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JPH0619381B2 - Current sensor - Google Patents
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JPH0619381B2 - Current sensor - Google Patents

Current sensor

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JPH0619381B2
JPH0619381B2 JP59202691A JP20269184A JPH0619381B2 JP H0619381 B2 JPH0619381 B2 JP H0619381B2 JP 59202691 A JP59202691 A JP 59202691A JP 20269184 A JP20269184 A JP 20269184A JP H0619381 B2 JPH0619381 B2 JP H0619381B2
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JP
Japan
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current
circuit
pulse
conductor
current sensor
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JP59202691A
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晃 斎郷
康 上田
重成 前沢
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交番電流またはパルス電流を検出するための電
流センサに係り、特に磁性体として製作されたアモルフ
ァスリボンまたはアモルファスワイヤ等を用いて構成し
た閉磁路を有する電流センサに関するものである。
The present invention relates to a current sensor for detecting an alternating current or a pulse current, and in particular, it is configured by using an amorphous ribbon or an amorphous wire manufactured as a magnetic material. The present invention relates to a current sensor having a closed magnetic circuit.

〔従来の技術〕 交番電流またはパルス電流を検出するための検出素子と
しては、従来、変成品等が一般に用いられている。しか
しながら変成器においては、その機能上主回路を構成す
る一次巻線と信号検出回路を構成する二次巻線との磁気
結合を密にする必要があるため、寸法、重量が大きくな
ることを避けられず、またその製造工程も複雑である。
[Prior Art] As a detection element for detecting an alternating current or a pulse current, a modified product or the like has been generally used. However, in the transformer, it is necessary to make the magnetic coupling between the primary winding that forms the main circuit and the secondary winding that forms the signal detection circuit tight because of its function, so avoid increasing the size and weight. In addition, the manufacturing process is complicated.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

本発明の目的はこのような従来技術の問題点を解決しよ
うとするものであって、アモルファスリボンまたはアモ
ルファスワイヤ等における大バルクハウゼン効果を利用
することによって、小形、軽量であってかつ主回路と絶
縁して、主回路電流の波高値に比例したパルス電圧出力
を得ることができる電流センサを提供しようとするもの
である。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and by utilizing the large Barkhausen effect in an amorphous ribbon or an amorphous wire, the size and weight of the main circuit are reduced. An object of the present invention is to provide a current sensor which can be insulated to obtain a pulse voltage output proportional to the peak value of the main circuit current.

〔課題を解決するための手段〕 本発明の電流センサは、交番電流またはパルス電流から
なる被検出電流を流す一次導体(2)と、一次導体(2)が1
回以上貫通する磁性アモルファスリボンまたはアモルフ
ァスワイヤを巻回してなる環状磁気回路(1)とを具え、
一次導体(2)の両端または環状磁気回路(1)を貫通する二
次導体(3)の両端から検出信号を取り出すようにしたも
のである。
[Means for Solving the Problems] In the current sensor of the present invention, the primary conductor (2) for flowing a current to be detected, which is an alternating current or a pulse current, and the primary conductor (2) are
A ring-shaped magnetic circuit (1) formed by winding a magnetic amorphous ribbon or amorphous wire penetrating more than once,
The detection signal is extracted from both ends of the primary conductor (2) or both ends of the secondary conductor (3) penetrating the annular magnetic circuit (1).

即ち、本発明の構成は以下に示す通りである。即ち、交
番電流またはパルス電流からなる被検出電流を流す一次
導体(2)と、該一次導体(2)が1回以上貫通する磁性アモ
ルファスリボンまたはアモルファスワイヤを巻回してな
る環状磁気回路(1)とを具え、前記一次導体(2)の両端ま
たは前記環状磁気回路(1)を貫通する二次導体(3)の両端
に被検出電流波高値に応じた波高値を有するパルス信号
を得ることを特徴とする電流センサ。
That is, the constitution of the present invention is as follows. That is, a ring-shaped magnetic circuit (1) formed by winding a primary conductor (2) through which a detected current composed of an alternating current or a pulse current flows and a magnetic amorphous ribbon or amorphous wire through which the primary conductor (2) penetrates at least once. A pulse signal having a peak value according to the detected current peak value at both ends of the primary conductor (2) or both ends of the secondary conductor (3) penetrating the annular magnetic circuit (1). Characteristic current sensor.

