(57)【要約】【課題】測定範囲が広く、測定精度が高い、磁鋼片等を提供する。【解決手段】実施形態の磁鋼片は、磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片であり、第１磁性体と、第２磁性体とを有する。第２磁性体は、磁化コイルの内部において磁化コイルの軸方向に第１磁性体と並んで設置され、磁化コイルを電流が流れたときに生じる磁界によって第１磁性体と同時に磁化される。第１磁性体と第２磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なる。【選択図】図５
2014020939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片であって、
第１磁性体と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルの軸方向に前記第１磁性体と並んで設置され、前記磁化コイルを電流が流れたときに生じる磁界によって前記第１磁性体と同時に磁化される第２磁性体と
を有し、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なることを特徴とする、
磁鋼片。
【請求項２】
前記第１磁性体が絶縁体の内部に設けられている第１磁鋼片部と、
前記第２磁性体が絶縁体の内部に設けられている第２磁鋼片部と
を有し、
前記第１磁鋼片部と前記第２磁鋼片部との両者は、互いに着脱自在であることを特徴とする、
請求項１に記載の磁鋼片。
【請求項３】
前記第１磁鋼片部は、
前記第２磁鋼片部が着脱される側の端部に設けられている第１磁気遮蔽体
を有し、
前記第２磁鋼片部は、
前記第１磁鋼片部が着脱される側の端部に設けられている第２磁気遮蔽体
を有することを特徴とする、
請求項２に記載の磁鋼片。
【請求項４】
前記第１磁気遮蔽体及び前記第２磁気遮蔽体は、前記第１磁性体および前記第２磁性体よりも透磁率が大きい磁性体であることと特徴とする、
請求項３に記載の磁鋼片。
【請求項５】
磁気遮蔽体が絶縁体の内部に設けられている第３磁鋼片部
を有し、
前記第３磁鋼片部は、前記磁化コイルの内部において前記第１磁鋼片部と前記第２磁鋼片部との間に設置され、前記第１磁鋼片部と前記第２磁鋼片部とのそれぞれに対して着脱自在であることを特徴とする、
請求項２に記載の磁鋼片。
【請求項６】
前記磁気遮蔽体は、前記第１磁性体および前記第２磁性体よりも透磁率が大きい磁性体であることと特徴とする、
請求項５に記載の磁鋼片。
【請求項７】
前記第１磁性体と前記第２磁性体との両者は、透磁率が互いに異なることを特徴とする、
請求項１から６のいずれかに記載の磁鋼片。
【請求項８】
前記第１磁性体と前記第２磁性体との両者は、磁路長が互いに異なることを特徴とする、
請求項１から７のいずれかに記載の磁鋼片。
【請求項９】
磁化コイルと、
前記磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルを流れる電流によって磁化された前記磁鋼片の磁化電流を測定する電流測定部と
を備え、
前記磁鋼片は、
第１磁性体と、
前記磁化コイルの内部において前記磁化コイルの軸方向に前記第１磁性体と並んで設置され、前記磁化コイルを流れる電流によって前記第１磁性体と同時に磁化される第２磁性体と
を有し、
前記第１磁性体と前記第２磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なることを特徴とする、
電流測定システム。
【請求項１０】
前記磁鋼片の残留磁気を消磁する消磁コイル
を備えることを特徴とする、
請求項９に記載の電流測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁鋼片およびそれを用いた電流測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電流測定システムにおいて、磁鋼片は、磁化コイルの内部に挿入された状態で磁化コイルに電流が流れたとき、その電流により生じる磁界によって磁化される。その後、磁鋼片が保持する残留磁気を計測して磁鋼片の磁化電流の値を求めることによって、磁化コイルを流れた電流の値が測定される。
【０００３】
たとえば、電流測定システムでは、落雷時に避雷器から放電される放電電流を測定するために、避雷器の接地端子に磁化コイルが電気的に接続され、その磁化コイルの内部に磁鋼片が設置される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９９４２号公報（段落０００７，０００８などを参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の電流測定システムでは、磁鋼片のＢ−Ｈ特性が単一であるので、電流の測定可能な範囲が狭く、また、十分な測定精度を得ることが困難な場合がある。
【０００６】
具体的には、雷撃電流の値は、数ｋＡから数百ｋＡまでの広範囲に及ぶが、たとえば、小電流のときに磁鋼片において飽和磁化が生じる場合には、その飽和磁化が生じた電流よりも大電流について測定することができない。また、たとえば、比較的大きな電流を測定可能な磁鋼片を用いた場合には、数十Ａ程度の小さな電流について測定精度が低下する。
