JP3317386B2 - 電源用ctの二次電圧抑制回路 - Google Patents

電源用ctの二次電圧抑制回路

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正憲 松岡
修 長沼
正則 磯崎
浩 中村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、送電鉄塔に設置さ
れる航空障害灯等の電源を確保するため架空地線に電源
用のCTを設置した場合に、架空地線に過電流が流れた
ときに電源用CTの二次側電圧が異常に上昇するのを防
止することを目的として、電源用CTの二次側に接続さ
れる電圧抑制回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、特公昭55−27530号に記載
されているように、送電鉄塔に設置される航空障害灯の
電源の確保を目的として、送電線と並行して架設されて
いる架空地線上にCTを接続し、送電本線の電流によっ
て発生する誘導電流を取り出して利用する試みがなされ
ていた。ところで、架空地線には、その性質上、過大電
流が発生してCTの二次側にも異常電圧が発生すること
がある。また、CTの二次側が開路された場合も二次側
に異常電圧が発生する。それらの対策として、従来は、
発電所CT等で用いられているように、CTの二次側に
非線形の特性を有する保護抵抗を並列に接続する方法が
とられている。図7は、その回路構成を示すものであ
り、CTの二次側電圧が所定電圧に上昇すると、保護抵
抗を介して電流が流れ始めることにより、二次側電圧が
異常に上昇することを防止できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、非線形の特性を有する保護抵抗を用いると、例
えば、送電本線に63kA、0.07secの過電流が
流れたような場合、架空地線にも過大な電流が誘導され
るため、保護抵抗にもそれに見合った大容量のものが必
要となる。また、非線形抵抗素子は、その性質上の抵抗
値のばらつきが大きいため、CTの二次側電圧を高精度
で設定することが困難であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、電源用CTの二次側端子に
それぞれ接続された第1,第2の入力端子と、第1の入
力端子に制限抵抗を介して接続された第1の出力端子
と、第2の入力端子に接続された第2の出力端子と、第
1,第2の出力端子間に接続されたトライアック及びス
ナバ回路の並列回路と、第1,第2の出力端子間に接続
された回路であって、互いに逆方向接続された一対のツ
ェナーダイオードと第1,第2の分圧抵抗とからなる直
列回路と、前記トライアックの出力端子とゲート端子と
の間に接続されている第1の分圧抵抗の両端に接続され
たコンデンサと、を備えたものである。
【0005】
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図1は本発明に係る電源用CTの二次電
圧抑制回路の実施形態を示す回路図である。図におい
て、1,2は図示しない電源用CTの二次側端子に接続
される第1,第2の入力端子であり、3,4は航空障害
灯等の機器が接続される第1,第2の出力端子である。
入力端子1と出力端子3との間には、制限抵抗Rが接
続され、出力端子3,4の間には、トライアックTA
と、抵抗R 及びコンデンサC の直列回路からなるス
ナバ回路とが、並列に接続されている。また、トライア
ックTAの両出力端子T ,T 間には、ツェナーダイ
オードZD ,ZD 、第1,第2の分圧抵抗R ,R
からなる直列回路が接続される。
【0007】ツェナーダイオードZD1,ZD2は、その
接続方向が互いに反対向きに接続される。抵抗R1と抵
抗R2の間にトライアックTAのゲート端子Gが接続さ
れるとともに、抵抗R1と並列にコンデンサC1が接続さ
れる。このように構成されたことにより、出力端子3,
4間の電圧は、その間の負荷インピーダンスと電源用C
Tからそこに流れ込む電流の積となる。また、トライア
ックTAのゲート端子Gについて着目すると、ゲート端
子Gへは、ツェナーダイオードZD1,ZD2のいずれか
が降伏しない間はゲート電流が流れないため、トライア
ックTAは作動せずに不導通状態である。
【0008】この状態では電源用CTからの電流および
電圧が通常の範囲内である。ここで、入力端子1,2間
に、電源用CTから過大な電流が流れた場合を考えてみ
る。入力端子1側から入力端子2側の方向に電流が流れ
るものとすると、出力端子3,4間の電圧が増大し、電
流と逆方向に接続されているツェナーダイオードZD2
に印加される電圧がツェナー電圧に達すると、電流が流
れてゲート端子Gへゲート電流が流れ込みトライアック
TAが作動して導通状態となる。
【0009】その結果、出力端子3,4間がバイパスさ
れて、出力端子3,4間の電圧が一定電圧以上に上昇す
ることがなくなる。トライアックTAの動作は、出力端
子3,4間で許容される上限電圧に応じてツェナーダイ
オードZD1,ZD2のツェナー電圧を調整して設定され
る。なお、入力端子1,2間の電流方向が反対の場合
は、ツェナーダイオードZD1が逆方向となって同様に
作動する。また、制限抵抗R4は、電源用CTに過大電
流が流れてトライアックTAが作動した場合に、電源用
CTの二次電圧を上昇させて鉄心の磁束密度を高くする
ことにより、電源用CTの二次追従電流を減少させてト
ライアックTAを通過する電流を減少させる。
【0010】さらに、コンデンサC1は、ノイズにより
トライアックTAが動作しないようにするためフィルタ
