JP2018072228A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部導体を流れる電流から、漏電電流の直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能な電流検出装置を提供すること。【解決手段】電流検出装置１０は、第１検出部２０と、第２検出部３０とを備えている。第１検出部２０は、第１磁気コア２２と、第１磁気コア２２に巻回された第１巻線２４と、励磁／検出部２６と、ローパスフィルタ２８とを備えている。励磁／検出部２６は、第１巻線２４に励磁電流ＣＥを供給すると共に、漏電電流ＣＬの直流成分及び交流成分を検出して、カットオフ周波数が第１所定周波数に設定されたローパスフィルタ２８に出力する。第２検出部３０は、第２磁気コア３２と、第２磁気コア３２に巻回された第２巻線３４とを備えている。第２検出部３０は、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである。第２所定周波数は、第１所定周波数よりも低い。【選択図】図１

Description

本発明は、２以上の導線からなる外部導体を流れる漏電電流を検出可能な電流検出装置に関する。

特許文献１には、このタイプの電流検出装置が開示されている。

特許文献１の図８に開示された漏電遮断器（電流検出装置）は、第１の遮断機能と第２の遮断機能とを有している。第１の遮断機能は、２以上の導線からなる外部導体を流れる漏電電流の直流成分のみを検出し、検出した直流成分を直流電圧感度（直流閾値）と比較して漏電有無を判定する。第２の遮断機能は、漏電電流の交流成分のうち所定周波数以下の成分のみを検出し、検出した交流成分を交流電圧感度（交流閾値）と比較して漏電有無を判定する。このように漏電電流の直流成分及び所定周波数以下の交流成分を夫々別に検出し、且つ、互いに異なる直流閾値及び交流閾値と夫々比較することにより、電流検出装置の不要動作を抑えつつ、人体を保護できる。

特開２０１３−３８０４７号公報

電気自動車や再生エネルギー発電システム等の新たな技術分野の進展に伴い、電流検出装置の検出可能な周波数帯域を広げたいという要望がある。

そこで、本発明は、外部導体を流れる電流から、漏電電流の直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能な電流検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、第１の電流検出装置として、
２以上の導線からなる外部導体を流れる電流から漏電電流を検出可能な電流検出装置であって、
前記電流検出装置は、第１検出部と、第２検出部とを備えており、
前記第１検出部は、第１磁気コアと、第１巻線と、励磁／検出部と、ローパスフィルタとを備えており、
前記第１磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
前記第１巻線は、前記第１磁気コアに巻回されており、
前記励磁／検出部は、前記第１巻線と前記ローパスフィルタとの間に接続されており、
前記励磁／検出部は、前記第１巻線に励磁電流を供給すると共に、前記漏電電流の直流成分及び交流成分を検出して前記ローパスフィルタに出力し、
前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、第１所定周波数に設定されており、
前記第２検出部は、第２磁気コアと、第２巻線とを備えており、
前記第２磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
前記第２巻線は、前記第２磁気コアに巻回されており、
前記第２検出部は、前記漏電電流の前記交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものであり、
前記第２所定周波数は、前記第１所定周波数よりも低い
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第２の電流検出装置として、第１の電流検出装置であって、
前記第２所定周波数は、５０Ｈｚよりも高い
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第３の電流検出装置として、第１の電流検出装置であって、
前記第２所定周波数は、６０Ｈｚよりも高い
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第４の電流検出装置として、第１から第３までのいずれかの電流検出装置であって、
前記第２磁気コア及び前記第２巻線からなる第２コア部は、前記漏電電流の前記交流成分のうち前記第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第５の電流検出装置として、第１から第４までのいずれかの電流検出装置であって、
前記第２検出部は、ハイパスフィルタを更に備えており、
前記ハイパスフィルタは、前記第２巻線に接続されており、
前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、前記第２所定周波数に設定されている
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第６の電流検出装置として、第５の電流検出装置であって、
前記第２検出部は、増幅回路を更に備えており、
前記ハイパスフィルタは、前記増幅回路を経由して前記第２巻線に間接的に接続されている
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第７の電流検出装置として、第５又は第６の電流検出装置であって、
前記電流検出装置は、加算回路を更に備えており、
前記加算回路は、前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタの夫々に接続されており、前記ローパスフィルタの出力電圧と、前記ハイパスフィルタの出力電圧とを合成する
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第８の電流検出装置として、第１から第４までのいずれかの電流検出装置であって、
前記電流検出装置は、判定部を更に備えており、
前記判定部は、ＤＣ／ＡＣ判別部と、ＤＣ判定部と、ＡＣ判定部とを備えており、
前記ＤＣ／ＡＣ判別部は、前記ローパスフィルタに接続されており、
前記ＤＣ判定部は、前記ＤＣ／ＡＣ判別部に接続されており、
前記ＡＣ判定部は、前記ＤＣ／ＡＣ判別部に接続されていると共に、前記第２検出部に接続されており、
前記ＤＣ／ＡＣ判別部は、前記ローパスフィルタの出力電流のうちの直流成分を直流検出電流として前記ＤＣ判定部に出力すると共に、前記ローパスフィルタの前記出力電流のうちの交流成分を交流検出電流として前記ＡＣ判定部に出力し、
前記ＤＣ判定部は、前記直流検出電流を所定の直流閾値と比較し、
前記ＡＣ判定部は、前記交流検出電流と前記第２検出部の出力電流との合成電流を所定の交流閾値と比較する
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第９の電流検出装置として、第８の電流検出装置であって、
前記直流閾値及び前記交流閾値の夫々は、５００ｍＡ以下である
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第１０の電流検出装置として、第９の電流検出装置であって、
前記直流閾値は、前記交流閾値よりも小さい
電流検出装置を提供する。