【０００７】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、測定範囲が広く、測定精度が高い、磁鋼片、及び電流測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の磁鋼片は、磁化コイルの内部に挿入される磁鋼片であり、第１磁性体と、第２磁性体とを有する。第２磁性体は、磁化コイルの内部において磁化コイルの軸方向に第１磁性体と並んで設置され、磁化コイルを電流が流れたときに生じる磁界によって第１磁性体と同時に磁化される。第１磁性体と第２磁性体との両者は、磁束密度と磁界の強さとの間の関係が互いに異なる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を構成する第１磁鋼片部と第２磁鋼片部とのそれぞれを示す断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、付磁部を設置した様子を示す側面図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁化電流と残留磁気との関係を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
［Ａ］構成
図１から図４は、第１実施形態に係る電流測定システムの構成部材を示す図である。
【００１２】
図１から図４において、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側面図である。
【００１３】
電流測定システムは、図１から図４のそれぞれに示すように、付磁部１、磁鋼片２、電流測定部３、及び消磁部４を備えており、電流の値と共に電流の極性を測定する。以下より、電流測定システムを構成する各部の詳細について順次説明する。
【００１４】
［Ａ−１］付磁部１について
図１（ａ），（ｂ）に示すように、付磁部１は、支持部１１と、第１および第２の支持碍子１２Ａ，１２Ｂと、第１および第２の接続端子１３Ａ，１３Ｂと、磁化コイル１４とを有し、磁鋼片２を磁化する。付磁部１は、電流測定システムにおいて電流記録器として機能する。
【００１５】
付磁部１のうち、支持部１１は、矩形形状の板状体であって、一対の貫通孔１１Ｈが形成されている。一対の貫通孔１１Ｈは、支持部１１の上面において、一の対角方向に並ぶ一対の角の近傍に形成されている。
【００１６】
付磁部１のうち、第１および第２の支持碍子１２Ａ，１２Ｂは、円柱形状であって、支持部１１の上面に設置されている。第１支持碍子１２Ａと第２支持碍子１２Ｂとのそれぞれは、支持部１１の上面において、一の対角方向に交差した他の対角方向に並ぶ一対の角の近傍に設置されている。第１および第２の支持碍子１２Ａ，１２Ｂは、絶縁材料によって形成されており、支持部１１と、第１および第２の接続端子１３Ａ，１３Ｂとの間を電気的に絶縁している。
【００１７】
付磁部１のうち、第１および第２の接続端子１３Ａ，１３Ｂのそれぞれは、第１および第２の支持碍子１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの上面に設置されている。
【００１８】
具体的には、第１接続端子１３Ａは、第１導電板１３１Ａと第１固定板１３２Ａとを有し、第１導電板１３１Ａの一端が第１支持碍子１２Ａの上面に固定され、第１導電板１３１Ａの他端において第１導電板１３１Ａの上面に第１固定板１３２Ａが設置されている。第１固定板１３２Ａは、第１導電板１３１Ａに対して着脱自在であり、ボルトおよびナットなどの締結部材を用いて、第１導電板１３１Ａに取付けられている。
【００１９】
一方で、第２接続端子は、第２導電板１３１Ｂと第２固定板１３２Ｂとを有し、第２導電板１３１Ｂの一端が第２支持碍子１２Ｂの上面に固定され、第２導電板１３１Ｂの他端において第２導電板１３１Ｂの上面に第２固定板１３２Ｂが設置されている。第２固定板１３２Ｂは、第２導電板１３１Ｂに対して着脱自在であり、ボルトおよびナットなどの締結部材を用いて、第２導電板１３１Ｂに取付けられている。
【００２０】
付磁部１のうち、磁化コイル１４は、金属板が螺旋状に、たとえば、１回、巻かれて形成されている。磁化コイル１４は、ボルトなどの締結部材を用いて、一方の端部が第１接続端子１３Ａに取り付けられ、電気的に接続されている。これと同様に、他方の端部が、ボルトなどの締結部材を用いて取り付けられ、第２接続端子１３Ｂに電気的に接続されている。そして、磁化コイル１４は、両端部の間において螺旋状に巻かれた部分の内周面のうち第２接続端子１３Ｂの側の部分に、凸部１４１が設けられている。凸部１４１は、磁化コイル１４の内周面から内側に凸状に突き出ている。
【００２１】
［Ａ−２］磁鋼片２について
図２に示すように、磁鋼片２は、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とを有し、付磁部１において磁化される。磁鋼片２は、電流測定システムにおいて電流記録媒体として機能する。
【００２２】
磁鋼片２において、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との両者は、円柱体であって、互いに連結されている。
【００２３】
そして、図２（ａ）に示すように、第１磁鋼片部２１において、第２磁鋼片部２２が連結される一端部に対して反対側に位置する他端部の面（上面）には、マーク２１Ｍが形成されている。マーク２１Ｍは、たとえば、円形であって、磁鋼片２の他の表面部分とは異なる色で形成されている。
