JP2951774B2 - 超限流電力ヒューズ用検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高低圧配電系統の保護
用，あるいは回路しゃ断器のバックアップ用として、短
絡事故発生の際に過電流を超高速しゃ断させる超限流電
力ヒューズ用の検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】頭記した超限流電力ヒューズとして、接
触子の開極用駆動カプセル（特殊な電気雷管）を内蔵し
たしゃ断筒と、該しゃ断筒に並列接続した限流ヒューズ
とを組合わせてなる超限流電力ヒューズが、例えば“ウ
ルトラップヒューズ”（富士電機製品の商品名）として
公知であり、その構造，しゃ断原理の概要が例えば「富
士時報」第４２巻，第５号の１３〜２１ページに「電気
雷管利用の超限流ヒューズ（ウルトラップヒューズ）」
として紹介されている。

【０００３】この超限流電力ヒューズは、通常時の通電
はしゃ断筒の接点にて行い、通電路に短絡電流などの過
電流が流れた際にはその電流を検出して前記駆動カプセ
ルを駆動し、その電気雷管の爆発力でしゃ断筒の接点を
開極して電流を限流ヒューズに転流させ、限流ヒューズ
でしゃ断を完了させるようにしたものであり、従来実施
されている構成概要，動作原理を図３にて説明する。す
なわち、超限流電力ヒューズは通電路１に介挿接続した
しゃ断筒２と、しゃ断筒２と並列接続した限流ヒューズ
３と、変流器４と検出部５とからなる。ここで、しゃ断
筒２は接点２ａを開極する駆動カプセル（電気雷管）を
内蔵しており、一方、検出部５は抵抗器５ａと、ＳＳＳ
素子（２方向性２端子サイリスタ）５ｂと、点火トラン
ス５ｃを備えており、点火トランス５ｃの二次側に前記
しゃ断筒２の駆動カプセル２ｂが接続されている。な
お、限流ヒューズ３には通電路１の定格電流よりも定格
電流が小さい限流ヒューズが使用されている。

【０００４】かかる構成で、常時は通電路１の電流がし
ゃ断筒２の接点２ａを通じて流れており、変流器４を介
して検出部５の抵抗５ａの両端には通電路１の電流Ｉに
比例した電圧（ｅ＝ｉＲ）が発生している。ここで、通
電路１の電流Ｉが動作電流値以下であれば前記電圧ｅは
ＳＳＳ素子５ｂのプレークオーバー電圧よりも低く、駆
動カプセル２ｂには点火電流が供給されない。一方、通
電路１の回路に短絡事故などが発生して過電流が流れ、
この電流に比例して上昇した抵抗５ａの両端電圧ｅがＳ
ＳＳ素子５ｂのプレークオーバー電圧を超える状態にな
ると、電流ｉの一部は点火トランス５ｃに流れてその二
次側に接続されている駆動カプセル（電気雷管）２ｂを
点火させる。これにより、電気雷管の爆発力でしゃ断筒
２の接点２ａが極短時間で開極するとともに、過電流は
すべて限流ヒューズ３に転流されて接点２ａのアークが
消滅する。一方、限流ヒューズ３に過電流が転流する
と、限流ヒューズ３が殆ど瞬時に溶断して限流しゃ断を
完了させる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の超限流電力ヒューズを例えば３相電力系統の回路し
ゃ断器のバックアップ用に適用した場合には、機能，信
頼性の面で次のような問題点が残る。すなわち、従来の
超限流電力ヒューズでは検出部を含めて各相ごとに独立
していて各相の相互間には連係機能を備えてない。この
ために、短絡事故発生時にはその状況によって３相のう
ちの２相分の超限流電力ヒューズがしゃ断動作し、残り
１相分が不動作となことがある。このような動作ではし
ゃ断器のバックアップ機能としては不完全である。

【０００６】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は超限流電力ヒューズを多相系統の保
護に適用した場合に起こり得る前記問題点を解決し、少
なくとも１相分の超限流電力ヒューズがしゃ断動作した
際に、他相の超限流電力ヒューズを強制しゃ断動作させ
る連動機能を付加した新規な超限流電力ヒューズ用検出
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の検出装置においては、３相の各相通電路に
それぞれ設置した超限流電力ヒューズの少なくとも１相
分がしゃ断動作した際に、しゃ断動作した相の検出装置
から他の２相の検出装置に並列に同時に連動信号を与え
て３相の超限流電力ヒューズをほぼ同時に強制的にしゃ
断動作させる連動手段を備えるものとする。