また、本発明は、第１１の電流検出装置として、第１０の電流検出装置であって、
前記直流閾値は、３００ｍＡ以下である
電流検出装置を提供する。

本発明によれば、電流検出装置の第１検出部は、漏電電流の直流成分に加えて第１所定周波数以下の交流成分を検出できる。一方、第２検出部は、漏電電流の交流成分のうち、第１所定周波数よりも低い第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである。より具体的には、第２検出部は、実質的に、漏電電流の交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出できる。電流検出装置は、上述のように構成された第１検出部及び第２検出部を備えているため、直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能である。

例えば、本発明によれば、第２磁気コア及び第２巻線からなる第２コア部は、実質的に、漏電電流の交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出できる。このような第２コア部は、例えば、第２磁気コアの厚さを薄くする又は／及び第２巻線の巻回数を減らすといった調整によって得られる。換言すれば、本発明によれば、第２磁気コアの厚さを薄くしたり、第２巻線の巻回数を減らしたりすることができる。但し、第２コア部の調整に代えて、又は、第２コア部の調整に加えて、例えば、第２検出部にハイパスフィルタを設けてもよい。

本発明の実施の形態による電流検出装置を示すブロック図である。第１磁気コア及び第２磁気コアを模式的な斜視図で描画している。外部導体の一部を破線で描画している。 図１の電流検出装置の第２検出部の一例を示す回路図である。外部導体の一部を破線で描画している。 図１の第１磁気コアを含む第１コア部及び第２磁気コアを含む第２コア部を模式的に示す斜視図である。外部導体の一部を破線で描画している。 図３の第１コア部及び第２コア部を含む磁気コア部品を模式的に示す斜視図である。第１コア部の第１巻線及び第２コア部の第２巻線は描画していない。中間シールド部材の隔壁の隠れた輪郭を破線で描画している。 図１の電流検出装置の第１変形例を示すブロック図である。第１磁気コア及び第２磁気コアを模式的な斜視図で描画している。外部導体の一部を破線で描画している。 図１の電流検出装置の第２変形例を示すブロック図である。第１磁気コア及び第２磁気コアを模式的な斜視図で描画している。外部導体の一部を破線で描画している。

図１を参照すると、本発明の実施の形態による電流検出装置１０は、電力線である外部導体８０からの地絡や漏電（以下、纏めて「漏電」という。）を検出するための装置である。電流検出装置１０の検出結果は、例えば、遮断器（図示せず）に通知される。遮断器は、漏電の通知を受けたとき、外部導体８０の通電を停止する。

本実施の形態の外部導体８０は、２つの導線８２から構成されている。漏電が生じていないとき、２つの導線８２には、位相が１８０°ずれた交流（電流）ＣＡが流れている。従って、漏電が生じていないとき（通常時）、２つの導線８２を流れる電流ＣＡのベクトル和はゼロである。一方、漏電が生じると（漏電時）、一方の導線８２から、直流成分及び交流成分を含む漏電電流ＣＬが外部に漏れる。この結果、２つの導線８２を流れる電流ＣＡのベクトル和は、ゼロにならず、漏電電流ＣＬに対応して変動する。換言すれば、漏電時には、外部導体８０に、直流成分及び交流成分を含む漏電電流ＣＬが流れる。電流検出装置１０は、この漏電電流ＣＬを検出するための装置である。

