(57)【要約】【課題】直流が重畳した交流電流が計測可能であり、交流電流の計測時においても良好な位相差が得られるカレントトランス用磁心、ならびにこれを用いたカレントトランスおよび電力量計を提供する。【解決手段】カレントトランス用磁心３は、環状の第１磁心１と、環状の第２磁心２とを備える。第１磁心１は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する材料、好ましくはＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心２は、９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する材料、好ましくはＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。カレントトランス用磁心３は、２つの磁心が半径方向に積層した複合磁心構造を有し、第１磁心１は内周側磁心として配置され、第２磁心２は外周側磁心として配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する環状の第１磁心と、
９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する環状の第２磁心とを備えることを特徴とするカレントトランス用磁心。
【請求項２】
第１磁心は、Ｆｅ基ナノ結晶合金材料で形成され、
第２磁心は、Ｆｅ基アモルファス合金材料で形成されることを特徴とする請求項１記載のカレントトランス用磁心。
【請求項３】
第１磁心は、内周側磁心として配置され、
第２磁心は、外周側磁心として配置されることを特徴とする請求項１または２記載のカレントトランス用磁心。
【請求項４】
内周側磁心として配置された第１磁心および外周側磁心として配置された第２磁心を含む磁心ユニットが、複数積み重ねられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカレントトランス用磁心。
【請求項５】
第１磁心および第２磁心は、２段重ねで配置されることを特徴とする請求項１または２記載のカレントトランス用磁心。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のカレントトランス用磁心と、該磁心に巻回された検出巻線とを備えることを特徴とするカレントトランス。
【請求項７】
請求項６記載のカレントトランスを搭載したことを特徴とする電力量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電流または、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流を計測するためのカレントトランス用磁心ならびに、該磁心を用いたカレントトランスおよび電力量計に関する、
【背景技術】
【０００２】
図５は、一般的なカレントトランスを示す概略図である。カレントトランスは、環状の磁心からなる閉磁路に２次巻線Ｗ２が巻回されており、計測対象の電流の流れる１次巻線Ｗ１が閉磁路の中央開口を貫通している。その動作は、１次巻線Ｗ１に電流Ｉ１が流れると、電磁誘導によって電流Ｉ１の大きさに対応した、好ましくは比例した電流Ｉ２が２次巻線Ｗ２に発生する。このとき２次巻線Ｗ２に負担抵抗を接続することによって、電圧信号が２次巻線Ｗ２に出力され、その結果、１次巻線Ｗ１に流れる電流Ｉ１を電圧信号として計測することが可能になる。
【０００３】
図６（ａ）は電流Ｉ１と電流Ｉ２の間の位相差を示すベクトル図であり、図６（ｂ）は電流Ｉ１と電流Ｉ２の波形図である。電流Ｉ１と電流Ｉ２の間の位相差は、θ[rad]で表される。理想的なカレントトランス特性では、Ｉ１＝Ｉ２、即ちθ＝０となる。一般的なカレントトランスの場合、Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉ０の関係が成立する。Ｉ０は励磁電流と称され、１次巻線Ｗ１に電圧を印加した場合、１次巻線Ｗ１に流れる電流を表す。ここで、励磁電流Ｉ０は、次式で表される。
【０００４】
Ｉ０＝（Ｅ２×ｌ）／（４．４４×√２×ｆ×Ｎ２２×μ０×μｒ×Ｓ）［Ａ］  …（１）
【０００５】
但し、Ｅ２：２次巻線Ｗ２の電圧［Ｖ］、ｌ：磁心の平均磁路長［ｍ］、ｆ：周波数［Ｈｚ］、Ｎ２：２次巻線Ｗ２の巻線数、μ０：真空の透磁率（４π×１０−７）［Ｈ／ｍ］、μｒ：磁心の比透磁率、Ｓ：磁心の断面積［ｍ２］である。
【０００６】
図６と式（１）より、位相差θを小さくするためには、μｒまたはＳを大きくすればよいことが判る。また、上記カレントトランスを搭載した電力量計の特性評価試験における電力量誤差試験は、力率（ＣＯＳθ）に依存する。力率依存性は、カレントトランスの位相差特性に依存するが、比誤差特性には依存しない。
【０００７】
交流電流が計測可能な従来のカレントトランス用磁心には、比透磁率μｒが比較的高いパーマロイ、Ｆｅ基ナノ結晶合金などが多く用いられている。
【０００８】
また、交流電流、直流が重畳した交流電流、特に半波正弦波交流電流が計測可能なカレントトランス用磁心には、Ｃｏ基アモルファス合金またはＦｅ基ナノ結晶合金など、１種類の材質で作製された磁心が開示されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５３４２７４５号公報
【特許文献２】特許第４７１６０３３号公報
【特許文献３】特開昭５９−１８９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
交流電流が計測可能な従来のカレントトランス用磁心には、比透磁率μｒが比較的高いパーマロイまたはＦｅ基ナノ結晶合金が多く用いられてきたが、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流が印加されると、磁心が磁気的に飽和してしまい、計測が不可能になる。
【００１１】
