JP3483728B2 - Current limiter - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧・大電流の
電路に適用可能な限流遮断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiting circuit breaker applicable to a high voltage / large current circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電路に短絡や地絡事故が発生すると数十
ｋＡにも及ぶ事故電流が流れ、系統及び電力機器に大き
なダメージを与えてしまう。このような事故電流を瞬時
に検出し抑制する技術を限流技術と称し、これまで様々
な原理のものが開発されている。図５及び図６は、その
代表的従来技術である限流装置の構成と適用回路を示し
ている（特公昭５０−４８７６号公報）。図５の適用回
路において、Ｅは３相電源、Ｒ及びＸは短絡回路に設け
た抵抗とインダクタンス、Ｂは遮断器、ＲＧは限流素子
である。この従来技術では、限流素子ＲＧとしてニオブ
カーバイドからなるＰＴＣ（Positive Temperature Coe
fficient）抵抗体を用い、そのＰＴＣ特性を利用して事
故電流を限流するようになっている。ニオブカーバイド
は図６に示すように温度上昇に対応して固有抵抗が大き
く変化するＰＴＣ特性を有している。したがって、通常
の電流値では限流素子ＲＧの固有抵抗が小さいので発熱
量も小さく、限流素子ＲＧ温度は上昇せず低抵抗状態を
維持して回路に影響を与えない。しかし、回路に事故が
発生して過大な電流が流れると限流素子ＲＧの発熱が急
激に増大して素子温度が上昇する。その結果、限流素子
ＲＧの固有抵抗が増大して回路電流を減少させるように
作用する。このような限流作用によって事故電流が大幅
に抑制されることから、遮断器のコンパクト化と過大な
事故電流による系統へのダメージ低減が可能となる。2. Description of the Related Art When a short circuit or a ground fault occurs in an electric line, a fault current of several tens of kA flows, and the system and electric power equipment are seriously damaged. A technique for instantaneously detecting and suppressing such a fault current is called a current limiting technique, and various principles have been developed so far. FIG. 5 and FIG. 6 show a configuration and an application circuit of a current limiting device which is a typical prior art thereof (Japanese Patent Publication No. 50-4876). In the application circuit of FIG. 5, E is a three-phase power supply, R and X are resistors and inductances provided in the short circuit, B is a circuit breaker, and RG is a current limiting element. In this conventional technique, PTC (Positive Temperature Coe) made of niobium carbide is used as the current limiting element RG.
fficient) resistor and its PTC characteristic is used to limit the fault current. As shown in FIG. 6, niobium carbide has a PTC characteristic in which the specific resistance changes greatly in response to temperature rise. Therefore, at a normal current value, since the specific resistance of the current limiting element RG is small, the amount of heat generated is also small, the temperature of the current limiting element RG does not rise, and the low resistance state is maintained so that the circuit is not affected. However, when an accident occurs in the circuit and an excessive current flows, the heat generation of the current limiting element RG sharply increases and the element temperature rises. As a result, the specific resistance of the current limiting element RG increases and acts to reduce the circuit current. Since the fault current is greatly suppressed by such a current limiting action, it becomes possible to make the circuit breaker compact and reduce damage to the system due to excessive fault current.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
限流装置では限流素子と遮断器とを直列に構成すること
により、短絡電流のような急峻な立上がりをもつ過電流
に対して、第１波から限流できる優れた特徴を有する反
面、固有抵抗の変化幅が比較的小さいため、以下のよう
な解決すべき課題も残されている。限流素子に常時負
荷電流が流れることから、通電容量が制限される。即
ち、負荷電流に比例して限流素子温度が上昇するため、
回路や限流特性に影響を及ぼさない程度に限流素子の定
常温度（通電電流値）を抑制する必要がある。限流素
子に常時負荷電流が流れることから、定常通電電流によ
るジュール発熱（電力損失）が生じる。現状実用可能
な限流素子の常温下における固有抵抗変化幅は、約１：
１０が限度となる。したがって、従来のように限流素子
が電源と負荷間に直列に接続される構成では、適用回路
電圧が高くなるほど限流効果が減少することになる。即
ち、限流素子の限流時における必要抵抗値（Ｒm ）は、
Ｒm ＝Ｅ／Ｉm （Ω） …（１）
となる。ここに、Ｅ；回路電圧（Ｖ）、Ｉm ；限流電流
値（Ａ）である。無通電時における限流素子抵抗値（Ｒ
o ）は、（Ｒm ）の１／１０であるから、Ｒo ＝Ｒm ／
１０となる。したがって、限流素子の連続通電電流許容