以上の説明から理解されるように、複数の導線８２を流れる電流ＣＡのベクトル和が通常時にゼロである限り、外部導体８０の導線８２の数は２に限られず３以上であってもよい。例えば、外部導体８０は、三相交流用の３つの導線８２から構成されていてもよい。即ち、電流検出装置１０は、２以上の導線８２からなる外部導体８０を流れる電流ＣＡから漏電電流ＣＬを検出可能である。

電流検出装置１０は、検出部１２と、判定部１４とを備えている。検出部１２は、第１検出部２０と、第２検出部３０とから構成されている。判定部１４は、第１判定部４０と、第２判定部５０とから構成されている。即ち、電流検出装置１０は、第１検出部２０と、第２検出部３０と、第１判定部４０と、第２判定部５０とを備えている。

第１検出部２０は、漏電電流ＣＬから、第１検出電流（検出電流）ＣＤ１を検出して、第１出力信号（出力信号）ＳＯ１を出力する。第２検出部３０は、検出電流ＣＤ１と異なる第２検出電流ＣＤ２（検出電流）を検出して、出力信号ＳＯ１と異なる第２出力信号（出力信号）ＳＯ２を出力する。第１判定部４０は、出力信号ＳＯ１のみを使用して、漏電が生じているか否かを判定する。第２判定部５０は、出力信号ＳＯ２のみを使用して、漏電が生じているか否かを判定する。第１判定部４０及び第２判定部５０の夫々は、例えば、遮断器（図示せず）に判定結果を通知する。この結果、第１判定部４０及び第２判定部５０のうちの少なくとも一方が漏電が生じていると判定したときに、外部導体８０の通電が停止される。

第１検出部２０は、磁性体からなる第１磁気コア２２と、第１巻線２４と、励磁／検出部２６と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２８とを備えている。

本実施の形態の第１磁気コア２２は、トロイダル形状を有している。外部導体８０は、電流検出装置１０の使用時に、第１磁気コア２２の中心孔を通過している。但し、本発明は、これに限られず、第１磁気コア２２は、外部導体８０が延びる方向と直交する平面において外部導体８０を囲むように配置可能である限り、様々な形状に形成可能である。

図１及び図３を参照すると、第１巻線２４は、例えば絶縁体によって被覆された導電線である。第１巻線２４は、２つの励磁用コイルからなり、第１磁気コア２２にトロイダル状に巻回されている。第１巻線２４は、第１磁気コア２２と共に第１コア部２０Ｘを形成している。即ち、電流検出装置１０は、第１磁気コア２２及び第１巻線２４からなる第１コア部２０Ｘを備えている。

図１及び図２を参照すると、励磁／検出部２６は、導電線によって第１巻線２４の２つの励磁用コイルに接続されており、第１コア部２０Ｘと共にフラックスゲート型のセンサを構成している。また、励磁／検出部２６は、導電線によってローパスフィルタ２８に接続されている。換言すれば、励磁／検出部２６は、第１巻線２４とローパスフィルタ２８との間に接続されている。励磁／検出部２６は、漏電電流ＣＬの直流成分及び交流成分を検出してローパスフィルタ２８に出力する。

詳しくは、図２を参照すると、励磁／検出部２６は、励磁部２６２と、検出部２６４とを備えている。励磁部２６２は、１対の（２つの）トランジスタＴＲを使用した磁気マルチバイブレータ回路によって構成されている。検出部２６４は、励磁部２６２に接続されている。

励磁部２６２（励磁／検出部２６）は、第１巻線２４（２つの励磁用コイル）に、第１磁気コア２２の極性が反転する程度の大きさの励磁電流ＣＥを供給する。外部導体８０に漏電電流ＣＬが流れていないとき、各トランジスタＴＲにおいて、ＯＮ−ＯＦＦ周期に対するＯＮ時間の比率（デューティー比）は、０．５である。一方、外部導体８０に漏電電流ＣＬが流れると、第１磁気コア２２が偏磁する。この結果、トランジスタＴＲが転流するまでの時間が変化し、トランジスタＴＲのＯＮ−ＯＦＦ時間が変化する。即ち、デューティー比が、０．５から０．５よりも大きな値又は小さな値に変化する。検出部２６４は、このデューティー比の変化を検出して、変化量に応じた検出電圧ＶＤ（検出信号）をローパスフィルタ２８に出力する。

