特許 7561721 変流器一体形電流センサおよび遮断器

(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】

(24)【登録日】2024-09-26

(45)【発行日】2024-10-04

(54)【発明の名称】変流器一体形電流センサおよび遮断器

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/18 20060101AFI20240927BHJP

   H01H 73/36 20060101ALI20240927BHJP

   H01F 38/30 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

G01R15/18 B

H01H73/36 A

H01F38/30

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021161878

(22)【出願日】2021-09-30

(65)【公開番号】P2023051300

(43)【公開日】2023-04-11

【審査請求日】2023-11-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118762

【弁理士】

【氏名又は名称】高村 順

(72)【発明者】

【氏名】栗原 秀平

(72)【発明者】

【氏名】濱野 恵太

(72)【発明者】

【氏名】岡田 泰行

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 佳正

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１８０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０５７２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１４７０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－１８５２２０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－１５９６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１７６１６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １５／１８

Ｈ０１Ｈ ７３／３６

Ｈ０１Ｆ ３８／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一次導体が挿通される貫通孔を有する鉄心と前記鉄心に巻かれた第１二次巻線とを有する変流器と、
前記一次導体が挿通され前記一次導体の挿通方向において前記鉄心に隣接して配置される電流検出用コイルと、を備え、
前記鉄心は、
前記貫通孔が形成され且つＵ状に形成された第１主鉄心部と、前記第１主鉄心部の端部間に接続され且つ前記第１二次巻線が巻かれる第２主鉄心部と、を有する主磁気回路部と、
前記第１主鉄心部の一端部から前記貫通孔と前記第１二次巻線との間の第１領域に向けて分岐して延在する第１磁気分路部と、前記第１主鉄心部の他端部から前記第１領域に向けて分岐して延在する第２磁気分路部と、を有し、前記第１磁気分路部と前記第２磁気分路部との間に空隙を有する磁気分路部と、を備え、
前記電流検出用コイルは、
コアと前記コアにトロイダル状に巻き付けられた第２二次巻線とを有し、且つ、
前記第２二次巻線のうち引き出し線が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部が、前記一次導体の挿通方向において前記第１主鉄心部の前記一端部および前記第１主鉄心部の前記他端部のうちの何れか一方に重なる位置に設けられる
ことを特徴とする変流器一体形電流センサ。

【請求項2】

一次導体が挿通される貫通孔を有する鉄心と前記鉄心に巻かれた第１二次巻線とを有する変流器と、
前記一次導体が挿通され前記一次導体の挿通方向において前記鉄心に隣接して配置される電流検出用コイルと、を備え、
前記鉄心は、
前記貫通孔が形成され且つＵ状に形成された第１主鉄心部と、前記第１主鉄心部の端部間に接続され且つ前記第１二次巻線が巻かれる第２主鉄心部と、を有する主磁気回路部と、
前記第１主鉄心部の一端部から前記貫通孔と前記第１二次巻線との間の第１領域を介して前記第１主鉄心部の他端部に向けて延在する第１磁気分路部を有し、前記第１磁気分路部の端部と前記第１主鉄心部の他端部との間に空隙を有する磁気分路部と、を備え、
前記電流検出用コイルは、
コアと前記コアにトロイダル状に巻き付けられた第２二次巻線とを有し、且つ、
前記第２二次巻線のうち引き出し線が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部が、前記一次導体の挿通方向において前記第１主鉄心部の前記一端部に重なる位置に設けられる
ことを特徴とする変流器一体形電流センサ。

【請求項3】

前記コアは、
磁性体である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の変流器一体形電流センサ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の変流器一体形電流センサと、
固定接点に接触している可動接点を前記固定接点から離すトリップ動作を行わせる引き外し装置と、
前記変流器一体形電流センサの前記変流器から供給される電力で動作し、前記変流器一体形電流センサの前記電流検出用コイルによって検出される前記一次導体の過電流に基づいて、前記引き外し装置を動作させる引き外しリレー部と、を備える
ことを特徴とする遮断器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、変流器と電流検出用コイルとが一体に構成された変流器一体形電流センサおよび遮断器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電路に過電流が流れた場合に、設定された時限特性で引き外し装置を動作させる過電流引き外し処理を行う制御回路を備える遮断器が知られている。この種の遮断器では、電路に流れる電流を変流する変流器と、変流器の二次側導体に接続され変流器の二次側導体から出力される電流に基づいて制御回路に電源電圧を供給する電源回路と、電路に流れる電流を検出し、検出結果を制御回路に出力する電流検出用コイルとを備える。

【0003】

例えば、特許文献１には、変流器と電流検出用コイルとが一体に構成された変流器一体形電流センサと、変流器によって変流された電流に基づいて電源電圧を生成する電源回路と、電源回路から供給される電源電圧で動作し電流検出用コイルによって検出された電流に基づいて過電流引き外し処理を行う処理回路とを備える装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平８－１８０７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の遮断器では、変流器一体形電流センサの変流器のうち二次巻線が巻かれた主磁気回路部から分岐し且つ空隙を有する磁気分路部によって、変流器一体形電流センサの電流検出用コイルを通る磁界が歪められ、電流の検出精度が悪化するという課題があった。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、電流検出用コイルによる電流の検出精度の悪化を抑制することができる変流器一体形電流センサを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の変流器一体形電流センサは、一次導体が挿通される貫通孔を有する鉄心と鉄心に巻かれた二次巻線とを有する変流器と、一次導体が挿通され一次導体の挿通方向において鉄心に隣接して配置される電流検出用コイルとを備える。鉄心は、貫通孔が形成され且つＵ状に形成された第１主鉄心部と、第１主鉄心部の端部間に接続され且つ第１二次巻線が巻かれる第２主鉄心部と、を有する主磁気回路部と、第１主鉄心部の一端部から貫通孔と第１二次巻線との間の第１領域に向けて分岐して延在する第１磁気分路部と、第１主鉄心部の他端部から第１領域に向けて分岐して延在する第２磁気分路部と、を有し、第１磁気分路部と第２磁気分路部との間に空隙を有する磁気分路部と、を備える。電流検出用コイルは、コアとコアにトロイダル状に巻き付けられた第２二次巻線とを有し、且つ、第２二次巻線のうち引き出し線が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部が、一次導体の挿通方向において第１主鉄心部の一端部および第１主鉄心部の他端部のうちの何れか一方に重なる位置に設けられる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、電流検出用コイルによる電流の検出精度の悪化を抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかる遮断器の構成の一例を示す図

