JP6416792B2 - 電力系統用過電圧保護 - Google Patents
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Description
Claims (17)
- 第一電気的接続部と、
第二電気的接続部と、
放電装置と、
支持構造体と、を備える電気的保護装置であって、
前記放電装置は、
前記第一電気的接続部に接続された第一導電性バスおよび前記第二電気的接続部に接続された第二導電性バスであって、前記放電装置は、前記第一導電性バスから成る第一電極と前記第二導電性バスから成る第二電極との間にスパークギャップを形成し、前記第一電極および前記第二電極は各々が、少なくとも部分的に、削磨回復力のある材料で構成されて、概ね所定の直径の円筒構造を有し互いに近接して配置されて前記スパークギャップを形成し、
前記スパークギャップはギャップ高と第一ギャップ幅と第二ギャップ幅とを含んで、前記第二ギャップ幅と前記第一ギャップ幅との差が前記所定の直径よりも小さくて前記ギャップ高が少なくとも前記第一ギャップ幅よりも大きい、第一導電性バスおよび第二導電性バスと、
前記スパークギャップから斜めに延伸する一対のアークホーンと、を含み、
前記スパークギャップは、前記第一電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第一電極の前記アークホーンに隣接する上隅とで画定される、前記第一電極の概ね垂直な領域と、前記第二電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第二電極の前記アークホーンに隣接する上隅とで画定される、前記第二電極の概ね垂直な領域と、の間に形成され、前記第一電極の概ね垂直な領域と前記第二電極の概ね垂直な領域との間のギャップは、前記第二ギャップ幅を有する最大幅地点から前記第一ギャップ幅を有する前記一対のアークホーンにより近い最小幅地点まで徐々にリニアに減少する幅を有して、前記第一ギャップ幅は少なくとも10,000ボルトの絶縁破壊電圧で空中に電気アークを形成するように選定され、
前記スパークギャップに前記電気アークが発生すると、前記第一電極と前記第二電極との間に電流が流れて、破壊されることなく前記一対のアークホーンの間を電力線周波数の複数サイクルの間に放電されて、
前記支持構造体は、
前記電力線周波数の複数サイクルの間に少なくとも60,000アンペアのピーク値を超える前記電流が流れる場合に発生するローレンツ力に耐えるように構築された複数のマウントと、
前記放電装置を堅固に安定化させ前記ローレンツ力に耐えるように構築された複数の支持絶縁体と、を有する
ことを特徴とする電気的保護装置。 - 前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部は、電気的システムに接続されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記放電装置と電気的に並列に接続されていて、電気的な構成要素とアースとの間の前記絶縁破壊電圧を検出するために使用可能な自己テストアセンブリとをさらに備え、
前記自己テストアセンブリは、電圧源と、ヒューズと、電圧プローブとを備えている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記自己テストアセンブリは、さらに、電流プローブを備えている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記削磨回復力のある材料は、タングステン合金を含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記第一ギャップ幅を固定するように構成された一つ以上の絶縁体を、さらに備えている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記削磨回復力のある材料は、真鍮、ニッケル被覆銅、またはタングステンと銅の合金から成る
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記電力線周波数は60Hzを含む
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記第一電気的接続部はアース端子に接続され、前記第二電気的接続部は送電線に接続されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 前記第一電気的接続部と前記第二電気的接続部は、コンデンサバンクに接続されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の電気的保護装置。 - 第一電気的接続部と、
第二電気的接続部と、
第一電極と第二電極との間に形成されるスパークギャップと、
一対のアークホーンと、を備える電気的保護装置であって、
前記スパークギャップは、
前記第一電極および前記第二電極は各々が概ね所定の直径の円筒構造を有して、前記第一電極は前記第一電気的接続部に接続され前記第二電極は前記第二電気的接続部に接続され、