値（Ｉ）は、As described above, in the conventional current limiting device, by configuring the current limiting element and the circuit breaker in series, it is possible to prevent an overcurrent having a steep rise such as a short circuit current. Although it has an excellent characteristic that the current can be limited from the first wave, the change width of the specific resistance is relatively small, and therefore the following problems to be solved are left. Since the load current always flows through the current limiting element, the current carrying capacity is limited. That is, since the temperature of the current limiting element rises in proportion to the load current,
It is necessary to suppress the steady temperature (current value) of the current limiting element to the extent that it does not affect the circuit or current limiting characteristics. Since the load current always flows through the current limiting element, Joule heat generation (power loss) occurs due to the steady energization current. At present, the range of change in resistivity of a current-limiting element that is practically practical is approximately 1:
10 is the limit. Therefore, in the conventional configuration in which the current limiting element is connected in series between the power source and the load, the current limiting effect decreases as the applied circuit voltage increases. That is, the required resistance value (Rm) of the current limiting element during current limiting is Rm = E / Im (Ω) (1). Here, E: circuit voltage (V), Im: current limiting current value (A). Current limiting element resistance value (R
Since o) is 1/10 of (Rm), Ro = Rm /
It becomes 10. Therefore, the continuous conduction current allowable value (I) of the current limiting element is
【数１】
Ｉ＝［α・θｔ／｛Ｒo （１＋β・θｔ）｝］1/2 （Ａ） …（２）
となる。ここに、α；限流素子の放熱係数（Ｗ／Ｋ）、
β；限流素子の抵抗温度係数、θｔ；限流素子の定常時
における許容温度上昇値（Ｋ）である。以上の結果から
わかるように、限流電流値（Ｉm ）を一定とした場合、
回路電圧（Ｅ）が高くなると限流素子の限流時抵抗値
（Ｒm ）もそれに応じて大きなものが必要となり、定常
時抵抗値（Ｒo ）が大きくなる。限流素子の放熱係数
（α）と定常時許容温度上昇値（θｔ）は、限流素子の
外形及び特性で決定されるが、これを一定とおけば前述
の限流素子定常時抵抗値（Ｒo ）が大きいほど、連続通
電電流許容値（Ｉ）は低くなる。逆に、限流素子の定常
時抵抗値を、通電電流値を優先して決定すれば、限流時
における限流素子抵抗値はその１０倍程度しか上昇しな
いから、回路電圧が高くなるに伴って必然的に限流電流
値が大きくなり、限流効果が減少することになる。## EQU1 ## I = [αθt / {Ro (1 + βθt)}] 1/2 (A) (2) Where α is the heat dissipation coefficient (W / K) of the current limiting element,
β: resistance temperature coefficient of current limiting element, θt: allowable temperature rise value (K) of the current limiting element in a steady state. As can be seen from the above results, when the current limiting current value (Im) is constant,
When the circuit voltage (E) increases, the current limiting resistance (Rm) of the current limiting element also needs to be correspondingly large, and the steady-state resistance (Ro) increases. The heat dissipation coefficient (α) and the allowable steady-state temperature rise value (θt) of the current limiting element are determined by the outer shape and characteristics of the current limiting element. The larger Ro is, the lower the continuous conduction current allowable value (I) is. On the contrary, if the steady-state resistance value of the current limiting element is determined by giving priority to the energizing current value, the resistance value of the current limiting element at the time of current limiting increases only about 10 times the value, so that as the circuit voltage increases. Inevitably, the current limiting current value increases and the current limiting effect decreases.