【図2】実施の形態１にかかる遮断器における電源側端子、負荷側端子、開閉接点部、および変流器一体形電流センサの配置を説明するための図

【図3】実施の形態１にかかる変流器の構成の一例を示す正面図

【図4】実施の形態１にかかる電流検出用コイルの構成の一例を示す正面図

【図5】実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図

【図6】実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサに負荷側導体が挿通されている状態の一例を示す正面図

【図7】実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図

【図8】実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図

【図9】実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合における変流器がない場合の電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図

【図10】実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合における変流器がない場合の電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図

【図11】実施の形態２にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図

【図12】実施の形態２にかかる変流器の構成の一例を示す正面図

【図13】実施の形態２にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図

【図14】実施の形態２にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図

【図15】実施の形態３にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図

【図16】実施の形態３にかかる変流器の構成の一例を示す正面図

【図17】実施の形態３にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図

【図18】実施の形態３にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、実施の形態にかかる変流器一体形電流センサおよび遮断器を図面に基づいて詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる遮断器の構成の一例を示す図である。図１に示すように、遮断器１００は、不図示の電源装置と不図示の負荷装置との間の電路１の開閉を行う。かかる遮断器１００は、開閉接点部２と、変流器一体形電流センサ３ａ，３ｂ，３ｃと、引き外しリレー部６と、引き外し装置７と、電源側端子部８と、負荷側端子部９とを備える。

【0012】

開閉接点部２は、後述する固定接点および可動接点を備え、可動接点が固定接点に接触することで電路１が閉状態になり、可動接点が固定接点から離間することで電路１が開状態になる。電路１が閉状態になることで、不図示の電源装置から不図示の負荷装置への電力供給が行われ、電路１が開状態になることで、不図示の電源装置から不図示の負荷装置への電力供給が停止される。

【0013】

変流器一体形電流センサ３ａ，３ｂ，３ｃは、電路１の中途部に設けられ、電路１に流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力する電流検出機能と、電路１に流れる電流を変流する変流機能とを有する。

【0014】

変流器一体形電流センサ３ａは、電流検出用コイル４ａと変流器５ａとを備える。同様に、変流器一体形電流センサ３ｂは、電流検出用コイル４ｂと変流器５ｂとを備え、変流器一体形電流センサ３ｃは、電流検出用コイル４ｃと変流器５ｃとを備える。以下において、変流器一体形電流センサ３ａ，３ｂ，３ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、変流器一体形電流センサ３と記載する場合がある。

【0015】

電流検出用コイル４ａ，４ｂ，４ｃは、空芯コイルやロゴスキーコイルと呼ばれる、プラスチックなどの非磁性コアにコイルが巻き付けられたものが主流であるが、磁性体のコアを用いる場合もある。かかる電流検出用コイル４ａ，４ｂ，４ｃは、電路１の中途部に設けられ、電路１に流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力する。以下において、電流検出用コイル４ａ，４ｂ，４ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、電流検出用コイル４と記載する場合がある。

【0016】

図１に示す電路１は、３相３線式の交流電路であり、Ｕ相の電路１０ａと、Ｖ相の電路１０ｂと、Ｗ相の電路１０ｃとを備える。電流検出用コイル４ａは、電路１のうちＵ相の電路１０ａに流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力する。また、電流検出用コイル４ｂは、電路１のうちＶ相の電路１０ｂに流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力し、電流検出用コイル４ｃは、電路１のうちＷ相の電路１０ｃに流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力する。

【0017】

変流器５ａ，５ｂ，５ｃは、電路１の中途部に設けられ、電路１に流れる電流を変流する。以下において、変流器５ａ，５ｂ，５ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、変流器５と記載する場合がある。

【0018】

変流器５ａは、Ｕ相の電路１０ａに流れる電流を変流し、変流器５ｂは、Ｖ相の電路１０ｂに流れる電流を変流し、変流器５ｃは、Ｗ相の電路１０ｃに流れる電流を変流する。以下において、電路１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、電路１０と記載する場合がある。

【0019】

電流検出用コイル４ａと変流器５ａとは、一体に構成されて変流器一体形電流センサ３ａを構成する。同様に、電流検出用コイル４ｂと変流器５ｂとは、一体に構成されて変流器一体形電流センサ３ｂを構成し、電流検出用コイル４ｃと変流器５ｃとは、一体に構成されて変流器一体形電流センサ３ｃを構成する。なお、電流検出用コイル４と変流器５との一体化は、例えば、電流検出用コイル４と変流器５とをモールド樹脂で覆うことで行ったり、電流検出用コイル４と変流器５とを樹脂ケースに収納したりすることによって行われるが、かかる例に限定されない。

【0020】

また、電路１は、図１に示す３相３線式の交流電路に限定されず、単相２線式の電路、単相３線式の電路、または３相４線式の電路などの交流電路であってもよく、電路１に応じた数の変流器一体形電流センサ３が遮断器１００に設けられる。

