JPH01198229A - 超電導限流器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電力系統において事故が発生した際に事故電流
を制限する限流器に関し、特に液化窒素の温度において
超電導特性を示す超電導体を用いた限流器に関する。

（従来の技術） 近年の電力需要の増大に伴って送電系統における送電容
量も増大の一途をたどっている。このような大容量送電
系統においては、短絡事故が発生した場合の事故電流も
非常に大きなものとなり、このような大きな事故電流が
流れ続けた場合に送変電機器が受ける損傷も甚大なもの
となる可能性がある。このような危険を防止する目的で
使用される、事故時の電流を制限する機能を有する装置
が限流器である。

限流器に要求される特性は、系統が正常な状態にあって
は抵抗値が小さく、事故が発生した場合に速やかに抵抗
値が増大して電流を制限する点にある。限流器には種々
のものが考えられているが。

現在実用化されているものには、例えば電気学会編パ電
気工学ハンドブック″に記載されている通り限流ヒユー
ズがある。

超電導材料を用いた限流器は古くから考えられてはいる
ものの、超電導材料が超電導状態を維持するためには液
化ヘリウムの温度に冷却する必要があったため冷却装置
・低温の維持等に要する設備が大規模なものとなってし
まうために実用化には至らなかった。

しかしながら、近年液化窒素の温度で超電導状態が維持
され得る材料が発見され、冷却・低温維持が飛耀的に容
易になったため、こうしたいわゆる″高温超電導材料″
を用いた超電導限流器が考案されるようになった。

第２図にはこうした高温超電導限流器の構造の一例を示
す。図中超電導限流器全体は大地電位の第１のタンク１
の中に収められており、電流はブッシング２及び３を通
じて導入、導出される。第及び６で支えられて設置され
ており、その内部に超電導体７が収められている。第２
のタンク４の内部は液化窒素８で満たされており、この
液化窒素８は冷却装置９によって供給されている。また
第１のタンク１と第２のタンク４との間の空間１０は第
２のタンク４の内部を低温に保つため、例えば真空のよ
うな断熱構造となっている。このような構成の限流器は
、系統が正常な状態にあっては超電導状態が維持され、
抵抗値はほとんど零に等しい。しかるに、短絡事故が発
生し、電流値が増大し、超電導体固有の臨界電流値を超
えると、超電導状態が破れ、抵抗値が急激に増大する。

このことは回路の直列抵抗が増大したことになり、事故
電流を制限することができる。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、かかる構造の超電導限流器において。

超電導限流器自体が故障・異常を発生し、この結果とし
て超電導体の超電導状態が破れた場合、送電系統には何
ら異常が無いにもかかわらず系統に大きな直列抵抗が挿
入されることになり、電力供給に支障を来たすことにな
る。電力供給の公共性を鑑みれば、かかる事態は許され
ることではない。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであり、そ
の目的は自体の故障によって超電導状態が破れ電力供給
に支障を来す危険を防止する超電導限流器を得ることに
ある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記の問題点を解決するため、本発明においては超電導
体と並列に接続された投入スイッチ、系統に事故が発生
した状態を検出して事故時に信号を発生する第１のセン
サー、及び前記超電導体の超電導状態が破れる条件を検
出して信号を発生する第２のセンサーから限流器を構成
し、前記第１のセンサー及び第２のセンサーの信号を比
較して系統に事故が発生しておらずかつ前記超電導体の
超電導状態が破れる条件が満たされた場合に前記投入ス
イッチを投入するよう構成したことを特徴とする。

（作　用） 上記構成をとることにより、本発明の超電導限流器にお
いては系統に事故が発生していないにもかかわらず超電
導限流器の超電導状態が破れる条件が満たされた場合に
は超電導体に並列に設置された投入スイッチを投入する
ことによって電流をこのスイッチを通じて流し、異常を
発生した超電導体が系統に悪影響を及ぼす危険を防止す
る効果がある。

