(57)【要約】  導体に流れる電流の大きさに依らず、高精度な電流検出を行うことが可能な電流検出装置を得ること。絶縁体６で支持されて強磁性体のタンク５内に収容された複数相の導体１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ取り付けられた複数の空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃと、各相の空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの出力電圧を検出する複数の出力電圧検出回路３ａ，３ｂ，３ｃと、各相の空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの出力電圧を当該空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの変成比で除して、当該相の導体１ａ，１ｂ，１ｃに流れる電流の仮値である電流値レベルを求め、各相の電流値レベルに応じて、各相の出力電圧補正値を算出し、当該出力電圧補正値に基づいて、各相の導体１ａ，１ｂ，１ｃに流れる電流を算出して出力する補正処理回路４とを備える。
2014080526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体で支持されて強磁性体のタンク内に収容された複数相の導体にそれぞれ取り付けられた複数の空心コイルと、
各相の前記空心コイルの出力電圧を検出する複数の出力電圧検出回路と、
各相の前記空心コイルの出力電圧に基づいて各相の出力電圧補正値を算出し、当該出力電圧補正値に基づいて、各相の前記導体に流れる電流を算出して出力する補正処理回路と、
を備え、
前記補正処理回路は、
各相の前記空心コイルの出力電圧を当該空心コイルの変成比で除して、当該相の前記導体に流れる電流の仮値である電流値レベルを求め、各相の前記電流値レベルに応じて、各相の前記出力電圧補正値を算出することを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記補正処理回路は、複数相中の任意相の前記空心コイルの出力電圧を補正処理対象とした場合の他相の前記出力電圧補正値に対して、当該他相の前記導体に流れる電流の大きさに応じた電圧補正係数を保持し、任意相の前記空心コイルの出力電圧を補正処理対象とした場合に、当該任意相の前記空心コイルの出力電圧から、他相の前記出力電圧補正値に当該他相の前記電流値レベルに応じた前記電圧補正係数を乗じた値を減じて、前記任意相の前記出力電圧補正値とする複数の式からなる連立方程式を用いて、各相の前記出力電圧補正値を算出することを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記補正処理回路は、前記導体に流れる電流の大きさに応じた複数の前記電圧補正係数をテーブル化して保持し、前記電流値レベルに応じて、前記テーブルを補間参照して前記電圧補正係数を導出することを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
前記補正処理回路は、通常運用の開始前において、各相の前記導体に個別に電流を通電した場合に、通電相とは異なる他相の前記空心コイルの出力電圧を通電相の前記空心コイルの出力電圧で除した値を、該他相の前記空心コイルの出力電圧を補正処理対象とした場合の該通電相の前記出力電圧補正値に対する前記電圧補正係数として保持することを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項５】
前記補正処理回路は、通常運用の開始前において、各相の前記導体に個別に電流を通電した場合に、通電相の前記空心コイルの出力電圧を当該通電電流で除した値を、当該通電相の前記空心コイルの変成比として保持することを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項６】
