(57)【要約】【課題】零相変流器におけるシールド部材の遮蔽効果を向上させ、不要出力を低減する。【解決手段】環状の磁性材料からなるコア１１と、コア１１の輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイル１２と、コア１１及びコイル１２の周囲に配置される磁性材料からなるシールド部材とを備え、シールド部材は、コア１１の近傍に配置される内上側シールド１３及び内下側シールド１４による第１シールド部材２１と、第１シールド部材２１よりもコア１１の遠方に配置される、外上面シールド１５、外下面シールド１６、内周シールド１７、外周シールド１８による第２シールド部材２２とを有し、第１シールド部材２１と第２シールド部材２２とは異なる磁性特性を有しており、第２シールド部材２２が第１シールド部材２１よりも飽和磁束密度が高いものとなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の一次導体を内側に貫通可能な環状の磁性材料からなるコアと、
前記コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、
前記コア及び前記コイルの周囲に配置される磁性材料からなるシールド部材とを備え、
前記シールド部材は、前記コアの近傍に配置される第１シールド部材と、前記第１シールド部材よりも前記コアの遠方に配置される第２シールド部材とを有し、前記第１シールド部材と前記第２シールド部材とは異なる磁性特性を有しており、前記第２シールド部材が前記第１シールド部材よりも飽和磁束密度が高いものである零相変流器。
【請求項２】
請求項１に記載の零相変流器であって、
前記コアの磁性材料の透磁率は、前記コアの一番直近に配置される前記第１シールド部材の磁性材料の透磁率と同じ、あるいは略同じである零相変流器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の零相変流器であって、
前記第１シールド部材と前記第２シールド部材との間には、所定間隔の空間ギャップが設けられている零相変流器。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の零相変流器であって、
前記コアは、径方向の寸法が位置によって異なる略長円形状である零相変流器。
【請求項５】
請求項４に記載の零相変流器であって、
前記コアの厚さ方向の両面に配置されるシールド部材は、前記コアの形状と略相似した略長円形状であり、このシールド部材の長手方向両端部の断面積が、コア中心に近い中央部に比べて大きいものである零相変流器。
【請求項６】
請求項１に記載の零相変流器であって、
前記シールド部材において、前記第１シールド部材はパーマロイを含む磁性材料により構成され、前記第２シールド部材はケイ素鋼を含む磁性材料により構成される零相変流器。
【請求項７】
請求項２に記載の零相変流器であって、
前記コアはパーマロイを含む磁性材料により構成され、
前記シールド部材において、前記第１シールド部材はパーマロイを含む磁性材料により構成され、前記第２シールド部材はケイ素鋼を含む磁性材料により構成される零相変流器。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の零相変流器であって、
前記コアの断面積は、前記シールド部材の断面積よりも大きいものである零相変流器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の零相変流器であって、
前記コアは、プリント基板に内蔵される平板型である零相変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏電検出装置等に用いられ、漏電発生時の零相電流を検出する零相変流器に関する。
【背景技術】
【０００２】
零相変流器（ＺＣＴ）は、複数の一次導体を貫通させた軟磁性材料等からなる環状のコアと、このコアに巻回したトロイダル状のコイルとを有して構成される。漏電が生じた場合は、複数の一次導体における電流が不平衡となるので、漏電電流（零相電流）により発生する磁束によって零相変流器のコアにおける磁束の状態が変化する。これにより、零相変流器のコイルに誘起電圧が発生し、漏電電流に相当する電圧がコイル両端で生じる。また、漏電が発生していない場合は、複数の一次導体に流れる電流が平衡状態であり、零相変流器のコアにおける磁束は打ち消し合い、コイルに誘起電圧は発生しない。したがって、零相変流器のコイル両端の電圧を漏電検出出力として出力することで、漏電電流の検出が可能となっている。
