JPH06216418A - 接点メーカ−ブレーカ - Google Patents

接点メーカ−ブレーカ

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JPH06216418A
JPH06216418A JP3101646A JP10164691A JPH06216418A JP H06216418 A JPH06216418 A JP H06216418A JP 3101646 A JP3101646 A JP 3101646A JP 10164691 A JP10164691 A JP 10164691A JP H06216418 A JPH06216418 A JP H06216418A
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JP
Japan
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superconducting
contact
breaker
state
superconducting element
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Application number
JP3101646A
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English (en)
Inventor
Juan Aymami
アイマミ ジュアン
Jacques Muniesa
ムニエーサ ジャック
Michel Rapeaux
ラポオ ミッシェル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telemecanique SA
Original Assignee
La Telemecanique Electrique SA
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Filing date
Publication date
Application filed by La Telemecanique Electrique SA filed Critical La Telemecanique Electrique SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/06—Combination of a manual reset circuit with a contactor, i.e. the same circuit controlled by both a protective and a remote control device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/005—Mechanisms for operating contacts making use of superconductivity, e.g. levitation switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/002—Very heavy-current switches
    • H01H33/004—Very heavy-current switches making use of superconducting contacts

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】接点メーカの機能と接点ブレーカの機能のため
に同じ電力接点を用いる形態の接点メーカ・ブレーカよ
りなる電気装置において、手動操作による投入または開
放時のみならず故障発生時の自動引きはずしにおいて
も、簡単なやり方で優れた接点保護を確保することので
きる電気装置を提供する。 【構成】発熱体によって制御される超伝導素子１８が電
力接点と直列に接続され、この超伝導素子は、閉路指令
または開路指令に応答して超伝導状態から常伝導状態へ
