(57)【要約】直線状の導電線（４）を囲む特徴的なエンクロージャ（１）は、エンクロージャの周りに巻かれ、電流測定を行う少なくとも１つの光ファイバセンサ又は変流器センサを収容する少なくとも１つの内側キャビティ（７）を含む。キャビティは、センサが挿入される外壁（１４）の小さな開口を除き密閉される。開口を介して、センサは取り換えの為に取り外され、開口を介して、センサは測定機器に接続される。キャビティはキャビティの表面に配置された、又は、センサのループを誘導し支持する取付けられたチューブに溝（９）を備える。エンクロージャ（１）の壁の一方（１４）は有利に、エンクロージャに従って誘導された電流の均一な流れを保証するために、隣接するエンクロージャ（２）の壁と合致する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体であり、導電線（４）と離れて包囲する、導電線エンクロージャ（１）であって、
外面に少なくとも１つの開口（６）を備える円形のキャビティ（７）を含み、
前記キャビティ（７）には、前記導電線の電流を検出する糸状の電流センサを誘導する少なくとも１つのガイド溝（９，２１）が構成され、
前記ガイド溝（９，２１）は、少なくとも１つのループを含み、前記開口（６）に通じることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項２】
請求項１記載の導電線エンクロージャであって、
前記キャビティは複数の開口（６）と、複数の溝（９，２１）とを含み、
前記溝の各々は、それぞれの開口に通じ、前記開口（６）はエンクロージャの周りの角度がオフセットされることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝（２１）は前記キャビティの面に設けられることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項４】
請求項１又は２記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝は、前記キャビティ（７）に固定されるチューブ（９）に設けられることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝は、前記エンクロージャ（１）の優位な材料よりも低い摩擦の材料で形成されることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンクロージャを含み、滑らかな他の導電線エンクロージャ（２）間に取付けられる電気装置。
【請求項７】
請求項６記載の電気装置であって、
前記エンクロージャ（１）は２つの部品から構成され、
前記２つの部品の各々は、前記他のエンクロージャ（２）に固定するためのそれぞれ平らなフランジ（１３）と、同心状であり、同じ前記部品のフランジに連結し、相互にセンタリング面（１６）を有するそれぞれのスペーサ（１４，１５）とを備え、
前記キャビティは前記スペーサ間に延び、前記スペーサの一方（１４）は前記滑らかなエンクロージャ（２）に延び、他の部品のフランジに対して直接隣接し、他方のスペーサは前記滑らかなエンクロージャ（２）の半径と異なる半径を有し、電気的に絶縁するシーリングガスケット（１８）を介して他の部品のフランジに対して隣接することを特徴とする電気装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の電気装置であって、
前記エンクロージャのキャビティの前記ガイド溝に収容され、前記導電線の電流を検出する複数の糸状センサ（１９，２５）を含むことを特徴とする電気装置。
【請求項９】
請求項８記載の電気装置であって、
前記センサが、光ファイバセンサと変流器センサとを含むことを特徴とする電気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサを備える導電線エンクロージャに関する。その上、導電線エンクロージャは、本発明の他の態様である電気装置に用いられることができる。
【背景技術】
【０００２】
