JP3237937B2 - 温度モニタ回路 - Google Patents

温度モニタ回路

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JP3237937B2 JP00088393A JP88393A JP3237937B2 JP 3237937 B2 JP3237937 B2 JP 3237937B2 JP 00088393 A JP00088393 A JP 00088393A JP 88393 A JP88393 A JP 88393A JP 3237937 B2 JP3237937 B2 JP 3237937B2
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/04Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature
    • H02H5/045Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to abnormal temperature using a thermal radiation sensor

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  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、直流送電設備等に使用
されるサイリスタバルブを構成する光トリガサイリスタ
の温度を検知する光トリガサイリスタの温度モニタ回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】直流送電設備等に使用されるサイリスタ
バルブは高電圧装置であるため、多数のサイリスタを直
列接続して構成している。こうした装置に使用されるサ
イリスタは、そのゲ―ト信号の絶縁が容易であることか
ら近年は光トリガサイリスタ(以下、単に光サイリスタ
と記す)が使用されることが多い。
【0003】光サイリスタは通常1〜数KAの電流が通
電され発熱するので純水等で冷却される。光サイリスタ
の各特性性、例えばタ―ンオフタイムや耐電圧は、その
光サイリスタの温度(以下Tj と記す)に依存してお
り、Tj が所定値以上となると設計性能を維持できなく
なる。従って、通常運転においてはTj を所定値以下と
なるように冷却設計を行っている。光サイリスタの発熱
量は、その通電電流に依存しており、過負荷等発生した
場合、Tj が所定値を越えることが考えられるので速か
に通電電流を下げることが必要となる。従って、Tj を
モニタすることはサイリスタバルブ保護等の観点から重
要である。しかし、高電圧機器であるため、サーモカッ
プル等によるTj 測定は困難であつた。ところで、従来
は図4に示す装置を使用していた。
【0004】図4において、1はサイリスタバルブ、2
はサイリスタバルブ1に流れる電流を検出するためのC
T、3はCT2の出力をデジタル信号に変換するトラン
スデューサ、4はマイクロコンピュータである。マイク
ロコンピュータ4には予め、サイリスタバルブに流れる
電流に応じて、サイリスタが発生する損失と、サイリス
タ及び冷却フィンの熱抵抗から予めプログラムに書込ま
れている。サイリスタバルブ1に流れる電流をCT2で
検出し、トランスデューサ3にて変換し、マイクロコン
ピュータ6に入力することにより、マイクロコンピュー
タ6はサイリスタの発生する損失を計算する。又、サイ
リスタの冷却水温を温度センサ5にて検出し、トランス
デューサ4を介してマイクロコンピュータ6に入力する
ことにより、マイクロコンピュータ6は、先の損失計算
結果と冷却フィンの熱抵抗及び冷却水温からサイリスタ
のTj を計算し求めていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法では、損失
を計算で求めているため、実際のサイリスタの特性バラ
ツキ等による発生損失の差や、熱抵抗の冷却水流量によ
る変化等による計算誤差が大きいという問題や、マイク
ロコンピュ―タによる演算速度の制約等により、応答速
度が遅いという問題があった。
【0006】本発明の目的は、光サイリスタの温度を電
流値や熱抵抗による演算でなく、直接に精度良く高速に
モニタする光サイリスタの温度モニタ回路を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項1の光トリガサイリスタの温度モ
ニタ回路は、光トリガサイリスタと、前記光トリガサイ
リスタを駆動する光ゲートパルスを発光するトリガ用光
源と、前記トリガ用光源の光ゲートパルスを前記光トリ
ガサイリスタ内のペレットの中心部のゲート部に導くラ
イトガイドと、前記ライトガイドの前記トリガ用光源側
を分岐して接続された赤外線温度計とを具備したことを
特徴とするものである。
【0008】又、請求項2の光トリガサイリスタの温度
モニタ回路は、請求項1記載の光トリガサイリスタの温
度モニタ回路において、前記トリガ用光源の発光と同期
して前記赤外線温度計の動作をロックする手段を具備し
たことを特徴とするものである。
【0009】更に、請求項3の光トリガサイリスタの温
度モニタ回路は、サイリスタバルブを構成する光トリガ
サイリスタと直列に、前記光トリガサイリスタと同じ損
失特性及び熱抵抗特性を持ったダイオ―ドを直列接続
