JP3456996B2 - 短絡時に低圧回路網の枝路を切り離すための装置 - Google Patents
短絡時に低圧回路網の枝路を切り離すための装置Info
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- JP3456996B2 JP3456996B2 JP52051794A JP52051794A JP3456996B2 JP 3456996 B2 JP3456996 B2 JP 3456996B2 JP 52051794 A JP52051794 A JP 52051794A JP 52051794 A JP52051794 A JP 52051794A JP 3456996 B2 JP3456996 B2 JP 3456996B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/021—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
- H02H3/023—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order by short-circuiting
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、枝路中に負荷が相線および付属の中性線に
接続されている低圧回路網の枝路を短絡時に切り離すた
めの装置であって、負荷の前にスイッチオンおよび（ま
たは）スイッチオフのための開閉要素が接続されてお
り、また相線および（または）中性線中に短絡切り離し
のための付加の開閉要素が設けられており、この開閉要
素に橋絡回路が接続されている装置に関する。
接続されている低圧回路網の枝路を短絡時に切り離すた
めの装置であって、負荷の前にスイッチオンおよび（ま
たは）スイッチオフのための開閉要素が接続されてお
り、また相線および（または）中性線中に短絡切り離し
のための付加の開閉要素が設けられており、この開閉要
素に橋絡回路が接続されている装置に関する。
低圧回路枝路の短絡保護のためには通常、電流制限す
る電力開閉器または遮断器が使用される。開閉装置は通
過電流を予想される短絡電流の電流振幅の典型的に1/3
ないし1/2に制限する。しかし敏感な電気装置、即ち短
絡電流が流れることによって損傷を受け易い電気装置、
たとえば接触器または継電器に対してはこのような高い
通過電流の短絡作用は許されない。すなわち接触器接点
または継電器接点は高い電流の際の電流力によりダイナ
ミックに開き、また再び閉じる際のアークによる接点溶
融のために溶着する可能性がある。
る電力開閉器または遮断器が使用される。開閉装置は通
過電流を予想される短絡電流の電流振幅の典型的に1/3
ないし1/2に制限する。しかし敏感な電気装置、即ち短
絡電流が流れることによって損傷を受け易い電気装置、
たとえば接触器または継電器に対してはこのような高い
通過電流の短絡作用は許されない。すなわち接触器接点
または継電器接点は高い電流の際の電流力によりダイナ
ミックに開き、また再び閉じる際のアークによる接点溶
融のために溶着する可能性がある。
従来の技術から、低圧枝路の橋絡により保護装置から
負荷側への短絡作用を制限する種々の可能性が既に知ら
れている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第4040359号
明細書には、保護回路の負荷側で電流ジュール熱を電流
制限する遮断器の値の約1/20に制限するたとえばハイブ
リッド橋絡装置が説明されている。この非常に高い保護
作用は、低圧枝路中の例えば負荷を制限するため半導体
回路の使用の際に必要である。なぜならば、半導体を破
壊しないように短時間の過電流が定格電流の10倍の値を
越えてはならないからである。しかし、そのための装置
に要する費用は相当なものである。なぜならば、ハイブ
リッド橋絡装置はより高い定格電流および電流検出およ
び駆動装置を有する半導体スイッチを必要とするからで
ある。さらに、ヨーロッパ特許出願公開第0504463号明
細書により、電力開閉器が消弧板室のタップを設けられ
ており、また開閉アークが橋絡をスイッチオンする低圧
枝路の橋絡が提案される。短絡保護はこの場合に開閉器
機構の開閉速度および開閉アークの伝播速度に関係す
る。従って、通過電流ジュール熱の約半分である保護装
置の負荷側の電流ジュール熱の比較的わずかな減少のみ
が達成される。
負荷側への短絡作用を制限する種々の可能性が既に知ら
れている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第4040359号
明細書には、保護回路の負荷側で電流ジュール熱を電流
制限する遮断器の値の約1/20に制限するたとえばハイブ
リッド橋絡装置が説明されている。この非常に高い保護
作用は、低圧枝路中の例えば負荷を制限するため半導体
回路の使用の際に必要である。なぜならば、半導体を破
壊しないように短時間の過電流が定格電流の10倍の値を
越えてはならないからである。しかし、そのための装置
に要する費用は相当なものである。なぜならば、ハイブ
