JP5185181B2 - Current distribution device and DC circuit breaker - Google Patents
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Description
本発明は、電流分配装置および直流用遮断器に関する。 The present invention relates to a current distribution device and a DC circuit breaker.
一般的に、整流装置などの電流供給装置から出力された直流電流を複数の負荷機器へ供給するために、直流電流を分配する電流分配装置が用いられる(例えば、特許文献1参照。)。 Generally, in order to supply a direct current output from a current supply device such as a rectifier to a plurality of load devices, a current distribution device that distributes the direct current is used (see, for example, Patent Document 1).
以下に、電流分配装置の構成の一例について説明する。図3に示す電流分配装置1000は、商用電源4000から整流装置2000を介して出力されてきた直流電流を2つの系統に分岐する。分岐した各直流電流は、ヒューズ1100−1を介して通信装置3000−1へ、また、ヒューズ1100−2を介して通信装置3000−2へ、それぞれ出力される。また、整流装置2000から出力されてきた直流電流は、電流分配装置1000に設けられたコンデンサ1200を充電する。
Hereinafter, an example of the configuration of the current distribution device will be described. The
このような電流分配装置1000は、通信装置3000−1、3000−2にて短絡事故が発生した際にその通信装置3000−1、3000−2への直流電流の出力を速やかに遮断するため、当該出力を遮断する直流用遮断器としてヒューズを用いることが多い。
Such a
以下に、電流分配装置を用いた電流分配システムの一形態を示す。図4に示すように、整流装置2100は、商用電源4100と発電装置4200とのどちらか一方から出力されてきた交流電流を用いて直流電流を生成して電流分配装置1300−1および電流分配装置1300−2へ出力する。
Hereinafter, an embodiment of a current distribution system using the current distribution device will be described. As illustrated in FIG. 4, the
電流分配装置1300−1は、通信装置3100−1〜3100−3のそれぞれと1対1で対応して接続された各ヒューズ1400−1〜1400−3を介して、整流装置2100から出力されてきた直流電流を分岐して各通信装置3100−1〜3100−3へ出力する。また、電流分配装置1300−2は、通信装置3200−1〜3200−3のそれぞれと1対1で対応して接続された各ヒューズ1500−1〜1500−3を介して、整流装置2100から出力されてきた直流電流を分岐して各通信装置3200−1〜3200−3へ出力する。
The current distribution device 1300-1 is output from the rectifying
この電流分配システムでは、例えば、通信装置3100−1にて短絡事故が発生し通信装置3100−1の入力インピーダンスが極端に低下した場合、整流装置2100とバッテリ4300とから通信装置3100−1へヒューズ1400−1を介して過電流が流れる。この場合、図5に示すように、時刻0[ms]において通信装置3100−1にて短絡事故が発生してから、時刻t1[ms]においてヒューズ1400−1が溶断するまでの「溶断時間(Pre-arcing time)」では、ヒューズ1400−1に流れる直流電流が増加する。
In this current distribution system, for example, when a short circuit accident occurs in the communication device 3100-1 and the input impedance of the communication device 3100-1 is extremely reduced, a fuse is connected from the
そして、この直流電流により発生するジュール熱がヒューズ1400−1が溶断するエネルギの容量である遮断容量以上となった場合、ヒューズ1400−1は溶断する。そして、ヒューズ1400−1が溶断した場合、アークが生じて直流電流は減少する。なお、ヒューズ1400−1が物理的に溶断した状態であっても、アークが存在している間(時刻t1[ms]〜時刻t2[ms])、電流分配装置1300−1から短絡事故が発生した通信装置3100−1へ電流が流れる。以下では、アークが発生した時刻からアークが消滅して直流電流が「0」となる時刻までの時間を「アーク時間」という。 When the Joule heat generated by the direct current becomes equal to or higher than the breaking capacity, which is the capacity of the energy that fuse 1400-1 blows, fuse 1400-1 blows. When the fuse 1400-1 is blown, an arc is generated and the direct current decreases. Even when the fuse 1400-1 is physically blown, a short-circuit accident occurs from the current distribution device 1300-1 while the arc is present (time t1 [ms] to time t2 [ms]). Current flows to the communication device 3100-1. Hereinafter, the time from when the arc occurs until the time when the arc disappears and the direct current becomes “0” is referred to as “arc time”.
なお、図6に示すように、溶断時間が経過する時刻t1[ms]の直前において、ヒューズ1400−1の両端に印加される直流電圧は急激に増加する。 As shown in FIG. 6, immediately before the time t1 [ms] when the fusing time elapses, the DC voltage applied to both ends of the fuse 1400-1 increases rapidly.
