JP3390691B2 - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＧＩＳの母線中
心導体に流れる電流を測定する電流測定装置に関するも
のである。
心導体に流れる電流を測定する電流測定装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、例えば特開昭６３−２０１５
６９号公報に示されたものと類似の、ロゴスキー型電流
変成器を用いた電流測定装置のブロック図である。図に
於いて、１は例えば電力母線などの電流測定対象線、２
はこの電流測定対象線１に取り付けたロゴスキー型電流
変成器であり、以下ロゴスキーコイルと呼ぶ。３はロゴ
スキーコイル２の出力を適正な電圧信号に変換するアナ
ログ回路、４はアナログ回路３のアナログ電圧信号出力
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５はＡ／Ｄ
変換器４を制御してその結果を演算するためのマイクロ
コンピュータ（以下ＣＰＵと呼ぶ場合もある）、６はＣ
ＰＵ５の出力信号を遠方に伝達するために光信号に変換
するＥ／Ｏモジュールであるが距離が短い場合は用いら
れないで電気信号のまま次段へ送られる場合もある。６
１はＥ／Ｏモジュール６の光出力信号を伝送する光ケー
ブルである。
６９号公報に示されたものと類似の、ロゴスキー型電流
変成器を用いた電流測定装置のブロック図である。図に
於いて、１は例えば電力母線などの電流測定対象線、２
はこの電流測定対象線１に取り付けたロゴスキー型電流
変成器であり、以下ロゴスキーコイルと呼ぶ。３はロゴ
スキーコイル２の出力を適正な電圧信号に変換するアナ
ログ回路、４はアナログ回路３のアナログ電圧信号出力
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器、５はＡ／Ｄ
変換器４を制御してその結果を演算するためのマイクロ
コンピュータ（以下ＣＰＵと呼ぶ場合もある）、６はＣ
ＰＵ５の出力信号を遠方に伝達するために光信号に変換
するＥ／Ｏモジュールであるが距離が短い場合は用いら
れないで電気信号のまま次段へ送られる場合もある。６
１はＥ／Ｏモジュール６の光出力信号を伝送する光ケー
ブルである。
【０００３】７はマイクロコンピュータ５の結果を表示
させる表示装置である。表示装置７は一般に測定対象線
１から遠く離れた場所に設置されることがおおいので、
光信号線６１は長くなり必要に応じて中間に光増幅器
（図示しない）を設置しなければならない場合もある。
させる表示装置である。表示装置７は一般に測定対象線
１から遠く離れた場所に設置されることがおおいので、
光信号線６１は長くなり必要に応じて中間に光増幅器
（図示しない）を設置しなければならない場合もある。
【０００４】２０はアナログ回路３、Ａ／Ｄ変換器４、
ＣＰＵ５、に電源を供給するためのＤＣ／ＤＣ電源ユニ
ツトであり、入出力間は絶縁されているがその絶縁耐圧
は電子回路レベルであるので、一般には高くはない。５
１はこの種の電流測定装置が用いられることの多い変電
所や発電所の所内電源（ここでは直流１００ｖ）ライン
である。電流測定装置１００はロゴスキーコイル２と、
アナログ回路３、Ａ／Ｄ変換器４、ＣＰＵ５、ＤＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニット２０で構成されている。
ＣＰＵ５、に電源を供給するためのＤＣ／ＤＣ電源ユニ
ツトであり、入出力間は絶縁されているがその絶縁耐圧
は電子回路レベルであるので、一般には高くはない。５
１はこの種の電流測定装置が用いられることの多い変電
所や発電所の所内電源（ここでは直流１００ｖ）ライン
である。電流測定装置１００はロゴスキーコイル２と、
アナログ回路３、Ａ／Ｄ変換器４、ＣＰＵ５、ＤＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニット２０で構成されている。
【０００５】測定対象線１に電流が流れると、ロゴスキ
ーコイル２に電流の大きさに対応する電圧が発生する。
検出された電圧はアナログ回路３でその後の処理に適正
な電圧レベルに調整されてＡ／Ｄ変換器４に入力され
る。マイクロコンピュータ５はＡ／Ｄ変換器４を制御
し、電流値をディジタル値として演算し、演算結果をＥ
／Ｏモジュール６と光ケーブル６１を経由して表示装置
７（ディスプレイやプリンタなど）に表示する。
ーコイル２に電流の大きさに対応する電圧が発生する。
検出された電圧はアナログ回路３でその後の処理に適正
な電圧レベルに調整されてＡ／Ｄ変換器４に入力され
る。マイクロコンピュータ５はＡ／Ｄ変換器４を制御
し、電流値をディジタル値として演算し、演算結果をＥ
／Ｏモジュール６と光ケーブル６１を経由して表示装置
７（ディスプレイやプリンタなど）に表示する。
【０００６】次に動作について説明する。一般的にアナ
ログ回路３の入力線（ロゴスキーコイル２とアナログ回
路３を接続する線）を長くするとノイズを拾いやすくな
りＳ／Ｎ比が悪化するので、上記のように構成された電
流測定装置１００をＧＩＳ遮断機に適用し、ＧＩＳタン
クの中心導体に流れる電流を検出する場合、配線長を短
くするために、電流測定装置１００はＧＩＳタンクのタ
ンク外壁に取り付けたいと言う要求がある。しかし、電
流測定装置１００を安易にＧＩＳタンク外壁に取り付け
た場合、ＧＩＳに落雷、地絡などの事故が発生すると、
タンク外壁の電位は大地に対して大幅に上昇する。電子
回路を収納しているケース（図示しない）等の電位も上
昇し、その結果電子回路の電源や信号ラインなどケース
と容量的に結合している回路の電位も上昇する。所内電
