特許 6571290 三相貫通形変流器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571290

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】三相貫通形変流器

(51)【国際特許分類】

   H01F 38/38 20060101AFI20190826BHJP

   H01F 27/36 20060101ALI20190826BHJP

   G01R 15/18 20060101ALI20190826BHJP

   H02B 13/035 20060101ALI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H01F38/38

   H01F27/36 170

   G01R15/18

   H02B13/035

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-540248(P2018-540248)

(86)(22)【出願日】2016年9月20日

(86)【国際出願番号】JP2016077650

(87)【国際公開番号】WO2018055664

(87)【国際公開日】20180329

【審査請求日】2019年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】片岡 誠治

(72)【発明者】

【氏名】岩澤 知英

(72)【発明者】

【氏名】米田 真人

【審査官】 右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−２９３５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０２２９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５６３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−０６８６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０６４１１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２４３７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０１５３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０４８４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９４／０２７１５７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３８／３８

Ｇ０１Ｒ １５／１８

Ｈ０１Ｆ ２７／３６

Ｈ０２Ｂ １３／０３５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単相の電流の大きさを変換する貫通形変流器を１つの収容体に３つ収容してなる三相貫通形変流器であって、
前記貫通形変流器は、
単相の導体が孔を貫通する環状鉄心と、
前記環状鉄心の周囲に巻回された二次巻線と、
を備え、
前記環状鉄心は、他の前記環状鉄心を貫通する前記導体に流れた事故電流により発生する磁界によって磁気飽和する箇所に設けられた第１のギャップと、前記箇所を基点に等配位置に設けられた第２のギャップとを含み構成された三相貫通形変流器。

【請求項2】

前記環状鉄心は、その中心が正三角形の頂点に位置するようにそれぞれ配置され、
前記第１のギャップは、当該ギャップが設けられる前記環状鉄心の、当該環状鉄心と他の２つの前記環状鉄心との最近接点間に設けられ、
前記第２のギャップは、前記第１のギャップに対向する位置に設けられた、請求項１記載の三相貫通形変流器。

【請求項3】

前記第１のギャップは、前記最近接点間の中央位置に設けられ、
前記第２のギャップは、前記中央位置と対向する位置に設けられた請求項２記載の三相貫通形変流器。

【請求項4】

前記環状鉄心は、前記第１のギャップと前記第２のギャップをそれぞれ１つのみ設けられた請求項１〜３のいずれかに記載の三相貫通形変流器。

【請求項5】

前記貫通形変流器の相間には、遮蔽板が設けられ、
前記遮蔽板は、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなり、厚みが５ｍｍ以上、高さが前記貫通形変流器の高さ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の三相貫通形変流器。

【請求項6】

各前記貫通形変流器に前記貫通形変流器を覆う遮蔽筒が設けられ、
前記遮蔽筒は、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなり、厚みが５ｍｍ以上、高さが前記貫通形変流器の高さ以上である請求項１〜４のいずれかに記載の三相貫通形変流器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、三相交流の各相の電流の大きさを変換する三相貫通形変流器に関する。

【背景技術】

【0002】

変流器は、電流検出に用いられ、電流の大きさを変換する機器である。この変流器の種類として、従来から貫通形変流器が知られている。貫通形変流器は、単相の導体が貫通する環状鉄心と、当該環状鉄心に巻回された二次巻線とを備え、導体が環状鉄心を少なくとも１ターンして一次巻線として機能し、一次巻線に入力された電流の大きさが、一次巻線と二次巻線の巻線比に応じて変換され、二次巻線から変換された大きさの電流が、二次巻線に接続された機器に出力される。また、三相交流の電流の大きさを変換する三相貫通形変流器が知られている。三相貫通形変流器は、１つのケースに貫通形変流器を３つ収納して構成された変流器であり、各貫通形変流器の環状鉄心に、単相の導体がそれぞれ一次巻線として貫通してなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０５−１７５０６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の三相貫通形変流器において、当該変流器に保護継電器が接続されている場合、例えば一相に地絡電流相当の大電流が流れた際、この地絡電流により発生する外部磁界の影響で健全な二相に誘導電流が流れてしまい、保護継電器が誤動作する可能性がある。

