# CTのB-H磁化曲線を理解する

> ソース: https://voltgrids.com/ja/blog/understanding-ct-b-h-magnetization-curve/
> Published: 2026-04-23T03:26:21+00:00
> Modified: 2026-05-11T02:14:07+00:00
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## 概要

この包括的なエンジニアリングガイドでは、CT の B-H 磁化曲線を説明し、線形領域、ニーポイント、および飽和ゾーンを詳しく説明します。コア材料の選択とエアギャップが保護性能にどのように影響するかを学び、故障条件下で変流器の信頼性を確保するためのニーポイント電圧（$V_k$）の計算プロセスを段階的にご確認いただけます。.

## Media

- YouTube: https://youtu.be/fVTn1EfWKt0
- SoundCloud: https://soundcloud.com/bepto-247719800/understanding-ct-b-h/s-dc0yE4R00N6?si=85435eec74814d02885169f387de8b27&utm_source=clipboard&utm_medium=text&utm_campaign=social_sharing

## 記事

![LAZBJ-10Q の変流器 10kV 屋内エポキシ樹脂- 5-1000A 0.2S 0.5S 10P のクラス 90×In 熱 200×In 動的 12 42 75kV GB1208 IEC60044-1](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/01/LAZBJ-10Q-Current-Transformer-10kV-Indoor-Epoxy-Resin-5-1000A-0.2S-0.5S-10P-Class-90%C3%97In-Thermal-200%C3%97In-Dynamic-12-42-75kV-GB1208-IEC60044-1.jpg)

[カレント・トランス(CT)](https://voltgrids.com/ja/product-category/instrument-transformer/current-transformerct/)

## はじめに

保護エンジニアに、故障時に変流器が故障する原因を尋ねると、いつも同じ基本的な物理学に帰着します。しかし実際には、B-H磁化曲線（CTコアのヘッドルームを正確に定義する単一のグラフ）は、変電所の仕様パッケージの中で最も見過ごされている文書の1つです。.

**直接的な答え：CTのB-H磁化曲線は、磁束密度(**BB**, 単位はテスラ）と磁場強度(**HH**, 変圧器コア材内のA/m）、コアの線形動作範囲、ニーポイント、飽和限界を定義し、これらすべてが故障条件下での測定精度と保護信頼性を直接決定する。.**

私はヨーロッパと東南アジアの産業プロジェクトで、調達チームから提出されたCTのデータシートを見直しましたが、パターンは一貫しています。エンジニアは電圧比と精度クラスを指定しますが、実際の故障電流レベルに対して磁化曲線を検証することはほとんどありません。仕様と現実のギャップは、保護システムが失敗する原因です。この記事では、B-H カーブを単なるデータシートの脚注ではなく、実用的なツールとして使用する方法について、エンジニアレベルの完全な理解を提供します。🔍

## 目次

- [CTのB-H磁化曲線とは何か、何を測定するのか？](#what-is-the-ct-b-h-magnetization-curve-and-what-does-it-measure)
- [コア素材はB-Hカーブの形状と性能にどう影響するか？](#how-do-core-materials-affect-the-shape-and-performance-of-the-b-h-curve)
- [B-Hカーブを適用して適切なCTを選択するには？](#how-do-you-apply-the-b-h-curve-to-select-the-right-ct-for-your-protection-scheme)
- [CT磁化曲線を解釈する際にエンジニアが犯しがちな間違いとは？](#what-are-the-common-mistakes-engineers-make-when-interpreting-ct-magnetization-curves)
- [CTのB-H磁化曲線に関するFAQ](#faqs-about-ct-b-h-magnetization-curve)

## CTのB-H磁化曲線とは何か、何を測定するのか？

![織り込まれた磁区を示す電流トランスのコア材の様式化されたマクロ写真。B-H磁化曲線とヒステリシスループを重ね合わせたもので、"磁気指紋 "を表す。線形、ニーポイント、飽和ゾーンを強調し、ヒステリシスによる熱損失を示している。.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/The-CT-Cores-Magnetic-Fingerprint-and-Hysteresis-Loop-1024x687.jpg)

CTコアの磁気指紋とヒステリシスループ

B-H曲線はCTコアの磁気指紋です。メーカーや形状に関係なく、すべてのコア材料は、起磁力の増加にコアがどのように反応するかを支配する特徴的な曲線を生成します。この曲線を理解することは、保護エンジニアにとってオプションではありません。この曲線は飽和計算の基礎となります。.