〔作 用〕[Work]

本発明の電流センサでは、一次導体に交番電流またはパ
ルス電流からなる被検出電流を流したとき、一次導体の
両端または環状磁気回路を貫通する二次導体の両端に被
検出電流の波高値に応じた波高値を有するパルス信号が
発生する。
In the current sensor of the present invention, when a detected current consisting of an alternating current or a pulsed current is passed through the primary conductor, both ends of the primary conductor or both ends of the secondary conductor penetrating the annular magnetic circuit are subjected to the peak value of the detected current. A pulse signal having a peak value is generated.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の電流センサの一実施例の構成を示した
ものであって、1は強磁性アモルファスリボンからなる
アモルファストロイダルコア、2は被検出電流を通じる
一次導体である。3は非磁性金属からなる円筒形二次導
体であって、その両端に端子A、端子Bを有している。
4なトロイダルコア1と二次導体3とを電気的に絶縁す
るための絶縁物である。第1図において一次導体2は、
円筒形二次導体3の中を電気的に絶縁した状態で、1回
以上貫通するように構成されている。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the current sensor of the present invention, in which 1 is an amorphous toroidal core made of a ferromagnetic amorphous ribbon, and 2 is a primary conductor through which a current to be detected is passed. Reference numeral 3 is a cylindrical secondary conductor made of non-magnetic metal, and has terminals A and B at both ends thereof.
4 is an insulator for electrically insulating the toroidal core 1 and the secondary conductor 3 from each other. In FIG. 1, the primary conductor 2 is
The cylindrical secondary conductor 3 is configured to penetrate once or more in an electrically insulated state.

いま一次導体2に交番電流またはパルス電流が流れる
と、周知の右ねじの法則に従って磁界を発生し、これに
よってトロイダルコア1は磁化される。ここでトロイダ
ルコア1を、例えば原子%で示す組成がFe7813Si
であるようなアモルファスリボンによって作った場
合、一次導体2における電流変化に基づく磁化力の変化
によってトロイダルコア1を構成するアモルファスリボ
ンに大バルクハウゼン効果を生じ、これによって生じる
磁路の急激な磁束変化に基づいて、二次導体3の端子
A,B間に電圧パルスを発生する。
When an alternating current or a pulsed current flows through the primary conductor 2, a magnetic field is generated according to the well-known right-handed screw rule, and the toroidal core 1 is magnetized by this. Here, the toroidal core 1 is composed of, for example, Fe 78 B 13 Si having a composition expressed in atomic%.
When an amorphous ribbon such as No. 9 is used, a large Barkhausen effect is generated in the amorphous ribbon forming the toroidal core 1 due to the change in the magnetizing force due to the change in the current in the primary conductor 2, and the resulting sudden magnetic flux in the magnetic path. Based on the change, a voltage pulse is generated between the terminals A and B of the secondary conductor 3.

すなわちトロイダルコア1は、アモルファスリボンをト
ロイダル状に巻き重ねて形成されているため、アモルフ
ァスリボンの外側の1/2厚層には張力が、内側の1/
2厚層には圧縮力が連続して発生する。一方、アモルフ
ァスリボンに張力σを加えると、180 ゜磁壁の持つ磁壁
エネルギー密度γはλs・σに比例する(ただしλsは
磁気歪み定数)ので、磁気歪み定数λsの大きい鉄系強
磁性アモルファスリボンに大きな張力σが加えられた状
態では、磁壁エネルギーは著しく増大し、アモルファス
リボンの張力層における磁束反転は、反転磁区発生の限
界磁界H以上の外部磁界が印加されたとき、180 ゜磁
壁がリボン磁区に沿って一気に走るいわゆる大バルクハ
ウゼン跳躍の形で生じる(大バルクハウゼン効果)。な
お限界磁界Hより小さい磁界では、リボン内側1/2
厚の圧縮層における磁壁移動のみが生じるものと類推で
きる。
That is, since the toroidal core 1 is formed by winding the amorphous ribbon in a toroidal shape, the tension on the outer half thickness layer of the amorphous ribbon is 1 /
The compressive force is continuously generated in the two thick layers. On the other hand, when a tension σ is applied to the amorphous ribbon, the domain wall energy density γ of the 180 ° domain wall is proportional to λs · σ (where λs is the magnetostriction constant), so an iron-based ferromagnetic amorphous ribbon with a large magnetostriction constant λs is obtained. When a large tension σ is applied, the domain wall energy increases remarkably, and the magnetic flux reversal in the tension layer of the amorphous ribbon is such that when an external magnetic field exceeding the limit magnetic field H * of the reversal domain is applied, the domain wall is rotated by 180 °. It occurs in the form of the so-called large Barkhausen jump that runs at once in a magnetic domain (the large Barkhausen effect). If the magnetic field is smaller than the limit magnetic field H * , the inside of the ribbon will be 1/2.
It can be inferred that only domain wall motion occurs in the thick compression layer.

第1図に示された電流センサにおいて、二次導体3の端
子A、B間に発生する電圧パルスの波高値は、一次電流
の波形を同一とすればその波高値に比例する。そこでこ
の電圧パルスの波高値を測定することにより一次電流値
を知ることができ、従って第1図に示された電流センサ
は、一次導体2に流れる交番電流またはパルス電流の値
を測定するためのセンサとして機能する。
In the current sensor shown in FIG. 1, the peak value of the voltage pulse generated between the terminals A and B of the secondary conductor 3 is proportional to the peak value of the primary current if the waveforms of the primary currents are the same. Therefore, the primary current value can be known by measuring the peak value of this voltage pulse. Therefore, the current sensor shown in FIG. 1 can measure the value of the alternating current or the pulse current flowing in the primary conductor 2. Functions as a sensor.