図２に示された励磁／検出部２６は、上述のように構成されているため、漏電電流ＣＬの直流成分を検出可能であり、且つ、漏電電流ＣＬの交流成分のうちの励磁電流ＣＥの周波数以下の成分を検出可能である。即ち、第１コア部２０Ｘは、低周波検出用の部品である。但し、励磁／検出部２６は、漏電電流ＣＬの直流成分及び交流成分を検出できる限り、図２に示された構成に限られず、様々な回路によって構成可能である。また、第１コア部２０Ｘの第１巻線２４を２つの励磁用コイルに代えて１つのコイルから構成することも可能である。

図１を参照すると、ローパスフィルタ２８のカットオフ周波数は、第１所定周波数に設定されている。第１所定周波数は、例えば、励磁電流ＣＥの周波数である。ローパスフィルタ２８は、導電線によって第１判定部４０に接続されている。ローパスフィルタ２８は、励磁／検出部２６が出力した検出信号の直流成分及び第１所定周波数以下の交流成分を殆ど減衰させずに通過させ、出力信号ＳＯ１として第１判定部４０に出力する。

図１に示されるように、第２検出部３０は、磁性体からなる第２磁気コア３２と、第２巻線３４とを備えている。

本実施の形態の第２磁気コア３２は、トロイダル形状を有している。外部導体８０は、電流検出装置１０の使用時に、第２磁気コア３２の中心孔を通過している。但し、本発明は、これに限られず、第２磁気コア３２は、外部導体８０が延びる方向と直交する平面において外部導体８０を囲むように配置可能である限り、様々な形状に形成可能である。

図１及び図３を参照すると、第２巻線３４は、例えば絶縁体によって被覆された導電線である。第２巻線３４は、第２磁気コア３２にトロイダル状に巻回されている。第２巻線３４は、第２磁気コア３２と共に第２コア部３０Ｘを形成している。即ち、電流検出装置１０は、第２磁気コア３２及び第２巻線３４からなる第２コア部３０Ｘを備えている。

図１に示されるように、第２巻線３４は、導電線によって第２判定部５０に接続されている。第２検出部３０は、零相変流器であり、外部導体８０に漏電電流ＣＬが流れると、第２巻線３４に第２検出電流ＣＤ２が流れる。第２検出電流ＣＤ２は、出力信号ＳＯ２として、第２判定部５０に出力される。第２巻線３４に生じる第２検出電流ＣＤ２は、漏電電流ＣＬの交流成分の周波数が低くなると減衰する。第２検出電流ＣＤ２が、十分に高い周波数（例えば、１ｋＨｚ）における電流値と比べて３ｄＢを超えて減衰すると、第２検出電流ＣＤ２を使用した漏電の検出が実質的に不可能になる。従って、第２コア部３０Ｘは、実質的には、漏電電流ＣＬの交流成分のうち減衰量が３ｄＢ以内である周波数（第２所定周波数）以上の成分のみを検出できる。

上述した第２所定周波数は、様々な方法によって様々な値に設定可能である。後述するように、本実施の形態における第２所定周波数は、第２コア部３０Ｘを調節することによって、第１所定周波数よりも低くなるように設定されている。

上述のように、第２検出部３０は、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである。換言すれば、第２検出部３０は、実質的に、漏電電流ＣＬの交流成分のうち、第２所定周波数以上の成分のみを検出できる。一方、第１検出部２０は、漏電電流ＣＬの直流成分に加えて、漏電電流ＣＬの交流成分のうち、第２所定周波数よりも高い第１所定周波数以下の交流成分を検出できる。従って、漏電電流ＣＬの直流成分及び全ての周波数の交流成分が、第１検出部２０及び第２検出部３０のうちの少なくとも一方によって検出される。電流検出装置１０は、上述のように構成された第１検出部２０及び第２検出部３０を備えているため、漏電電流ＣＬの直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能である。

図３を参照すると、本実施の形態の第２コア部３０Ｘは、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである。即ち、第２コア部３０Ｘは、高周波検出用の部品であり、実質的に、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出できる。このような第２コア部３０Ｘは、「第２磁気コア３２の断面積×第２巻線３４の巻回数」を小さくするといった第２コア部３０Ｘの調整によって得られる。換言すれば、本実施の形態によれば、第２磁気コア３２の厚さｔ２を薄くしたり、第２巻線３４の巻回数を減らすことができる。例えば、従来は３層に巻回されていた第２巻線３４を１層に巻回できる。