【００２４】
図５は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を構成する第１磁鋼片部と第２磁鋼片部とのそれぞれを示す断面図である。
【００２５】
図５において、（ａ）は、第１磁鋼片部２１を示し、（ｂ）は、第２磁鋼片部２２を示している。第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との両者は、互いに着脱自在であり、図５では、図２と異なり、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との両者が、互いに分離された状態を示している。
【００２６】
図５（ａ）に示すように、第１磁鋼片部２１は、第１磁性体２１１と第１磁気遮蔽体２１２と第１絶縁体２１３とメネジ部２１４とを有する。第１磁鋼片部２１において、第１磁性体２１１は、第１絶縁体２１３の内部に設けられている。そして、第１磁気遮蔽体２１２は、第１絶縁体２１３の内部で第１磁性体２１１に並んで設けられており、第１磁鋼片部２１において第１磁性体２１１よりも第２磁鋼片部２２が着脱される端部の側（下側）に位置している。また、メネジ部２１４は、第１磁鋼片部２１において第２磁鋼片部２２が着脱される端部の面（下面）に設けられており、円柱形状の凹部の内周面に螺旋状の溝が形成されている。
【００２７】
図５（ｂ）に示すように、第２磁鋼片部２２は、第２磁性体２２１と第２磁気遮蔽体２２２と第２絶縁体２２３とオネジ部２２４とを有する。第２磁鋼片部２２において、第２磁性体２２１は、第２絶縁体２２３の内部に設けられている。そして、第２磁気遮蔽体２２２は、第２絶縁体２１３の内部で第２磁性体２２１に並んで設けられており、第２磁鋼片部２１において第１磁鋼片部２１が着脱される端部の側（上側）に位置している。また、オネジ部２２４は、第２磁鋼片部２２において第１磁鋼片部２１が着脱される端部の面（上面）に設けられており、円柱形状の凸部の外周面に螺旋状の溝が形成されている。
【００２８】
第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間は、メネジ部２１４にオネジ部２２４を捩じ込むことによって連結される。
【００２９】
磁鋼片２のうち、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者は、たとえば、ケイ素鋼板（図示省略）と絶縁板（図示省略）とが交互に複数回積層された積層体である。
【００３０】
本実施形態では、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者は、磁束密度（Ｂ）と磁界の強さ（Ｈ）との間の関係（Ｂ−Ｈ特性）が互いに異なる。第１磁性体２１１と第２磁性体２２１とにおいては、Ｂ−Ｈ特性を互いに異ならせるために、たとえば、透磁率が相違する。たとえば、第１磁性体２１１の方が第２磁性体２２１よりも透磁率が高くなるように、下記のケイ素鋼板が用いられている。また、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１とのそれぞれは、たとえば、下記に示す材料の絶縁板が、複数のケイ素鋼板の間に介在している。
・第１磁性体２１１を構成するケイ素鋼板：方向性珪素鋼板（最大透磁率：40000）
・第２磁性体２２１を構成するケイ素鋼板：無向性珪素鋼板（最大透磁率：10000）
・第１磁性体２１１及び第２磁性体２２１を構成する絶縁板の材料：フェノール樹脂
【００３１】
磁鋼片２のうち、第１磁気遮蔽体２１２と第２磁気遮蔽体２２２との両者は、第１磁性体２１１および第２磁性体２２１よりも透磁率が大きい磁性体である。このため、第１磁気遮蔽体２１２と第２磁気遮蔽体２２２とのそれぞれは、たとえば、下記に示す材料が用いられている。
・第１磁気遮蔽体２１２及び第２磁気遮蔽体２２２の材料：パーマロイ（最大透磁率：120000）
【００３２】
磁鋼片２のうち、第１絶縁体２１３と第２絶縁体２２３との両者は、たとえば、下記に示す材料を用いて形成されている。
・第１絶縁体２１３及び第２絶縁体２２３の材料：例えば、二液混合型のウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂
【００３３】
磁鋼片２において、第１磁鋼片部２１は、たとえば、第１磁性体２１１と第１磁気遮蔽体２１２との周囲に絶縁材料をモールドし、第１絶縁体２１３にメネジ部２１４を形成することによって製造される。同様に、第２磁鋼片部２２は、たとえば、第２磁性体２２１と第２磁気遮蔽体２２２との周囲に絶縁材料をモールドし、第２絶縁体２２３にオネジ部２２４を形成することによって製造される。
【００３４】
詳細については後述するが、磁鋼片２は、付磁部１の磁化コイル１４の内部に挿入され、磁化コイル１４の内部において、磁鋼片２を構成する第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者が同時に磁化される。
【００３５】
［Ａ−３］電流測定部３について
図３に示すように、電流測定部３は、電流測定部本体３１と方位磁針計３２とを有し、磁鋼片２の磁化電流を測定する。
【００３６】