源５１は大抵、大地電位にあるから前記電圧はＤＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニツト２０の絶縁を破壊し、その結果アナログ
回路３やＣＰＵ５などの電子回路も破壊する。
ログ回路３の入力線（ロゴスキーコイル２とアナログ回
路３を接続する線）を長くするとノイズを拾いやすくな
りＳ／Ｎ比が悪化するので、上記のように構成された電
流測定装置１００をＧＩＳ遮断機に適用し、ＧＩＳタン
クの中心導体に流れる電流を検出する場合、配線長を短
くするために、電流測定装置１００はＧＩＳタンクのタ
ンク外壁に取り付けたいと言う要求がある。しかし、電
流測定装置１００を安易にＧＩＳタンク外壁に取り付け
た場合、ＧＩＳに落雷、地絡などの事故が発生すると、
タンク外壁の電位は大地に対して大幅に上昇する。電子
回路を収納しているケース（図示しない）等の電位も上
昇し、その結果電子回路の電源や信号ラインなどケース
と容量的に結合している回路の電位も上昇する。所内電
源５１は大抵、大地電位にあるから前記電圧はＤＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニツト２０の絶縁を破壊し、その結果アナログ
回路３やＣＰＵ５などの電子回路も破壊する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の電流測定装置は
以上のように構成されており、ＤＣ／ＤＣ電源ユニット
の絶縁電圧がＧＩＳタンクの事故時上昇電圧に耐えられ
ないため、ＧＩＳタンクに取り付けられない、したがっ
て、ＧＩＳの電流検出には利用しがたいという問題点が
あった。
以上のように構成されており、ＤＣ／ＤＣ電源ユニット
の絶縁電圧がＧＩＳタンクの事故時上昇電圧に耐えられ
ないため、ＧＩＳタンクに取り付けられない、したがっ
て、ＧＩＳの電流検出には利用しがたいという問題点が
あった。
【０００８】また、電流検出装置を表示装置から遠く離
れた場所に取り付けると、光信号出力ケーブル長が長く
なり、費用がかかるという問題があった。
れた場所に取り付けると、光信号出力ケーブル長が長く
なり、費用がかかるという問題があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電流検出装置をロゴスキーコイ
ルの近くのＧＩＳタンク外壁に取り付けても、事故時に
破壊されるようなことがなく、また、光信号出力ケーブ
ルを用いないでも、耐電圧性が確保でき、取付け場所が
表示装置から遠くなっても影響がない電流検出装置を得
ること目的とする。
ためになされたもので、電流検出装置をロゴスキーコイ
ルの近くのＧＩＳタンク外壁に取り付けても、事故時に
破壊されるようなことがなく、また、光信号出力ケーブ
ルを用いないでも、耐電圧性が確保でき、取付け場所が
表示装置から遠くなっても影響がない電流検出装置を得
ること目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の電流測定装置
は、中心導体を有するＧＩＳタンクの内部に前記中心導
体を取り囲むように取り付けられたロゴスキーコイル
と、このロゴスキーコイルの出力を処理する電子回路と
を有し、前記電子回路から出力信号を送出する出力ライ
ンと前記電子回路に電源を供給する電源ラインの２つの
外部ラインで外部と接続される電流測定装置であって、
前記電子回路は前記ＧＩＳタンクに取り付けられたシー
ルドケースに収納され、前記電子回路の前記電源ライン
は電源電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源ユニットと、この
ＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交流を供給する高耐圧トラン
スと、この高耐圧トランスに交流電力を供給するＤＣ／
ＡＣインバータとを備えた絶縁ラインであり、前記電子
回路の出力ラインは前記出力信号を光信号に変換するＥ
／Ｏモジュールと、前記光信号を伝送する光ケーブルと
を備えた絶縁ラインとしたものである。
は、中心導体を有するＧＩＳタンクの内部に前記中心導
体を取り囲むように取り付けられたロゴスキーコイル
と、このロゴスキーコイルの出力を処理する電子回路と
を有し、前記電子回路から出力信号を送出する出力ライ
ンと前記電子回路に電源を供給する電源ラインの２つの
外部ラインで外部と接続される電流測定装置であって、
前記電子回路は前記ＧＩＳタンクに取り付けられたシー
ルドケースに収納され、前記電子回路の前記電源ライン
は電源電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源ユニットと、この
ＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交流を供給する高耐圧トラン
スと、この高耐圧トランスに交流電力を供給するＤＣ／
ＡＣインバータとを備えた絶縁ラインであり、前記電子
回路の出力ラインは前記出力信号を光信号に変換するＥ
／Ｏモジュールと、前記光信号を伝送する光ケーブルと
を備えた絶縁ラインとしたものである。
【００１１】また、中心導体を有するＧＩＳタンクの内
部に前記中心導体を取り囲むように取り付けられたロゴ
スキーコイル、このロゴスキーコイルの出力を処理する
電子回路を有し、前記電子回路の出力ラインと前記電子
回路の電源ラインの２つの外部ラインで外部と接続され
る電流測定装置であって、前記電子回路は前記ＧＩＳタ
ンクに取り付けられたシールドケースに収納され、前記
電子回路の前記電源ラインは電源電力を供給するＡＣ／
ＤＣ電源ユニットと、このＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交