制御転移するか、あるいは故障電流に応答して超伝導状
態から常伝導状態へ固有転移した後、非常に高い抵抗を
示すよう構成されているので、電力接点の開閉を非常に
低い値の同じリーク電流について行うことができる接点
メーカ-ブレーカが開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気装置に関し、特に
メーク（閉路）動作及びブレーク（開路）動作を共に同
じ電力接点を用いて行う形態の接点メーカ・ブレーカに
関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の電気装置または接点メーカ・ブ
レーカは周知であり、例えば、電力接点と呼ばれる接離
可能な接点を有する少なくとも１つの極と、手動操作部
材の作動に応答して発生する閉路指令及び開路指令をな
す電流パルスにより励磁されるようになっているコイ
ル、及びこのコイルに伝送される指令の作用として接点
を投入（閉路）、開放（開路）するようになっている制
御機構が結合された可動アーマチュアとを有する電磁石
と、前記の極に結合されており、短絡検出に続いて接点
を開放せしめる自動引きはずし装置と、各遮断チェンバ
と結合された消弧装置とで構成されている。
【０００３】「接点メーカ」の機能と「接点ブレーカ」
の機能を結合したこのような装置においては電流制限機
能は、もっぱら「接点ブレーカ」機能についてのみ組み
込まれており、短絡発生時に接点を保護するために例え
ば各極に設けられた磁気ストライカによって行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さて、この種の装置は
「接点メーカ」の機能と「接点ブレーカ」機能に同じ接
点を使うため、電磁石によって制御する際にこれらの接
点を保護する、特に何らかの形で接点投入時のいわゆる
バウンス（反跳）の現象が発生するのを防ぐように保護
することが望まれる。
【０００５】本発明の目的は、接点メーカの機能と接点
ブレーカの機能のために同じ電力接点を用いる形態の接
点メーカ・ブレーカよりなる電気装置において、手動操
作による投入または開放時のみならず故障発生時の自動
引きはずしにおいても、簡単なやり方で優れた接点保護
を確保することのできる電気装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、本発明による
接点メーカ・ブレーカの基本構想は、閉路指令または開
路指令に応答して生じる超伝導状態から常伝導状態への
制御転移（手動操作により制御された転移）の後、ある
いは故障電流に応答して生じる超伝導状態から常伝導状
態への固有転移の後に非常に高い抵抗を示すように熱的
に制御されかつそのような構造を有する超伝導素子と直
列に電力接点を接続して、電力接点が非常に低い値の同
じリーク電流が流れる状態で閉じ、かつ開くようにする
というものである。
【０００７】このように非常に小さなリーク電流が流れ
る状態で作動するようにすると、接点間でアークが発生
しにくくなり、その結果従来技術とは異なり、消弧構造
をすべて省略することができることは好都合である。前
記目的達成のため、本発明の接点メーカ・ブレーカは、
気体を充填した密封容器に収容した超伝導状態から常伝
導状態への転移後に非常に高い抵抗を示すような構造を
有する超伝導体と直列に接続された一対の電力接点より
なる少なくとも１本の極線路であって、前記密封容器が
前記超伝導素子の臨界温度より低い温度にサーモスタッ
ト制御した媒体中に浸漬されている電流路と、手動操作
部材に結合されていて閉路指令及び開路指令よりなる論
理制御信号を供給する電気制御手段と、前記密封容器中
に収容され、前記超伝導素子から電気的に絶縁された発
熱体であって、論理制御信号を受け取ると共に、閉路指
令に対しても、開路指令に対しても熱を前記超伝導素子
に伝達してその温度を臨界温度より高く上昇させ、これ
によって、超伝導素子を超伝導状態から常伝導状態へ転
移させる発熱体と、論理制御信号を受け取ると共に、上
記電力接点を閉路指令に応答して閉路方向に作動させ、