【０００３】
しかし、実際には、複数の一次導体に流れる電流が平衡状態（平衡電流）であっても、外部磁界の影響によりコイルに誘起電圧が発生し、不要出力が生じることがある。零相変流器の出力レベルは微少であるため、このような不要出力は誤検出を引き起こす要因となる。従来の零相変流器では、不要出力を低減するため、磁性材料により構成されたシールド部材をコア及びコイルの周囲に配置し、外部磁界を遮蔽する構造が一般に採用されている。
【０００４】
また、外部磁界の遮蔽効果を向上させるために、さらにコアの内側に沿わせて円筒状のシールド板を追加して設けたもの（例えば特許文献１参照）、あるいは、コア及び側面シールド板と外周側シールド板との間に隙間を設けたもの（例えば特許文献２参照）などが提案されている。また、特許文献３には、磁気シールドの性能を向上させるために、磁気シールドの厚さを規定した零相変流器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１１８２５号公報
【特許文献２】特開２００５−２１７０３５号公報
【特許文献３】特開平６−２９０９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
零相変流器において、平衡電流に対する不要出力を低減するために、従来では上記のようにコア及びコイルの周囲にシールド部材を配置する構成が採用されている。しかし、零相変流器を搭載する機器の構造、あるいは零相変流器自体の構造によっては、さらなる遮蔽効果の向上が望まれる場合がある。例えば、外部磁界が大きい状態では、シールド部材において磁気飽和が生じ、遮蔽効果が十分に得られない場合が生じ得る。特に、長円形状のトラック状のコアを用いた構造の場合は、漏れ磁束が大きくなることがあり、シールド部材における局部的な磁気飽和によって、不要出力が発生するなどの課題が生じることがあった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、零相変流器におけるシールド部材の遮蔽効果を向上させ、不要出力を低減可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、零相変流器において、複数の一次導体を内側に貫通可能な環状の磁性材料からなるコアと、コアの輪に沿って巻線が巻回されたトロイダル状のコイルと、コア及びコイルの周囲に配置される磁性材料からなるシールド部材とを備え、シールド部材は、コアの近傍に配置される第１シールド部材と、第１シールド部材よりもコアの遠方に配置される第２シールド部材とを有し、第１シールド部材と第２シールド部材とは異なる磁性特性を有しており、第２シールド部材が第１シールド部材よりも飽和磁束密度が高いものである。
【０００９】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアの磁性材料の透磁率は、コアの一番直近に配置される第１シールド部材の磁性材料の透磁率と同じ、あるいは略同じであるものを含む。
【００１０】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、第１シールド部材と第２シールド部材との間には、所定間隔の空間ギャップが設けられているものを含む。
【００１１】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアは、径方向の寸法が位置によって異なる略長円形状であるものを含む。
【００１２】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアの厚さ方向の両面に配置されるシールド部材は、コアの形状と略相似した略長円形状であり、このシールド部材の長手方向両端部の断面積が、コア中心に近い中央部に比べて大きいものを含む。
【００１３】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、シールド部材において、第１シールド部材はパーマロイを含む磁性材料により構成され、第２シールド部材はケイ素鋼を含む磁性材料により構成されるものを含む。
