(57)【要約】【課題】電流をより高い精度で検出できる電流検出装置を提供する。【解決手段】電流検出装置１００は、検出用コア１０と、打ち消し用コア１１とを備え、検出用コア１０には、信号発生部１Ａが出力した励磁信号が印加される励磁用コイルＬ１と、信号調整部３０Ａが出力した直流電圧の大きさに応じた帰還電流が流れる帰還用コイルＬ５とが巻かれ、打ち消し用コア１１には、信号発生部１Ａが出力した励磁信号が印加され、前記励磁用コイルＬ１によって前記導体２０に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイルＬ２と、帰還用コイルＬ５に接続されて帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が帰還用コイルＬ５と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイルＬ４とが巻かれている。【選択図】図１
2015068725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧の大きさに応じた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に応じた帰還電流が流れるコイルが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項３】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と、
前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）と同じ向きとなる第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項４】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる第１のコイルと、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第２のコイルとが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項５】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と、
前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）と同じ向きとなる第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）と、
前記第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と同じ向きとなる第２の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ１０）と、
前記第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）と同じ向きとなる第３の交流電流低減用コイル（Ｌ９）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項６】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）からの励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれており、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる第１のコイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第２のコイルとが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じた得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項７】
導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流の検出と励磁信号に応じた交流磁界の打ち消しとを行う検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアからの検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする電流検出装置。
【請求項８】
キュービクル（７２０）と、
前記キュービクル（７２０）から延びる複数の接地線に流れる漏れ電流をそれぞれ検出する複数の電流検出装置と、を備え、
前記各電流検出装置は、励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）とを有し、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧の大きさに応じた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力することを特徴とする変電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体を流れる電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置及びこれを備えた変電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
導体を流れる電流を非接触で検出するものとして、特許文献１に示されているような電流検出センサが知られている。この電流検出センサは、たとえば直流電流を検出するのに適したフラックス・ゲート型であり、環状素子に巻かれた一次励磁巻線及び二次検出巻線で構成される磁気検知素子を有し、この磁気検知素子に内通させた導体を流れる電流を非接触で検出するようにしたものである。
【０００３】
なお、環状素子としては、磁場が小さい範囲では磁場の大きさＨと磁束密度Ｂとが略直線的な関係にあるが、磁場の大きさが所定以上になると磁場の値によらず磁束密度が略一定（磁気飽和状態となる）となる軟質磁性体が用いられている。
【０００４】
このような構成においては、周波数ｆの励磁信号を一次励磁巻線に印加し、環状素子が十分磁気飽和するように励磁されているとき、導体に直流電流が流れると、この電流による磁界が一次励磁巻線による環状素子中の交流磁界と重畳し、見かけ上、環状素子のＢ−Ｈ曲線が点対称からずれる。二次検出巻線からは導体に流れる直流電流と相関の有るピー
ク信号が出力され、このピーク信号を元に、所定の信号処理が行われることで、導体に流れている直流電流が求められる。
【０００５】
ところが、このような構成では、導体と、磁気検知素子とで磁束の閉ループが構成され、導体が見かけ上、環状素子に一巻されていることになり、例えばＮ回巻かれた一次励磁巻線とで１対Ｎのトランスが構築されることと等価となる。
【０００６】
そのため、導体には一次励磁巻線に印加される励磁信号に応じた１／Ｎの交流磁界が移乗ノイズとして誘起されてしまい、導体に流れている直流電流を正確に求めることが困難となる。
【０００７】
このような不具合を解消するようにしたものとして、特許文献２に示されるような電流検出装置が知られている。この電流検出装置は、導体が内通されている検出用コアと打ち消し用コアに並列接続された励磁用コイル（一次励磁巻線）をそれぞれ逆向きとなるように巻いて交流の励磁信号で同時に励磁駆動し、検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界が打ち消し用コアからの逆位相の交流磁界によって打ち消されるようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開昭５９−９２５３２号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００７−３１６０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献２に記載された電流検出装置においては、打ち消し用コアに、検出対象となる直流電流による直流磁界バイアスがかかり、これによって励磁信号が歪んで直流電流が流れる導体に好ましくない電圧が誘起される。すなわち、検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界が、打ち消し用コアからの逆位相の交流磁界によって完全に打ち消されず、電流の検出精度（測定精度）に好ましくない影響を及ぼしていた。
本発明は、電流をより高い精度で検出できる電流検出装置及びこれを備えた変電設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的に沿う第１の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧の大きさに応じた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【００１２】
前記目的に沿う第２の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に応じた帰還電流が流れるコイルが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と、
前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）と同じ向きとなる第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて前記直流電圧を出力する。
