に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、回路遮断器は、電源側固定接点台
１２と、負荷側固定接点台１６に可撓性導体１５で接続
された可動接点台１４で主回路を形成している。
１２と、負荷側固定接点台１６に可撓性導体１５で接続
された可動接点台１４で主回路を形成している。
【０００３】主回路の負荷側固定接点台１６には主回路
を流れる電流を検出する電流トランス１７が設けられ、
この電流トランス１７の出力は電流トランス上方に設け
られた過電流検出回路１８に供給される。
を流れる電流を検出する電流トランス１７が設けられ、
この電流トランス１７の出力は電流トランス上方に設け
られた過電流検出回路１８に供給される。
【０００４】過電流検出回路１８は、定格電流の約１．
１倍〜約２０倍の範囲で所定の限時特性に基づいて出力
を発生する。過電流検出回路１８の出力は、引き外し装
置１９に供給され、引き外し装置１９を作動させる。
１倍〜約２０倍の範囲で所定の限時特性に基づいて出力
を発生する。過電流検出回路１８の出力は、引き外し装
置１９に供給され、引き外し装置１９を作動させる。
【０００５】引き外し装置１９は、可動接点台１４に機
械的に接続され、引き外し装置１９が作動すると、可動
接点台１４を電源側固定接点台１２から電気的に遮断す
る位置まで回転させる。
械的に接続され、引き外し装置１９が作動すると、可動
接点台１４を電源側固定接点台１２から電気的に遮断す
る位置まで回転させる。
【０００６】これらが筐体２０の中に収納されている。
【０００７】回路遮断器用の電流トランスは、電路に流
れる電流量を検出するための電流センサとして使用され
ている。このような使用方法については、例えば特開平
５−２３６６３３号公報に示されている。この公報記載
の技術では、電流トランスによって検出した電流量に基
づき、マイクロコンピュータによって回路遮断器の限時
特性を制御している。
れる電流量を検出するための電流センサとして使用され
ている。このような使用方法については、例えば特開平
５−２３６６３３号公報に示されている。この公報記載
の技術では、電流トランスによって検出した電流量に基
づき、マイクロコンピュータによって回路遮断器の限時
特性を制御している。
【０００８】また、分割された鉄心の分割面の間に磁性
流体を配置する手法としては、特開平４−３９０６号公
報に示されている。この公報記載の技術では、鉄心の分
割面の間に磁性流体を含んだ充填剤を配置し、上記分割
面と交差する方向に磁界をかけた状態で、充填剤を固化
させることにより、鉄心の透磁率を回復させている。
流体を配置する手法としては、特開平４−３９０６号公
報に示されている。この公報記載の技術では、鉄心の分
割面の間に磁性流体を含んだ充填剤を配置し、上記分割
面と交差する方向に磁界をかけた状態で、充填剤を固化
させることにより、鉄心の透磁率を回復させている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】電流トランスの使用目
的は図６に示すように、一次電流Ｉ1に対応した二次電
流Ｉ2を取り出す為のものである。
的は図６に示すように、一次電流Ｉ1に対応した二次電
流Ｉ2を取り出す為のものである。
【００１０】従来の電流トランスは、図３の６に示すよ
うに、磁界の強さHの増加に伴い、始めは磁束密度Bが急
激に増加するが、飽和する傾向にある。そのため、電流
トランスから検出される二次電流Ｉ2は増加しなくな
り、鉄心内で磁束が飽和に達するときの磁界の強さHを
作る一次電流Ｉ1の値以上は検出できないという欠点が
ある。
うに、磁界の強さHの増加に伴い、始めは磁束密度Bが急
激に増加するが、飽和する傾向にある。そのため、電流
トランスから検出される二次電流Ｉ2は増加しなくな
り、鉄心内で磁束が飽和に達するときの磁界の強さHを
作る一次電流Ｉ1の値以上は検出できないという欠点が
ある。
【００１１】また、特開平４−３９０６号公報に記載の
従来の技術は、分割面の間に磁性流体を介在させている
ものの、磁束の飽和に対しては配慮されてはいなかっ
た。
従来の技術は、分割面の間に磁性流体を介在させている
ものの、磁束の飽和に対しては配慮されてはいなかっ
た。
【００１２】本発明は、一次電流の増加に伴う鉄心内の
磁束の急激な増加を抑制し、磁束の飽和を防ぐことで、
従来より広範囲の一次電流を検出できる電流トランス、
およびこれを用いて電子制御化を行った回路遮断器を提
供することを目的とする。
磁束の急激な増加を抑制し、磁束の飽和を防ぐことで、
従来より広範囲の一次電流を検出できる電流トランス、