【0005】

特に、三相貫通形変流器において、一相に大電流が流れることにより発生する外部磁界は、他の二相の環状鉄心を均一に磁化させるのではなく、局所的に磁化させ、環状鉄心が部分飽和することで誘導電流が増加するという問題があった。また、環状鉄心に残留磁束がある場合、その残留磁束を起点に磁束が変化するため、電流投入時の電圧の位相によっては誘導電流が急増する。従って、誘導電流を抑制するためには、外部磁界の影響と残留磁束を抑制する必要があった。

【0006】

本発明の実施形態は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、誘導電流を抑制することのできる三相貫通形変流器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】

【0007】

上記の目的を達成するために、本実施形態の三相貫通形変流器は、単相の電流の大きさを変換する貫通形変流器を１つの収容体に３つ収容してなる三相貫通形変流器であって、次の構成を有する。
（１）前記貫通形変流器は、単相の導体が孔を貫通する環状鉄心と、前記環状鉄心の周囲に巻回された二次巻線と、を備える。
（２）前記環状鉄心は、他の前記環状鉄心を貫通する前記導体に流れた事故電流により発生する磁界によって磁気飽和する箇所に設けられた第１のギャップと、前記箇所を基点に等配位置に設けられた第２のギャップとを含み構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図である。

【図2】従来の三相貫通形変流器において、一相に大電流が流れたときに発生する外部磁化の分布を示す図である。

【図3】第１の実施形態に係る三相貫通形変流器において、一相に大電流が流れたときに発生する外部磁界の分布を示す図である。

【図4】（ａ）は、第２の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図であり、（ｂ）は、第２の実施形態に係る三相貫通形変流器の斜視図である。

【図5】第２の実施形態に係る三相貫通形変流器の作用を説明するための図である。

【図6】第２の実施形態の三相貫通形変流器（遮蔽板あり）における磁界解析の結果を示す図である。

【図7】従来の三相貫通形変流器（遮蔽板なし）における磁界解析の結果を示す図である。

【図8】遮蔽板の導電率、厚みを変えた場合の事故電流と誘導電流との関係を示すグラフである。

【図9】（ａ）は、第３の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係る三相貫通形変流器の斜視図である。

【図10】他の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図である。

【図11】他の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［１．第１の実施形態］
［１−１．構成］
以下では、図１〜図３を参照しつつ、本実施形態に係る三相貫通形変流器について説明する。図１は、本実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図である。図１に示すように、本実施形態は、単相の電流の大きさを変換する３つの貫通形変流器１０ａ〜１０ｃと、１つの収容体３と、を備えた三相一括貫通形変流器である。

【0010】

貫通形変流器１０ａ〜１０ｃは、それぞれ同一の構成であり、環状鉄心２ａ〜２ｂと、環状鉄心２ａ〜２ｃの外周に全周等配となるように巻回された二次巻線（不図示）とを備える。貫通形変流器１０ａ〜１０ｃは、本実施形態では、二次巻線を介して保護継電器と接続されている。環状鉄心２ａ〜２ｃは、円環状形状を有する磁性体であり、中央に孔を有する。当該孔の中心部には、単相の電流が流れる導体１ａ〜１ｃがそれぞれ貫通している。

【0011】

収容体３は、例えばアルミニウムや鉄などの金属からなる、両端が有底の円筒体であり、３つの貫通形変流器１０ａ〜１０ｃが収容される。図１に示すように、貫通形変流器１０ａ〜１０ｃは、導体１ａ〜１ｃが正三角形の頂点に位置するように収容体３内に配置されている。換言すれば、環状鉄心２ａ〜２ｃの中心が正三角形の頂点に位置するようにそれぞれ収容体３内に配置されている。そのため、環状鉄心２ａ〜２ｃには、他の２つの環状鉄心２ａ〜２ｃと最も近接する箇所である最近接点Ｐ，Ｑ（図１中の太線部分）がある。なお、収容体３の両端には、導体１ａ〜１ｃが貫通するための開口が設けられている。