【００１４】
前記目的に沿う第４の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる第１のコイルと、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第２のコイルとが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【００１５】
前記目的に沿う第５の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と、
前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の交流電流低減用コイル（Ｌ８）と同じ向きとなる第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）と、
前記第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第１の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）と同じ向きとなる第２の直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ１０）と、
前記第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）に接続されて前記交流成分低減用電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記第２の交流電流低減用コイル（Ｌ７）と同じ向きとなる第３の交流電流低減用コイル（Ｌ９）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて前記直流電圧を出力する。
【００１６】
前記目的に沿う第６の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記導体（２０）を流れる交流電流による交流磁界成分を打ち消す交流成分打ち消し用コア（１２）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を得る信号調整部（３０Ａ）と、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）から得られた検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）が巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）からの励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記交流成分打ち消し用コア（１２）には、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）が巻かれており、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる第１のコイル（Ｌ５）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる第２のコイルとが巻かれ、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じた得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【００１７】
前記目的に沿う第７の発明に係る電流検出装置は、導体（２０）を流れる被検出電流を非接触で検出するフラックス・ゲート型の電流検出装置であって、
励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流の検出と励磁信号に応じた交流磁界の打ち消しとを行う検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧出力する信号調整部（３０Ａ）と、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアからの検知電流に応じた交流成分低減用電流を出力する交流成分打ち消し部（４０Ａ）とを備え、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）が巻かれ、
前記検出用コア（１０）及び前記打ち消し用コア（１１）により構成されたコアには、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧に基づいた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）と、
前記検知電流を前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）に出力する交流検出用コイル（Ｌ６）と、
前記交流成分打ち消し部（４０Ａ）が出力した前記交流成分低減用電流が流れる交流電流低減用コイル（Ｌ７）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【００１８】
前記目的に沿う第８の発明に係る変電設備は、キュービクル（７２０）と、
前記キュービクル（７２０）から延びる複数の接地線に流れる漏れ電流をそれぞれ検出する複数の電流検出装置と、を備え、
前記各電流検出装置は、励磁信号を出力する信号発生部（１Ａ）と、
前記被検出電流を検出する検出用コア（１０）と、
前記検出用コアからの励磁信号に応じた交流磁界を打ち消す打ち消し用コア（１１）と、
前記被検出電流に応じた直流電圧を出力する信号調整部（３０Ａ）とを有し、
前記検出用コア（１０）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加される励磁用コイル（Ｌ１）と、
前記信号調整部（３０Ａ）が出力した前記直流電圧の大きさに応じた帰還電流が流れる帰還用コイル（Ｌ５）とが巻かれ、
前記打ち消し用コア（１１）には、
前記信号発生部（１Ａ）が出力した前記励磁信号が印加され、前記励磁用コイル（Ｌ１）によって前記導体（２０）に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイル（Ｌ２）と、
前記帰還用コイル（Ｌ５）に接続されて前記帰還電流が流れ、巻線の巻かれる方向が前記帰還用コイル（Ｌ５）と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイル（Ｌ４）とが巻かれており、
前記信号調整部（３０Ａ）は、前記検出用コア（１０）から前記被検出電流に応じて得られた電圧信号に基づいて、前記直流電圧を出力する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜７記載の電流検出装置によれば、電流をより高い精度で検出できる。
また、請求項８記載の変電設備によれば、漏れ電流を高い精度で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図２】同電流検出装置の変形例を示す説明図である。
【図３】同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図５】同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図７】同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図９】同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【図１２】本発明の第７実施形態に係る直流変電設備を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、各図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る電流検出装置を示す説明図であり、図２は同電流検出装置の変形例を示す説明図であり、図３は同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係る電流検出装置１００は、フラックス・ゲート型の電流検出装置である。電流検出装置１００は、図１に示すように、信号発生部１Ａ、磁気検知素子１０Ａ、信号調整部３０Ａを備えている。
【００２３】
信号発生部１Ａは、交流信号発生器１と抵抗Ｒ１とを有している。
交流信号発生器１は、例えば交流方形波の電圧信号である励磁信号ｖ０を出力する。
抵抗Ｒ１は、励磁信号ｖ０の立ち上がりと立ち下がり時に発生するスパイク状のパルス信号を抑制するとともに、励磁電流ｉ０のレベルを一定以下に制限する制限器としての役目を担っている。なお、励磁電流ｉ０のレベルを一定以下に制限する制限器として、抵抗Ｒ１に限らずアッテネータやインダクタンス、コンデンサを用いたインピーダンス回路網を用いるようにしてもよい。
【００２４】
磁気検知素子１０Ａは、検出用コア１０と打ち消し用コア１１とを有している。検出用コア１０及び打ち消し用コア１１は、実質的に同じ方向を向いて配置され、それぞれ直流電流Ｉ（被検出電流）が流れる導体２０が内部を通っている。
検出用コア１０は、導体２０の直流電流Ｉを検出するものである。
打ち消し用コア１１は、検出用コア１０から励磁信号ｖ０に応じて発生する交流磁界を打ち消すものである。
検出用コア１０と打ち消し用コア１１は、実質的に同一形状であり、しかも実質的に同じ磁気飽和点を有する材質で構成されている。