リッド橋絡装置はより高い定格電流および電流検出およ
び駆動装置を有する半導体スイッチを必要とするからで
ある。さらに、ヨーロッパ特許出願公開第0504463号明
細書により、電力開閉器が消弧板室のタップを設けられ
ており、また開閉アークが橋絡をスイッチオンする低圧
枝路の橋絡が提案される。短絡保護はこの場合に開閉器
機構の開閉速度および開閉アークの伝播速度に関係す
る。従って、通過電流ジュール熱の約半分である保護装
置の負荷側の電流ジュール熱の比較的わずかな減少のみ
が達成される。
さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第4110335号明
細書から短絡保護のための装置であって、敏感な負荷の
前に特に、機械的スイッチと直列に接続され中性線への
橋絡電流枝路を含んでいる半導体スイッチが接続されて
いる装置は知られている。その際に橋絡電流枝路は、短
絡電流により遅れなしにスイッチオンされ負荷および補
助の電流開閉器を橋絡する橋絡スイッチを設けられてい
る。それにより特に負荷および敏感な半導体スイッチが
負荷軽減されるが、その際あらゆる場合に遮断器が相線
および中性線中に含まれていなければならず、このこと
は負荷の費用を含んでいる。
細書から短絡保護のための装置であって、敏感な負荷の
前に特に、機械的スイッチと直列に接続され中性線への
橋絡電流枝路を含んでいる半導体スイッチが接続されて
いる装置は知られている。その際に橋絡電流枝路は、短
絡電流により遅れなしにスイッチオンされ負荷および補
助の電流開閉器を橋絡する橋絡スイッチを設けられてい
る。それにより特に負荷および敏感な半導体スイッチが
負荷軽減されるが、その際あらゆる場合に遮断器が相線
および中性線中に含まれていなければならず、このこと
は負荷の費用を含んでいる。
従って、本発明の課題は、敏感な電気装置における短
絡電流および短絡継続時間を著しく制限し、また一層簡
単に構成されている短絡保護のための別の装置を提供す
ることである。
絡電流および短絡継続時間を著しく制限し、また一層簡
単に構成されている短絡保護のための別の装置を提供す
ることである。
この課題は、本発明によれば、低圧回路網の枝路を短
絡時に切り離すための装置であって、枝路中に負荷が相
線および付属の中性線に接続され、負荷の前に開閉要素
が接続され、相線中に電力開閉器が設けられ、電力開閉
器の負荷側に橋絡回路が設けられ、橋絡回路は開閉器と
最小短絡回路インピーダンスの値の25〜50％の値を有す
る抵抗を有する橋絡電流枝路とを備え、開閉器は橋絡電
流枝路を介して中性線に接続され、橋絡回路は開閉器を
磁気的に駆動して短絡電流の一部分を導くようにしたも
のである。
絡時に切り離すための装置であって、枝路中に負荷が相
線および付属の中性線に接続され、負荷の前に開閉要素
が接続され、相線中に電力開閉器が設けられ、電力開閉
器の負荷側に橋絡回路が設けられ、橋絡回路は開閉器と
最小短絡回路インピーダンスの値の25〜50％の値を有す
る抵抗を有する橋絡電流枝路とを備え、開閉器は橋絡電
流枝路を介して中性線に接続され、橋絡回路は開閉器を
磁気的に駆動して短絡電流の一部分を導くようにしたも
のである。
本発明による装置は従来の技術による装置に比して簡
単化することができる。また、橋絡枝路を電力開閉器と
共にユニットを形成するようにすると有利である。
単化することができる。また、橋絡枝路を電力開閉器と
共にユニットを形成するようにすると有利である。
以下、本発明の他の細部および利点は請求の範囲と結
び付けて図面により実施例を説明するなかで明らかにな
る。
び付けて図面により実施例を説明するなかで明らかにな
る。
図１は負荷回路の敏感な部分、即ち短絡電流により損
傷を受け易い部分を短絡保護するための橋絡回路、また 図２ないし図５は図１による電力開閉器および橋絡装
置を１つの共通の保護装置に一体化するための種々の可
能性を示す。
傷を受け易い部分を短絡保護するための橋絡回路、また 図２ないし図５は図１による電力開閉器および橋絡装
置を１つの共通の保護装置に一体化するための種々の可
能性を示す。
図１ではインピーダンスL1、R1を有する単相の電気回
路網が、負荷側に橋絡回路と、負荷を有する敏感な部分
に通ずる短絡インピーダンスL2、R2とを有する電力開閉
器の電源側に接続されている。詳細には図１中で自明な
シンボルとならんで１は電力開閉器を、８は接触器を、
また９は負荷としての電動機を意味し、その際に接触器
８および電動機９は敏感な部分を形成する。
路網が、負荷側に橋絡回路と、負荷を有する敏感な部分
に通ずる短絡インピーダンスL2、R2とを有する電力開閉
器の電源側に接続されている。詳細には図１中で自明な
シンボルとならんで１は電力開閉器を、８は接触器を、
また９は負荷としての電動機を意味し、その際に接触器
８および電動機９は敏感な部分を形成する。
接続点ＡおよびＢを有する電力開閉器１の負荷側に、
本来の橋絡接点を形成する開閉器11と、付属の磁気駆動
部12と、抵抗14を有する橋絡電流枝路13とから成る橋絡
回路10が接続されている。その際に橋絡電流枝路13は接
続点Ｂに接続されており、また接触器８への接続点Ｃお
よび中性線への接続点Ｄを有する。
本来の橋絡接点を形成する開閉器11と、付属の磁気駆動