電流測定部３において、電流測定部本体３１は、直方体であって、側面には、挿入口３１Ｈが形成されている。挿入口３１Ｈは、円柱形状であって中心軸が水平方向に沿っている。また、電流測定部本体３１の側面において挿入口３１Ｈが設けられた周囲には、マーク３１Ｍが設けられている。マーク３１Ｍは、リング形状であって、磁鋼片２に設けられたマーク２１Ｍ（図２（ａ）参照）と同じ色で形成されている。
【００３７】
電流測定部３において、方位磁針計３２は、電流測定部本体３１の上面に設置されている。方位磁針計３２は、磁針３２１と目盛板３２２とを含む。磁針３２１は、円形の目盛板３２２の中心に支持されており、周囲の磁気に応じて目盛板３２２の中心を回転軸として回転する。図示を省略しているが、目盛板３２２には、方位と共に、磁針３２１の回転方向に角度が目盛りとして表示されている。
【００３８】
［Ａ−４］消磁部４について
図４に示すように、消磁部４は、消磁部本体４１と消磁コイル部４２とを有し、磁鋼片２の残留磁気を消す。
【００３９】
消磁部４において、消磁部本体４１は、板状体であって、上面には、一対の電源端子４１１と電源スイッチ４１２とが、消磁コイル部４２の隣に設けられている。
【００４０】
消磁部４において、消磁コイル部４２は、支持部４２１と挿入管４２２とを含み、支持部４２１が消磁部本体４１の上面に設置され、その支持部４２１の側部を挿入管４２２が貫通している。消磁コイル部４２は、図４にて破線で示すように、支持部４２１の内部において挿入管４２２の周囲に消磁コイル４２１Ｃが設置されている。
【００４１】
［Ｂ］動作
以下より、上記の電流測定システムを用いて、電流を測定する方法について説明する。
【００４２】
［Ｂ−１］付磁部１の設置
まず、測定する電流が流れる電流経路に付磁部１（図１参照）を設置する。
【００４３】
図６は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、付磁部を設置した様子を示す側面図である。
【００４４】
図６に示すように、避雷器５から放電される放電電流を測定する場合には、避雷器５の接地端子５１と大地との間の電流経路に付磁部１を設置する。
【００４５】
図６に示すように、避雷器５が支持台６の上面に設置されており、放電計数部７が支持台６の側面に支持碍子７１を介して設置されている。ここでは、避雷器５の接地端子５１と、放電計数部７の一方の端子７２Ａとが導体８１を介して電気的に接続されている。
【００４６】
そして、支持台６の側面のうち放電計数部７が設置された位置よりも下方の位置に、支持碍子１５を介して、付磁部１を設置する。ここでは、付磁部１の第１接続端子１３Ａと放電計数部７の他方の端子７２Ｂとの間を、導体８２によって電気的に接続する。そして、付磁部１の第２接続端子１３Ｂと大地との間を、導体８３によって電気的に接続する。
【００４７】
より詳細に説明すると、支持台６の側面に設けられた支持碍子１５に付磁部１を設置するときには、図１に示したように、付磁部１の支持部１１に形成された一対の貫通孔１１Ｈにボルトなどの締結部材（図示なし）を貫通させて、支持碍子１５に付磁部１を取り付ける。そして、第１接続端子１３Ａと導体８２とを接続するときには、第１導電板１３１Ａと第１固定板１３２Ａとの間に導体８２（図６参照）を挿入した後に、第１導電板１３１Ａと第１固定板１３２Ａとの間を締結部材で締結する。これと同様に、第２接続端子１３Ｂと導体８３とを接続するときには、第２導電板１３１Ｂと第２固定板１３２Ｂとの間に導体８３（図６参照）を挿入した後に、第２導電板１３１Ｂと第２固定板１３２Ｂとの間を締結部材で締結する。
【００４８】
［Ｂ−２］磁鋼片２の設置
つぎに、付磁部１の磁化コイル１４の内部に磁鋼片２（図２参照）を設置する。
【００４９】
ここでは、図６に示すように、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とが互いに連結された状態の磁鋼片２を、磁化コイル１４の内部に挿入する。このとき、磁化コイル１４の内部において、第１磁鋼片部２１が上方であって第２磁鋼片部２２が下方に位置するように、磁鋼片２を設置する。つまり、図２に示すように、磁鋼片２においてマーク２１Ｍが形成された上面を上方に向ける。これにより、図５に示すように、磁鋼片２を構成する第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者が磁化コイル１４の軸方向（巻軸方向）に並んで設置される。磁化コイル１４の内部では、磁鋼片２は、磁化コイル１４の内周面に設けられた凸部１４１（図１参照）によって支持される。
【００５０】
［Ｂ−３］磁鋼片２の磁化
磁化コイル１４の内部に磁鋼片２が設置された状態で磁化コイル１４を電流が流れたときには、磁鋼片２が磁化される。
【００５１】
具体的には、図６に示すように、落雷によって避雷器５から放電電流が放電計数部７を介して磁化コイル１４を流れた場合に、磁化コイル１４の内部に磁界が生じ、その生じた磁界によって磁鋼片２が励磁される。
【００５２】
本実施形態では、図５に示すように、磁鋼片２において、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者が同時に磁化される。このとき、第１磁性体２１１および第２磁性体２２１のそれぞれは、Ｂ−Ｈ特性に応じて磁化され、磁化後には互いに異なる値の残留磁気を保持する。
【００５３】