開路指令に応答して開路方向に作動させる双安定電磁制
御装置であって、前記のような閉路指令または開路指令
の後に超伝導素子をその超伝導状態から常伝導状態へ転
移させる時間より長い反応時間を有する双安定電磁制御
装置と、前記超伝導素子との並列に接続された故障電流
を自動的に検出するための検出手段であって、前記超伝
導素子が、その中を故障電流が流れると超伝導状態から
常伝導状態へ固有転移するような構造を有する検出手段
と、前記検出手段に結合されていて、少なくとも閉路指
令と等しい長さの遅延時間後に故障電流パルスを供給す
る遅延型電気制御手段であって、その故障電流パルスが
前記発熱体へ供給されて、常伝導状態に固有転移した前
記超伝導素子の抵抗を増大させるようにこれに熱を伝達
させると共に、前記双安定電磁制御装置へ供給され、こ
れによって故障電流パルスの終わりに前記電力接点を開
路方向に作動させる遅延型電気制御手段とで構成したも
のである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明をその実施例により図面を参照
しつつ詳細に説明する。図１において、本発明による一
実施例の接点メーカ・ブレーカは全体を符号１０で示
し、単極型として図示されているが、もちろん多極型と
することも可能である。
【０００９】図１の接点メーカ・ブレーカ１０は、電圧
Ｕ1が供給される主電源系統１６中の負荷１５に直列に
挿入された２つの電源端子１３，１４にそれぞれ接続さ
れた入力導体１１及び出力導体１２を有する。極線路１
７は、２つの電源端子１３，１４の間に、超伝導素子１
８と一対の接離可能な電力接点１９−２０により形成さ
れる直列開路を有し、電力接点の一方（１９）は可動接
点、もう一方（２０）は固定接点である。
【００１０】図１において、全体として符号２２で示す
電流開閉装置は、発熱体２３によって制御される超伝導
素子１８よりなる。以下、この開閉装置２２の構成及び
役割についてさらに詳細に説明する。電流開閉装置２２
の発熱体２３（図１）は、２本の導体２５と２６の間に
接続されている。これらの導体の一方（２５）は第１の
制御端子２７に直接接続され、他方の導体（２６）は、
符号３３で略示する制御機構を介して例えば押しボタン
のような手動操作部材３２の作動により投入方向に駆動
される一対の接離可能な接点２９−３０を介して第２の
制御端子２８に接続されている。これらの接点は、その
投入位置において例えば論理レベル１の電流パルスを発
生して発熱体２３に供給することにより、閉路指令また
は開路指令を発生させる。２つの制御端子２７，２８の
間には電圧Ｕ2が印加されている。
【００１１】以下にさらに詳細に説明するように、発熱
体２３に押しボタン（駆動部材）３２の作動に応答して
閉路指令または開路指令に対応する制御電流１が流れる
と、発熱体３２は超伝導素子１８に熱を供給してその温
度を臨界温度より高く上昇させ、これによってその超伝
導材料を超伝導状態から常伝導状態へ転移させる。図１
において、発熱体２３にはこれと並列に双安定コイル３
５が接続され、この双安定コイル２３は、その安定状態
を変える際、押しボタン３２の作動に応答して与えられ
る２つの指令のうちの一方（閉路指令または開路指令）
をなす電流パルスによって励磁される。この励磁状態
は、他方の指令をなす電流パルスが発生して、安定状態
が変わるまで持続する。
【００１２】双安定コイル３５はそれ自体公知の電磁石
（図示せず）のコイルであり、図１に符号３７で略示す
る制御機構に関連する可動磁気回路を形成する。この磁
気回路は、コイル３５が手動操作による閉路指令によっ
て励磁されると、電力接点１９−２０を閉路方向に駆動
し、手動操作によってコイル３５が開路指令の発生によ
って非励磁化されると、電力接点１９−２０を開路方向
に駆動する。
【００１３】電力接点１９−２０が、手動操作に対し
て、超伝導素子１８が超伝導状態にある時の使用電流を
直接開閉することがないように、電磁石（双安定コイル
３５よりなる）及びその制御機構３７は、電力接点１９
−２０の開閉時間（切り替え時間）が手動操作によって
与えられる閉路指令及び開路指令に続く超伝導材料の超
