JPH0113408Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0113408Y2 JPH0113408Y2 JP17814183U JP17814183U JPH0113408Y2 JP H0113408 Y2 JPH0113408 Y2 JP H0113408Y2 JP 17814183 U JP17814183 U JP 17814183U JP 17814183 U JP17814183 U JP 17814183U JP H0113408 Y2 JPH0113408 Y2 JP H0113408Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- current
- bank
- parallel
- series
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 73
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
〔考案の技術分野〕
本考案は、複数個の単位コンデンサを直並列に
接続した大容量コンデンサバンクに関する。 〔考案の技術的背景とその問題点〕 核融合実験設備等に用いる直流コンデンサバン
クは、比較的小容量のケース形コンデンサを複数
個直並列に接続してなり、大きな充電エネルギー
を瞬時に放電し、大きな電流を得るものである。
このような充電エネルギーはケース形コンデンサ
（以下、コンデンサユニツトと記す）１個では数
〜数10kJであるが、コンデンサバンク全体では
数MJになる。従つて、コンデンサユニツトの１
個が充電中に絶縁破壊を起こすと、事故コンデン
サへ充電エネルギーが集中して流れ、強烈なコン
デンサケースの破壊事故を引き起こすことがあ
る。 一方、コンデンサユニツトの絶縁破壊事故がケ
ースの破裂事故を引き起こさなくても、コンデン
サユニツトの絶縁破壊後にコンデンサバンクを充
電することは極めて危険である。というのは、充
電電流が絶縁破壊したコンデンサユニツトに集中
して流れ、アークを生じ、コンデンサケースが破
裂するおそれがあるからである。また、静電容量
が大きくなるため、充放電電流が増加し、他の機
器に損傷を与えることなどがその理由である。 このように、直流コンデンサバンクには、バン
ク内の事故時の回り込み電流にコンデンサユニツ
トおよびリード線支持物が耐えることと、事故を
検出し、次の充電を行なわない保護回路をもつ２
つの性能が要求される。また、近年、大容量化、
小スペース化の要求も強い。 さて従来は、第１図と第２図の回路を有するコ
ンデンサバンクが一般的であつた。即ち、第１図
はコンデンサユニツト１を左右に大きく２ブロツ
クに分け、各ブロツク毎に仕様に合わせ直並列に
接続し、ブロツクの中段の間を過電流または過電
圧保護回路（以下、保護回路と記す）２を介して
接続し、コンデンサバンク３を保護するものであ
る。一方、第２図は第１図において直列に接続さ
れたコンデンサユニツト列間の並列接続を行なわ
ないコンデンサバンク４である。 事故後のコンデンサ保護を比べると、保護回路
２により検出できるレベルは、コンデンサバンク
３と４で異なる。 今、コンデンサユニツト１が１台絶縁破壊した
場合に保護回路２で検出できるレベルを電圧に換
算して比較する。 コンデンサバンク３，４の両端の充電電圧を
V0とし、第１図と第２図のようにコンデンサユ
ニツト１を2mケ直列、2nケ並列に接続している
とする。コンデンサバンク３の検出感度V3は、 V3＝V0／２（2m−１） ……(1) コンデンサバンク４の検出感度V4は、 V4＝V4／２｛ｍ＋（ｍ−１）（2n−１）｝ ……(2) となり、ｍとｎをパラメータにしてV3とV4を比
較すると第１表のようになる。
接続した大容量コンデンサバンクに関する。 〔考案の技術的背景とその問題点〕 核融合実験設備等に用いる直流コンデンサバン
クは、比較的小容量のケース形コンデンサを複数
個直並列に接続してなり、大きな充電エネルギー
を瞬時に放電し、大きな電流を得るものである。
このような充電エネルギーはケース形コンデンサ
（以下、コンデンサユニツトと記す）１個では数
〜数10kJであるが、コンデンサバンク全体では
数MJになる。従つて、コンデンサユニツトの１
個が充電中に絶縁破壊を起こすと、事故コンデン