【０００４】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
大きな限流効果を得ることができ、また、限流素子によ
る定常損失を低減することができて、高電圧・大電流回
路に適用可能にするとともに装置をコンパクトで低コス
ト化することができる限流遮断装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above,
It is possible to obtain a large current limiting effect, reduce the steady loss due to the current limiting element, make it applicable to high-voltage / high-current circuits, and reduce the size and cost of the device. An object is to provide a flow cutoff device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、電源と負荷間に接続され事
故電流の立上がりを検出して当該事故電流が上昇する前
に限流し遮断する限流遮断装置であって、常時は閉入状
態に保持され事故電流の立上がり時に開極される第１の
スイッチを前記電源と負荷間に直列に接続し、常時は開
極状態に保持され前記第１のスイッチの開極と略同時に
投入制御される第２のスイッチと常時任意の電圧に充電
される所定静電容量のコンデンサとの直列接続回路を前
記第１のスイッチに並列に接続してなることを要旨とす
る。この構成により、例えば過電流検出器等により、事
故電流がその立上がりで高速に検出され、事故電流が所
定量以上に上昇する前に第１のスイッチが開極され、こ
れと略同時に第２のスイッチが投入される。第２のスイ
ッチが投入されると、第１のスイッチの回路に残留イン
ダクタンスとコンデンサの容量に応じた周波数の共振電
流が流れ、第１のスイッチを流れている事故電流に重畳
される。コンデンサからの共振電流周波数は、事故電流
周波数に対して非常に高いので、短時間のうちに第１の
スイッチには電流ゼロ点が生じ、事故電流が遮断され
る。その結果、事故電流はコンデンサ側に転流し、コン
デンサのインピーダンスによって所要値まで限流され
る。また、限流素子であるコンデンサは第２のスイッチ
と直列に接続された上で、第１のスイッチに並列に接続
されているので限流素子による定常損失は生じない。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is connected between a power source and a load and detects the rise of the fault current and limits the current before the fault current rises. A current limiting circuit breaker that shuts off the circuit. A first switch, which is normally kept in a closed state and is opened when a fault current rises, is connected in series between the power source and the load, and is normally kept in an open state. A series connection circuit of a second switch, which is controlled to be closed at substantially the same time as the opening of the first switch and a capacitor having a predetermined electrostatic capacity that is always charged to an arbitrary voltage, is connected in parallel to the first switch. What is done is the gist. With this configuration, for example, an overcurrent detector or the like detects a fault current at its rising edge at a high speed, and the first switch is opened before the fault current rises above a predetermined amount, and at the same time, the second switch is opened. The switch is turned on. When the second switch is turned on, a resonance current having a frequency corresponding to the residual inductance and the capacitance of the capacitor flows in the circuit of the first switch and is superimposed on the fault current flowing in the first switch. Since the resonance current frequency from the capacitor is very high with respect to the fault current frequency, the zero current occurs in the first switch in a short time, and the fault current is cut off. As a result, the fault current commutates to the capacitor side and is limited to the required value by the impedance of the capacitor. In addition, since the capacitor, which is a current limiting element, is connected in series with the second switch and in parallel with the first switch, a steady loss due to the current limiting element does not occur.
【０００６】請求項２記載の発明は、上記請求項１記載
の限流遮断装置において、前記第１のスイッチ及び前記
第２のスイッチを真空バルブとしてなることを要旨とす
る。この構成により、高電圧・大電流回路への適用が容
易となる。第１のスイッチを真空バルブとすることで、
スイッチが開極しても電流ゼロ点がくるまで回路電流に
変化が生じないが、上述のように第１のスイッチの開極
と略同時に第２のスイッチが投入され、第１のスイッチ
の回路に事故電流周波数に対して非常に周波数に高い共
振電流が流れて強制的に電流ゼロ点が作られるので短時
間のうちに第１のスイッチはオフとなる。その結果、第
１のスイッチ側の事故電流は遮断され、コンデンサ側に
転流して限流される。A second aspect of the present invention is characterized in that, in the current limiting interrupter according to the first aspect, the first switch and the second switch are vacuum valves. This configuration facilitates application to a high voltage / large current circuit. By making the first switch a vacuum valve,
Even if the switch is opened, the circuit current does not change until the current zero point arrives, but as described above, the second switch is turned on almost at the same time as the opening of the first switch, and the circuit of the first switch is closed. Since a resonance current having a frequency extremely high with respect to the fault current frequency flows and a current zero point is forcibly created, the first switch is turned off within a short time. As a result, the fault current on the first switch side is cut off and commutated to the capacitor side to limit the current.