また一次導体2に流れる電流が交番電流またはパルス電
流である場合には、その電流立上り点において端子A、
B間にパルス電圧を発生するので、交番電流またはパル
ス電流の位相を測定する位相測定要素として利用するこ
ともできる。
When the current flowing through the primary conductor 2 is an alternating current or a pulse current, the terminal A,
Since a pulse voltage is generated between B, it can also be used as a phase measuring element for measuring the phase of an alternating current or a pulse current.

第2図は本発明の電流センサの第2の実施例の構成を示
したものであって、第1図におけると同じ部分は同じ番
号で示されており、5−、5−、…、5−nはそれ
ぞれ二次導体である。第2図の実施例の場合も、一次導
体2における電流の変化に基づいて、アモルファストロ
イダルコア1に生じる大バルクハウゼン効果によって、
二次導体5−、5−、…、5−nのそれぞれの端子
対(A、B)、(A、B)、…、(An、B
n)に同位相でそれぞれパルス電圧を発生するので、パ
ルス分離器として利用することができる。
Figure 2 is a shows a configuration of a second embodiment of a current sensor of the present invention, same parts as in FIG. 1 are indicated by the same numbers, 5-1, 5-2, ... , 5-n are secondary conductors, respectively. Also in the case of the embodiment of FIG. 2, due to the large Barkhausen effect generated in the amorphous toroidal core 1 based on the change in the current in the primary conductor 2,
Secondary conductors 5 1, 5 2, ..., each of the terminal pairs of 5-n (A 1, B 1), (A 2, B 2), ..., (An, B
Since pulse voltages are generated in the same phase in n), it can be used as a pulse separator.

第3図は本発明の電流センサの第3の実施例の構成を示
したものであって、第1図におけると同じ部分は同じ番
号で示されている。第3図の実施例においては、一次導
体2における電流の変化に基づいて、アモルファストロ
イダルコア1に生じる大バルクハウゼン効果によって生
じるパルス電圧は、一次導体2の両端に設けられた端子
A、Bから直接取り出される。第3図の実施例は、信号
検出回路を一次導体から絶縁する必要がない場合に好適
なものであって、回路構成を著しく簡単にすることがで
きる。ただしこの場合は、一次電流による一次導体A、
B間における抵抗降下電圧要素とリアクタンス降下電圧
要素が大バルクハウゼン効果に基づいて一次導体A、B
間に生ずるパルス電圧要素に重畳して生ずるので、一次
導体A、B間の検出信号電圧から前記一次導体A、B間
の抵抗降下電圧要素およびリアクタンス降下電圧要素の
影響を小さくするためには、一次導体を流れる電流によ
る端子A、B間のインピーダンス電圧降下を小さくする
必要があり、具体的には、一次導体のA、B間の導体断
面積を大とし、また、アモルファストロイダルコア1の
インダクタンスを小さく設計する必要がある。また、こ
の場合は端子A、B間に接続する図示されていないパル
ス電圧検出装置の入力インピーダンスを大とする必要が
ある。
FIG. 3 shows the configuration of a third embodiment of the current sensor of the present invention, in which the same parts as in FIG. 1 are designated by the same numbers. In the embodiment of FIG. 3, the pulse voltage generated by the large Barkhausen effect generated in the amorphous toroidal core 1 based on the change in the current in the primary conductor 2 is transmitted from the terminals A and B provided at both ends of the primary conductor 2. It is taken out directly. The embodiment shown in FIG. 3 is suitable for the case where it is not necessary to insulate the signal detection circuit from the primary conductor, and the circuit configuration can be remarkably simplified. However, in this case, the primary conductor A due to the primary current,
The resistance drop voltage element and the reactance drop voltage element between B are the primary conductors A and B based on the large Barkhausen effect.
Since it occurs by being superimposed on the pulse voltage element generated between the two, in order to reduce the influence of the resistance drop voltage element and the reactance drop voltage element between the primary conductors A and B from the detection signal voltage between the primary conductors A and B, It is necessary to reduce the impedance voltage drop between the terminals A and B due to the current flowing through the primary conductor. Specifically, the cross-sectional area of the conductor between A and B of the primary conductor is increased, and the inductance of the amorphous toroidal core 1 is increased. Needs to be designed smaller. Further, in this case, it is necessary to increase the input impedance of a pulse voltage detection device (not shown) connected between the terminals A and B.