【００１４】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアはパーマロイを含む磁性材料により構成され、シールド部材において、第１シールド部材はパーマロイを含む磁性材料により構成され、第２シールド部材はケイ素鋼を含む磁性材料により構成されるものを含む。
【００１５】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアの断面積は、シールド部材の断面積よりも大きいものを含む。
【００１６】
また、本発明は、上記の零相変流器であって、コアは、プリント基板に内蔵される平板型であるものを含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、零相変流器におけるシールド部材の遮蔽効果を向上させ、不要出力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る零相変流器の構成を示す分解斜視図
【図２】第１の実施形態の零相変流器の構成を示す図
【図３】第１の実施形態の零相変流器の内部構成を示す断面図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る零相変流器の構成を示す斜視図
【図５】第２の実施形態の零相変流器の詳細構成を示す断面図
【図６】第２の実施形態の零相変流器のシールド部材の寸法関係を示す平面図
【図７】第２の実施形態の零相変流器の構成におけるシールド効果の一例を示す特性図
【図８】プリント基板により構成した零相変流器の変形例の構成を示す図
【図９】本実施形態の零相変流器を搭載した漏電検出装置の第１構成例を示す概略斜視図
【図１０】漏電検出装置の第１構成例の回路基板上の構成要素を示す回路図
【図１１】本実施形態の零相変流器を搭載した漏電検出装置の第２構成例を示す斜視図
【図１２】漏電検出装置の第２構成例の全体構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態では、漏電検出装置等に搭載される零相変流器の構成例を示す。零相変流器は、環状のコアにコイルが巻回されてなるセンサ部を有し、その周囲にシールド部材が配置された構成となっている。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る零相変流器の構成を示す分解斜視図である。図２は第１の実施形態の零相変流器の構成を示す図であり、（Ａ）は内部構成を上方からみた平面図、（Ｂ）は外観構成を示す斜視図である。図３は第１の実施形態の零相変流器の内部構成を示す断面図である。零相変流器１０は、零相電流のセンサ部として、円環状のコア１１と、このコア１１の周囲にトロイダル状に巻回されて形成されたコイル１２とを有している。コア１１は、磁性材料により構成され、例えばパーマロイにより形成される。
【００２１】
コア１１及びコイル１２によるセンサ部の外側には、第１シールド部材２１として、内上側シールド１３と内下側シールド１４とが配設され、コア１１及びコイル１２の周囲を覆っている。内上側シールド１３及び内下側シールド１４のさらに外側には、第２シールド部材２２として、外上面シールド１５、外下面シールド１６、内周シールド１７、外周シールド１８が配設され、第１シールド部材２１の外側を覆っている。ここで、内上側シールド１３及び内下側シールド１４による第１シールド部材２１は、コア１１の近傍に配置される。また、外上面シールド１５、外下面シールド１６、内周シールド１７、外周シールド１８による第２シールド部材２２は、コア１１からの距離が第１シールド部材２１よりも遠方に配置される。なお、ここではコア１１の厚さ方向を上下方向としている。
【００２２】
第１シールド部材２１と第２シールド部材２２とは、互いに異なる特性を持つ磁性材料によって構成される。例えば、第１シールド部材２１はパーマロイにより形成され、第２シールド部材２２はケイ素鋼により形成される。すなわち、異なる複数の磁性材料からなる第１シールド部材２１と第２シールド部材２２とを組み合わせて零相変流器のシールド部材が構成されている。
【００２３】
シールド部材は、外部からの磁束がコア１１に入らないように遮蔽し、かつ遮蔽効果を維持するために磁気飽和に至らないようにする必要がある。このため、シールド部材に要求される磁性材料は、比透磁率（透磁率）が高く、かつ飽和磁束密度が高いことが望まれる。すなわち、磁束を通し易い特性と、磁気飽和しにくい特性の両方を持つものが好ましい。そこで、本実施形態では、異なる磁性材料からなる第１シールド部材２１と第２シールド部材２２とを配置し、高透磁率かつ高飽和磁束密度の特性を併せ持つシールド部材を構成する。なお、ここでは２つの異なる磁性材料からなるシールド部材を配置する例を示しているが、３つ以上の異なる磁性材料からなるシールド部材を配置してもよい。