その対策として、磁心に対して磁場中熱処理、応力熱処理、ギャップ加工等の特殊な処理を施して、磁気異方性を付与し、直流Ｂ−Ｈループに傾斜を付与することによって、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流に対して磁気的に飽和しにくくするための工夫が必要になる。
【００１２】
一方、磁心に磁気異方性を付与し、直流Ｂ−Ｈループに傾斜を付与すると、比透磁率μｒが悪くなり、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流は計測可能になるが、交流電流の計測時、位相差が３〜５°前後になり、電力量計の測定誤差が大きくなるという課題が生ずる。
【００１３】
本発明の目的は、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流が計測可能であり、かつ交流電流の計測時においても良好な位相差が得られるカレントトランス用磁心、ならびにこれを用いたカレントトランスおよび電力量計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るカレントトランス用磁心は、
５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する環状の第１磁心と、
９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する環状の第２磁心とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い比透磁率μｒ１を有する第１磁心と、低い比透磁率μｒ２を有する第２磁心とを組み合わせることによって、交流電流計測時の位相差特性を改善するとともに、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流を磁気飽和することがなく計測することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１を示す平面図であり、図１（ｂ）はその垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の実施の形態２を示す正面図であり、図２（ｂ）はその垂直断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施の形態３を示す正面図であり、図３（ｂ）はその垂直断面図である。
【図４】図４（ａ）は比較例７を示す平面図であり、図４（ｂ）はその垂直断面図である。
【図５】一般的なカレントトランスを示す概略図である。
【図６】図６（ａ）は電流Ｉ１と電流Ｉ２の間の位相差を示すベクトル図であり、図６（ｂ）は電流Ｉ１と電流Ｉ２の波形図である。
【図７】実施例１に係るカレントトランス用磁心の直流Ｂ−Ｈループ特性の一例を示すグラフである。
【図８】カレントトランスの位相差の計測結果の一例を示すグラフである。
【図９】カレントトランスの出力波形の計測結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
（Ａ．カレントトランス用磁心：実施例１）
図１（ａ）は本発明の実施の形態１を示す平面図であり、図１（ｂ）はその垂直断面図である。カレントトランス用磁心３は、環状の第１磁心１と、環状の第２磁心２とを備える。第１磁心１は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する材料、好ましくはＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心２は、９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する材料、好ましくはＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。
【００１８】
本実施形態において、カレントトランス用磁心３は、２つの磁心が半径方向に積層した複合磁心構造を有し、第１磁心１は内周側磁心として配置され、第２磁心２は外周側磁心として配置される（表１中の重ね構造「１」）。
【００１９】
第１磁心１の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する内周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして５５０℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が５００００〜１５００００の範囲である磁気特性を有する第１磁心１が得られた。
【００２０】
第１磁心１は、パーマロイでも代用可能であるが、飽和磁束密度が０．６Ｔ程度と低く、十分とは言えない。本発明のカレントトランス用磁心は、飽和磁束密度が１．２Ｔ程度と高いことから、温度特性も良好なＦｅ基ナノ結晶合金材料を選択した。
【００２１】
次に、第２磁心２の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する外周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして４２０℃の温度を５時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が９００〜３０００の範囲である磁気特性を有する第２磁心２が得られた。
【００２２】
第２磁心２は、Ｃｏ基アモルファス合金でも代用可能であるが、磁場中熱処理といった特殊な熱処理が必要で、また高価なＣｏが含まれており価格面でも不利であるため、Ｆｅ基アモルファス合金を選択した。
【００２３】
こうして得られた第１磁心１および第２磁心２を用いて、図１に示すようなカレントトランス用磁心３を作製した。
【００２４】
図７は、実施例１に係るカレントトランス用磁心３の直流Ｂ−Ｈループ特性の一例を示すグラフである。縦軸は磁束密度Ｂ［Ｔ］、横軸は磁界Ｈ［Ａ／ｍ］である。このグラフにおいて、比較品として、後述する比較例８に記載したＣｏ系アモルファス合金材を用いた単心磁心を使用しており、その磁気特性は、角型比が５％以下で、比透磁率μｒが２０００〜３０００程度である。その結果、直流が重畳した交流電流、例えば半波正弦波交流電流を計測する際、交流電流計測時の位相差を劣化させる要因になる。