およびこれを用いて電子制御化を行った回路遮断器を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、鉄心の穴部に挿通されてい
る導体を流れる電流（一次電流）が小さい場合、磁性流
体は鉄心の分割面中心部に集中せず、鉄心の分割面での
ギャップは広くなっている。その結果、ＣＴコア全体と
しての透磁率は低下し、鉄心内に誘起される磁束が抑制
される。一次電流が大きくなるに従い、磁性流体は鉄心
の分割面に集まり、鉄心の分割面でのギャップを埋めて
いく。したがって、ＣＴコア全体としての透磁率は、ギ
ャップに何も挟んでいない場合よりも増加し、鉄心内に
誘起される磁束は大きくなる。これによって、一次電流
の増加に対して、電流トランスから出力される二次電流
が、ある傾きを持って増加する範囲が広くなるので、測
定できる一次電流の範囲を広くすることができる。
するためになされたもので、鉄心の穴部に挿通されてい
る導体を流れる電流（一次電流）が小さい場合、磁性流
体は鉄心の分割面中心部に集中せず、鉄心の分割面での
ギャップは広くなっている。その結果、ＣＴコア全体と
しての透磁率は低下し、鉄心内に誘起される磁束が抑制
される。一次電流が大きくなるに従い、磁性流体は鉄心
の分割面に集まり、鉄心の分割面でのギャップを埋めて
いく。したがって、ＣＴコア全体としての透磁率は、ギ
ャップに何も挟んでいない場合よりも増加し、鉄心内に
誘起される磁束は大きくなる。これによって、一次電流
の増加に対して、電流トランスから出力される二次電流
が、ある傾きを持って増加する範囲が広くなるので、測
定できる一次電流の範囲を広くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を説明す
る。本発明の回路遮断器の一実施例について、図１〜図
４を用いて説明する。
る。本発明の回路遮断器の一実施例について、図１〜図
４を用いて説明する。
【００１５】図１は本発明の電流トランスの構造を示す
図である。本実施形態の電流トランスは、少なくとも２
個以上に分割され、環状に構成された鉄心１と、上記鉄
心１の分割面のギャップに配置された磁性流体２と、上
記鉄心１に巻かれた二次巻き線３と、上記鉄心１の分割
面のギャップを固定するフィルム４と、で構成されてい
る。
図である。本実施形態の電流トランスは、少なくとも２
個以上に分割され、環状に構成された鉄心１と、上記鉄
心１の分割面のギャップに配置された磁性流体２と、上
記鉄心１に巻かれた二次巻き線３と、上記鉄心１の分割
面のギャップを固定するフィルム４と、で構成されてい
る。
【００１６】一次電流が小さい状態では、鉄心間の分割
面中心部への磁性流体２の移動量は少なく、鉄心間のギ
ャップのうち、磁性流体２で埋められている部分は少な
い。それによってＣＴコア全体の透磁率は小さくなり、
鉄心内に誘起される磁束が抑制される。
面中心部への磁性流体２の移動量は少なく、鉄心間のギ
ャップのうち、磁性流体２で埋められている部分は少な
い。それによってＣＴコア全体の透磁率は小さくなり、
鉄心内に誘起される磁束が抑制される。
【００１７】図２は図１の電流トランスにおいて、大き
な一次電流が流れた時に、磁性流体２が鉄心間の分割面
中心部に集まった状態を示した図である。鉄心間のギャ
ップが磁性流体２で埋められたことにより、ＣＴコア全
体の透磁率はギャップを磁性流体２で埋めなかった場合
よりも大きくなる。
な一次電流が流れた時に、磁性流体２が鉄心間の分割面
中心部に集まった状態を示した図である。鉄心間のギャ
ップが磁性流体２で埋められたことにより、ＣＴコア全
体の透磁率はギャップを磁性流体２で埋めなかった場合
よりも大きくなる。
【００１８】図３の６の磁化曲線を有する鉄心１を用い
て、鉄心間にギャップがない場合、ＣＴコア全体の磁化
曲線も図３の６になる。同じ鉄心１を用いて、鉄心間の
ギャップを20μｍとした場合、ＣＴコア全体の磁化曲線
は図３の７のようになる。
て、鉄心間にギャップがない場合、ＣＴコア全体の磁化
曲線も図３の６になる。同じ鉄心１を用いて、鉄心間の
ギャップを20μｍとした場合、ＣＴコア全体の磁化曲線
は図３の７のようになる。
【００１９】本実施例では、図３の６の磁化曲線を有す
る材料を使用し、図１に示すようなＣＴコアにおいて、
鉄心間のギャップを60μｍとしたＣＴコアを考え、その
ギャップ部分に磁界の強さH＝0(A/m)のときの厚さが40
μｍである磁性流体２を配置する。磁性流体２には、磁
界の強さHと、その時の磁性流体２の厚さtとの関係がt
＝40+2.0×10~8Hとなるものを使用した場合、ＣＴコア