【００２４】
この際、コア１１から遠方に配置される第２シールド部材２２の磁性特性は、コア１１の近傍に配置される第１シールド部材２１と比べて、飽和磁束密度が高いものとする。本実施形態では、上記例のように、第１シールド部材２１をパーマロイ、第２シールド部材２２をパーマロイよりも飽和磁束密度が高いケイ素鋼としている。コア１１に対する外部からの磁束を遮蔽する上では、コア１１からより遠方に配置される外側の第２シールド部材２２の方が、近傍に配置される内側の第１シールド部材２１に比べて磁束密度が高くなる。よって、シールド部材の磁気飽和を抑制するためには、コア１１の遠方に配置される第２シールド部材２２は飽和磁束密度が高いものが好ましい。シールド部材を上記のような磁性特性とすることで、遮蔽効果を高めることができ、平衡電流時（平衡状態）での磁気飽和に至る電流値を大きくすることが可能となり、零相変流器の平衡特性、すなわち平衡状態でのＳＮ比等のセンサ特性を向上できる。
【００２５】
また、コア１１をパーマロイにより形成し、コア１１の磁性材料の透磁率を、コア１１の一番直近に配置される第１シールド部材２１の透磁率と同じか、あるいは略同じにしている。コア１１の透磁率がシールド部材よりも高い場合は、外部からの磁束がコア１１に侵入し易くなる。一方、コア１１の透磁率がシールド部材よりも低い場合は、コア１１で発生した磁束がシールド部材の方に入ってしまい、センサ部の感度が低下する。そこで、コア１１の透磁率と一番直近に配置される第１シールド部材２１の透磁率とを同じ、あるいは略同じにすることで、外部からの磁束を第１シールド部材２１までで遮蔽でき、かつ、コア１１で発生した磁束がシールド部材へ漏れることを抑制できる。これにより、シールド部材の遮蔽効果をさらに向上することができる。なお、複数のシールド部材の透磁率については、第１シールド部材２１のパーマロイの方が第２シールド部材２２のケイ素鋼よりも高くなっている。
【００２６】
また、図３に示すように、内上側シールド１３と外上面シールド１５との間、内下側シールド１４と外下面シールド１６との間など、第１シールド部材２１と第２シールド部材２２との間には、所定間隔の空間ギャップＧを設け、空気層を形成している。この空間ギャップＧにより、第１シールド部材２１と第２シールド部材２２の各々の磁性特性を合成した時の飽和磁束密度が高くできるので、外部からコア１１に入る磁束をさらに抑制することができる。
【００２７】
また、コア１１の断面積（厚さ）は、第１シールド部材２１、第２シールド部材２２の断面積（厚さ）よりも大きくする。これにより、コア１１における磁束密度を大きくでき、センサ部の出力を上げてＳＮ比等のセンサ特性を向上できる。
【００２８】
（第２の実施形態）
図４は本発明の第２の実施形態に係る零相変流器の構成を示す斜視図である。図５は第２の実施形態の零相変流器の詳細構成を示す断面図である。図６は第２の実施形態の零相変流器のシールド部材の寸法関係を示す平面図である。第２の実施形態の零相変流器３０は、零相電流のセンサ部として、非円形の環状のコア３１と、このコア３１の周囲にトロイダル状に巻回されて形成されたコイル３２とを有している。コア３１の材質は、第１の実施形態と同様、例えばパーマロイ等の磁性材料により形成される。コア３１の形状は、長辺と短辺を有する略長円形状であり、略長円形状の形状としては、長円形状（トラック型）、楕円形状など、長辺と短辺とを持つ輪状のもので、直交する２方向で寸法が異なるような形状を含むものとする。コア３１は、複数の環状の磁性材料の板部材を積層した構造となっている。このコア３１には、内側の貫通口に３本の一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔが貫通して配置されている。コア３１を略長円形状に構成することで、零相変流器の大型化を回避し、機器の小型化が容易で組立性が良好な構成とすることができる。
【００２９】