例えば、メタルエンクローズド変電所（metal-enclosed substations）、ガス絶縁型開閉装置（gas-insulated switchgear（GIS））等の、中程度又は高電圧電気装置のいくつかの部品は、直線状の導電線と、距離を置いて装置を囲む絶縁性ガスで満たされるとともに、ディスク状の絶縁スペーサによって装置を支持する剛体のエンクロージャとを含む。電気装置は、様々なセンサを備え、エンクロージャへの配置に適する、センサの検出要素が他の導電線又は光ファイバであるかに基づいて、電気誘導又はファラデー効果を用いることによって導電線の電流の流れを測定する電流センサを含む。いずれの状態においても、このような類のセンサは、エンクロージャの周囲に巻かれ、十分な信号を受信するように少なくとも１つのループを形成する。そして、測定装置は、ループの少なくとも１つの端部に接続される。
【０００３】
センサは、エンクロージャの内面に取付けられたケーシングに、多くの場合収容されるので、接続のニーズにより、開口が開けられたエンクロージャを要求し、エンクロージャをシールすることをより困難にさせるという問題がある。頻繁に見られる他の問題は、センサを取付けることにより、エンクロージャの部分で多くの不連続性が生じることになり、特に装置が切り換わるときに生じる高周波リターン電流に乱れを引き起こし、そして、センサの測定値を改ざんする電磁放射線又はアーク放電を引き起こすことにより、エンクロージャ中の絶縁性ガスにダメージを与えるということである。
【０００４】
最後に、エンクロージャの内部に取付けられたセンサの一般的な問題は、センサを交換する場合、解体可能なエンクロージャを要求するということであり、その上、他の制約の間で、エンクロージャ内の毒性のある、又は汚染する絶縁性ガスが放出されるのを防止しなければならないので難しいということである。一方、特定の公知の設計でみられるように、センサがエンクロージャの外部に取付けられる場合、センサを保護するケーシングのために装置がより大きく作製されるか、あるいはセンサが露出されたままになり損傷を受ける。
【０００５】
特許文献１は、このようなセンサに対する特徴的な機構を記載する。特許文献２は、他の機構を記載し、その機構では、センサがエンクロージャ内部でエンクロージャのセグメントの溝に収納される。溝は、セグメントの端部の平らな面に開口し、エンクロージャの近くでセグメントに隣接する。エンクロージャの完全な分解が、センサのために必要である。特許文献３はエンクロージャの外部にセンサを設けた機構を記載する。特許文献４は、エンクロージャと接触することなく、センサが導電線の周囲に設置されコイルに取り付けられる機構を記載する。この機構の設計は、センサを取り換えるためにエンクロージャを分解しなければならないという問題を回避していない。そして、装置の放射状の全範囲でセンサ信号を測定することは、問題があると思われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５１３６２３６号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１７１０５８９号明細書
【特許文献３】米国特許第４３２０３３７号明細書
【特許文献４】英国特許出願公開第２３３２７８４号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本発明のエンクロージャは、上記の問題を有さない。エンクロージャは、センサの取り付け及び取り換えを容易に行うことができ、そして、エンクロージャ内の電流の流れを乱したり、エンクロージャのシーリングを阻害したりしない。
【０００８】
一般的形態において、本発明は、導電線のエンクロージャを提供する。エンクロージャは剛体であり、エンクロージャが囲む導電線と離れている。エンクロージャは、外面に少なくとも１つの開口を備える円形のキャビティを含み、キャビティには導電線の電流を検出するために糸状の電流センサを誘導するための少なくとも１つのガイド溝が構成され、ガイド溝は少なくとも１つのループを含み、開口に通じることを特徴とする。
【０００９】
エンクロージャは、このような複数の開口と、このような複数の溝とを含んでもよい。溝それぞれは、それぞれの開口に通じる。開口は、センサを区別すると共に、測定デバイスのためのより広いスペースを得るために、エンクロージャの周りの角度をオフセットすることが好ましい。
【００１０】
本設計は、センサが溝に誘導されることにより適切に配置されることを保証することによって、エンクロージャの２つの同心状の壁の間でセンサを保護することができる。外壁はセンサを設置するための開口を含むが、内壁は連続したままであるので、シーリングを保つ。センサの測定端部は、開口を介してアクセス可能なままである。センサのために必要である付加的な嵩高性（bulkiness）は測定ケーシングのみである。電気障害は低減され、センサを収容するエンクロージャを提供することにより、同じような径方向寸法を有する他のエンクロージャの長さが実際には延長される。