し、前記ダイオ―ドのペレット中心部よりライトガイド
を介しペレットの放射する赤外光を赤外線温度計に導入
したことを特徴とするものである。
【0010】又、請求項4の光トリガサイリスタの温度
モニタ回路は、複数個の光トリガサイリスタにより構成
されるサイリスタバルブにおいて、前記複数個の光トリ
ガサイリスタの内いずれか1個の光トリガサイリスタ
は、前記光トリガサイリスタを駆動する光ゲートパルス
を発光するトリガ用光源と、前記トリガ用光源の光ゲー
トパルスを前記光トリガサイリスタ内のペレットの中心
部のゲート部に導くライトガイドと、前記ライトガイド
の前記トリガ用光源側を分岐して接続された赤外線温度
計とを具備したことを特徴とするものである。
【0011】更に又、請求項5の光トリガサイリスタの
温度モニタ回路は、複数個の光トリガサイリスタにより
構成されるサイリスタバルブにおいて、前記複数個の光
トリガサイリスタを複数個のグループに分割し、各グル
ープの内いずれか1個の光トリガサイリスタは、前記光
トリガサイリスタを駆動する光ゲートパルスを発光する
トリガ用光源と、前記トリガ用光源の光ゲートパルスを
前記光トリガサイリスタ内のペレットの中心部のゲート
部に導くライトガイドと、前記ライトガイドの前記トリ
ガ用光源側を分岐して接続された赤外線温度計とを具備
したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】請求項1の光トリガサイリスタの温度モニタ回
路によれば、ライトガイドは多分岐であるので、ゲ―ト
用LED(発光ダイオ―ド)の光ゲ―トパルスは、ライ
トガイドを介して直接光サイリスタに導かれ、光サイリ
スタを点弧できる。
【0013】一方、一般に物体はステファンボルツマン
の法則により、その温度に応じた赤外線を放射する。赤
外線温度計は、この赤外線を検出して物体の温度を検出
することができる。従って、光サイノスタから発生する
赤外線は光ゲ―トパルスとは逆に、ライトガイドを通し
て光サイリスタから分岐されたライトガイドの他端に接
続された赤外線温度計に導入される。よって、赤外線温
度計は光サイリスタの温度を直接検出することが可能
で、又、赤外線温度計は±10°C程度の高精度の測定
が可能である。
【0014】又、請求項2の光トリガサイリスタの温度
モニタ回路よれば、光ゲ―トパルスが出されている時
は、温度検出動作は停止されるため、光ゲ―トパルスの
影響を受けることなく、光トリガサイリスタの温度を測
定することができる。
【0015】更に、請求項3の光トリガサイリスタの温
度モニタ回路によれば、多分岐ライトガイドを用いるこ
となく、多数個の直列接続された光サイリスタの温度を
1個のダイオ―ドで等価的に検出することができる。
【0016】又、請求項4の光トリガサイリスタの温度
モニタ回路によれば、複数個の光トリガサイリスタの温
度を1個の光トリガサイリスタで等価的に検出すること
ができる。
【0017】更に又、請求項5の光トリガサイリスタの
温度モニタ回路によれば、サイリスタバルブを構成する
複数個のグル―プにそれぞれ設けられる温度測定用の光
トリガサイリスタで、グル―プ毎に温度を検出すること
ができる。
【0018】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。図1におい
て、7はサイリスタバルブを構成する光サイリスタ、8
は光サイリスタ内のペレット、9はライトガイド、10
はサイリスタバルブに光ゲ―トパルスを供給するゲ―ト
パルス発生器、11はLED、12はアンプ、13は赤
外線温度計である。
【0019】前述のように構成することにより、アンプ
12よりLED11を駆動すれば、ライトガイド9を通
し光ゲ―トパルスは、光サイリスタ7内のペレット8の
中心部に導かれ、光サイリスタはタ―ンオンする。光サ
イリスタ内の最も高温の部分はペレット8の中心部であ
り、ここから放射される赤外線はライトガイド9を通
し、赤外線温度計13に導かれ、赤外線温度計13は光
サイリスタ7のペレット8の中心部の温度を直接計測す
ることが出来る。
【0020】図2は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図2において、14はサイリスタバルブのゲ―ト
パルス信号発生するゲ―トロジック回路であり、その信
号をアンプ12に出力すると共にロック信号として赤外
線温度計13に出力する。
【0021】LED11が発光している時は、ライトガ
イド9の端面の反射又はペレット8での反射により、L
ED11の発生する赤外線を赤外線温度計13が検出し
てしまう可能性も考えられる。そこで、LED11の発
光タイミングと同期して、ゲ―トロジック回路14によ
り赤外線温度計13にロック信号を出力することによ
り、赤外線温度計13の動作をLED11の発光期間ロ
ックし、LED11の反射光による影響を防止すること
ができる。
【0022】図3は、本発明の更に別の実施例を示す構
成図である。図3において、15はサイリスタ7と同じ
損失特性及び熱抵抗特性を持ったダイオ―ドである。1
6はそのダイオ―ド15のペレットであり、その中心部
よりライトガイド17を介してペレット16の発生する
赤外線が赤外線温度計13に導かれる構成となってい
る。
【0023】前述のように構成することにより、サイリ