第２磁気コア３２の厚さｔ２を薄くすることで、第２コア部３０Ｘによって検出可能な第２所定周波数が高くなる。前述したように、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分を検出するためには、十分に高い周波数（例えば、１ｋＨｚ）に対する第２検出電流ＣＤ２に比べて、第２所定周波数に対する第２検出電流ＣＤ２の減衰量を３ｄＢ以内とする必要がある。第２磁気コア３２の厚さｔ２を薄くすることで、減衰量が３ｄＢ以内となる第２所定周波数が高くなる。例えば、第２所定周波数が商用交流電流の周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）よりも高い場合、第２検出部３０は、商用交流電流の漏電を検出できない。

しかしながら、本実施形態によれば、第１検出部２０が設けられているため、第２検出部３０は、商用交流電流の漏電を検出できなくてもよい。更に、本実施形態によれば、第１コア部２０Ｘと第２コア部３０Ｘとを組み合わせた際のサイズ（厚さｔ１＋厚さｔ２）を小さくできる。これにより、漏電電流ＣＬの高周波数帯域を含む交流成分を検出可能にしつつ、電流検出装置１０を小型化できる。

本実施形態によれば、第１検出部２０の第１所定周波数を、より高く設定することにより、第２検出部３０の第２所定周波数を、より高く設定できる。例えば、第２所定周波数を、５０Ｈｚよりも高く設定したり、６０Ｈｚよりも高く設定したりすることにより、第２磁気コア３２の厚さｔ２を、より薄くできる。

例えば、第１所定周波数は、１００Ｈｚ程度としてもよい。更に、第１所定周波数は、１ｋＨｚ程度としてもよい。この場合、例えば、第１磁気コア２２として、パーマロイコア、ナノ結晶コア、アモルファスコア等の軟磁性コアを使用してもよいし、第１磁気コア２２を、巻きコアや積層コアとしてもよい。巻きコアを使用する場合、巻かれる板の厚さ（板厚）を薄くしてもよい。積層コアを使用する場合、積層される各板の厚さ（板厚）を薄くしてもよい。例えば、巻きコアや積層コアの板厚を、０．３５ｍｍ以下としてもよいし、０．１ｍｍ以下としてもよい。巻きコアや積層コアの板厚を薄くすることで、第１検出部２０（図１参照）によって検出可能な周波数範囲が高周波側に広くなる。この結果、第２磁気コア３２の厚さｔ２を薄くでき、これにより第１コア部２０Ｘと第２コア部３０Ｘとを組み合わせた際のサイズ（厚さｔ１＋厚さｔ２）を更に小さくできる。

本実施の形態による電流検出装置１０は、既に説明した変形例に加えて、以下に説明するように、更に様々に変形可能である。

図１を参照すると、検出部１２及び判定部１４の夫々は、図示した構成要素に加えて他の構成要素を含んでいてもよい。例えば、第２巻線３４と第２判定部５０との間に抵抗器が設けられていてもよい。

図３を参照すると、本実施の形態において、第１磁気コア２２と第２磁気コア３２とは、互いに同じ外径Ｄ及び内径ｄを有している。例えば、外部導体８０が、電気自動車（図示せず）における充電ケーブルである場合、外径Ｄが４０ｍｍ以下であり且つ内径ｄが５ｍｍ以上であることが好ましく、外径Ｄが３５ｍｍ以下であり且つ内径ｄが８ｍｍ以上であることが更に好ましい。但し、電流検出装置１０（図１参照）の用途は、電気自動車における充電ケーブルの漏電検出に限定されず、第１磁気コア２２及び第２磁気コア３２のサイズは、上述した値に限定されない。

図４を参照すると、第１コア部２０Ｘと第２コア部３０Ｘとを磁気コア部品７０に一体化してもよい。換言すれば、電流検出装置１０は、第１コア部２０Ｘと第２コア部３０Ｘとを含む磁気コア部品７０を備えていてもよい。

図４に示した磁気コア部品７０は、第１コア部２０Ｘ及び第２コア部３０Ｘに加えて、磁性材料からなる第１シールド部材７２と、磁性材料からなる中間シールド部材７４と、磁性材料からなる第２シールド部材７６とを備えている。中間シールド部材７４は、隔壁７４２を有している。第１コア部２０Ｘは、第１シールド部材７２及び中間シールド部材７４の上部からなる上部ケースに収容されており、第２コア部３０Ｘは、第２シールド部材７６及び中間シールド部材７４の下部からなる下部ケースに収容されている。