【００２５】
検出用コア１０には、巻数（Ｎ１）の励磁用コイルＬ１、巻数（Ｎ３）の検出用コイルＬ３、巻数（Ｎ５）の帰還用コイルＬ５が巻かれている。
打ち消し用コア１１には、巻数（Ｎ２）の励磁打ち消し用コイルＬ２、巻数（Ｎ４）の直流バイアス打ち消し用コイル（第１の直流バイアス打ち消し用コイルの一例）Ｌ４が巻かれている。
【００２６】
ここで、励磁用コイルＬ１と励磁打ち消し用コイルＬ２の巻線は、導体２０に生じる誘起電圧を打ち消すことができるように、逆向きに巻かれている。そして、励磁用コイルＬ１と励磁打ち消し用コイルＬ２の一端には、交流信号発生器１から出力された励磁信号ｖ０が共通して印加される。また、励磁用コイルＬ１と励磁打ち消し用コイルＬ２の他端は、共に接地されている。
【００２７】
ただし、励磁打ち消し用コイルＬ２にはバッファＢ１を介して励磁信号ｖ０が印加されるようになっている。このバッファＢ１の電圧利得Ｇは、励磁用コイルＬ１の巻き数がＮ１、励磁打ち消し用コイルＬ２の巻き数がＮ２である場合、Ｇ＝Ｎ２／Ｎ１の関係になるように設定される。なお、電圧利得Ｇの極性が負の場合は、励磁打ち消し用コイルＬ２の巻線の向きが図１に示す向きと逆に巻かれていればよい。このとき、励磁用コイルＬ１は、磁気飽和するレベルの電圧信号ｖ１で励磁駆動される。
【００２８】
導体２０には、励磁用コイルＬ１及び励磁打ち消し用コイルＬ２が電圧信号ｖ１、ｖ２で励磁駆動されるが、それぞれのコイルＬ１、Ｌ２に流れる励磁電流ｉ０の向きが逆となるため、振幅が同じであるが位相が逆の交流電圧ｖ２０、ｖ２１がそれぞれ誘起されるようになっている。
【００２９】
検出用コイルＬ３は、導体２０を流れる直流電流Ｉに応じて直流磁気成分がバイアスされ、電圧信号ｖ３を出力する。検出用コイルＬ３の巻数（Ｎ３）は、電圧信号ｖ３が信号調整部３０Ａの定格入力を超過しないように設定されている。検出用コイルＬ３の一端は接地され、他端は信号調整部３０Ａの入力端ｂに接続されている。
【００３０】
直流バイアス打ち消し用コイルＬ４の巻数（Ｎ４）と帰還用コイルＬ５の巻数（Ｎ５）とは同じ巻数（Ｎ４＝Ｎ５）であり、巻線の巻かれる方向がそれぞれ同じ向きとなっている。
直流バイアス打ち消し用コイルＬ４の入力端は信号調整部３０Ａの出力端ｃに、後述する帰還用抵抗Ｒ２を介して接続され、出力端は帰還用コイルＬ５の入力端に接続されている。
帰還用コイルＬ５の出力端は接地されている。
【００３１】
直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５には、後述の信号調整回路３０が出力する直流電圧Ｖ３０に基づいた帰還電流Ｉ１（Ｉ１＝Ｖ３０／Ｒ２）が流れる。
【００３２】
なお、上述の各コイルの巻数及び相互間の巻数比は固定されるものではなく、検出対象となる直流電流Ｉの大きさや、検出感度に応じて適宜変更可能である。
【００３３】
信号調整部３０Ａは、ダイオードＤ１、Ｄ２、コンデンサＣ１、Ｃ２、信号調整回路３０、及び帰還用抵抗Ｒ２を有している。
ダイオードＤ１、Ｄ２は、電圧信号ｖ３の最大振幅を検出する。
コンデンサＣ１は電圧信号ｖ３のプラス（＋）側のピークレベルを保持し、コンデンサＣ２はマイナス（−）側のピークレベル（ボトムレベル）を保持する役目を担っている。すなわち、コンデンサＣ１は、電圧信号ｖ３のピークレベルの電圧ＶＣ１をホールドし、コンデンサＣ２は、電圧信号ｖ３のボトムレベルの電圧ＶＣ２をホールドできる。
【００３４】
信号調整回路３０は、プラス側入力端子及びマイナス側入力端子の端子間に印加された電圧信号の振幅を零電位を中心として対称になるように調整し、その調整量に応じた直流電圧Ｖ３０を出力端ｃに出力する。この直流電圧Ｖ３０は、導体２０を流れる直流電流Ｉに比例した大きさで出力される。
【００３５】
帰還用抵抗Ｒ２は、信号調整回路３０の出力端ｃに接続され、帰還電流Ｉ１を出力電圧Ｖ３に変換する。
【００３６】
すなわち、検出用コイルＬ３、信号調整部３０Ａ、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４、及び帰還用コイルＬ５による帰還ループが形成され、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と帰還用コイルＬ５には、常に直流電流Ｉ（直流電圧Ｖ３０）の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が流れるようになっている。
【００３７】
ここで、帰還電流Ｉ１が流れる直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と帰還用コイルＬ５は、導体２０を流れる直流電流Ｉによって発生する直流磁界とは反対向きの直流磁界が発生するように巻線が巻かれる方向が決定されている。
【００３８】
その結果、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と帰還用コイルＬ５により、導体２０を流れる直流電流Ｉによって発生する直流磁界が打ち消され、検出用コア１０と打ち消し用コア１１とを実質的に同じ磁気飽和点を有する材質で構成することが可能となる。
【００３９】
なお、電流検出装置１００の検出用コイルＬ３は、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号ｖ３を信号調整部３０Ａに出力するものであるが、その変形例である電流検出装置１００ａとして、導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号が、励磁用コイルＬ１によって得られる構成にしてもよい。
具体的には、電流検出装置１００ａは、図２に示すように、接続点ａと信号調整部３０Ａの入力端ｂとを接続し、抵抗Ｒ１を励磁用コイルＬ１の出力側に移動させ、励磁打ち消し用コイルＬ２の入出力側にバッファＢ１を設けるように構成される。これにより、直流電流Ｉに基づく電圧信号が励磁用コイルＬ１に誘起され、信号調整部３０Ａに入力されるようになる。
このように、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
なお、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１を重なるように配置することにより、全体として１つとみなしたコアを構成し、このコアに、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５が、１つのコイルとして巻かれた構成にしてもよい。この場合のコイルの巻き数はＮ５（＝Ｎ４）となる。
【００４０】
次に、電流検出装置１００の動作を、図３に示す波形図を参照しながら説明する。
【００４１】
まず、交流信号発生器１から図３（ａ）に示すような励磁信号ｖ０が出力される。この励磁信号ｖ０は、抵抗Ｒ１を介して検出用コア１０の励磁用コイルＬ１と、打ち消し用コア１１の励磁打ち消し用コイルＬ２に印加される。このとき、励磁用コイルＬ１は電圧信号ｖ１（＝ｖ０）で励磁駆動され、打ち消し用コア１１は電圧信号ｖ２（＝ｖ０）で励磁駆動される。
【００４２】
以下、電流検出装置１００の動作の理解をより容易にするために、上述の帰還ループによる帰還がかかっていない場合（帰還動作前）と、帰還ループによる帰還がかかっている場合（帰還動作後）とについて、それぞれ分けて説明する。
なお、図３（ａ）〜（ｌ）において、破線は帰還がかかっていない状態を示し、実線は帰還がかかっている状態を示している。
【００４３】
（帰還ループによる帰還がかかっていない場合）
励磁用コイルＬ１が、検出用コア１０が磁気飽和するレベルとなる電圧信号ｖ１で励磁駆動されると、図３（ｂ）の破線で示すように、励磁用コイルＬ１からは鋭角なピーク値を有し、正側の振幅Ａと負側の振幅Ｂとが異なる波形を示す電流信号ｉ１が出力される。
【００４４】
一方、打ち消し用コア１１の励磁打ち消し用コイルＬ２が電圧信号ｖ２で励磁駆動されると、図３（ｃ）の破線で示すように、図３（ｂ）の破線で示す波形と同位相の電流信号ｉ２が出力される。ただし、電流信号ｉ１、ｉ２により発生する磁界の向きは逆なので、直流Ｉにより発生する同じ向きの磁界バイアスが加わると、飽和位置が違って現れる。
なお、励磁用コイルＬ１及び励磁打ち消し用コイルＬ２を流れた電流信号ｉ１、ｉ２は、それぞれ接地側に流れる。
【００４５】
その結果、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１には、それぞれ、励磁用コイルＬ１及び励磁打ち消し用コイルＬ２の励磁により発生した交流磁界により周回する磁路が生成される（図１に示す矢印参照）。
このとき、励磁用コイルＬ１に印加された電圧信号ｖ１は、図３（ｄ）の破線で示すように、導体２０の直流電流Ｉによる直流磁界で不平衡化された電圧信号に変化する。また、同時に励磁用コイルＬ１の励磁によって、導体２０には図３（ｅ）の破線で示すような交流電圧ｖ２０が誘起される。
【００４６】
同様に、励磁打ち消し用コイルＬ２に印加された電圧信号ｖ２は、図３（ｆ）の破線で示すように、導体２０の直流電流Ｉによる直流磁界で不平衡化された電圧信号に変化する。また、同時に励磁打ち消し用コイルＬ２によって、導体２０には図３（ｇ）の破線で示すような交流電圧ｖ２０とは逆位相の交流電圧ｖ２１が誘起される。
すなわち、導体２０には、図３（ｈ）の破線で示すように、励磁用コイルＬ１によって誘起された交流電圧ｖ２０と、打ち消し用コイルＬ２によって誘起された交流電圧ｖ２１とが加算された合成電圧ｖ２０＋ｖ２１が誘起される。