【0012】

環状鉄心２ａ〜２ｃには、他の環状鉄心２ａ〜２ｃを貫通する導体１ａ〜１ｃに流れた事故電流により発生した磁界によって磁気飽和する箇所にギャップ４ａ〜４ｃが設けられ、当該箇所を基点に等配位置にギャップ５ａ〜５ｃが設けられている。ギャップ４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃは、環状鉄心２ａ〜２ｃにおいて透磁率の低下する部分である。ギャップ４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃの数は、特に限定されるものではなく、３以上でも構わないが、ここでは、環状鉄心２ａ〜２ｃにそれぞれ２つのギャップが設けられている。

【0013】

ギャップ４ａ〜４ｃは、当該ギャップが設けられる環状鉄心２ａ〜２ｃと他の２つの環状鉄心２ａ〜２ｃの最近接点ＰＱ間に設けられ、本実施形態では、当該最近接点ＰＱ間の中央位置に設けられている。ギャップ５ａ〜５ｃは、ギャップ４ａ〜４ｃに対向する位置に設けられており、各環状鉄心２ａ〜２ｃにおいて、ギャップ４ａ〜４ｃを基点にすると、環状鉄心２ａ〜２ｃの中心周りに１８０°回転した位置であり、本実施形態では、最近接点ＰＱ間の中央位置に対向する位置である。そのため、例えば、環状鉄心２ａにおいて、ギャップ４ａからギャップ５ｂまでの右回りの磁路長と左回りの磁路長は等距離となる。

【0014】

本実施形態では、各環状鉄心２ａ〜２ｃにギャップ４ａ〜４ｃとギャップ５ａ〜５ｃとをそれぞれ１つのみ設け、合計２つのギャップを設けるようにしたが、各環状鉄心２ａ〜２ｃは、３つ以上のギャップを設けるようにしても良い。

【0015】

［１−２．作用］
本実施形態に係る三相貫通形変流器の作用について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、従来の三相貫通形変流器において、一相に大電流が流れたときに発生する外部磁化の分布を示す図である。なお、従来の三相貫通形変流器の環状鉄心１０２ａ〜１０２ｃには、ギャップが設けられていない。図３は、本実施形態に係る三相貫通形変流器において、一相に大電流が流れたときに発生する外部磁界の分布を示す図である。

【0016】

まず、従来の三相貫通形変流器では、導体１ａに事故電流などの大電流が流れると、図２に示すように、一相の導体１ａの周囲に外部磁界７が発生し、他の二相を貫通する。このとき、他の二相の環状鉄心２ｂ、２ｃは、通電相である導体１ａに最も近い部分及びその対向部の磁束密度が高くなり、その位置で部分飽和が起きやすくなる。このように部分飽和が生じると誘導電流が増加してしまう。

【0017】

また、導体１ａに最も近い部分である内側部分の磁束８ｂ、８ｃと、その対向部分である外側の磁束９ｂ、９ｃとでは磁束の方向が逆になり，磁束８ｂと磁束９ｂによって発生した電流差、磁束８ｃと磁束９ｃによって発生した電流差で、各導体１ｂ、１ｃに誘導電流が流れる。また、環状鉄心２ｂ、２ｃが部分飽和すると励磁インピーダンスが急激に低下し、電流が増加するため、磁束８ｂ、９ｂと磁束８ｃ、９ｃの磁束の差がわずかでも差電流が大きくなり誘導電流が増加してしまう。つまり、環状鉄心２ｂ、２ｃに残留磁束があると、当該残留磁束を起点に磁束が変化するため、電源投入時の電圧の位相によっては誘導電流が増加してしまう。