第4図は本発明の電流センサの第4の実施例の構成を示
したものであって、第1図におけると同じ部分は同じ番
号で示されており、5は二次導体、6−、6−はバ
イアス磁化導体である。またバイアス磁化導体6−
6−に接続されたE、Eは直流電源、S、S
はスイッチ、R、Rは可変抵抗である。
Figure 4 is a shows a configuration of a fourth embodiment of a current sensor of the present invention, same parts as in FIG. 1 are indicated by the same numbers, 5 secondary conductor, 6- 1 , 6-2 is the bias magnetization conductor. The bias magnetic conductors 6-1,
Connected to 6- 2 E 1, E 2 denotes a DC power source, S 1, S 2
Is a switch, and R 1 and R 2 are variable resistors.

第4図に示された実施例においては、バイアス磁化導体
6−、6−に接続されたスイッチS、Sを任意
に開閉し、それぞれの直流電源E、Eから可変抵抗
、Rを経て所望の向きに任意の値に設定された電
流を流すことによって、アモルファストロイダルコア1
に対して所望の直流バイアス磁化力を与えることができ
る。このような状態では一次導体2に交番電流またはパ
ルス電流を流したとき、トロイダルコア1を構成するア
モルファスリボンに生じる大バルクハウゼン効果によっ
て二次導体5に生じるパルス電圧の位相は、直流バイア
ス磁化力の大きさによって変化する。従って第4図に示
された実施例によれば、一次導体2に交番電流またはパ
ルス電流を流したとき発生するパルス電圧の位相を制御
することが可能である。
In the embodiment shown in Figure 4, the bias magnetic conductor 6 1, 6 2 switches S 1 that is connected to, S 2 was arbitrarily opened and closed, the variable resistor from each of the DC power source E 1, E 2 Amorphous toroidal core 1 is obtained by passing a current set to an arbitrary value in a desired direction through R 1 and R 2.
A desired DC bias magnetizing force can be applied to. In such a state, when an alternating current or a pulse current is passed through the primary conductor 2, the phase of the pulse voltage generated in the secondary conductor 5 by the large Barkhausen effect generated in the amorphous ribbon forming the toroidal core 1 is the DC bias magnetizing force. It depends on the size of. Therefore, according to the embodiment shown in FIG. 4, it is possible to control the phase of the pulse voltage generated when the alternating current or the pulse current is passed through the primary conductor 2.

本発明の電流センサに使用するアモルファスリボンは、
前述のFe7813Siの組成を有するものに限るもの
ではなく、強磁性を有する他の組成の鉄系アモルファス
リボンであってもよい。アモルファスリボンは一般には
熱処理(アニーリング)を施すことによってその磁気特
性を改善することができるが、ある種のアモルファスリ
ボンの場合は熱処理を行わなくても、高感度の電流セン
サを実現することができる。
The amorphous ribbon used in the current sensor of the present invention is
The composition is not limited to the one having the composition of Fe 78 B 13 Si 9 described above, and an iron-based amorphous ribbon having another composition having ferromagnetism may be used. Amorphous ribbons can generally have their magnetic properties improved by heat treatment (annealing), but in the case of certain types of amorphous ribbons, a highly sensitive current sensor can be realized without heat treatment. .

また以上の説明はアモルファスリボンを用いて電流セン
サを形成した場合について行ったが、細いワイヤ状のア
モルファス材料を用いた場合にも適用することができ、
同様にして交番電流またはパルス電流を検出するための
電流センサを構成することが可能である。
Although the above description has been made for the case where the current sensor is formed using the amorphous ribbon, it can be applied to the case where the thin wire-shaped amorphous material is used.
Similarly, it is possible to construct a current sensor for detecting an alternating current or a pulse current.

第5図は本発明の電流センサの一応用例を示し、本発明
の電流センサを用いて漏電検知センサを形成した場合の
構成を例示している。同図において、8は負荷であって
電路9−、9−を経て電源11に接続されている。電
路9−、9−にはアモルファストロイダルコア1、
一次導体2−、2−二次導体5からなる本発明の電
流センサが挿入されていて、電路9−、9−はそれ
ぞれ一次導体2−、2−およびブレーカ10−、10
を経て電源11に導かれる。電流のセンサの二次導体
5の両端子A、B間の検出信号は検知回路12に加えられ
るようになっている。
FIG. 5 shows an application example of the current sensor of the present invention, and exemplifies the configuration in the case where a leakage detection sensor is formed using the current sensor of the present invention. In the figure, 8 is electrical path 9 1 a load, is connected to the power supply 11 via the 9-2. Path 9 1, the 9-2 amorphous toroidal core 1,
Primary conductor 2 1, have been inserted a current sensor of the present invention comprising 2-2 secondary conductors 5, path 9 1, 9 2 each primary conductor 2 1, 2 2 and the breaker 10 1 ,Ten
- is guided to the power supply 11 via a 2. A detection signal between both terminals A and B of the secondary conductor 5 of the current sensor is applied to the detection circuit 12.