【００２５】
これに対して実施例１に係るカレントトランス用磁心３は、磁界（Ｈ）の０点付近に急峻な立ち上がりが観測され、その前後では傾斜した曲線となる。即ち、高透磁率領域と恒透磁率領域とを兼ね備えた磁気特性となり、高透磁率領域で比透磁率μｒが５００００〜１５００００の範囲になる。その結果、交流電流計測時の位相差特性を改善するとともに、恒透磁率領域では、直流が重畳した交流電流及び半波正弦波交流電流を磁気飽和することがなく計測することが可能である。
【００２６】
なお、カレントトランス用磁心３の内周側磁心１と外周側磁心２の面積率は、１：１〜２が好ましい。
【００２７】
以上の説明では、円筒状の磁心について例示したが、磁心形状は矩形筒状（図１（ｃ）参照）、楕円筒状など種々の筒状でも構わない。
【００２８】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、実施例１に係るカレントトランス用磁心３を用いたカレントトランスについて説明する。上記のように製作したカレントトランス用磁心３を電気絶縁性のケースに詰めた後、図５に示すように１ターンの１次巻線Ｗ１及び２５００ターンの２次検出巻線Ｗ２を巻回し、さらに電気絶縁性のハウジングに収納し、樹脂モールドを施してカレントトランスを製作した。
【００２９】
製作したカレントトランスの１次巻線に５０Ｈｚで０〜８０Ａ程度の正弦波交流を流し、２次検出巻線に負担抵抗１０［Ω］を並列接続して、位相差を計測した。
【００３０】
図８は、カレントトランスの位相差の計測結果の一例を示すグラフである。縦軸は位相差［°］、横軸は１次側電流［Ａ］である。このグラフにおいて、比較品として、後述する比較例８に記載したＣｏ系アモルファス合金材を用いた単心磁心を使用しており、その磁気特性は、角型比が５％以下で、比透磁率μｒが２０００〜３０００程度である。その結果、交流電流計測時の位相差が３〜５°前後と劣化させる要因になる。
【００３１】
これに対して実施例１に係るカレントトランス用磁心３は、比透磁率μｒが５００００〜１５００００の範囲になるため、交流電流計測時の位相差を０．５°以内に改善できることが判った。
【００３２】
また、位相差を改善することによって、電力の力率が変動しても電力量計の計測誤差を正確に計測することが可能である。
【００３３】
次に、カレントトランスの１次巻線に５０Ｈｚで波高値６０Ａの半波正弦波交流電流を流し、２次検出巻線に負担抵抗１０［Ω］を並列接続して、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して波形を計測した。
【００３４】
図９は、その計測結果の一例を示すグラフである。縦軸は振幅、横軸は時間である。実施例１に係るカレントトランス用磁心３を用いたカレントトランスにおいても、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００３５】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
本実施形態に係るカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１の規格に規定された性能を満足し、かつ半波正弦波交流電流の電力計側および電力量計の測定誤差を計測できることが判った。
【００３６】
実施の形態２．
（Ａ．カレントトランス用磁心：実施例２）
図２（ａ）は本発明の実施の形態２を示す正面図であり、図２（ｂ）はその垂直断面図である。カレントトランス用磁心６は、環状の第１磁心４と、環状の第２磁心５とを備える。第１磁心４は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する材料、好ましくはＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心５は、９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する材料、好ましくはＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。
【００３７】
本実施形態において、カレントトランス用磁心６は、２つの磁心が高さ方向に積層した複合磁心構造を有し、第１磁心４および第２磁心５は２段重ねで配置される（表１中の重ね構造「２」）。
【００３８】
第１磁心４の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径２４ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ３．５ｍｍの寸法を有する磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして５５０℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が５００００〜１５００００の範囲である磁気特性を有する第１磁心４が得られた。
【００３９】
次に、第２磁心５の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ３．５ｍｍの寸法を有する磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして４２０℃の温度を５時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が９００〜３０００の範囲である磁気特性を有する第２磁心６が得られた。
【００４０】
こうして得られた第１磁心４および第２磁心５を用いて、図２に示すようなカレントトランス用磁心６を作製した。
