JPH0720335B2 - 超電導コイルの保護装置 - Google Patents
超電導コイルの保護装置Info
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- JPH0720335B2 JPH0720335B2 JP2164883A JP16488390A JPH0720335B2 JP H0720335 B2 JPH0720335 B2 JP H0720335B2 JP 2164883 A JP2164883 A JP 2164883A JP 16488390 A JP16488390 A JP 16488390A JP H0720335 B2 JPH0720335 B2 JP H0720335B2
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- coil
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は強磁場発生装置に用いられる超電導コイルの保
護装置に関する。
護装置に関する。
〈従来の技術〉 近時、電力貯蔵、核融合などの強磁場発生装置に用いら
れる超電導コイルは大形化し、コイル電流も大きくな
り、数〜数十kAに達し、超電導コイルに蓄積されるエネ
ルギーも数十〜数百MJと巨大なものになってきている。
れる超電導コイルは大形化し、コイル電流も大きくな
り、数〜数十kAに達し、超電導コイルに蓄積されるエネ
ルギーも数十〜数百MJと巨大なものになってきている。
超電導コイルは液体ヘリウムにより冷却されて超電導状
態を保っているが、何らかの原因でコイルの一部が常電
導転移（以下、クエンチという）を起こすと、その部分
が発熱し、さらにその周辺が加熱して次々にクエンチが
発生し、最終的には超電導コイルが破壊されるという問
題があることはよく知られている。
態を保っているが、何らかの原因でコイルの一部が常電
導転移（以下、クエンチという）を起こすと、その部分
が発熱し、さらにその周辺が加熱して次々にクエンチが
発生し、最終的には超電導コイルが破壊されるという問
題があることはよく知られている。
このため、超電導線は、細い超電導線の周りを銅で厚く
被覆し、クエンチが発生した場合には電流を銅の部分に
流し、超電導線の断線を防止し、発熱も最小限に抑制す
るようにしている。
被覆し、クエンチが発生した場合には電流を銅の部分に
流し、超電導線の断線を防止し、発熱も最小限に抑制す
るようにしている。
このように小部分での短時間のクエンチは防止すること
が可能であるが、クエンチの発生時間が長い場合や、コ
イルの冷却部能力が不足したような場合には、電流をす
みやかに減少させ、蓄積エネルギーを外部放出させて超
電導コイルを保護する必要がある。
が可能であるが、クエンチの発生時間が長い場合や、コ
イルの冷却部能力が不足したような場合には、電流をす
みやかに減少させ、蓄積エネルギーを外部放出させて超
電導コイルを保護する必要がある。
このような保護装置として例えば第５図に示すようなも
のがある。これについて説明すると、１は負荷としての
超電導コイル、２は図示しない交流電源に接続された変
換器用変圧器３に接続され、交流電力を整流した直流電
流を上記超電導コイル１に供給するサイリスタ変換器で
ある。４は上記超電導コイル１にダイオード５を介して
並列に接続され、超電導コイル１にクエンチが発生した
場合、該コイル１に蓄積されたエネルギーを吸収するた
めの保護抵抗である。６は上記サイリスタ変換器２の直
流出力側に介挿された直流しゃ断回路である。これは、
上記サイリスタ変換器２に直列に接続された真空しゃ断
器等からなる直流しゃ断器VCBと、この直流しゃ断器VCB
に、コンデンサＣを転流リアクトルＬとイグナイトロ
ン、トリガギャップ等からなるギャップスイッチＧとを
介して並列に接続し、上記コンデンサＣの端子間に抵抗
Ｒを介して直流電源DCを接続して構成されている。
のがある。これについて説明すると、１は負荷としての
超電導コイル、２は図示しない交流電源に接続された変
換器用変圧器３に接続され、交流電力を整流した直流電
流を上記超電導コイル１に供給するサイリスタ変換器で
ある。４は上記超電導コイル１にダイオード５を介して
並列に接続され、超電導コイル１にクエンチが発生した
場合、該コイル１に蓄積されたエネルギーを吸収するた
めの保護抵抗である。６は上記サイリスタ変換器２の直
流出力側に介挿された直流しゃ断回路である。これは、
上記サイリスタ変換器２に直列に接続された真空しゃ断
器等からなる直流しゃ断器VCBと、この直流しゃ断器VCB
に、コンデンサＣを転流リアクトルＬとイグナイトロ
ン、トリガギャップ等からなるギャップスイッチＧとを
介して並列に接続し、上記コンデンサＣの端子間に抵抗
Ｒを介して直流電源DCを接続して構成されている。
そして、通常運転時には、サイリスタ変換器２により、
超電導コイル１に直流しゃ断器回路６の直流しゃ断器VC
Bを介して直流電流が供給されている。