【００４７】
このように、帰還ループによる帰還がかかっていない状態では、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１として同一レベルで飽和するコアを使用すると、導体２０に励磁信号ｖ０による誘起電圧が生じてしまう。
【００４８】
一方、検出用コア１０の検出用コイルＬ３が出力する、図３（ｉ）の破線で示す電圧信号ｖ３は、後段の信号調整部３０Ａに入力される。
【００４９】
電圧信号ｖ３は、コンデンサＣ１によってその振幅レベルが＋ピークに保持された電圧ＶＣ１（図３（ｊ）の破線で示す波形参照）と、コンデンサＣ２によってその振幅レベルが−ピーク（ボトム）に保持された電圧ＶＣ２（図３（ｋ）の破線で示す波形参照）とに変換される。図３（ｊ）及び図３（ｋ）の破線で示すように、電圧ＶＣ１と電圧ＶＣ２とは、振幅レベルが等しくならない（ＶＣ１≠ＶＣ２）。
【００５０】
（帰還ループによる帰還がかかっている場合）
図３（ｊ）及び図３（ｋ）の破線でそれぞれ示した、帰還ループによる帰還がかかっていない場合の電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２は、信号調整回路３０の内部にて振幅が零レベルに対して対称になるように調整され、図３（ｌ）の破線で示した直流電圧Ｖ３０は、正側の電位又は負側の電位のいずれか一方に大きく変位した値を示し、直流電圧Ｖ３０の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が帰還用抵抗Ｒ２を介して直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５を流れる。
【００５１】
そうすると、帰還用コイルＬ５によって発生する直流磁界と、導体２０の直流電流Ｉによって発生する直流磁界とが打ち消し合っている平衡状態、すなわち帰還がかかった状態となる。
また、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４によって発生する直流磁界と、導体２０の直流電流Ｉによって発生する直流磁界とが打ち消し合って、平衡状態がとられる。
【００５２】
これにより、導体２０の直流電流Ｉによる直流磁界が、見かけ上、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１に作用しなくなるので、励磁用コイルＬ１の電流信号ｉ１は、ゼロレベルを中心に実質的に振幅が等しくなる周期的な波形（Ａ＝Ｂ）を示すようになる（図３の（ｂ）の実線で示す波形参照）。
同様に、励磁打ち消し用コイルＬ２の電流信号ｉ２も、ゼロレベルを中心に実質的に振幅が等しくなる周期的な波形（Ａ＝Ｂ）を示すようになる（図３の（ｃ）の実線で示す波形参照）。
【００５３】
すなわち、磁気飽和状態となっている検出用コア１０の励磁用コイルＬ１の電圧信号ｖ１（図３（ｄ）の実線で示す波形参照）と、磁気飽和状態となっている打ち消し用コア１１の励磁打ち消し用コイルＬ２の電圧信号ｖ２（図３（ｆ）の実線で示す波形参照）とが、直流磁界の影響が抑制された状態で、それぞれ出力されることになる。
【００５４】
また、励磁信号ｖ０に基づいて、励磁用コイルＬ１及び励磁打ち消し用コイルＬ２によってそれぞれ導体２０に誘起される２つの交流電圧ｖ２０、ｖ２１（それぞれ、図３（ｅ）及び（ｇ）の実線で示す波形参照）は、互いに逆位相であるので打ち消し合う。その結果、図３（ｈ）の実線で示すように、導体２０の誘起電圧（合成電圧）が抑えられる。これにより、励磁信号ｖ０が導体２０に与える影響が抑えられた状態で、直流電流Ｉが検出されることになる。
【００５５】
検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３（図３（ｉ）の実線で示す波形参照）は、信号調整部３０ＡのコンデンサＣ１によってその振幅レベルが＋ピークに保持された電圧ＶＣ１（図３（ｊ）の実線で示す波形参照）と、コンデンサＣ２によって振幅レベルが−ピーク（ボトム）に保持された電圧ＶＣ２（図３（ｋ）の実線で示す波形参照）とにそれぞれ変換され、信号調整回路３０に入力される。図３（ｊ）及び図３（ｋ）の実線で示すように、電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２の振幅レベルは実質的に等しいものとなる（ＶＣ１＝ＶＣ２）。
【００５６】
２つの電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２に基づいて、信号調整回路３０は直流電圧Ｖ３０（図３（ｌ）の実線で示す波形参照）を出力し、帰還電流Ｉ１が直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５を流れる。
【００５７】
導体２０を流れている直流電流Ｉは、信号調整回路３０から出力される直流電圧Ｖ３０に基づいて求められる。すなわち、帰還がかかった状態での直流電圧Ｖ３０は、Ｖ３０＝Ｒ２・（Ｉ／Ｎ５）の条件を満たすようになるので、導体２０を流れる直流電流Ｉは、Ｉ＝Ｎ５・（Ｖ３０／Ｒ２）として求められる。
従って、電流検出装置１００は、求めた直流電流Ｉが予め決められた電流値を超えたことを、例えば図示しないコンパレータを用いて検出することにより、導体２０に予め決められた大きさの直流電流Ｉが流れていることを検出できる。
【００５８】
以上説明したように、第１実施形態に係る電流検出装置１００においては、検出用コア１０に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加される励磁用コイルＬ１と、励磁用コイルＬ１及び導体２０を流れる直流電流Ｉにより、直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力する検出用コイルＬ３と、信号調整部３０Ａが出力した直流電圧Ｖ３０の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が流れる帰還用コイルＬ５とが巻かれている。
【００５９】
また、打ち消し用コア１１に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加され、励磁用コイルＬ１によって導体２０に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイルＬ２と、帰還用コイルＬ５に接続されて帰還電流Ｉ１が流れ、巻線の巻かれる方向が帰還用コイルＬ５と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイルＬ４とが巻かれている。
【００６０】
従って、検出用コア１０と打ち消し用コア１０に作用する導体２０からの直流磁界成分が打ち消されるため、検出用コア１０と打ち消し用コア１１が、実質的に同じ磁気飽和点を有する材質の環状素子であっても励磁信号ｖ０に応じた交流磁界を打ち消し、電流検出装置１００は、導体２０を流れている直流電流Ｉを高い精度で検出できる。換言すると、電流検出装置１００は、微小な直流電流Ｉを検出できる。
【００６１】
なお、特許文献２に記載された電流検出装置のように、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４を設けずに、検出用コア１０の帰還用コイルＬ５にのみ帰還をかけて帰還電流Ｉ１を流した場合は、励磁用コイルＬ１を流れる電流信号ｉ１はバランスして、図３（ｂ）の実線で示す波形となり、電圧信号ｖ１及び交流電圧ｖ２０も、それぞれ図３（ｄ）及び図３（ｅ）の実線で示す波形となる。
ところが、打ち消し用コア１１には直流電流Ｉによる直流磁界バイアスがかかったままとなるので、電流信号ｉ２は図３（ｃ）の破線で示す波形よりも好ましい波形となるものの、電圧信号ｖ２及び交流電圧ｖ２１は実線で示す波形のようにはならず、導体２０には交流電圧ｖ２０と交流電圧ｖ２１との合成電圧が誘起電圧として生じてしまう。
つまり、検出用コア１０の帰還用コイルＬ５のみに帰還をかけた電流検出装置は、電流検出装置１００と比較すると、直流電流Ｉの検出精度が劣ることとなる。
【００６２】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る電流検出装置２００について説明する。第１実施形態に係る電流検出装置１００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図４は本発明の第２実施形態に係る電流検出装置を示す説明図であり、図５は同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【００６３】
導体２０に、直流電流（被検出電流）Ｉに加え、交流信号発生器１からの励磁信号ｖ０と同期した交流電流ｉが流れると、検出用コア１０の磁気飽和点が直流電流Ｉが流れたごとく変化してしまい、導体２０に流れる直流電流Ｉを正確に検出することができなくなる場合がある。
そこで、第２実施形態に係る電流検出装置２００は、導体２０に直流電流Ｉに加えて交流電流ｉが流れた場合であっても、導体２０に流れる直流電流Ｉを高い精度で検出できるように構成されている。
なお、交流電流ｉは、例えば、導体２０に乗る脈流成分（ノイズ）である。
【００６４】
ここで、第２実施形態の電流検出装置２００は、図１に示す第１実施形態の電流検出装置１００と比較して、磁気検知素子１０Ｂの構成が相違するとともに、交流成分打ち消し部４０Ａが追加されている点が主として相違する。
【００６５】