前記複数相の導体は、三相電源からの各相電流が流れる三相の導体であることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数相の導体に流れる電流を各相導体に取り付けた空心コイル（「ロゴスキーコイル」ともいう）の出力電圧をもとに、各相導体に流れる電流を検出する電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相のような三相の導体に流れる電流を測定する場合、他相の導体に流れる電流により発生する電圧が空心コイルに重畳され、電流検出装置の出力の精度に影響を及ぼす。このため、従来の電流検出装置では、例えば、他相電流により重畳される電圧を考慮した補正処理を行い、その補正処理結果を各相導体に流れる電流として出力する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２７９６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、ある一つの電流条件における値を補正係数として補正を行っているため、電流の大きさが変化すると他相の出力の精度に与える影響が変化する場合には、正しい補正ができない。具体的には、例えば、各相導体が１つのタンク内に収納され、そのタンクの材質が鉄のような強磁性体である場合、各相導体に流れる電流に比例した磁束の大きさにより磁性特性が変化する。つまり、電流の大きさによりタンク内の磁束密度分布が変化し、空心コイルに重畳される他相からの影響を正しく補正することができず、高精度な電流検出を行うことができない、という問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導体に流れる電流の大きさに依らず、高精度な電流検出を行うことが可能な電流検出装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる電流検出装置は、絶縁体で支持されて強磁性体のタンク内に収容された複数相の導体にそれぞれ取り付けられた複数の空心コイルと、各相の前記空心コイルの出力電圧を検出する複数の出力電圧検出回路と、各相の前記空心コイルの出力電圧に基づいて各相の出力電圧補正値を算出し、当該出力電圧補正値に基づいて、各相の前記導体に流れる電流を算出して出力する補正処理回路と、を備え、前記補正処理回路は、各相の前記空心コイルの出力電圧を当該空心コイルの変成比で除して、当該相の前記導体に流れる電流の仮値である電流値レベルを求め、各相の前記電流値レベルに応じて、各相の前記出力電圧補正値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、導体に流れる電流の大きさに依らず、高精度な電流検出を行うことが可能な電流検出装置を得ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態にかかる電流検出装置の一構成例を示す図である。
【図２】図２は、タンクの材質がアルミである場合の磁束の分布を示す図である。
【図３】図３は、タンクの材質が鉄である場合の磁束の分布を示す図である。
【図４】図４は、強磁性体のＢ−Ｈ特性の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる電流検出装置における電圧補正係数テーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる電流検出装置における電流検出処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる電流検出装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる電流検出装置の一構成例を示す図である。図１に示す例では、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の三相からなる図示しない三相電源からの各相電流が流れるＡ相導体１ａ、Ｂ相導体１ｂ、Ｃ相導体１ｃ（以下、特に区別する必要がない場合には、「各相導体１ａ，１ｂ，１ｃ」という）が略正三角形状に配置され、これら各相導体１ａ，１ｂ，１ｃが絶縁体６で支持されて金属製のタンク５内に収容されたガス絶縁開閉機器のタンク断面図を示している。
【００１１】