【0018】

これに対し、本実施形態では、図３に示すように、磁束密度の高くなる箇所に低透磁率のギャップ４ａ〜４ｃを設けて磁気抵抗を大きくすることで磁束密度を低減させ、かつ、当該箇所と対向する位置にギャップ５ａ〜５ｃを設けて、磁束８ｂ、９ｂと磁束８ｃ、９ｃとをバランスさせている。仮に、環状鉄心２ａ〜２ｃに設けられるギャップが、ギャップ４ａ〜４ｃのみである場合、磁束８ｂ、８ｃの磁束密度は、当該ギャップにより低減することが可能であるが、磁束９ｂ、９ｃの磁束密度の低減には効果がなく、環状鉄心２ｂ、２ｃ内における磁束のバランスが崩れてしまうため、誘導電流の低減は期待できない。

【0019】

なお、導体１ａに大電流が流れる場合、環状鉄心２ｂ、２ｃの磁束密度が最も高くなる箇所は、環状鉄心２ｂでは導体１ａとの最近接点Ｐであり、環状鉄心２ｃでは導体１ａとの最近接点Ｑである。このため、ギャップ４ｂは最近接点Ｐに設け、ギャップ４ｃは最近接点Ｑに設けることが望ましい。但し、事故電流などの大電流が流れるのは、導体１ａに限らず、導体１ｂ、１ｃにも流れる可能性がある。例えば、導体１ｂに大電流が流れる場合、環状鉄心２ｃにおいて、導体１ｂとの最近接点Ｐが、磁束密度が最も高くなる箇所となる。そのため、ギャップ４ｃは、最近接点Ｐに設けることが好ましい。

【0020】

このように、貫通形変流器１０ｃから見て、他の導体１ａ、１ｂのいずれに大電流が流れた場合でも、環状鉄心２ｃの最近接点Ｐと最近接点Ｑとの間にギャップ４ｃを設けることで、磁束密度の低減効果及び誘導電流の低減効果を得ることができる。本実施形態では、最近接点ＰＱ間の中央位置にギャップ４ｃを設け、導体１ａに大電流が流れた場合も、導体１ｂに大電流が流れた場合も、磁束密度の低減効果及び誘導電流の低減効果を得ることができる。本実施形態によれば、誘導電流は最大で従来の三相貫通形変流器の１０％程度低減することが可能であり、かつ、誤差特性への影響はほとんどない。

【0021】

［１−３．効果］
（１）本実施形態の三相貫通形変流器は、単相の電流の大きさを変換する貫通形変流器１０ａ〜１０ｃを１つの収容体３に３つ収容してなる三相貫通形変流器であって、貫通形変流器１０ａ〜１０ｃは、単相の導体１ａ〜１ｃが孔を貫通する環状鉄心２ａ〜２ｃと、環状鉄心２ａ〜２ｃの周囲に巻回された二次巻線と、を備え、環状鉄心２ａ〜２ｃは、他の環状鉄心２ａ〜２ｃを貫通する導体１ａ〜１ｃに流れた事故電流により発生する磁界によって磁気飽和する箇所に設けられたギャップ４ａ〜４ｃと、当該箇所を基点に等配位置に設けられたギャップ５ａ〜５ｃとを含み構成するようにした。

【0022】

特に、本実施形態では、環状鉄心２ａ〜２ｃは、その中心が正三角形の頂点に位置するようにそれぞれ配置され、ギャップ４ａ〜４ｃは、当該ギャップ４ａ〜４ｃが設けられる環状鉄心２ａ〜２ｃの、当該環状鉄心２ａ〜２ｃと他の２つの環状鉄心２ａ〜２ｃとの最近接点ＰＱ間に設け、ギャップ５ａ〜５ｃは、ギャップ４ａ〜４ｃに対向する位置に設けるようにした。

【0023】

これにより、最も磁気飽和が起きやすい箇所にギャップ４ａ〜４ｃを設けるので当該箇所における磁束密度を低減できるとともに、当該箇所を基点に等配位置にギャップ５ａ〜５ｃを設けることにより、事故電流が流れる導体を中心として同方向の磁束を打ち消し合うようにバランスさせることができ、誘導電流を低減させることができる。その結果、三相貫通形変流器が保護継電器に接続される場合には、当該保護継電器の誤動作を防止することができる。