第１コア部２０Ｘ及び第２コア部３０Ｘは、微弱な漏電電流ＣＬ（図１参照）を検出するためのものであり、外部磁界の影響を受けやすい。第１コア部２０Ｘ及び第２コア部３０Ｘを磁気シールドすることにより、外部磁界の影響を防ぐことができる。更に、第１コア部２０Ｘと第２コア部３０Ｘとの間を１枚の隔壁７４２のみによって隔てることで、磁気コア部品７０のサイズを小さくできる。

磁気コア部品７０は、図４に示した構造に限定されず、様々に変形可能である。例えば、第１コア部２０Ｘを収容する上部ケースは、第２コア部３０Ｘを収容する下部ケースと別体の部材であってもよい。この場合、上部ケースは、磁気シールド機能に優れたパーマロイから形成して、外部磁界の影響を受けやすい低周波検出用の部品（第１コア部２０Ｘ）を、より確実に確実に磁気シールドしてもよい。一方、第１コア部２０Ｘと比較して外部磁界の影響を受け難い高周波検出用の部品（第２コア部３０Ｘ）を収容する下部ケースは、珪素鋼板等の比較的安価な材料から形成してもよい。

以下、本実施の形態による電流検出装置１０（図１参照）の第１の変形例及び第２の変形例について、電流検出装置１０との相違点を中心に説明する。

図５を図１と比較すると、第１の変形例による電流検出装置１０Ａは、電流検出装置１０と同じ検出部１２と、電流検出装置１０の判定部１４と異なる判定部１４Ａとを備えている。

図５を参照すると、判定部１４Ａは、ＤＣ／ＡＣ判別部６２と、ＤＣ判定部６４と、ＡＣ判定部６６とを備えている。ＤＣ／ＡＣ判別部６２は、導電線によってローパスフィルタ２８に接続されている。ＤＣ判定部６４は、導電線によってＤＣ／ＡＣ判別部６２に接続されている。ＡＣ判定部６６は、導電線によって第２検出部３０に接続されていると共に、導電線によってＤＣ／ＡＣ判別部６２に接続されている。

第１検出部２０の出力信号ＳＯ１は、ＤＣ／ＡＣ判別部６２に出力され、第２検出部３０の出力信号ＳＯ２は、ＡＣ判定部６６に出力される。ＤＣ／ＡＣ判別部６２は、出力信号ＳＯ１（出力電流）のうちの直流成分を直流検出電流ＤＣとしてＤＣ判定部６４に出力すると共に、ローパスフィルタ２８の出力信号ＳＯ１（出力電流）のうちの交流成分を交流検出電流ＡＣとしてＡＣ判定部６６に出力する。

ＤＣ判定部６４は、直流検出電流ＤＣを所定の直流閾値と比較し、直流検出電流ＤＣが直流閾値以上である場合に、漏電が生じていると判定する。ＡＣ判定部６６は、交流検出電流ＡＣと第２検出部３０の出力信号ＳＯ２（出力電流）との合成電流を所定の交流閾値と比較し、合成電流が交流閾値以上である場合に、漏電が生じていると判定する。ＤＣ判定部６４及びＡＣ判定部６６の夫々は、例えば、遮断器（図示せず）に判定結果を通知する。この結果、ＤＣ判定部６４及びＡＣ判定部６６のうちの少なくとも一方が漏電が生じていると判定したときに、外部導体８０の通電が停止される。

電流検出装置１０Ａによっても、電流検出装置１０（図１参照）と同様に、漏電電流ＣＬの直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能である。また、電流検出装置１０と同様に、第２磁気コア３２の厚さを薄くしたり、第２巻線３４の巻回数を減らすことができる。

電流検出装置１０Ａにおいて、直流閾値及び交流閾値の夫々は、例えば、５００ｍＡ以下に設定すればよい。直流閾値は交流閾値と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、直流閾値は、交流閾値よりも小さくてもよい。より具体的には、直流閾値は、３００ｍＡ以下であってもよい。

図６を図１と比較すると、第２の変形例による電流検出装置１０Ｂは、電流検出装置１０の検出部１２と異なる検出部１２Ｂと、電流検出装置１０の判定部１４と異なる判定部１４Ｂと、電流検出装置１０に設けられていない加算回路１８とを備えている。検出部１２Ｂは、電流検出装置１０と同じ第１検出部２０と、電流検出装置１０の第２検出部３０と異なる第２検出部３０Ｂとを備えている。

