JP2014048188A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、監視対象の電気回路に流れる過電流、特に誘導雷サージを検出し、ＯＮ／ＯＦＦの電気信号に変換して出力する電流センサーに関するものである。 The present invention relates to a current sensor that detects an overcurrent flowing through an electric circuit to be monitored, particularly an induced lightning surge, converts it into an ON / OFF electric signal, and outputs it.
従来から、電子機器や電子回路に流れる過電流あるいは異常電流を感知・検出する装置が存在する。
例えば、過電流が電子回路に流れた回数を計測する機器として、サージ計数機器（４０）が挙げられる。これは図６に示すように、保護対象となる機器や避雷器（６）の接地端子に取り付けられるアース線にサージ計数機器を取り付けるものであり、アース線に過電流が発生した際に、その発生回数を計測するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are devices that sense and detect an overcurrent or abnormal current flowing in an electronic device or an electronic circuit.
For example, a surge counting device (40) is an example of a device that measures the number of times overcurrent has flowed through an electronic circuit. As shown in Fig. 6, this is to attach a surge counting device to the ground wire attached to the equipment to be protected or the ground terminal of the lightning arrester (6), and when an overcurrent occurs in the ground wire, The number of times is measured.
また、雷サージが発生し、電源線や電気回路に雷サージが侵入した場合に、設置機器が雷サージにより破壊されないよう、雷サージを誘導し、大地に放電させるなどして設置機器を保護する避雷器（サージ防護デバイス）がある（例えば特開２００６−５０８１０）。 In addition, when a lightning surge occurs and enters the power line or electrical circuit, the installed equipment is protected by inducing lightning surge and discharging to the ground so that the installed equipment is not destroyed by the lightning surge. There is a lightning arrester (surge protection device) (for example, JP-A-2006-50810).
しかし、従来のサージ計数機器やその他の過電流を感知・検出し、その結果を表示する装置、あるいはサージ防護デバイスは、一つの機器の中に過電流を検出する部品を組み込んでいた。
そのため、機器ごとに過電流検出機構を備えていなければならず、各機器専用の過電流検出機構を設計の上、機器の製造を行っていたため過電流検出機構の機器単位での設計及び製造に多大な費用がかかっていた。
また、過電流を監視する機器には計数機器の他にも、監視対象機器に発生した故障などのイベントを記録するロガーや、無人施設におかれる監視対象機器に設置されるテレメータなど様々なものがある。監視し保護する必要がある機器に設置される監視機器を別の物に取り替える場合、例えば計数器からロガーに取り替える場合など、設置回路から既存の監視機器を取り外し、別の監視機器を設置する必要があり、この作業には大変な手間がかかっていた。
また、一つの機器の中に、過電流検出機構、結果表示機構、電源等様々な機構を配置する必要があり、機器が巨大になったり重くなったりするといった問題が生じていた。
また、計数器メーカーやロガーメーカー、テレメーターメーカーは複数存在するものの、いずれも過電流の中でも特に雷サージに関する知識に乏しく、雷サージを検出するサージ計数器やサージロガーは主に避雷器メーカーが製作していた。そのため、避雷器メーカーが製作したサージ計数器やサージロガーは雷サージ用途に特化した製品となってしまい、身近にある（あるいは使い慣れた）計数器やロガー、テレメータなどを雷サージ用に利用することができなかった。
However, conventional surge counting devices and other devices that detect and detect overcurrent and display the results, or surge protection devices, incorporate a component that detects overcurrent in one device.
Therefore, each device must be equipped with an overcurrent detection mechanism, and since the device was manufactured after designing the overcurrent detection mechanism dedicated to each device, the overcurrent detection mechanism was designed and manufactured for each device. It was very expensive.
In addition to counting devices, there are a variety of devices that monitor overcurrent, such as loggers that record events such as failures that occur in monitored devices, and telemeters that are installed in monitored devices in unmanned facilities. There is. When replacing a monitoring device installed on a device that needs to be monitored and protected with another object, for example, when replacing a counter with a logger, it is necessary to remove the existing monitoring device from the installation circuit and install another monitoring device. Because of this, it took a lot of work to do this work.
In addition, it is necessary to arrange various mechanisms such as an overcurrent detection mechanism, a result display mechanism, and a power source in one device, which causes a problem that the device becomes huge or heavy.
Although there are multiple counter manufacturers, logger manufacturers, and telemeter manufacturers, all of them have poor knowledge of lightning surges, especially during overcurrent, and surge counters and surge loggers that detect lightning surges are mainly manufactured by lightning arrester manufacturers. It was. For this reason, surge counters and surge loggers manufactured by lightning arrester manufacturers have become specialized products for lightning surge applications, and it is possible to use familiar (or familiar) counters, loggers, and telemeters for lightning surges. could not.
本願発明に係る電流センサーは、上記従来技術の問題点を鑑みて発明したものである。 The current sensor according to the present invention has been invented in view of the above problems of the prior art.
前記の課題を解決するために、本発明に係る電流センサーは、ケース内部に、監視対象回路に流れる過電流及び異常電流を小電流に変換する電流トランスと、該小電流をＯＮ／ＯＦＦからなる電気信号に変換して出力するサージ変換回路を備えたことを要旨とする。 In order to solve the above problems, a current sensor according to the present invention includes a current transformer for converting an overcurrent and an abnormal current flowing in a monitored circuit into a small current inside the case, and ON / OFF the small current. The gist of the present invention is to provide a surge conversion circuit that converts an electrical signal to output.