図１に示すように、実施の形態にかかる電流検出装置は、Ａ相導体１ａを中心として取り付けられた空心コイル２ａ、Ｂ相導体１ｂを中心として取り付けられたＢ相空心コイル２ｂ、Ｃ相導体１ｃを中心として取り付けられたＣ相空心コイル２ｃ（以下、特に区別する必要がない場合には、「各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃ」という）、Ａ相空心コイル２ａの出力電圧を検出するＡ相出力電圧検出回路３ａ、Ｂ相空心コイル２ｂの出力電圧を検出するＢ相出力電圧検出回路３ｂ、Ｃ相空心コイル２ｃの出力電圧を検出するＣ相出力電圧検出回路３ｃ（以下、特に区別する必要がない場合には、「各出力電圧検出回路３ａ，３ｂ，３ｃ」という）、各出力電圧検出回路３ａ，３ｂ，３ｃにより検出された各出力電圧に基づいて、各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに対応した各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの出力電圧毎に補正処理を行い、その補正処理結果に基づいて、各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに流れる電流を算出して出力する補正処理回路４を備えている。
【００１２】
Ａ相導体１ａにＡ相電流Ｉａを通電すると、Ａ相電流Ｉａの大きさに応じた磁場が発生し、Ａ相空心コイル２ａに鎖交する磁束の変動に応じた電圧がＡ相空心コイル２ａに現れる。このとき、自相（Ａ相）以外の各空心コイル２ｂ，２ｃにも、Ａ相電流Ｉａによって発生する磁場により磁束が鎖交し、鎖交した磁束の変動に応じた電圧が各空心コイル２ｂ，２ｃに現れる。
【００１３】
同様に、Ｂ相導体１ｂにＢ相電流Ｉｂを通電すると、Ｂ相電流Ｉｂの大きさに応じた磁場が発生し、Ｂ相空心コイル２ｂに鎖交する磁束の変動に応じた電圧がＢ相空心コイル２ｂに現れる。このとき、自相（Ｂ相）以外の各空心コイル２ａ，２ｃにも、Ｂ相電流Ｉｂによって発生する磁場により磁束が鎖交し、鎖交した磁束の変動に応じた電圧が各空心コイル２ａ，２ｃに現れる。
【００１４】
また、同様に、Ｃ相導体１ｃにＣ相電流Ｉｃを通電すると、Ｃ相電流Ｉｃの大きさに応じた磁場が発生し、Ｃ相空心コイル２ｃに鎖交する磁束の変動に応じた電圧がＣ相空心コイル２ｃに現れる。このとき、自相（Ｃ相）以外の各空心コイル２ａ，２ｂにも、Ｃ相電流Ｉｃによって発生する磁場により磁束が鎖交し、鎖交した磁束の変動に応じた電圧が各空心コイル２ａ，２ｂに現れる。
【００１５】
ここで、磁束の変動、つまり、各相電流の影響により、各出力電圧検出回路３ａ，３ｂ，３ｃにより検出されるＡ相空心コイル２ａの出力電圧Ｖａ、Ｂ相空心コイル２ｂの出力電圧Ｖｂ、Ｃ相空心コイル２ｃの出力電圧Ｖｃが影響を受けることに着目すると、各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、下記の式（１）〜（３）となる。
【００１６】
Ｖａ＝ｋ１１＊Ｉａ＋ｋ１２＊Ｉｂ＋ｋ１３＊Ｉｃ  …（１）
Ｖｂ＝ｋ２１＊Ｉａ＋ｋ２２＊Ｉｂ＋ｋ２３＊Ｉｃ  …（２）
Ｖｃ＝ｋ３１＊Ｉａ＋ｋ３２＊Ｉｂ＋ｋ３３＊Ｉｃ  …（３）
【００１７】
上記の式（１）において、係数ｋ１１は、Ａ相電流ＩａによりＡ相空心コイル２ａに発生する電圧の係数であり、Ａ相空心コイル２ａの変成比となる。また、係数ｋ１２は、Ｂ相電流Ｉｂの影響により空心コイル２ａに発生する電圧の係数であり、係数ｋ１３は、Ｃ相電流Ｉｃの影響によりＡ相空心コイル２ａに発生する電圧の係数である。
【００１８】
また、上記の式（２）において、係数ｋ２２は、Ｂ相電流ＩｂによりＢ相空心コイル２ｂに発生する電圧の係数であり、Ｂ相空心コイル２ｂの変成比となる。また、係数ｋ２１は、Ａ相電流Ｉａの影響により空心コイル２ｂに発生する電圧の係数であり、係数ｋ２３は、Ｃ相電流Ｉｃの影響によりＢ相空心コイル２ｂに発生する電圧の係数である。
【００１９】
また、上記の式（３）において、係数ｋ３３は、Ｃ相電流ＩｃによりＣ相空心コイル２ｃに発生する電圧の係数であり、Ｃ相空心コイル２ｃの変成比となる。また、係数ｋ３１は、Ａ相電流Ｉａの影響により空心コイル２ｃに発生する電圧の係数であり、係数ｋ３２は、Ｂ相電流Ｉｂの影響によりＣ相空心コイル２ｃに発生する電圧の係数である。
【００２０】
Ａ相空心コイル２ａの変成比ｋ１１は、Ａ相電流Ｉａのみ通電することにより、上記の式（１）により求めることができる。また、Ｂ相空心コイル２ｂの変成比ｋ２２は、Ｂ相電流Ｉｂのみ通電することにより、上記の式（２）により求めることができる。また、Ｃ相空心コイル２ｃの変成比ｋ３３は、Ｃ相電流Ｉｃのみ通電することにより、上記の式（３）により求めることができる。Ａ相電流Ｉａのみ通電した場合にＡ相空心コイル２ａに発生する電圧をｖａ、Ｂ相電流Ｉｂのみ通電した場合にＢ相空心コイル２ｂに発生する電圧をｖｂ、Ｃ相電流Ｉｃのみ通電した場合にＣ相空心コイル２ｃに発生する電圧をｖｃとしたとき、Ａ相空心コイル２ａの変成比ｋ１１、Ｂ相空心コイル２ｂの変成比ｋ２２、Ｃ相空心コイル２ｃの変成比ｋ３３は、下記の式（４）〜（６）で表される。