（実施例） 以下第１図を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図において１１は両速の超電導限流器である。

この超電導限流器と並列にスイッチ１２が設置されてい
る。また、１３は通常の変流器であり、第１の弁別回路
１４は変流器１３によって測定された電流値が正常状態
において流れる値を越し、あらかじめ設定された値に達
した時に信号を出す。また１５は温度センサーであり、
第２の弁別回路１６は温度センサー１５の出力を受け、
超電導体周囲の温度が上昇して臨界温度を越え、超電導
状態が維持できなくなった際に信号を出す。１７は比較
回路であり、第１の弁別回路１４及び第２の弁別回路１
６の出力信号を受けて、系統に事故が発生しておらず、
かつ超電導限流器の超電導状態が破れた場合にはスイッ
チ１２へ投入指令を出す機能を有する。

上記実施例においては系統に事故が発生していないにも
かかわらず超電導体周囲の温度が上昇して超電導限流器
の超電導状態が破れる条件が満たされた場合には比較回
路１７が出す指令に基いてスイッチ１２が投入し、電流
をこのスイッチ１２を通じて流し、異常を発生した超電
導体が示す高い抵抗値が系統に悪影響を及ぼす危険を防
止することができる。

なお、スイッチ１２が投入して超電導限流器１１が短絡
されている状態の際に系統の事故が発生した場合には超
電導限流器１１は限流器としての機能を発揮し得ない。

一般に電力系統は二重、三重の保護がなされているから
、このような限流器の故障の際にはより上位の保護装置
により系統の保護を行なうことになる。しかし、超電導
限流器の故障と系統の事故が同時に発生する可能性は超
電導限流器の故障のみが発生する可能性よりも低いこと
は明らかであるから、実用上支障は少ない。

前述の実施例では系統に事故が発生したことを検出する
センサーとして変流器を用いたが、電流により発生する
磁界、微小な抵抗の両端の電圧降下、電流磁気に基いて
発生するカ、ホール効果、電流を発光素子を通して流す
ことによって発生する光１等を用いても同様の効果を得
られることは勿論である。また、超電導状態が破れるこ
とを判定する条件として温度を例にとったが、超電導体
周囲の磁界、超電導体両端の電圧降下、断熱層として真
空層を用いた場合の真空度、等を用いても同様の効果を
発揮することは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の超電導限流器においては系統
に事故が発生していないにもがかわらず超電導限流器の
超電導状態が破れる条件が満たされた場合には超電導体
に並列に配置された投入スイッチを投入することによっ
て電流をこのスイッチを通じて流し、異常を発生した超
電導体が系統に悪影響を及ぼす危険を防止する効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す超電導限流器の楕成図
、第２図は超電導限流器の構造の一例を示す断面図であ
る。 １１・・・超電導限流器、　　　１２・・・スイッチ、
１３、１５・・・センサー、　　　１４．１６・・・弁
別回路、１７・・・比較回路。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　液化窒素の温度にて超電導状態を維持しうる材料から
   構成された超電導体を電力系統線路に直列に挿入し、系
   統が正常に運用されている状態にあっては前記超電導体
   が超電導状態を維持し、系統に短絡事故が発生した際に
   前記超電導体の超電導状態が破れて抵抗値が増加するこ
   とによって事故時に系統を流れる電流を制限する超電導
   限流器において、前記超電導体と並列に接続された投入
   スイッチ、系統に事故が発生した状態を検出して事故時
   に信号を発生する第１のセンサー、及び前記超電導体の
   超電導状態が破れる条件を検出して信号を発生する第２
   のセンサーを有し、前記第１のセンサー及び第２のセン
   サーの信号を比較して系統に事故が発生しておらずかつ
   前記超電導体の超電導状態が破れる条件が満たされた場
   合に前記投入スイッチを投入するよう構成されたことを
   特徴としてなる超電導限流器。