サへ充電エネルギーが集中して流れ、強烈なコン
デンサケースの破壊事故を引き起こすことがあ
る。 一方、コンデンサユニツトの絶縁破壊事故がケ
ースの破裂事故を引き起こさなくても、コンデン
サユニツトの絶縁破壊後にコンデンサバンクを充
電することは極めて危険である。というのは、充
電電流が絶縁破壊したコンデンサユニツトに集中
して流れ、アークを生じ、コンデンサケースが破
裂するおそれがあるからである。また、静電容量
が大きくなるため、充放電電流が増加し、他の機
器に損傷を与えることなどがその理由である。 このように、直流コンデンサバンクには、バン
ク内の事故時の回り込み電流にコンデンサユニツ
トおよびリード線支持物が耐えることと、事故を
検出し、次の充電を行なわない保護回路をもつ２
つの性能が要求される。また、近年、大容量化、
小スペース化の要求も強い。 さて従来は、第１図と第２図の回路を有するコ
ンデンサバンクが一般的であつた。即ち、第１図
はコンデンサユニツト１を左右に大きく２ブロツ
クに分け、各ブロツク毎に仕様に合わせ直並列に
接続し、ブロツクの中段の間を過電流または過電
圧保護回路（以下、保護回路と記す）２を介して
接続し、コンデンサバンク３を保護するものであ
る。一方、第２図は第１図において直列に接続さ
れたコンデンサユニツト列間の並列接続を行なわ
ないコンデンサバンク４である。 事故後のコンデンサ保護を比べると、保護回路
２により検出できるレベルは、コンデンサバンク
３と４で異なる。 今、コンデンサユニツト１が１台絶縁破壊した
場合に保護回路２で検出できるレベルを電圧に換
算して比較する。 コンデンサバンク３，４の両端の充電電圧を
V0とし、第１図と第２図のようにコンデンサユ
ニツト１を2mケ直列、2nケ並列に接続している
とする。コンデンサバンク３の検出感度V3は、 V3＝V0／２（2m−１） ……(1) コンデンサバンク４の検出感度V4は、 V4＝V4／２｛ｍ＋（ｍ−１）（2n−１）｝ ……(2) となり、ｍとｎをパラメータにしてV3とV4を比
較すると第１表のようになる。
本考案は上記の点に鑑み、事故時流れる短絡電
流を第１波から抑制することにより、コンデンサ
のケース破壊を防止すると共に、コンパクトにし
て大容量のコンデンサバンクを提供することを目
的とする。 〔考案の概要〕 このため、本考案はコンデンサユニツトを複数
個直列に接続したコンデンサ列の互に隣合うコン
デンサユニツト間を並列接続する少なくとも一方
の回路に、抵抗、限流コイル等の定常時のインピ
ーダンスが大なる素子を挿入することにより、事
故時に流れる回り込み電流を抑制すると共に、事
故を保護回路で感度良く検出できるようにしたこ
とを特徴としている。 〔考案の実施例〕 以下、本考案の実施例を第６図を参照して説明
する。 第６図は本考案によるコンデンサバンクの回路
図を示したもので、コンデンサバンク５は複数の
コンデンサユニツト１を直並列に接続してブロツ
ク７とし、このブロツク７を複数個設け、これら
のブロツク７をコンデンサユニツト１を直列接続
したコンデンサ列のほぼ中央間で保護回路２を介
して接続してなる。そして、各ブロツク７は各コ
ンデンサ列の互に隣合うコンデンサユニツト１間
を並列接続する少なくとも一方の回路に抵抗６を
挿入する。 図の構成で、抵抗６は各コンデンサ列のユニツ
ト段数２段に１段は少なくとも接続されるので、
並列接続されるコンデンサユニツト１が事故を起
こした場合の回り込み電流は、必ず抵抗６を介し
て流れる。この場合の回り込み電流は抵抗を一定
値以上にすれば(3)式に対して次式で得られる。 ここで、R0を大きくするとｉが小さくなる。
即ち、第７図の電流−インピーダンス特性図に示
すように、抵抗の特性Ａは限流線の特性Ｂに比
べ、定常時のインピーダンスが大きいので、この
抵抗６を挿入することにより回り込み電流を第１
波から抑制できる。 一方、保護回路２は直流フイルタバンクでは余
り速い応答特性は必要としない。次の充電にまで
コンデンサ事故を検出すればよく、抵抗６を挿入
したことにより、コンデンサユニツト１の静電容
量との間でC0，R0の時定数で回り込み電流が流
れてもＲはせいぜい10Ω程度なので、C0，R0の時
間は短かく、保護回路２はコンデンサバンク５内
の事故を十分検出できる。 このように、各コンデンサ列の互に隣合うコン