【００２１】
ｋ１１＝ｖａ／Ｉａ  …（４）
ｋ２２＝ｖｂ／Ｉｂ  …（５）
ｋ３３＝ｖｃ／Ｉｃ  …（６）
【００２２】
一方、磁束の変動に比例した電圧が各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃに発生することに着目すると、各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、下記の式（７）〜（９）となる。
【００２３】
Ｖａ＝ｎ１１＊ｖａ＋ｎ１２＊ｖｂ＋ｎ１３＊ｖｃ  …（７）
Ｖｂ＝ｎ２１＊ｖａ＋ｎ２２＊ｖｂ＋ｎ２３＊ｖｃ  …（８）
Ｖｃ＝ｎ３１＊ｖａ＋ｎ３２＊ｖｂ＋ｎ３３＊ｖｃ  …（９）
【００２４】
上記の式（７）〜（９）における各係数ｎ１１，ｎ１２，ｎ１３，ｎ２１，ｎ２２，ｎ２３，ｎ３１，ｎ３２，ｎ３３は、単相電流を通電することにより、上記の式（７）〜（９）を用いて算出することができる。
【００２５】
上記の式（７）〜（９）において、Ａ相電流Ｉａのみ通電した場合には、下記の式（１０）〜（１２）が得られる。
【００２６】
Ｖａ＝ｎ１１＊ｖａ  …（１０）
Ｖｂ＝ｎ２１＊ｖａ  …（１１）
Ｖｃ＝ｎ３１＊ｖａ  …（１２）
【００２７】
各係数ｎ１１，ｎ２１，ｎ３１は、上記の式（１０）〜（１２）を変形した下記の式（１３）〜（１５）により算出することができる。
【００２８】
ｎ１１＝Ｖａ／ｖａ＝１  …（１３）
ｎ２１＝Ｖｂ／ｖａ  …（１４）
ｎ３１＝Ｖｃ／ｖａ  …（１５）
【００２９】
Ａ相電流Ｉａのみ通電した場合には、出力電圧Ｖａはｖａに等しく、式（１３）に示すように係数ｎ１１＝１となる。
【００３０】
係数ｎ２１は、Ａ相電流Ｉａを通電することにより出力電圧Ｖｂに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ｂ相の電圧を補正処理対象とした場合のＡ相の電圧に対する電圧補正係数である。また、係数ｎ３１は、Ａ相電流Ｉａを通電することにより出力電圧Ｖｃに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ｃ相の電圧を補正処理対象とした場合のＡ相の電圧に対する電圧補正係数である。
【００３１】
上記の式（７）〜（９）において、Ｂ相電流Ｉｂのみ通電した場合には、下記の式（１６）〜（１８）が得られる。
【００３２】
Ｖａ＝ｎ１２＊ｖｂ  …（１６）
Ｖｂ＝ｎ２２＊ｖｂ  …（１７）
Ｖｃ＝ｎ３２＊ｖｂ  …（１８）
【００３３】
各係数ｎ１２，ｎ２２，ｎ３２は、上記の式（１６）〜（１８）を変形した下記の式（１９）〜（２１）により算出することができる。
【００３４】
ｎ１２＝Ｖａ／ｖｂ  …（１９）
ｎ２２＝Ｖｂ／ｖｂ＝１  …（２０）
ｎ３２＝Ｖｃ／ｖｂ  …（２１）
【００３５】
Ｂ相電流Ｉｂのみ通電した場合には、出力電圧Ｖｂはｖｂに等しく、式（２０）に示すように係数ｎ２２＝１となる。
【００３６】
係数ｎ１２は、Ｂ相電流Ｉｂを通電することにより出力電圧Ｖａに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ａ相の電圧を補正処理対象とした場合のＢ相の電圧に対する電圧補正係数である。また、係数ｎ３２は、Ｂ相電流Ｉｂを通電することにより出力電圧Ｖｃに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ｃ相の電圧を補正処理対象とした場合のＢ相の電圧に対する電圧補正係数である。
【００３７】
上記の式（７）〜（９）において、Ｃ相電流Ｉｃのみ通電した場合には、下記の式（２２）〜（２４）が得られる。
【００３８】
Ｖａ＝ｎ１３＊ｖｃ  …（２２）
Ｖｂ＝ｎ２３＊ｖｃ  …（２３）
Ｖｃ＝ｎ３３＊ｖｃ  …（２４）
【００３９】
各係数ｎ１３，ｎ２３，ｎ３３は、上記の式（２２）〜（２４）を変形した下記の式（２５）〜（２７）により算出することができる。
【００４０】
ｎ１３＝Ｖａ／ｖｃ  …（２５）
ｎ２３＝Ｖｂ／ｖｃ  …（２６）
ｎ３３＝Ｖｃ／ｖｃ＝１  …（２７）
【００４１】
Ｃ相電流Ｉｃのみ通電した場合には、出力電圧Ｖｃはｖｃに等しく、式（２７）に示すように係数ｎ３３＝１となる。
【００４２】