【0024】

（２）ギャップ４ａ〜４ｃは、最近接点ＰＱ間の中央位置に設け、ギャップ５ａ〜５ｃは、当該中央位置と対向する位置に設けるようにした。これにより、誘導電流の低減効果を得ることができる。特に、ある一つの環状鉄心２ａ〜２ｃの、他の２つの環状鉄心２ａ〜２ｃとの最近接点ＰＱ間の中央位置は、他の２つの環状鉄心２ａ〜２ｃを貫通する導体１ａ〜１ｃのいずれに事故電流が流れた場合でも、磁束密度を低減させることができる位置である。従って、当該位置にギャップ４ａ〜４ｃを設けることで当該位置における磁束密度を低減させることができる。さらに、中央位置と対向する位置にギャップ５ａ〜５ｃが設けられているので、環状鉄心２ａ〜２ｃ内の磁束のバランスを取ることができる。これにより、誘導電流は、何れの導体１ａ〜１ｃに事故電流が流れても誘導電流を低減させることができる。

【0025】

（３）環状鉄心２ａ〜２ｃは、ギャップ４ａ〜４ｃとギャップ５ａ〜５ｃをそれぞれ１つのみ設けるようにした。これにより、最小限の数のギャップ４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃしか設けないので、三相貫通形変流器の誤差特性の悪化を防止することができるとともに、ギャップを設けるための製造コストを削減でき、経済性を向上させることができる。

【0026】

［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
第２の実施形態は、図４〜図８を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の基本構成と同じである。以下では、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

【0027】

図４（ａ）は、第２の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図であり、図４（ｂ）は、第２の実施形態に係る三相貫通形変流器の斜視図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、本実施形態では、収容体３内に、貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの相間に遮蔽板１３が設けられている。

【0028】

遮蔽板１３は、Ｙ字型形状の板状体である。遮蔽板１３の形状は、ここではＹ字型形状とし、遮蔽板１３の各貫通形変流器１０ａ〜１０ｃを遮蔽する板部分が中心側で繋がる形状である。遮蔽板１３は、収容体３の有底円筒の一端部の壁面に、溶接やネジ締結等により固定されている。遮蔽板１３の板状部分は、ここでは、相間の真ん中に位置している。

【0029】

なお、遮蔽板１３は、Ｙ字型のように必ずしも中心側で繋がっている必要はなく、図１１に示すように、各貫通形変流器１０ａ〜１０ｃ間に板状体１５ａ〜１５ｃがそれぞれ配置されていても良い。

【0030】

遮蔽板１３は、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなる。このような導電体としては、アルミニウム、銅、アルミニウム合金などの金属として構成することができる。遮蔽板１３は、その板厚が５ｍｍ以上であり、高さが貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの高さ以上である。

【0031】

［２−２．作用］
本実施形態の三相貫通形変流器の作用について、図５〜図８を用いて説明する。図５に示すように、導体１ａに例えば一線地絡電流が流れたとすると、導体１ａの周囲に外部磁界１２が発生し、遮蔽板１３の板部分を貫通する。そうすると、例えば、遮蔽板１３の貫通形変流器１０ｂと貫通形変流器１０ｃとを隔てる板状部分には、外部磁界１２によって当該磁界１２を中心とした渦電流１０が発生し、外部磁界１２を打ち消す方向に磁界１１が発生し、貫通形変流器１０ｂ、１０ｃへの外部磁界１２の影響を低減させることができ、他相の地絡電流の影響から発生する誘導電流を低減することができる。導体１ｂ、１ｃに地絡電流が流れた場合も同様の作用効果を得ることができる。