【００４１】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、実施例２に係るカレントトランス用磁心６を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、位相差に関して、交流電流計測時の位相差を０．５°以内に改善できることが判った。また、波形に関して、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００４２】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
本実施形態に係るカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１の規格に規定された性能を満足し、かつ半波正弦波交流電流の電力計側および電力量計の測定誤差を計測できることが判った。
【００４３】
実施の形態３．
（Ａ．カレントトランス用磁心：実施例３）
図３（ａ）は本発明の実施の形態３を示す正面図であり、図３（ｂ）はその垂直断面図である。カレントトランス用磁心１３は、２つの磁心ユニット９，１２を備える。磁心ユニット９は、環状の第１磁心７と、環状の第２磁心８とを備える。磁心ユニット１２は、環状の第１磁心１０と、環状の第２磁心１１とを備える。
【００４４】
第１磁心７，１０は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有する材料、好ましくはＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心８，１１は、９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有する材料、好ましくはＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。
【００４５】
本実施形態において、磁心ユニット９，１２は、２つの磁心が半径方向に積層した複合磁心構造を有し、第１磁心７，１０は内周側磁心として配置され、第２磁心８，１１は外周側磁心として配置される。また、カレントトランス用磁心１３は、２つの磁心が高さ方向に積層した複合磁心構造を有し、磁心ユニット９，１２は２段重ねで配置される（表１中の重ね構造「３」）。
【００４６】
第１磁心７，１０の製法に関して、実施の形態１に係る第１磁心４と同様な製法を用いて、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ３．５ｍｍの寸法を有する磁心を作製した後、同様な条件で熱処理を行った。
【００４７】
また第２磁心８，１１の製法に関して、実施の形態１に係る第２磁心２と同様な製法を用いて、外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ３．５ｍｍの寸法を有する磁心を作製した後、同様な条件で熱処理を行った。
【００４８】
こうして得られた第１磁心７，１０および第２磁心８，１１を用いて、図３に示すようなカレントトランス用磁心１３を作製した。
【００４９】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、実施例３に係るカレントトランス用磁心１３を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、位相差に関して、交流電流計測時の位相差を０．５°以内に改善できることが判った。また、波形に関して、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００５０】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
本実施形態に係るカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１の規格に規定された性能を満足し、かつ半波正弦波交流電流の電力計側および電力量計の測定誤差を計測できることが判った。
【００５１】
次に、比較例４について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例４）
比較例４は、図１に示したカレントトランス用磁心３と同様な複合磁心構造を有し、環状の第１磁心１と、環状の第２磁心２とを備える（表１中の重ね構造「１」）。第１磁心１は、１００００〜２００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有するＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心２は、９００〜３０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有するＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。従って、比較例４は、実施例１と比べて、第１磁心１の第１比透磁率μｒ１が小さい点で相違する。
【００５２】
第１磁心１の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する内周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして６００℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が１００００〜２００００の範囲である磁気特性を有する第１磁心１が得られた。
【００５３】
次に、第２磁心２の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する外周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして４２０℃の温度を５時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が９００〜３０００の範囲である磁気特性を有する第２磁心２が得られた。
【００５４】
こうして得られた第１磁心１および第２磁心２を用いて、図１に示すようなカレントトランス用磁心３を作製した。