係数ｎ１３は、Ｃ相電流Ｉｃを通電することにより出力電圧Ｖａに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ａ相の電圧を補正処理対象とした場合のＣ相の電圧に対する電圧補正係数である。また、係数ｎ２３は、Ｃ相電流Ｉｃを通電することにより出力電圧Ｖｂに与える影響度合いを示す係数、つまり、Ｂ相の電圧を補正処理対象とした場合のＣ相の電圧に対する電圧補正係数である。
【００４３】
通常運用時、つまり、各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが通電している場合における各相電流算出用の各相電圧、つまり、Ａ相出力電圧補正値ＶＶａ、Ｂ相出力電圧補正値ＶＶｂ、Ｃ相出力電圧補正値ＶＶｃは、上記の式（７）〜（９）を変形した下記の式（２８）〜（３０）で表される。
【００４４】
ＶＶａ＝Ｖａ−ｎ１２＊ＶＶｂ−ｎ１３＊ＶＶｃ  …（２８）
ＶＶｂ＝Ｖｂ−ｎ２１＊ＶＶａ−ｎ２３＊ＶＶｃ  …（２９）
ＶＶｃ＝Ｖｃ−ｎ３１＊ＶＶａ−ｎ３２＊ＶＶｂ  …（３０）
【００４５】
上記の式（２８）では、Ａ相の電圧を補正処理対象とした場合に、Ａ相空心コイル２ａの出力電圧Ｖａから、Ｂ相出力電圧補正値ＶＶｂにＡ相の電圧を補正処理対象とした場合のＢ相の電圧補正係数ｎ１２を乗じた値と、Ｃ相出力電圧補正値ＶＶｃにＡ相の電圧を補正処理対象とした場合のＣ相の電圧補正係数ｎ１３を乗じた値とを減じることにより、Ａ相出力電圧補正値ＶＶａが得られることを示している。
【００４６】
また、上記の式（２９）では、Ｂ相の電圧を補正処理対象とした場合に、Ｂ相空心コイル２ｂの出力電圧Ｖｂから、Ａ相出力電圧補正値ＶＶａにＢ相の電圧を補正処理対象とした場合のＡ相の電圧補正係数ｎ２１を乗じた値と、Ｃ相出力電圧補正値ＶＶｃにＢ相の電圧を補正処理対象とした場合のＣ相の電圧補正係数ｎ２３を乗じた値とを減じることにより、補正処理対象相であるＢ相出力電圧補正値ＶＶｂが得られることを示している。
【００４７】
また、上記の式（３０）では、Ｃ相の電圧を補正処理対象とした場合に、Ｃ相空心コイル２ｃの出力電圧Ｖｃから、Ａ相出力電圧補正値ＶＶａにＣ相の電圧を補正処理対象とした場合のＡ相の電圧補正係数ｎ３１を乗じた値と、Ｂ相出力電圧補正値ＶＶｂにＣ相の電圧を補正処理対象とした場合のＢ相の電圧補正係数ｎ３２を乗じた値とを減じることにより、Ｃ相出力電圧補正値ＶＶｃが得られることを示している。
【００４８】
つまり、上記の式（２８）〜（３０）からなる連立方程式を解くことにより、Ａ相出力電圧補正値ＶＶａ、Ｂ相出力電圧補正値ＶＶｂ、Ｃ相出力電圧補正値ＶＶｃを得ることができる。
【００４９】
各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃは、上記の式（４）〜（７）に示した各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各変成比ｋ１１，ｋ２２，ｋ３３を用いて、下記の式（３１）〜（３３）で表される。
Ｉａ＝ＶＶａ／ｋ１１  …（３１）
Ｉｂ＝ＶＶｂ／ｋ２２  …（３２）
Ｉｃ＝ＶＶｃ／ｋ３３  …（３３）
【００５０】
したがって、通常運用を開始する前に、単相通電試験を実施して、あらかじめ各空心コイル１ａ，１ｂ，１ｃの各変成比ｋ１１，ｋ２２，ｋ３３および各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を求めておき、通常運用時において各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを上記の式（２８）〜（３０）に代入することにより、各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを得ることができ、これら各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを上記の式（３１）〜（３３）に代入することにより、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを得ることができる。
【００５１】
本実施の形態では、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに応じて、上記の式（２８）〜（３０）に適用する各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３の値を変化させる。以下、この技術的意図について説明する。