図４に示すように、信号発生部１Ａが有する励磁打ち消し用コイルＬ２の一端には、交流信号発生器１が出力した励磁信号ｖ０が印加される。励磁打ち消し用コイルＬ２の他端は接地されている。
ただし、励磁打ち消し用コイルＬ２にはバッファＢ１及び抵抗Ｒ１を介して励磁信号ｖ０が印加されるようになっている。バッファＢ１の電圧利得Ｇは、励磁用コイルＬ１の巻き数がＮ１、励磁打ち消し用コイルＬ２の巻き数がＮ２である場合、Ｇ＝Ｎ２／Ｎ１の関係になるように設定される。なお、電圧利得Ｇの極性が負の場合は、励磁打ち消し用コイルＬ２の巻線の向きが図４に示す向きと逆に巻かれていればよい。このとき、励磁用コイルＬ１は、磁気飽和するレベルの電圧信号ｖ１で励磁駆動される。  
【００６６】
磁気検知素子１０Ｂは、交流成分打ち消し用コア１２を有している。この交流成分打ち消し用コア１２は、導体２０に流れる交流電流ｉによる交流磁界成分を検出するものである。交流成分打ち消し用コア１２には、巻数（Ｎ６）の交流検出用コイルＬ６が巻かれている。
【００６７】
打ち消し用コア１１及び検出用コア１０には、それぞれ、巻数（Ｎ７）の交流電流低減用コイル（第２の交流電流低減用コイルの一例）Ｌ７、及び巻数（Ｎ８）の交流電流低減用コイル（第１の交流電流低減用コイルの一例）Ｌ８が追加されている。これらの交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８の巻線が巻かれる方向は同じ向きとなっている。交流電流低減用コイルＬ７の巻数（Ｎ７）と交流電流低減用コイルＬ８の巻数（Ｎ８）は同じである。
なお、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１を重なるように配置することにより、全体として１つとみなしたコアを構成し、このコアに直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５が、１つのコイル（第１のコイルの一例）として巻かれた構成にしてもよい。この場合の巻き数はＮ５（＝Ｎ４）となる。
また、この全体として１つとみなしたコアに、交流電流低減用コイルＬ７及び交流電流低減用コイルＬ８が１つのコイル（第２のコイルの一例）として巻かれた構成にしてもよい。この場合の巻き数はＮ８（＝Ｎ７）となる。
【００６８】
交流成分打ち消し部４０Ａは、電流アンプＢ２、及び抵抗Ｒ３〜Ｒ５を有している。
電流アンプＢ２の入力端は、並列に接続された抵抗Ｒ３を介して、交流検出用コイルＬ６の両端に接続されている。
【００６９】
電流アンプＢ２の一方の側の出力端ｍは、直列接続された抵抗Ｒ４を介して交流電流低減用コイルＬ７の入力端に接続されている。交流電流低減用コイルＬ７の出力端は、交流電流低減用コイルＬ８の入力端に接続されている。交流電流低減用コイルＬ８の出力端は、直列接続された抵抗Ｒ５を介して電流アンプＢ２の他方の側の出力端ｎに接続されている。
電流アンプＢ２は、ｉ３／ｉ４＝Ｎ７／Ｎ６の比の電流ｉ４を出力する。ここで、ｉ３及びｉ４は、それぞれ電流アンプＢ２の入力電流及び出力電流である。すなわち、電流アンプＢ２からは、出力電流ｉ４＝ｉ３・（Ｎ６／Ｎ７）が出力されることになる。以下、出力電流ｉ４を「交流成分低減用電流」という。
【００７０】
次に、電流検出装置２００の動作を、図５に示す波形図を参照しながら説明する。なお、検出用コア１０と打ち消し用コア１１に作用する導体２０からの直流電流Ｉによる直流磁界成分の打ち消し動作については上記の説明と同じであるため、主として導体２０を流れる交流電流ｉによる交流磁界成分の打ち消し動作について説明する。
【００７１】
まず、導体２０に直流電流Ｉのみが流れている場合は、第１実施形態に係る電流検出装置１００について説明したように、導体２０に互いに逆位相の２つの交流電圧ｖ２０、ｖ２１を誘起させ、交流電圧ｖ２０、ｖ２１が自動的に打ち消し合うようにしているので、交流信号発生器１が出力した励磁信号ｖ０による導体２０への影響が抑制され、検出用コイルＬ３によって検出された電圧信号ｖ３に基づいて、直流電流Ｉが検出されることになる（図３参照）。
【００７２】
これに対し、導体２０に、直流電流Ｉに加え、交流信号発生器１からの励磁信号ｖ０と同期した交流電流ｉが流れている場合は、以下の通りである。電流検出装置２００の動作の理解をより容易にするために、交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８による打ち消し動作が無い場合と、交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８による打ち消し動作がある場合とについて、それぞれ分けて説明する。
【００７３】
（交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８による打ち消し動作がない場合）
導体２０に、直流電流Ｉに加え、交流信号発生器１からの励磁信号ｖ０と同期した交流電流ｉが流れると、検出用コア１０の磁気飽和点が直流電流Ｉが流れたごとく変化してしまう。この場合、検出用コイルＬ３、信号調整部３０Ａ、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４、及び帰還用コイルＬ５で構成される帰還ループによる帰還がかかると、図５（ａ）の破線で示すように、検出用コア１０の検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３が上方にシフトしてしまい、導体２０に流れる直流電流Ｉを高い精度で検出できなくなる場合がある。
【００７４】
（交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８による打ち消し動作がある場合）
交流成分打ち消し用コア１２に巻かれた巻き数（Ｎ６）の交流検出用コイルＬ６により、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が検出される。この場合、その交流磁界成分は、ｉ３＝ｉ／Ｎ６として検出される。
【００７５】
ここで、交流電流ｉが正弦波である場合の例を説明する。すなわち、交流検出用コイルＬ６から出力された、検知電流である電流ｉ３は、図５（ｂ）に示すような正弦波となる。
そして、電流アンプＢ２から交流電流低減用コイルＬ７にｉ４＝ｉ／Ｎ７（＝ｉ３・（Ｎ６／Ｎ７））となる交流成分低減用電流が流れる。この交流成分低減用電流ｉ４は、図５（ｃ）に示すように、検知電流ｉ３（図５（ｂ）参照）と逆位相であり、交流電流ｉによる交流磁界を打ち消すような振幅と位相となっている。なお、交流検出用コイルＬ６の巻き数（Ｎ６）と交流電流低減用コイルＬ７の巻き数（Ｎ７）とが等しい場合には、交流成分低減用電流ｉ４は、実質的に検知電流ｉ３と同振幅の波形になる。
このとき、交流電流低減用コイルＬ８にも電流アンプＢ２からの交流成分低減用電流ｉ５（＝ｉ４）が流れる（図５（ｄ）に示す波形参照）。
【００７６】
このように、電流アンプＢ２から交流電流低減用コイルＬ７、交流電流低減用コイルＬ８へと、交流成分低減用電流ｉ４（ｉ５）が出力されることで、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が打ち消され、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１に与える好ましくない影響が抑制される。
【００７７】
これにより、検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３は、図５（ａ）の実線で示す波形のようになり、上述のように、信号調整部３０ＡのコンデンサＣ１によってその振幅レベルが＋ピークに保持された電圧ＶＣ１と、コンデンサＣ２によって振幅レベルが−ピーク（ボトム）に保持されたコンデンサＣ２の電圧ＶＣ２とにそれぞれ変換され、信号調整回路３０に入力される。電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２の振幅レベルは実質的に等しいものとなる。
【００７８】
２つの電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２に基づいて、信号調整回路３０は直流電圧Ｖ３０（図３（ｌ）の実線で示す波形参照）を出力し、帰還電流Ｉ１が直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５に流れる。
導体２０を流れている直流電流Ｉは、信号調整回路３０から出力される直流電圧Ｖ３０に基づいて、Ｉ＝Ｎ５・（Ｖ３０／Ｒ２）として求められる。
従って、電流検出装置２００は、求めた直流電流Ｉが予め決められた電流値を超えたことを、例えば図示しないコンパレータを用いて検出することにより、導体２０に予め決められた大きさの直流電流Ｉが流れていることを検出できる。
【００７９】
以上説明したように、第２実施形態に係る電流検出装置２００においては、検出用コア１０に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加される励磁用コイルＬ１と、該励磁用コイルＬ１及び導体２０を流れる直流電流Ｉにより、直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力する検出用コイルＬ３と、信号調整部３０Ａが出力した直流電圧Ｖ３０の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が流れる帰還用コイルＬ５と、交流成分打ち消し部４０Ａが出力した交流成分低減用電流ｉ４が流れる第１の交流電流低減用コイルの一例である交流電流低減用コイルＬ８とが巻かれている。
【００８０】