【００５５】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例４に係るカレントトランス用磁心３を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、位相差に関して、交流電流計測時の位相差は５〜１０°と大きくなることが判った。また、波形に関して、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００５６】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例４に係るカレントトランス用磁心３を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、電力量計の測定誤差を計測可能であるが、良好でないことが判った。
【００５７】
次に、比較例５について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例５）
比較例５は、図１に示したカレントトランス用磁心３と同様な複合磁心構造を有し、環状の第１磁心１と、環状の第２磁心２とを備える（表１中の重ね構造「１」）。第１磁心１は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有するＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心２は、４００〜５００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有するＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。従って、比較例５は、実施例１と比べて、第２磁心２の第２比透磁率μｒ２が小さい点で相違する。
【００５８】
第１磁心１の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する内周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして５５０℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が５００００〜１５００００の範囲である磁気特性を有する第１磁心１が得られた。
【００５９】
次に、第２磁心２の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する外周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして４３０℃の温度を５時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が４００〜５００の範囲である磁気特性を有する第２磁心２が得られた。
【００６０】
こうして得られた第１磁心１および第２磁心２を用いて、図１に示すようなカレントトランス用磁心３を作製した。
【００６１】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例５に係るカレントトランス用磁心３を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、磁気的な飽和がなく、計測することが可能であった。
【００６２】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例５に係るカレントトランス用磁心３を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、第２磁心２の比透磁率μｒ２が低いため、半波正弦波交流電流の電力計測が可能であるが、良好ではなかった。
【００６３】
次に、比較例６について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例６）
比較例６は、図１に示したカレントトランス用磁心３と同様な複合磁心構造を有し、環状の第１磁心１と、環状の第２磁心２とを備える（表１中の重ね構造「１」）。第１磁心１は、５００００〜１５００００の範囲にある第１比透磁率μｒ１を有するＦｅ基ナノ結晶合金材料で形成される。第２磁心２は、５０００〜６０００の範囲にある第２比透磁率μｒ２を有するＦｅ基アモルファス合金材料で形成される。従って、比較例５は、実施例１と比べて、第２磁心２の第２比透磁率μｒ２が大きい点で相違する。
【００６４】
第１磁心１の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する内周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして５５０℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が５００００〜１５００００の範囲である磁気特性を有する第１磁心１が得られた。
【００６５】
次に、第２磁心２の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する外周側磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして３８０℃の温度を３時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が５０００〜６０００の範囲である磁気特性を有する第２磁心２が得られた。
【００６６】
こうして得られた第１磁心１および第２磁心２を用いて、図１に示すようなカレントトランス用磁心３を作製した。
【００６７】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例６に係るカレントトランス用磁心３を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、磁気的な飽和があり、計測することが不可能であった。
【００６８】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例６に係るカレントトランス用磁心３を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、第２磁心２の比透磁率μｒ２が高いため、半波正弦波交流電流の電力計測が可能であるが、良好ではなかった。