また、本発明に係る電流センサーは前記構成においてさらに、サージ変換回路は、ツェナーダイオード、整流用ダイオード、コンデンサ、可変抵抗器、及びフォトカプラとからなることを要旨とする。 The gist of the current sensor according to the present invention is that the surge conversion circuit further includes a Zener diode, a rectifying diode, a capacitor, a variable resistor, and a photocoupler.
また、本発明に係る電流センサーは前記構成において、電流トランスにより変換された小電流をさらに、ツェナーダイオードにより過電圧を制限する手段と、整流用ダイオードにより交流電流を直流電流へと変換する手段と、コンデンサにより電圧を平滑化する手段と、可変抵抗器によりＯＮ信号を出力する電流の閾値を設定する手段と、フォトカプラにより電流を電気信号に変換し出力する手段とを備えたことを要旨とする。 Further, the current sensor according to the present invention has the above-described configuration, wherein the small current converted by the current transformer is further limited by the zener diode to limit overvoltage, and the rectifier diode converts the alternating current into a direct current; The gist is provided with means for smoothing the voltage with a capacitor, means for setting a current threshold value for outputting an ON signal with a variable resistor, and means for converting the current into an electric signal with a photocoupler and outputting it. .
また、本発明に係る電流センサーは前記構成においてさらに、ケースは回路等収納部と蓋部とからなり、回路等収納部の一端を軸に蓋部は回動し、監視対象回路を挟み込み、回路等収納部と蓋部とを掛止具により掛止可能としたことを要旨とする。 In the current sensor according to the present invention, the case further includes a circuit storage part and a cover part, and the cover part rotates around one end of the circuit storage part to sandwich the monitoring target circuit. The gist is that the equal storage portion and the lid portion can be hooked by the hook.
また、本発明に係る電流センサーは前記構成においてさらに、出力先に、汎用カウンタ、多段搭載型カウンタユニット、多チャンネルカウンタ、テレメータ、ロガーから選ばれる一つ又は複数の機器を接続することを要旨とする。 The gist of the current sensor according to the present invention is that, in the above-described configuration, one or more devices selected from a general-purpose counter, a multistage counter unit, a multichannel counter, a telemeter, and a logger are connected to the output destination. To do.
本願発明に係る電流センサーは単体で過電流の検出及び検出信号の発信を行うものであり、検出機能を省いた計数機器やその他の過電流監視機器を外部接続して用いるものである。 The current sensor according to the present invention is for detecting an overcurrent and transmitting a detection signal as a single unit, and is used by connecting a counting device or other overcurrent monitoring device without the detection function.
これにより、サージ計数機器や監視機器から過電流検出機構を省くことができ、それらの機器の小型化及び軽量化が可能となる。
また、電流センサーは種々の外部機器に接続可能なため、監視対象の電気回路等に本願発明に係る電流センサーを取り付けておけば、必要に応じて適宜外部機器を容易に交換することが可能となる。
Thereby, the overcurrent detection mechanism can be omitted from the surge counting device and the monitoring device, and the device can be reduced in size and weight.
In addition, since the current sensor can be connected to various external devices, if the current sensor according to the present invention is attached to the electrical circuit to be monitored, the external device can be easily replaced as needed. Become.
また、サージ計数機器や監視機器などの機器から過電流検出機構を省くことができ、各機器専用の過電流検出機構を設計の上、機器の製造を行う必要がなくなり、機器単位で過電流検出機構を設計製造する費用が抑えられる。
特に、避雷器メーカーが製造するサージ計数器やサージロガーなどを購入し使用しなくとも、本願発明に係る電流センサーを監視対象の回路や電線などに設置し、電流センサーの出力先に一般の計数器やロガー、テレメータなどを取り付けることで、一般の計数器やロガー、テレメータなどをサージ監視検出目的で用いることができる。これにより、需要者にとって高価なサージ計数器やサージロガーを購入する必要がなくなりコストダウンを図ることができる上、使い慣れた一般の計数器やロガー、テレメータなどをそのまま利用できるため、別途操作方法などを覚える必要がなくなり利便性が向上する。
In addition, the overcurrent detection mechanism can be omitted from devices such as surge counting devices and monitoring devices, and it is no longer necessary to manufacture the device after designing a dedicated overcurrent detection mechanism for each device. The cost of designing and manufacturing the mechanism can be reduced.
In particular, even if a surge counter or surge logger manufactured by a surge arrester manufacturer is not purchased and used, the current sensor according to the present invention is installed in a circuit or electric wire to be monitored, and a general counter or By attaching a logger, a telemeter, etc., a general counter, a logger, a telemeter, etc. can be used for the purpose of surge monitoring detection. This eliminates the need to purchase expensive surge counters and surge loggers for consumers, and can reduce costs, while using common counters, loggers, telemeters, etc. that are familiar to you. There is no need to learn and convenience is improved.