【0021】

引き外しリレー部６は、整流回路６０と、電源回路６１と、計測回路６２と、制御回路６３とを備える。整流回路６０は、変流器５ａ，５ｂ，５ｃの二次巻線に一次側端子が接続され、変流器５ａ，５ｂ，５ｃの二次巻線から出力される交流電流を直流電流に変換する。整流回路６０は、例えば、ダイオードブリッジ回路によって構成される。

【0022】

電源回路６１は、整流回路６０の二次側端子に接続され、整流回路６０の二次側端子から出力される直流電流から定電圧の電源電圧を生成する。電源回路６１は、生成した電源電圧を遮断器１００が動作するために必要な回路、例えば、制御回路６３、計測回路６２、引き外し装置７に出力する。なお、電源回路６１は、整流回路６０を含んでいてもよい。

【0023】

計測回路６２は、電流検出用コイル４ａ，４ｂ，４ｃに接続され、電流検出用コイル４ａ，４ｂ，４ｃから出力される電圧信号を、積分器を通すことによって測定電流に比例した出力信号に変換する。計測回路６２は、変換した電圧信号を制御回路６３に出力する。

【0024】

制御回路６３は、電源回路６１から出力される電源電圧で動作し、計測回路６２から出力される電圧信号に基づいて、開閉接点部２をトリップさせるためのトリップ信号を引き外し装置７に出力する。例えば、制御回路６３は、計測回路６２から出力される電圧信号に基づいて、電路１に流れる過電流の実効値である電流実効値を算出し、算出した電流実効値を累積した電流累積値を算出する。そして、制御回路６３は、電流累積値が予め設定された定格電流値を超える場合に、トリップ信号を引き外し装置７に出力する。

【0025】

なお、制御回路６３は、電流累積値および定格電流値に代えて電流累積値を２乗した値と定格電流値を２乗した値とを算出し、電流累積値を２乗した値が予め設定された定格電流値を２乗した値を超える場合に、トリップ信号を引き外し装置７に出力することもできる。

【0026】

引き外し装置７は、引き外しリレー部６の制御回路６３から出力されるトリップ信号に基づき、開閉接点部２をトリップさせる。開閉接点部２のトリップは、開閉接点部２における可動接点を固定接点から離すことによって行われる。

【0027】

電源側端子部８は、電源側端子８０ａ，８０ｂ，８０ｃを備え、これら電源側端子８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、不図示の電源装置から交流電圧が供給され電路１の一部を形成する複数の電源側導体に接続される。以下において、電源側端子８０ａ，８０ｂ，８０ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、電源側端子８０と記載する場合がある。

【0028】

負荷側端子部９は、負荷側端子９０ａ，９０ｂ，９０ｃを備え、これら負荷側端子９０ａ，９０ｂ，９０ｃは、不図示の負荷装置に接続され電路１の一部を形成する不図示の複数の負荷側導体に接続される。以下において、負荷側端子９０ａ，９０ｂ，９０ｃの各々を個別に区別せずに示す場合、負荷側端子９０と記載する場合がある。

【0029】

開閉接点部２によって電路１が閉状態になることで、開閉接点部２によって電源側端子８０と負荷側端子９０とが電気的に接続される。具体的には、開閉接点部２によって電源側端子８０ａと負荷側端子９０ａとが電気的に接続され、開閉接点部２によって電源側端子８０ｂと負荷側端子９０ｂとが電気的に接続され、開閉接点部２によって電源側端子８０ｃと負荷側端子９０ｃとが電気的に接続される。

【0030】

図２は、実施の形態１にかかる遮断器における電源側端子、負荷側端子、開閉接点部、および変流器一体形電流センサの配置を説明するための図である。図２に示すように、電源側端子８０と負荷側端子９０とは、遮断器１００の外部から遮断器１００の内部にかけて遮断器１００の筐体１４を貫通している。電源側端子８０の一端部は、遮断器１００の外部において、不図示の電源側導体に接続され、負荷側端子９０の一端部は、遮断器１００の外部において、不図示の負荷側導体に接続されている。

【0031】

開閉接点部２は、固定接点２０と、可動子２１と、可動接点２２とを備える。遮断器１００の内部において、電源側端子８０の他端部には固定接点２０が固定されており、負荷側端子９０の他端部には可動子２１の一端部が接続されている。可動子２１の他端部には、固定接点２０に対向する位置に可動接点２２が固定されている。

【0032】

可動子２１は、引き外し装置７による動作によって、可動接点２２が固定接点２０に接触する位置から可動接点２２が固定接点２０から開離する位置に回転する。これにより、電路１に流れる電流が遮断されて導通状態から非導通状態になる。以下において、可動接点２２が固定接点２０に接触した状態を遮断器１００がオン状態であると記載し、可動接点２２と固定接点２０とが開離した状態を遮断器１００がオフ状態であると記載する。なお、図２に示す例では、遮断器１００がオフ状態を示している。

【0033】

また、図２に示すように、変流器一体形電流センサ３には、負荷側端子９０が挿通されており、負荷側端子９０が挿通される電流検出用コイル４が、負荷側端子９０の挿通方向において、電流検出用コイル４と同様に負荷側端子９０が挿通される変流器５と隣接する位置に配置されている。変流器一体形電流センサ３の電流検出用コイル４は、負荷側端子９０に流れる電流の時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例した電圧を出力する。また、変流器一体形電流センサ３の変流器５は、負荷側端子９０に流れる電流を変流する。