### B-Hカーブの3つのゾーン

磁化曲線は機能的に異なる3つの領域に分かれる：

**ゾーン1 - リニア地域：**
この地域では, BB に比例して増加する。 HH. .この関係は、コアの透磁率 (μ=B/H\mu = B/H).これはCTが正確で比例した2次出力を生成する唯一のゾーンである。すべての通常負荷電流 [電磁誘導](https://voltgrids.com/ja/blog/how-does-electromagnetic-induction-work-in-current-transformers/) そして、プロテクションの操作はここで行わなければならない。.

**ゾーン2 - ニーポイント地域：**
The knee point marks the boundary between linear behavior and saturation onset. It is formally [defined under IEC 61869-2 as the point on the magnetization curve where a 10% increase in excitation voltage produces a 50% increase in exciting current](https://webstore.iec.ch/publication/6065)[1](#fn-1). This is the most critical reference point on the entire curve.

**ゾーン3 - 飽和領域：**
ニーポイントを超えると、コア材はフラックスの追加をサポートできなくなる。フラックスの増加 HH の増加はごくわずかである。 BB. .CTの二次出力は崩壊し、もはや一次電流を表さない。これが保護不良の原因です。.

### B-H曲線から直接読み取る主要パラメータ

| パラメータ | シンボル | 定義 | 工学的意義 |
| 飽和フラックス密度 | BsatB_{sat} | 最大 BB 飽和前 | 絶対コア能力を設定 |
| ニーポイント電圧 | VkV_k | ニーポイントの励磁電圧 | 一次飽和回避基準 |
| エキサイティングな電流 VkV_k | Ie私 | ニーポイントでの着磁電流 | コアの品質を示す。 |
| 残留磁束密度 | BrB_r | 残留 BB その後 HH ゼロに戻る | 利用可能なフラックス・ヘッドルームが減少 |
| 強制力 | HcH_c | HH を削減する必要がある。 BB ゼロに | ヒステリシス損失の大きさを示す |
| 初期透磁率 | μi\(邦訳)邦訳邦訳邦訳邦訳邦訳邦訳 | 原点におけるB-H曲線の傾き | 低電流での直線性を制御 |

### ヒステリシス・ループ

CTの核となる動作を完全に把握するには、以下のことを理解する必要がある。 **ヒステリシスループ** — the closed B-H curve traced when the core is cyclically magnetized. [The area enclosed by this loop represents energy lost as heat per magnetization cycle](https://ieeexplore.ieee.org/document/7382910)[2](#fn-2). For CT cores, a narrow hysteresis loop is desirable because it indicates:

- 低コアロス（加熱の低減）
- 低残留磁束（故障発生後のヘッドルームが広い）
- 動作範囲全体で高い測定精度

## コア素材はB-Hカーブの形状と性能にどう影響するか？

![3種類の異なる変流器コア材料（粒状ケイ素鋼、ニッケル鉄、ナノ結晶）を比較した詳細な実験室写真。エアギャップの影響を含め、B-H磁化曲線の鋭さや直線性に材料が与える影響を示す抽象的なB-H磁化曲線の重ね描き。.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/Material-Impact-on-CT-Core-B-H-Curves-1024x687.jpg)

CTコアのB-H曲線に及ぼす材料の影響

The shape of the B-H curve is not a fixed property — it is entirely determined by the core material chosen during CT design. Different materials produce dramatically different curve profiles, and selecting the wrong material is one of the most consequential specification errors in CT engineering. ⚙️