また、コア３１の断面積は、全周にわたり均一でなく、位置によって異ならせる構成としている。ここでは、コア３１の厚さを均一にしており、コア３１の長手方向両端部の曲線部分の位置の幅を、コア中心に近い中央部の直線部分の位置の幅に比べて大きくすることで、幅の変化によって断面積の大小を設定している。この際、コア３１及びコイル３２と一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔとの位置関係に基づき、一次導体に対するコイル及びコアの磁性特性（磁気抵抗）が位置によらずどの位置においても等価となるように、コアの断面積を設定する。これにより、コア上の全ての位置において等価な磁気回路を形成する。
【００３０】
コア３１及びコイル３２によるセンサ部の外側には、第１シールド部材４１として、内上側シールド３３と内下側シールド３４とが配設され、コア３１及びコイル３２の周囲を覆っている。内上側シールド３３及び内下側シールド３４のさらに外側には、第２シールド部材４２として、外上面シールド３５と外下面シールド３６とが配設され、第１シールド部材４１の外側を覆っている。なお、シールド部材の構造をわかりやすくするために図示していないが、コア３１及びコイル３２の外周と内周にもそれぞれシールド部材が設けられる。これらの内上側シールド３３、内下側シールド３４、外上面シールド３５、外下面シールド３６は、それぞれ、複数の環状の磁性材料の板部材が積層されて構成されている。なお、ここではコア３１の厚さ方向を上下方向としている。
【００３１】
第１シールド部材４１と第２シールド部材４２とは、第１の実施形態と同様に、互いに異なる特性を持つ磁性材料によって構成される。例えば、第１シールド部材４１はパーマロイにより形成され、第２シールド部材４２はケイ素鋼により形成される。また、第１シールド部材４１及び第２シールド部材４２の断面積は、コア３１と同様、長手方向両端部の曲線部分を、コア中心に近い中央部の直線部分に比べて大きくしている。この際、コアの厚さ方向の両面に配置される第１シールド部材４１、第２シールド部材４２は、コア３１の形状と略相似した略長円形状となっており、これらのシールド部材の厚さは均一である。そして、図６に示すように、略長円形状の第１シールド部材４１、第２シールド部材４２の長手方向両端部の曲線部分の位置の幅Ｗ２を、中央部の直線部分の位置の幅Ｗ１に比べて大きくすることで、幅の変化によって断面積の大小を設定している。第１シールド部材４１、第２シールド部材４２、及びコア３１の磁性特性など、その他の構成は第１の実施形態と同様である。
【００３２】
略長円形状のコア３１の場合、コア３１に対する外部からの磁束を遮蔽する上では、コア中心からの変位が大きい部分、すなわち長手方向両端部の曲線部分において磁束が集中する。このため、シールド部材の磁気飽和は磁束が集中する長手方向両端部において生じやすいが、この部分の断面積を部分的に大きくして磁束密度を低下させることで、磁気飽和を抑制できる。これにより、平衡電流時（平衡状態）での磁気飽和に至る電流値を大きくすることが可能となり、遮蔽効果を向上できる。
【００３３】
また、コア３１の断面積（厚さ）は、第１シールド部材４１、第２シールド部材４２の断面積（厚さ）よりも大きくする。これにより、コア３１における磁束密度を大きくでき、センサ部の出力を上げてＳＮ比等のセンサ特性を向上できる。
【００３４】
図７は第２の実施形態の零相変流器の構成におけるシールド効果の一例を示す特性図である。図７のグラフにおいて、縦軸はコア３１及びコイル３２による零相変流器３０のセンサ部のセンサ出力［ｍＶ］を、横軸は一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔに流れる平衡電流の電流値（平衡通電電流）［Ａ］をそれぞれ示している。そして、（ａ）はシールド部材を設けない場合（シールド無し）、（ｂ）はパーマロイのシールド部材を複数組み合わせて設けた場合（パーマロイ＋パーマロイシールド）、（ｃ）は図４及び図５のように材質及び磁性特性が異なるパーマロイのシールド部材とケイ素鋼板のシールド部材とを組み合わせて設けた場合（パーマロイ＋ケイ素鋼板シールド）を、それぞれ示している。
【００３５】
この図７の特性図からわかるように、パーマロイのシールド部材とケイ素鋼板のシールド部材とを組み合わせて設けることによって、平衡電流時（平衡状態）に零相変流器３０のセンサ部から所定値以上のセンサ出力が出力される電流値を大きくすることができる。したがって本実施形態によれば、シールド部材の遮蔽効果を向上でき、平衡電流に対する不要出力を低減することが可能となる。
【００３６】