【0032】

図６は、本実施形態の三相貫通形変流器（遮蔽板あり）における磁界解析の結果を示す図であり、図７は、従来の三相貫通形変流器（遮蔽板なし）における磁界解析の結果を示す図である。図６及び図７は、導体１ａに４０ｋＡの事故電流を流した場合の磁界解析の結果である。なお、図７の環状鉄心１０２ａ〜１０２ｃには、ギャップ４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃは設けられていない。図６の環状鉄心２ａ〜２ｃ及び図７の環状鉄心１０２ａ〜１０２ｃのグレーの着色は、磁束密度を示しており、色が濃くなる程、磁束密度が高いことを示している。図６の環状鉄心２ａ〜２ｃは、図７の環状鉄心１０２ａ〜１０２ｃに比べ、全体的に着色が薄まっており、磁束密度が低減していることが分かる。

【0033】

図８は、遮蔽板１３の導電率、厚みを変えた場合の事故電流と誘導電流との関係を示すグラフである。環状鉄心２ａ〜２ｃは、外径が２９ｃｍ、内径が１９ｃｍであり、高さが１０ｃｍである。三相貫通形変流器の大きさは、直径が６２ｃｍ、高さＨ（図４（ｂ）参照）が６２ｃｍである。なお、高さＨは、直径方向と直交し、かつ、導体１ａ〜１ｃの延び方向の大きさである。図８に示す実施例１〜３及び比較例１〜３の遮蔽板の導電率、厚み、素材は次の通りである。実施例１は、導電率６０×１０^６Ｓ／ｍ、板厚８ｍｍの銅であり、実施例２は、導電率６０×１０^６Ｓ／ｍ、板厚５ｍｍの銅であり、実施例３は、導電率３５×１０^６Ｓ／ｍ、板厚５ｍｍのアルミニウム合金である。比較例１は、遮蔽板なしであり、比較例２は、導電率６０×１０^６Ｓ／ｍ、板厚３ｍｍの銅であり、比較例３は、導電率３５×１０^６Ｓ／ｍ、板厚３ｍｍのアルミニウム合金である。なお、実施例１〜３及び比較例２、３の遮蔽板の高さは貫通形変流器以上である。

【0034】

図８に示すように、比較例１、３は、事故電流が３５ｋＡ超を超えると、誘導電流により保護継電器が誤動作する可能性があるレベルを超えてしまう。特に、遮蔽板なしの比較例１では、事故電流が２５ｋＡ付近より誘導電流が増加、つまり部分飽和が始まっていく。これに対し、実施例１〜３では、誘導電流の抑制効果が大きい。板厚が５ｍｍ以上、高さが貫通形変流器の高さ以上、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなる遮蔽板１３を設けた場合、環状鉄心２ａ〜２ｃの部分飽和開始電流（図９では、事故電流２５ｋＡ）を１．２倍以上の裕度を持たせることができる。事故電流が４０ｋＡとなっても、保護継電器の誤動作を防止することができることが確認できる。一方、厚さが３ｍｍの比較例２は、実施例１〜３と同様に、事故電流が４０ｋＡとなっても保護継電器の誤動作を防止できるが、遮蔽効果が弱く、部分飽和開始電流に変化がなかった。

【0035】

［２−３．効果］
本実施形態に係る三相貫通形変流器は、貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの相間に、遮蔽板１３を設けた。遮蔽板１３は、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなり、厚みが５ｍｍ以上、高さが貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの高さ以上とした。これにより、導体１ａ〜１ｃのいずれか一相に地絡電流などの大電流が流れて外部磁界が発生しても、遮蔽板１３に外部磁界を打ち消す磁界が発生するので、他相の貫通形変流器１０ａ〜１０ｃへの外部磁界の影響を低減することができ、誘導電流の抑制効果を得ることができる。

【0036】

本実施形態では、遮蔽板１３の形状をＹ字型としたが、３枚の遮蔽板を相間にそれぞれ１枚ずつ設けるようにしてもよい。遮蔽板１３の導電率が高く、その面積も広い方が当該遮蔽板１３に循環電流が流れやすく、外部磁界との打ち消し効果が高いと考えられるが、３枚の遮蔽板をバラバラに設け、Ｙ字のように中央で繋がっていなくても、Ｙ字型の遮蔽板１３の誘導電流の抑制効果と同等の効果を得ることができる。