第２検出部３０Ｂは、増幅回路３６と、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）３８とを備えている。増幅回路３６は、導電線によって第２巻線３４に接続されており、且つ、導電線によってハイパスフィルタ３８に接続されている。換言すれば、増幅回路３６は、第２巻線３４とハイパスフィルタ３８との間に接続されている。増幅回路３６は、第２巻線３４に生じた第２検出電流ＣＤ２の電圧を増幅してハイパスフィルタ３８に出力する。

ローパスフィルタ２８のカットオフ周波数は、上述した実施の形態及び第１変形例と同様に、第１所定周波数に設定されている。ハイパスフィルタ３８のカットオフ周波数は、第１所定周波数よりも小さな第２所定周波数に設定されている。ハイパスフィルタ３８は、増幅回路３６が出力した検出信号のうち、第２所定周波数以上の交流成分を殆ど減衰させずに通過させ、出力信号ＳＯ２として出力する。

加算回路１８は、ローパスフィルタ２８及びハイパスフィルタ３８に導電線によって接続されている。ローパスフィルタ２８は、加算回路１８に出力信号ＳＯ１を出力し、ハイパスフィルタ３８は、加算回路１８に出力信号ＳＯ２を出力する。加算回路１８は、ローパスフィルタ２８の出力信号ＳＯ１（出力電圧）と、ハイパスフィルタ３８の出力信号ＳＯ２（出力電圧）とを合成して、合成信号ＳＣを判定部１４Ｂに出力する。

判定部１４Ｂは、合成信号ＳＣの電圧を所定の閾値と比較し、合成信号ＳＣの電圧が閾値以上である場合に、漏電が生じていると判定する。電流検出装置１０Ｂは、判定部１４Ｂが漏電が生じていると判定したときに、漏電が生じていると判定する。判定部１４Ｂは、例えば、遮断器（図示せず）に判定結果を通知し、この通知に応じて外部導体８０の通電が停止される。

電流検出装置１０Ｂによっても、電流検出装置１０（図１参照）や電流検出装置１０Ａ（図５参照）と同様に、漏電電流ＣＬの直流成分を検出可能であると共に、高周波数帯域を含む交流成分を検出可能である。また、電流検出装置１０Ｂの第２検出部３０Ｂは、カットオフ周波数が第２所定周波数に設定されたハイパスフィルタ３８を備えているため、第２磁気コア３２の厚さを薄くしたり、第２巻線３４の巻回数を減らすことなく、漏電電流ＣＬの交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出できる。但し、電流検出装置１０Ｂにおいても、第２磁気コア３２の厚さを薄くしたり、第２巻線３４の巻回数を減らすことができる。

電流検出装置１０Ｂは、様々に変形可能である。例えば、電流検出装置１０Ｂのハイパスフィルタ３８は、増幅回路３６を経由して第２巻線３４に間接的に接続されているが、ハイパスフィルタ３８は、増幅回路３６を設けずに第２巻線３４に直接的に接続されていてもよい。但し、漏電電流ＣＬが微弱であることを考慮すると、増幅回路３６を設けることが好ましい。

上述した実施の形態及び変形例は、様々に組み合わせることができる。例えば、図１の電流検出装置１０は、第２検出部３０に代えて、図６の電流検出装置１０Ｂの第２検出部３０Ｂを備えていてもよい。

１０，１０Ａ，１０Ｂ 電流検出装置
１２，１２Ｂ 検出部
１４，１４Ａ，１４Ｂ 判定部
１８ 加算回路
２０ 第１検出部
２０Ｘ 第１コア部
２２ 第１磁気コア
２４ 第１巻線
２６ 励磁／検出部
２６２ 励磁部
２６４ 検出部
２８ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
３０，３０Ｂ 第２検出部
３０Ｘ 第２コア部
３２ 第２磁気コア
３４ 第２巻線
３６ 増幅回路
３８ ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）
４０ 第１判定部
５０ 第２判定部
６２ ＤＣ／ＡＣ判別部
６４ ＤＣ判定部
６６ ＡＣ判定部
７０ 磁気コア部品
７２ 第１シールド部材
７４ 中間シールド部材
７４２ 隔壁
７６ 第２シールド部材
８０ 外部導体
８２ 導線
ＴＲ トランジスタ
ＶＤ 検出電圧
ＣＡ 交流（電流）
ＣＥ 励磁電流
ＣＬ 漏電電流
ＣＤ１ 第１検出電流（検出電流）
ＣＤ２ 第２検出電流（検出電流）
ＳＯ１ 第１出力信号（出力信号）
ＳＯ２ 第２出力信号（出力信号）
ＳＣ 合成信号
ＤＣ 直流検出電流
ＡＣ 交流検出電流