いま負荷8または電路9−、9−において漏電点A
Bとの間において漏電を生じると、漏電電流Igが電源
11の接地点または電源側の漂遊容量Cを通じて流れ
る。電流センサにおける起磁力は負荷電流に基づくもの
は打消し合うので、漏洩電流Igに比例するものだけと
なり、これによって端子A、B間に電圧パルスを発生す
る。この電圧パルスは検知回路12において、ボルテージ
フォロアからなる入力回路13を経て増幅回路14に加えら
れて所要の増幅を受け、レベル設定回路15に加えられて
そのレベルを一定値に設定されたパルス出力を生じる。
パルスカウント回路16は時間設定回路17によって設定さ
れた時間、レベル設定回路15の出力パルスをカウントす
る。出力回路18はパルスカウント回路16のカウント値が
一定値を超えたとき、アラーム信号を発生するとともに
遮断信号を出力する。アラーム信号によって所定の警報
が行われ、遮断信号によってブレーカ10−、10−
作し、電路9−、9−が電源11から切離されて、保
護の目的が達せられる。なおアラームを発生するカウン
ト数と遮断信号を出力するカウント数とを異ならせて、
段階的な保護動作が行われるようにしてもよい。電源部
19は検知回路12における各部に対して、所要の電源を供
給する。
Now load 8 or path 9 1, leakage point A at 9-2
When leakage occurs between B and the leakage current Ig,
It flows through the ground point of 11 or the stray capacitance C 0 on the power supply side. The magnetomotive forces in the current sensor, which are based on the load current, cancel each other out, so that they are only proportional to the leakage current Ig, thereby generating a voltage pulse between the terminals A and B. In the detection circuit 12, this voltage pulse is applied to an amplification circuit 14 via an input circuit 13 composed of a voltage follower to receive required amplification, and is applied to a level setting circuit 15 to output a pulse whose level is set to a constant value. Cause
The pulse counting circuit 16 counts the output pulse of the level setting circuit 15 for the time set by the time setting circuit 17. The output circuit 18 generates an alarm signal and outputs a cutoff signal when the count value of the pulse count circuit 16 exceeds a certain value. Predetermined alarm is performed by an alarm signal, breaker 10-1 by interrupting signal, 10-2 operates, path 9 1, 9 2 are disconnected from the power source 11, the purpose of protection is achieved. In addition, the number of counts that generate an alarm and the number of counts that output a cutoff signal are made different,
A stepwise protection operation may be performed. Power supply part
Reference numeral 19 supplies required power to each part of the detection circuit 12.

第5図に示された漏電検知センサによれば、二次導体の
端子A、B間に漏電電流Igに比例したパルス電圧を発
生するので、パルス化回路が不要となり回路が簡単にな
ってIC化する場合有利である。また漏電電流Igの波
高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点があ
る。さらに本発明の電流センサを用いた結果、通常の零
相変流器を用いたものと比べて、小形、軽量、安価に製
作することが可能である。
According to the leakage detection sensor shown in FIG. 5, since the pulse voltage proportional to the leakage current Ig is generated between the terminals A and B of the secondary conductor, the pulsing circuit is unnecessary and the circuit is simplified. It is advantageous when Further, there is an advantage that high-speed detection can be performed without waiting for the time for reaching the peak value of the leakage current Ig. Further, as a result of using the current sensor of the present invention, it can be manufactured in a smaller size, lighter weight and at a lower cost than that using a normal zero-phase current transformer.

第6は本発明の電流センサの第2の応用例を示し、本発
明の電流センサを用いて方向接地継電器を形成した場合
の構成を例示している。同図において、8は負荷であっ
て電路9−、9−、9−を経て電源11に接続され
ている。電路9−、9−、9−にはアモルファス
トロイダルコア1、一次導体2−、2−、2−
二次導体5からなる本発明の電流センサが挿入されてい
て、電路9−、9−、9−はそれぞれ一次導体2
、2−、2−及び遮断器10を経て電源11に導か
れる。電流センサの二次導体5の両端子A、B間の検出
信号は検知回路12に加えられる。また21は接地変圧器で
あって、その二次側に零相電圧を発生する。この零相電
圧出力はアモルファストロイダルコア22、一次導体23、
二次導体24からなるもう1つの本発明の電流センサの一
次導体23に抵抗25を経て接続されており、二次導体24の
両端子C、D間の検出信号は検知回路12に加えられる。
The sixth example shows a second application example of the current sensor of the present invention, and illustrates the configuration in the case where a directional grounding relay is formed using the current sensor of the present invention. In the figure, 8 is electrical path 9 1 a load, 9-2 are connected to a power supply 11 via the 9-3. Path 9 1, 9 2, the 9-3 amorphous toroidal core 1, the primary conductor 2 1, 2 2, 2 3,
Secondary conductor consists of 5 have a current sensor is inserted in the present invention, paths 9 1, 9 2, 9 3 each primary conductor 2
- 1, 2 2, is guided to the power source 11 through a 2-3 and breaker 10. The detection signal between the terminals A and B of the secondary conductor 5 of the current sensor is applied to the detection circuit 12. Reference numeral 21 is a grounding transformer, which generates a zero-phase voltage on its secondary side. This zero-phase voltage output is the amorphous toroidal core 22, the primary conductor 23,
It is connected via a resistor 25 to the primary conductor 23 of another current sensor of the present invention consisting of the secondary conductor 24, and the detection signal between both terminals C and D of the secondary conductor 24 is applied to the detection circuit 12.