伝導状態から常伝導状態への転移に要する時間より長く
なるよう構成されている。
【００１４】図１に示すように、超伝導素子１８には、
一対の接離可能な接点３９−４０とコイル４２で形成さ
れた直列開路が並列に接続され、接点３９−４０は入力
導体１１側に接続されている。接点３９−４０は、双安
定コイル３５よりなる電磁石に付属する同じ制御機構３
７によって接点１９−２０と同時に閉路方向または開路
方向に駆動される。
【００１５】コイル４２はそれ自体公知の電磁石（図示
せず）のコイルであり、図１に符号４４にて略示する制
御機構に付属する可動磁気回路を形成する。この磁気回
路は、コイル４２が故障電流により励磁されると、その
故障時間があらかじめ設定された時間だけ持続した時、
接点３９−４０と並列に接続された時間遅延接点４６−
４７をもっぱら投入方向にのみ駆動する。以下にさらに
詳細に説明するように、コイル４２は、いわば故障電流
を自動的に検出するための手段の役割を果たす。さら
に、接点４６−４７の動作時間遅延は、少なくとも押し
ボタン３２の作動に応答して与えられる閉路指令の持続
時間に等しい長さとなるように設定される。
【００１６】接点４６−４７は、故障発生後投入位置に
なると、例えば論理レベル１の故障電流パルスを発生
し、この電流パルスは発熱体２３及び双安定コイル３５
に供給される。
【００１７】次に、図１の電流開閉装置２２の構成につ
いて図２，３及び４（同じ要素は同じ参照符号にて示
す）を参照しつつさらに詳細に説明する。図２に示す実
施例においては、電流開閉装置２２は、密封容器５０を
有し、この密閉容器中においては、基板５１上に３つの
平らな層１８，５２及び５３が積層されている。即ち、
１８は超伝導層であり、５２は厚さ２〜３ミクロンの薄
い層、例えばジルコニウムで形成された誘電体層であ
り、５３は例えば銀またはニッケル等の金属で形成され
た抵抗層であって、抵抗層５３はこの実施例においては
電気抵抗型の発熱体（図１の２３）として機能する。基
板５１と超伝導層１８との間には薄い拘束層（図示せ
ず）を挿入してもよい。
【００１８】密封容器５０は、容器５５に入れられた、
例えば液体窒素または超伝導材料１８の臨界温度より低
い温度を有するその他の液化ガスよりなるサーモスタッ
ト制御された媒体５４中に浸漬されている。例えば、超
伝導材料としては、臨界温度Ｔｃが９２Ｋに近いＹ1Ｂ
ａ2Ｃｕ3Ｏ7-X型のペロブスガイドを用い、サーモスタ
ット制御した媒体５４としては大気圧における沸点温度
が７７．３Ｋに等しい液体窒素を用いる。超伝導層１８
は、密封した断熱線路（図示せず）を介して極線路１７
に挿入され、抵抗層５３は密封した断熱線路（図示せ
ず）を介して２本の導体２５と２６の間に挿入されてい
る。誘電体層５２は超伝導層１８と抵抗層５３との間に
挿入されて、電力系統の部分と制御系統の部分の間を電
気的に絶縁する。
【００１９】さらに、密封容器５０には、サーモスタッ
ト制御した媒体５４の温度において気体状態に保たれ
る、例えば窒素、ヘリウムあるいはその他の乾燥空気の
ような気体５６がさらに充填されている。超伝導層１８
を収容した密封容器５０はサーモスタット制御した媒体
５４に浸漬されているため、気体５６の役割は、とりわ
け超伝導材料を断熱して、超伝導材料が制御電流ｉが流
れる抵抗層５３により加熱される間のサーモスタット制
御された媒体へのエネルギー損失を非常に小さくするこ
とである。
【００２０】図３に示す実施例においては、発熱体とし
ての機能を有する抵抗漕５３は、例えば、ドーピングし
たシリコンのような適切な材料基板により形成されてお
り、誘電体層５２及び超伝導層１８もそれぞれこの材料
から形成されている。また、これらの３つの層、即ち超
伝導層１８、誘電体層５２及び抵抗層の５３をワイヤ構
造に形成することも本発明の範囲内において可能であ
り、その場合あるいは特に図２に示すような積層構造と
する場合に、超伝導層１８と抵抗層５３の上下の位置関
係を逆にすることも可能である。
【００２１】図４に示す実施例においては、図１におけ
る発熱体２３の役割を果たさせるために図４に符号５８