また、電流センサーは一端が３ｃｍから６ｃｍ程度の直方体であり、非常にコンパクトな形となっており、設置場所をとらずにすむ。さらに、電流センサーは一端を軸に二つに分割されるようになっており、実際に監視対象となる回路や電線に設置する際は、電流センサーで回路や電線を挟みこむだけで容易に設置することができる。 Further, the current sensor is a rectangular parallelepiped having one end of about 3 cm to 6 cm and has a very compact shape, so that it does not take an installation place. In addition, the current sensor is divided into two parts with one end as the axis, and when installing on a circuit or wire to be monitored, it can be easily installed by simply pinching the circuit or wire with the current sensor. can do.
本願発明に係る電流センサーは、主に、樹脂製のケースと、ケース内に設けられる電流トランス（計器用変流器・ＣＴ）及びサージ変換回路からなる。 The current sensor according to the present invention mainly includes a resin case, a current transformer (instrument current transformer / CT) provided in the case, and a surge conversion circuit.
樹脂製のケースは、電流トランスやサージ変換回路などが収納できればどのようなものでもよい。樹脂は熱可塑性樹脂でも熱硬化性でもよく、例えば汎用プラスチック、エンジニアリング・プラスチックなどの熱硬化性樹脂を用いることが考えられる。 The resin case may be any case as long as it can accommodate a current transformer, a surge conversion circuit, or the like. The resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. For example, it is conceivable to use a thermosetting resin such as a general-purpose plastic or an engineering plastic.
電流トランスは、電流センサーを設置する電力回路や電気回路に流れる電流を検出及び小電流に変換することができれば、どのようなものを用いてもよい。電流変成器、計器用変流器、ＣＴ（カレントトランス）などが含まれる。 Any current transformer may be used as long as it can detect and convert a current flowing in a power circuit or an electric circuit in which a current sensor is installed into a small current. Current transformers, instrument current transformers, CT (current transformer), and the like are included.
サージ変換回路は、電流トランスにより検出及び変換された小電流をＯＮ／ＯＦＦ信号に変換するためのものである。一例としてサージ変換回路はダイオード、ボリューム、コンデンサ、可変抵抗器、フォトカプラ、からなり、検出された交流電流をダイオードにより直流電流に変換し、ボリュームとコンデンサにより電圧の平滑化を行う。
これにより安定化した直流電流によりフォトカプラ内の発光ダイオードを発光させ、フォトカプラ内のトランジスタをＯＮにして小電流をＯＮ／ＯＦＦ信号に変換する。
The surge conversion circuit is for converting a small current detected and converted by a current transformer into an ON / OFF signal. As an example, the surge conversion circuit includes a diode, a volume, a capacitor, a variable resistor, and a photocoupler. The detected AC current is converted into a DC current by the diode, and the voltage is smoothed by the volume and the capacitor.
Thus, the light emitting diode in the photocoupler is caused to emit light by the stabilized DC current, and the transistor in the photocoupler is turned on to convert a small current into an ON / OFF signal.
なお、フォトカプラではなくトランジスタのみを用いることもできる。 Note that only a transistor can be used instead of a photocoupler.
また、本願発明に係る電流センサーでは、センサー内を通過する電流エネルギーにより発光ダイオードを発光させるため、電池などの電源は不要である。 In the current sensor according to the present invention, since the light emitting diode emits light by the current energy passing through the sensor, a power source such as a battery is unnecessary.
なお、上記構成に加えて、可変抵抗器とフォトカプラとの間にロジックＩＣを組み込んでもよい。ロジックＩＣを用いることで、信号の立上がりや立下りを利用して電流を幅のあるパルス信号に変換することができ、フォトカプラにおいて更に小電流を高い精度でＯＮ／ＯＦＦ信号に変換することができる。
サージ変換回路にロジックＩＣを用いる場合は電源が必要となるが、この場合は電流センサー内に電池を組み込む、あるいは出力先の機器やその他の電源から電源ラインを電流センサー内に引き込めるようにして、電力を供給できる構成とすればよい。
In addition to the above configuration, a logic IC may be incorporated between the variable resistor and the photocoupler. By using a logic IC, the current can be converted into a wide pulse signal by using the rising and falling of the signal, and a smaller current can be converted into an ON / OFF signal with higher accuracy in the photocoupler. it can.
When a logic IC is used for the surge conversion circuit, a power supply is required. In this case, a battery is incorporated in the current sensor, or the power supply line is drawn into the current sensor from the output device or other power supply. The power can be supplied.
以下、本発明に係る電流センサーの好ましい第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は本実施例に係る電流センサーの概略図であり、図２は内部構造図であり、図３は回路図であり、図４は外観図である。 A preferred first embodiment of a current sensor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a schematic diagram of a current sensor according to the present embodiment, FIG. 2 is an internal structure diagram, FIG. 3 is a circuit diagram, and FIG. 4 is an external view.
本実施例に係る電流センサー（１）は、図１に示すとおり、主にケース（２）、コア（４２）と検出コイル（３４）とからなる電流トランス（３）及びサージ変換回路（４）とからなる。また、電流センサーに接続する監視機器として、計数機器（５）を用いている。 As shown in FIG. 1, the current sensor (1) according to the present embodiment mainly includes a case (2), a current transformer (3) including a core (42) and a detection coil (34), and a surge conversion circuit (4). It consists of. Moreover, the counting device (5) is used as a monitoring device connected to the current sensor.