デンサユニツト１を並列接続する少なくとも一方
の回路に、抵抗６を挿入することにより、事故時
の回り込み電流を第１波から確実に低減できる。
これにより、コンデンサバンク５のリード線支持
物に加わる電磁機械力を抑制して破損を防止する
ことによりリード線支持物の小形化が可能とな
り、しかも抵抗６が挿入されていることにリード
線のインダクタンスを大きくする必要がないの
で、コンデンサユニツト１を近づけて配置するこ
とが可能となる。従つて、大容量、小スペースで
保護が十分とれた信頼性のあるコンデンサバンク
５が得られる。 尚、上記実施例では、コンデンサユニツト１間
を抵抗６を介して接続したコンデンサバンクにつ
いて述べてきたが、抵抗６の代りに限流コイルを
用いることもできる。即ち、限流コイルは第７図
の特性Ｃに示すように定常時のインピーダンスが
大きく、(3)式でL0が大になるので、回り込み電
流を第１波から抑制できる。 更に、以上は直流コンデンサバンクについて述
べてきたが、交流コンデンサバンクも瞬時に働く
保護回路を必要としない場合は同様の効果を期待
できる。 〔考案の効果〕 以上のように本考案によれば、時代の要求であ
る大容量、小スペース化が計れる一方、コンデン
サユニツトの破壊を確実に防止すると共に、事故
を保護回路で感度良く検出できる信頼性の高いコ
ンデンサバンクが得られる。
流を第１波から抑制することにより、コンデンサ
のケース破壊を防止すると共に、コンパクトにし
て大容量のコンデンサバンクを提供することを目
的とする。 〔考案の概要〕 このため、本考案はコンデンサユニツトを複数
個直列に接続したコンデンサ列の互に隣合うコン
デンサユニツト間を並列接続する少なくとも一方
の回路に、抵抗、限流コイル等の定常時のインピ
ーダンスが大なる素子を挿入することにより、事
故時に流れる回り込み電流を抑制すると共に、事
故を保護回路で感度良く検出できるようにしたこ
とを特徴としている。 〔考案の実施例〕 以下、本考案の実施例を第６図を参照して説明
する。 第６図は本考案によるコンデンサバンクの回路
図を示したもので、コンデンサバンク５は複数の
コンデンサユニツト１を直並列に接続してブロツ
ク７とし、このブロツク７を複数個設け、これら
のブロツク７をコンデンサユニツト１を直列接続
したコンデンサ列のほぼ中央間で保護回路２を介
して接続してなる。そして、各ブロツク７は各コ
ンデンサ列の互に隣合うコンデンサユニツト１間
を並列接続する少なくとも一方の回路に抵抗６を
挿入する。 図の構成で、抵抗６は各コンデンサ列のユニツ
ト段数２段に１段は少なくとも接続されるので、
並列接続されるコンデンサユニツト１が事故を起
こした場合の回り込み電流は、必ず抵抗６を介し
て流れる。この場合の回り込み電流は抵抗を一定
値以上にすれば(3)式に対して次式で得られる。 ここで、R0を大きくするとｉが小さくなる。
即ち、第７図の電流−インピーダンス特性図に示
すように、抵抗の特性Ａは限流線の特性Ｂに比
べ、定常時のインピーダンスが大きいので、この
抵抗６を挿入することにより回り込み電流を第１
波から抑制できる。 一方、保護回路２は直流フイルタバンクでは余
り速い応答特性は必要としない。次の充電にまで
コンデンサ事故を検出すればよく、抵抗６を挿入
したことにより、コンデンサユニツト１の静電容
量との間でC0，R0の時定数で回り込み電流が流
れてもＲはせいぜい10Ω程度なので、C0，R0の時
間は短かく、保護回路２はコンデンサバンク５内
の事故を十分検出できる。 このように、各コンデンサ列の互に隣合うコン
デンサユニツト１を並列接続する少なくとも一方
の回路に、抵抗６を挿入することにより、事故時
の回り込み電流を第１波から確実に低減できる。
これにより、コンデンサバンク５のリード線支持
物に加わる電磁機械力を抑制して破損を防止する
ことによりリード線支持物の小形化が可能とな
り、しかも抵抗６が挿入されていることにリード
線のインダクタンスを大きくする必要がないの
で、コンデンサユニツト１を近づけて配置するこ
とが可能となる。従つて、大容量、小スペースで
保護が十分とれた信頼性のあるコンデンサバンク
５が得られる。 尚、上記実施例では、コンデンサユニツト１間
を抵抗６を介して接続したコンデンサバンクにつ
いて述べてきたが、抵抗６の代りに限流コイルを
用いることもできる。即ち、限流コイルは第７図
