JPH03182023A - バリスタ付高圧用遮断器 - 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】 本発明はバリスタ付き高圧遮断器に関する。

Ａ呪凶遣盪 特に雷気格子の分路リアクタンスのスイッチ操作のため
のバリスタ付き高圧遮断器は知られている。゛非直線抵
抗器（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）”
゛可変抵抗器′°又は“電圧依存抵抗器“とも称される
バリスタの存在の目的はサージを低減することである。

バリスタの作動閾値が小さければ小さいほど、バリスタ
のサージに対する保訴が効果的になる。

サージが高ければ高いほど、バリスタにより吸収される
エネルギは大きくなる。

所望されるサージの限界はしばしば約１．５ｐ、ｕ。

〜１．６ｐ、ｕ、である。

バリスタを装着した線路遮断器（ｌｉｎｅ　ｃｉｒｃｕ
ｉｔｂｒｅａｋｅｒｓ）の場合、考慮すべき重要な問題
がある。

第１にサージの閾値を１．５ｐ、ｕ、に定めることが所
望され、第２に逆位相ではサージが２ｐ、ｕ、〜２．５
ｐ、ｕ、に達し得る。

バリスタへの高すぎる電圧の印加を避けるために遮断器
をバリスタと直列に接続することが提案された。しかし
ながらこの配置にもかかわらず、バリスタは過剰なエネ
ルギ散逸の原因のままである。逆位相を例として考慮し
よう。遮断に関しては、遮断器の接点で最終的に消弧す
る前に約２ｐ、ｕ、の電圧が（５０１１ｚ又は６０ｆｌ
ｚで）１周期バリスタに印加される。

２ｐ、ｕ、の電圧では電流は高値に達し得る。例えば、
電流は１ｐ、ｕ、では５／１０，０００＾、１．５ｐ、
ｕ、では１＾、２ｐ、ｕ、では２　、０００＾を越え得
る。

１．５ｐ、ｕ、〜２ｐ、ｕ、の範囲の電圧が数１ｎＳｅ
Ｃの間印加され得るので、バリスタ内で散逸されるエネ
ルギは数千ｋＪに達し得る。

１．５ｐ、ｕ、での適切な作動を確保する一方で、この
エネルギを低減する必要がある。

故障又は空の線路による遮断時に部分アークの発生によ
り多・車室の遮断器の端子に電圧が伝達される場合に、
バリスタは熱過負荷（ｔｈｅｒｍａｌｏｖｅｒｌｏａｄ
）も受は得る。

本発明の目的はこの問題を解決するバリスタ付き高圧遮
断器を製造することである。

免史ムヱ東 本発明は少なくとも１つの遮断室を備え、且つ該遮断室
と並列に第１には遮断器と直列にバリスタを、第２には
電圧配分用コンデンサを備え、また３０オーム〜３００
オームの範囲の抵抗を有する直線抵抗器が前記バリスタ
と直列に挿入されていることを特徴とする高圧遮断器を
提供する。

特定例としては、抵抗器は、第２の積層ディスク形状の
バリスタが置かれている絶縁管中に配置されている第１
の積層ディスクからなる。鎖管は誘電特性の良好な気体
で充填された絶縁柱の内部に配置されている。

変形例としては、前記抵抗器は絶縁管内に配置された積
層ディスク形状であり、鎖管は水平方向に配置され且つ
一方の端部は主遮断室を包含する柱に、他方の端部はバ
リスタを包含する柱に機械的及び電気的に接続されてい
る。

他の変形例としては、バリスタと棒からなる抵抗器とは
、主遮断室の上方を覆う絶縁ケーシング内に並んで収納
されている。

他の変形例としては、バリスタは、結合された抵抗器を
包含する水平方向延長部を有する蓋を備えた社内に配置
され、該延長部は電流端末を備えた端部により閉鎖され
ている。

有利には抵抗器を包含する延長部を有する蓋が主遮断室
の上方を覆っている。

バリスタは、炭化ケイ素、及び酸化亜鉛をペースとする
化合物の中から選択された物質からなる。

添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。

Ｘ益朗 第１図の参照番号りは、各位相に対して２つの直列遮断
室１．２を備える遮断器が挿入されている高圧線の位相
を示している。図面を簡単にするために、遮断室の支持
体も該遮断室の駆動機構も示していない。各遮断室はよ
く知られているように、数バールの圧力下に」３いて、
絶縁耐力の高い気体、例えば六フッ化硫黄で充填された
絶縁柱からなっている。