流を供給し、かつ、信号捲線を有する高耐圧トランス
と、この高耐圧トランスに交流電力を供給するＤＣ／Ａ
Ｃインバータとを備えた絶縁ラインであり、前記電子回
路の出力ラインは、前記出力信号をシリアル信号に変換
しこのシリアル信号を前記高耐圧トランスの前記信号捲
線から前記交流電力に重畳するシリアル信号出力部と、
前記ＤＣ／ＡＣインバータによって供給される前記交流
電力から前記重畳されたシリアル信号を抽出するフィル
ター回路とを備えた絶縁ラインとしたものである。
部に前記中心導体を取り囲むように取り付けられたロゴ
スキーコイル、このロゴスキーコイルの出力を処理する
電子回路を有し、前記電子回路の出力ラインと前記電子
回路の電源ラインの２つの外部ラインで外部と接続され
る電流測定装置であって、前記電子回路は前記ＧＩＳタ
ンクに取り付けられたシールドケースに収納され、前記
電子回路の前記電源ラインは電源電力を供給するＡＣ／
ＤＣ電源ユニットと、このＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交
流を供給し、かつ、信号捲線を有する高耐圧トランス
と、この高耐圧トランスに交流電力を供給するＤＣ／Ａ
Ｃインバータとを備えた絶縁ラインであり、前記電子回
路の出力ラインは、前記出力信号をシリアル信号に変換
しこのシリアル信号を前記高耐圧トランスの前記信号捲
線から前記交流電力に重畳するシリアル信号出力部と、
前記ＤＣ／ＡＣインバータによって供給される前記交流
電力から前記重畳されたシリアル信号を抽出するフィル
ター回路とを備えた絶縁ラインとしたものである。
【００１２】また、高耐圧トランスはＤＣ／ＡＣインバ
ータの交流出力を絶縁する第１の高耐圧トランスと、前
記第１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニッ
トが必要とする電圧レベルに変換して供給するとともに
シリアル信号出力部に接続される信号捲線を有する第２
の高耐圧トランスとを備えたものである。
ータの交流出力を絶縁する第１の高耐圧トランスと、前
記第１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニッ
トが必要とする電圧レベルに変換して供給するとともに
シリアル信号出力部に接続される信号捲線を有する第２
の高耐圧トランスとを備えたものである。
【００１３】また、高耐圧トランスはＤＣ／ＡＣインバ
ータの交流出力を絶縁するとともに、フィルター回路に
接続される信号捲線を有する第１の高耐圧トランスと、
前記第１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニ
ットが必要とする電圧レベルに変換して供給するととも
にシリアル信号出力部に接続される信号捲線を有する第
２の高耐圧トランスとを備えたものである。
ータの交流出力を絶縁するとともに、フィルター回路に
接続される信号捲線を有する第１の高耐圧トランスと、
前記第１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニ
ットが必要とする電圧レベルに変換して供給するととも
にシリアル信号出力部に接続される信号捲線を有する第
２の高耐圧トランスとを備えたものである。
【００１４】また、シリアル信号出力部はコンデンサー
を介して高耐圧トランスに接続されているものである。
を介して高耐圧トランスに接続されているものである。
【００１５】また、ＤＣ／ＡＣインバータの出力する交
流電力の周波数は、シリアル信号の含む周波数成分の基
本波の１／２以下で、５０ＨＺ以上に選定されているも
のである。
流電力の周波数は、シリアル信号の含む周波数成分の基
本波の１／２以下で、５０ＨＺ以上に選定されているも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の実
施の形態１による電流測定装置の構成を示すブロック図
である。以下の各図の説明に於いて従来例の図の符号と
同一のものは同一又は相当部分を示すので、その詳細な
説明は省略する。図に於いて、３１は電流測定対象であ
るＧＩＳの中心導体、２はＧＩＳの中心導体３１を取り
囲むようにＧＩＳタンクの内部に取り付けたロゴスキー
コイル、３はロゴスキーコイル２の出力を適正な電圧に
変換する入力調整を行うアナログ回路（図には入力調整
と記載）、４はアナログ回路３の出力をディジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器である。
施の形態１による電流測定装置の構成を示すブロック図
である。以下の各図の説明に於いて従来例の図の符号と
同一のものは同一又は相当部分を示すので、その詳細な
説明は省略する。図に於いて、３１は電流測定対象であ
るＧＩＳの中心導体、２はＧＩＳの中心導体３１を取り
囲むようにＧＩＳタンクの内部に取り付けたロゴスキー
コイル、３はロゴスキーコイル２の出力を適正な電圧に
変換する入力調整を行うアナログ回路（図には入力調整
と記載）、４はアナログ回路３の出力をディジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００１７】５はＡ／Ｄ変換器４を制御して結果を演算
し、出力信号としてデータを送出するマイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵとも言う）、５８はマイクロコンピュータ
５に内蔵されたシリアル信号出力部である（以後の実施
の形態の各図ではシリアル信号出力部５８の記載は省略
する）。６は演算結果を光変換して伝送するＥ／Ｏモジ
ュール、６１はＥ／Ｏモジュール６から光出力される出
