(57)【要約】【課題】１次導体の物理的配置に起因する誤差電流を減少させ、微小な漏洩電流を高精度に検出可能とする零相変流器を提供する。【解決手段】零相変流器の中央貫通孔５に通す複数の電線からなる１次導体２をツイスト状に撚り、１次導体２と鉄心１との間の物理的距離を平均化させて平衡度を高め、１次導体２の位置の差に起因する誤差電流を減少させることにより、漏洩電流検出の際の微小電流領域での検出精度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央貫通孔を有するリング状の鉄心と、
前記リング状の鉄心の周囲に巻き回された電流検出用の巻線と、
前記リング状の鉄心の中央貫通孔を貫通する複数の１次導体とを備えた零相変流器において、
前記１次導体がツイスト状に撚られていることを特徴とする零相変流器。
【請求項２】
ツイスト状に撚られた前記１次導体が、前記リング状の鉄心の周囲に少なくとも１回以上巻き付けられている請求項１記載の零相変流器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１次回路の地絡電流または、漏洩電流を検知するために使用される零相変流器（ＺＣＴ：Zero Phase-sequence Current Transformer）に関する。
【背景技術】
【０００２】
零相変流器は、巻線が巻き回された鉄心を備えていて、この鉄心の中央貫通孔に１次導体として往復電線が貫通している。１次回路の漏電等が発生するとこの往復電流には差電流が発生するため、零相変流器では、生じた差電流を鉄心に巻いた電流検出用の巻線から電圧として取り出し、漏電継電器や、漏電火災警報器等の検出器を動作させるようにしている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
このような従来の零相変流器の例を図４に示す。この従来の零相変流器では、図４に示されるように、リング状の鉄心１の中央貫通孔５に負荷電流を流す２本の平行な往復電線が１次導体６として貫通している。鉄心１の全周に均一に巻き回された巻線の出力部３は検出器４に接続されている。ここで２本の往復電線である１次導体６と鉄心１間は、まったく等しい距離に配置されることは極めて稀であり、この物理的配置の差に起因した不平衡のため、１次導体６に負荷電流が流れると零相変流器の出力部３に誤差電流が生じ、１次回路の漏電等により発生する差電流の検出精度を悪化させる大きな要因となる。
【０００４】
例えば、２本の平行な往復電線のうちの１本が鉄心１の中央貫通孔５の中心に位置し、もう１本が中央貫通孔５の中心から大きくずれた場合、漏電等が発生していないにもかかわらず出力部３に誤差電流が生じてしまう可能性がある。
【０００５】
零相変流器の出力に接続される漏電継電器等の感度がそれほど高感度で無い場合には、この不平衡に起因する誤差電流は問題にならないことが多かった。しかし、近年絶縁監視を高感度で行う必要が増えてきているため、微少電流領域での精度を高めて漏洩電流の高感度な検出を行おうとした場合には、この誤差電流の影響を無視し得なくなってきている。
【０００６】
そのため、１次導体の不平衡を少なくして微少領域の漏洩電流の検出精度を高めるようにした、零相変流器に対する導体の配置方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。この従来の方法は、１次導体に流れる電流を観測し、その観測値が最小となる位置まで１次導体を回転させ、１次導体に流れる電流が最小となった位置で１次導体を固定するという方法である。しかし、この方法では、１次導体の不平衡を解消するために１次導体を回転させて固定するという処理が必要となるため、手間がかかり現実的ではない。
【特許文献１】特開２００２−７８１８７号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２６４８号公報
【特許文献３】特開２００３−２３４２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の零相変流器では、１次導体と鉄心との間の物理的距離が不平衡であるため、誤差電流が発生し微少電流領域での精度が悪化してしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は、１次導体として使用する電線と零相変流器の鉄心との物理的距離の差によって生じる不平衡に起因する誤差電流を少なくして、微小電流領域での精度を高めることができる零相変流器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するためになされたもので、本発明の零相変流器は、中央貫通孔を有するリング状の鉄心と、
前記リング状の鉄心の周囲に巻き回された電流検出用の巻線と、
前記リング状の鉄心の中央貫通孔を貫通する複数の１次導体とを備えた零相変流器において、
前記１次導体がツイスト状に撚られていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、複数の１次導体をツイスト状に撚って、鉄心の中央貫通孔に通すことにより、鉄心と各電線間との間の距離を平均化させて不平衡を緩和することができるので、零相変流器の誤差電流への要因を大幅に減じることができる。
【００１１】
また、本発明の他の零相変流器では、ツイスト状に撚られた前記１次導体が、前記リング状の鉄心の周囲に少なくとも１回以上巻き付けられている。
【００１２】