この急激な電圧変化が、電流分配装置1300−1から通信装置3100−2,3100−3へ出力する出力電圧に影響を与え、それらへの出力電圧が図7に示すように大きく変動する。 This abrupt voltage change affects the output voltage output from the current distribution device 1300-1 to the communication devices 3100-2 and 3100-3, and the output voltage to these greatly fluctuates as shown in FIG.
そのため、電流分配装置1300−1から各通信装置3100−2,3100−3へ出力される出力電圧が、通信装置3100−2,3100−3が正常に動作可能な電圧の範囲から逸脱した場合、通信装置3100−2,3100−3の動作に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。 Therefore, when the output voltage output from the current distribution device 1300-1 to the communication devices 3100-2 and 3100-3 deviates from the voltage range in which the communication devices 3100-2 and 3100-3 can operate normally, There is a possibility of adversely affecting the operation of the communication devices 3100-2 and 3100-3.
この急激な電圧変化を抑制するために、アークを消滅させる力である消弧力が弱いヒューズを用いる方法がある。消弧力が弱いヒューズを用いた場合、図8に示すように、ヒューズが溶断する直前のヒューズの両端に印加される電圧の変化は小さくなる。 In order to suppress this rapid voltage change, there is a method of using a fuse having a weak arc extinguishing force that is a force for extinguishing the arc. When a fuse with a weak arc extinguishing force is used, as shown in FIG. 8, the change in the voltage applied to both ends of the fuse immediately before the fuse blows is small.
そのため、図4に示した例において、ヒューズ1400−1として消弧力の弱いヒューズを用いた場合、ヒューズ1400−1が溶断した際の電流分配装置1300−1が通信装置3100−2,3100−3へ出力する出力電圧への影響を抑えることができる。 Therefore, in the example shown in FIG. 4, when a fuse with a low arc extinguishing force is used as the fuse 1400-1, the current distribution device 1300-1 when the fuse 1400-1 is blown is the communication device 3100-2, 3100-. The influence on the output voltage output to 3 can be suppressed.
しかし、図9に示すように、ヒューズの消弧力が弱い場合、アークが発生してから消滅するまでのアーク時間(時刻t3〜時刻t4)は、図10および図11に示す消弧力が強いヒューズの溶断に付随するアーク時間(時刻t5〜t6)よりも長くなってしまう。 However, as shown in FIG. 9, when the arc extinguishing force of the fuse is weak, the arc time (time t3 to time t4) from when the arc is generated until it is extinguished is the arc extinguishing force shown in FIG. 10 and FIG. It becomes longer than the arc time (time t5 to t6) accompanying the blow of the strong fuse.
アーク時間においては電流分配装置から短絡事故が発生した通信装置へ電流が流れている状態にあり、また短絡事故が発生した通信装置の入力インピーダンスは他の通信装置の入力インピーダンスよりも極端に小さい。そのため、図4に示した通信装置3100−1にて短絡事故が発生した場合、ヒューズ1400−1が溶断した後のアーク時間において、電流分配装置1300−1が出力した分岐した直流電流の多くは通信装置3100−1へ流れてしまい、他の通信装置3100−2,3100−3へ流れる直流電流が極端に減少してしまう。 In the arc time, a current is flowing from the current distribution device to the communication device in which the short circuit accident has occurred, and the input impedance of the communication device in which the short circuit accident has occurred is extremely smaller than the input impedance of the other communication devices. Therefore, when a short circuit accident occurs in the communication device 3100-1 shown in FIG. 4, most of the branched DC current output by the current distribution device 1300-1 is large during the arc time after the fuse 1400-1 is blown. The direct current that flows to the communication device 3100-1 and flows to the other communication devices 3100-2 and 3100-3 is extremely reduced.
そして、電流分配装置1300−1から他の通信装置3100−2,3100−3へ流れる直流電流の電流値が、これらの通信装置3100−2,3100−3が正常に動作可能な電流値よりも小さくなった場合、通信装置3100−2や3100−3の動作に悪影響を及ぼすおそれがある。 The current value of the direct current flowing from the current distribution device 1300-1 to the other communication devices 3100-2 and 3100-3 is larger than the current value at which these communication devices 3100-2 and 3100-3 can operate normally. When it becomes small, there exists a possibility of having a bad influence on operation | movement of the communication apparatuses 3100-2 and 3100-3.
そこで、ヒューズ1400−1〜1400−3および1500−1〜1500−3に代えて、直流用遮断器としてブレーカを用いて、アーク時間に短絡事故が発生した通信装置へ流れる短絡電流を遮断する方法も考えられる。 Then, it replaces with fuse 1400-1-1400-3 and 1500-1-1500-3, and uses the breaker as a DC circuit breaker, and the method of interrupting | blocking the short circuit current which flows into the communication apparatus which the short circuit accident generate | occur | produced in the arc time Is also possible.