また、図５に示すように、磁鋼片２において、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間は、第１磁気遮蔽体２１２と第２磁気遮蔽体２２２とによって磁気が遮蔽される。このため、第１磁性体２１１の残留磁気と第２磁性体２２１の残留磁気とのそれぞれは、互いに干渉されない。
【００５４】
［Ｂ−４］電流の測定
つぎに、磁鋼片２の磁化電流について測定する。
【００５５】
ここでは、まず、磁化コイル１４の内部から磁鋼片２を取り出す。その後、磁鋼片２において連結されている第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間を、図５に示すように分離する。そして、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれの磁化電流について、電流測定部３（図３参照）を用いて求める。
【００５６】
磁化電流を求める際には、図３に示すように、電流測定部３の方位磁針計３２において、磁針３２１の向きを目盛板３２２の基準位置に合わせる。つまり、磁針３２１のＮ極を、目盛板３２２に示された０°の位置に合わせる。
【００５７】
そして、図３に示すように、電流測定部３において電流測定部本体３１に設けられた挿入口３１Ｈに、第１磁鋼片部２１（図２，図５参照）を挿入する。第１磁鋼片部２１の挿入の際には、電流測定部本体３１のマーク３１Ｍ（図３（ｂ）参照）と、第１磁鋼片部２１の上面に設けられたマーク２１Ｍ（図２（ａ）参照）との両者が同じ方向に向くように、両者を合わせる。これにより、磁化の極性を把握することができる。
【００５８】
電流測定部本体３１の挿入口３１Ｈに第１磁鋼片部２１を挿入した場合、第１磁鋼片部２１の内部に設けられた第１磁性体２１１（図５参照）の残留磁気に応じて、方位磁針計３２の磁針３２１が基準位置から振れて回転移動する。このとき、磁針３２１が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きとを読み取る。そして、その磁針３２１が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きから、第１磁鋼片部２１の磁化電流の値と極性とを求める。たとえば、磁針３２１が基準位置から振れた角度の大きさと磁気電流の値との関係について予め計測したデータを用いて、今回測定された角度の大きさに対応する磁気電流の値を求める。
【００５９】
第１磁鋼片部２１（図２，図５参照）について磁化電流を求めた後には、同様に、第２磁鋼片部２２の磁化電流を求める。
【００６０】
つまり、電流測定部３（図３参照）の方位磁針計３２について磁針３２１の向きを目盛板３２２の基準位置に合わせる。その後、電流測定部本体３１の挿入口３１Ｈに、第２磁鋼片部２２（図２，図５参照）を挿入する。第２磁鋼片部２２の挿入の際には、電流測定部本体３１のマーク３１Ｍ（図３（ｂ）参照）と、第２磁鋼片部２２においてオネジ部２２４（図２（ｂ）参照）が設けられた側とが、同じ方向に向くように、両者を合わせる。これにより、磁化の極性を把握することができる。そして、その磁針３２１が基準位置から振れた角度の大きさと振れの向きとから、第２磁鋼片部２２の磁化電流の値と極性とを求める。
【００６１】
図７は、第１実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁化電流と、残留磁気との関係を示す図である。
【００６２】
図７において、横軸は、磁化電流ｉ［Ａ］であり、縦軸は、残留磁気Ｂ［ｗｂ／ｍ２］である。図７では、Ｌ１が第１磁鋼片部２１の場合を示し、Ｌ２が第２磁鋼片部２２の場合を示している。
【００６３】
図７に示すように、磁化電流ｉが低い第１範囲Ｒ１において、磁化電流ｉの増加に応じて残留磁気Ｂが増加する割合は、第１磁鋼片部２１の場合（Ｌ１）の方が第２磁鋼片部２２の場合（Ｌ２）よりも大きい。このため、本実施形態においては、第１磁鋼片部２１の残留磁気Ｂから第１範囲Ｒ１の磁化電流ｉを高精度に求めることができる。
【００６４】
一方で、第１範囲Ｒ１より磁化電流ｉが高い第２範囲Ｒ２では、第１磁鋼片部２１の場合（Ｌ１）には、磁化電流ｉの増加に応じて残留磁気Ｂが増加せずに、一定値に飽和する。このため、第１磁鋼片部２１の場合（Ｌ１）には、第２範囲Ｒ２の磁化電流ｉを残留磁気Ｂから求めることができない。しかし、第２磁鋼片部２２の場合（Ｌ２）には、第１範囲Ｒ１と共に第２範囲Ｒ２においても、磁化電流ｉに応じて残留磁気Ｂが増加し、飽和しない。つまり、第１磁鋼片部２１において飽和磁気に達する磁化電流よりも、第２磁鋼片部２２において飽和磁気に達する磁化電流の方が大きい。このため、本実施形態では、第２磁鋼片部２２の残留磁気Ｂから、第１範囲Ｒ１の磁化電流ｉの他に、第２範囲Ｒ２の磁化電流ｉを求めることができる。
【００６５】
［Ｂ−５］磁鋼片２の消磁
つぎに、磁鋼片２を消磁する。
【００６６】
ここでは、まず、消磁部４（図４参照）を準備し、その消磁部４に設けられた一対の電源端子４１１に電源ケーブル（図示省略）を電気的に接続する。
【００６７】
そして、消磁部４の電源スイッチ４１２をオンに切り替えて電流を消磁コイル４２１Ｃに供給する。その後、消磁コイル４２１Ｃに電流を供給した状態で、磁鋼片２を構成する第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれを消磁部４の挿入管４２２の一端部から内部に挿入し、他端部から引き出す。