スタ7とダイオ―ド15は直列接続されているため、流
れる電流は等しい、従って、サイリスタ7とダイオ―ド
15の損失特性及び熱抵抗特性を等しくすることによ
り、サイリスタ7とダイオ―ド15の温度を等しくする
ことができる。従って、図3のようにダイオ―ド15の
温度を赤外線温度計13でモニタすることにより、サイ
リスタ7の温度のモニタが可能である。
【0024】図3の実施例においては、光サイリスタ7
を多数個直列接続しても、1個のダイオ―ドで多数個の
光サイリスタの温度を検出することが出来るため経済的
である。
【0025】又、光サイリスタ7を多数個直列接続する
場合は、1個或いは複数のグル―プ毎に1個の温度測定
用の光サイリスタを設け、この温度測定用の光サイリス
タのみに多分岐のライトガイドを設けても良い。このよ
うにしても、同一定格の光サイリスタはその特性のバラ
ツキは所定の範囲内に入っているため、検出温度の誤差
も所定範囲にすることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明のように、本発明によれば、
トリガサイリスタのライトガイドのトリガ用光源側を分
岐して、赤外線温度計を接続することにより、光トリガ
サイリスタから発生する赤外線がライトガイドを通して
分岐した他端に接続された赤外線温度計に導入されるの
で、赤外線温度計は光トリガサイリスタの温度を直接検
出することができる。
【0027】又、光ゲ―トパルスが出されている時は、
温度検出動作は停止できるので、光ゲ―トパルスの影響
を受けることなく、光トリガサイリスタの温度を測定す
ることができる。更に、多分岐ライトガイドを用いるこ
となく、多数個の直列接続された光サイリスタの温度を
1個のダイオ―ドで検出することもできる。又、複数個
の光トリガサイリスタの温度を1個の多分岐ライトガイ
ドを用いた光トリガサイリスタで検出することもでき
る。
【0028】更に又、サイリスタバルブを構成する複数
個のグル―プにそれぞれ設けられる1個の多分岐ライト
ガイドを用いた光トリガサイリスタで、グル―プ毎の温
度も検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図。
【図3】本発明の更に他の実施例を示す構成図。
【図4】従来の温度モニタ回路を示す図。
【符号の説明】
1 …サイリスタバルブ 2 …CT 3,4 …トランスデュ―サ 5 …温度センサ― 6 …マイクロコンピュ―タ 7 …光サイリスタ 8 …ペレット 9 …ライトガイド 10 …ゲ―トパルス発生器 11 …LED 12 …アンプ 13 …赤外線温度計 14 …ゲ―トロジック 15 …ダイオ―ド 16 …ペレット 17 …ライトガイド

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光トリガサイリスタと、前記光トリガサ
    イリスタを駆動する光ゲートパルスを発光するトリガ用
    光源と、前記トリガ用光源の光ゲートパルスを前記光ト
    リガサイリスタ内のペレットの中心部のゲート部に導く
    ライトガイドと、前記ライトガイドの前記トリガ用光源
    側を分岐して接続された赤外線温度計とを具備したこと
    を特徴とする光トリガサイリスタの温度モニタ回路。
  2. 【請求項2】 前記トリガ用光源の発光と同期して前記
    赤外線温度計の動作をロックする手段を具備したことを
    特徴とする請求項1記載の光トリガサイリスタの温度モ
    ニタ回路。
  3. 【請求項3】 サイリスタバルブを構成する光トリガサ
    イリスタと直列に、前記光トリガサイリスタと同じ損失
    特性及び熱抵抗特性を持ったダイオードを直列接続し、
    前記ダイオードのペレット中心部よりライトガイドを介
    しペレットの放射する赤外光を赤外線温度計に導入する
    ことを特徴とした光トリガサイリスタの温度モニタ回
    路。
  4. 【請求項4】 複数個の光トリガサイリスタにより構成
    されるサイリスタバルブにおいて、前記複数個の光トリ
    ガサイリスタの内いずれか1個の光トリガサイリスタ
    は、前記光トリガサイリスタを駆動する光ゲートパルス
    を発光するトリガ用光源と、前記トリガ用光源の光ゲー
    トパルスを前記光トリガサイリスタ内のペレットの中心
    部のゲート部に導くライトガイドと、前記ライトガイド
    の前記トリガ用光源側を分岐して接続された赤外線温度
    計とを具備したことを特徴とする光トリガサイリスタの
    温度モニタ回路。
  5. 【請求項5】 複数個の光トリガサイリスタにより構成
    されるサイリスタバルブにおいて、前記複数個の光トリ
    ガサイリスタを複数個のグループに分割し、各グループ
    の内いずれか1個の光トリガサイリスタは、前記光トリ
    ガサイリスタを駆動する光ゲートパルスを発光するトリ
    ガ用光源と、前記トリガ用光源の光ゲートパルスを前記
    光トリガサイリスタ内のペレットの中心部のゲート部に
    導くライトガイドと、前記ライトガイドの前記トリガ用
    光源側を分岐して接続された赤外線温度計とを具備した
    ことを特徴とする光トリガサイリスタの温度モニタ回
    路。
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