【０００８】ここで、前記した連動信号，インターロッ
ク信号の伝送手段としては、光ファイバ，光信号送受信
モジュール，光信号受信モジュールを用いて実施するこ
とができる。また、そのためには、検出装置の主要回路
は電子化回路で構成するのがよい。

【０００９】

【作用】上記の構成において、短絡事故時に例えば３相
回路の各相通電路に設置した超限流電力ヒューズのうち
の１相の超限流電力ヒューズがしゃ断動作した場合は、
しゃ断動作した相の超限流電力ヒューズの検出装置から
残る２相の検出装置に並列に同時に連動信号を与えてそ
の相の超限流電力ヒューズを強制的にしゃ断動作させる
ので、３相の超限流電力ヒューズがほぼ同時に遮断動作
を行う。これにより、多相回路に適用した場合における
超限流電力ヒューズの機能，信頼性が大幅に向上する。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、図中で図３に対応する同一部分には同じ符号
が付してある。図１（ａ）は超限流電力ヒューズ６（図
３におけるしゃ断筒２と限流ヒューズ３とを組合わせた
もの）の１相分に付属する検出装置５のブロック回路
図、図１（ｂ）は３相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）の各相回路に設置
した超限流電力ヒューズ６の検出装置相互間を連係する
連動，インターロック機能を表すブロック回路図、図２
は図１（ａ）の具体的な回路図である。

【００１１】まず、図１（ａ）において、検出装置５は
変流器５の二次側に接続した整流回路７，電源回路８，
電流検出回路９，増幅回路１０、動作電流調整回路１
１，駆動カプセル（電気雷管）２ａに点火電流を供給す
る駆動回路１２からなり、かつその主要回路は図２で表
すように電子化された回路で構成されている。また、検
出装置５の駆動回路１２には、図１（ｂ）で表すように
Ｒ，Ｓ，Ｔの各相相互間に配線した光ファイバの信号伝
送回路１３，１４を通じて後記の連動信号，インターロ
ック信号が入力，出力させるようにしている。なお、１
５は外部から各相の検出装置にインターロック信号を与
える電気／光信号変換器である。

【００１２】次に図２で検出装置の回路構成，および動
作を詳細に説明する。図において、まず変流器４の二次
側に接続した整流回路７はダイオード１６のブリッジで
構成されている。また、電源回路８にはコンデンサ１７
を用い、前記整流回路７にて整流した直流電流でコンデ
ンサ１７を充電して検出装置５の主電源としている。さ
らに、図１（ａ）における電流検出回路９にはＭＯＳＦ
ＥＴ１８，電流検出用抵抗１９を、増幅回路１０にはオ
ペアンプ２０が、動作電流調整回路１１には可変抵抗２
１，抵抗２２，ツェナーダイオード２３を、駆動回路１
２にはオペアンプ２４，サイリスタ２５を用いてそれぞ
れの回路を構成している。なお、２６はしゃ断筒２の駆
動カプセル２ｂ（図３参照）に点火電流を供給する出力
端子である。一方、図２の右側回路部には、図１（ｂ）
における光信号伝送回路１３を通じて他の２相の検出装
置との間で超限流電力ヒューズがしゃ断動作した際に連
動信号を送，受信する２基の光信号送受信モジュール２
７，２８（図示の検出装置がＲ相であれば、モジュール
２７，２８がそれぞれはＲ−Ｓ、Ｒ−Ｔ相間の信号伝送
用に用いられる）と、光信号伝送回路１４を通じて外部
から付与されるインターロック信号を受信する光信号受
信モジュール２９を備えている。なお、３０は前記モジ
ュール２７〜２８に定電圧を与える三端子レギュレータ
（電圧レギュレータ）、３１は光信号送受信モジュール
２７，２８より連動信号を出力させる制御トランジスタ
であり、それ以外の各部品についての説明は省略する。

【００１３】かかる構成で、まず超限流電力ヒューズの
動作電流値は可変抵抗２１で設定し、通電路１に動作電
流値に対応する電流が流れた際に抵抗２２と抵抗１９の
両端に生じる電圧が等しくなるように調整しておく。ま
た、変流器４の二次電流は整流回路７で直流に整流さ
れ、電源回路８のコンデンサ１７を充電する。この場合
に、オペアンプ２０の＋入力端子電圧がツェナーダイオ
ード２３の基準電圧よりも大になればオペアンプ２０が
動作し、ＭＯＳＦＥＴ１８がオンとなって電流は抵抗１
９を流れ、電源回路８のコンデンサ１７は放電となる。
つまり、通電路１を流れる電流（交流）の各サイクルご
とに電源用コンデンサ１７の充電と、抵抗１９への通電
を交互に繰り返して検出装置５の主電源確保、および電
流検出回路９で通電路１の電流検出を行うようにしてい
る。