の特性Ｃに示すように定常時のインピーダンスが
大きく、(3)式でL0が大になるので、回り込み電
流を第１波から抑制できる。 更に、以上は直流コンデンサバンクについて述
べてきたが、交流コンデンサバンクも瞬時に働く
保護回路を必要としない場合は同様の効果を期待
できる。 〔考案の効果〕 以上のように本考案によれば、時代の要求であ
る大容量、小スペース化が計れる一方、コンデン
サユニツトの破壊を確実に防止すると共に、事故
を保護回路で感度良く検出できる信頼性の高いコ
ンデンサバンクが得られる。
第１図および第２図は従来のコンデンサバンク
の回路図、第３図のａは第１図のコンデンサバン
クをモデル化した回路図、ｂは事故時の回り込み
電流回路図、第４図のａは第２図のコンデンサバ
ンクをモデル化した回路図、ｂは事故時の回り込
み電流回路図、第５図はコンデンサ放電電流を説
明する回路図、第６図は本考案の一実施例に係る
コンデンサバンクの回路図、第７図は抵抗、限流
線、限流コイルの電流−インピーダンス特性図で
ある。 １……コンデンサユニツト、２……保護回路、
３，４，５……コンデンサバンク、６……抵抗、
７……コンデンサのブロツク。
の回路図、第３図のａは第１図のコンデンサバン
クをモデル化した回路図、ｂは事故時の回り込み
電流回路図、第４図のａは第２図のコンデンサバ
ンクをモデル化した回路図、ｂは事故時の回り込
み電流回路図、第５図はコンデンサ放電電流を説
明する回路図、第６図は本考案の一実施例に係る
コンデンサバンクの回路図、第７図は抵抗、限流
線、限流コイルの電流−インピーダンス特性図で
ある。 １……コンデンサユニツト、２……保護回路、
３，４，５……コンデンサバンク、６……抵抗、
７……コンデンサのブロツク。
Claims (1)
- 複数のコンデンサユニツトを直並列に接続した
コンデンサブロツクを少なくとも２個、直列接続
したコンデンサ列のほぼ中段で保護回路を介して
接続したコンデンサバンクにおいて、各コンデン
サ列の互に隣合うコンデンサユニツト間を並列接
続する少なくとも一方の回路に、定常時のインピ
ーダンスが大なる素子を挿入したことを特徴とす
るコンデンサバンク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17814183U JPS6085828U (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | コンデンサバンク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17814183U JPS6085828U (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | コンデンサバンク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6085828U JPS6085828U (ja) | 1985-06-13 |
| JPH0113408Y2 true JPH0113408Y2 (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=30386845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17814183U Granted JPS6085828U (ja) | 1983-11-19 | 1983-11-19 | コンデンサバンク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6085828U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0618153B2 (ja) * | 1989-07-26 | 1994-03-09 | ニチコン株式会社 | エネルギー蓄積急放電用コンデンサ |
-
1983
- 1983-11-19 JP JP17814183U patent/JPS6085828U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6085828U (ja) | 1985-06-13 |
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