本発明によれば、漏洩電流の検出感度を高めるために、１次導体をリング状の鉄心の周囲に巻き付ける場合においても、１次導体と鉄心との間の物理的位置の不平衡を減少させて誤差電流の発生を少なくすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、複数の１次導体をツイスト状に撚ることにより、１次導体と零相変流器の鉄心との距離を平均化することができ、１次導体と鉄心との距離の不平衡に起因する誤差電流を大幅に減じることに寄与でき、漏洩電流を高感度に検出し、安全な絶縁状態を確保することが可能となるという効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の零相変流器を説明するための図である。図１において、図４中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。
【００１６】
本実施形態の零相変流器は、中央貫通孔５を有するリング状の鉄心１と、このリング状の鉄心１の周囲に巻き回された電流検出用の巻線と、中央貫通孔５を貫通する２本の電線からなる１次導体２とを備えている。また、鉄心１と鉄心１の全周に均一に巻き回された巻線を保護するために絶縁性を持った処理材が設けられている。
【００１７】
そして、本実施形態の零相変流器では、負荷への往復電流を流す２本の電線により構成された１次導体２は、零相変流器の鉄心１の中央貫通孔５に、ツイスト状に撚られて貫通している。１次回路の漏電等により発生する往復電流の差電流を、鉄心１に均一に巻き回された巻線を介して電圧として出力部３に出力し、漏電継電器などの検出器４に導入される。ここで、本実施形態では、１次導体２を撚ることにより、１次導体２の往きと帰りの導体と鉄心１との距離がそれぞれ平均化され、１次導体２と鉄心１との間の物理的配置上の不平衡が大幅に減少される。そして、物理的配置上の不平衡が減少することにより、１次導体２の不平衡に起因する零相変流器の誤差電流は、大きな負荷電流が１次導体に流れる場合であっても非常に小さくすることができる。
【００１８】
１次導体２を撚ることにより、１次導体２と鉄心１との間の物理的配置上の不平衡を大幅に減少させることができるのは、
例えば、１次導体２が中央貫通孔５の中心からずれたとしても、１次導体２を構成する２本の電線は共に中心からずれて同じ位置になるため、鉄心１からの物理的位置は同じになる。また、２本の電線が撚られていることにより、各電線と鉄心１からの物理的距離は交互に入れ替わるため、結果として鉄心１との間の距離は平均化され各電線ともほぼ同じ値となる。
【００１９】
そのため、１次導体２の各電線をツイスト状に撚ることにより、１次導体２の位置を固定することを必要とすることなく、１次導体２と鉄心１との物理的配置上の不平衡を容易に大幅に減少させることが可能となる。
【００２０】
次に、図２に別の実施形態を説明する。図２において、１次導体２は、鉄心１に１回巻き込みを行い、１次導体２は中央貫通孔５を２回通過していることになる。こうすることにより、鉄心に生じる磁束は１回通過に比べて２倍となることにより、出力部３には、２倍の電圧を生じさせることができる。この手法は、同一の零相変流器と検出器を用いて、２倍高感度に漏洩電流を検出することができる手法である。１次導体２を鉄心１に巻きつけるため、複数の１次導体２の位置は鉄心１の一部に偏らざるを得ないことより、単に中央貫通孔５を１回通す場合に比べて、不平衡が大きくなる。この時、鉄心１に巻きつける１次導体２を撚っておくことにより、鉄心１と１次導体２との距離の差が平均化され、物理的配置上の不平衡が減少することにより、誤差電流が大幅に少ない状態での漏洩電流検出が可能となる。
【００２１】
図３は、１次導体２を鉄心１に２回巻き込みを行い１次導体２を中央貫通孔５に３回通過させた例であり、この時にも１次導体２を撚っておくことにより、誤差電流を大幅に減少した上で感度を３倍高くすることができるものである。さらに感度を高めたい場合は、感度を高めたい倍数だけ、１次導体２が中央貫通孔５を通過する回数を増やせばよい。
【００２２】
なお、本実施形態では、１次導体２は往復電流を流すため２本の電線により構成されている場合を用いて説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、３相３線の場合や、３相４線式の場合など３本以上の複数の電線を用いる場合においても１次導体を撚って適用できることは言うまでも無い。
【００２３】
また、図２、図３では、それぞれ、１次導体２を鉄心１に１回または２回巻き付けた場合について説明していたが、巻き付ける回数により本発明が限定されるものではなく、１次導体２を鉄心１に少なくとも１回以上巻き付けるようにすることにより、巻き付けを行わない場合と比較して漏洩電流の検出感度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の零相変流器を説明するための図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の零相変流器を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の零相変流器の別の例を説明するための図である。
【図４】従来の零相変流器を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    鉄心
２    １次導体
３    出力部
４    検出器
５    中央貫通孔
６    １次導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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