しかし、ブレーカを用いて短絡電流のような電流値が大きな直流電流を遮断するために必要な時間は、短絡事故が発生してからヒューズが溶断するまでの時間よりも長い。つまり、直流用遮断器としてブレーカのみを用いた場合、ヒューズを用いた場合よりも、短絡事故の発生により入力インピーダンスが極端に低下した通信装置へ電流分配装置から分岐した直流電流が主に流れ、他の通信装置へ流れる直流電流が極端に減少する時間が長くなってしまう。 However, the time required to interrupt a DC current having a large current value such as a short circuit current using the breaker is longer than the time from the occurrence of a short circuit accident until the fuse is blown. In other words, when only the breaker is used as a DC circuit breaker, the DC current branched from the current distribution device mainly flows to the communication device whose input impedance is extremely reduced due to the occurrence of a short circuit accident, compared to the case where a fuse is used, The time during which the direct current flowing to another communication device is extremely reduced becomes longer.
そのため、直流用遮断器としてブレーカのみを用いた場合、ヒューズを用いた場合よりも、短絡事故の発生時に短絡事故が発生していない他の通信装置の動作に及ぼす影響が大きくなってしまうという問題点がある。 Therefore, when only a breaker is used as a DC circuit breaker, the effect on the operation of other communication devices in which a short-circuit accident has not occurred at the time of a short-circuit accident is greater than when a fuse is used. There is a point.
また、短絡時に流れる電流値の大きな電流をブレーカを用いて遮断した場合、接点が汚損されるため、2回目以降の短絡事故が発生した場合、短絡電流が遮断されないおそれがある。 Further, when a current having a large current value that flows at the time of a short circuit is interrupted using a breaker, the contacts are soiled. Therefore, if a second or subsequent short circuit accident occurs, the short circuit current may not be interrupted.
本発明は、上述した課題を解決する電流分配装置および直流用遮断器を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the electric current distribution apparatus and DC circuit breaker which solve the subject mentioned above.
上記課題を解決するために、本発明の電流分配装置は、外部から供給された直流電流を分岐し、該分岐した直流電流を複数の負荷機器へ該複数の負荷機器と1対1でそれぞれ接続された複数の直流用遮断器を介してそれぞれ出力する電流分配装置であって、前記直流用遮断器は、当該電流分配装置内に設けられ、前記分岐した直流電流が流れ、所定の電流値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズと、前記ヒューズと直列に接続されたブレーカと、前記分岐した直流電流の電流値を測定する電流検出部と、前記電流検出部が測定した電流値が、前記所定の電流値よりも小さな第1の電流値となった後に該第1の電流値よりも小さな第2の電流値となった場合、前記ブレーカを遮断するための遮断信号を生成して出力する遮断信号生成部と、前記遮断信号が出力された場合、前記ブレーカを遮断するための遮断電圧を生成して前記ブレーカへ出力する電圧変換部と、を有し、前記ブレーカは、前記電圧変換部から前記遮断電圧が出力されてきた際、前記分岐した直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断し、前記ヒューズは、当該ヒューズが溶断した後にアークが存在するアーク時間における当該ヒューズに流れる前記分岐した直流電流に付随するジュール積分の値が、当該ヒューズが溶断する溶断時間における前記ジュール積分の値以上である遮断特性を有し、前記遮断信号生成部は、前記電流検出部が測定した電流値が、前記第1の電流値となった後に前記ブレーカが繰返し使用可能な電流値以下に設定された前記第2の電流値となった場合、前記遮断信号を生成する。 In order to solve the above-described problems, a current distribution device according to the present invention branches an externally supplied direct current and connects the branched direct current to a plurality of load devices in a one-to-one relationship with the load devices. Each of the plurality of DC circuit breakers that outputs the current distribution device, wherein the DC circuit breaker is provided in the current distribution device, the branched DC current flows, and is greater than or equal to a predetermined current value. A fuse that melts when a current flows, a breaker connected in series with the fuse, a current detector that measures a current value of the branched DC current, and a current value measured by the current detector, If the first current value is smaller than the predetermined current value and then the second current value is smaller than the first current value, a cut-off signal for cutting off the breaker is generated and output. A blocking signal generator to If serial shutoff signal is output, has a voltage conversion unit to be output to the breaker generates a blocking voltage for blocking the breaker, the breaker, the blocking voltage is output from the voltage conversion unit When this occurs, the output of the branched DC current to the load device is interrupted, and the fuse is connected to the joule associated with the branched DC current flowing through the fuse at an arc time when the arc is present after the fuse is blown. The integral value has a cutoff characteristic that is equal to or greater than the Joule integral value at the fusing time at which the fuse blows, and the cutoff signal generation unit has a current value measured by the current detection unit as the first current. When the breaker reaches the second current value set to be equal to or less than the current value that can be repeatedly used after the value is reached, the cutoff signal is generated .