【００６８】
そして、電源スイッチ４１２をオフに切り替えた後に、電流測定部３（図３参照）を用いて第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれについて磁化電流がゼロであることを確認した場合には、消磁の処理を完了する。磁気電流がゼロでない場合には、上記のように、消磁の処理を繰り返し行う。
【００６９】
磁鋼片２から残留磁気を消去した後には、その磁鋼片２を付磁部１（図１参照）の磁化コイル１４の内部に挿入して、再度、磁化電流の測定を行うことができる。
【００７０】
［Ｃ］まとめ
以上のように、本実施形態の電流測定システムでは、付磁部１（図１参照）を構成する磁化コイル１４の内部に磁鋼片２（図２参照）が挿入され、磁化コイル１４を流れる電流によって磁鋼片２が磁化される。そして、その磁化された磁鋼片２の磁化電流を電流測定部３（図３参照）で測定する。ここで、磁鋼片２は、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１とを有し、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１とのそれぞれが磁化コイル１４の内部において磁化コイル１４の軸方向に並んで設置され（図５参照）、磁化コイル１４を流れる電流によって両者が同時に磁化される。
【００７１】
本実施形態では、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者は、磁束密度Ｂと磁界の強さＨとの間の関係（Ｂ−Ｈ特性）が互いに異なる。このため、図７に示したように、第１磁性体２１１が飽和磁気に達する磁化電流よりも、第２磁性体２２１が飽和磁気に達する磁化電流の方が大きい。その結果、磁化電流ｉが低い第１範囲Ｒ１に関しては、第１磁鋼片部２１の残留磁気Ｂから高精度に磁化電流ｉを求めることができる。また、第１範囲Ｒ１より磁化電流ｉが高い第２範囲Ｒ２では、第１磁鋼片部２１の残留磁気Ｂから磁化電流ｉを求めることができないが、第２磁鋼片部２２の残留磁気Ｂから第２範囲Ｒ２の磁化電流ｉを求めることができる。
【００７２】
したがって、本実施形態は、Ｂ−Ｈ特性が異なる複数の磁性体２１１，２２１を磁鋼片２が有するので、磁化電流について測定可能な範囲を広くすることが可能であると共に、測定の精度を向上することができる。
【００７３】
本実施形態では、図５に示したように、第１磁性体２１１が第１絶縁体２１３の内部に設けられ、第１磁鋼片部２１を構成している。そして、第２磁性体２２１が第２絶縁体２２３の内部に設けられ、第２磁鋼片部２２を構成している。そして、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との両者は、互いに着脱自在である。このため、本実施形態においては、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間において互いの残留磁気が干渉せずに、個別に、残留磁気を測定することができる。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
【００７４】
本実施形態では、第１磁鋼片部２１は、第２磁鋼片部２２が着脱される側の端部に第１磁気遮蔽体２１２が設けられている。また、第２磁鋼片部２２は、第１磁鋼片部２１が着脱される側の端部に第２磁気遮蔽体２２２が設けられている。第１磁気遮蔽体２１２及び第２磁気遮蔽体２２２は、第１磁性体２１１および第２磁性体２２１よりも透磁率が大きい磁性体である。このため、本実施形態においては、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間において磁気が遮蔽されているので、それぞれで磁化が独立に行われる。また、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とにおいては、互いの残留磁気を干渉しない。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、磁鋼片２において第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間は、第１磁気遮蔽体２１２と第２磁気遮蔽体２２２とによって磁気が遮蔽される。このため、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間の距離を短くすることができる。したがって、磁鋼片２を小型化することができる。
【００７６】
［Ｄ］変形例
上記のように、本実施形態では、磁鋼片２において第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者について透磁率が異なる場合に関して説明したが、これに限らない。第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者について透磁率が同じ材料を用いてもよく、その場合には、互いの磁路長を異ならせることによって、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間においてＢ−Ｈ特性を相違させることができる。
【００７７】
磁束密度Ｂと磁界の強さＨとの間は、下記の式（１）が成立する。式（１）に示す各因子は、下記の通りである。