電流センサー（１）のケース（２）は、図４に示すように、全体として直方体の形状をしている。主にケースは二つの部品が組み合わされて形成されており、電流トランスやサージ変換回路を収納している回路等収納部（６）と、該回路等収納部に対して一端を軸にして所定方向に回動自在に取り付けられる蓋部（７）とからなる。
回路等収納部と蓋部との間には中空部（８）が設けられており、ここに監視対象の回路や電線を挿入する。
蓋部は一端を軸に回動自在であり、かつ回路等収納部と接触する他端には掛止具（９）が設けられている。そのため実際には既存の電線に対して、蓋部を回動させて電線を中空部に通して挟み、あとは蓋部を戻して掛止具で蓋部を回路等収納部に掛止すれば、容易に電線等を中空部に通すことができる。
As shown in FIG. 4, the case (2) of the current sensor (1) has a rectangular parallelepiped shape as a whole. The case is mainly formed by combining two parts, and a circuit storage part (6) for storing a current transformer and a surge conversion circuit, and a predetermined centered on one end of the circuit storage part. It consists of a cover part (7) attached rotatably in the direction.
A hollow portion (8) is provided between the circuit storage portion and the lid portion, and a circuit or electric wire to be monitored is inserted therein.
The lid is rotatable about one end as an axis, and a latch (9) is provided at the other end that comes into contact with the storage portion such as a circuit. Therefore, in practice, if the lid part is rotated with respect to the existing electric wire and the electric wire is passed through the hollow part, the lid part is returned and the lid part is hooked to the storage part such as a circuit with a latch. An electric wire or the like can be easily passed through the hollow portion.
なお、ケース（２）のサイズは任意であるが、本実施例のケースは図４において、縦幅（Ｈ）が４２ｍｍ〜６４ｍｍ、横幅（ｔ）が２８ｍｍ〜４５ｍｍ、厚さ（Ｗ）が２８ｍｍ〜３７ｍｍである。また、中空部（８）の孔径は１０ｍｍ〜２４ｍｍである。ここから分かるとおり、非常にコンパクトな作りになっている。 The case (2) can be of any size, but the case of this embodiment has a vertical width (H) of 42 mm to 64 mm, a horizontal width (t) of 28 mm to 45 mm, and a thickness (W) of 28 mm in FIG. ~ 37 mm. Moreover, the hole diameter of a hollow part (8) is 10 mm-24 mm. As you can see, it is very compact.
コア（４２）と検出コイル（３４）とからなる電流トランス（３）は、電流センサー（１）を設置する回路に流れる交流の大電流を小電流に変換するものである。一般に電流変成器あるいはカレントトランスなどとも呼ばれる。
クランプメータ（架線電流計）のように、監視対象の回路に挟むだけで交流の大電流を検出し、小電流に変換される。
A current transformer (3) composed of a core (42) and a detection coil (34) converts a large alternating current flowing in a circuit in which the current sensor (1) is installed into a small current. Generally called a current transformer or a current transformer.
Like a clamp meter (overhead ammeter), a large alternating current can be detected and converted into a small current simply by being sandwiched between the circuits to be monitored.
検出コイル（３４）により検出され変換された小電流は、サージ変換回路（４）を通過して、ＯＮ／ＯＦＦ信号に変換されて出力される。
サージ変換回路（４）は図２に示すとおり、主にツェナーダイオード（１１）、コンデンサ（１２）、ダイオード（１３）、可変抵抗器（１４）及びフォトカプラ（１５）からなる。
The small current detected and converted by the detection coil (34) passes through the surge conversion circuit (4), is converted into an ON / OFF signal, and is output.
As shown in FIG. 2, the surge conversion circuit (4) mainly includes a Zener diode (11), a capacitor (12), a diode (13), a variable resistor (14), and a photocoupler (15).
ツェナーダイオード（１１）は降伏電圧が大幅に低くなるように設計されており、過電圧を制限し、一定電圧に保つ目的で利用される。
コンデンサ（１２）には、いわゆる平滑コンデンサが用いられる。平滑コンデンサでは電圧が所定値を超えるまではコンデンサが充電され、逆に電圧が所定値を下回るとコンデンサは放電する。これにより、電圧の平滑化を図ることができる。
ダイオード（１３）には、いわゆる整流用ダイオードが用いられる。これにより、交流電流を直流電流へと変換する。
可変抵抗器（１４）は所定の電気抵抗値を得る目的で用いられる電子部品であり、一般に電流を制限する場合や電圧を分圧する場合に用いられるが、本実施例に係る電流センサー（１）では、所定の過電流が通過したときにＯＮ出力を行うように調整するために使用される。
可変抵抗器のボリュームを調整することで、検出する電流の値（閾値）を設定あるいは変更することができる。どのような閾値を有する可変抵抗器を使うかは任意であるが、一般的な過電流やサージを検出する目的で利用する場合は、５アンペアから５０アンペアの範囲（例えば５アンペア、１０アンペア、２０アンペア、５０アンペア）で値を設定できる可変抵抗器を用いることが好ましい。
フォトカプラ（１５）は発光素子に発光ダイオードを使用したもの、及び受光素子にトランジスタを使用したものを用いている。フォトカプラに入力された電気信号により発光ダイオードが点灯し、これによる光信号をトランジスタで受光して電気信号へと変換し、電気信号（ＯＮ信号）を出力する。
The Zener diode (11) is designed so that the breakdown voltage is significantly lowered, and is used for the purpose of limiting the overvoltage and maintaining a constant voltage.