【0034】

負荷側端子９０は、一次導体の一例である。なお、図示していないが、固定接点２０、可動子２１、可動接点２２、電源側端子８０、負荷側端子９０、および変流器一体形電流センサ３は、電路１０毎に設けられる。

【0035】

図３は、実施の形態１にかかる変流器の構成の一例を示す正面図である。図３に示すように、変流器５は、鉄心５０と、二次巻線５５とを備える。鉄心５０は、主磁気回路部５１と、主磁気回路部５１から分岐され、空隙５２３を有する磁気分路部５２とを備える。磁気分路部５２は、主磁気回路部５１の内側の領域を分割するように形成される。

【0036】

主磁気回路部５１は、負荷側端子９０が挿通される貫通孔５１４を有しており、一部に二次巻線５５が巻かれている。主磁気回路部５１は、Ｕ状に形成された第１主鉄心部５１１と、第１主鉄心部５１１の端部間に接続され且つ二次巻線５５が巻かれるＵ状に形成された第２主鉄心部５１２とを備える。なお、図３に示す例では、貫通孔５１４は、円形に形成されるが、貫通孔５１４の形状は図３に示す例に限定されない。また、第１主鉄心部５１１は弧状部分を有し、第２主鉄心部５１２は弧状部分を有しないが、第１主鉄心部５１１および第２主鉄心部５１２の形状は図３に示す例に限定されない。

【0037】

磁気分路部５２は、貫通孔５１４と二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１の一端部と他端部とから分岐される分路部５２１と分路部５２２とを備える。また、磁気分路部５２は、分路部５２１と分路部５２２との間に、空隙５２３を有する。

【0038】

分路部５２１と分路部５２２とは、図３における左右方向において線対称であり、分路部５２１と分路部５２２との間に空隙５２３が形成されている。以下において、主磁気回路部５１から分路部５２１および分路部５２２が分岐する位置を分岐位置５３１，５３２と記載する。

【0039】

二次巻線５５の一端には引き出し線５６の一端が接続され二次巻線５５の他端には引き出し線５７の一端が接続される。なお、引き出し線５６，５７の他端は、図１に示す整流回路６０に接続される。

【0040】

遮断器１００がオン状態のとき、各電路１０に流れる電流により、各電路１０を取り囲む主磁気回路部５１および磁気分路部５２に磁束φが流れる。磁束φは、第１主鉄心部５１１から第２主鉄心部５１２と磁気分路部５２とで分岐し、磁束φの一部である磁束φ１は、第２主鉄心部５１２を通過し、磁束φの残りである磁束φ２は、磁気分路部５２を通過する。

【0041】

第２主鉄心部５１２を磁束φ１が通過することで、磁束φ１の時間微分値であるｄφ１／ｄｔに比例する電流が二次巻線５５から二本の引き出し線５６，５７を介して出力される。二次巻線５５から引き出し線５６，５７を介して出力される電流を用いて、引き外しリレー部６の電源電圧が生成される。

【0042】

負荷側端子９０に流れる電流である一次電流の値が小さい場合、空隙５２３によって磁気分路部５２への磁束の通過が大幅に抑制されて磁束φの大部分は主磁気回路部５１によって形成される磁路を流れるが、一次電流の値が大きくなるほど、誘導によって磁気分路部５２への磁束の通過比率が大きくなる。

【0043】

そして、空隙５２３を通過する磁束φ２は、一次電流によって生じる磁気誘導が、空隙５２３の大きさおよび形状によって決定される所定のしきい値を超えると、急速に増加する。このように、磁気分路部５２の空隙５２３は、変流器５の非線形挙動を生じさせるため、変流器５は、過剰電力を制限する非線形電流応答性を有する。

【0044】

図４は、実施の形態１にかかる電流検出用コイルの構成の一例を示す正面図である。図４に示すように、電流検出用コイル４は、電路１０に流れる電流を検出する電流センサであり、一次導体の一例である負荷側端子９０が挿通される貫通孔４３を有するコア４１と、巻き始め４２ａから巻き終わり４２ｂまでトロイダル状にコア４１に巻き付けられる二次巻線４２とを備える。一般的に、コア４１にはプラスチックなどの非磁性コアが用いられるが、感度調整のため、１よりも大きい比透磁率を有する磁性体のコアを用いる場合がある。

【0045】

巻き始め４２ａと巻き終わり４２ｂとの間には、巻きムラ部４２ｃが形成される。巻きムラ部４２ｃは、巻線工程における巻き不足による隙間または巻線工程における過剰巻きによる巻き重なりによって生じる。二次巻線４２における巻きムラ部４２ｃ以外の部分は、コア４１の周方向において均等間隔でコア４１に巻き付けられている。なお、図４に示す巻き始め４２ａの位置は、巻き始め４２ａの一端部を示し、巻き終わり４２ｂの位置は、巻き終わり４２ｂの一端部を示している。巻き始め４２ａの他端部および巻き終わり４２ｂの他端部とは、コア４１の周方向で互いに対向する位置または重なる位置にあるが、かかる例に限定されない。

【0046】

電流検出用コイル４は、遮断器１００がオン状態のとき、電路１０に流れる交流電流による磁界が二次巻線４２と鎖交することで二次巻線４２に誘起電圧が発生する。二次巻線４２の誘起電圧は、電流検出用コイル４の引き出し線４４，４５から出力される。これにより、負荷側端子９０に流れる電流である測定電流ｉの時間微分値であるｄｉ／ｄｔに比例する電圧が二次巻線４２から引き外しリレー部６の計測回路６２へ出力される。