なお、上記のような構成の零相変流器の変形例として、コア３１は、プリント基板に内蔵される平板型のものとし、プリント基板に形成した導電パターン及びスルーホールによってコイル３２を形成して、センサ部を構成することも可能である。
【００３７】
図８はプリント基板により構成した零相変流器の変形例の構成を示す図である。図８において、（Ａ）は零相変流器のコア、コイル及び一次導体の斜視図、（Ｂ）〜（Ｅ）はコア及びコイルを構成する各基板を分解した状態の分解斜視図をそれぞれ示す。
【００３８】
図８（Ａ）に示すように、プリント基板７４には、略長円形状のコア３１が内蔵され、このコア３１の輪に沿ってコア３１の外側に巻線が巻回されるようにトロイダル状のコイル３２が形成されている。コア３１の貫通口には三相の一次電流が流れる３本の一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔが貫通して配置されるようになっている。一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔは、略長円形状のコア３１の貫通口の長手方向に一直線上に並んで、一次導体４５Ｓを中心に一次導体４５Ｒ、４５Ｔが対称に配置されている。また、プリント基板７４には、コイル３２両端の出力部７３に接続された検出回路を構成する電子部品７５が実装されている。
【００３９】
図８（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、コア３１及びコイル３２が形成されたプリント基板７４は、３つの基板７４ａ、７４ｂ、７４ｃが積層されてなる積層基板によって構成されている。これらの基板７４ａ、７４ｂ、７４ｃには、コア３１の外側を囲むようにコイル３２の配置に対応して、回路パターン７６とスルーホール７７とが設けられ、これらの回路パターン７６及びスルーホール７７によってコイル３２を形成する構造となっている。ここで、コイル３２はほぼ一様な巻線密度で形成されている。この際、外側の層の基板７４ａ、７４ｃには、外側になる一方の面に回路パターン７６及びスルーホール７７が形成され、スルーホール７７が他方の面まで貫通して形成されている。また、内側の層の基板７４ｂには、両面に貫通してスルーホール７７が形成されている。図８（Ｅ）に示すように、基板７４ａ、７４ｃの間に挟まれる内側の層の基板７４ｂは、外側基板７４ｄと内側基板７４ｅとの間に平板型の軟磁性材料のコア３１を介在させた構造となっている。この基板７４ｂは、例えば、外側基板７４ｄの中央部に形成した開口部にコア３１、内側基板７４ｅを順に配置して１枚の板状に形成し、内側基板７４ｅの中央部に一次導体貫通用の貫通口を形成することで作製できる。
【００４０】
このように、コア３１を、回路パターン７６及びスルーホール７７によりコイル３２を形成した積層基板のプリント基板７４に内蔵することにより、非円形形状のコア及びコイルを形成しやすくなる。この場合、略長円形状のコアの輪に沿って全周にわたり容易にコイルを巻回することができる。また、プリント基板７４によってコア３１及びコイル３２を形成することで、コイルの巻きバラツキを無くすことができ、零相変流器の検出精度及び組立精度を向上できる。
【００４１】
（漏電検出装置の構成例）
図９及び図１０は本実施形態の零相変流器を搭載した漏電検出装置の第１構成例を示す図である。図９はコイル及びコアに複数の一次導体が貫通した零相変流器と回路基板を示す概略斜視図、図１０は回路基板上の構成要素を示す回路図である。
【００４２】
零相変流器３０は、コア３１に一次導体４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔが貫通し、コア３１に巻回されたコイル３２の両端の出力部４６が接続導体を介して回路基板４７に接続されている。漏電電流の検出部を構成する回路基板４７には、コイル３２の特性インピーダンスＺ１に整合する抵抗Ｒ１と、コイル３２の出力電圧を検出する回路を実装したＩＣ等からなる検出回路４８と、コイル３２の出力電圧を比較するための参照抵抗Ｒ２と、検出回路４８に電力を供給する電源４９とが設けられる。検出回路４８の出力部より、漏電検出電圧に相当する検出信号が出力される。
【００４３】
図１１及び図１２は本実施形態の零相変流器を搭載した漏電検出装置の第２構成例を示す図である。図１１は漏電検出装置の要部構成を示す斜視図、図１２は漏電検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【００４４】