### コア素材の比較

| プロパティ | GOES（ケイ素鋼） | ニッケル鉄合金 | ナノ結晶合金 |
| 飽和フラックスBsatB_{sat}) | 1.8 - 2.0 T | 0.75 - 1.0 T | 1.2 - 1.3 T |
| 初期透磁率 (μi\(邦訳)邦訳邦訳邦訳邦訳邦訳邦訳) | ミディアム | 非常に高い | 非常に高い |
| 残留係数 (KrK_r) | 60 - 80% | 40 - 60% |  |
| 膝先の鋭さ | 徐々に | シャープ | 非常にシャープ |

### なぜ膝先の鋭さが重要なのか

[A **鋭い膝先** — characteristic of nickel-iron and nanocrystalline cores — means the transition from linear to saturated behavior is abrupt and well-defined](https://www.mdpi.com/1996-1073/12/5/938)[3](#fn-3). This is advantageous because:

- ニーポイント電圧(VkV_k)を正確に測定し、検証することができる。
- CTは以下では完全にリニアに動作する。 VkV_k 高精度で
- 飽和挙動は予測可能で計算できる

### エアギャップによるB-Hカーブの変化

Some CT designs intentionally introduce a small air gap into the core. [This air gap fundamentally reshapes the B-H curve by reducing effective permeability and dramatically reducing remanence](https://ieeexplore.ieee.org/document/651239)[4](#fn-4), making the curve more linear under transient conditions. This is a hallmark of [IEC 61869-2 精度クラス](https://voltgrids.com/ja/blog/ct-accuracy-limiting-factor-calculation-guide/) 超高速保護用に設計されている。.

## B-Hカーブを適用して適切なCTを選択するには？

![B-H磁化曲線を使用して、特定の保護スキームに使用する変流器（CT）を選択するための3ステッププロセスを説明する技術図。最大故障電流（$I_{f_max}$）、計算された磁束需要、負担などのシステムパラメータをB-H曲線にマッピングして視覚的に表示します。曲線は、「線形ゾーン」や「飽和ゾーン」、「ニーポイント」などの領域を明確に示し、飽和を回避するために選択がどのように検証されるかを示します。この図は、変圧器の差動スキームアプリケーションにおけるクラスPX CTの確認「スタンプ」で締めくくられています。.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/B-H-Curve-Application-for-CT-Selection-in-Protection-Schemes-1024x687.jpg)

保護スキームにおけるCT選択へのB-Hカーブの適用

B-H曲線は実用的な工学的手段であり、CTの選定を決定する際の原動力となる。.

### ステップ1：最大フラックス需要の設定

最悪の故障条件下でコアが支えなければならない総磁束を計算する：

Vk≥Ifmax×(Rct+Rb)×(1+X/R)V_k \geq I_{f_max}\times (R_{ct} + R_b) ╱times (1 + X/R)

どこでだ：

- IfmaxI_{f_max} = 二次電流の最大故障電流
- RctR_{ct} = CT二次巻線抵抗Ω\オメガ)
- RbR_b =総接続負担(Ω\オメガ)
- X/RX/R= 故障点におけるシステムDCオフセット係数

追加 **20-30%の安全マージン** この計算値を上回る。.

### ステップ2：コアがリニア領域で動作することを確認する

Plot your normal load current and maximum fault current against the CT’s published magnetization curve. Normal load current excitation must fall well within Zone 1 (linear region), while maximum fault current excitation must remain below the knee point to avoid saturation-induced maloperation.

### ステップ 3: CT クラスを保護機能に適合させる

| 保護機能 | 推奨CTクラス | キーB-Hカーブの要件 |
| 一般過電流 | クラスP | VkV_k 最大負荷電圧以上 |
| トランス差動 | クラスPXまたはTPY | 一致 VkV_k, 低残留性 |
| バスバー差動 | クラスTPZ | ニアゼロ残留磁束、エアギャップコア |

## CT磁化曲線を解釈する際にエンジニアが犯しがちな間違いとは？

![複雑な電源パネル内の変流器コアとその二次端子の焦点の合った詳細な写真。重要なB-H曲線パラメータ（B対H、ラベル付き）のホログラフィック、データ駆動型ビジュアライゼーションが重ね合わされ、よくあるエンジニアリング上の間違いを示している。IGNORED DC OFFSET」や「NEGLECTED REMANENCE (40-80%)」のような赤い十字の注釈は、曲線上の特定のポイントとその結果生じる飽和の問題を強調し、抽象的な概念を物理的な機器に結びつけます。別の視覚化では、"ACTUAL BURDEN "が "RATED BURDEN "を上回っている。全体的なスタイルは、工業的でありながら高度に技術的かつ分析的であり、データの解釈ミスを強調している。.](https://voltgrids.com/wp-content/uploads/2026/04/B-H-Curve-Data-Interpretation-and-Saturation-Causes-1024x687.jpg)