【００５２】
従来技術では、各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３の値を一定として各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを補正し、電流検出を行っている。この場合には、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに依らず、各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの近傍に発生する磁束の分布が一定であることが前提となる。しかしながら、各相導体の近傍に鉄等の強磁性体が配置される場合には、各相導体に流れる電流に応じて、磁束の分布が非線形に変化することとなる。
【００５３】
図２は、タンクの材質がアルミである場合の磁束の分布を示す図である。また、図３は、タンクの材質が鉄である場合の磁束の分布を示す図である。図２および図３において、破線は各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが通電することにより発生する磁束を示している。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）は、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃが異なる例を示している。また、図４は、強磁性体のＢ−Ｈ特性の一例を示す図である。Ｂは磁束密度を示し、Ｈは磁束の大きさを示している。
【００５４】
例えば、図２に示すように、タンク５の材質がアルミである場合には、透磁率が１に近いため、各相導体１ａ，１ｂ，１ｃから放射円状に磁束が一様に分布する。この場合には、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに依らず、磁束の分布が一定となる。
【００５５】
一方、図３に示すように、タンク５の材質が鉄等の強磁性体である場合には、磁束の分布が強磁性体のタンク５側に集中する。ここで、この磁束の分布が各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに流れる各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに依らず一定であれば、上述したように、各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３の値を一定としても、空心コイルに重畳される他相からの影響を正しく補正することが可能であるが、図４に示すように、強磁性体のＢ−Ｈ特性は線形でなく非線形であり、タンク５内の磁束の分布は、磁束の大きさＨ、つまり、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに応じて変化するため（図３（ａ），（ｂ））、各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃに鎖交する磁束量も変化する。つまり、各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに応じて一定の割合で変化するのではなく、非線形に変化することとなる。
【００５６】
このため、本実施の形態では、各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを算出する際に上記の式（２８）〜（３０）に適用する各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３の値を、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに応じた値とする。
【００５７】