いま負荷8または電路9−、9−、9−において
地絡点Bとの間に地路を生じると、地路電流Igが電源
11の接地点または電源側の漂遊容量Cを通じて流れ
る。電流センサにおける起磁力は負荷電流に基づくもの
は打消し合うので、地絡電流Igに比例するものだけと
なり、これによって端子A、B間に電圧パルスを発生す
る。この電圧パルスは検知回路12において、地絡電流分
パルス入力回路13−を経て増幅回路14−に加えられ
て所要の増幅を受ける。
Now load 8 or path 9 1, 9 2, the results of Chiro between the earth絡点B in 9-3, Chiro current Ig power
It flows through the ground point of 11 or the stray capacitance C 0 on the power supply side. The magnetomotive forces in the current sensor, which are based on the load current, cancel each other out, so that they are only proportional to the ground fault current Ig, thereby generating a voltage pulse between the terminals A and B. In this voltage pulse detection circuit 12, is applied to the amplifier circuit 14 1 via the ground fault current partial pulse input circuit 13 1 receives the required amplification.

一方、地絡の発生によって電源11に零相電圧を発生す
る。この零相電圧は接地変圧器21を経て検出され、これ
によって抵抗25を介して一次導体23に交番電流が流れ、
零相電圧に比例する起磁力を生じ、これによって二次導
体24の両端子C、D間に、零相電圧立上り点近傍におい
て電圧パルスを発生する。この電圧パルスは検知回路12
において、零相電圧分パルス入力回路13−を経て増幅
回路14−に加えられて所要の増幅を受ける。
On the other hand, the zero-phase voltage is generated in the power supply 11 due to the occurrence of the ground fault. This zero-phase voltage is detected via the grounding transformer 21, which causes an alternating current to flow in the primary conductor 23 via the resistor 25,
A magnetomotive force proportional to the zero-phase voltage is generated, which causes a voltage pulse to be generated between both terminals C and D of the secondary conductor 24 in the vicinity of the zero-phase voltage rising point. This voltage pulse is detected by the detection circuit 12
In, it applied to the amplifying circuit 14 2 through the zero-phase voltage of the pulse input circuit 13 2 receives the required amplification.

位相比較回路20は両増幅回路14−、14−の出力の位
相を比較して、所定の位相関係にあるとき出力パルスを
発生する。パルスカウント回路16は時間設定回路17によ
って設定された時間、位相比較回路20の出力パルスをカ
ウントする。出力回路18はパルスカウント回路16のカウ
ント値が一定数を超えたとき、アラーム信号を発生して
所定の警報を行うとともに遮断信号を出力して遮断器10
を動作させる。これによって電源11からみた地絡点Bの
方向を判定して地絡の発生を検知して、警報の発生およ
び電源の遮断の動作を行わせることができる。電源部19
は検知回路12における各部に対して、所要の電源を供給
する。
The phase comparator circuit 20 both amplifier circuits 14 1 compares the 14-second output of the phase, to generate an output pulse when in predetermined phase relationship. The pulse count circuit 16 counts the output pulse of the phase comparison circuit 20 for the time set by the time setting circuit 17. When the count value of the pulse count circuit 16 exceeds a certain number, the output circuit 18 generates an alarm signal to give a predetermined alarm and outputs a cutoff signal to output the breaker 10.
To operate. This makes it possible to determine the direction of the ground fault point B as seen from the power source 11 and detect the occurrence of a ground fault, and to perform an alarm generation and power shutdown operation. Power supply 19
Supplies the required power to each unit in the detection circuit 12.

第6図に示された方向接地継電器によれば、二次導体5
の端子A、B間に地絡電流Igに比例した電圧パルスを
発生し、二次導体24の端子C、D間に零相電圧を比例し
た電圧パルスを発生するので、パルス化回路が不要にな
るとともに方向判定の位相比較が容易であって、回路が
簡単になりIC化する場合有利である。また零相電圧の
波高値に達する時間を待たずに高速検出ができる利点が
ある。さらに本発明の電流センサを用いた結果、通常の
零相変流器を用いたものと比べて、小形、軽量、安価に
製作することが可能である。
According to the directional grounded relay shown in FIG. 6, the secondary conductor 5
Since a voltage pulse proportional to the ground fault current Ig is generated between the terminals A and B and a voltage pulse proportional to the zero-phase voltage is generated between the terminals C and D of the secondary conductor 24, the pulsing circuit becomes unnecessary. In addition, the phase comparison of the direction determination is easy, and the circuit is simple, which is advantageous when integrated into an IC. There is also an advantage that high-speed detection can be performed without waiting for the time to reach the peak value of the zero-phase voltage. Further, as a result of using the current sensor of the present invention, it can be manufactured in a smaller size, lighter weight and at a lower cost than that using a normal zero-phase current transformer.