【００６９】
次に、比較例７について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例７）
図４（ａ）は比較例７を示す平面図であり、図４（ｂ）はその垂直断面図である。カレントトランス用磁心２０は、環状の単一部材として形成される（表１中の重ね構造「０」）。
【００７０】
磁心２０の製法に関して、厚さ３０μｍのＦｅ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気または大気雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、３．５℃／分のレートで昇温し、そして４２０℃の温度を５時間保持し、そして炉内自然冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が９００〜３０００の範囲である磁気特性を有する磁心２０が得られた。
【００７１】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例７に係るカレントトランス用磁心２０を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、位相差に関して、交流電流計測時の位相差は２０〜３０°と大きくなることが判った。また、波形に関して、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００７２】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例７に係るカレントトランス用磁心２０を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、電力量計の測定誤差を計測できないことが判った。
【００７３】
次に、比較例８について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例８）
比較例８は、図４に示したカレントトランス用磁心２０と同様な単一磁心構造を有する（表１中の重ね構造「０」）。磁心２０の製法に関して、厚さ２５μｍのＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回して、外径２４ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入して熱処理を行った。熱処理条件は、１０℃／分のレートで昇温し、そして５５０℃の温度を１時間保持し、そして３℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ１が５００００〜１５００００の範囲である磁気特性を有する磁心２０が得られた。
【００７４】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例８に係るカレントトランス用磁心２０を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、磁気的な飽和があり、計測することが不可能であった。
【００７５】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例８に係るカレントトランス用磁心２０を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、単一磁心の場合は、半波正弦波交流電流の電力計測が不可能であった。
【００７６】
次に、比較例９について説明する。
（Ａ．カレントトランス用磁心：比較例９）
比較例９は、図４に示したカレントトランス用磁心２０と同様な単一磁心構造を有する（表１中の重ね構造「０」）。磁心２０の製法に関して、厚さ２５μｍのＣｏ基アモルファス合金薄帯を円筒状となるように多重に巻回し、外径２４ｍｍ、内径１５ｍｍ、高さ７ｍｍの寸法を有する磁心を作製した。続いて、磁心を、窒素ガス雰囲気の熱処理炉に投入し、８．５ｋＡ／ｍの磁場を印加させた状態で熱処理を行った。熱処理条件は、２．５℃／分のレートで昇温し、そして３００℃の温度を３時間保持し、そして２℃／分のレートで冷却を行った。その結果、比透磁率μｒ２が２０００〜３０００の範囲である磁気特性を有する磁心２０が得られた。
【００７７】
（Ｂ．上記カレントトランス用磁心を用いたカレントトランス）
次に、比較例９に係るカレントトランス用磁心２０を用いて、実施の形態１と同様な手法でカレントトランスを製作し、同様の条件で計測を実施した。その結果、位相差に関して、交流電流計測時の位相差は３〜５°と大きくなることが判った。また、波形に関して、１次巻線に半波正弦波交流電流を流したとき、２次検出巻線の出力波形において磁気的な飽和が発生していないことが判った。
【００７８】
（Ｃ．上記カレントトランスを搭載した電力量計）
比較例９に係るカレントトランス用磁心２０を用いたカレントトランスを搭載した電力量計について、ＪＩＳ  Ｃ１２７１−１に準拠して性能を評価した結果、電力量計の測定誤差を計測可能であるが、良好ではないことが判った。
【００７９】
実施例１〜３と比較例４〜９の特性および評価を下記（表１）に示す。
【００８０】
【表１】
2016181620.tif 000003
【符号の説明】
【００８１】
１，４，７，１０  第１磁心、  ２，５，８，１１  第２磁心、
３，６，１３，２０  カレントトランス用磁心、  ９，１２  磁心ユニット。
【図１】
2016181620.tif 000004
【図２】
2016181620.tif 000005
【図３】
2016181620.tif 000006
【図４】
2016181620.tif 000007
【図５】
2016181620.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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