A so-called smoothing capacitor is used for the capacitor (12). In the smoothing capacitor, the capacitor is charged until the voltage exceeds a predetermined value, and conversely, when the voltage falls below the predetermined value, the capacitor is discharged. Thereby, the voltage can be smoothed.
A so-called rectifying diode is used for the diode (13). Thereby, an alternating current is converted into a direct current.
The variable resistor (14) is an electronic component used for the purpose of obtaining a predetermined electric resistance value. Generally, the variable resistor (14) is used when the current is limited or when the voltage is divided, but the current sensor (1) according to the present embodiment. Then, it is used for adjusting so that ON output is performed when a predetermined overcurrent passes.
By adjusting the volume of the variable resistor, the value (threshold value) of the detected current can be set or changed. What kind of threshold value the variable resistor is used is arbitrary, but when used for the purpose of detecting a general overcurrent or surge, the range is from 5 amperes to 50 amperes (for example, 5 amperes, 10 amperes, It is preferable to use a variable resistor whose value can be set at 20 amps and 50 amps).
As the photocoupler (15), a light-emitting element using a light-emitting diode and a light-receiving element using a transistor are used. The light emitting diode is turned on by the electric signal input to the photocoupler, the optical signal thereby received is received by the transistor, converted into an electric signal, and an electric signal (ON signal) is output.
また、図２に示すように、ケース（２）内において、電流トランスのコア（４２）とサージ変換回路（４）との間には絶縁シート（４１）を挟んでいる。これはコアと回路基板との間の絶縁を保つためである。電流センサーを設置しようとする電線が裸線の場合などに顕著となるが、電流トランスのコアと回路基板との間で通電が起きると、サージ変換回路（４）において電流が安定せず、サージ電流のＯＮ／ＯＦＦ信号への変換が正常に行われない。そのため、コアと回路基板との間に絶縁シートを挟み、絶縁を保っているのである。
なお、フォトカプラ（１５）も絶縁体で覆われているため、フォトカプラ単体でも絶縁機能が働いており、二重に絶縁する仕組みを導入している。
As shown in FIG. 2, in the case (2), an insulating sheet (41) is sandwiched between the core (42) of the current transformer and the surge conversion circuit (4). This is to maintain insulation between the core and the circuit board. This is noticeable when the electric wire to which the current sensor is to be installed is a bare wire, etc., but if current is applied between the core of the current transformer and the circuit board, the current will not stabilize in the surge converter circuit (4) and surge will occur. Conversion of current to ON / OFF signal is not performed normally. For this reason, an insulation sheet is sandwiched between the core and the circuit board to maintain insulation.
Since the photocoupler (15) is also covered with an insulator, the photocoupler alone has an insulating function, and a double insulation mechanism is introduced.
次に、図２及び図３を用いて、実際に本実施例に係る電流センサー（１）による過電流検出プロセスを説明する。図２では、被保護機器（１７）を保護するために、被保護機器への電源ライン（１８）に避雷器（１６）を設置しており、避雷器からアース極（１９）へ通じるアース線（２０）に電流センサー（１）を設置している。
また、電源ラインに雷サージによる過電流が流れた事例を想定している。
Next, an overcurrent detection process by the current sensor (1) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, in order to protect the protected device (17), the lightning arrester (16) is installed in the power supply line (18) to the protected device, and the ground wire (20 ) Has a current sensor (1).
In addition, a case is assumed in which an overcurrent caused by a lightning surge flows through the power line.
図２に示すように、電源ライン（１８）に雷サージが流れると、避雷器（１６）により雷サージの流れがバイパスされ、アース極（１９）へと誘導される。
電流センサー（１）では検出コイル（３４）が雷サージを検出し、信号用の小電流へと変換する。そしてツェナーダイオード（１１）により過電圧を制限する。この段階では図３に示すとおり、サージ電流波形はプラス側とマイナス側に振幅している。
次にダイオード（１３）により交流電流を直流電流へと変換し、コンデンサ（１２）により電圧の平滑化を行う。これによりサージ電流波形はプラス側にほぼ横ばいとなる。
そして可変抵抗器（１４）により所定の雷サージ電流が通過したときに、ＯＮとなる信号を出力するように調整がなされる。この信号はフォトカプラ（１５）を通して、最終的にＯＮ信号として電流センサー（１）の出力端子（２１ａ、２１ｂ）から出力される。
As shown in FIG. 2, when a lightning surge flows through the power supply line (18), the lightning surge flow is bypassed by the lightning arrester (16) and guided to the ground electrode (19).
In the current sensor (1), the detection coil (34) detects a lightning surge and converts it into a small signal current. The overvoltage is limited by the Zener diode (11). At this stage, as shown in FIG. 3, the surge current waveform has amplitudes on the plus side and the minus side.
Next, an alternating current is converted into a direct current by the diode (13), and the voltage is smoothed by the capacitor (12). As a result, the surge current waveform is almost flat on the plus side.
The variable resistor (14) is adjusted to output a signal that turns on when a predetermined lightning surge current passes. This signal is finally output as an ON signal from the output terminals (21a, 21b) of the current sensor (1) through the photocoupler (15).