【００７８】
Ｂ＝μＨ＝μ・（ｎＩ／ｄ）＝μ’・ｎＩ  ・・・（１）
【００７９】
Ｂ：磁束密度（残留磁気）、μ：透磁率、Ｈ：磁化コイルがつくる磁場の強さ（Ｈ＝ｎI／ｄ）、ｎ：磁化コイルの巻数、ｄ：磁路長（磁性体の長さ）、Ｉ：磁化コイルを流れる電流の値、μ’：みかけの透磁率（μ’≡μ／ｄ）
【００８０】
上記の式（１）から判るように、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者について、Ｂ−Ｈ特性を互いに異ならせるためには、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間で透磁率μを互いに変える他に、磁路長ｄを互いに変えてもよい。たとえば、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者について透磁率μが同じ材料を用いた場合には、第１磁性体２１１について第２磁性体２２１よりも磁路長ｄを短くすることによって、図７に示す結果と同様な結果を得ることができる。
【００８１】
本実施形態では、磁鋼片２は、磁化コイル１４の内部で磁化される磁性体として、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との２つを備えているが（図２，図５参照）、これに限らない。磁化コイル１４の内部で磁化される磁性体として、３つ以上の磁性体を磁鋼片が備えてもよい。
【００８２】
本実施形態では、磁鋼片２を構成する第１磁鋼片部２１および第２磁鋼片部２２について、磁性体等の周囲に樹脂をモールドすることによって製造したが（図２，図５参照）、これに限らない。絶縁体を用いて予め成形された絶縁容器の内部に、磁性体等を収容することによって、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれを形成してもよい。
【００８３】
本実施形態では、付磁部１において、磁化コイル１４は、巻き数が１回であるが（図１参照）、これに限らない。巻き数が２回以上であってもよい。
【００８４】
本実施形態では、電流測定部３（図３参照）は、方位磁針計３２を有し、その方位磁針計３２において磁針３２１が振れた大きさから磁鋼片２の磁気電流を求めたが、これに限らない。ホールセンサを利用したガウスメータ、サーチコイルを利用したフラックスメータ、マグネットアナライザ、磁気シートなどの測定器を用いて、磁鋼片２の磁気電流を測定してもよい。
【００８５】
＜第２実施形態＞
［Ａ］構成など
図８，図９は、第２実施形態に係る電流測定システムにおいて、磁鋼片を示す図である。
【００８６】
図８では、図２と同様に、（ａ）は、上面図であり、（ｂ）は、側面図である。図９は、図５と同様に、断面図であり、磁鋼片を構成する第１磁鋼片部と第２磁鋼片部と第３磁鋼片部とのそれぞれを示している。
【００８７】
本実施形態は、図８，図９に示すように、磁鋼片２が、第１実施形態と異なる（図２，図５参照）。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、第１実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記の実施形態と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
【００８８】
図８，図９に示すように、磁鋼片２は、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３とを有する。
【００８９】
図８に示すように、磁鋼片２において、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３とのそれぞれは、円柱体であり、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とが、第３磁鋼片部２３を介して連結されている。
【００９０】
また、図９に示すように、磁鋼片２において、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３とのそれぞれは、着脱自在である。
【００９１】
第１磁鋼片部２１は、図９（ａ）に示すように、第１磁性体２１１と第１絶縁体２１３と第１オネジ部２１４ｂとを有する。第１磁鋼片部２１では、第１磁性体２１１が第１絶縁体２１３の内部に設けられている。また、第１オネジ部２１４ｂは、第１磁鋼片部２１において第３磁鋼片部２３が着脱される端部の面（下面）に設けられている。本実施形態では、上記の実施形態と異なり、磁気遮蔽体が第１磁鋼片部２１に設けられていない。
【００９２】
第２磁鋼片部２２は、図９（ｃ）に示すように、第２磁性体２２１と第２絶縁体２２３と第２オネジ部２２４とを有する。第２磁鋼片部２２では、第２磁性体２２１が第２絶縁体２２３の内部に設けられている。また、第２オネジ部２２４は、第２磁鋼片部２２において第３磁鋼片部２３が着脱される端部の面（上面）に設けられている。本実施形態では、上記の実施形態と異なり、磁気遮蔽体が第２磁鋼片部２２に設けられていない。
【００９３】