【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項１記載
の限流遮断装置において、前記第１のスイッチを真空バ
ルブとし、前記第２のスイッチを気中スイッチとしてな
ることを要旨とする。この構成により、限流された電流
が流れる第２のスイッチは気中スイッチとしても、第１
のスイッチの開極と略同時に第２のスイッチは投入制御
されて、事故電流が過大になる前に限流することが可能
となる。A third aspect of the present invention is characterized in that, in the current limiting device according to the first aspect, the first switch is a vacuum valve and the second switch is an air switch. With this configuration, even if the second switch through which the limited current flows is the air switch,
The second switch is controlled to be closed at substantially the same time as the opening of the switch of (1), and the current can be limited before the fault current becomes excessive.
【０００８】請求項４記載の発明は、上記請求項１記載
の限流遮断装置において、前記第１のスイッチを真空バ
ルブとし、前記第２のスイッチをトリガギャップとして
なることを要旨とする。この構成により、限流された電
流が流れる第２のスイッチを応答の非常に速いトリガギ
ャップとしたときには、第１のスイッチの開極後、一層
速やかに第２のスイッチが投入されて、より短時間のう
ちに事故電流を所要値まで限流することが可能となる。A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the current limiting device according to the first aspect, the first switch is a vacuum valve and the second switch is a trigger gap. With this configuration, when the second switch through which the limited current flows is set as the trigger gap having a very fast response, the second switch is turned on more quickly after the opening of the first switch, resulting in a shorter switch. It is possible to limit the fault current to the required value in a short time.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１０】図１乃至図３は、本発明の第１の実施の形
態を示す図である。まず、図１を用いて限流遮断装置の
構成及び作用を説明する。同図において、１は電源、２
は遮断器、３は過電流検出器、４が限流遮断装置であ
り、限流遮断装置４は、電源１と負荷間に直列に接続さ
れる第１のスイッチ４ａと、第２のスイッチ４ｂと限流
素子となるコンデンサ４ｄとが直列に接続されて第１の
スイッチ４ａに並列に接続された直列接続回路と、コン
デンサ４ｄを常時任意の電圧に充電する充電器４ｅとで
構成されている。第１のスイッチ４ａ及び第２のスイッ
チ４ｂには、ともに高電圧・大電流の開・閉に適した真
空バルブが用いられており、第１のスイッチ４ａ及び第
２のスイッチ４ｂをそれぞれ駆動する図示省略の操作装
置が付設されている。1 to 3 are views showing a first embodiment of the present invention. First, the configuration and operation of the current limiting circuit will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a power supply, 2
Is a circuit breaker, 3 is an overcurrent detector, 4 is a current limiting interrupting device, and the current limiting interrupting device 4 includes a first switch 4a and a second switch 4b connected in series between the power source 1 and the load. And a capacitor 4d serving as a current limiting element are connected in series and are connected in parallel to the first switch 4a, and a charger 4e that constantly charges the capacitor 4d to an arbitrary voltage. . Both the first switch 4a and the second switch 4b are vacuum valves suitable for opening and closing a high voltage and a large current, and drive the first switch 4a and the second switch 4b, respectively. An operation device (not shown) is attached.