部12と、抵抗14を有する橋絡電流枝路13とから成る橋絡
回路10が接続されている。その際に橋絡電流枝路13は接
続点Ｂに接続されており、また接触器８への接続点Ｃお
よび中性線への接続点Ｄを有する。
多極監視回路が応用されるように、相応の回路が多相
の回路システムで構成可能である。
の回路システムで構成可能である。
図１により、16Aの定格電流に対する線路保護を例と
して橋絡装置の磁気駆動部は、Ｉprosp.（予期される短
絡電流）３ないし6kAの飽和した短絡の際に約1.2ないし
0.8msの磁気駆動部の応答時間が達成されるように設計
され得る。その際に橋絡回路10による負荷回路の迅速な
切り離しは、いまや線路保護開閉器の通過−I2・ｔ値の
約1/5ないし1/10であるI2・ｔ負荷に通ずる。
して橋絡装置の磁気駆動部は、Ｉprosp.（予期される短
絡電流）３ないし6kAの飽和した短絡の際に約1.2ないし
0.8msの磁気駆動部の応答時間が達成されるように設計
され得る。その際に橋絡回路10による負荷回路の迅速な
切り離しは、いまや線路保護開閉器の通過−I2・ｔ値の
約1/5ないし1/10であるI2・ｔ負荷に通ずる。
図２ないし図５では図１による電力開閉器１は詳細に
消弧板３およびスライドレール４を有するアーク室と、
付属の開閉器５と、熱的引外し装置６と、磁気駆動部７
とから形成されている。鎖線はそれぞれ、電力開閉器１
および橋絡装置10の一体化から形成された共通の保護装
置を示す。
消弧板３およびスライドレール４を有するアーク室と、
付属の開閉器５と、熱的引外し装置６と、磁気駆動部７
とから形成されている。鎖線はそれぞれ、電力開閉器１
および橋絡装置10の一体化から形成された共通の保護装
置を示す。
図２では橋絡電流枝路のスイッチオンの後に引外し装
置の磁気駆動部７および橋絡装置10の磁気駆動部12は、
電源側の短絡電流が零になるまで、通電状態にとどま
る。橋絡電流枝路と負荷回路との間でR3とR2、L2とのイ
ンピーダンス比に相応して電流分割が行われる。非常に
大きい時定数L2/（R2＋R3）の際には、電源側の短絡電
流が遮断されていても、なお負荷電流が流れる。この場
合、橋絡接点11が開き、また開閉電圧が負荷電流の減衰
を加速する。
置の磁気駆動部７および橋絡装置10の磁気駆動部12は、
電源側の短絡電流が零になるまで、通電状態にとどま
る。橋絡電流枝路と負荷回路との間でR3とR2、L2とのイ
ンピーダンス比に相応して電流分割が行われる。非常に
大きい時定数L2/（R2＋R3）の際には、電源側の短絡電
流が遮断されていても、なお負荷電流が流れる。この場
合、橋絡接点11が開き、また開閉電圧が負荷電流の減衰
を加速する。
図３は図２への１つの可能を変形例を示す。この場
合、スライドレール４の接続点を有するアーク室２は電
力開閉器接点５、熱的引外し装置６および磁気駆動部７
ならびに電磁駆動部12および付属の開閉器11を橋絡す
る。アーク室２のなかのアーク転流の後になかんずく橋
絡装置10の磁気駆動部12が無電流になり、また開閉器11
がその開閉器電圧で比較的早期に負荷電流を遮断する。
合、スライドレール４の接続点を有するアーク室２は電
力開閉器接点５、熱的引外し装置６および磁気駆動部７
ならびに電磁駆動部12および付属の開閉器11を橋絡す
る。アーク室２のなかのアーク転流の後になかんずく橋
絡装置10の磁気駆動部12が無電流になり、また開閉器11
がその開閉器電圧で比較的早期に負荷電流を遮断する。
図２では開閉器11のスイッチオン接点が通常アークレ
スで開閉するが、図３の橋絡装置では開閉器11のスイッ
チオン接点においてアーク負荷が生じ、このことがその
際に使用される接点片の選定にあたり顧慮されなければ
ならない。
スで開閉するが、図３の橋絡装置では開閉器11のスイッ
チオン接点においてアーク負荷が生じ、このことがその
際に使用される接点片の選定にあたり顧慮されなければ
ならない。
図４および図５では保護装置が図２および図３の保護
装置と本質的に相違している点は、磁気駆動部７および
12が電源回路ではなく負荷回路のなかに配置されている
ことである。磁気駆動部７および12はもはや全短絡負荷
に対して設計される必要はない。
装置と本質的に相違している点は、磁気駆動部７および
12が電源回路ではなく負荷回路のなかに配置されている
ことである。磁気駆動部７および12はもはや全短絡負荷
に対して設計される必要はない。
特に図５による配置は、開閉室２中へのアーク転流に
よる開閉器11の電流切り離しの後にそのスイッチオン接
点が、磁気駆動部７および12の励磁が負荷電流により維
持されている間は閉じられた状態にとどまるので、特に
有利である。従って開閉器11は負荷電流の減衰の後にア
ークレスでスイッチオン接点を開く。
よる開閉器11の電流切り離しの後にそのスイッチオン接
点が、磁気駆動部７および12の励磁が負荷電流により維
持されている間は閉じられた状態にとどまるので、特に
有利である。従って開閉器11は負荷電流の減衰の後にア
ークレスでスイッチオン接点を開く。
図２ないし図５により示された例は細部を種々に変形
され得る。
され得る。
たとえば熱的引外し装置６は端子Ｃと橋絡枝路の接続