【００１１】
溝は、キャビティの面に、又はキャビティに固定されたチューブに設けられることができる。とにかく、溝は、より容易に組み立てと分解をするために、エンクロージャの優位な材料（金属）よりも低い摩擦の材料で形成され得る。
【００１２】
エンクロージャは、滑らかである（例えば、キャビティを持っていない）他の導電線エンクロージャの延長上に組み立てることができる。エンクロージャは有利に、２つの部品から構成され、２つの部品の各々は、他のエンクロージャのフランジに固定するためのそれぞれ平らなフランジと、同心状であり、同じ部品のフランジに連結し、相互にセンタリング面を有するそれぞれのスペーサとを備える。キャビティはスペーサ間に延び、スペーサの一方は滑らかなエンクロージャに延び、他の部品のフランジに対して直接隣接し、他方のスペーサは滑らかなエンクロージャの半径と異なる半径を有し、電気的に絶縁するシーリングガスケットを介して他の部品のフランジに対して隣接する。装置は、キャビティの溝に収容されるこのような複数の糸状センサを含むことができ、また、測定品質を向上することができる、光ファイバセンサ及び一体化された変流器センサを含むことができる。
【００１３】
従って、一般的なエンクロージャの形状の乱れは無視することができ、電流に引き起こされる不規則性も無視できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施形態の概要図である。
【図２】図２は、本発明の導電線のエンクロージャの実施形態の第１図である。
【図３】図３は、第２図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態の分解図である。
【図５】図５は、変形例を示す。
【図６】図６は、センサを示す。
【００１５】
本発明は、図面を参照して以下に説明される。
【００１６】
図１は、例えば、メタルエンクローズド変電所、ガス絶縁型開閉装置（GIS）等の電気装置のためのエンクロージャの一部の外面図である。図１において、本発明の特徴であるエレメントは、円筒状で滑らかな２つのエンクロージャ２にフランジによって取り付けられて示された、中央のエンクロージャ１である。導電線４は、外側から導電線を絶縁するエンクロージャ１，２の中央を通って延びる。センサを保持するために用いられるエンクロージャ１は、他のエンクロージャ２より短くすることができる。本実施形態は、本発明の利点が複数のセンサを使用するときにより明確になるので、２つのセンサの配置を示す。しかしながら、たった１つのセンサを使用しても当然可能である。図１は、外側の図である。見ることができる全てのものは、エンクロージャ１の外側に２つの異なる角度位置で取り付けられ、エンクロージャ１の長さの大部分を占める測定ケーシング５である。ケーシング５が取り外されると、図２で示すように、エンクロージャ１の長手方向に、及び角度がオフセットされた２つの開口６があらわになる。開口６は、エンクロージャ１の内側に、２つの開口によって共有されるか、リブ８によって分割されるキャビティ７につながる。そして、本実施形態では、キャビティ７は、エンクロージャ１の周りに巻かれる２本のチューブを含む。本実施形態では、チューブの各々が複数のループを形成し、開口６のそれぞれに通じる端部１０を有する。チューブ９はセンサを収容するのに役に立つ。本実施形態において、光ファイバセンサは導電線４を介して流れる電流のファラデー効果を使用する。センサは、端部１０で開口を介してチューブ９内に押し入れられる。そして、チューブはセンサを誘導し、そして、センサがキャビティ７でずれないように、測定するのに有利な位置にセンサを保持するのに役立つ。開口６の角度及び長手方向の拡張は制限され、エンクロージャ１のほんの一部に広がるものであり、エンクロージャ１によって、チューブ９と、またセンサとを保護することができる。押し込む動作のみでセンサを取り付け、又は取り換えることができることにより、エンクロージャ１を取り外すニーズを常に回避する。チューブ９は、キャビティ７において、接着接合され、又はその他の方法で留められる。チューブは、エンクロージャ１の材料の摩擦よりも小さい摩擦の材料で、有利に作成される。すなわち、チューブは、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）で形成される。これにより、センサを挿入し、そしてまた、センサを取り換えるためにセンサを取り外すのを簡易化する。