全体の磁化曲線は図３の８のようになる。磁性流体２が
鉄心間のギャップを完全に埋める時の磁界の強さをH1と
すると、磁化曲線８はH1まで安定した傾きを保ってい
る。
る材料を使用し、図１に示すようなＣＴコアにおいて、
鉄心間のギャップを60μｍとしたＣＴコアを考え、その
ギャップ部分に磁界の強さH＝0(A/m)のときの厚さが40
μｍである磁性流体２を配置する。磁性流体２には、磁
界の強さHと、その時の磁性流体２の厚さtとの関係がt
＝40+2.0×10~8Hとなるものを使用した場合、ＣＴコア
全体の磁化曲線は図３の８のようになる。磁性流体２が
鉄心間のギャップを完全に埋める時の磁界の強さをH1と
すると、磁化曲線８はH1まで安定した傾きを保ってい
る。
【００２０】図４は図３の磁化曲線の、磁界の強さHと
微分透磁率μdとの関係を示したグラフである。図３の
６の磁化曲線を有する材料では図４の９、鉄心間のギャ
ップを20μｍとしたＣＴコアでは図４の１０、本実施例
のＣＴコアでは図４の１１のようになる。磁界の強さH
がH1に達するまでは、本実施例のＣＴコアが最も安定し
て大きい微分透磁率μdをとっている。
微分透磁率μdとの関係を示したグラフである。図３の
６の磁化曲線を有する材料では図４の９、鉄心間のギャ
ップを20μｍとしたＣＴコアでは図４の１０、本実施例
のＣＴコアでは図４の１１のようになる。磁界の強さH
がH1に達するまでは、本実施例のＣＴコアが最も安定し
て大きい微分透磁率μdをとっている。
【００２１】本実施例によれば、磁界の強さHがH1に達
するまでの範囲で、ＣＴからの二次電流の傾きが大きく
なるため、一次電流の検出が容易になる。
するまでの範囲で、ＣＴからの二次電流の傾きが大きく
なるため、一次電流の検出が容易になる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の電流トランスは、低電流領域の
検出を可能にするとともに、従来のものと比較して、よ
り大きい一次電流の検出まで対応可能である。そのた
め、従来の回路遮断器用の電流トランスと比較して、よ
り小型化、高性能にすることが可能である。
検出を可能にするとともに、従来のものと比較して、よ
り大きい一次電流の検出まで対応可能である。そのた
め、従来の回路遮断器用の電流トランスと比較して、よ
り小型化、高性能にすることが可能である。
【図１】本発明の第１の実施形態である電流トランスの
鉄心の分割面に磁性流体が配置されている状態を示す図
である。
鉄心の分割面に磁性流体が配置されている状態を示す図
である。
【図２】本発明の第１の実施形態である電流トランスに
おいて、鉄心の分割面に配置されている磁性流体が分割
面中心部に集中し、鉄心の分割面でのギャップを埋めて
いる状態を示す図である。
おいて、鉄心の分割面に配置されている磁性流体が分割
面中心部に集中し、鉄心の分割面でのギャップを埋めて
いる状態を示す図である。
【図３】磁化曲線を示すグラフである。
【図４】微分透磁率を示すグラフである。
【図５】従来の回路遮断器の断面図である。
【図６】二次側出力端子に負荷が接続されている状態で
の電流の流れを示す図である。
の電流の流れを示す図である。
１…鉄心、２…磁性流体、３…二次巻き線、４…フィル
ム、５…磁路、６…鉄心材料の磁化曲線、７…鉄心間に
ギャップを設けた場合の磁化曲線、８…鉄心間にギャッ
プを設け、ギャップに磁性流体を配置した場合の磁化曲
線、９…鉄心材料の微分透磁率、１０鉄心間にギャップ
を設けた場合の微分透磁率、１１…鉄心間にギャップを
設け、ギャップに磁性流体を配置した場合の微分透磁
率、１２…電源側固定接点台、１３…接点、１４…可動
接点台、１５…可撓性導体、１６負荷側固定接点台、１
７…電流トランス、１８…過電流検出回路、１９…引き
外し装置、２０…筐体、２１…抵抗体。
ム、５…磁路、６…鉄心材料の磁化曲線、７…鉄心間に
ギャップを設けた場合の磁化曲線、８…鉄心間にギャッ
プを設け、ギャップに磁性流体を配置した場合の磁化曲
線、９…鉄心材料の微分透磁率、１０鉄心間にギャップ
を設けた場合の微分透磁率、１１…鉄心間にギャップを
設け、ギャップに磁性流体を配置した場合の微分透磁
率、１２…電源側固定接点台、１３…接点、１４…可動
接点台、１５…可撓性導体、１６負荷側固定接点台、１
７…電流トランス、１８…過電流検出回路、１９…引き
外し装置、２０…筐体、２１…抵抗体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 勝彦 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 Ｆターム(参考） 2G025 AA05 AB14 5E081 AA05 BB03 CC05 EE05 GG05 5G030 FC05 FC07 XX08