【0047】

計測回路６２は、電流検出用コイル４から出力される電圧を積分する不図示の積分器を有しており、電流検出用コイル４から出力される電圧を積分器によって積分することで、測定電流ｉに比例した電圧信号を得ることができる。なお、積分器は、計測回路６２に代えて、変流器一体形電流センサ３に設けられてもよい。この場合、電流検出用コイル４および積分器を含む構成が、変流器一体形電流センサ３の電流センサを構成する。

【0048】

図５は、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図である。図５に示す例では、変流器一体形電流センサ３は、電流検出用コイル４の空芯部分である貫通孔４３の中心Ｏと、変流器５の貫通孔５１４の中心とが実質的に一致するように、電流検出用コイル４と変流器５との位置関係が設定されている。なお、電流検出用コイル４と変流器５との位置関係は、図５に示す例に限定されない。

【0049】

また、図５に示すように、本実施の形態１では、二次巻線５５から最も遠い位置の中心Ｏに対する角度を０°とし、二次巻線５５から最も近い位置の中心Ｏに対する角度を１８０°としている。また、図５に示すように、中心Ｏに対する角度は、０°，９０°，１８０°，２７０°の順に図５に示す時計回りに増加する。

【0050】

図６は、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサに負荷側導体が挿通されている状態の一例を示す正面図である。図６に示すように、変流器一体形電流センサ３には、一次導体の一例である負荷側端子９０が挿通されており、変流器一体形電流センサ３において、負荷側端子９０に流れる電流に応じた変流と、負荷側端子９０に流れる電流の検出とが行われる。図６に示すように、負荷側端子９０は、電流検出用コイル４の貫通孔４３および変流器５の貫通孔５１４の各々の中心を含む領域に挿通されている。

【0051】

ところで、電流検出用コイル４では、出力直線性が良好に保たれることが望ましい。出力直線性が良好である場合、測定電流ｉの時間微分値（ｄｉ／ｄｔ）に実質的に比例する電圧が電流検出用コイル４の二次巻線４２から出力される。

【0052】

電流検出用コイル４において出力直線性が良好に保たれるか否かは、電路１０に流れる電流の大きさと、巻きムラ部４２ｃに流入する磁界の強度との相関によって決まる。測定電流ｉと、巻きムラ部４２ｃに流入する磁界の強度とが、実質的に比例関係となっている場合は、電流検出用コイル４の出力直線性が保たれる。逆に、測定電流ｉと、巻きムラ部４２ｃに流入する磁界の強度とが、実質的に比例関係になっていない場合は、巻きムラ部４２ｃの出力直線性が悪化する。以下において、磁界の強度を電界強度と記載する場合がある。

【0053】

図７は、実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図である。図７において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、遮断器１００の定格電流の１倍の電流が電路１０に流れた定格電流通電時における電界強度の最大値を１としたときの電界強度を示す。電界強度は、電流検出用コイル４の中心部を鎖交する磁界の強度である。巻きムラ部４２ｃの角度αは、中心Ｏに対する角度で表される。なお、図７を含む複数の図において、定格電流の１／２倍の電流を「定格電流×１／２」、および定格電流の１倍の電流を「定格電流」、定格電流の２倍の電流を「定格電流×２」と記載する。

【0054】

図７に示す磁界強度の特性から分かるように、定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流に共通して、巻きムラ部４２ｃの角度αが１８０°付近である場合に最大の磁界強度となっている。これは、変流器５の磁気ギャップである空隙５２３からの漏れ磁界によって、空隙５２３の近傍の磁界強度が大きくなっているからである。それ以外の角度の磁界は、鉄心５０に吸収される方向に磁界が変化し、電流検出用コイル４に鎖交する成分が減少している。

【0055】

図８は、実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図である。図８において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、電流検出用コイル４の二次巻線４２からの出力の直線性である出力直線性を示す。ここでの出力直線性は、定格電流の１倍の電流が電路１０に流れた場合に電流検出用コイル４から出力される電圧を基準電圧とし、定格電流の１／２倍の電流または定格電流の２倍の電流が電路１０に流れた場合に電流検出用コイル４から出力される電圧の基準電圧に対する比例関係のずれ分を誤差％として表したものである。例えば、定格電流の１／２倍の電流が電路１０に流れた場合に電流検出用コイル４から出力される電圧が基準電圧の１／２倍である場合、出力直線性は、０％で示される。

【0056】

図８に示す出力直線性の特性から分かるように、出力直線性が最も良くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが１２０°または２４０°である場合である。言い換えると、出力直線性が最も良くなる条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０における主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１から第２主鉄心部５１２側と磁気分路部５２側とに磁路が分岐する位置である分岐位置５３１または分岐位置５３２とが負荷側端子９０の延伸方向において重なった場合である。

【0057】

一方で、出力直線性が最も悪くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが１８０°である場合である。言い換えると、最も出力直線性が悪い条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０における磁気分路部５２の空隙５２３が負荷側端子９０の延伸方向において重なった場合である。

【0058】

図９は、実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合における変流器がない場合の電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図である。図９において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、遮断器１００の定格電流の１倍の電流が電路１０に流れた定格電流通電時における電界強度の最大値を１としたときの電界強度を示す。

【0059】

図９に示す磁界強度の特性から分かるように、定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流に共通して、巻きムラ部４２ｃの角度αが０°＝３６０°付近である場合に最大の磁界強度となっている。これは、図６に示す電源側端子８０と負荷側端子９０にそれぞれ逆向きの電流が流れることにより、変流器５の内側は磁界が強め合う方向に働き、且つ変流器５の外側は磁界が弱め合う方向に働くからである。また、変流器５がない場合の構成で巻きムラ部４２ｃに流入する磁界の強度は、巻きムラ部４２ｃの角度αがいずれの角度においても電路１０に流れる電流の大きさに比例する。