例えば、通常運用を開始する前に、あらかじめ各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を求める際に、各相導体１ａ，１ｂ，１ｃに通電する各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを変化させ、それぞれ各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの大きさに応じた複数の値を保持しておく。そして、通常運用時において、上記の式（３１）のＶＶａにＡ相空心コイル２ａの出力電圧Ｖａを代入してＡ相電流Ｉａの電流値レベルＩａ０を求め、同様に、上記の式（３２）のＶＶｂにＢ相空心コイル２ｂの出力電圧Ｖｂを代入してＢ相電流Ｉｂの電流値レベルＩｂ０を求め、また同様に、上記の式（３３）のＶＶｃにＣ相空心コイル２ｃの出力電圧Ｖｃを代入してＣ相電流Ｉｃの電流値レベルＩｃ０を求め、これら各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの各電流値レベルＩａ０，Ｉｂ０，Ｉｃ０に応じた各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を上記の式（２８）〜（３０）に適用して各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを得る。このようにして得られた各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを上記の式（３１）〜（３３）に代入して各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを得ることにより、高精度な電流検出を行うことが可能となる。
【００５８】
なお、上述のようにして求めた各電流値レベルＩａ０，Ｉｂ０，Ｉｃ０は、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの仮値であり、各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを用いて求めているため、他相電流により重畳される誘導電圧による誤差分を含んでいるが、この誤差分に対する各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３の誤差は極めて小さいものと見做すことができる。このため、この他相電流により重畳される誘導電圧による誤差分を含む各電流値レベルＩａ０，Ｉｂ０，Ｉｃ０を用いて各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を導出しても、各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を一定として電流検出を行う従来技術よりも高精度に電流検出を行うことができる。
【００５９】
つぎに、実施の形態にかかる電流検出装置の動作について、図５および図６を参照して説明する。
【００６０】
図５は、実施の形態にかかる電流検出装置における電圧補正係数テーブルの一例を示す図である。上述したように、通常運用を開始する前に、単相通電試験を実施して、あらかじめ各空心コイル２ａ，２ｂ，２ｃの各変成比ｋ１１，ｋ２２，ｋ３３および各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を求め、補正処理回路４に保持しておく。本実施の形態では、上記の式（１４），（１５），（１９），（２０），（２５），（２６）を用いて、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの定格値に対する電流比率ｉ毎の各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を算出し、図５に示す電圧補正係数テーブルとして保持しておく。
【００６１】
図６は、実施の形態にかかる電流検出装置における電流検出処理の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
通常運用時において、補正処理回路４は、各出力電圧検出回路３ａ，３ｂ，３ｃにより検出された各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを用いて、上記の式（３１）のＶＶａにＡ相空心コイル２ａの出力電圧Ｖａを代入してＡ相電流Ｉａの仮値である電流値レベルＩａ０を求め、上記の式（３２）のＶＶｂにＢ相空心コイル２ｂの出力電圧Ｖｂを代入してＢ相電流Ｉｂの仮値である電流値レベルＩｂ０を求め、上記の式（３３）のＶＶｃにＣ相空心コイル２ｃの出力電圧Ｖｃを代入してＣ相電流Ｉｃの仮値である電流値レベルＩｃ０を求める（ステップＳＴ１０１）。
【００６３】