力信号の光伝送ケーブル（出力ライン）であり、当然絶
縁ラインである。なお、アナログ回路３、Ａ／Ｄ変換器
４、マイクロコンピュータ５、シリアル信号出力部５
８、Ｅ／Ｏモジュール６を総称して電子回路という。７
はＣＰＵ５の演算結果を表示するプリンター又はディス
プレイなどからなる表示器である。８はアナログ回路３
とＡ／Ｄ変換器４とＣＰＵ５とＥ／Ｏモジュール６の電
子回路をシールドするケース（シールドケースとい
う）、９は電子回路に電源を供給するために所内電源５
１（直流）から正弦波の単相または多相交流に変換する
インバータである。
し、出力信号としてデータを送出するマイクロコンピュ
ータ（ＣＰＵとも言う）、５８はマイクロコンピュータ
５に内蔵されたシリアル信号出力部である（以後の実施
の形態の各図ではシリアル信号出力部５８の記載は省略
する）。６は演算結果を光変換して伝送するＥ／Ｏモジ
ュール、６１はＥ／Ｏモジュール６から光出力される出
力信号の光伝送ケーブル（出力ライン）であり、当然絶
縁ラインである。なお、アナログ回路３、Ａ／Ｄ変換器
４、マイクロコンピュータ５、シリアル信号出力部５
８、Ｅ／Ｏモジュール６を総称して電子回路という。７
はＣＰＵ５の演算結果を表示するプリンター又はディス
プレイなどからなる表示器である。８はアナログ回路３
とＡ／Ｄ変換器４とＣＰＵ５とＥ／Ｏモジュール６の電
子回路をシールドするケース（シールドケースとい
う）、９は電子回路に電源を供給するために所内電源５
１（直流）から正弦波の単相または多相交流に変換する
インバータである。
【００１８】１０はインバータ９の交流出力を絶縁する
ための第１の高耐圧トランス（以下第１のトランスとい
う）、１１は第１のトランス１０の出力電圧をＡＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニット１２の動作に都合のよい低電圧に変換す
る第２の高耐圧トランス（以下第２のトランスとい
う）、１２は第２のトランス１１の交流出力を電子回路
の動作のための直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源ユニ
ットである。なお、インバータ９からＡＣ／ＤＣ電源ユ
ニット１２に至るラインを総称して電源ラインと呼ぶ。
１３はＧＩＳの中心導体３１を収納したＧＩＳタンクで
あり、このタンク１３の外側に電子回路を含むケース８
が取り付けられている。
ための第１の高耐圧トランス（以下第１のトランスとい
う）、１１は第１のトランス１０の出力電圧をＡＣ／Ｄ
Ｃ電源ユニット１２の動作に都合のよい低電圧に変換す
る第２の高耐圧トランス（以下第２のトランスとい
う）、１２は第２のトランス１１の交流出力を電子回路
の動作のための直流電源に変換するＡＣ／ＤＣ電源ユニ
ットである。なお、インバータ９からＡＣ／ＤＣ電源ユ
ニット１２に至るラインを総称して電源ラインと呼ぶ。
１３はＧＩＳの中心導体３１を収納したＧＩＳタンクで
あり、このタンク１３の外側に電子回路を含むケース８
が取り付けられている。
【００１９】ＧＩＳタンク１３の中心導体３１を流れる
電流値を測定する方法の説明は従来とおなじである。即
ち、ロゴスキーコイル２で検出された電流は、ＧＩＳタ
ンク１３の外壁に取り付けられたケース８に収納されて
いるアナログ回路３とＡ／Ｄ変換器４を介してＣＰＵ５
で演算される。演算されたデータはＥ／Ｏモジュール６
により光変換され、ＧＩＳタンク１３より離れた距離に
ある表示装置７に伝送される。表示装置７は受信したデ
ータをＯ／Ｅ変換した後、ディスプレイやプリンターに
出力する。
電流値を測定する方法の説明は従来とおなじである。即
ち、ロゴスキーコイル２で検出された電流は、ＧＩＳタ
ンク１３の外壁に取り付けられたケース８に収納されて
いるアナログ回路３とＡ／Ｄ変換器４を介してＣＰＵ５
で演算される。演算されたデータはＥ／Ｏモジュール６
により光変換され、ＧＩＳタンク１３より離れた距離に
ある表示装置７に伝送される。表示装置７は受信したデ
ータをＯ／Ｅ変換した後、ディスプレイやプリンターに
出力する。
【００２０】ケース８に収納されている電子回路の電源
は、所内電源５１のＤＣ電源を基に供給しなければなら
ない。ＤＣ電源はインバータ９で正弦波交流に変換され
て、第１、第２のトランス１０、１１で絶縁を取ったの
ち、ＡＣ／ＤＣ電源ユニット１２でアナログ回路３その
他の電子回路が動作する電圧値に変換して供給する。な
お、電源ラインは第１、第２のトランス１０、１１によ
って高耐圧絶縁された高耐圧絶縁ラインである。
は、所内電源５１のＤＣ電源を基に供給しなければなら
ない。ＤＣ電源はインバータ９で正弦波交流に変換され
て、第１、第２のトランス１０、１１で絶縁を取ったの
ち、ＡＣ／ＤＣ電源ユニット１２でアナログ回路３その
他の電子回路が動作する電圧値に変換して供給する。な
お、電源ラインは第１、第２のトランス１０、１１によ
って高耐圧絶縁された高耐圧絶縁ラインである。
【００２１】次に動作について説明する。地絡事故が発
生した場合ＧＩＳタンク１３の電位は大地に対して数Ｋ
Ｖ上昇する。電子回路はタンク１３と容量的に結合して
いるから、電子回路の対地電位も同じだけ上昇する。こ
れによって第２のトランス１１の２次側（ＡＣ／ＤＣ電
源ユニット１２が接続されている側）の電位も同じだけ
上昇する。一方、第１の電源トランス１０の１次側の電
位は大地レベルのまま変化しないから、前記の数ＫＶの
電位差は第１のトランス１０と第２のトランス１１の各
１次２次間電圧に振り分けられて分担される。第１のト
ランス１０も第２のトランス１１もともに高耐圧になっ
ているから、絶縁破壊が生じることはなく、電子回路に
は何の異常も生じない。