また、本発明の電流分配装置においては、前記ブレーカは、前記電圧変換部から出力されてきた前記遮断電圧を用いて動作するトリップコイルを含み、該トリップコイルに前記遮断電圧が印加された場合に発生した電磁力により前記分岐した直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断してもよい。 In the current distribution device of the present invention, the breaker includes a trip coil that operates using the cutoff voltage output from the voltage conversion unit, and when the cutoff voltage is applied to the trip coil. You may interrupt | block the output with respect to the said load apparatus of the said branched DC current with the generated electromagnetic force.
上記課題を解決するために、本発明の直流用遮断器は、負荷機器と接続され、外部から供給された直流電流を該負荷機器へ出力する直流用遮断器であって、前記直流電流が流れ、所定の電流値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズと、前記ヒューズと直列に接続されたブレーカと、前記直流電流の電流値を測定する電流検出部と、前記電流検出部が測定した電流値が、前記所定の電流値よりも小さな第1の電流値となった後に該第1の電流値よりも小さな第2の電流値となった場合、前記ブレーカを遮断するための遮断信号を生成して出力する遮断信号生成部と、前記遮断信号が出力された場合、前記ブレーカを遮断するための遮断電圧を生成して前記ブレーカへ出力する電圧変換部と、を有し、前記ブレーカは、前記電圧変換部から前記遮断電圧が出力されてきた際、前記外部から供給された直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断し、前記ヒューズは、当該ヒューズが溶断した後にアークが存在するアーク時間における当該ヒューズに流れる前記直流電流に付随するジュール積分の値が、当該ヒューズが溶断する溶断時間における前記ジュール積分の値以上である遮断特性を有し、前記遮断信号生成部は、前記電流検出部が測定した電流値が、前記第1の電流値となった後に前記ブレーカが繰返し使用可能な電流値以下に設定された前記第2の電流値となった場合、前記遮断信号を生成する。 In order to solve the above problems, a DC circuit breaker according to the present invention is a DC circuit breaker that is connected to a load device and outputs a DC current supplied from the outside to the load device, and the DC current flows through the circuit breaker. A fuse that blows when a current of a predetermined current value or more flows, a breaker connected in series with the fuse, a current detector that measures a current value of the direct current, and the current detector When the current value becomes a first current value smaller than the predetermined current value and then becomes a second current value smaller than the first current value, a shut-off signal for shutting off the breaker is generated. A break signal generation unit that generates and outputs, and a voltage conversion unit that generates a break voltage for breaking the breaker and outputs the breaker when the break signal is output , and the breaker is Before the voltage converter When the cut-off voltage has been outputted, to cut off the output to the load device of the supplied direct current from the external, the fuse, the direct current flowing through the fuse in the arcing time an arc is present after the fuse is blown The value of the Joule integral associated with the current has a cut-off characteristic that is equal to or greater than the value of the Joule integral at the fusing time at which the fuse blows, and the cut-off signal generator has a current value measured by the current detector, When the breaker becomes the second current value set to be equal to or less than the current value that can be repeatedly used after the first current value is reached, the cutoff signal is generated .
また、本発明の直流用遮断器においては、前記ブレーカは、前記電圧変換部から出力されてきた前記遮断電圧を用いて動作するトリップコイルを含み、該トリップコイルに前記遮断電圧が印加された場合に発生した電磁力により前記外部から供給された直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断してもよい。 Further, in the DC circuit breaker according to the present invention, the breaker includes a trip coil that operates using the cut-off voltage output from the voltage converter, and the cut-off voltage is applied to the trip coil. The output of the direct current supplied from the outside to the load device may be interrupted by the electromagnetic force generated in the circuit.
本発明によれば、負荷機器に短絡事故が発生した際、他の負荷機器へ悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a short circuit accident generate | occur | produces in load equipment, it can prevent having an adverse effect on other load equipment.
以下、本発明の実施形態に従った電流分配システム(電流分配装置および直流用遮断器を含む)を説明する。まず、本電流分配システムの全体構成を説明する。 Hereinafter, a current distribution system (including a current distribution device and a DC circuit breaker) according to an embodiment of the present invention will be described. First, the overall configuration of the current distribution system will be described.