また、打ち消し用コア１１に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加され、励磁用コイルＬ１によって導体２０に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイルＬ２と、帰還用コイルＬ５に接続されて帰還電流Ｉ１が流れ、巻線の巻かれる方向が帰還用コイルＬ５と同じ向きとなる直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と、交流電流低減用コイルＬ８に接続されて交流成分低減用電流ｉ４が流れ、巻線の巻かれる方向が交流電流低減用コイルＬ８と同じ向きとなる、第２の交流電流低減用コイルの一例である交流電流低減用コイルＬ７とが巻かれている。
【００８１】
更に、交流成分打ち消し用コア１２に、検知電流である電流ｉ３を交流成分打ち消し部４０Ａに出力する交流検出用コイルＬ６が巻かれている。
【００８２】
従って、交流成分打ち消し部４０Ａからの交流成分低減用電流ｉ４（ｉ５）が交流電流低減用コイルＬ７及び交流電流低減用コイルＬ８に出力されることで、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて派生する交流磁界成分が打ち消され、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１に与える好ましくない影響が抑制される。
その結果、電流検出装置２００は、導体２０を流れている直流電流Ｉを高い精度で検出できる。換言すると、電流検出装置２００は、微小な直流電流Ｉを検出できる。
【００８３】
なお、電流検出装置２００では、検出用コイルＬ３が、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力しているが、上述の第１実施形態に係る電流検出器１００ａ（図２参照）と同様に、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
【００８４】
（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態に係る電流検出装置３００について説明する。第１実施形態及び第２実施形態に係る電流検出装置１００、２００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図６は本発明の第３実施形態に係る電流検出装置を示す説明図であり、図７は同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【００８５】
第３実施形態の電流検出装置３００においては、磁気検知素子１０Ｃが第２実施形態に係る電流検出装置２００（図４参照）の構成と異なっている。すなわち、電流検出装置３００では、図６に示すように、交流成分打ち消し用コア１２に、交流電流低減用コイル（第３の交流電流低減用コイルの一例）Ｌ９と直流バイアス打ち消し用コイル（第２の直流バイアス打ち消し用コイルの一例）Ｌ１０とが追加されている。
【００８６】
なお、検出用コア１０、打ち消し用コア１１、及び交流成分打ち消し用コア１２を重なるように配置することにより、全体として１つとみなしたコアを構成し、このコアに、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４、帰還用コイルＬ５、及び直流バイアス打ち消し用コイルＬ１０が、１つのコイル（第１のコイルの一例）として巻かれた構成にしてもよい。この場合の巻き数はＮ５（＝Ｎ４＝Ｎ１０）となる。
また、全体として１つとみなしたコアに、交流電流低減用コイルＬ７、交流電流低減用コイルＬ８、及び交流電流低減用コイルＬ９が、１つのコイル（第２のコイルの一例）として巻かれた構成にしてもよい。この場合の巻き数はＮ８（＝Ｎ７＝Ｎ９）となる。
【００８７】
次に、電流検出装置３００の動作を、図７に示す波形図を参照しながら説明する。なお、検出用コア１０と打ち消し用コア１１に作用する導体２０からの直流電流Ｉによる直流磁界成分の打ち消し動作については上記の説明と同じであるため、主として導体２０に流れる交流電流ｉによる交流磁界成分の打ち消し動作について説明する。
以下、電流検出装置３００の動作の理解をより容易にするために、交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８、Ｌ９による打ち消し動作がない場合と、交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８、Ｌ９による打ち消し動作がある場合とについて、それぞれ分けて説明する。
【００８８】
（交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８、Ｌ９による打ち消し動作がない場合）
導体２０に、直流電流Ｉに加え、交流信号発生器１からの励磁信号ｖ０と同期した交流電流ｉが流れると、検出用コア１０の磁気飽和点が直流電流Ｉが流れたごとく変化してしまう。この場合、検出用コイルＬ３、信号調整部３０Ａ、直流バイアス打ち消し用コイルＬ１０、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４、及び帰還用コイルＬ５で構成される帰還ループによる帰還がかかると、図７（ａ）の破線で示すように、検出用コア１０の検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３が上方にシフトしてしまい、導体２０に流れる直流電流Ｉを高い精度で検出できなくなる場合がある。
【００８９】
（交流電流低減用コイルＬ７、Ｌ８、Ｌ９による打ち消し動作がある場合）
交流成分打ち消し用コア１２に巻かれた巻数（Ｎ６）の交流検出用コイルＬ６により、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が検出される。この場合、その交流磁界成分は、ｉ３＝ｉ／Ｎ６として検出される。
【００９０】
ここで、交流電流ｉが正弦波である場合の例を説明する。すなわち、交流検出用コイルＬ６から出力された、検知電流である電流ｉ３は、図７（ｂ）に示すような正弦波となる。
そして、電流アンプＢ３から交流電流低減用コイルＬ８にｉ４＝ｉ／Ｎ８となる交流成分低減用電流が流れる。この交流成分低減用電流ｉ４の波形は、図７（ｃ）に示すように、検知電流ｉ３（図７（ｂ）参照）と逆位相であり、交流電流ｉによる交流磁界を打ち消すような振幅と位相となっている。
また、交流電流低減用コイルＬ７にも電流アンプＢ３からの交流成分低減用電流ｉ５（＝ｉ４）が流れる。この交流成分低減用電流ｉ５＝ｉ／Ｎ７の波形は、図７（ｄ）に示すように、検知電流ｉ３（図７（ｂ）参照）と逆位相であり、交流電流ｉによる交流磁界を打ち消すような振幅と位相となっている。
【００９１】
更に、交流電流低減用コイルＬ９にも電流アンプＢ３からの交流成分低減用電流ｉ６（＝ｉ４，ｉ５）が流れる。この交流成分低減用電流ｉ６＝ｉ／Ｎ９の波形は、図７（ｅ）に示すように、検知電流ｉ３（図７（ｂ）参照）と逆位相であり、交流電流ｉによる交流磁界を打ち消すような振幅と位相となっている。
【００９２】
このように、電流アンプＢ３から交流電流低減用コイルＬ８、交流電流低減用コイルＬ７、交流電流低減用コイルＬ９へと、交流成分低減用電流ｉ４（ｉ５、ｉ６）が出力されることで、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が打ち消され、検出用コア１０と打ち消し用コア１１に与える好ましくない影響が抑制される。
【００９３】
これにより、検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３は、図７（ａ）の実線で示す波形のようになり、上述のように、信号調整部３０ＡのコンデンサＣ１によってその振幅レベルが＋ピークに保持された電圧ＶＣ１と、コンデンサＣ２によって振幅レベルが−ピーク（ボトム）に保持されたコンデンサＣ２の電圧ＶＣ２とにそれぞれ変換され、信号調整回路３０に入力される。電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２の振幅レベルは実質的に等しいものとなる。
【００９４】
２つの電圧信号ＶＣ１、ＶＣ２に基づいて、信号調整回路３０は直流電圧Ｖ３０（図３（ｌ）の実線で示す波形参照）を出力し、帰還電流Ｉ１が直流バイアス打ち消し用コイルＬ１０、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４及び帰還用コイルＬ５に流れる。
導体２０を流れている直流電流Ｉは、信号調整回路３０から出力される直流電圧Ｖ３０に基づいて、Ｉ＝Ｎ５・（Ｖ３０／Ｒ２）として求められる。
従って、電流検出装置３００は、求めた直流電流Ｉが予め決められた電流値を超えたことを、例えば図示しないコンパレータを用いて検出することにより、導体２０に予め決められた大きさの直流電流Ｉが流れていることを検出できる。
【００９５】
以上説明したように、第３実施形態に係る電流検出装置３００においては、検出用コア１０に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加される励磁用コイルＬ１と、励磁用コイルＬ１及び導体２０を流れる直流電流Ｉにより、直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力する検出用コイルＬ３と、信号調整部３０Ａが出力した直流電圧Ｖ３０の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が流れる帰還用コイルＬ５と、交流成分打ち消し部４０Ａが出力した交流成分低減用電流ｉ４が流れる第１の交流電流低減用コイルの一例である交流電流低減用コイルＬ８とが巻かれている。