で示すペルチエ効果モジュールを使用する（ペルチエ効
果モジュール自体は公知である）。このペルチエ効果モ
ジュール５８（図４）は、この実施例では例えば銅等の
金属で形成された密封容器５０の平坦な壁面５０ａに貼
付けられた冷面と呼ばれる第１の平らな面５８ａと、誘
電体層５２を介して超伝導層１８と熱的に接触するよう
配置された例えば銅製の熱面と呼ばれる第２の平らな面
５８ｂを有する。
【００２２】他の変形例においては、ペルチエ効果モジ
ュールの冷面を例えば銅製とし、その冷面をして容器５
０の外壁面の１つをなさしめ、サーモスタット制御した
媒体５４に直接接触させるようにしてもよい。その場合
は、密封容器５０は金属で形成する必要はない。図２，
３及び４に示すこれらの実施例においては、使用する発
熱体、即ち電気抵抗層５３（図２及び３）あるいはペル
チエ効果モジュール５８（図４）は、手動制御開路指令
または閉路指令に応じて制御電流パルスを供給される
と、超伝導層１８の温度をその臨界指令に応じて制御電
流パルスを供給されると、超伝導層１８の温度をその臨
界温度より高く上昇させ、これによって超伝導材料を超
伝導状態から常伝導状態へ転移させる。
【００２３】この超伝導材料の転移は迅速に行われるた
め、転移条件を適宜工夫する一方、他方では超伝導材料
を積ｍｃ（ｍは超伝導材料の質量、ｃはその熱容量）が
できるだけ小さくなるような構造にしなければならな
い。さらに、密封容器５０に充填される気体５６（図
２，３及び４）は、熱慣性が低いため、超伝導材料の超
伝導状態から常伝導状態への迅速な転移に相当大きく寄
与する。
【００２４】さらに、超伝導素子１８は、その中を流れ
る故障電流の値が少なくともＩｃ＝ＪCＳによって定義
されるその臨界電流ＩCに等しいとき、その固有の性質
により超伝導状態から常伝導状態へ転移する。ただし、
ＪCは超伝導材料の性質によって決まる臨界電流密度で
あり、Ｓは超伝導素子の断面積である。この臨界の電流
値から、超伝導素子は、いわゆる固有制限電流値ＩL1＝
ＩC＝ＪCＳの受動的電流リミッタとして作用する。この
固有制限電流値は、超伝導素子の性質及び幾何学的形状
によって決まる。
【００２５】一例を挙げると、電流密度ＪCが１０6Ａ／
ｃｍ2に等しいＹ1Ｂａ2Ｃｕ3Ｏ7-X型の超伝導材料を用
いて、超伝導素子の寸法を、これが例えばｈ及び１を各
々厚さ及び幅として断面積Ｓ＝ｈｌの平たい形状を有す
る場合に、Ｓ＝１０-4ｃｍ2となるように、即ち例えば
ｈ＝５０ミクロン、１＝２００ミクロン、とすると、固
有制限電流値ＩL1＝１００Ａを得ることが可能である。
【００２６】また、超伝導素子１８は、手動操作の場合
は発熱体２３の動作による超伝導状態から常伝導状態へ
の制御転移の後、あるいは故障の場合は超伝導状態から
常伝導状態への固有転移の後、高抵抗（記号ＲLCで表
す）を主電源系統１６（図１）中に導入するようになっ
ており、これによって電力接点１９−２０手動操作によ
る投入時に流れ始める電流あるいはこれらの電力接点の
手動操作による開放または自動開放（故障の場合）時に
遮断される電流が使用電流ＩEよりはるかに小さくなる
ようにしてある。この電流（記号ＩLCで表す）はリーク
電流と呼ばれ、Ｉ LC＝Ｕ1／ＲLCで与えられる（負荷１
５のインピーダンスは抵抗ＲＬＣよりかなり小さいと仮
定する）。
【００２７】抵抗ＲLCは、式ＲLC＝ＰLC・Ｌ／Ｓにより
定義されるから（ただしＰLCは超伝導素子１８の常伝導
状態における抵抗率、Ｌ及びＳ各々超伝導素子１８の長
さ及び断面積）、リーク電流ＩLCは次式で与えられる： ＩLC＝Ｕ1・Ｓ／ＰLCＬ 従って、リーク電流ＩＬＣは超伝導素子の特性及び幾何
学的形状によって決まる。
【００２８】再度前記の例において、常伝導状態におけ
る超伝導材料の抵抗率ＰLCが１０-3ｏｈｍ・ｃｍに等し
い場合、超伝導素子の長さＬが例えば４メートルで、断
面積Ｓが１０-4ｃｍ2に等しいとすると、電源電圧Ｕ１
＝４００Ｖにおけるリーク電流値ＩLC＝０．１Ａが求め
られる。次に、図１の接点メーカ・ブレーカ１０の動作
について説明する。まず最初に、押しボタン３２によっ