【００１１】限流遮断装置は上述のように構成されてお
り次のように作用する。即ち、過電流検出器３は回路に
生じる事故電流を高速に判別して検出し、事故電流が上
昇する前に第１のスイッチ４ａを開極するとともに、第
１のスイッチ４ａが開極すると同時に第２のスイッチ４
ｂを投入する。コンデンサ４ｄは充電器４ｅによって常
時所定の電圧に充電されており、第２のスイッチ４ｂが
投入されると第１のスイッチ４ａの回路に残留インダク
タンスに応じた周波数のＬＣ共振電流を流して、第１の
スイッチ４ａを流れている事故電流に重畳させる。コン
デンサ４ｄからの共振電流周波数は、事故電流周波数に
対して非常に高いため、短時間のうちに第１のスイッチ
４ａには電流ゼロ点が生じ、事故電流は遮断される。そ
の結果、事故電流はコンデンサ４ｄ側へ転流し、コンデ
ンサ４ｄのインピーダンスによって限流される。The current limiting interrupting device is constructed as described above and operates as follows. That is, the overcurrent detector 3 detects and detects the fault current generated in the circuit at high speed, opens the first switch 4a before the fault current rises, and simultaneously opens the first switch 4a. Second switch 4
Input b. The capacitor 4d is constantly charged to a predetermined voltage by the charger 4e, and when the second switch 4b is turned on, an LC resonance current having a frequency according to the residual inductance is caused to flow in the circuit of the first switch 4a, The switch 4a of No. 1 is superimposed on the flowing fault current. Since the resonance current frequency from the capacitor 4d is very high with respect to the fault current frequency, a zero current point occurs in the first switch 4a within a short time, and the fault current is cut off. As a result, the fault current commutates to the side of the capacitor 4d and is limited by the impedance of the capacitor 4d.
【００１２】次に、図２の限流試験回路を用いて、上述
の限流遮断装置の作用をさらに詳しく説明する。図２に
おいては、電源１の代りにコンデンサ１１とリアクトル
１２を用いて６ｋＶ−５０Ｈｚの交流電源としている。
即ち、コンデンサ１１の静電容量５００μＦ、リアクト
ル１２のインダクタンス２０ｍＨに設定して電源共振周
波数を５０Ｈｚとし、ＬＣ直列回路のサージインピーダ
ンスは６．３Ωとなっている。したがって、図２の回路
においては、遮断器２が投入されて第１のスイッチ４ａ
が閉入すると、回路には電源用コンデンサ１１の充電電
圧６０００Ｖをサージインピーダンス６．３Ωで除した
電流９５２Ａが流れることになる。また、限流用コンデ
ンサ４ｄの静電容量は５００μＦとなっており、電圧５
００Ｖに充電されている。図２の限流試験回路では、ま
ず第１のスイッチ４ａを閉入した後、遮断器２を投入し
て９５２Ａピークの短絡電流を流す。この短絡電流がピ
ークになった瞬間に第２のスイッチ４ｂを閉入して、上
述した限流遮断装置における限流遮断の作用を確認し
た。Next, the operation of the above-described current limiting breaker will be described in more detail using the current limiting test circuit of FIG. In FIG. 2, instead of the power source 1, a capacitor 11 and a reactor 12 are used to make an AC power source of 6 kV-50 Hz.
That is, the capacitance of the capacitor 11 is set to 500 μF and the inductance of the reactor 12 is set to 20 mH to set the power supply resonance frequency to 50 Hz, and the surge impedance of the LC series circuit is 6.3Ω. Therefore, in the circuit of FIG. 2, the circuit breaker 2 is turned on and the first switch 4a is turned on.
When is closed, a current 952A obtained by dividing the charging voltage 6000V of the power source capacitor 11 by the surge impedance 6.3Ω flows in the circuit. Further, the capacitance of the current limiting capacitor 4d is 500 μF, and the voltage 5
It is charged to 00V. In the current limiting test circuit of FIG. 2, the first switch 4a is first closed and then the circuit breaker 2 is turned on to flow a short circuit current of 952A peak. The second switch 4b was closed at the moment when this short-circuit current reached its peak, and the action of current limiting interruption in the above-mentioned current limiting interruption device was confirmed.