生した場合ＧＩＳタンク１３の電位は大地に対して数Ｋ
Ｖ上昇する。電子回路はタンク１３と容量的に結合して
いるから、電子回路の対地電位も同じだけ上昇する。こ
れによって第２のトランス１１の２次側（ＡＣ／ＤＣ電
源ユニット１２が接続されている側）の電位も同じだけ
上昇する。一方、第１の電源トランス１０の１次側の電
位は大地レベルのまま変化しないから、前記の数ＫＶの
電位差は第１のトランス１０と第２のトランス１１の各
１次２次間電圧に振り分けられて分担される。第１のト
ランス１０も第２のトランス１１もともに高耐圧になっ
ているから、絶縁破壊が生じることはなく、電子回路に
は何の異常も生じない。
【００２２】実施の形態２．実施の形態１の図１の構成
の場合、インバータ９の出力波形を正弦波としたので、
これを全波整流すると、図２の斜線部分を平滑にするた
めコンデンサを使用するが、斜線部分の面積が大きいの
で容量の大きいコンデンサを使用しなければならず、寿
命の短いケミカルコンデンサを使用せざるをえなくな
る。そこで、実施の形態２ではインバータ９の出力波形
を矩形波とするものである。ＡＣ／ＤＣ変換器１２を用
いて矩形波を全波整流する場合、図３のように狭い矩形
状の斜線部分を平滑にするだけでよいので、正弦波出力
の場合に比べて容量の小さいコンデンサで充分となる。
この場合、セラミックコンデンサを使用することが出来
る。
の場合、インバータ９の出力波形を正弦波としたので、
これを全波整流すると、図２の斜線部分を平滑にするた
めコンデンサを使用するが、斜線部分の面積が大きいの
で容量の大きいコンデンサを使用しなければならず、寿
命の短いケミカルコンデンサを使用せざるをえなくな
る。そこで、実施の形態２ではインバータ９の出力波形
を矩形波とするものである。ＡＣ／ＤＣ変換器１２を用
いて矩形波を全波整流する場合、図３のように狭い矩形
状の斜線部分を平滑にするだけでよいので、正弦波出力
の場合に比べて容量の小さいコンデンサで充分となる。
この場合、セラミックコンデンサを使用することが出来
る。
【００２３】実施の形態３．インバータ９の出力は多相
交流としてもよい。この場合第１のトランス１０、第２
のトランス１１はいずれも多相トランスに、ＡＣ／ＤＣ
電源ユニット１２は多相整流装置とすることは言うまで
もない。図４は３相電源を全波整流した波形である。こ
の場合、平滑する部分は斜線部分であり、図２に比べ脈
動部分（斜線部分）が少ないので、実施の形態２で述べ
た方法と同様に、平滑用のコンデンサ容量を小さくでき
るという利点がある。４相、５相と多相化していくこと
でこの効果が更に大きく出来ることは言うまでもない。
交流としてもよい。この場合第１のトランス１０、第２
のトランス１１はいずれも多相トランスに、ＡＣ／ＤＣ
電源ユニット１２は多相整流装置とすることは言うまで
もない。図４は３相電源を全波整流した波形である。こ
の場合、平滑する部分は斜線部分であり、図２に比べ脈
動部分（斜線部分）が少ないので、実施の形態２で述べ
た方法と同様に、平滑用のコンデンサ容量を小さくでき
るという利点がある。４相、５相と多相化していくこと
でこの効果が更に大きく出来ることは言うまでもない。
【００２４】実施の形態４．インバータ９の出力周波数
を高周波にしてもよい。図５は高周波を全波整流した波
形である。図２の波形に比べ平滑部分が少ないので、実
施の形態２で述べた方法と同様に、平滑用のコンデンサ
容量を小さく出来るという利点がある。また、出力周波
数を高周波にすることで第１、第２のトランス１０、１
１を小型化する事が出来るという効果も得られる。
を高周波にしてもよい。図５は高周波を全波整流した波
形である。図２の波形に比べ平滑部分が少ないので、実
施の形態２で述べた方法と同様に、平滑用のコンデンサ
容量を小さく出来るという利点がある。また、出力周波
数を高周波にすることで第１、第２のトランス１０、１
１を小型化する事が出来るという効果も得られる。
【００２５】実施の形態５．トランス１０に関して高耐
圧の絶縁を持たせようとすると形状が大きくなる。通常
のトランスは気中で絶縁を取っているが、絶縁物でモー
ルドすることで絶縁距離を短くできる。その結果第１、
第２のトランス１０、１１を小型化できる。
圧の絶縁を持たせようとすると形状が大きくなる。通常
のトランスは気中で絶縁を取っているが、絶縁物でモー
ルドすることで絶縁距離を短くできる。その結果第１、
第２のトランス１０、１１を小型化できる。
【００２６】実施の形態６．図６に本発明の実施の形態
６による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
１６はＣＰＵ５が内蔵するシリアル信号出力部５８が出
力するシリアル信号、１７は第２のトランス１１の２次
側に設けられシリアル信号１６を印加する信号捲線、１
９はインバータ９の出力から電源電圧波形を除去してシ
リアル信号１６を抽出する狭帯域遮断フィルターであ
る。
６による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
１６はＣＰＵ５が内蔵するシリアル信号出力部５８が出
力するシリアル信号、１７は第２のトランス１１の２次
側に設けられシリアル信号１６を印加する信号捲線、１
９はインバータ９の出力から電源電圧波形を除去してシ
リアル信号１６を抽出する狭帯域遮断フィルターであ
る。
【００２７】次に動作について説明する。ＣＰＵ５で演
算されシリアル信号１６として出力された信号は第２の
トランス１１の信号捲線１７から交流電源電圧に重畳さ
れ、第１のトランス１０の１次側に現れる。第１の絶縁
トランス１０の２次側のライン１４の電源電圧波形を図
７（ｃ）に示す。狭帯域遮断フィルター１９によって、