図1に示すように、この電流分配システムは、電流分配装置1と、整流装置2と、複数の通信装置3−1〜3−2と、商用電源4とから構成される。通信装置の台数は任意でよい。
As shown in FIG. 1, the current distribution system includes a
商用電源4は、交流電流を生成して整流装置2へ出力する。
The
整流装置2は、商用電源4から出力されてきた交流電流の整流により直流電流を生成し、生成した直流電流を電流分配装置1へ出力する。
The rectifying
電流分配装置1は、整流装置2などの外部から出力されてきた(供給された)直流電流を分配して、分配した直流電流を通信装置3−1および3−2へとそれぞれ供給する。
The
なお、電流分配装置1から通信装置3−1〜3−2へ出力される直流電流の電流値は、通信装置3−1〜3−2がそれぞれ正常に動作可能な電流値である。
Note that the current value of the direct current output from the
また、電流分配装置1から通信装置3−1〜3−2へ出力される出力電圧の電圧値は、通信装置3−1〜3−2がそれぞれ正常に動作可能な電圧値である。
The voltage value of the output voltage output from the
通信装置3−1〜3−2は、電流分配装置1から出力されてきた直流電流を用いて、所定の通信動作を行う「負荷機器」である。通信装置3−1〜3−2は、電流分配装置1から出力されてきた直流電流に対する出力負荷としての役割を果たす機器であれば、任意の機器でもよい。
The communication devices 3-1 to 3-2 are “load devices” that perform a predetermined communication operation using the direct current output from the
なお、通信装置3−1〜3−2が具備する直流電流を入力するための入力端子は、一般的な入力端子と同じである。つまり、通信装置3−1〜3−2の入力端子は、2つの電極(例えば、正極と負極との1対)で構成される。 In addition, the input terminal for inputting the direct current which the communication apparatuses 3-1 to 3-2 have is the same as a general input terminal. That is, the input terminals of the communication devices 3-1 to 3-2 are configured with two electrodes (for example, a pair of a positive electrode and a negative electrode).
つぎに、電流分配装置1の構成について詳細に説明する。
Next, the configuration of the
電流分配装置1は、直流用遮断器10−1〜10−2と、コンデンサ16とを有する。
The
本実施形態では、各直流用遮断器10−1〜10−2は、各通信装置3−1〜3−2と1対1で対応して接続されている。なお、直流用遮断器の台数は任意でよい。また、各直流用遮断器10−1〜10−2は、複数の通信装置で構成される1つの電力負荷群と1対1に対応して接続されていてもよい。 In the present embodiment, the DC circuit breakers 10-1 to 10-2 are connected to the communication devices 3-1 to 3-2 in a one-to-one correspondence. The number of DC circuit breakers may be arbitrary. Further, each of the DC circuit breakers 10-1 to 10-2 may be connected in one-to-one correspondence with one power load group constituted by a plurality of communication devices.
以下、直流用遮断器10−1〜10−2の構成を説明する。なお、直流用遮断器10−1〜10−2は互いに同じ構成を有するため、以下では、通信装置3−1と接続されている直流用遮断器10−1を例に挙げて説明する。 Hereinafter, the structure of DC circuit breakers 10-1 to 10-2 will be described. Since the DC circuit breakers 10-1 to 10-2 have the same configuration, the DC circuit breaker 10-1 connected to the communication device 3-1 will be described below as an example.
直流用遮断器10−1は、ヒューズ11と、電流検出部12と、遮断信号生成部13と、電圧変換部14と、ブレーカ15とを有している。
The DC circuit breaker 10-1 includes a
ヒューズ11は、電流分配装置1から通信装置3−1へ「所定の電流値」以上の直流電流が流れた場合に溶断する一般的なヒューズである。
The
ここで、図2に示したアーク時間(時刻T1〜時刻T2)におけるヒューズ11に流れる直流電流のジュール積分の値がヒューズ11の溶断時間(時刻0〜時刻T1)におけるジュール積分の値(例えば、「1」)以上となるようなアーク時間となる消弧力を有するヒューズを用いた場合、ヒューズ11が溶断した際のヒューズ11の両端に印加される直流電圧の変化が小さくなるように抑制できる。溶断時間(時刻0〜時刻T1)にてヒューズ11に流れる直流電流のジュール積分の値が「1」である場合、アーク時間(時刻T1〜時刻T2)にてヒューズ11に流れる直流電流のジュール積分の値は、例えば、「1」以上かつ「3」以下でもよい。