【００１３】図３は、図２の回路における限流遮断装置
の動作特性の一例を示すオシログラムである。同図にお
いて、Ｉ1 は回路全電流、Ｉ2 は第２のスイッチ４ｂを
流れる電流、Ｉswは第１のスイッチ４ａを流れる電流で
ある。図３からわかる通り、遮断器２を投入し短絡電流
の第１波ピークが流れた時点で第１のスイッチ４ａを開
極させ、ほぼ同時に第２のスイッチ４ｂを投入した。第
１のスイッチ４ａは真空バルブであるため、第１のスイ
ッチ４ａが開極しても電流ゼロ点がくるまで回路電流Ｉ
1 に変化は生じない。しかし、第２のスイッチ４ｂの投
入によりコンデンサ４ｄから第１のスイッチ４ａに高周
波電流が重畳して流れ、第１のスイッチ４ａの電流は強
制的に電流ゼロ点が作られる。したがって、第１のスイ
ッチ４ａを流れていた短絡電流は遮断され、並列回路で
あるコンデンサ４ｄと第２のスイッチ４ｂ側へ転流す
る。コンデンサ４ｄは５０Ｈｚ交流に対して１／ｊωＣ
（６．４Ω）のインピーダンスを有していることから短
絡電流はそのインピーダンスに応じて限流される。こう
して限流された短絡電流は、遮断器２によって遮断され
る。なお、本実施の形態では、第１のスイッチ４ａ及び
第２のスイッチ４ｂには、ともに真空バルブを用いた
が、回路全電流が流れる第１のスイッチ４ａのみを真空
バルブとし、限流された電流が流れる第２のスイッチ４
ｂには気中スイッチを用いてもよい。気中スイッチを用
いると操作装置が不要となる。FIG. 3 is an oscillogram showing an example of operating characteristics of the current limiting interrupter in the circuit of FIG. In the figure, I 1 is the total circuit current, I 2 is the current flowing through the second switch 4b, and I sw is the current flowing through the first switch 4a. As can be seen from FIG. 3, the circuit breaker 2 was turned on, the first switch 4a was opened when the first wave peak of the short-circuit current flowed, and the second switch 4b was turned on almost at the same time. Since the first switch 4a is a vacuum valve, even if the first switch 4a is opened, the circuit current I remains until the current zero point comes.
There is no change in 1 . However, when the second switch 4b is turned on, a high-frequency current flows from the capacitor 4d to the first switch 4a in a superposed manner, and the current of the first switch 4a is forced to have a current zero point. Therefore, the short-circuit current flowing through the first switch 4a is cut off and commutated to the side of the capacitor 4d which is a parallel circuit and the second switch 4b. Capacitor 4d is 1 / jωC for 50Hz AC
Since it has an impedance of (6.4Ω), the short-circuit current is limited according to the impedance. The short-circuit current thus limited is cut off by the circuit breaker 2. In the present embodiment, both the first switch 4a and the second switch 4b are vacuum valves. However, only the first switch 4a through which the entire circuit current flows is a vacuum valve and the current is limited. Second switch 4 through which current flows
An air switch may be used for b. Using the air switch eliminates the need for an operating device.
【００１４】上述した本実施の形態の限流遮断装置によ
れば、事故電流が上昇する前に限流し遮断することが可
能となるため事故電流の影響を考えることなく電力機器
を使用することができる。よって、電力機器の劣化を防
止できるとともに、サイズ、コスト面でも経済的な選択
をすることができる。According to the current limiting interrupting device of the present embodiment described above, it is possible to limit the current before the fault current rises and to interrupt the fault current, so that the power equipment can be used without considering the influence of the fault current. it can. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the electric power device and to make an economical selection in terms of size and cost.