第7図は本発明の電流センサの第3の応用例を示し、本
発明の電流センサを用いてエンジン回転数計を形成した
場合の構成を例示している。同図において、31はイグニ
ッションコイルであって、コンタクトポイント32の接断
ごとにバッテリーEからその一次コイル13−を経て、
接地に対してパルス状に一次電流Ipが流れ、これによ
って二次コイル31−に発生した高圧パルスが、図示さ
れないディストリビュータを経て図示されないエンジン
点火プラグに供給される。コンタクトポイント32と接地
間には本発明の電流センサが挿入されていて、イグニッ
ションコイルの一次電流はその一次導体2を流れ、これ
によってアモルファストロイダルコア1に起磁力を生じ
て、二次導体5の端子A、B間に電圧パルスを発生し、
この電圧パルスは検出回路34に加えられる。なお第7図
においてコンデンサ33は、コンタクトポイント32におけ
る電流の接断に伴う火花放電の発生を防止し、コンタク
トポイント32を保護するために設けられている。
FIG. 7 shows a third application example of the current sensor of the present invention, and illustrates the configuration in the case where an engine tachometer is formed using the current sensor of the present invention. In the figure, 31 is a ignition coil, via its primary coil 13 1 from the battery E for each contact disconnection of the contact points 32,
It pulsed flow the primary current Ip with respect to ground, which pressure pulses generated in the secondary coil 31- 2 by is supplied to the engine spark plug (not shown) via a not shown distributors. The current sensor of the present invention is inserted between the contact point 32 and the ground, and the primary current of the ignition coil flows through the primary conductor 2 of the ignition coil, which causes a magnetomotive force in the amorphous toroidal core 1 to cause the secondary conductor 5 to move. A voltage pulse is generated between terminals A and B,
This voltage pulse is applied to the detection circuit 34. In FIG. 7, the capacitor 33 is provided to prevent the occurrence of spark discharge due to the disconnection of the current at the contact point 32 and protect the contact point 32.

検出回路34において、端子A、B間の電圧パルスは入力
回路35を経て波形整形回路36に加えられて、所定の波形
整形を受けて出力パルスを発生する。この出力パルスは
パルスカウント回路37に加えられて、時間設定回路38に
よって予め設定されている時間カウントされる。乗算回
路39はパルスカウント回路37のカウント値に一定値を乗
算することによって、単位時間当りのエンジン回転数を
示す信号を発生する。出力回路40は乗算回路39の出力信
号によって、図示されない表示器においてエンジン回転
数を示す表示を行う出力を発生するとともに、エンジン
回転数が予め設定されている一定値を超えたときアラー
ム信号を発生して所定の警報を行う。電源部41は検出回
路34における各部に所要の電源を供給する。
In the detection circuit 34, the voltage pulse between the terminals A and B is applied to the waveform shaping circuit 36 via the input circuit 35 and undergoes predetermined waveform shaping to generate an output pulse. This output pulse is applied to the pulse count circuit 37 and counted by the time setting circuit 38 for a preset time. The multiplication circuit 39 multiplies the count value of the pulse count circuit 37 by a constant value to generate a signal indicating the engine speed per unit time. The output circuit 40 generates an output for displaying the engine speed on a display (not shown) according to the output signal of the multiplication circuit 39, and also generates an alarm signal when the engine speed exceeds a preset constant value. Then, a predetermined alarm is given. The power supply unit 41 supplies required power to each unit in the detection circuit 34.

第8図は本発明の応用例であるエンジン回転数計の他の
構成例を示したものであって、第7図の場合と比較し
て、電流センサがイグニッションコイル31の二次コイル
31−の出力側に挿入されている点において異なってい
るが、その他の構成は同様であり、その動作もまた第7
図の場合と異なる所はない。
FIG. 8 shows another configuration example of the engine tachometer which is an application example of the present invention, in which the current sensor is a secondary coil of the ignition coil 31 as compared with the case of FIG.
31- 2 are different in that it is inserted in the output side, the other configuration is the same, also the operation 7
There is no difference from the case in the figure.