Here, the value of the Joule integral of the DC current flowing through the
なお、ジュール積分は、図2に示したヒューズ11に流れる直流電流の経過時間に対する特性において、直流電流の2乗と、経過時間と、ヒューズ11の抵抗値とを乗じた値として与えられる。
The Joule integral is given as a value obtained by multiplying the square of the DC current, the elapsed time, and the resistance value of the
電流検出部12は、整流装置2から通信装置3−1へ流れる電流値を測定して遮断信号生成部13へ出力する。
The
遮断信号生成部13は、電流検出部12が測定して出力してきた電流値が「第1の電流値I1」となった後に「第2の電流値I2」となった場合、ブレーカ15を遮断するための遮断信号を生成して電圧変換部14へ出力する。
When the current value measured and output by the
なお、第1の電流値I1は、ヒューズ11が溶断する「所定の電流値」よりも小さな電流値であれば任意でよい。また、第2の電流値I2は、第1の電流値I1よりも小さな電流値であれば任意でよい。
The first current value I 1 may be arbitrary as long as the current value is smaller than the “predetermined current value” at which the
例えば、第2の電流値I2は、整流装置2と通信装置3−1との接続を遮断する動作をブレーカ15に繰返し実行させた場合でも、ブレーカ15を繰返し使用することが可能な電流値に設定してもよい。つまり、使用するブレーカ15の仕様が500[A]以下であれば繰り返し使用可能であることを保証する場合、第2の電流値I2を500[A]に設定する。
For example, the second current value I 2 is a current value at which the
電圧変換部14は、遮断信号生成部13から遮断信号が出力されてきた場合、ブレーカ15を遮断させるための遮断電圧を生成してブレーカ15へ出力する。
When the interruption signal is output from the
ブレーカ15は、電圧変換部14から遮断電圧が出力されてきた際、整流装置2と通信装置3−1との接続を遮断する。
The
本実施形態では、ブレーカ15は、通信装置3−1が入力端子として備える2つの電極(例えば、正極と負極)とそれぞれ接続されている両線を同時に遮断するため、各極が連動されている。なお、通信装置3−1の一方の入力端子と接続された線が接地されている場合、ブレーカ15は、電圧が印加されている線だけを遮断してもよい。
In the present embodiment, the
なお、ブレーカ15の遮断方式は、熱動式や電磁式など任意の遮断方式でよい。本実施形態では、ブレーカ15には、トリップコイル17が挿入されている。そして、電圧変換部14から出力されてきた遮断電圧がこのトリップコイル17に印加された場合、トリップコイル17に電流が流れる。そして、この電流により発生した電磁力によって互いに接触している端子が離れることで、整流装置2とヒューズ11とが遮断される。
The breaking method of the
コンデンサ16は、整流装置2から出力されてきた直流電流を蓄電する。また、コンデンサ16は、蓄電した電荷を放電することにより、直流電流を通信装置3−1へ供給する。コンデンサ16は、発振やヒューズフロー時の電圧変動を抑制する役割を果たす。
The
つぎに、上記構成を有する電流分配システムが、整流装置2から出力されてきた直流電流を分岐し、分岐した直流電流を通信装置3−1〜3−2へそれぞれ出力する動作について説明する。
Next, the operation in which the current distribution system having the above configuration branches the direct current output from the
まず、図1に示したすべての通信装置3−1〜3−2において短絡事故が発生していない場合の動作について説明する。 First, an operation when no short circuit accident has occurred in all the communication devices 3-1 to 3-2 shown in FIG. 1 will be described.
整流装置2は、商用電源4から出力されてきた交流電流を用いて直流電流を生成し、その直流電流を電流分配装置1へ出力する。なお、整流装置2から出力されてきた直流電流により、コンデンサ16は充電される。
The
また、電流分配装置1は、整流装置2から出力されてきた直流電流を分岐して、分岐した各直流電流を、直流用遮断器10−1と直流用遮断器10−2とへ出力する。
In addition, the
直流用遮断器10−1〜10−2の各ヒューズ11の両方が溶断しておらず、直流用遮断器10−1〜10−2の各ブレーカ15の両方が整流装置2と各通信装置3−1〜3−1との接続を遮断していない場合、分岐した直流電流のうち直流用遮断器10−1へ出力された直流電流が通信装置3−1へ出力されるとともに、分岐した直流電流のうち直流用遮断器10−2へ出力された直流電流が通信装置3−2へ出力される。
Both the
つぎに、通信装置3−1〜3−2のいずれかにて短絡事故が発生した場合の動作を説明する。以下では、通信装置3−1にて短絡事故が発生した場合を例に挙げて説明する。 Next, an operation when a short circuit accident occurs in any of the communication devices 3-1 to 3-2 will be described. Hereinafter, a case where a short-circuit accident occurs in the communication device 3-1 will be described as an example.