第３磁鋼片部２３は、図９（ｂ）に示すように、磁気遮蔽体２３２と第３絶縁体２３３と、第１および第２のメネジ部２３４Ａ，２３４Ｂとを有する。第３磁鋼片部２３では、磁気遮蔽体２３２が第３絶縁体２３３の内部に設けられている。また、第１メネジ部２３４Ａは、第３磁鋼片部２３において第１磁鋼片部２１が着脱される端部の面（上面）に設けられている。第２メネジ部２３４Ｂは、第３磁鋼片部２３において第２磁鋼片部２２が着脱される端部の面（下面）に設けられている。
【００９４】
図９に示すように、第１磁鋼片部２１と第３磁鋼片部２３との間は、第１オネジ部２１４ｂを第１メネジ部２３４Ａに捩じ込むことによって連結される。また、第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３との間は、第２オネジ部２２４を第２メネジ部２３４Ｂに捩じ込むことによって連結される。
【００９５】
磁鋼片２のうち、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者は、上記の実施形態と同様に、磁束密度（Ｂ）と磁界の強さ（Ｈ）との間の関係（Ｂ−Ｈ特性）が互いに異なる。また、磁気遮蔽体２３２は、第１磁性体２１１および第２磁性体２２１よりも透磁率が大きい磁性体である。また、第１絶縁体２１３と第２絶縁体２２３と第３絶縁体２３３のそれぞれは、上記の実施形態と同様に、絶縁材料を用いて形成されている。第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３とのそれぞれは、上記の実施形態と同様に、磁性体等の周囲に絶縁材料をモールドすることによって製造される。
【００９６】
磁鋼片２は、上記の実施形態の場合と同様に、付磁部１（図１参照）の磁化コイル１４の内部に挿入されたときには、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者が磁化コイル１４の軸方向に並ぶ。そして、磁化コイル１４の内部に磁鋼片２が設置された状態で、磁化コイル１４を電流が流れたときには、磁鋼片２において第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との両者が同時に磁化される。このとき、第１磁性体２１１および第２磁性体２２１のそれぞれは、Ｂ−Ｈ特性に応じて磁化され、磁化後には互いに異なる値の残留磁気を保持する。
【００９７】
図９に示すように、磁鋼片２において、第１磁性体２１１と第２磁性体２２１との間は、磁気遮蔽体２３２によって磁気が遮蔽される。このため、第１磁性体２１１の残留磁気と第２磁性体２２１の残留磁気とのそれぞれは、互いに干渉されない。
【００９８】
磁鋼片２は、上記の実施形態の場合と同様にして、磁化コイル１４の内部で磁化された後には、磁化コイル１４の内部から取り出される。そして、磁鋼片２において連結されている第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２と第３磁鋼片部２３との間が分離された後に、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれの磁化電流が求められる。
【００９９】
［Ｂ］まとめ
以上のように、本実施形態の電流測定システムでは、磁気遮蔽体２３２が第３絶縁体２３３の内部に設けられた第３磁鋼片部２３を有する（図８，図９参照）。第３磁鋼片部２３は、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間に設置され、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれに対して着脱自在である。このため、本実施形態では、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２との間は、磁気遮蔽体２３２によって磁気が遮蔽されるので、それぞれで磁化が独立に行われると共に、互いの残留磁気を干渉しない。そして、本実施形態では、第３磁鋼片部２３を取り外すことによって磁気遮蔽体２３２の影響を受けずに、第１磁鋼片部２１と第２磁鋼片部２２とのそれぞれの残留磁気を測定することができる。したがって、本実施形態は、測定の精度を向上することができる。
【０１００】
＜その他＞
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１０１】
１…付磁部、２…磁鋼片、３…電流測定部、４…消磁部、５…避雷器、６…支持台、７…放電計数部、１１…支持部、１１Ｈ…貫通孔、１２Ａ，１２Ｂ…支持碍子、１３Ａ，１３Ｂ…接続端子、１４…磁化コイル、２１…第１磁鋼片部２１Ｍ…マーク、２２…第２磁鋼片部、２３…第３磁鋼片部、３１…電流測定部本体、３１…挿入口、３１Ｍ…マーク、３２…方位磁針計、４１…消磁部本体、４２…消磁コイル部、５１…接地端子、８１〜８３…導体、１３１Ａ，１３１Ｂ…導電板、１３２Ａ，１３２Ｂ…固定板、１４１…凸部、２１１…第１磁性体、２１２…第１磁気遮蔽体、２１３…第１絶縁体、２１４…メネジ部、２１４ｂ…オネジ部、２２１…第２磁性体、２２２…第２磁気遮蔽体、２２３…第２絶縁体、２２４…オネジ部、２３４Ａ…第１メネジ部、２３４Ｂ…第２メネジ部、３２１…磁針、３２２…目盛板、４１１…電源端子、４１２…電源スイッチ、４２１…支持部、４２１Ｃ…消磁コイル、４２２…挿入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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