て閉路指令が与えられると、接点２９−３０が閉じ、い
わゆる投入パルスＩf（図５）を発生して、発熱体２３
及び双安定コイル３５へ供給する。
【００２９】発熱体が図２及び３に示すような電気抵抗
型の発熱体の場合、抵抗層５３をこの電流パルスＩ
f（図６）が通過すると、熱が超伝導素子１８へ伝達さ
れ、超伝導素子１８は加熱されて急速に臨界温度ＴCに
達し、非常に短い時間ｔＲＳ（図７）の後、超伝導材料
は超伝導状態から常伝導状態へ転移する。すると、超伝
導素子１８の抵抗は、著しく増加してＲLC（図７）に達
し、電流パルスＩfの終わりまでこの値に保たれる。
【００３０】発熱体が図４に示すようなペルチエ効果モ
ジュール５８によりなる場合においては、ペルチエ効果
モジュールを流れる電流パルスＩfがその熱面５８ｂの
温度を上昇させ、これが熱伝導材料１８の温度を急速に
臨界温度ＴCより高くまで上昇させる結果、時間ｔ
RS（図７）の後に超伝導状態から常伝導状態への転移が
起こる。すると、超伝導素子１８の抵抗は、著しく増加
してＲLC（図７）に達し、電流パルスＩfの終わりまで
この値に保たれる。
【００３１】この場合は、超伝導素子１８の制御加熱
は、サーモスタット制御した媒体５４に対して超伝導材
料１８を分離する密封容器５０によって可能となるとい
うことに注意すべきであろう。超伝導素子１８が常伝導
状態にあると、電流パルスＩfによって励磁された双安
定コイル３５は、制御機構３７を介して接点１９−２０
及び接点３９−４０を同時に閉路方向に作動させる。図
９に符号ｔ′で示すこれらの接点１９−２０及び３９−
４０の開閉時間は、超伝導素子１８の転移時間ｔRSより
長いため、接点１９−２０及び接点３９−４０は閉じ
る。コイル４２は、電圧Ｕ1が印加され、接点３９−４
０とコイル４２よりなる分路はＲLCよりかなり大きい抵
抗を持つようにしてあるため、接点１９−２０は、リー
ク電流ＩLC（図８）が流れる状態で投入されることにな
る（図９参照）。前記の例ではこのリーク電流は０．１
Ａに等しい。
【００３２】コイル３５は双安定型であるから、接点１
９−２０及び３９−４０は、一端閉じた後は制御電流が
なくとも閉状態に保たれる。さらに、接点４６−４７
は、動作時間遅延が電流パルスＩfの持続時間より大き
いので、開位置に保たれる。電流パルスＩfの終わりに
は、接点２９−３０が開き、発熱体には熱が供給されな
くなるため、超伝導素子１８は、時間ｔDS（図７）の後
に常伝導状態から超伝導状態へ転移する。
【００３３】発熱体が図２及び３に示すように抵抗層５
３からなる場合は、超伝導素子１８は、容器５０内の気
体５６を介しての超伝導素子自体とサーモスタット制御
した媒体５４との間の単なる熱交換によって超伝導状態
へ復帰する。ペルチエ効果モジュール５８（図４）を使
用する場合は、超伝導素子１８は、前記モジュール５８
を流れる電流の方向を所定の時間だけ逆にすることによ
ってその熱面５８ｂを冷却することにより超伝導状態に
復帰する。
【００３４】超伝導素子１８が超伝導状態へ復帰する
と、電源系統１６の電流Ｉが増加し、使用電流値ＩEに
達する。押しボタン３２によって開路指令が与えられる
と、接点２９−３０が閉じて、いわゆる開放電流Ｉ
O（図５）を発生し、発熱体２３及び双安定コイル３５
へ供給する。
【００３５】発熱体に電流パルスＩOを流して超伝導素
子１８の温度をその臨界温度より高くすることによって
制御される超伝導素子１８の超伝導状態から常伝導状態
への転移は、発熱体が電気抵抗型のものであるか、ある
いはペルチエ効果モジュールであるかによって上述の場
合と同様に行われる。このような超伝導素子の転移の
後、その抵抗値は値ＲLCとなり、これが使用電流値ＩE
をリーク電流値ＩLCに制限する。
【００３６】一方、双安定コイル３５は電流パルスＩO
を供給されるので非励磁状態となり、それの制御機構３
７を介して接点１９−２０及び接点３９−４０を同時に
開路方向に作動させる。その際の切換え時間ｔ′（図
９）は超伝導素子１８の転移時間ｔRSより長い。そし
て、接点１９−２０が、リーク電流ＩLC（図８）が流れ
ている状態で開き、これと同時に接点３９−４０もより
