電子電流変換器の性能構造と試験
1 パフォーマンス上の利点
近年、電子電流変換器（ECT）は重要な業界のトレンドとして浮上してきました。国家規格ではこれらを2つのタイプに分類しています：アクティブ光学電流変換器（AOCTs、アクティブハイブリッド型）と光学電流変換器（OCTs、パッシブ光学型）。アクティブハイブリッド型のECTは低消費電力の電磁誘導型変換器とロゴスキコイルを主要なセンシング要素として使用しています（図1）。
ロゴスキコイルは飽和しないことや広いダイナミックレンジにより、伝統的なセンサーを凌駕し、電流伝送効率を向上させます。しかし、外部磁場や温度・湿度の変化に対する耐性が低く、手動または多層巻きによる誤差リスクがあります。電磁誘導型のECTの中でも低消費電力モデルは技術が成熟しており、安定した性能、高い感度、大量生産への適応性、および広範な電力システムでの採用が特徴です。
2 構造と動作原理
2.1 LPCT：構造と動作
LPCT（低消費電力の電磁誘導型ECT）はGB/T 20840.8-2007で定義されています。代表的な電磁誘導型変換器として、LPCTの性能と技術的成熟度は年々向上しており、幅広い応用が期待されます。
LPCTは二次負荷が低い場合や測定要件が緩やかな場合に電力システムにとって有益です。高透磁率材料（例えば鉄系ナノ結晶合金）を使用することで、小さなコアで正確な測定を実現します。
サンプリング抵抗Rs、電磁誘導型変換器、信号伝送ユニットから構成されるLPCTは以下の通り動作します：一次バス電流が二次電流に変換され、この二次電流がサンプリング抵抗によって一次電流に比例する電圧信号に変換されます。二重シールドされたツイストワイヤー伝送ユニットがこの信号を知能電子装置（IED）に送信し、伝送中に外部からの電磁干渉から保護します。
2.2 ロゴスキコイルの構造と動作原理
ロゴスキコイルは優れた直線性、広い周波数帯域、鉄芯の不要性、低コスト、軽量、簡単な設置・保守といった利点を持ち、他の交流電流測定方法を凌駕します。特に、ヒステリシスと飽和を避けるため、広範かつ正確な測定が可能です。
一般的には、柔らかい配線を非磁性骨格（図2参照）に密に巻いてコイルを形成します。アンペールの法則によれば、閉じた輪郭に沿った磁場強度Hの積分は内部に含まれる電流に等しくなります。しかし、実際には均一かつ正確な巻き方（一定の断面積を維持）は難しく、安定性に制限があります。
これを解決するため、システムのニーズに応じてコイルを最適化します。例えば、コンピュータ/ITツールを使用したPCBベースの設計により、配線の均一配置とデジタル断面処理が可能になります。2つのコイルを逆シリーズ巻きにすることで、電磁干渉を減らし、縦磁場を相殺することで電圧出力と精度を向上させることができます。
改良されたPCBロゴスキコイルは、伝統的な欠点（例えば、電磁干渉に対する耐性が低い、測定が不正確など）を克服します。シンプルな構造、科学的な設計、精密な製造により、電力システムの推進に理想的です。
3 サンプリング抵抗とロゴスキコイル内部抵抗の温度係数の試験
3.1 LPCTサンプリング抵抗の温度係数試験
実際には、材料特性やプロセスの不一致により抵抗値に偏差が生じ、測定精度に影響を与えます。また、抵抗は温度と共に変化し、電流変換器の比率誤差に大きな影響を与えます。
結論：PCBロゴスキコイルとLPCTサンプリング抵抗の値は温度によって変化し、電力システムに安全上のリスクをもたらします。したがって、PCBロゴスキコイルの温度影響を科学的に試験し、サンプリング抵抗を選別して、変換器が設計および運転安定性の要件を満たすことを確認することが必要です。
3.2 ロゴスキコイル抵抗のドリフトと比率誤差試験
オペレーターは温度環境をシミュレーションし、異なる温度条件下でPCBロゴスキコイルを動作させ、データの変化を記録し、温度の影響を分析し、設計を最適化して効率を改善します。
この試験はPCBロゴスキコイルの性能と電力システムへの適合性を評価します。恒温槽とLCRテスターを使用して：コイルを恒温槽に入れ、その後LCR/電子電流テストシステムを使用して抵抗のドリフトと比率誤差を測定し、制御された温度条件（例えば-50℃、250℃、450℃）で有効なデータを確保します。
試験後の分析：PCB内部抵抗は温度に対して敏感ですが、角度誤差や比率誤差への温度の影響は最小限であり、電力システムの保護を確保します。
4 結論
電流変換器は電力システムの保護と測定に不可欠です。その性能はシステムの安定性とユーザーへの電力供給に直接影響します。したがって、中国の電力産業の健全な成長を支援するために10kV電子電流変換器に関する研究を強化することが求められます。