【００１５】図４には、第２の実施の形態を示す。本実
施の形態は、第２のスイッチ４ｃを真空バルブではな
く、トリガギャップに代えたものである。トリガギャッ
プは制御端子に所定電圧を印加することで端子間が導通
するスイッチであり、真空バルブのように操作装置を必
要としないでオン制御できること及び応答が非常に速く
短絡電流のように大きなｄｉ／ｄｔ値を有する電流に対
して大きな効果を奏する。したがって、第１のスイッチ
４ａが開極した直後にトリガギャップをオンさせること
で第１のスイッチ電流は遮断され、遮断された瞬間に事
故電流はコンデンサ４ｄ側へ転流しコンデンサ４ｄのイ
ンピーダンスによって限流される。FIG. 4 shows a second embodiment. In this embodiment, the second switch 4c is not a vacuum valve but a trigger gap. The trigger gap is a switch that conducts between terminals by applying a predetermined voltage to the control terminal, and can be ON-controlled without requiring an operating device like a vacuum valve, and has a very fast response and a large di-value like a short-circuit current. It has a great effect on a current having a / dt value. Therefore, the first switch current is cut off by turning on the trigger gap immediately after the opening of the first switch 4a, and the fault current is diverted to the side of the capacitor 4d at the moment of the cutoff and is limited by the impedance of the capacitor 4d. Be done.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、常時は閉入状態に保持され事故電流の立上
がり時に開極される第１のスイッチを電源と負荷間に直
列に接続し、常時は開極状態に保持され前記第１のスイ
ッチの開極と略同時に投入制御される第２のスイッチと
常時任意の電圧に充電される所定静電容量のコンデンサ
との直列接続回路を前記第１のスイッチに並列に接続し
たため、事故電流が所定量以上に上昇する前に所定静電
容量のコンデンサによって所要値まで限流されるので大
きな限流効果を得ることができる。また、限流素子であ
るコンデンサは常時開極状態の第２のスイッチと直列に
接続した上で、第１のスイッチに並列に接続されている
ので限流素子による定常損失は生じることがない。した
がって、高電圧・大電流回路への適用が可能になるとと
もに装置をコンパクトで低コスト化することができる。As described above, according to the first aspect of the invention, the first switch, which is normally kept closed and is opened at the rise of the fault current, is connected in series between the power source and the load. A series connection circuit of a second switch that is connected and is normally kept in an open state and is controlled to be closed at substantially the same time as the opening of the first switch, and a capacitor having a predetermined electrostatic capacity that is always charged to an arbitrary voltage. Is connected in parallel to the first switch, a large current limiting effect can be obtained because the fault current is limited to a required value by the capacitor having a predetermined capacitance before the fault current rises above a predetermined amount. Further, since the capacitor, which is a current limiting element, is connected in series with the second switch that is always in the open state and then connected in parallel with the first switch, steady loss due to the current limiting element does not occur. Therefore, it can be applied to a high-voltage / large-current circuit, and the device can be made compact and low cost.
【００１７】請求項２記載の発明によれば、前記第１の
スイッチ及び前記第２のスイッチを真空バルブとしたた
め、高電圧・大電流回路への適用容易性が得られる。According to the second aspect of the invention, since the first switch and the second switch are vacuum valves, they can be easily applied to a high voltage / large current circuit.
【００１８】請求項３記載の発明によれば、前記第１の
スイッチを真空バルブとし、前記第２のスイッチを気中
スイッチとしたため、限流された電流が流れる第２のス
イッチを気中スイッチとすることで、真空バルブを用い
たときの操作装置が不要となって一層低コスト化するこ
とができる。According to the third aspect of the present invention, the first switch is a vacuum valve and the second switch is an air switch. Therefore, the second switch through which the limited current flows is the air switch. By doing so, the operating device when using the vacuum valve is unnecessary, and the cost can be further reduced.
【００１９】請求項４記載の発明によれば、前記第１の
スイッチを真空バルブとし、前記第２のスイッチをトリ
ガギャップとしたため、限流された電流が流れる第２の
スイッチを応答の非常に速いトリガギャップとすること
で、第１のスイッチの開極後、一層速やかに第２のスイ
ッチが投入されて、より短時間のうちに事故電流を所要
値まで限流することができる。したがって、上記請求項
３記載の発明の効果に加えてさらに、一層大きな限流効
果を得ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, the first switch is a vacuum valve and the second switch is a trigger gap. Therefore, the second switch, in which the limited current flows, has a very high response. With the fast trigger gap, the second switch is turned on more quickly after the opening of the first switch, and the fault current can be limited to the required value in a shorter time. Therefore, in addition to the effect of the invention described in claim 3, a further greater current limiting effect can be obtained.
【図１】本発明に係る限流遮断装置の第１の実施の形態
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a current limiting interrupter according to the present invention.
【図２】上記第１の実施の形態の限流試験回路を示す回
路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a current limiting test circuit of the first embodiment.
【図３】図２の限流試験回路のよる上記第１の実施の形
態の動作試験結果を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing a result of an operation test of the first embodiment by the current limiting test circuit of FIG.