小さな電流が流れている状態で開く（図９参照）。
【００３７】電流パルスＩOの終わりには、接点２９−
３０が開き、超伝導素子１８は、発熱体として電気抵抗
型のものを用いるか、ペルチエ効果モジュールを用いる
かによって、時間ｔDS後（図７）に前記同様にして超伝
導状態へ復帰する。故障電流が電源系統１６に生じ、そ
の電流が超伝導素子１８を流れると共に、その電流強度
が少なくとも超伝導素子１８の臨界電流値に等しいと、
超伝導素子１８は、超伝導状態から常伝導状態へ固有転
移し、固有制限電流値ＩＬｆ（図１０）の受動的電流リ
ミッタとして動作する。前記の例においては、この制限
電流値ＩLCは１００Ａに等しい。その後、超伝導素子１
８は、図１１にＲLIで示す抵抗を電源系統に導入する。
【００３８】この故障電流が存在する場合は、ほぼ全電
源電圧Ｕ1が超伝導素子１８の端子間にかかるので、接
点３９−４０が閉位置にあると、超伝導素子１８に並列
なコイル４２にも電源が供給される。このような条件下
において、コイル４２は制御機構４４を介し時間遅延接
点４６−４７を投入させる。接点４６−４７は、閉位置
にあると、ｔRSより長い持続時間ｔ″の故障電流パルス
Ｉd（図１２）を発生し、発熱体２３及び双安定コイル
３５へ供給する。
【００３９】発熱体１８（図２及び３においては電気抵
抗層５３，図４においてはペルチエ効果モジュール５
８）にこの電流パルスＩd（図１３）が供給されると、
発熱体１８の抵抗ＲIは増加し、時間ｔRSの経過後ＲLC
（図１１）に達し、制限電流ＩＬIの値はリーク電流値
ＩLC（図１０）まで下がる。前記の例においては、この
リーク電流値は０．１Ａに等しい。
【００４０】故障電流パルスＩdを供給された双安定コ
イル３５は再度非励磁化され、前記故障電流パルスの持
続時間ｔ″の後にその状態を変える。その結果、接点１
９−２０及び接点３９−４０は、リーク電流ＩLC（図１
０）が流れる状態で制御機構３７を介して自動的に開放
される（図１４参照）。接点１９−２０及び接点３９−
４０が自動開放されると、コイル４２には電力源が供給
されなくなるので、電流パルスＩdの終わりには接点４
６−４７が開き、超伝導素子１８は、使用する発熱体が
電気抵抗型のものか、ペルチエ効果モジュールであるか
によって、前記同様に超伝導状態へ復帰する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接点メーカ・ブレーカの一実施例の概
略回路図である。
【図２】図１の超伝導開閉装置の第１の実施例の概略断
面図である。
【図３】図１の超伝導開閉装置の第２の実施例の概略断
面図である。
【図４】図１の超伝導開閉装置の第３の実施例の概略断
面図である。
【図５】図１の実施例における閉路指令回路指令に関連
した動作（接点メーカ・モード）を説明するためのタイ
ミング図である。
【図６】図１の実施例における閉路指令回路指令に関連
した動作（接点メーカ・モード）を説明するためのタイ
ミング図である。
【図７】図１の実施例における閉路指令回路指令に関連
した動作（接点メーカ・モード）を説明するためのタイ
ミング図である。
【図８】図１の実施例における閉路指令回路指令に関連
した動作（接点メーカ・モード）を説明するためのタイ
ミング図である。
【図９】図１の実施例における閉路指令回路指令に関連
した動作（接点メーカ・モード）を説明するためのタイ
ミング図である。
【図１０】図１の実施例における故障に関連した動作
（接点ブレーカ・モード）を説明するためのタイミング
図である。
【図１１】図１の実施例における故障に関連した動作
（接点ブレーカ・モード）を説明するためのタイミング
図である。
【図１２】図１の実施例における故障に関連した動作
（接点ブレーカ・モード）を説明するためのタイミング
図である。
【図１３】図１の実施例における故障に関連した動作
（接点ブレーカ・モード）を説明するためのタイミング
図である。
【図１４】図１の実施例における故障に関連した動作
（接点ブレーカ・モード）を説明するためのタイミング