【0060】

図１０は、実施の形態１にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合における変流器がない場合の電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図である。図１０において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、電流検出用コイル４の二次巻線４２からの出力の直線性である出力直線性を示す。

【0061】

図１０に示す出力直線性の特性から分かるように、変流器５がない場合、巻きムラ部４２ｃの角度αがいずれの角度であった場合でも、電流検出用コイル４の出力直線性は、一定の直線性が保たれる。これは、巻きムラ部４２ｃの角度αがいずれの角度であった場合でも、電路１０に流れる電流の大きさと巻きムラ部４２ｃに流入する磁界の強度が比例しているからである。

【0062】

図８と図１０との比較から分かるように、電流検出用コイル４に隣接して変流器５を設けていない場合には、電流検出用コイル４の出力直線性は良好に保たれるが、電流検出用コイル４に隣接して変流器５を設けると、電流検出用コイル４の出力直線性が悪化する。すなわち、二次巻線４２が巻かれた主磁気回路部５１と空隙５２３を有する磁気分路部５２とを有する変流器５に隣接して電流検出用コイル４を設けた変流器一体形電流センサ３では、電流検出用コイル４の配置によって電流検出精度が大きく悪化する。

【0063】

そこで、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサ３では、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１または分岐位置５３２と重なる位置に配置している。これにより、変流器一体形電流センサ３では、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。

【0064】

また、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１または分岐位置５３２と重なる位置に配置しているため、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサ３では、引き出し線４４，４５の処理を容易に行うことができる。

【0065】

例えば、電流検出用コイル４における巻き始め４２ａおよび巻き終わり４２ｂを引き出し線４４，４５とはんだ付けし、引き出し線４４，４５をより線にした状態で引き出す際に、変流器５の二次巻線５５に邪魔されることなく、引き出し線４４，４５の処理を行うことができる。また、変流器一体形電流センサ３が、鉄心５０の外形寸法よりもわずかに大きなモールドケースに収納されている場合においても、モールドケースに邪魔されることなく、引き出し線４４，４５の処理を行うことができる。

【0066】

以上のように、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサ３は、一次導体が挿通される貫通孔５１４を有する鉄心５０と鉄心５０に巻かれた二次巻線５５とを有する変流器５と、一次導体が挿通され一次導体の挿通方向において鉄心５０に隣接して配置される電流検出用コイル４とを備える。鉄心５０は、貫通孔５１４が形成され且つ一部に二次巻線５５が巻かれた主磁気回路部５１と、貫通孔５１４と二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１から分岐され、空隙５２３を有する磁気分路部５２とを備える。電流検出用コイル４は、コア４１とコア４１にトロイダル状に巻き付けられた二次巻線４２とを有し、且つ、二次巻線４２のうち引き出し線４４，４５が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部４２ｃが、一次導体の挿通方向において主磁気回路部５１からの磁気分路部５２の分岐位置に重なる位置に設けられる。これにより、変流器一体形電流センサ３では、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。

【0067】

また、空隙５２３は、磁気分路部５２の中央に設けられる。これにより、変流器一体形電流センサ３では、引き出し線４４，４５の処理を容易に行うことができる。これは、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１または分岐位置５３２と重なる位置に配置しているからである。

【0068】

また、遮断器１００は、変流器一体形電流センサ３と、引き外し装置７と、引き外しリレー部６とを備える。引き外し装置７は、固定接点２０に接触している可動接点２２を固定接点２０から離すトリップ動作を行わせる。引き外しリレー部６は、変流器一体形電流センサ３の変流器５から供給される電力で動作し、変流器一体形電流センサ３の電流検出用コイル４によって検出される一次導体の過電流に基づいて、引き外し装置７を動作させる。これにより、遮断器１００は、トリップ動作を精度よく行うことができる。

【0069】

実施の形態２．
実施の形態２にかかる変流器一体形電流センサは、変流器における磁気分路部の空隙の位置が、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサの変流器における磁気分路部の空隙の位置と異なる。以下においては、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態１の変流器一体形電流センサ３と異なる点を中心に説明する。

【0070】

図１１は、実施の形態２にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図である。図１１に示すように、変流器一体形電流センサ３Ａは、変流器５に代えて、変流器５Ａを備える点で、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサ３と異なる。図１１に示す例では、電流検出用コイル４の空芯部分である貫通孔４３の中心Ｏと、変流器５Ａの貫通孔５１４Ａの中心とが実質的に一致するように、電流検出用コイル４と変流器５Ａとの位置関係が設定されている。

【0071】

図１２は、実施の形態２にかかる変流器の構成の一例を示す正面図である。図１２に示すように、実施の形態２にかかる変流器５Ａは、鉄心５０に代えて、鉄心５０Ａを備える点で変流器５と異なる。鉄心５０Ａは、磁気分路部５２に代えて、磁気分路部５２Ａを備える点で鉄心５０と異なる。

【0072】

磁気分路部５２では、幅の狭い空隙５２３が中央に設けられるが、磁気分路部５２Ａでは、同じく幅の狭い空隙５２３Ａが磁気分路部５２Ａの２つの分岐位置の一方に偏った位置に設けられる点で、磁気分路部５２と磁気分路部５２Ａとは異なる。

【0073】

具体的には、磁気分路部５２Ａは、貫通孔５１４Ａと二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１の一端部から分岐される分路部５２１Ａを備える。また、磁気分路部５２Ａは、第１主鉄心部５１１の他端部と分路部５２１Ａとの間に空隙５２３Ａを有する。以下において、主磁気回路部５１から分路部５２１Ａが分岐する位置を分岐位置５３１Ａと記載し、主磁気回路部５１から磁路が空隙５２３Ａに分岐する位置を分岐位置５３２Ａと記載する。