点との間に配置することができる。磁気駆動部７および
12は引外しおよび橋絡のための共通の磁気駆動部により
置換することができる。橋絡回路が多極に構成されるべ
きであれば、個々の端子が互いに接続され、または中性
線に接続される。多極の橋絡開閉器としての一体化され
た構成では端子Ｄの接続は装置のなかで行われる。
点との間に配置することができる。磁気駆動部７および
12は引外しおよび橋絡のための共通の磁気駆動部により
置換することができる。橋絡回路が多極に構成されるべ
きであれば、個々の端子が互いに接続され、または中性
線に接続される。多極の橋絡開閉器としての一体化され
た構成では端子Ｄの接続は装置のなかで行われる。
説明された装置では、開閉器11のスイッチオン接点に
対して溶着のおそれのない接点材料から成る接点片を使
用することに注意されなければならない。そのために、
たとえば周知のAgSnO28（Ag92重量部、SnO28重量部）の
ような銀−金属酸化物（AgMeO）を主体とする材料、ま
たはたとえばAgC5（Ag95重量部、C5重量部）またはCuC7
（Cu93重量部、C7重量部）のような銀−または銅−グラ
ファイト材料の使用が考えられる。相異なる材料を有す
る非対称な接点対も可能である。
対して溶着のおそれのない接点材料から成る接点片を使
用することに注意されなければならない。そのために、
たとえば周知のAgSnO28（Ag92重量部、SnO28重量部）の
ような銀−金属酸化物（AgMeO）を主体とする材料、ま
たはたとえばAgC5（Ag95重量部、C5重量部）またはCuC7
（Cu93重量部、C7重量部）のような銀−または銅−グラ
ファイト材料の使用が考えられる。相異なる材料を有す
る非対称な接点対も可能である。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−52346（ＪＰ，Ａ)
独国特許出願公開4110335（ＤＥ，Ａ
１)
独国特許出願公開4040359（ＤＥ，Ａ
１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02H 9/02
H02H 3/00 - 3/10
Claims (10)
- 【請求項１】低圧回路網の枝路を短絡時に切り離すため
の装置であって、枝路中に負荷（９）が相線（Ｌ）およ
び付属の中性線（Ｎ）に接続され、負荷（９）の前に開
閉要素（８）が接続され、相線（Ｌ）中に電力開閉器
（１）が設けられ、電力開閉器（１）の負荷側に橋絡回
路（10）が設けられ、橋絡回路（10）は開閉器（11）と
最小短絡回路インピーダンスの値の25〜50％の値を有す
る抵抗（14）を有する橋絡電流枝路（13）とを備え、開
閉器（11）は橋絡電流枝路（13）を介して中性線（Ｎ）
に接続され、橋絡回路（10）は開閉器（11）を磁気的に
駆動して短絡電流の一部分を導くことを特徴とする短絡
時に低圧回路網の枝路を切り離すための装置。 - 【請求項２】橋絡回路（10）が電力開閉器（１）と共に
ユニット（20）を形成することを特徴とする請求項１記
載の装置。 - 【請求項３】２つの磁気駆動部（７、12）が、一方は電
力開閉器（１）に対する引外し装置として、他方は橋絡
回路（10）に対する引外し装置として設けられることを
特徴とする請求項２記載の装置。 - 【請求項４】電力開閉器（１）の引外しのための磁気駆
動部と開閉器（11）の引外しのための磁気駆動部とを共
通にしたことを特徴とする請求項３記載の装置。 - 【請求項５】電力開閉器に対して熱的引外し装置を有
し、この熱的引外し装置（６）が橋絡電流枝路（13）の
負荷側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項６】電力開閉器（１）のアーク室（２）を介し
て熱的および磁気的引外し装置（６、７）ならびに磁気
駆動部（12）が橋絡されるように、橋絡電流枝路（13）
が電力開閉器（１）のスライドレール（４）の接続点と
接続されていることを特徴とする請求項２または５記載
の装置。 - 【請求項７】多相の回路網において多極の橋絡回路とし
て使用されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
１つに記載の装置。 - 【請求項８】橋絡回路（10）の開閉器（11）のスイッチ
オン接点に溶着のおそれのない接点材料が使用されるこ
とを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の装
置。 - 【請求項９】銀−金属酸化物（AgMeO）、銀−グラファ
イト（AgC）または銅−グラファイト（CuC）を主体とす
る接点材料が使用されることを特徴とする請求項８記載
の装置。 - 【請求項１０】非対称の接点対が使用されることを特徴
とする請求項８または９記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4309794A DE4309794A1 (de) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | Anordnung zur Freischaltung von Abzweigen eines Niederspannungs-Leitungsnetzes im Kurzschlußfall |