図７（ｃ）の波形中から図７（ａ）の信号を抽出する。
狭帯域遮断フィルター１９によって電源周波数（図７
（ｂ））の電源波形のみが阻止され、表示器１２に入力
されて表示される。
算されシリアル信号１６として出力された信号は第２の
トランス１１の信号捲線１７から交流電源電圧に重畳さ
れ、第１のトランス１０の１次側に現れる。第１の絶縁
トランス１０の２次側のライン１４の電源電圧波形を図
７（ｃ）に示す。狭帯域遮断フィルター１９によって、
図７（ｃ）の波形中から図７（ａ）の信号を抽出する。
狭帯域遮断フィルター１９によって電源周波数（図７
（ｂ））の電源波形のみが阻止され、表示器１２に入力
されて表示される。
【００２８】ＧＩＳ中心導体３１やＧＩＳタンク１２に
雷撃電流や地絡／短絡時の事故電流が流れ、Ａ／Ｄ変換
器４、ＣＰＵ５、などからなる電子回路部分の対大地電
位が上昇しても、第２のトランス１１、第１のトランス
１０が十分な絶縁性能を有するため、絶縁破壊は発生せ
ず、各電子回路や表示器１２が破壊されることもない。
絶縁耐量が大きく、かつ、シリアル信号周波数を通過さ
せ得るトランスを製作することは、容易であり、実施の
形態１の図１のようにＥ／Ｏモジュール６や光ケーブル
６１を使用することがないので、安価に高絶縁性を実現
することが出来る。
雷撃電流や地絡／短絡時の事故電流が流れ、Ａ／Ｄ変換
器４、ＣＰＵ５、などからなる電子回路部分の対大地電
位が上昇しても、第２のトランス１１、第１のトランス
１０が十分な絶縁性能を有するため、絶縁破壊は発生せ
ず、各電子回路や表示器１２が破壊されることもない。
絶縁耐量が大きく、かつ、シリアル信号周波数を通過さ
せ得るトランスを製作することは、容易であり、実施の
形態１の図１のようにＥ／Ｏモジュール６や光ケーブル
６１を使用することがないので、安価に高絶縁性を実現
することが出来る。
【００２９】狭帯域遮断フィルター１９による信号の分
離を容易にするため、インバータ９の出力周波数をシリ
アル信号の含む周波数成分の基本波（一般には数ＫＨＺ
が用いられる）の１／２以下で、商用周波数の５０ＨＺ
以上の範囲の周波数を用いることが好ましい。インバー
タ９の周波数が低いほど分離が容易となるが、周波数を
高くしたほうが第１、第２のトランスの形状が小型化さ
れる。
離を容易にするため、インバータ９の出力周波数をシリ
アル信号の含む周波数成分の基本波（一般には数ＫＨＺ
が用いられる）の１／２以下で、商用周波数の５０ＨＺ
以上の範囲の周波数を用いることが好ましい。インバー
タ９の周波数が低いほど分離が容易となるが、周波数を
高くしたほうが第１、第２のトランスの形状が小型化さ
れる。
【００３０】実施の形態７．図８に本発明の実施の形態
７による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
１８は第１のトランス１０の１次側に設けられた信号捲
線である。実施の形態６の図６の場合には電源電圧波形
中からシリアル信号を分離するためには十分な耐電圧性
能を持つ分離回路を使用する必要があるが、図８の場合
には信号捲線１８には低い電源電圧しか現れないので高
い耐電圧性能を必要としないという利点が得られる。
７による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
１８は第１のトランス１０の１次側に設けられた信号捲
線である。実施の形態６の図６の場合には電源電圧波形
中からシリアル信号を分離するためには十分な耐電圧性
能を持つ分離回路を使用する必要があるが、図８の場合
には信号捲線１８には低い電源電圧しか現れないので高
い耐電圧性能を必要としないという利点が得られる。
【００３１】実施の形態８．図９に本発明の実施の形態
８による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
２４は第２のトランス１１の２次側の電源捲線とＣＰＵ
５を結ぶシリアル信号線１６の途中に挿入されたコンデ
ンサ（シリアル信号のみをバイパスさせるための素子で
あり高周波バイパスコンデンサとも言う）である。実施
の形態６の図６の場合や、実施の形態７の図８の場合に
はトランスに信号捲線を設ける必要があり、トランスが
高価となるが、図９の場合は信号捲線を使用しないので
絶縁トランスをより簡便で安価なものとすることが出来
る。コンデンサの両極間には、ＧＩＳ事故時の過電圧は
かからないので、コンデンサの耐圧性能は低いもので十
分である。
８による電流測定装置のブロック図を示す。図に於いて
２４は第２のトランス１１の２次側の電源捲線とＣＰＵ
５を結ぶシリアル信号線１６の途中に挿入されたコンデ
ンサ（シリアル信号のみをバイパスさせるための素子で
あり高周波バイパスコンデンサとも言う）である。実施
の形態６の図６の場合や、実施の形態７の図８の場合に
はトランスに信号捲線を設ける必要があり、トランスが
高価となるが、図９の場合は信号捲線を使用しないので
絶縁トランスをより簡便で安価なものとすることが出来
る。コンデンサの両極間には、ＧＩＳ事故時の過電圧は
かからないので、コンデンサの耐圧性能は低いもので十
分である。
【００３２】
【発明の効果】本発明の電流測定装置は、電流測定装置
から外部に接続する２つのラインの一つが光信号で絶縁
され、他の一つがＡＣ／ＤＣ電源ユニットと高耐圧トラ
ンスで絶縁されているので、ＧＩＳに取り付けたケース
に収納しても、事故時の対地電圧上昇によって絶縁破壊
が生じることがないという効果が得られる。
から外部に接続する２つのラインの一つが光信号で絶縁
され、他の一つがＡＣ／ＤＣ電源ユニットと高耐圧トラ
ンスで絶縁されているので、ＧＩＳに取り付けたケース
に収納しても、事故時の対地電圧上昇によって絶縁破壊