零相変流器３０は、図１１に示すように、交流電源から負荷機器へと接続される複数の電路の一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔに対応して、略長円形状の貫通口が位置するように設けられる。一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔは、構造の簡単化及び組立性の向上のためにそれぞれが端子部分を除き直線状に形成され、これらが略並行に一列に並んで配置されており、これらの一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔが零相変流器３０の貫通口を貫通する構造となっている。ここで、一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔは、零相変流器３０の貫通口の前後の領域で各導体間の距離が変化しないよう略一定に保たれた状態に形成されて設けられている。すなわち、一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔは、折り曲げ部等を有さない略直線状の単純な形状であり、零相変流器３０の貫通口の長手方向に並列して配置される。
【００４５】
また、それぞれの一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔに対応して電流検出器５２、５３、５４が設けられ、各電流検出器に一次導体が貫通している。図１１の例では、零相変流器３０の近傍に設けた回路基板５８に変流器等による電流検出器５２、５３、５４が配置され、さらにこの回路基板５８上には電流検出器５２、５３、５４の出力についてそれぞれ増幅等の信号処理を行う信号処理回路５５、５６、５７が設けられている。ここで、電流検出器５２、５３、５４は、回路基板５８において回路パターン及びスルーホールによってコイルを形成して構成できる。
【００４６】
また、図１２に示すように、零相変流器３０の出力の増幅及びフィルタ処理を行う信号処理回路６１、信号処理回路５５、５６、５７、６１のアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ６２〜６５、漏電電流検出回路６６、出力端６７が設けられる。漏電電流検出回路６６は、Ａ／Ｄコンバータ６２〜６５からのデジタル信号を用いて、これらの出力値を所定の値と比較し、漏電状態かどうか判定して漏電検出信号を出力端６７に出力する。
【００４７】
一次導体５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔと導通する交流電源入力部の電路には、開閉器の回路遮断器接点６８が設けられ、漏電電流検出回路６６の出力の漏電検出信号が出力端６７から回路遮断器接点６８に供給される。漏電検出装置において漏電状態が検出された場合、漏電検出信号に基づいて開閉器の回路遮断器接点６８において負荷への電路を遮断する。また、開閉器として、電路において所定の過電流が検出された場合に、回路遮断器接点６８により負荷への電路を遮断する。
【００４８】
上記のような漏電検出装置において、本実施形態の零相変流器を搭載することにより、零相変流器におけるシールド部材の遮蔽効果を向上し、平衡状態での不要出力を低減できるため、漏電電流の誤検出を低減することができる。
【００４９】
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１０、３０  零相変流器
１１、３１  コア
１２、３２  コイル
１３、３３  内上側シールド
１４、３４  内下側シールド
１５、３５  外上面シールド
１６、３６  外下面シールド
１７  内周シールド
１８  外周シールド
２１、４１  第１シールド部材
２２、４２  第２シールド部材
４５Ｒ、４５Ｓ、４５Ｔ、５１Ｒ、５１Ｓ、５１Ｔ  一次導体
４６  出力部
４７  回路基板
４８  検出回路
４９  電源
５２、５３、５４  電流検出器
５５、５６、５７、６１  信号処理回路
６２、６３、６４、６５  Ａ／Ｄコンバータ
６６  漏電電流検出回路
６７  出力端
６８  回路遮断器接点
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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