続いて、補正処理回路４は、各電流値レベルＩａ０，Ｉｂ０，Ｉｃ０を各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃの定格値に対する電流比率ｉに換算し、図５に示す電圧補正係数テーブルを補間参照して、その電流比率ｉに対応する各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を導出する（ステップＳＴ１０２）。なお、電圧補正係数テーブルの補間手法としては、例えば線形補間を用いればよく、この電圧補正係数テーブルの補間手法により本発明が限定されるものではない。
【００６４】
続いて、補正処理回路４は、上記の式（２８）〜（３０）に各出力電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃおよび各電圧補正係数ｎ２１，ｎ３１，ｎ１２，ｎ３２，ｎ１３，ｎ２３を適用して、各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを算出する（ステップＳＴ１０３）。
【００６５】
そして、補正処理回路４は、各相出力電圧補正値ＶＶａ，ＶＶｂ，ＶＶｃを上記の式（３１）〜（３３）に代入して、各相電流Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃを算出し（ステップＳＴ１０４）、電流検出処理を終了する。
【００６６】
以上説明したように、実施の形態の電流検出装置によれば、通常運用を開始する前に、あらかじめ各相導体に単相電流を通電し、通電相とは異なる他相の空心コイルの出力電圧を通電相の空心コイルの出力電圧で除することにより、その他相の空心コイルの出力電圧を補正処理対象とした場合の通電相の出力電圧補正値に対する電圧補正係数を求め、通電電流の大きさに応じた複数の電圧補正係数を電圧補正係数テーブルとして保持すると共に、通電相の空心コイルの出力電圧を通電電流で除することにより、各空心コイルの変成比をそれぞれ求めて保持しておき、通常運用時において、各相毎に空心コイルの出力電圧を空心コイルの変成比で除して、導体に流れる電流の仮値である電流値レベルを求め、電圧補正係数テーブルを補間参照して、その電流値レベルに対応する各電圧補正係数を導出し、任意相の空心コイルの出力電圧を補正処理対象とした場合に、その任意相の空心コイルの出力電圧から、他相の出力電圧補正値に当該他相の電流値レベルに応じた電圧補正係数を乗じた値を減じて、補正処理対象とした相の出力電圧補正値とする複数の式からなる連立方程式を用いて、各相出力電圧補正値を算出し、これら各相出力電圧補正値を用いて、各相導体に流れる各相電流を算出するようにしたので、各相導体が強磁性体のタンク内に収納され、各相導体に流れる電流に比例した磁束の大きさにより磁性特性が変化して、タンク内の磁束密度分布が非線形に変化する環境下においても、各相導体に流れる電流の大きさに依らず、高精度な電流検出を行うことができる。
【００６７】
なお、上述した実施の形態では、三相電源からの各相電流が流れる三相の導体が強磁性体のタンクに収容され、各相電流が互いに作用する例について説明したが、導体の数はこれに限るものではなく、導体の近傍にＢ−Ｈ特性が非線形の強磁性体の物体が存在し、この強磁性体の物体により、導体に流れる電流の大きさが変化すると他相の電流精度に与える影響が変化する状況下においては、相互作用する導体の数が２つあるいは４つ以上であっても、同様に効果を得られることは言うまでもない。
【００６８】
また、上述した実施の形態では、通常運用を開始する前に、単相通電試験を実施して、あらかじめ各空心コイルの各変成比を求めるものとして説明したが、各空心コイルの各変成比が既知である場合には、既知の各空心コイルの各変成比を用いればよいことは言うまでもない。
【００６９】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１ａ  （Ａ相）導体、１ｂ  （Ｂ相）導体、１ｃ  （Ｃ相）導体、２ａ  （Ａ相）空心コイル、２ｂ  （Ｂ相）空心コイル、２ｃ  （Ｃ相）空心コイル、３ａ  （Ａ相）出力電圧検出回路、３ｂ  （Ｂ相）出力電圧検出回路、３ｃ  （Ｃ相）出力電圧検出回路、４  補正処理回路、５  タンク、６  絶縁体。
【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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【国際調査報告】
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