ギャップ高と第一ギャップ幅と第二ギャップ幅とを含んで、前記第二ギャップ幅と前記第一ギャップ幅との差が前記所定の直径よりも小さくて前記ギャップ高が少なくとも前記第一ギャップ幅よりも大きく、前記第一ギャップ幅は少なくとも10,000ボルトの絶縁破壊電圧で空中に電気アークを形成するように選定されて、
前記第一電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第一電極の上隅とで画定される、前記第一電極の概ね垂直な領域と、前記第二電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第二電極の上隅とで画定される、前記第二電極の概ね垂直な領域と、の間に形成され、前記第一電極の概ね垂直な領域と前記第二電極の概ね垂直な領域との間のギャップは、前記第二ギャップ幅を有する最大幅地点から前記第一ギャップ幅を有する最小幅地点まで徐々にリニアに減少する幅を有し、
前記一対のアークホーンは、
前記スパークギャップから延伸し、破壊されることなく電力線周波数の複数サイクル分の放電時間にわたって、前記スパークギャップで生成される電気アークを前記スパークギャップから取り除くように配置され、
前記第一電極の上隅に隣接する第一アークホーンと、前記第二電極の上隅に隣接する第二アークホーンとを含み、前記第一ギャップ幅を有する最小幅地点は前記一対のアークホーンにより近い
ことを特徴とする電気的保護装置。 - 前記第一電気的接続部はアース端子に接続され、前記第二電気的接続部は送電線に接続されている
ことを特徴とする、請求項11に記載の電気的保護装置。 - 前記第一電極がその内部に取り付けられる第一高剛性支持構造体と、
前記第二電極がその内部に取り付けられる第二高剛性支持構造体と、
前記第一高剛性支持構造体と前記第二高剛性支持構造体との間に配置されている高剛性絶縁体とを、さらに備えている
ことを特徴とする、請求項11に記載の電気的保護装置。 - 前記高剛性絶縁体の周りの一部を囲むが、前記高剛性絶縁体の周りの全体は囲まない円筒状シールドを、さらに備えている
ことを特徴とする、請求項13に記載の電気的保護装置。 - 過電圧保護アセンブリと、
支持構造体と、を備える過電圧保護システムであって、
前記過電圧保護アセンブリは、
第一電気的接続部および第二電気的接続部と、
放電装置であって、
前記第一電気的接続部に接続された第一導電性バスおよび前記第二電気的接続部に接続された第二導電性バスであって、前記放電装置は、前記第一導電性バスから成る第一電極と前記第二導電性バスから成る第二電極との間にスパークギャップを形成し、前記第一電極および前記第二電極は各々が、少なくとも部分的に、削磨回復力のある材料で構成されて所定の最小直径を有し、前記第一電極および前記第二電極が互いに近接して前記スパークギャップを形成する、第一導電性バスおよび第二導電性バスと、
前記スパークギャップから斜めに延伸する一対のアークホーンと、を含み、
前記スパークギャップは、前記第一電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第一電極の前記アークホーンに隣接する上隅とで画定される、前記第一電極の概ね垂直な領域と、前記第二電極の相互近接領域に隣接する下隅と前記第二電極の前記アークホーンに隣接する上隅とで画定される、前記第二電極の概ね垂直な領域と、の間に形成され、前記第一電極の概ね垂直な領域と前記第二電極の概ね垂直な領域との間のギャップは、最大幅地点から前記一対のアークホーンにより近い最小幅地点まで徐々にリニアに減少し1mmと20mmとの間の変動幅と、少なくとも10,000ボルトの絶縁破壊電圧と、を有し、
前記最大幅地点と前記最小幅地点との差が前記第一導電性バスまたは前記第二導電性バスのいずれの前記所定の最小直径よりも小さく、前記最大幅地点と前記最小幅地点とのギャップ高が少なくとも前記最小幅地点幅よりも大きく、
前記第一導電性バスと前記第二導電性バスとの間の電圧差が前記絶縁破壊電圧を超えると、前記第一導電性バスと前記第二導電性バスとの間に電流が流れて、破壊されることなく電力線周波数の複数サイクル分の放電時間にわたって放電される放電装置と、を備え、
前記支持構造体は、
前記スパークギャップを流れ60,000アンペアを超える電流に基づいて生成されるローレンツ力に耐えるように構成された複数のマウントと、
前記放電装置を堅固に安定化させる複数の支持絶縁体と、
前記過電圧保護アセンブリと電気的に並列に接続されていて、電気的な構成要素とアースとの間の絶縁破壊電圧を検出するために使用可能な自己テストアセンブリと、を備える
ことを特徴とする過電圧保護システム。 - 前記自己テストアセンブリは、電圧源と、ヒューズと、電圧プローブとを備えている
ことを特徴とする、請求項15に記載の過電圧保護システム。 - 前記自己テストアセンブリは、さらに、電流プローブを備えている
ことを特徴とする、請求項16に記載の過電圧保護システム。
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