【００９６】
また、打ち消し用コア１１に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加され、励磁用コイルＬ１によって導体２０に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイルＬ２と、帰還用コイルＬ５に接続されて帰還電流Ｉ１が流れ、巻線の巻かれる方向が帰還用コイルＬ５と同じ向きとなる第１の直流バイアス打ち消し用コイルの一例である直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と、交流電流低減用コイルＬ８に接続されて交流成分低減用電流ｉ４が流れ、巻線の巻かれる方向が交流電流低減用コイルＬ８と同じ向きとなる第２の交流電流低減用コイルの一例である交流電流低減用コイルＬ７とが巻かれている。
【００９７】
更に、交流成分打ち消し用コア１２に、検知電流ｉ３を交流成分打ち消し部４０Ａに出力する交流検出用コイルＬ６と、直流バイアス打ち消し用コイルＬ４に接続されて帰還電流Ｉ１が流れ、巻線の巻かれる方向が直流バイアス打ち消し用コイルＬ４と同じ向きとなる第２の直流バイアス打ち消し用コイルの一例である直流バイアス打ち消し用コイルＬ１０と、交流電流低減用コイルＬ７に接続されて交流成分低減用電流ｉ４が流れ、巻線の巻かれる方向が交流電流低減用コイルＬ７と同じ向きとなる第３の交流電流低減用コイルの一例である交流電流低減用コイルＬ９とが巻かれている。
【００９８】
従って、交流電流低減用コイルＬ８、Ｌ７、Ｌ９及び直流バイアス打ち消し用コイルＬ１０、Ｌ４、Ｌ５により、上述した交流磁界成分及び直流磁界成分による影響が打ち消されるため、磁気検知素子１０Ａによって磁気平衡方式の電流センサが構成され、電流検出装置３００は、導体２０を流れている直流電流Ｉをより高い精度で検出できる。換言すると、電流検出装置３００は、微小な直流電流Ｉを検出できる。
【００９９】
なお、電流検出装置３００では、検出用コイルＬ３が、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力しているが、上述の第１実施形態に係る電流検出器１００ａ（図２参照）と同様に、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
【０１００】
（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態に係る電流検出装置４００について説明する。第１実施形態、第２実施形態、及び第３の実施形態に係る電流検出装置１００、２００、３００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図８は本発明の第４実施形態に係る電流検出装置を示す説明図であり、図９は同電流検出装置の動作を示す波形図である。
【０１０１】
第４実施形態の電流検出装置４００においては、図８に示すように、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１が重なるように配置され、これらを全体として１つとみなしたコアが構成されている。以下、本実施形態においては、この全体として１つとみなされたコアを「直流・交流成分打ち消し用コア１３」という。
【０１０２】
検出用コア１０には、励磁用コイルＬ１及び検出用コイルＬ３が巻かれている。
打ち消し用コア１１には、励磁打ち消し用コイルＬ２が巻かれている。
【０１０３】
直流・交流成分打ち消し用コア１３には、帰還電流Ｉ１が流れる帰還用コイルＬ５が巻かれている。更に、直流・交流成分打ち消し用コア１３には、交流検出用コイルＬ６及び交流電流低減用コイルＬ７が、それぞれ巻き数（Ｎ６）及び巻き数（Ｎ７）で巻かれている。
【０１０４】
次に、電流検出装置４００の動作を、図９に示す波形図を参照しながら説明する。なお、検出用コア１０と打ち消し用コア１１に作用する導体２０からの直流電流Ｉによる直流磁界成分の打ち消し動作については上記の説明と同じであるため、主として導体２０に流れる交流電流ｉによる交流磁界成分の打ち消し動作について説明するものとする。
以下、電流検出装置４００の動作の理解をより容易にするために、交流電流低減用コイルＬ７による打ち消し動作がない場合と、交流電流低減用コイルＬ７による打ち消し動作がある場合とについて、それぞれ分けて説明する。
【０１０５】
（交流電流低減用コイルＬ７による打ち消し動作がない場合）
導体２０に、直流電流Ｉに加え、交流信号発生器１からの励磁信号ｖ０と同期した交流電流ｉが流れると、検出用コア１０の磁気飽和点が直流電流Ｉが流れたごとく変化してしまう。この場合、検出用コイルＬ３、信号調整部３０Ａ、及び帰還用コイルＬ５で構成される帰還ループによる帰還がかかると、図９（ａ）の破線で示すように、検出用コア１０の検出用コイルＬ３が出力する電圧信号ｖ３が上方にシフトしてしまい、導体２０に流れる直流電流Ｉを高い精度で検出することができなくなる場合がある。
【０１０６】
（交流電流低減用コイルＬ７による打ち消し動作がある場合）
直流・交流成分打ち消し用コア１３に巻かれた巻数（Ｎ６）の交流検出用コイルＬ６により、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が検出される。この場合、その交流磁界成分は、ｉ３＝ｉ／Ｎ６として検出される。
【０１０７】
ここで、交流電流ｉが正弦波である場合の例を説明する。すなわち、交流検出用コイルＬ６から出力された、検知電流である電流ｉ３は、図９（ｂ）に示すような正弦波となる。
そして、電流アンプＢ３から交流電流低減用コイルＬ７にｉ４＝ｉ／Ｎ７となる交流成分低減用電流が流れる。この交流成分低減用電流ｉ４の波形は、図９（ｃ）に示すように、検知電流ｉ３（図９（ｂ）参照）と逆位相であり、交流電流ｉによる交流磁界を打ち消すような振幅と位相となっている。なお、交流検出用コイルＬ６の巻き数（Ｎ６）と交流電流低減用コイルＬ７の巻き数（Ｎ７）とが等しい場合には、交流成分低減用電流ｉ４は、実質的に検知電流ｉ３と同振幅の波形になる。
【０１０８】
このように、電流アンプＢ３から交流電流低減用コイルＬ７に交流成分低減用電流ｉ４が出力されることで、導体２０に流れる交流電流ｉに応じて発生する交流磁界成分が打ち消され、検出用コア１０と打ち消し用コア１１に与える好ましくない影響が抑制される。
【０１０９】
これにより、検出用コイルＬ３によって検出される電圧信号ｖ３は、図９（ａ）の実線で示す波形のようになり、上述のように、信号調整回路３０から出力される直流電圧Ｖ３０に基づいて、導体２０を流れる直流電流ＩがＩ＝Ｎ５・（Ｖ３０／Ｒ２）として求められる。
従って、電流検出装置４００は、求めた直流電流Ｉが予め決められた電流値を超えたことを、例えば図示しないコンパレータを用いて検出することにより、導体２０に予め決められた大きさの直流電流Ｉが流れていることを検出できる。
【０１１０】
以上説明したように、第４実施形態に係る電流検出装置４００においては、検出用コア１０に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加される励磁用コイルＬ１と、励磁用コイルＬ１及び導体２０を流れる直流電流Ｉにより、直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力する検出用コイルＬ３とが巻かれている。
【０１１１】
また、打ち消し用コア１１に、信号発生部１Ａが出力した励磁信号ｖ０が印加され、励磁用コイルＬ１によって導体２０に誘起される交流電圧を打ち消す方向に巻線が巻かれた励磁打ち消し用コイルＬ２が巻かれている。
【０１１２】
更に、直流・交流成分打ち消し用コア１３に、信号調整部３０Ａが出力した直流電圧Ｖ３０の大きさに応じた帰還電流Ｉ１が流れる帰還用コイルＬ５と、検知電流である電流ｉ３を交流成分打ち消し部４０Ａに出力する交流検出用コイルＬ６と、交流成分打ち消し部４０Ａが出力した交流成分低減用電流ｉ４が流れる交流電流低減用コイルＬ７とが巻かれている。
【０１１３】
従って、検出用コア１０と打ち消し用コア１１とが、直流・交流成分打ち消し用コア１３として機能するので、検出用コア１０及び打ち消し用コア１１のみであっても、電流検出装置４００は、導体２０を流れている直流電流Ｉを高い精度で検出できる。換言すると、電流検出装置４００は、微小な直流電流Ｉを検出できる。
【０１１４】
なお、電流検出装置４００では、検出用コイルＬ３が、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流に応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力しているが、上述の第１実施形態に係る電流検出器１００ａ（図２参照）と同様に、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
【０１１５】
（第５実施形態）
続いて、本発明の第５実施形態に係る電流検出装置５００について説明する。第２実施形態に係る電流検出装置２００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図１０は、本発明の第５実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【０１１６】