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッシェル ラポオ フランス国 92140 クラマル アヴニュ シュネデール 58

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】気体を充填した密封容器に収容した超伝導
    状態から常伝導状態への転移後に非常に高い抵抗を示す
    ような構造を有する超伝導体と直列に接続された一対の
    協働電力接点よりなる極線路であって、上記密封容器が
    上記超伝導素子の臨界温度より低い温度にサーモスタッ
    ト制御した媒体中に浸漬されている少なくとも１本の極
    線路と、 手動操作部材に結合されていて閉路指令及び開路指令を
    含む論理制御信号を供給する電気制御手段と、 前記密閉容器中に収容され、前記超伝導素子から電気的
    に絶縁された発熱体であって、論理制御信号を受け取る
    と共に、閉路指令に対しても、開路指令に対しても熱を
    前記超伝導素子に伝達してその温度を臨界温度より高く
    上昇させ、これによって、超伝導素子を超伝導状態から
    常伝導状態へ転移させる発熱体と、前記論理制御信号を
    受け取ると共に、前記電力接点を閉路指令に応答して閉
    路方向に作動させ、開路指令に応答して開路方向に作動
    させる双安定電磁制御装置であって、前記のような閉路
    指令または開路指令の後に超伝導素子をその超伝導状態
    から常伝導状態へ転移させる時間より長い反応時間を有
    する双安定電磁制御装置と、 前記超伝導素子との並列に接続された故障電流を自動的
    に検出するための検出手段であって、前記超伝導素子が
    その中を故障電流が流れると超伝導状態から常伝導状態
    へ固有転移するような構造を有する検出手段と、 前記検出手段に結合されていて、少なくとも閉路指令と
    等しい長さの遅延時間後に故障電流パルスを供給する時
    間遅延型電気制御手段であって、その故障電流パルスが
    前記発熱体へ供給されて、常伝導状態に固有転移したし
    前記超伝導素子の抵抗を増大させるようにこれに熱を伝
    達させると共に、前記双安定電磁制御装置へ供給され、
    これによって故障電流パルスの終わりに前記電力接点を
    開路方向に作動させる時間遅延型電気制御手段と、 からなることを特徴とする接点メーカ・ブレーカ。
  2. 【請求項２】前記論理制御信号を供給する電気制御手段
    が、前記手動操作部材に結合された制御機構により駆動
    される第１の一対の協働接点からなることを特徴とする
    請求項１記載の接点メーカ・ブレーカ。
  3. 【請求項３】前記双安定電磁制御装置が、電磁石に属す
    る双安定励磁コイルであって、これが励磁された時前記
    電力接点を閉路方向または開路方向に作動させる制御機
    構に伴う可動磁気開路を有する双安定励磁コイルからな
    ることを特徴とする請求項１記載の接点メーカ・ブレー
    カ。
  4. 【請求項４】前記検出手段が、電気的に前記超伝導素子
    と並列に接続されると共に電磁石に属する可動磁気開路
    を具備した励磁コイルからなり、前記故障電流パルスを
    供給する前記時間遅延型電気制御手段が、前記励磁コイ
    ル励磁されている時、前記可動磁気回路に伴う制御機構
    によって閉路方向に駆動される第２の一対の協働接点よ
    りなることを特徴とする請求項１記載の接点メーカ・ブ
    レーカ。
  5. 【請求項５】第３の一対の協働接点が前記励磁コイルと
    直列に挿入されており、この協働接点が前記双安定電磁
    制御装置によって前記一対の電力接点と同時に作動せし
    められることを特徴とする請求項４記載の接点メーカ・
    ブレーカ。
JP3101646A 1990-05-04 1991-05-07 接点メーカ−ブレーカ Pending JPH06216418A (ja)

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