【0037】

［３．第３の実施形態］
［３−１．構成］
第３の実施形態は、図９を用いて説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の基本構成と同じである。また、第３の実施形態は、第２の実施形態の遮蔽板１３の変形例である。以下では、第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態、第２の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

【0038】

図９（ａ）は、第３の実施形態に係る三相貫通形変流器の断面図であり、図９（ｂ）は、第３の実施形態に係る三相貫通形変流器の斜視図である。本実施形態では、第２の実施形態の遮蔽板１３に変えて、遮蔽筒１４ａ〜１４ｃを設ける。すなわち、貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの周囲に当該変流器１０ａ〜１０ｃを覆う遮蔽筒１４ａ〜１４ｃが配置される。遮蔽筒１４ａ〜１４ｃは、ここでは、円筒形状であり、当該円筒内部に導体１ａ〜１ｃ及び環状鉄心２ａ〜２ｃが位置するため、各貫通形変流器１０ａ〜１０ｃは、他相から遮蔽される。遮蔽筒１４ａ〜１４ｃは、導電率が３５×１０^６Ｓ／ｍ以上の導電体からなり、厚みが５ｍｍ以上、高さが貫通形変流器１０ａ〜１０ｃの高さ以上である。

【0039】

［３−２．作用・効果］
本実施形態の遮蔽筒１４ａ〜１４ｃを設けることにより、第２の実施形態の作用効果に加えて、小型化及び低コスト化を図ることができる。すなわち、従来から、外部磁界の影響を低減させ、鉄心の部分飽和を抑制する方法として、貫通形変流器の相間距離の拡大、鉄心断面積の拡大、及びシールド巻線の追加などの方法が知られているが、これらの方法は、収納スペースを拡大させるものであり、大型化及び高コストであるという問題があったが、本実施形態によれば、三相貫通形変流器の小型化及び低コスト化を図ることができる。外部磁界の影響は、導体１ａ〜１ｃが三相一括であり、導体１ａ〜１ｃ間の距離が近いことから生じる三相交流特有の問題であり、本実施形態によれば、効果的に対応することができる。

【0040】

［４．その他の実施形態］
本明細書においては、本発明に係る複数の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0041】

（１）他の実施形態としては、第１乃至第３の実施形態では、導体１ａ〜１ｃが正三角形の各頂点に位置するように配置されていることを前提としたが、図１０に示すように、導体１ａ〜１ｃが同一平面上に並列して平行するように配置されていても良い。この場合、ギャップ４ａ〜４ｃ、５ａ〜５ｃは、同一直線上に設けられる。

【0042】

例えば、導線１ｃで事故電流相当の大きな電流が流れると、他相においてはギャップ４ａ、４ｂの位置が最も磁束密度が高くなる箇所であるが、当該箇所にギャップ４ａ、４ｂが設けられているので磁束密度を低下させることができる。さらにギャップ４ａ、４ｂに対向する位置、言い換えるとギャップ４ａ、４ｂの箇所を基点に等配位置にギャップ５ａ、５ｂを設けているので、各環状鉄心２ａ、２ｂ内に同方向の磁束を打ち消し合うようにバランスさせることができ、誘導電流を低減させることができる。

【0043】

なお、導体１ａに事故電流相当の大きな電流が流れた場合、ギャップ５ｂ、４ｃが磁気飽和する箇所に設けられたギャップとなり、環状鉄心２ｂに設けたギャップの機能は導体１ａ、１ｃのいずれに大きな電流が流れるかで反転し得る。

【0044】

（２）第２の実施形態では、遮蔽板１３は、相間に位置していれば良く、導体１ａ〜１ｃ間の真ん中に設けられる必要はない。例えば、導体１ａ、１ｂ間に設けられた遮蔽板１３は、導体１ａとの距離と導体１ｂとの距離が等しくなくても良い。また、第２の実施形態で遮蔽板１３はＹ字型形状としたが、Ｔ字型形状としても良い。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】