【0074】

図１３は、実施の形態２にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図である。図１３において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、実施の形態２にかかる遮断器の定格電流の１倍の電流が電路１０に流れた定格電流通電時における電界強度の最大値を１としたときの電界強度を示す。

【0075】

図１３に示す磁界強度の特性から分かるように、定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流に共通して、巻きムラ部４２ｃの角度αが１３５°付近である場合に最大の磁界強度となっている。これは、変流器５Ａの磁気ギャップである空隙５２３Ａからの漏れ磁界によって、空隙５２３Ａの近傍の磁界強度が大きくなっているからである。それ以外の角度の磁界は、鉄心５０Ａに吸収される方向に磁界が変化し、電流検出用コイル４に鎖交する成分が減少している。

【0076】

図１４は、実施の形態２にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図である。図１４において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、電流検出用コイル４の二次巻線４２からの出力の直線性である出力直線性を示す。

【0077】

図１４に示す出力直線性の特性から分かるように、出力直線性が最も良くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが２４０°である場合である。言い換えると、出力直線性が最も良くなる条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０Ａにおける主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１から第２主鉄心部５１２側と磁気分路部５２Ａ側とに磁路が分岐する分岐位置５３１Ａまたは分岐位置５３２Ａとが一次導体の延伸方向において重なった場合である。

【0078】

一方で、出力直線性が最も悪くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが１３５°である場合である。言い換えると、最も出力直線性が悪い条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０Ａにおける磁気分路部５２Ａの空隙５２３Ａが一次導体の延伸方向において重なった場合である。

【0079】

そこで、変流器一体形電流センサ３Ａでは、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１Ａと重なる位置に配置している。これにより、変流器一体形電流センサ３Ａでは、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。

【0080】

また、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１Ａと重なる位置に配置しており、且つ、空隙５２３Ａが磁気分路部５２Ａの２つの分岐位置の一方に偏った位置に設けられる。そのため、実施の形態２にかかる変流器一体形電流センサ３Ａでは、引き出し線４４，４５の処理を容易に行うことができる。

【0081】

以上のように、実施の形態２にかかる変流器一体形電流センサ３Ａは、一次導体が挿通される貫通孔５１４Ａを有する鉄心５０Ａと鉄心５０Ａに巻かれた二次巻線５５とを有する変流器５Ａと、一次導体が挿通され一次導体の挿通方向において鉄心５０Ａに隣接して配置される電流検出用コイル４とを備える。鉄心５０Ａは、貫通孔５１４Ａが形成され且つ一部に二次巻線５５が巻かれた主磁気回路部５１と、貫通孔５１４Ａと二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１から分岐され、空隙５２３Ａを有する磁気分路部５２Ａとを備える。電流検出用コイル４は、コア４１とコア４１にトロイダル状に巻き付けられた二次巻線４２とを有し、且つ、二次巻線４２のうち引き出し線４４，４５が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部４２ｃが、一次導体の挿通方向において主磁気回路部５１からの磁気分路部５２Ａの分岐位置である分岐位置５３１Ａに重なる位置に設けられる。これにより、変流器一体形電流センサ３Ａでは、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。

【0082】

また、空隙５２３Ａは、２つの分岐位置５３１Ａ，５３２Ａのうち巻きムラ部４２ｃから離れた方の分岐位置５３１Ａに偏った位置に設けられる。これにより、引き出し線４４，４５の処理を容易に行うことができる。

【0083】

実施の形態３．
実施の形態３にかかる変流器一体形電流センサは、変流器における磁気分路部の空隙の大きさが、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサの変流器における磁気分路部の空隙の大きさと異なる。以下においては、実施の形態１と同様の機能を有する構成要素については同一符号を付して説明を省略し、実施の形態１の変流器一体形電流センサ３と異なる点を中心に説明する。

【0084】

図１５は、実施の形態３にかかる変流器一体形電流センサの一例を示す正面図である。図１５に示すように、変流器一体形電流センサ３Ｂは、変流器５に代えて、変流器５Ｂを備える点で、実施の形態１にかかる変流器一体形電流センサ３と異なる。図１５に示す例では、電流検出用コイル４の空芯部分である貫通孔４３の中心Ｏと、変流器５Ｂの貫通孔５１４Ｂの中心とが実質的に一致するように、電流検出用コイル４と変流器５Ｂとの位置関係が設定されている。

【0085】

図１６は、実施の形態３にかかる変流器の構成の一例を示す正面図である。図１６に示すように、実施の形態３にかかる変流器５Ｂは、鉄心５０に代えて、鉄心５０Ｂを備える点で変流器５と異なる。鉄心５０Ｂは、磁気分路部５２に代えて、磁気分路部５２Ｂを備える点で鉄心５０と異なる。

【0086】

磁気分路部５２では、幅の狭い空隙５２３が中央に設けられるが、磁気分路部５２Ｂでは、幅の広い空隙５２３Ｂが中央に寄って設けられる点で、磁気分路部５２と磁気分路部５２Ｂとは異なる。

【0087】

具体的には、磁気分路部５２Ｂは、貫通孔５１４Ｂと二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１の一端部と他端部とから分岐される分路部５２１Ｂと分路部５２２Ｂとを備える。また、磁気分路部５２Ｂは、分路部５２１Ｂと分路部５２２Ｂとの間に、空隙５２３に比べて幅の広い空隙５２３Ｂを有する。以下において、主磁気回路部５１から分路部５２１Ｂが分岐する位置箇所を分岐位置５３１Ｂと記載し、主磁気回路部５１から分路部５２２Ｂが分岐する位置箇所を分岐位置５３２Ｂと記載する。