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図５】従来の限流装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional current limiting device.
【図６】上記従来の限流装置における限流素子の固有抵
抗の温度依存性を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing the temperature dependence of the specific resistance of the current limiting element in the conventional current limiting device.
１ 電源 ２ 遮断器 ３ 過電流検出器 ４ 限流遮断装置 ４ａ 第１のスイッチ ４ｂ 第２のスイッチ（真空バルブ） ４ｃ 第２のスイッチ（トリガギャップ） ４ｄ コンデンサ ４ｅ 充電器 1 power supply 2 circuit breaker 3 Overcurrent detector 4 Current limiting breaker 4a first switch 4b Second switch (vacuum valve) 4c Second switch (trigger gap) 4d capacitor 4e charger
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−144084（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−42963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−37770（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−282973（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−77431（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭50−4876（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許5510946（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 33/16 H01H 33/28 H01H 33/59 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-50-144084 (JP, A) JP-A-51-42963 (JP, A) JP-A-55-37770 (JP, A) JP-A-5- 282973 (JP, A) Actual development Sho 63-77431 (JP, U) Japanese Patent Publication Sho 50-4876 (JP, B1) US Patent 5510946 (US, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) H01H 33/16 H01H 33/28 H01H 33/59
Claims (4)
がりを検出して当該事故電流が上昇する前に限流し遮断
する限流遮断装置であって、常時は閉入状態に保持され
事故電流の立上がり時に開極される第１のスイッチを前
記電源と負荷間に直列に接続し、常時は開極状態に保持
され前記第１のスイッチの開極と略同時に投入制御され
る第２のスイッチと常時任意の電圧に充電される所定静
電容量のコンデンサとの直列接続回路を前記第１のスイ
ッチに並列に接続してなることを特徴とする限流遮断装
置。1. A fault current limiting device which is connected between a power source and a load and detects the rise of a fault current and limits the current before the fault current rises. The fault current interrupter is normally kept in a closed state. Second switch which is connected to the power source and the load in series at the rising edge of the first switch and is normally kept in the open state and is controlled to be closed at substantially the same time as the opening of the first switch. A current limiting circuit breaker characterized in that a series connection circuit of a capacitor having a predetermined electrostatic capacity that is always charged to an arbitrary voltage is connected in parallel to the first switch.
ッチを真空バルブとしてなることを特徴とする請求項１
記載の限流遮断装置。2. The first switch and the second switch are vacuum valves.
The current limiting circuit breaker described.
前記第２のスイッチを気中スイッチとしてなることを特
徴とする請求項１記載の限流遮断装置。3. The first switch is a vacuum valve,
The current limiting circuit breaker according to claim 1, wherein the second switch is an air switch.
前記第２のスイッチをトリガギャップとしてなることを
特徴とする請求項１記載の限流遮断装置。4. The first switch is a vacuum valve,
The current limiting circuit breaker according to claim 1, wherein the second switch serves as a trigger gap.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11279197A JP3483728B2 (en) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | Current limiter |
| US09/069,164 US6097246A (en) | 1997-04-30 | 1998-04-29 | Current limiting breaking device using electromagnetic repulsion coil |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11279197A JP3483728B2 (en) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | Current limiter |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH10309034A JPH10309034A (en) | 1998-11-17 |
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ID=14595611
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3483728B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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| JPWO2013164874A1 (en) * | 2012-05-01 | 2015-12-24 | 三菱電機株式会社 | DC circuit breaker |
| WO2013164874A1 (en) * | 2012-05-01 | 2013-11-07 | 三菱電機株式会社 | Dc circuit breaker |
| US9331476B2 (en) * | 2013-08-22 | 2016-05-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Solid state fault current limiter |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5510946A (en) | 1994-09-19 | 1996-04-23 | Franklin; Frederick F. | Circuit breaker protection against "arc short circuit" hazards |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11279197A patent/JP3483728B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5510946A (en) | 1994-09-19 | 1996-04-23 | Franklin; Frederick F. | Circuit breaker protection against "arc short circuit" hazards |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10309034A (en) | 1998-11-17 |
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