【００１７】
図６に、適当な電流センサ２５が示される。電流センサ２５は、一の端部でミラー２７と、他の端部でケーシング５とを有する光ファイバ２６を、検出エレメントとして備える。ケーシングは、センサを使用するために必要なエレメント、すなわち、光源２９と、偏光板３０と、アンジュレータ３１と、円偏光子３２と、光検出器３３とを含む。光源２９によって発光された光は、エレメント３０〜３２を通過した後、光ファイバ２６を介して伝播し、そして、ミラー２７によって反射された後、光検出器３３に戻る。光ファイバ２６は、導電線４の周りをループで巻かれ、明細書では示されないが、導電線によって運ばれた電流は測定され得る方法で光ファイバに従って伝播する光に作用する。
【００１８】
他の図は、図３に示される。エンクロージャ１は、フランジ１３と、フランジを連結するスペーサとをそれぞれ備える、２つの部分１１及び１２から構成される。スペーサはそれぞれ、外側スペーサ１４と内側スペーサ１５である。スペーサ１４及び１５は同心状であり、キャビティ７はスペーサ１４とスペーサ１５との間に延びる。スペーサ１４及びスペーサ１５は、スペーサ１４及び１５の同心性を保つ互いのセンタリングを保証するように、フランジ１３に密着する当接面１６を介して一緒に組み立てられる。パーツの一つであるフランジ１３は、ネジ（screw）１７によって他のパーツのスペーサ（本実施形態では外側スペーサ１４）に固定される。シーリングガスケット１８は、他のスペーサ１５と他のフランジ１３との間の接合に提供される。内側スペーサ１５を介する戻り電流の流れが妨げられることにより、このような電流は、エンクロージャ１及び２を介して規則正しく、かつほとんど直線的な形で流れ、放射線による乱れなく、外側スペーサを介して専ら通過するので、ガスケットはまた、有利に、滑らかなエンクロージャ２が（例えば、直線状に）外側スペーサ１４に延びる状態で電気的に絶縁する。
【００１９】
図４は、若干異なる実施形態を示す。図４において、ロゴスキー法（Rogowski method）を用いて操作する変流器が使用される。符号１９が与えられた、これらのセンサは各々、センサがケーシング５と接続するためのターミナル２０を提供する、一の端部で閉じられる同一の一巻き（turn）であると共に、ループの形状である。各センサは、本質的に、ターミナル２０に接続される導電線の端部を備え、ループに沿って並べられた巻き線を形成するように形作られた導電線から構成される。この種のセンサのための接続ケーシング５は当然、感受性の電気素子に適応する中身を有する。このようなセンサは公知であるので、センサはさらに詳細に説明されない。チューブ９に類似する（しかし、シングルループのみを有する）チューブを用いてセンサを挿入することができるけれども、他の実装は、想定され、スペーサの一つ（本実施形態においては、内側スペーサ１５）に切り込まれた溝２１の使用に依存し、そして、同じ誘導特性を提供し得る。小さなカバープレート２２はまた、開口６上に配置され、カバープレート２２の上に配置された接続ケーシング５を有するということが示されている。この小さなプレート２２は、同じようにしてもよく、また、プレート２２の各々は、接続ターミナル２０が通過することができるように設計された開口を有する突起２３と、開口を有さない連続する（continuous）突起２４とが提供されてもよい。センサ１９が溝２１に配置され、センサのループが閉じられると、小さなプレート２２は、開口を有する突起２３が開口６と接続ターミナル２０とに面するように回転しながら、外側スペーサ１４に配置される。従って、接続ケーシング５は、突起２３，２４と接続ターミナル２０との上に適合される。しっかりと接続ケーシング５を囲む固定カラーを使用することによって、又は、接続ケーシング５に他の締め付け手段を使用することによって、しっかりと構成された（tight）アセンブリが得られる。
【００２０】
本実施形態はまた、センサ１９を挿入することを容易にするために、溝２１が低摩擦材料でコーティングされてもよい。
【００２１】