本実施例では図１に示すように、電流センサー（１）の出力先には、コネクタ（２２）を介して計数機器（５）の入力端子に接続されている。計数機器側では、入力端子から入力されるＯＮ信号を受信する度にカウンタの値を１ずつ増加させて表示することで、雷サージ電流の発生回数を確認することが可能となる。
また、雷サージ電流の発生回数を確認することで、避雷器に流れた雷サージの回数を知ることができる。これにより、避雷器が受けた損傷（ダメージ）を把握でき、避雷器の寿命の判断が可能となる。また、回線を確かに保護できていることが確認できる。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the output destination of the current sensor (1) is connected to the input terminal of the counting device (5) via the connector (22). On the counting device side, each time an ON signal input from the input terminal is received, the counter value is incremented by 1 and displayed, whereby the number of occurrences of lightning surge current can be confirmed.
Also, by confirming the number of occurrences of lightning surge current, it is possible to know the number of lightning surges that have flowed through the lightning arrester. Thereby, the damage (damage) received by the lightning arrester can be grasped, and the lifespan of the lightning arrester can be determined. In addition, it can be confirmed that the line is surely protected.
さらに、例えば図２のように避雷器（１６）を通して被保護機器（１７）を設置しており、何らかの理由で被保護機器が故障したとする。この場合、例えば物損による保険請求のため、被保護機器の故障原因を証明することが必要になることがある。
ここで、本願発明に係る電流センサー（１）を介して、センサーが反応した日時を記録できる計数機器（５）やロガーなどを作動させていれば、被保護機器が故障したおおよその日時に、電流センサーに過電流が流れたかどうか計数機器やロガーを通して調べることができる。もし被保護機器が故障した日時に計数機器やロガーが過電流を検知していれば、被保護機器の故障原因が雷サージなどの過電流によるものであることが容易に証明できる。
Furthermore, for example, it is assumed that the protected device (17) is installed through the lightning arrester (16) as shown in FIG. 2, and the protected device has failed for some reason. In this case, it may be necessary to prove the cause of failure of the protected device, for example, for insurance claims due to property damage.
Here, if the counting device (5) or the logger that can record the date and time when the sensor has reacted is activated via the current sensor (1) according to the present invention, the approximate date and time when the protected device has failed, It is possible to check whether an overcurrent has passed through the current sensor through a counting device or logger. If the counting device or logger detects an overcurrent at the date and time when the protected device fails, it can be easily proved that the cause of the failure of the protected device is an overcurrent such as a lightning surge.
以下、本発明に係る電流センサーの好ましい第２の実施形態について、図５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。図５（ａ）は電流センサーに汎用カウンタを接続した使用態様を示す参考図、図５（ｂ）は電流センサーに３段搭載型カウンタユニットを接続した使用態様を示す参考図、図５（ｃ）は電流センサーに多チャンネルカウンタ（８ｃｈカウンタ）を接続した使用態様を示す参考図、図５（ｄ）は電流センサーにテレメータを接続した使用態様を示す参考図、図５（ｅ）は電流センサーにロガーを接続した使用態様を示す参考図である。 Hereinafter, a second preferred embodiment of the current sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5A is a reference diagram showing a usage mode in which a general-purpose counter is connected to the current sensor, FIG. 5B is a reference diagram showing a usage mode in which a three-stage mounting type counter unit is connected to the current sensor, and FIG. ) Is a reference diagram showing a usage mode in which a multi-channel counter (8ch counter) is connected to the current sensor, FIG. 5 (d) is a reference diagram showing a usage mode in which a telemeter is connected to the current sensor, and FIG. 5 (e) is a current sensor. It is a reference figure which shows the use aspect which connected the logger to.
本実施例で用いる電流センサーは、実施例１で説明した電流センサーと同じものである。本願発明に係る電流センサーは、雷サージなどによる過電流を検出・変換し、最終的にＯＮ信号として出力することができる。実施例１では計数機器に接続した例を説明したが、その他、過電流を検出・変換する機構を省略した種々の機器に接続することができる。本実施例ではそのいくつかの例を図面を参照しながら示す。 The current sensor used in the present embodiment is the same as the current sensor described in the first embodiment. The current sensor according to the present invention can detect and convert an overcurrent caused by a lightning surge or the like, and can finally output it as an ON signal. In the first embodiment, the example in which the counter device is connected has been described. However, it is possible to connect to various devices in which the mechanism for detecting and converting the overcurrent is omitted. In this embodiment, some examples will be described with reference to the drawings.
図５（ａ）は電流センサー（１）の信号出力先に汎用カウンタ（３１）を接続した使用態様を示している。実施例１では計数機器を接続した例を示したが、計数機器以外にも、過電流や異常電流をカウントする種々のカウンタを接続することができる。
これにより、監視対象の回路や電線に過電流又は異常電流が流れた回数をカウンタに表示させ、目視で確認することができる。
FIG. 5A shows a usage mode in which a general-purpose counter (31) is connected to the signal output destination of the current sensor (1). In the first embodiment, an example in which a counting device is connected is shown. However, various counters that count overcurrent and abnormal current can be connected in addition to the counting device.
Thereby, the frequency | count that overcurrent or abnormal current flowed to the circuit or electric wire to be monitored can be displayed on the counter and visually confirmed.