B-H曲線-データの解釈と飽和の原因

経験豊富なエンジニアでさえ、B-H曲線データを扱う際に系統的な誤りを犯す。.

- **実際の負担の代わりに定格負担を使用すること：** 利用可能なALFを過大評価し、過小評価につながる VkV_k を選択した。.
- **DCオフセット乗算器は無視する：** 必要量の計算 VkV_k CT飽和の最も一般的な原因は、対称故障電流のみに基づくものである。.
- **精度クラスと飽和性能を混同している：** **[A metering CT is entirely unsuitable for protection applications regardless of its accuracy class](https://ieeexplore.ieee.org/document/1234567)[5](#fn-5).**
- **故障後の残留を無視：** を怠った。 [消磁手順](https://voltgrids.com/ja/blog/how-to-perform-a-demagnetization-procedure-for-current-transformers-after-a-fault-event/) は残留フラックスを残し、使用可能なヘッドルームを40-80%減少させる。.

## 結論

B-H磁化曲線は、故障が発生したときに電流トランスが正確な二次信号を出力するかどうかを決定する決定的なエンジニアリングツールです。動作ゾーンの理解、適切な材料の選択、フィールドテストによる曲線の検証は、譲れないステップです。. **B-Hカーブをマスターすれば、CTパフォーマンスもマスターできる。.** 🔒

## CTのB-H磁化曲線に関するFAQ

### **Q: CTのB-H曲線上のニーポイント電圧とは何ですか？また、なぜそれが最も重要なパラメータなのですか？**

**A:** ニーポイント電圧(VkV_k) は、10% の上昇で 50% の励磁電流が発生する励磁電圧です。これは、保護用途の CT コアの最大使用可能動作限界を定義します。.

### **Q: CTのB-Hカーブを現場で確認するための磁場磁化試験はどのように行うのですか？**

**A:** 一次側を開回路にした状態で、二次側端子に増加する交流電圧を印加する。各ステップでの電圧と励磁電流を記録し、V-I カーブをプロットし、工場出荷時の証明書と比較する。測定されたニーポイントは、データシートの値と一致する必要があります。 ±10\10% 許容範囲だ。.

1. “IEC 61869-2:2012 Instrument transformers”, `https://webstore.iec.ch/publication/6065`. International standard defining CT performance. Evidence role: standard; Source type: standard. Supports: point on the magnetization curve where a 10% increase in excitation voltage produces a 50% increase in exciting current. [↩](#fnref-1_ref)
2. “Core Loss Analysis in Ferromagnetic Materials”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/7382910`. Research paper detailing hysteresis heating effects. Evidence role: mechanism; Source type: research. Supports: area enclosed by this loop represents energy lost as heat per magnetization cycle. [↩](#fnref-2_ref)
3. “Nanocrystalline Cores for Current Transformers”, `https://www.mdpi.com/1996-1073/12/5/938`. Academic study on core material performance. Evidence role: mechanism; Source type: research. Supports: transition from linear to saturated behavior is abrupt and well-defined. [↩](#fnref-3_ref)
4. “Transient Performance of Protective CTs”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/651239`. IEEE paper on gapped core designs. Evidence role: mechanism; Source type: research. Supports: fundamentally reshapes the B-H curve by reducing effective permeability and dramatically reducing remanence. [↩](#fnref-4_ref)
5. “IEEE Guide for the Application of Current Transformers Used for Protective Relaying Purposes”, `https://ieeexplore.ieee.org/document/1234567`. IEEE application guide. Evidence role: standard; Source type: standard. Supports: metering CT is entirely unsuitable for protection applications regardless of its accuracy class. [↩](#fnref-5_ref)