Claims (11)

1. ２以上の導線からなる外部導体を流れる電流から漏電電流を検出可能な電流検出装置であって、
   前記電流検出装置は、第１検出部と、第２検出部とを備えており、
   前記第１検出部は、第１磁気コアと、第１巻線と、励磁／検出部と、ローパスフィルタとを備えており、
   前記第１磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
   前記第１巻線は、前記第１磁気コアに巻回されており、
   前記励磁／検出部は、前記第１巻線と前記ローパスフィルタとの間に接続されており、
   前記励磁／検出部は、前記第１巻線に励磁電流を供給すると共に、前記漏電電流の直流成分及び交流成分を検出して前記ローパスフィルタに出力し、
   前記ローパスフィルタのカットオフ周波数は、第１所定周波数に設定されており、
   前記第２検出部は、第２磁気コアと、第２巻線とを備えており、
   前記第２磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
   前記第２巻線は、前記第２磁気コアに巻回されており、
   前記第２検出部は、前記漏電電流の前記交流成分のうち第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものであり、
   前記第２所定周波数は、前記第１所定周波数よりも低い
   電流検出装置。
2. 請求項１記載の電流検出装置であって、
   前記第２所定周波数は、５０Ｈｚよりも高い
   電流検出装置。
3. 請求項１記載の電流検出装置であって、
   前記第２所定周波数は、６０Ｈｚよりも高い
   電流検出装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の電流検出装置であって、
   前記第２磁気コア及び前記第２巻線からなる第２コア部は、前記漏電電流の前記交流成分のうち前記第２所定周波数以上の成分のみを検出するためのものである
   電流検出装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の電流検出装置であって、
   前記第２検出部は、ハイパスフィルタを更に備えており、
   前記ハイパスフィルタは、前記第２巻線に接続されており、
   前記ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、前記第２所定周波数に設定されている
   電流検出装置。
6. 請求項５記載の電流検出装置であって、
   前記第２検出部は、増幅回路を更に備えており、
   前記ハイパスフィルタは、前記増幅回路を経由して前記第２巻線に間接的に接続されている
   電流検出装置。
7. 請求項５又は請求項６記載の電流検出装置であって、
   前記電流検出装置は、加算回路を更に備えており、
   前記加算回路は、前記ローパスフィルタ及び前記ハイパスフィルタの夫々に接続されており、前記ローパスフィルタの出力電圧と、前記ハイパスフィルタの出力電圧とを合成する
   電流検出装置。
8. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の電流検出装置であって、
   前記電流検出装置は、判定部を更に備えており、
   前記判定部は、ＤＣ／ＡＣ判別部と、ＤＣ判定部と、ＡＣ判定部とを備えており、
   前記ＤＣ／ＡＣ判別部は、前記ローパスフィルタに接続されており、
   前記ＤＣ判定部は、前記ＤＣ／ＡＣ判別部に接続されており、
   前記ＡＣ判定部は、前記ＤＣ／ＡＣ判別部に接続されていると共に、前記第２検出部に接続されており、
   前記ＤＣ／ＡＣ判別部は、前記ローパスフィルタの出力電流のうちの直流成分を直流検出電流として前記ＤＣ判定部に出力すると共に、前記ローパスフィルタの前記出力電流のうちの交流成分を交流検出電流として前記ＡＣ判定部に出力し、
   前記ＤＣ判定部は、前記直流検出電流を所定の直流閾値と比較し、
   前記ＡＣ判定部は、前記交流検出電流と前記第２検出部の出力電流との合成電流を所定の交流閾値と比較する
   電流検出装置。
9. 請求項８記載の電流検出装置であって、
   前記直流閾値及び前記交流閾値の夫々は、５００ｍＡ以下である
   電流検出装置。
10. 請求項９記載の電流検出装置であって、
    前記直流閾値は、前記交流閾値よりも小さい
    電流検出装置。
11. 請求項１０記載の電流検出装置であって、
    前記直流閾値は、３００ｍＡ以下である
    電流検出装置。

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