【0088】

図１７は、実施の形態３にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの磁界強度の特性を示す図である。図１７において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、実施の形態３にかかる遮断器の定格電流の１倍の電流が電路１０に流れた定格電流通電時における電界強度の最大値を１としたときの電界強度を示す。

【0089】

図１７に示す磁界強度の特性から分かるように、定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流に共通して、巻きムラ部４２ｃの角度αが１５０°～２１０°の範囲である場合に最大の磁界強度となっている。これは、変流器５Ｂの磁気ギャップである空隙５２３Ｂからの漏れ磁界によって、空隙５２３Ｂの近傍の磁界強度が大きくなっているからである。それ以外の角度の磁界は、鉄心５０Ｂに吸収される方向に磁界が変化し、電流検出用コイル４に鎖交する成分が減少している。

【0090】

図１８は、実施の形態３にかかる遮断器の定格電流の１／２倍の電流、定格電流の１倍の電流、および定格電流の２倍の電流の各々が電路に流れた場合の変流器一体形電流センサにおける電流検出用コイルの出力直線性の特性を示す図である。図１８において、横軸は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃの角度αを示し、縦軸は、電流検出用コイル４の二次巻線４２からの出力の直線性である出力直線性を示す。

【0091】

図１８に示す出力直線性の特性から分かるように、出力直線性が最も良くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが１２０°または２４０°である場合である。言い換えると、出力直線性が最も良くなる条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０Ｂにおける主磁気回路部５１の第１主鉄心部５１１から第２主鉄心部５１２側と磁気分路部５２Ｂ側とに磁路が分岐する分岐位置５３１Ｂまたは分岐位置５３２Ｂとが一次導体の延伸方向において重なった場合である。

【0092】

一方で、出力直線性が最も悪くなる条件は、巻きムラ部４２ｃの角度αが１５０°～２１０°の範囲である場合である。言い換えると、最も出力直線性が悪い条件は、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃと、鉄心５０Ｂにおける磁気分路部５２Ｂの空隙５２３Ｂが一次導体の延伸方向において重なった場合である。

【0093】

そこで、変流器一体形電流センサ３Ｂでは、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１Ｂと重なる位置に配置している。これにより、変流器一体形電流センサ３Ｂでは、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。なお、一次導体の延伸方向において、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、分岐位置５３１Ｂに代えて、分岐位置５３２Ｂと重なる位置に配置しても同様の効果を得ることができる。

【0094】

また、実施の形態３にかかる変流器一体形電流センサ３Ｂでは、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、一次導体の延伸方向において、分岐位置５３１Ｂまたは分岐位置５３２Ｂと重なる位置に配置することで、引き出し線４４，４５の処理を容易に行うことができる。なお、一次導体の延伸方向において、電流検出用コイル４の巻きムラ部４２ｃを、分岐位置５３１Ｂに代えて、分岐位置５３２Ｂと重なる位置に配置しても同様の効果を得ることができる。

【0095】

以上のように、実施の形態３にかかる変流器一体形電流センサ３Ｂは、一次導体が挿通される貫通孔５１４Ｂを有する鉄心５０Ｂと鉄心５０Ｂに巻かれた二次巻線５５とを有する変流器５Ｂと、一次導体が挿通され一次導体の挿通方向において鉄心５０Ｂに隣接して配置される電流検出用コイル４とを備える。鉄心５０Ｂは、貫通孔５１４Ｂが形成され且つ一部に二次巻線５５が巻かれた主磁気回路部５１と、貫通孔５１４Ｂと二次巻線５５との間の領域に向けて主磁気回路部５１から分岐され、空隙５２３Ｂを有する磁気分路部５２Ｂとを備える。電流検出用コイル４は、コア４１とコア４１にトロイダル状に巻き付けられた二次巻線４２とを有し、且つ、二次巻線４２のうち引き出し線４４，４５が引き出され且つ巻きムラがある巻きムラ部４２ｃが、一次導体の挿通方向において主磁気回路部５１からの磁気分路部５２Ｂの分岐位置である分岐位置５３１Ｂに重なる位置に設けられる。これにより、変流器一体形電流センサ３Ｂでは、電流検出用コイル４の出力直線性を良好に保つことができ、電流検出用コイル４による電流の検出精度の悪化を抑制することができる。

【0096】

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0097】

１ 電路、２ 開閉接点部、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３Ａ，３Ｂ 変流器一体形電流センサ、４，４ａ，４ｂ，４ｃ 電流検出用コイル、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５Ａ，５Ｂ 変流器、６ 引き外しリレー部、７ 引き外し装置、８ 電源側端子部、９ 負荷側端子部、１４ 筐体、２０ 固定接点、２１ 可動子、２２ 可動接点、４１ コア、４２，５５ 二次巻線、４２ｃ 巻きムラ部、４３，５１４，５１４Ａ，５１４Ｂ 貫通孔、４４，４５ 引き出し線、５０，５０Ａ，５０Ｂ 鉄心、５１ 主磁気回路部、５２，５２Ａ，５２Ｂ 磁気分路部、６０ 整流回路、６１ 電源回路、６２ 計測回路、６３ 制御回路、８０，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ 電源側端子、９０，９０ａ，９０ｂ，９０ｃ 負荷側端子、１００ 遮断器、５１１ 第１主鉄心部、５１２ 第２主鉄心部、５２１，５２１Ａ，５２１Ｂ，５２２，５２２Ｂ 分路部、５２３，５２３Ａ，５２３Ｂ 空隙、５３１，５３１Ａ，５３１Ｂ，５３２，５３２Ａ，５３２Ｂ 分岐位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】