第7図および第8図に示されたエンジン回転数計は、本
発明の電流センサを適用することによって、検出回路34
をエンジン点火回路から絶縁して設けることができ、ま
た本質的にパルス出力を発生するのでディジタル表示を
行うのに適しており、実質的に誤差がない点において優
れている。
The engine tachometer shown in FIG. 7 and FIG. 8 has a detection circuit 34 by applying the current sensor of the present invention.
Can be provided so as to be isolated from the engine ignition circuit, and since it essentially generates a pulse output, it is suitable for digital display and is excellent in that there is substantially no error.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明の電流センサによれば、一次
導体に交番電流またはパルス電流からなる被検出電流を
流したとき、一次導体の両端または環状磁気回路を貫通
する二次導体の両端に被検出電流の波高値に応じた波高
値を有するパルス信号が得られる。本発明の電流センサ
では本質的にパルス信号が得られるので、マイクロプロ
セッサ等を使用した装置に適用する場合有利である。さ
らに本発明の電流センサは被検出電流を流す一次導体か
ら絶縁して使用することもでき、また小形、軽量、安価
に製作することが可能である。
As described above, according to the current sensor of the present invention, when a detected current composed of an alternating current or a pulse current is passed through the primary conductor, both ends of the primary conductor or both ends of the secondary conductor penetrating the annular magnetic circuit are exposed. A pulse signal having a peak value corresponding to the peak value of the detected current is obtained. Since the current sensor of the present invention essentially obtains a pulse signal, it is advantageous when applied to a device using a microprocessor or the like. Further, the current sensor of the present invention can be used by being insulated from the primary conductor through which the current to be detected is passed, and can be manufactured in a small size, a light weight and at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図はそれぞれ本発明の電流センサの一
実施例を示す図、第5図ないし第8図はそれぞれ本発明
の電流センサの一応用例を示す図であって、第5図は漏
電検知センサ、第6図は方向地絡継電器、第7図および
第8図はエンジン回転数計としての応用をそれぞれ示し
たものである。 1……アモルファストロイダルコア 2、2−、2−、2−……一次導体 3、5、5−、5−、…、5−n……二次導体 4……絶縁物 6−、6−……バイアス磁化導体 8……負荷 9−、9−、9−……電路 10……遮断器 10−、10−……ブレーカ 11……電源 12……検知回路 13……入力回路 13−……地絡電流分パルス入力回路 13−……零相電圧分パルス入力回路 14、14−、14−……増幅回路 15……レベル設定回路 16……パルスカウント回路 17……時間設定回路 18……出力回路 19……電源部 20……位相比較回路 21……接地変圧器 22……アモルファストロイダルコア 23……一次導体 24……二次導体 25……抵抗 31……イグニッションコイル 31−……一次側コイル 31−……二次側コイル 32……コンタクトポイント 33……コンデンサ 34……検出回路 35……入力回路 36……波形整形回路 37……パルスカウント回路 38……時間設定回路 39……乗算回路 40……出力回路 41……電源部
1 to 4 are views showing an embodiment of the current sensor of the present invention, FIGS. 5 to 8 are views showing an application example of the current sensor of the present invention, and FIG. A leakage detection sensor, FIG. 6 shows a direction ground fault relay, and FIGS. 7 and 8 show an application as an engine tachometer, respectively. 1 ...... Amorphous toroidal core 2,2 1, 2 2, 2 3 ...... primary conductor 3,5,5- 1, 5- 2, ..., 5-n ...... secondary conductor 4 ...... insulator 6-1, 6-2 ...... bias magnetization conductor 8 ...... load 9 1, 9 2, 9 3 ...... path 10 ...... breaker 10 1, 10 2 ...... breaker 11 ...... power 12 ...... detecting circuit 13 ...... input circuit 13 1 ...... grounding current partial pulse input circuit 13 2 ...... zero-phase voltage of the pulse input circuit 14,14- 1, 14 2 ...... amplifier circuit 15 ...... level Setting circuit 16 …… Pulse counting circuit 17 …… Time setting circuit 18 …… Output circuit 19 …… Power supply unit 20 …… Phase comparison circuit 21 …… Grounding transformer 22 …… Amorphous toroidal core 23 …… Primary conductor 24 …… secondary conductor 25 ...... resistor 31 ...... ignition coil 31- 1 ...... primary coil 31- 2 ...... secondary coil 32 ... contact point 33 ...... capacitor 34 ...... detecting circuit 35 ...... input circuit 36 ...... waveform shaping circuit 37 ...... pulse counting circuit 38 ...... Time setting circuit 39 ...... multiplier circuit 40 ...... output circuit 41 ...... power unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交番電流またはパルス電流からなる被検出
電流を流す一次導体と、該一次導体が1回以上貫通する
磁性アモルファスリボンまたはアモルファスワイヤを巻
回してなる環状磁気回路とを具え、前記一次導体の両端
または前記環状磁気回路を貫通する二次導体の両端に被
検出電流波高値に応じた波高値を有するパルス信号を得
ることを特徴とする電流センサ。
1. A primary conductor for flowing a current to be detected comprising an alternating current or a pulsed current, and a ring-shaped magnetic circuit formed by winding a magnetic amorphous ribbon or an amorphous wire through which the primary conductor penetrates at least once. A current sensor characterized in that a pulse signal having a peak value according to a peak value of a detected current is obtained at both ends of a conductor or both ends of a secondary conductor penetrating the annular magnetic circuit.
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