| DE4309794.4 | 1993-03-25 | ||
| PCT/DE1994/000296 WO1994022197A1 (de) | 1993-03-25 | 1994-03-17 | Anordnung zur freischaltung von abzweigen eines niederspannungs-leitungsnetzes im kurzschlussfall |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08508154A JPH08508154A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3456996B2 true JP3456996B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=6483886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52051794A Expired - Fee Related JP3456996B2 (ja) | 1993-03-25 | 1994-03-17 | 短絡時に低圧回路網の枝路を切り離すための装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5689397A (ja) |
| EP (1) | EP0691046B1 (ja) |
| JP (1) | JP3456996B2 (ja) |
| DE (2) | DE4309794A1 (ja) |
| WO (1) | WO1994022197A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19813952C1 (de) * | 1998-03-28 | 1999-11-04 | Telefunken Microelectron | Signalisierungsendstufe zur Erzeugung digitaler Spannungssignale auf einem Bussystem |
| DE19834474A1 (de) * | 1998-07-30 | 2000-02-10 | Siemens Ag | Einrichtung zum Kurzschlußschutz |
| US7408274B2 (en) * | 2004-12-30 | 2008-08-05 | Inpower Llc | Control and operating condition monitoring of dual series switch contactors for electric motor or other electrical load |
| FR2912253B1 (fr) * | 2007-02-01 | 2009-03-06 | Schneider Electric Ind Sas | Dispositif de protection contre les surtensions a contact mobile comprenant des moyens de deconnexions selectifs contre des courts-circuits |
| DE102008030987A1 (de) * | 2008-06-27 | 2010-01-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum selektiven Auslösen von Leistungsschaltern im Falle eines Kurzschlusses |
| ES2555492T3 (es) * | 2010-03-26 | 2016-01-04 | Abb Research Ltd. | Un disyuntor híbrido |
Family Cites Families (5)
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| EP0504463B1 (de) * | 1991-03-21 | 1996-10-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur Stromversorgung |
| DE4110335C2 (de) * | 1991-03-28 | 1995-07-20 | Siemens Ag | Einrichtung zum Kurzschlußschutz |
-
1993
- 1993-03-25 DE DE4309794A patent/DE4309794A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-03-17 WO PCT/DE1994/000296 patent/WO1994022197A1/de active IP Right Grant
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