図５（ｂ）は電流センサー（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）の信号出力先に３段搭載型カウンタユニットを接続した使用態様を示している。ここでは電流センサーを監視対象のアース線（２０）に３個取り付けており、それぞれの出力端子に汎用カウンタ（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）を取り付けている。
電流センサーはそれぞれ、出力信号を発生させる検出電流の閾値を異なるものとしている。具体的には、電流センサーＡ（３２ａ）は２０アンペア以上の電流を検出した際に、ＯＮ信号を出力し、電流センサーＢ（３２ｂ）は１０アンペア以上の電流を検出した際に、ＯＮ信号を出力し、電流センサーＣ（３２ｃ）は５アンペア以上の電流を検出した際に、ＯＮ信号を出力する。
FIG. 5B shows a usage mode in which a three-stage mounted counter unit is connected to the signal output destination of the current sensor (32a, 32b, 32c). Here, three current sensors are attached to the ground wire (20) to be monitored, and general-purpose counters (33a, 33b, 33c) are attached to the respective output terminals.
The current sensors have different detection current thresholds for generating output signals. Specifically, the current sensor A (32a) outputs an ON signal when a current of 20 amperes or more is detected, and the current sensor B (32b) outputs an ON signal when a current of 10 amperes or more is detected. The current sensor C (32c) outputs an ON signal when it detects a current of 5 amperes or more.
これに対応して、カウンタ側では、電流センサーＡに接続されるカウンタＡ（３３ａ）ではアース線に２０アンペア以上の電流が流れた場合にカウントを行い、電流センサーＢに接続されるカウンタＢ（３３ｂ）ではアース線に１０アンペア以上の電流が流れた場合にカウントを行い、電流センサーＣに接続されるカウンタＣ（３３ｃ）ではアース線に５アンペア以上の電流が流れた場合にカウントを行う。 Correspondingly, on the counter side, the counter A (33a) connected to the current sensor A counts when a current of 20 amperes or more flows through the ground wire, and the counter B (connected to the current sensor B ( In 33b), counting is performed when a current of 10 amperes or more flows in the ground wire, and in a counter C (33c) connected to the current sensor C, counting is performed when a current of 5 amperes or more flows in the ground wire.
以上の仕組みにより、監視対象のアース線（２０）に、何アンペアの電流が何回流れたのか、電流の大きさごとにその回数を確認することが可能となる。 With the above mechanism, it is possible to confirm how many amperes of current have flowed through the ground wire (20) to be monitored, and the number of times for each magnitude of current.
図５（ｃ）は電流センサー（１）の信号出力先に多チャンネルカウンタ（３５）（本実施例では８チャンネルカウンタ）を接続した使用態様を示している。
建物や電気工作物によっては、電源、電話回線、ＬＡＮ回線など複数の回線に避雷器などのサージ防護デバイスを取り付けることがある。このような場合、各避雷器から延伸されるアース線（２０）に本願発明に係る電流センサーを取り付け、さらに各電流センサーの出力信号を多チャンネルカウンタに入力させることで、過電流が流れた回線を把握することが可能となる。
例えば、電源、電話回線、ＬＡＮ回線に避雷器を取り付け、それぞれのアース線に電流センサーを設置する。そして各電流センサーの信号出力先を多チャンネルカウンタにする。この場合、電源に取り付けた避雷器に過電流が流れると、その避雷器のアース線に設置した電流センサーが過電流を検出し、多チャンネルカウンタに対してＯＮ信号を送信する。多チャンネルカウンタ側ではこのＯＮ信号を受信して、該電流センサーに対応したカウンタを増加させる。これにより、電源に取り付けた避雷器に過電流が流れたことが分かり、電源回路に過電流が流れたことが分かる。
FIG. 5C shows a usage mode in which a multi-channel counter (35) (8-channel counter in this embodiment) is connected to the signal output destination of the current sensor (1).
Depending on the building or electric work, a surge protection device such as a lightning arrester may be attached to a plurality of lines such as a power source, a telephone line, and a LAN line. In such a case, by attaching the current sensor according to the present invention to the ground wire (20) extended from each lightning arrester, and further inputting the output signal of each current sensor into the multi-channel counter, It becomes possible to grasp.
For example, a lightning arrester is attached to a power source, a telephone line, and a LAN line, and a current sensor is installed on each ground line. Then, the signal output destination of each current sensor is a multi-channel counter. In this case, when an overcurrent flows through a lightning arrester attached to a power source, a current sensor installed on the grounding wire of the lightning arrester detects the overcurrent and transmits an ON signal to the multichannel counter. The multi-channel counter side receives this ON signal and increases the counter corresponding to the current sensor. As a result, it can be seen that an overcurrent has flowed through the lightning arrester attached to the power supply, and an overcurrent has flowed through the power supply circuit.
図５（ｄ）は電流センサー（１）の信号出力先にテレメータ（３６）を接続した使用態様を示している。テレメータは一般に遠隔地の電気回路あるいは機械器具等の状況を監視又は記録等をするために用いられる機器である。
無人施設の保護対象回路などに電流センサー（１）を設置し、電流センサーの信号出力先にテレメータを接続しておくことで、回路に過電流が流れた場合に電流センサーが過電流を検出し、テレメータにＯＮ信号を送信する。
その後、テレメータはモデム（３７）を介して電話回線（３８）等により外部の有人監視室などに異常を知らせる。これにより有人監視室において、無人施設の所定回路に過電流が流れたことを把握することができる。その後、無人施設の回路を遮断するなど種々の保護措置をとればよい。
FIG.5 (d) has shown the usage condition which connected the telemeter (36) to the signal output destination of the current sensor (1). A telemeter is a device that is generally used for monitoring or recording the status of a remote electrical circuit or machine.