各遮断室はそれとそれぞれ並列に配置されている絶縁柱
ＣＩ又はＣ２をイ１する。これらの柱は誘電気体又は誘
電液体を含み、またそれぞれが２つの遮断室間の王圧配
分用コンデンサを収納している。

各遮断室は他の並列柱Ｋｌ又はに２を含んており、各社
は直列に接続されたバリスタＶｌ、Ｖ２と遮断器１１、
Ｉ２とを包含している。

本発明の主な特徴としては、これらの柱Ｋｌ、に２の各
々は更に直列に接続された付加抵抗器Ｒ１、Ｒ２を包罰
している。

このような付加抵抗器Ｒ１，Ｒ２の抵抗値の計算方法の
一例を以下に示す。抵抗器Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は同一で
あり、抵抗値の合計値をＲａで示す。

２ｐ、ｕ、に等しいサージＵに対して、バリスタ内を流
れる電流が閾値Ｉｓを越えないことが所望される。

この閾値Ｉｓはバリスタの閾値電圧Ｕｓに対応する。

この閾値でのバリスタの内部抵抗は式：％式％ 電流をＩｓに制限するのに役立つ付加抵抗の値をＲａで
表すならば、回路のインピーダンスを無視して以下の方
程式： ％式％） が適用される。例えば以下の数値： Ｕ＝　９００ｋＶピーク ｌ５＝７０ＯＡピーク Ｌｌｓ　＝　８４５ｋＶピーク Ｒｓ＝１２０７オーム を代入すると、Ｒａ＝８０ミニ８０オーム、即ち各抵抗
器Ｒ１，Ｒ２の抵抗は４０オームとなる。

７００＾のピーク電流の通過中に各抵抗器を横切るピー
ク電圧は２８，０ＯＯＶである。

逆位相での７００＾のピーク電流の全持続時間は６ｍ　
Ｓ　ｅ　Ｃと推定され得る。

このような考察により、一般的に言えば３０オーム〜３
００オームの範囲の抵抗を有する抵抗器Ｒ１，Ｒ２の大
きさを決定することができる。

先の例に戻ると、逆位相での作動時に抵抗器により散逸
される熱エネルギは約 （４０ｘ７００’ｘ６ｘ１０−’）／２、即ち約６０，
０ＯＯＪである。

万一２ｐ、ｕ、又はバリスタの閾値電圧を越える（短絡
遮断又は電圧伝達時に生じるような）短時間の一時的サ
ージが生じた場合、付加抵抗Ｒａの存在は主論を短時間
許容し行る値に、例えば２．４ｐ、ｕ、でｔ−Ｈｎ７間
１，５００八に下げるのに有効である。従って各抵抗器
１ｔｌ、Ｒ２の端末を通過するピーク電圧は６０．０Ｏ
ＯＶになる。

遮断器１１．１２の開放ストロークの終末では、バリス
タＶｌ、Ｖ２は回路から完全に絶縁されている。

付加抵抗器の使用は位相−接地の欠陥からの保護のため
には有効ではないことが認められ得る。

線路に落雷したときには付加抵抗器の存在により電荷の
急速な放出が妨げられる。杓子に八に達し得る大きい放
電電流と大きい電流増加速度とが与えられると、抵抗器
で高いサージが生じる。

高周波を生じる電圧伝達時の大幅な電圧低下を避けるた
めには、抵抗器とバリスタとの間の接続ができるだけ短
くなければならないことに注目すべきである。

これから本発明の幾つかの実施例について説明する。

第２図は、バリスタｖ１と抵抗器Ｒ１とを含んでいる柱
に１の軸方向部分断面図である。

絶縁材料の管９はセラミック柱Ｋｉ内に配置され且つバ
リスタｖ１と抵抗器Ｒ１とを含んでいる。

バリスタｖ１は酸化亜鉛又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）をベ
ースとする積層ディスク１０がらなっている。この積層
部分の上部及び底部は各金属ディスク１１゜１２により
閉鎖されている。