超電導コイル１に直流しゃ断器回路６の直流しゃ断器VC
Bを介して直流電流が供給されている。
この状態で、超電導コイル１にクエンチが発生した場
合、直流しゃ断器VCBによって直流しゃ断し、超電導コ
イル１に蓄積されたエネルギーを保護抵抗４で急速に消
費させてコイル１を保護するようになっている。
合、直流しゃ断器VCBによって直流しゃ断し、超電導コ
イル１に蓄積されたエネルギーを保護抵抗４で急速に消
費させてコイル１を保護するようになっている。
この際、直流しゃ断回路６は、直流しゃ断器VCBを開極
し、直流電源DCにより、あらかじめ充電されたコンデン
サＣの電荷によってギャップスイッチＧを放電導通さ
せ、転流リアクトルＬを介して共振させた大電流を直流
しゃ断器VCBに注入して強制的に電流零点をつくって直
流しゃ断する。直流しゃ断後のコイル電流は１→４→５
→１の経路で流れ、超電導コイル１に蓄積されたエネル
ギーを保護抵抗４で消費する。
し、直流電源DCにより、あらかじめ充電されたコンデン
サＣの電荷によってギャップスイッチＧを放電導通さ
せ、転流リアクトルＬを介して共振させた大電流を直流
しゃ断器VCBに注入して強制的に電流零点をつくって直
流しゃ断する。直流しゃ断後のコイル電流は１→４→５
→１の経路で流れ、超電導コイル１に蓄積されたエネル
ギーを保護抵抗４で消費する。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし乍ら、上記のように構成された場合、超電導コイ
ル１の保護は可能となるが、直流しゃ断器VCBには連続
に数十kA以上の電流を流すことになるため、相当大きな
直流しゃ断器が必要となり、汎用性のある直流しゃ断器
は数kA程度なので単一バルブでは実現することができ
ず、並列使用等格別な構成が必要となるという問題を有
している。
ル１の保護は可能となるが、直流しゃ断器VCBには連続
に数十kA以上の電流を流すことになるため、相当大きな
直流しゃ断器が必要となり、汎用性のある直流しゃ断器
は数kA程度なので単一バルブでは実現することができ
ず、並列使用等格別な構成が必要となるという問題を有
している。
しかも、直流しゃ断器の開極時に電流零点をつくるため
に放電するコンデンサも大容量となり、これの充電装置
も必要となって構成を複雑化し、装置を大形化して高価
なものとなるという問題を有している。
に放電するコンデンサも大容量となり、これの充電装置
も必要となって構成を複雑化し、装置を大形化して高価
なものとなるという問題を有している。
また、コンデンサは常時充電していなければならず、ギ
ャップスイッチがミス放電すればしゃ断機能が失われる
おそれを有し、直流しゃ断器の開極とギャップスイッチ
の放電導通とのタイミングがずれるとしゃ断不能とな
り、タイミング合わせの精度も高くなって（例えば1ms
以下）、両者の組合わせ調整もはん雑になって手間を要
し、信頼性を低下させるという問題を有している。
ャップスイッチがミス放電すればしゃ断機能が失われる
おそれを有し、直流しゃ断器の開極とギャップスイッチ
の放電導通とのタイミングがずれるとしゃ断不能とな
り、タイミング合わせの精度も高くなって（例えば1ms
以下）、両者の組合わせ調整もはん雑になって手間を要
し、信頼性を低下させるという問題を有している。
本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、その
目的とするところは、簡略化した構成で小形安価で、か
つ信頼性を向上することができるものを提供することに
ある。
目的とするところは、簡略化した構成で小形安価で、か
つ信頼性を向上することができるものを提供することに
ある。
〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明は電源としてのサイリ
スタ変換器と負荷としての超電導コイルとの間に、断路
器を介挿し、超電導コイルに投入器を介して保護抵抗を
並列に挿入し、この保護抵抗の端子間に、しゃ断器と限
流ヒューズを並列に挿入して、クエンチ発生時、しゃ断
器→限流ヒューズ→保護抵抗の順にコイル電流を転流せ
しめて超電導コイルを保護するようにしたことを特徴と
する。
スタ変換器と負荷としての超電導コイルとの間に、断路
器を介挿し、超電導コイルに投入器を介して保護抵抗を
並列に挿入し、この保護抵抗の端子間に、しゃ断器と限
流ヒューズを並列に挿入して、クエンチ発生時、しゃ断
器→限流ヒューズ→保護抵抗の順にコイル電流を転流せ
しめて超電導コイルを保護するようにしたことを特徴と
する。
〈作用〉 超電導コイルにクエンチが発生した場合、サイリスタ変
換器を制御遅れ角を90°より遅らせて負電圧を出力させ
てから投入器を投入させ、コイル電流をしゃ断器に移し
て、電源側の電流を零にして断路器を開極し、その後し
ゃ断器を開極させ、この開極によって生じるアーク電圧
によりコイル電流を限流ヒューズに転流し、限流ヒュー
ズ溶断時に発生するアーク電圧によりコイル電流を保護
抵抗に転流させて、コイル電流をL/Rで減衰させ、蓄積