として接続したものである。この実施形態で、トライア
ックのトリガー素子として用いたツェナーダイオードの
ツェナー電圧の精度は、通常±10%以内で管理されて
いるため、トライアックの動作電圧すなわち電源用CT
の出力電圧も同様に±10%の範囲で設定可能である。
図2は、図1の実施形態を電源用CTに接続した状態を
示す回路図である。次に、図1、図2に示した二次電圧
抑制回路を用いて実施した動作試験の結果について説明
する。
【0011】図3は、試験装置の概要を示す図である。
図中の過電流試験設備11は、試験用として電源用CT
に一次電流I1を出力する。電源用CTは、入力された
一次電流I1を二次電圧(二次誘起電圧)V1の二次電流
2に変換して、二次電圧抑制回路12へ入力する。二
次電圧抑制回路12に接続された負荷13には、出力電
圧V2の電流が送られる。具体的な試験条件として、一
次電流I1を50Hz,9〜20kV(実効値)とし、
電源用CTの一次巻数を1回、二次巻数を50回とし
た。また、二次電圧抑制回路12中の制限抵抗R4を2
Ω、ツェナーダイオードZD1,ZD2のツェナー電圧を
180Vとし、さらに負荷のインピーダンスを150Ω
とした。
【0012】図4は、試験結果として得られた一次電流
1(実効値)と二次電流I2(ピーク値)との関係を示
すグラフであり、一次電流I1(実効値)の増加に対し
て二次電流I2(ピーク値)が直線的に上昇しているこ
とが表されている。図5は、同じく、一次電流I1(実
効値)と二次電圧V1(ピーク値)との関係を示すグラ
フであり、一次電流I1(実効値)の増加に対して二次
電圧V1(ピーク値)が当初急激に増加するが、その後
飽和傾向になることが表されている。図6は、同じく、
一次電流I1(実効値)と出力電圧V2(ピーク値)との
関係を示すグラフであり、一次電流I1(実効値)の増
加に対して出力電圧V2(ピーク値)が常に一定である
ことが表されている。これらの試験結果から、一次電流
1として過大電流が電源用CTに入力されて、電源用
CTから異常に高い二次電圧V1が出力されようとして
も、二次電圧抑制回路12により一定の電圧(180
V)に制限されることが確認できた。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電源
用CTの二次側の電圧が異常に上昇すると、それをツェ
ナーダイオードにより検出してトライアックを作動させ
二次側端子間をバイパスする。その結果、電源用CTの
一次側に過大電流が流れた場合に、二次側の電圧が異常
に上昇することが制限され、二次側に接続された機器を
保護することができる。また、トライアックが作動する
二次側電圧をツェナーダイオードと抵抗により設定した
ため、二次側電圧の上限値を一定の精度で設定すること
ができる。さらには、電源用CTの二次側が誤操作や断
線等により開路された場合も、同様に二次側電圧の上昇
を防止してCTを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る二次電圧抑制回路の実施形態を示
す回路図である。
【図2】本発明に係る二次電圧抑制回路の実施形態を示
す回路図である。
【図3】図1の実施形態を用いた試験装置の概要を示す
図である。
【図4】図2における試験結果を示すグラフである。
【図5】図2における試験結果を示すグラフである。
【図6】図2における試験結果を示すグラフである。
【図7】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1,2 入力端子 3,4 出力端子 11 過電流試験設備 12 二次電圧抑制回路 13 負荷 C1,C2 コンデンサ G ゲート端子 R1,R2,R3 抵抗 R4 制限抵抗 T1,T2 トライアック端子 TA トライアック ZD1,ZD2 ツェナーダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沼 修 東京都千代田区有楽町一丁目7番1号 東光電気株式会社内 (72)発明者 磯崎 正則 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 中村 浩 東京都千代田区内幸町一丁目1番3号 東京電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−151826(JP,A) 実開 平4−33299(JP,U) 特公 昭55−27530(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/613 H02H 9/02 H02M 1/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源用CTの二次側端子にそれぞれ接続さ
    れた第1,第2の入力端子と、 第1の入力端子に制限抵抗を介して接続された第1の出
    力端子と、 第2の入力端子に接続された第2の出力端子と、 第1,第2の出力端子間に接続されたトライアック及び
    スナバ回路の並列回路と、 第1,第2の出力端子間に接続された回路であって、互
    いに逆方向接続された一対のツェナーダイオードと第
    1,第2の分圧抵抗とからなる直列回路と、 前記トライアックの出力端子とゲートとの間に接続され
    ている第1の分圧抵抗の両端に接続されたフィルタコン
    デンサ と、 を備えたことを特徴とする電源用CTの二次電圧抑制回
    路。
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