抵抗器Ｒ１は、例えば炭素をベースとする導体セラミッ
クの積層ディスク１３からなっている。積層部分は金属
ディスク１１の上方に直接配置され、その上方端部は金
属ディスク１４に接触している。スプリング１５は積層
部分Ｒ１に対してディスク１４を押圧し且つ柱に１を閉
鎖する金属キャップ１６内部に当接している。金属編組
１７により電流はキャップ１６とディスク１４との間を
通過し得る。

参照番号１８は遮ＩＥｆｉ器■１の固定接点を示し、参
照番号１９は可動接点の端部を示している。このような
遮断器の設計はよく知られており、また本発明の範囲を
逸脱するので、遮断器については詳細には示していない
。金属キャップ２０はｇ９の端部と固定接点１８の一部
とを包囲し且つこの区域内の等定位曲線を平坦化するの
に役立つ。

キャップ１６は連結部２１により主遮断室１（第２図に
図示していないが、第１図には概略的に図示している）
の上部に電気的に接続されている。

柱に１内部は、数バールの圧力下で、遮断を助ける誘電
特性の良好な気体、例えば純粋な又は混合された六フッ
化硫黄で充填されている。

第３図は柱１．Ｋｌの一部を示している。抵抗器Ｒ１は
この場合これらの柱の外側に配置されている。

バリスタ■１は尚、柱に１を閉鎖する金属蓋２７に当接
するスプリング２６により押圧される金属ディスク２５
により上方が覆われている積層ディスク１ｏがらなって
いる。ディスク２５と蓋２７との間の金属編組２８は電
流を通過させるのに役立つ。

抵抗３Ｒ１は、場合によって例えばシリコーン製のひれ
状部分３１を備える例えばエポキシガラス製の絶縁管３
０内に配置されている積層ディスク１３からなっている
。

管３０は金属プレート３２．３３によりその両端部が密
閉されている。ディスク１３は、プレート３２及び積層
部端部の金属ディスク３５に当接しているスプリング３
４により押圧されている。金属編組３６は電流をプレー
ト３２とディスク３５との間に通過させる。

管３０は、柱１と柱に１との間に水平方向に配置され且
つこれらの柱に８！械的及び電気的に接続されている。

このために、接続部３７．３８はそれぞれ、プレート３
２を柱１の金属上部３９に、またプレート３３を蓋２７
に接続するのに役立つ。

抵抗器Ｒ１は非常に短時間しか電流を通さない。

遮断器が“開放”位置にあっても°“閉鎖″位置にあっ
ても、接続部３７．３８は同一電位である。従って抵抗
器Ｒ１には永久電圧（ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　ｔｅｎｓｉ
ｏｎ）はない。

このような情況では、合成絶縁物質を使用しない理由は
ない。

ディスク１３は、単一本体からなり且つ成形により合成
ケーシング内に閉鎖され得る。

第４図は、バリスタｖ１と抵抗器Ｒ１とが主遮断室を包
含する柱１内に収納されている変形例を示している。

バリスタｖ１は、柱１の蓋４１に固定された管４０内に
配置されている積層ディスク１０からなっている。

この蓋は、ひれ状部分４３を備えた円筒形絶縁ケーシン
グ４２の上部に置かれている。このケーシングは、柱１
の上方に伸び且つ磁器又は絶縁合成材料製であり得る。

前述した如く積層ディスク１０は、他方端部が蓋４１に
当接しているスプリング４５が当接している金属ディス
ク４４により上方が覆われている。

例えばフランス特許第８１１６２９１号で説明されてい
るように、管４０の下方部分く図示せず）はバリスタ挿
入用半固定接点のための支持体として役立つ。

抵抗器Ｒ１は、絶縁管７１内に収納され且つ遮断室用の
蓋４１と電流端末５１との間に固定されている炭素をベ
ースとする直径の小さい１つ以上の棒７０（七うミンク
抵抗器）からなっている。棒の数は吸収されるべきエネ
ルギの量に依存する。

参照番号５２は永久電流を通過させるための固定接点管
を示している。

第５図は位相毎に２つの遮断室を有する遮断器について
、本発明の他の実施例を例示している。

第５図及び第１図に共通の要素には同一の参照番号又は
記号を用いた。

バリスタＶｌ、Ｖ２はそれぞれ柱Ｋｌ、に２内に配置さ
れている。バリスタは、柱Ｋｌ　、に２の上方を覆って
いる金属ｎ９１，９２に固定されている絶縁支持体８１
．８２により所定の場所に維持されている。