通信装置3−1において短絡事故が発生した場合、入力インピーダンスが極端に低下した通信装置3−1と接続されたヒューズ11へ整流装置2およびコンデンサ16から過電流が流れる。
When a short circuit accident occurs in the communication device 3-1, an overcurrent flows from the
この場合、図2に示したように、時刻0[ms]において通信装置3−1にて短絡事故が発生してから、時刻T1[ms]において通信装置3−1と接続されているヒューズ11が溶断する直前までの間、そのヒューズ11に流れる直流電流が増加する。
In this case, as shown in FIG. 2, after a short circuit accident occurs in the communication device 3-1 at time 0 [ms], the
その後、時刻T1[ms]において、通信装置3−1と接続されたヒューズ11は、電流分配装置1から通信装置3−1へ所定の電流値以上の直流電流が流れたときに溶断する。
Thereafter, at time T1 [ms], the
なお、電流検出部12は、整流装置2から通信装置4−1へ流れる電流値を測定して遮断信号生成部13へ出力している。
The
遮断信号生成部13は、電流検出部12が測定して出力してきた電流値が「第1の電流値I1」となった後に「第2の電流値I2」となった場合、ブレーカ15を遮断するための遮断信号を生成して電圧変換部14へ出力する。
When the current value measured and output by the
電圧変換部14は、遮断信号生成部13から遮断信号が出力されてきた場合、ブレーカ15を遮断させるための遮断電圧を生成してブレーカ15へ出力する。
When the interruption signal is output from the
ブレーカ15は、電圧変換部14から遮断電圧が出力されてきた際、整流装置2と通信装置3−1との接続を遮断する。これにより、短絡事故が発生した通信装置3−1と接続されているヒューズ11により通信装置3−1への直流電流の出力を遮断できない場合でも、過電流を含む直流電流の通信装置3−1への出力を遮断することが可能となる。
The
なお、本実施形態では、電圧変換部14から出力されてきた遮断電圧がブレーカ15に挿入されたトリップコイル17に印加された場合、トリップコイル17に電流が流れる。そして、この電流により発生した電磁力によって互いに接触している端子が離れることで、整流装置2とヒューズ11とが遮断される。
In the present embodiment, when the cutoff voltage output from the
以上説明したように、本発明によれば、消弧力が弱いヒューズ11を用いることにより、ヒューズ11が溶断した際、ヒューズ11の両端に印加される電圧の変化を小さくする。そのため、ヒューズ11が溶断した場合に、他の通信装置へ悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。
As described above, according to the present invention, by using the
また、各通信装置3−1〜3−2へ流れる電流値を測定する電流検出部12を設け、電流検出部12が測定した電流値が第1の電流値I1となった後に第2の電流値I2となった場合、ブレーカ15が、短絡事故が発生した通信装置への直流電流の出力を遮断する。これにより、消弧力が弱いヒューズのみを用いる場合よりも、ヒューズの溶断後において、電流分配装置から短絡事故が発生した通信装置へ直流電流が流れる時間を短くすることができる。
Further, the current detecting
なお、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変形が可能である。 Various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
直流用遮断器10−1〜10−2は、ブレーカ15に代えて、リレーを有するように構成されてもよい。この場合、電圧変換部14は、遮断電圧をリレーへ出力する。
The DC circuit breakers 10-1 to 10-2 may be configured to have a relay instead of the
また、遮断信号生成部13が生成する遮断信号は、アナログ方式の信号でもよく、デジタル方式の信号でもよい。
Further, the cutoff signal generated by the cutoff
また、各直流用遮断器10−1〜10−2は、電流分配装置1と同一の筺体内に収容するに限らず、電流分配装置1の筺体と別の筺体に収容してもよい。
Moreover, each DC circuit breaker 10-1 to 10-2 is not limited to be housed in the same housing as the
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る各種の変形が可能である。 The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention without departing from the gist of the present invention.
1 電流分配装置
10−1、10−2 直流用遮断器
11 ヒューズ
12 電流検出部
13 遮断信号生成部
14 電圧変換部
15 ブレーカ
16 コンデンサ
17 トリップコイル
2 整流装置
3−1、3−2 通信装置
4 商用電源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記直流用遮断器は、当該電流分配装置内に設けられ、
前記分岐した直流電流が流れ、所定の電流値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズと、
前記ヒューズと直列に接続されたブレーカと、
前記分岐した直流電流の電流値を測定する電流検出部と、
前記電流検出部が測定した電流値が、前記所定の電流値よりも小さな第1の電流値となった後に該第1の電流値よりも小さな第2の電流値となった場合、前記ブレーカを遮断するための遮断信号を生成して出力する遮断信号生成部と、
前記遮断信号が出力された場合、前記ブレーカを遮断するための遮断電圧を生成して前記ブレーカへ出力する電圧変換部と、
を有し、
前記ブレーカは、前記電圧変換部から前記遮断電圧が出力されてきた際、前記分岐した直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断し、
前記ヒューズは、当該ヒューズが溶断した後にアークが存在するアーク時間における当該ヒューズに流れる前記分岐した直流電流に付随するジュール積分の値が、当該ヒューズが溶断する溶断時間における前記ジュール積分の値以上である遮断特性を有し、
前記遮断信号生成部は、前記電流検出部が測定した電流値が、前記第1の電流値となった後に前記ブレーカが繰返し使用可能な電流値以下に設定された前記第2の電流値となった場合、前記遮断信号を生成する、電流分配装置。 Current distribution for branching DC current supplied from the outside and outputting the branched DC current to a plurality of load devices via a plurality of DC circuit breakers respectively connected to the plurality of load devices. A device,
The DC circuit breaker is provided in the current distribution device,
A fuse that blows when the branched DC current flows and a current of a predetermined current value or more flows;
A breaker connected in series with the fuse;
A current detector for measuring a current value of the branched DC current;
When the current value measured by the current detection unit becomes the second current value smaller than the first current value after the first current value smaller than the predetermined current value, the breaker is A cut-off signal generator for generating and outputting a cut-off signal for cut-off,
When the cutoff signal is output, a voltage conversion unit that generates a cutoff voltage for cutting off the breaker and outputs the cutoff voltage to the breaker ;
Have
The breaker shuts off the output of the branched DC current to the load device when the cut-off voltage is output from the voltage conversion unit ,
The fuse has a Joule integral value associated with the branched DC current flowing through the fuse at an arc time in which an arc exists after the fuse is blown, and is greater than or equal to the Joule integral value at the blow time when the fuse is blown. Has certain blocking characteristics,
The interruption signal generation unit has the second current value set to be equal to or less than a current value that can be repeatedly used by the breaker after the current value measured by the current detection unit becomes the first current value. and when, to generate the blocking signal, the current distributor.