異なる実施形態が図５に示される。各内側スペーサ１５は、規則正しい間隔で配置された溝２１を備える。この実施形態において、５つの溝があり、溝のいくつかは余計なものである。３つのセンサ１９のみが、この実施形態では実装される。この設計により、そのような要求があれば、装置の寿命期間中、新規なセンサを追加することができる。これにより、全て異なる角度位置に配置される開口６の問題を引き起こさない。
【００２２】
チューブデバイス及び溝デバイスはそれぞれ、光ファイバセンサと変流器センサとに必ずしも関連付けられる必要性がない。
【００２３】
図５に示された類似する設計は、光ファイバセンサに適用し得る。センサにおけるループの数は、本発明の好ましい実装に重要ではない。適切にデバイスを誘導し、収容することを提供すれば十分である。
【００２４】
最後に、両カテゴリーのセンサは、共通のエンクロージャ１に一緒に配置されてもよく、さらに測定の信頼性に対して非常に有益である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛体であり、導電線（４）と離れて包囲する、導電線エンクロージャ（１）であって、
一つの部品が他の部品に固定される２つの部品（１１，１２）から構成され、他のエンクロージャ（２）に固定するための２つのフランジ（１３）と、同芯状で前記フランジ間に延びる２つのスペーサ（１４，１５）とを備え、
前記スペーサ間に間隔を構成する円形状のキャビティ（７）を含み、
前記スペーサの一方は、前記エンクロージャのシーリングを維持するために連続する内側スペーサであり、前記スペーサの他方は、制限された角度の大きさを有する少なくとも１つの開口（６）を備え、前記導電線の電流を検出する糸状の電流センサ（１９，２５）を挿入するための外側スペーサであり、
前記キャビティには、前記センサを押し込むとき、前記センサを誘導するための少なくとも１つのガイド溝（９，２１）が構成され、
前記溝は、少なくとも１つのループを含み、前記開口に通じる導電線エンクロージャ。
【請求項２】
請求項１記載の導電線エンクロージャであって、
前記キャビティは複数の開口（６）と、複数の溝（９，２１）とを含み、
前記溝の各々は、それぞれの開口に通じ、前記開口（６）はエンクロージャの周りの角度がオフセットされることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝（２１）は前記キャビティの面に設けられていることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項４】
請求項１又は２記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝は、前記キャビティ（７）に固定されるチューブ（９）に設けられていることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の導電線エンクロージャであって、
前記溝は、前記エンクロージャ（１）の優位な材料よりも低い摩擦の材料で形成されることを特徴とする導電線エンクロージャ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンクロージャを含み、滑らかな他の導電線エンクロージャ（２）間に取付けられる電気装置。
【請求項７】
請求項６記載の電気装置であって、
前記２つの部品はそれぞれ、前記フランジの一方と、前記スペーサの一方とを備え、
前記スペーサは、相互にセンタリング面（１６）を備え、
前記スペーサの一方（１４）は、前記他の前記エンクロージャ（２）に延び、前記他の部品のフランジに対して直接隣接し、前記スペーサの他方は、電気的に絶縁するシーリングガスケット（１８）を介して他の部品のフランジに対して隣接することを特徴とする電気装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載の電気装置であって、
前記エンクロージャのキャビティの前記ガイド溝に収容され、前記導電線の電流を検出する複数の糸状センサを含むことを特徴とする電気装置。
【請求項９】
請求項８記載の電気装置であって、
前記センサが、光ファイバセンサと変流器センサとを含むことを特徴とする電気装置。
【国際調査報告】
2013506392.tif 000009
2013506392.tif 000010
2013506392.tif 000011
2013506392.tif 000012
2013506392.tif 000013
2013506392.tif 000014