が生じることがないという効果が得られる。
【００３３】また、電子回路の出力ラインは出力信号を
シリアル信号とし、これを電源ラインに重畳することで
出力ラインをなくし、また、電源ラインは高耐圧トラン
スで絶縁したので、ＧＩＳに取り付けたケースに収納し
ても、事故時の対地電圧上昇によって絶縁破壊が生じる
ことがないという効果が得られる。また、光信号ライン
がないので装置が安価に構成できる。
シリアル信号とし、これを電源ラインに重畳することで
出力ラインをなくし、また、電源ラインは高耐圧トラン
スで絶縁したので、ＧＩＳに取り付けたケースに収納し
ても、事故時の対地電圧上昇によって絶縁破壊が生じる
ことがないという効果が得られる。また、光信号ライン
がないので装置が安価に構成できる。
【００３４】また、高耐圧トランスを第１の高耐圧トラ
ンスと、信号捲線を有する第２の高耐圧トランスとで構
成したので、重畳されたシリアル信号の分離が容易であ
るという効果が得られる。
ンスと、信号捲線を有する第２の高耐圧トランスとで構
成したので、重畳されたシリアル信号の分離が容易であ
るという効果が得られる。
【００３５】また、第１、第２の高耐圧トランスは、い
ずれも信号捲線を有するものとしたので、重畳されたシ
リアル信号の分離が更に容易であるという効果が得られ
る。
ずれも信号捲線を有するものとしたので、重畳されたシ
リアル信号の分離が更に容易であるという効果が得られ
る。
【００３６】また、シリアル信号はコンデンサーを介し
てトランスに注入されるようにしたので、装置が安価に
構成できるという効果が得られる。
てトランスに注入されるようにしたので、装置が安価に
構成できるという効果が得られる。
【００３７】また、ＤＣ／ＡＣインバータの周波数をシ
リアル信号の基本周波数の１／２以下、５０ＨＺ以上と
したので、シリアル信号の分離が容易であるという効果
が得られる。
リアル信号の基本周波数の１／２以下、５０ＨＺ以上と
したので、シリアル信号の分離が容易であるという効果
が得られる。
【図１】 この発明の実施の形態１の電流測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】 図１の電流測定装置のＡＣ／ＤＣ電源ユニッ
トの動作説明波形である。
トの動作説明波形である。
【図３】 実施の形態２のＡＣ／ＤＣ電源ユニットの動
作を説明する波形である。
作を説明する波形である。
【図４】 実施の形態３のＡＣ／ＤＣ電源ユニットの動
作を説明する波形である。
作を説明する波形である。
【図５】 実施の形態４のＡＣ／ＤＣ電源ユニットの動
作説明波形である。
作説明波形である。
【図６】 実施の形態６の電流測定装置のブロック図で
ある。
ある。
【図７】 図６の動作を説明する波形である。
【図８】 実施の形態７の電流測定装置のブロック図で
ある。
ある。
【図９】 実施の形態８の電流測定装置のブロック図で
ある。
ある。
【図１０】 従来の電流測定装置のブロック図である。
１ 電流測定対象線、 ２ ロゴスキーコイル、 ３
アナログ回路、４ Ａ／Ｄ変換変換器、 ５ マイ
クロコンピュータ、６ Ｅ／Ｏモジュール、 ７ 表
示装置、 ８ ケース、９ インバータ、
１０ 第１の高耐圧トランス、１１ 第２の
高耐圧トランス、 １２ ＡＣ／ＤＣ電源ユニット、
１３ ＧＩＳタンク、 ３１ 中心導体、 ５１
所内電源、５８ シリアル信号出力部、 ６１ 光ケー
ブル（出力ライン）、１００ 電流測定装置
アナログ回路、４ Ａ／Ｄ変換変換器、 ５ マイ
クロコンピュータ、６ Ｅ／Ｏモジュール、 ７ 表
示装置、 ８ ケース、９ インバータ、
１０ 第１の高耐圧トランス、１１ 第２の
高耐圧トランス、 １２ ＡＣ／ＤＣ電源ユニット、
１３ ＧＩＳタンク、 ３１ 中心導体、 ５１
所内電源、５８ シリアル信号出力部、 ６１ 光ケー
ブル（出力ライン）、１００ 電流測定装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 江浦 文昭
東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−251251（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−140180（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−49715（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−75800（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−300796（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−201569（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 15/00 - 15/26
H02B 13/02 - 13/075
H01F 38/28
Claims (6)
- 【請求項１】 中心導体を有するＧＩＳタンクの内部に
前記中心導体を取り囲むように取り付けられたロゴスキ
ーコイルと、このロゴスキーコイルの出力を処理する電
子回路とを有し、前記電子回路から出力信号を送出する
出力ラインと前記電子回路に電源を供給する電源ライン
の２つの外部ラインで外部と接続される電流測定装置で
あって、 前記電子回路は前記ＧＩＳタンクに取り付けられたシー
ルドケースに収納され、前記電子回路の前記電源ライン
は電源電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源ユニットと、この
ＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交流を供給する高耐圧トラン
スと、この高耐圧トランスに交流電力を供給するＤＣ／
ＡＣインバータとを備えた絶縁ラインであり、 前記電子回路の前記出力ラインは前記出力信号を光信号
に変換するＥ／Ｏモジュールと、前記光信号を伝送する
光ケーブルとを備えた絶縁ラインであることを特徴とす
る電流測定装置。 - 【請求項２】 中心導体を有するＧＩＳタンクの内部に
前記中心導体を取り囲むように取り付けられたロゴスキ
ーコイルと、このロゴスキーコイルの出力を処理する電
子回路とを有し、前記電子回路の出力ラインと前記電子
回路の電源ラインの２つの外部ラインで外部と接続され
る電流測定装置であって、 前記電子回路は前記ＧＩＳタンクに取り付けられたシー
ルドケースに収納され、前記電子回路の前記電源ライン
は電源電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源ユニットと、この
ＡＣ／ＤＣ電源ユニットに交流を供給し、かつ、信号捲
線を有する高耐圧トランスと、この高耐圧トランスに交
流電力を供給するＤＣ／ＡＣインバータとを備えた絶縁
ラインであり、 前記電子回路の前記出力ラインは、前記出力信号をシリ
アル信号に変換し、このシリアル信号を前記高耐圧トラ
ンスの前記信号捲線から前記交流電力に重畳するシリア
ル信号出力部と、前記ＤＣ／ＡＣインバータによって供
給される前記交流電力から前記重畳されたシリアル信号
を抽出するフィルター回路とを備えた絶縁ラインである
ことを特徴とする電流測定装置。 - 【請求項３】 高耐圧トランスはＤＣ／ＡＣインバータ
の交流出力を絶縁する第１の高耐圧トランスと、前記第
１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニットが
必要とする電圧レベルに変換して供給するとともにシリ
アル信号出力部に接続される信号捲線を有する第２の高
耐圧トランスとを備えたことを特徴とする請求項２に記
載の電流測定装置。 - 【請求項４】 高耐圧トランスはＤＣ／ＡＣインバータ
の交流出力を絶縁するとともに、フィルター回路に接続
される信号捲線を有する第１の高耐圧トランスと、前記
第１の高耐圧トランスの出力をＡＣ／ＤＣ電源ユニット
が必要とする電圧レベルに変換して供給するとともにシ
リアル信号出力部に接続される信号捲線を有する第２の
高耐圧トランスとを備えたことを特徴とする請求項２に
記載の電流測定装置。 - 【請求項５】 シリアル信号出力部はコンデンサーを介
して高耐圧トランスに接続されていることを特徴とする
請求項２に記載の電流測定装置。 - 【請求項６】 ＤＣ／ＡＣインバータの出力する交流電
力の周波数は、シリアル信号の含む周波数成分の基本波
の１／２以下で、５０ＨＺ以上に選定されていることを
特徴とする請求項２に記載の電流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687899A JP3390691B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10687899A JP3390691B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000298144A JP2000298144A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3390691B2 true JP3390691B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=14444787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10687899A Expired - Fee Related JP3390691B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3390691B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001141755A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | 電流測定装置 |
| CN101950659B (zh) * | 2010-09-15 | 2012-07-04 | 西安交通大学 | 一种气动与感应混合供能的有源光电电流互感器 |
| JP5253687B1 (ja) * | 2012-12-03 | 2013-07-31 | 三菱電機株式会社 | 電圧検出装置 |
| US9599651B2 (en) * | 2015-02-19 | 2017-03-21 | Nec Energy Solutions, Inc. | Systems and methods of detecting ground faults in energy storage and/or generation systems that employ DC/AC power conversion systems |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP10687899A patent/JP3390691B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000298144A (ja) | 2000-10-24 |
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