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも２個以上に分割され、環状に
構成された鉄心と、該鉄心の分割面に配置された磁性流
体と、前記鉄心に巻かれた二次巻き線とを備える電流ト
ランスにおいて、鉄心間のギャップ長を可変としたこと
を特徴とする電流トランス。 - 【請求項２】 開閉可能に構成された接点および該接点
を外部回路に繋ぐ導体を含んで構成された主回路と、上
記主回路を構成する導体が上記鉄心の構成する環に挿通
された請求項１に記載の電流トランスとを有することを
特徴とする回路遮断器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177791A JP2001006956A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 電流トランスおよびこれを用いた回路遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177791A JP2001006956A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 電流トランスおよびこれを用いた回路遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001006956A true JP2001006956A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16037172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11177791A Pending JP2001006956A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 電流トランスおよびこれを用いた回路遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001006956A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007049604A1 (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-03 | Nikon Corporation | 用力伝送装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| CN104603890B (zh) * | 2012-09-10 | 2017-03-08 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于传感器的磁芯 |
-
1999
- 1999-06-24 JP JP11177791A patent/JP2001006956A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007049604A1 (ja) * | 2005-10-24 | 2007-05-03 | Nikon Corporation | 用力伝送装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| JPWO2007049604A1 (ja) * | 2005-10-24 | 2009-04-30 | 株式会社ニコン | 用力伝送装置、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| CN104603890B (zh) * | 2012-09-10 | 2017-03-08 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于传感器的磁芯 |
| CN107103982A (zh) * | 2012-09-10 | 2017-08-29 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于传感器的磁芯 |
| CN107103982B (zh) * | 2012-09-10 | 2019-09-17 | 霍尼韦尔国际公司 | 用于传感器的磁芯 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |