ロゴスキーベースのコイルは、スマートグリッドに高性能と高精度を提供

電化は産業と市場を急速に変化させていますが、信頼できる電力供給に対する需要の高まりは、電化をよりスマートな方法で実施する必要があることを示しています。スマートグリッドとスマートメータは、需要と供給のバランスを取る上で重要な要素であり、非強磁性電流センスコイルは成長市場向けのアプリケーション設計に多くの利点をもたらします。

データセンターの成長は電力需要の大きな要因です。データセンターは、現在の4%に対し、2030年には米国の年間電力消費量の9%以上を消費すると予測されています¹。AIは、電化輸送の増加、政府補助による電気冷暖房へのシフト、持続的な経済成長とともに、データセンターの成長を加速させています。

需要を満たすためには、新しい発電所や代替エネルギー源への投資が不可欠ですが、それだけでは従来のエネルギーグリッドが抱えるボトルネックや混乱を解決することはできません。エッジコンピューティングの概念と同様に、スマートグリッドは集中型モデルから高度に分散したネットワークへと移行します。スマートグリッドでは、エネルギーは全方位に流れ、断続的なエネルギー源にリアルタイムで対応します。

正確な電流センシングは、故障検出やエネルギー使用の監視だけでなく、断続的な電源の管理にも不可欠です。また、負荷のバランスを調整し、顧客にピーク時以外の時間での使用を促すデマンドレスポンスプログラムなど、グリッドのエネルギー管理をより効率的に行うことも可能になります。さらに、スマートメータを使用することで、エンドポイントでの正確な測定が可能になります。これにより、より正確な課金が可能になるだけでなく、消費者のエネルギー消費量の管理にも役立ちます。

スマートエネルギーにおけるロゴスキーコイルの役割

スマートグリッドやスマートメータの用途では、電流を測定する方法は複数ありますが、それぞれに長所と短所があります。

たとえば、シャント抵抗器は精度が高く費用対効果も優れていますが、絶縁が必要で温度変化に敏感です。また、電流トランスは高電圧の1次回路からの絶縁が必要ですが、かさばり、周波数に制限があります。

ホール効果センサは非接触測定が可能で、サイズも小さく、ACおよびDCの測定に適しています。しかし、一般的にコストは高く、シャント抵抗器よりも精度が劣ります。

ロゴスキーコイルもまた、直接電気的接触を必要とせずに電流を測定し、ホール効果センサよりも高い精度を実現します。ロゴスキーコイルはコアにプラスチックを使用することが多く、プラスチックは強磁性コアよりも柔軟で軽量です。高電流用途において優れた性能を発揮し、柔軟な設計、広い周波数範囲、電流トランスよりも低いコストを実現します。

非強磁性コアを使用するロゴスキーコイルは、磁気飽和による誤差を低減し、より広い範囲の電流測定に対応できます。導体の周囲に簡単に設置できるため、スペースに制約のある用途に適しており、レトロフィットにも理想的です。

高精度、高周波数オプション

Yageoの子会社であるPulse Electronicsは、スマートグリッドおよびスマートメータリングアプリケーションに最適なロゴスキーベースのAC電流センスコイルRCシリーズを提供しています。

RCシリーズのコイルは、厳しい条件下での使用を想定して設計されており、幅広い電流に対応します。強磁性コアを使用していないため、渦電流やヒステリシスループ、あるいは磁界と磁束密度の間の典型的な非線形関係によるエネルギー損失が発生しません。また、高帯域周波数でも優れた性能を発揮します。

RCシリーズには3つのサイズがあり、それぞれに3つの感度レベル、シールドおよび非シールドのオプションがあります。

RC01デバイス（図1）はコンパクトで軽量（約7グラム）であり、スペースや重量に制限のある用途に適しています。100MV/KA、200MV/KA、300MV/KAのバージョンがあります。

図1：コンパクトなRC01ロゴスキー技術電流センスコイルは、スペースや重量に制限のある用途向けに設計されています。（画像提供：Pulse Electronics）

RC03コイル（図2）は、幅広い産業用アプリケーションで使用できるよう、サイズと性能のバランスが考慮されています。重量は約23グラムで、200MV/KA、400MV/KA、600MV/KAのバージョンがあります。

図2：サイズと性能のバランスを考慮したRC03コイルは、幅広い産業用アプリケーションの電流センシング要件を満たすことを目的としています。（画像提供：Pulse Electronics）

重量約48グラムのRC05デバイス（図3）は、堅牢性がさらに高められ、耐久性が向上しています。150MV/KA、300MV/KA、450MV/KAのバージョンがあります。

図3：頑丈で耐久性に優れたRC05コイルは、要求の厳しい環境や用途向けに設計されています。（画像提供：Pulse Electronics）

まとめ

エネルギー需要の増大は、スマートグリッドやスマートメータリングアプリケーションの需要を今後も牽引し続けるでしょう。Pulse ElectronicsのロゴスキーベースのRCシリーズ AC電流センスコイルは、多様で要求の厳しい環境において最適な性能と信頼性を提供します。この製品は、さまざまなアプリケーションに対応する多様なサイズと感度オプションを備えています。

[1] Powering Intelligence: Analyzing Artificial Intelligence and Data Center Energy Consumption, May 24, 2024.EPRI.