前記ブレーカは、前記電圧変換部から出力されてきた前記遮断電圧を用いて動作するトリップコイルを含み、該トリップコイルに前記遮断電圧が印加された場合に発生した電磁力により前記分岐した直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断することを特徴とする電流分配装置。 The current distribution device according to claim 1 ,
The breaker includes a trip coil that operates using the cut-off voltage output from the voltage conversion unit, and the DC current branched by the electromagnetic force generated when the cut-off voltage is applied to the trip coil. A current distribution device that cuts off an output to the load device.
前記直流電流が流れ、所定の電流値以上の電流が流れた際に溶断するヒューズと、
前記ヒューズと直列に接続されたブレーカと、
前記直流電流の電流値を測定する電流検出部と、
前記電流検出部が測定した電流値が、前記所定の電流値よりも小さな第1の電流値となった後に該第1の電流値よりも小さな第2の電流値となった場合、前記ブレーカを遮断するための遮断信号を生成して出力する遮断信号生成部と、
前記遮断信号が出力された場合、前記ブレーカを遮断するための遮断電圧を生成して前記ブレーカへ出力する電圧変換部と、
を有し、
前記ブレーカは、前記電圧変換部から前記遮断電圧が出力されてきた際、前記外部から供給された直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断し、
前記ヒューズは、当該ヒューズが溶断した後にアークが存在するアーク時間における当該ヒューズに流れる前記直流電流に付随するジュール積分の値が、当該ヒューズが溶断する溶断時間における前記ジュール積分の値以上である遮断特性を有し、
前記遮断信号生成部は、前記電流検出部が測定した電流値が、前記第1の電流値となった後に前記ブレーカが繰返し使用可能な電流値以下に設定された前記第2の電流値となった場合、前記遮断信号を生成する、直流用遮断器。 A DC circuit breaker connected to a load device and outputting a DC current supplied from the outside to the load device,
The fuse that blows when the direct current flows and a current of a predetermined current value or more flows,
A breaker connected in series with the fuse;
A current detector for measuring a current value of the direct current;
When the current value measured by the current detection unit becomes the second current value smaller than the first current value after the first current value smaller than the predetermined current value, the breaker is A cut-off signal generator for generating and outputting a cut-off signal for cut-off,
When the cutoff signal is output, a voltage conversion unit that generates a cutoff voltage for cutting off the breaker and outputs the cutoff voltage to the breaker ;
Have
The breaker shuts off the output to the load device of the direct current supplied from the outside when the cut-off voltage is output from the voltage conversion unit ,
The fuse is cut off such that the Joule integral value associated with the DC current flowing through the fuse at the arc time when the arc exists after the fuse is blown is equal to or greater than the Joule integral value at the blow time when the fuse is blown. Has characteristics,
The interruption signal generation unit has the second current value set to be equal to or less than a current value that can be repeatedly used by the breaker after the current value measured by the current detection unit becomes the first current value. If, to generate the blocking signal, the DC breaker.
前記ブレーカは、前記電圧変換部から出力されてきた前記遮断電圧を用いて動作するトリップコイルを含み、該トリップコイルに前記遮断電圧が印加された場合に発生した電磁力により前記外部から供給された直流電流の前記負荷機器に対する出力を遮断することを特徴とする直流用遮断器。 In the DC circuit breaker according to claim 3 ,
The breaker includes a trip coil that operates using the cutoff voltage output from the voltage converter, and is supplied from the outside by an electromagnetic force generated when the cutoff voltage is applied to the trip coil. A DC circuit breaker which cuts off output of DC current to the load device.
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