【００１４】この状態で、電力系統の短絡事故などで通
電路１に過電流が流れ、その結果として電流検出回路９
における抵抗１９に生じた電圧が抵抗２２に生じた電圧
よりも大きくなると、これら各電圧をそれぞれ＋，−入
力電圧とする駆動回路１２のオペアンプ２４が動作し、
これによりサイリスタ２５がブレークオーバーして出力
端子２６よりしゃ断筒２の駆動カプセル（電気雷管）２
ａ（図３参照）に点火電流を供給する。この結果、図３
で説明したように超限流電力ヒューズのしゃ断筒２の接
点が開極動作し、これに伴い過電流が限流ヒューズ３に
転流して限流しゃ断を行う。

【００１５】一方、サイリスタ２５がブレークオーバー
して超限流電力ヒューズがしゃ断動作すると、同時に先
記したトランジスタ３１がオンとなり、これにより光信
号送受信モジュール２７，２８から他の２相の検出装置
５に向けて連動信号を並列に送信する。ここで、他相の
検出装置５における光信号送受信モジュール２７ないし
２８が連動信号を受信すると、その信号電圧が駆動回路
１２のオペアンプ２４の＋入力端子に加わってオペアン
プ２４を動作させる。これによりサイリスタ２５がブレ
ークオーバーしてしゃ断筒２の駆動カプセル２ａに点火
電流を与え、短絡事故発生時に不動作であった超限流電
力ヒューズを、前記の超限流電力ヒューズと連動して強
制的にしゃ断動作させる。つまり、Ｒ，Ｓ，Ｔ相の各相
に設置した超限流電力ヒューズのうち、少なくとも１相
分の超限流電力ヒューズにおいて遮断指令（駆動カプセ
ル（電気雷管）への点火信号）が生じると、これに連動
して残る２相の超限流電力ヒューズに並列に遮断指令が
与えられ、３相の超限流電力ヒューズがほぼ同時に強制
的にしゃ断動作するようになる。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の超限流電力
ヒューズ用検出装置においては、各相に設置した超限流
電力ヒューズの相互間で連動機能を持たせたことによ
り、例えば３相電力系統に適用した超限流電力ヒューズ
について、短絡事故時などで少なくとも１相分の超限流
電力ヒューズがしゃ断動作した際には、これに連動して
他相２の超限流電力ヒューズをほぼ同時に強制的にしゃ
断動作させることができ、特に超限流電力ヒューズを回
路しゃ断器のバックアップ用として使用する場合に極め
て有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による超限流電力ヒューズ用検
出装置の概要図であり、（ａ）は１相分の検出装置のブ
ロック回路図、（ｂ）は３相の相互間で検出装置の間を
連係する連動回路、インターロック回路を表したブロッ
ク回路図

【図２】図１（ａ）の具体的な実施例の回路図

【図３】従来における超限流電力ヒューズ，並びにその
検出部の構成回路図

【符号の説明】

１ 通電路 ２ しゃ断筒 ２ａ 接点 ２ｂ 駆動カプセル ３ 限流ヒューズ ４ 変流器 ５ 検出装置 ６ 超限流電力ヒューズ １３ 連動信号伝送回路 １４ インターロック信号伝送回路 ２７ 光信号送受信モジュール ２８ 光信号送受信モジュール ２９ 光信号受信モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 和典 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 石川 煕 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−79635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−86727（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−133147（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−42743（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭45−28139（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01H 85/00 - 85/62 H01H 39/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接触子の開極用駆動カプセルを内蔵したし
   ゃ断筒と、該しゃ断筒に並列接続した限流ヒューズとを
   組合わせてなる超限流電力ヒューズに付属する検出装置
   であり、変流器を介して保護系統の通電路に流れる電流
   を検出し、該電流があらかじめ設定した動作電流値を超
   えた際に前記しゃ断筒の駆動カプセルを動作させるもの
   において、３相の各相通電路にそれぞれ設置した超限流
   電力ヒューズの少なくとも１相に付属する検出装置が当
   該相のしゃ断筒の駆動カプセルを動作させる際に、この
   動作した検出装置から他の２相の検出装置に並列に同時
   に連動信号を与えて３相の超限流電力ヒューズをほぼ同
   時に強制的にしゃ断動作させる連動手段を備えたことを
   特徴とする超限流電力ヒューズ用検出装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の検出装置において、連動信
   号の伝送手段として光ファイバ，光信号送受信モジュー
   ルを用いたことを特徴とする超限流電力ヒューズ用検出
   装置。