金属ｎ９１，９２は、それぞれ抵抗器Ｒ１、Ｒ２を収納
している水平方向円筒形延長部９１＾、９２＾を有して
いる。抵抗器Ｒ１，Ｒ２は第一に支持体８１．８２に、
第二に円筒部９１＾、９２＾を閉鎖する金属端部９１Ｂ
　、９２Ｂに固定されている。端部９１Ｂ、９２Ｂは、
２つの遮断室１．２を直列に接続するために接続管９４
により相互接続されている電流端末９１Ｃ，９２Ｃを有
する。

柱Ｋｌ、に２及び蓋の円筒形延長部は誘電気体で充填さ
れた気密アセンブリを構成している。従ってバリスター
抵抗器の対Ｖｉ＆Ｒ１及びＶ２＆　Ｒ２は同一の誘電流
体内にある。

当然、蓋９１及びその水平方向円筒形延長部９１＾は、
主遮断室の絶縁柱１上に同様に装着され得る。

本発明は例示した実施例に限定されない。本発明の範囲
を逸脱することなく種々の手段の代わりに同等の手段を
適用することができる。

本発明は高圧遮断器、特にリアクタンス遮断器に適用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２つの遮断室を有する本発明の遮断器の概略図
、第２図はバリスタとバリスタに結合されている抵抗器
とを包含する絶縁柱の軸方向部分断面図、第３図は結合
される抵抗器がバリスタを包含する絶縁柱と主遮断室を
包含する柱との間に置かれている、バリスタを包含する
絶縁柱の軸方向部分断面図、第４図はバリスタと抵抗器
とが同一絶縁柱内に並んで配置されている異なる実施例
の部分断面概略図、第５図はバリスタの１つに結合され
る抵抗器が該バリスタを包含する柱のカバーの延長部内
に配置されている、２つの直列遮断室を有する遮断器の
概略図である。 １．２．、、遮断室、１０，１３．、、積層ディスク、
１５．２６，３４，４５．、、スプリング、７０．、、
棒、９１＾、９２＾３．、延長部、１１，１２．、、Ｊ
断器、Ｒ１，、Ｉ（２，、、抵抗器、Ｖｌ、Ｖ２．、、
バリスタ。 ＦＩＧ、１

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１つの遮断室を備え、且つ該遮断室と
   並列に第１には遮断器と直列にバリスタを、第２には電
   圧配分用コンデンサを備え、また３０オーム〜３００オ
   ームの範囲の抵抗を有する直線抵抗器が前記バリスタと
   直列に挿入されていることを特徴とする高圧遮断器。
2. （２）抵抗器が、第２の積層ディスク形状のバリスタが
   置かれている絶縁管内に配置されている第１の積層ディ
   スクからなり、該管が誘電特性の良好な気体で充填され
   た絶縁柱の内部に配置されていることを特徴とする請求
   項１に記載の遮断器。
3. （３）前記抵抗器が絶縁管内に配置された積層ディスク
   形状であり、該管が水平方向に配置され且つ一方の端部
   は主遮断室を包含する柱に、他方の端部はバリスタを包
   含する柱に機械的及び電気的に接続されていることを特
   徴とする請求項１に記載の遮断器。
4. （４）バリスタと棒からなる抵抗器とが、主遮断室の上
   方を覆う絶縁ケーシング内に並んで収納されていること
   を特徴とする請求項１に記載の遮断器。
5. （５）少なくとも１つの遮断室を備えていると共に、バ
   リスタが、結合された抵抗器を包含する水平方向延長部
   を有する蓋を備えた柱内に配置され、該延長部が電流端
   末を備えた端部により閉鎖されていることを特徴とする
   請求項１に記載の遮断器。
6. （６）抵抗器を包含する延長部を有する蓋が主遮断室の
   上方を覆つていることを特徴とする請求項５に記載の遮
   断器。
7. （７）バリスタが炭化ケイ素、及び酸化亜鉛をベースと
   する化合物の中から選択された物質からなることを特徴
   とする請求項１に記載の遮断器。