第５実施形態の電流検出装置５００は、図１０に示すように、信号調整部３０Ａと交流成分打ち消し部４０Ａの出力側に電圧出力部５０Ａを備えている。
この電圧出力部５０Ａは、１）導体２０に流れる直流電流Ｉに応じた直流電圧Ｖ（Ｉ）＝（Ｖ３０）と、２）導体２０を流れる交流電流ｉに応じた交流電圧ｖ（ｉ）と、３）それらが合成された合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）と、を出力できる。
電圧出力部５０Ａは、ｉ／Ｖ変換器Ｂ４と、加算器４０とを有している。
【０１１７】
次に、電流検出装置５００の動作について説明する。
電流アンプＢ２により出力された交流成分低減用電流ｉ４（図５（ｃ）参照）は、電圧出力部５０Ａに入力され、ｉ／Ｖ変換器Ｂ４によって交流電圧ｖ（ｉ）に変換される。
【０１１８】
また、信号調整回路３０が出力した直流電圧Ｖ３０は、電圧出力部５０Ａに入力され、そのまま直流電圧Ｖ（Ｉ）として出力される。
【０１１９】
また、電圧出力部５０Ａからは、加算器４０によって交流電圧ｖ（ｉ）と直流電圧Ｖ（Ｉ）とが合成された合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）が出力される。
【０１２０】
以上説明したように、第５実施形態に係る電流検出装置５００は、信号調整部３０Ａ及び交流成分打ち消し部４０Ａの出力側に電圧出力部５０Ａを備えているので、１）導体２０に流れる直流電流Ｉに応じた直流電圧Ｖ（Ｉ）＝（Ｖ３０）と、２）導体２０を流れる交流電流ｉに応じた交流電圧ｖ（ｉ）と、３）それらの合成分である合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）と、を出力できる。
【０１２１】
なお、電流検出装置５００では、検出用コイルＬ３が、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力しているが、上述の第１実施形態に係る電流検出器１００ａ（図２参照）と同様に、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
【０１２２】
（第６実施形態）
続いて、本発明の第６実施形態に係る電流検出装置６００について説明する。第３実施形態に係る電流検出装置３００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図１１は、本発明の第６実施形態に係る電流検出装置を示す説明図である。
【０１２３】
第６実施形態の電流検出装置６００は、図１１に示すように、信号調整部３０Ａと交流成分打ち消し部４０Ａの出力側に電圧出力部５０Ａを設備えている。
この電圧出力部５０Ａは、１）導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた直流電圧Ｖ（Ｉ）＝（Ｖ３０）と、２）導体２０に流れる交流電流ｉに応じた交流電圧ｖ（ｉ）と、３）それらが合成された合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）と、を出力できる。
電圧出力部５０Ａは、ｉ／Ｖ変換器Ｂ４と、加算器４０とを有している。
【０１２４】
次に、電流検出装置６００の動作について説明する。
電流アンプＢ３により出力された交流成分低減用電流ｉ４（図７（ｃ）参照は、電圧出力部５０Ａに入力され、ｉ／Ｖ変換器Ｂ４によって交流電圧ｖ（ｉ）に変換される。
【０１２５】
また、信号調整回路３０が出力した直流電圧Ｖ３０は、電圧出力部５０Ａに入力され、そのまま直流電圧Ｖ（Ｉ）として出力される。
【０１２６】
また、電圧出力部５０Ａからは、加算器４０によって交流電圧ｖ（ｉ）と直流電圧Ｖ（Ｉ）とが合成された合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）が出力される。
【０１２７】
以上説明したように、第６実施形態に係る電流検出装置６００は、信号調整部３０Ａ及び交流成分打ち消し部４０Ａの出力側に電圧出力部５０Ａを備えているので、１）導体２０に流れる直流電流Ｉに応じた直流電圧Ｖ（Ｉ１）と、２）導体２０を流れる交流電流ｉに応じた交流電圧ｖ（ｉ）と、３）それらが合された合成電圧ｖ（Ｉ＋ｉ）と、を出力できる。
【０１２８】
なお、電流検出装置６００では、検出用コイルＬ３が、検出用コア１０の内部を通る導体２０を流れる直流電流Ｉに応じた電圧信号を信号調整部３０Ａに出力しているが、上述の第１実施形態に係る電流検出器１００ａ（図２参照）と同様に、検出用コア１０の検出用コイルＬ３の機能を励磁用コイルＬ１に持たせる構成にすることにより、検出用コイルＬ３を省くことができる。
【０１２９】
（第７実施形態）
続いて、本発明の第７実施形態に係る直流変電設備７００について説明する。第１実施形態に係る電流検出装置１００と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【０１３０】
直流変電設備（変電設備の一例）７００は、図１２に示すように、キュービクル７２０及び２つの電流検出装置１００を備え、例えば、直流鉄道車両Ｔのき電系統に直流電力を供給できる。
【０１３１】
キュービクル７２０は、絶縁材（不図示）を介して地面に設置されている。
多相電源ＰＳの一方の側の出力端子は、このキュービクル７２０を介して、き電線に接続される。多相電源の他方の側の端子は接地され、キュービクル７２０の外部を通ってレールに接続される。
キュービクル７２０の内部には、接地ＢＵＳ７２２が設けられている。キュービクル７２０の下方の地中には、メッシュ構造の導体７２４が埋め込まれている。
接地ＢＵＳ７２２は、アース線となる２系統の導体２０を介して、導体７２４に接続されている。
【０１３２】
各電流検出装置１００は、導体２０がコア１０、１１（図１参照）の内部を通るように配置されている。
ここで、キュービクル７２０の内部に設置された機器に絶縁不良が生じると、図１２の２点鎖線にて示すような等価回路が形成され、漏れ電流が導体２０に流れる。各電流検出装置１００は、この漏れ電流を高い精度で検出できる。従って、各電流検出装置１００が測定した電流値の合計が予め決められた大きさを超えた場合に、絶縁不良が発生したと判断される。
【０１３３】
なお、電流検出装置は、第１実施形態に係る電流検出装置１００に限定されるものではなく、他の実施形態に係る電流検出装置が適用されてもよい。例えば、電流検出装置１００に代えて第２実施形態に係る電流検出装置２００が適用されることにより、例えば導体２０に励磁信号ｖ０と同期したノイズ成分が乗ってしまう場合であっても、漏れ電流を検出できる。
また、導体２０（アース線）は、２系統に限定されるものではない。アース線は、複数系統設けることができ、電流検出装置は、各系統に対応して設けられてもよい。
更に、変電設備は、直流変電設備７００に限定されるものではない。
【０１３４】
本発明は、前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能である。例えば、前述の実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて発明を構成する場合も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１３５】
上述の電流検出装置は、過電流防止装置や漏電検出装置等にも適用可能である。
また、上述の通り、電流検出装置が備える信号調整部は、直流電圧Ｖ３０を出力する。この直流電圧Ｖ３０の大きさを測定することにより、直流電流Ｉの大きさを測定することができる。つまり、電流検出装置を電流測定装置として捉えることも可能である。
【０１３６】
検出用コア及び打ち消し用コアは、実質的に同じ磁気飽和点を有する材質の環状素子に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１３７】
１    交流信号発生器
１Ａ  信号発生部
１０    検出用コア
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  磁気検知素子
１１    打ち消し用コア
１２    交流成分打ち消し用コア
１３    直流・交流成分打ち消し用コア
２０    導体
３０    信号調整回路
３０Ａ  信号調整部
４０    加算器
４０Ａ  交流成分打ち消し部
５０Ａ  電圧出力部
１００、１００ａ  電流検出装置
２００  電流検出装置
３００  電流検出装置
４００  電流検出装置
５００  電流検出装置
６００  電流検出装置
７００  直流変電設備
７２０  キュービクル
Ｌ１  励磁用コイル
Ｌ２  励磁打ち消し用コイル
Ｌ３  検出用コイル
Ｌ４  直流バイアス打ち消し用コイル
Ｌ５  帰還用コイル
Ｌ６  交流検出用コイル
Ｌ７  交流電流低減用コイル
Ｌ８  交流電流低減用コイル
Ｌ９  交流電流低減用コイル
Ｌ１０  直流バイアス打ち消し用コイル
Ｔ  直流鉄道車両
【図１】
2015068725.tif 000003
【図２】
2015068725.tif 000004
【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】
2015068725.tif 000009
【図８】
2015068725.tif 000010
【図９】
2015068725.tif 000011
【図１０】
2015068725.tif 000012
【図１１】
2015068725.tif 000013
【図１２】
2015068725.tif 000014