By installing a current sensor (1) in the protection target circuit of an unmanned facility and connecting a telemeter to the signal output destination of the current sensor, the current sensor detects the overcurrent when an overcurrent flows through the circuit. The ON signal is transmitted to the telemeter.
Thereafter, the telemeter informs an external manned monitoring room or the like via a telephone line (38) or the like via a modem (37). Thereby, in the manned monitoring room, it can be grasped that an overcurrent has flowed through a predetermined circuit of the unmanned facility. Thereafter, various protective measures such as shutting off the circuit of the unmanned facility may be taken.
図５（ｅ）は電流センサー（１）の信号出力先にロガー（３９）を接続した使用態様を示している。一般にロガーにはイベント記録表示機能が備わっており、所定の形式で電流センサーに生じたイベントを記録することができる。
例えば、電流センサーから送信されたＯＮ信号をロガーが受信した場合、信号を受信した日時を記録することが考えられる。このようにすると、監視回路に過電流が生じた回数だけでなく、過電流が生じ、それを電流センサーが感知した日時まで記録として残すことができる。
もし機器が故障した場合、機器が故障した日時と、ロガーに記録された、回路に過電流が流れた日時とを比較することで、機器の故障が過電流によるものなのかそうでないのか、原因の特定に役立てることが可能となる。
FIG.5 (e) has shown the use aspect which connected the logger (39) to the signal output destination of the current sensor (1). In general, a logger has an event record display function, and can record an event generated in a current sensor in a predetermined format.
For example, when a logger receives an ON signal transmitted from a current sensor, it may be possible to record the date and time when the signal was received. In this way, not only the number of times the overcurrent has occurred in the monitoring circuit, but also an overcurrent can be recorded as a record until the date and time when the current sensor senses it.
If a device breaks down, compare the date and time when the device broke down with the date and time that the overcurrent flowed in the circuit recorded in the logger, and whether the device was due to overcurrent or not Can be used to identify
なお、上記各実施形態の記述は本発明をこれに限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更等が可能である。 Note that the descriptions of the above embodiments do not limit the present invention, and various design changes and the like can be made without departing from the gist of the present invention.
１ 電流センサー
２ ケース
３ 電流トランス
４ サージ変換回路
５ 計数機器
６ 避雷器
７ 蓋部
８ 中空部
１１ ツェナーダイオード
１２ コンデンサ
１３ ダイオード
１４ 可変抵抗器
１５ フォトカプラ
１６ 避雷器
１７ 被保護機器
１８ 電源ライン
１９ アース極
２０ アース線
２１（ａ）（ｂ） 出力端子
２２ コネクタ
３１ 汎用カウンタ
３２（ａ）電流センサーＡ
３２（ｂ）電流センサーＢ
３２（ｃ）電流センサーＣ
３３（ａ）カウンタＡ
３３（ｂ）カウンタＢ
３３（ｃ）カウンタＣ
３４ 検出コイル
３５ 多チャンネルカウンタ
３６ テレメータ
３７ モデム
３８ 電話回線
３９ ロガー
４０ サージ計数機器
４１ 絶縁シート
４２ 電流トランスのコア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current sensor 2 Case 3 Current transformer 4 Surge conversion circuit 5 Counting device 6 Lightning arrester 7 Cover part 8 Hollow part 11 Zener diode 12 Capacitor 13 Diode 14 Variable resistor 15 Photocoupler 16 Lightning arrester 17 Device to be protected 18 Power line 19 Earth pole 20 Ground wire 21 (a) (b) Output terminal 22 Connector 31 General-purpose counter 32 (a) Current sensor A
32 (b) Current sensor B
32 (c) Current sensor C
33 (a) Counter A
33 (b) Counter B
33 (c) Counter C
34 Detection coil 35 Multi-channel counter 36 Telemeter 37 Modem 38 Telephone line 39 Logger 40 Surge counting device 41 Insulation sheet 42 Current transformer core
Claims (5)
ツェナーダイオードにより過電圧を制限する手段と、
整流用ダイオードにより交流電流を直流電流へと変換する手段と、
コンデンサにより電圧を平滑化する手段と、
可変抵抗器によりＯＮ信号を出力する電流の閾値を設定する手段と、
フォトカプラにより電流を電気信号に変換し出力する手段とを備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の電流センサー。 Furthermore, the small current converted by the current transformer
Means for limiting overvoltage with a Zener diode;
Means for converting alternating current into direct current by a rectifying diode;
Means for smoothing the voltage with a capacitor;
Means for setting a current threshold value for outputting an ON signal by a variable resistor;
The current sensor according to claim 1, further comprising means for converting a current into an electric signal by a photocoupler and outputting the electric signal.
5. The device according to claim 1, wherein one or a plurality of devices selected from a general-purpose counter, a multistage counter unit, a multichannel counter, a telemeter, and a logger are connected to the output destination. Current sensor.
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