されたエネルギーは保護抵抗で消費して超電導コイル１
は保護される。
換器を制御遅れ角を90°より遅らせて負電圧を出力させ
てから投入器を投入させ、コイル電流をしゃ断器に移し
て、電源側の電流を零にして断路器を開極し、その後し
ゃ断器を開極させ、この開極によって生じるアーク電圧
によりコイル電流を限流ヒューズに転流し、限流ヒュー
ズ溶断時に発生するアーク電圧によりコイル電流を保護
抵抗に転流させて、コイル電流をL/Rで減衰させ、蓄積
されたエネルギーは保護抵抗で消費して超電導コイル１
は保護される。
〈実施例〉 以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図によって説明
する。なお第５図と同一部分は同一符号を付して重複す
る説明は省略する。第１図において、７はサイリスタ変
換器２の直流出力側と超電導コイル１との間に挿入され
た断路器で、電動、油圧等の駆動手段を具備し、開閉指
令により、リモート操作できるようになっている。10は
上記断路器７と同様、開閉指令によりリモート操作可能
に形成された投入器である。そして、上記超電導コイル
１に、投入器10を介して保護抵抗４を並列に接続し、こ
の保護抵抗４の端子間に、真空しゃ断器８と限流ヒュー
ズ９とを並列に挿入して、上記投入器10の投入後、真空
しゃ断器８を開極することにより、超電導コイル１のコ
イル電流を限流ヒューズ９から保護抵抗４へと順次転流
せしめるようになっている。
する。なお第５図と同一部分は同一符号を付して重複す
る説明は省略する。第１図において、７はサイリスタ変
換器２の直流出力側と超電導コイル１との間に挿入され
た断路器で、電動、油圧等の駆動手段を具備し、開閉指
令により、リモート操作できるようになっている。10は
上記断路器７と同様、開閉指令によりリモート操作可能
に形成された投入器である。そして、上記超電導コイル
１に、投入器10を介して保護抵抗４を並列に接続し、こ
の保護抵抗４の端子間に、真空しゃ断器８と限流ヒュー
ズ９とを並列に挿入して、上記投入器10の投入後、真空
しゃ断器８を開極することにより、超電導コイル１のコ
イル電流を限流ヒューズ９から保護抵抗４へと順次転流
せしめるようになっている。
そして、上記断路器７、投入器10及び真空しゃ断器８対
する開閉指令並びにサイリスタ変換器２に対するゲート
信号は図示しない制御装置より送出するようになってい
る。
する開閉指令並びにサイリスタ変換器２に対するゲート
信号は図示しない制御装置より送出するようになってい
る。
次に、その動作を第２図乃至第４図と共に説明する。通
常運転時、断路器７は閉極し、投入器10は開極、真空し
ゃ断器８は閉極して、交流電力を図示しない制御装置の
ゲート信号により整流して得られた直流低電圧大電流
（例えば50V,32kA）を負荷としての超電導コイル１に供
給する。
常運転時、断路器７は閉極し、投入器10は開極、真空し
ゃ断器８は閉極して、交流電力を図示しない制御装置の
ゲート信号により整流して得られた直流低電圧大電流
（例えば50V,32kA）を負荷としての超電導コイル１に供
給する。
この状態でクエンチが発生した場合（第２図to時点）図
示しないクエンチ検出手段により検出信号が図示しない
制御装置に送出され、これをうけた上記制御装置はサイ
リスタ変換器に制御遅れ角が90°より遅れたゲート信号
を送出して、サイリスタ変換器２を逆変換動作に移行さ
せて負電圧を（例えば−50V）を出力させる（第２図
２）。
示しないクエンチ検出手段により検出信号が図示しない
制御装置に送出され、これをうけた上記制御装置はサイ
リスタ変換器に制御遅れ角が90°より遅れたゲート信号
を送出して、サイリスタ変換器２を逆変換動作に移行さ
せて負電圧を（例えば−50V）を出力させる（第２図
２）。
次いで、投入器10を上記制御装置の指令により投入させ
る（第２図t1時点）。これにより、超電導コイル１のコ
イル電流は、１→10→８→１の経路で流れ、電源側の電
流は零になる。次に断路器７を上記制御装置の指令によ
り開極する（第２図t2時点）。この際、電源側の電流は
零であるため、断路器７を開極してもアークは発生せ
ず、超電導コイル１とサイリスタ変換器２とは切離され
る。次いで真空しゃ断器８を上記制御装置の指令により
開極する（第２図t3時点）。この際、極間にアークが発
生し、これによるアーク電圧によってコイル電流が限流
ヒューズ９に転流する。
る（第２図t1時点）。これにより、超電導コイル１のコ
イル電流は、１→10→８→１の経路で流れ、電源側の電
流は零になる。次に断路器７を上記制御装置の指令によ
り開極する（第２図t2時点）。この際、電源側の電流は
零であるため、断路器７を開極してもアークは発生せ
ず、超電導コイル１とサイリスタ変換器２とは切離され
る。次いで真空しゃ断器８を上記制御装置の指令により
開極する（第２図t3時点）。この際、極間にアークが発
生し、これによるアーク電圧によってコイル電流が限流
ヒューズ９に転流する。
この転流を第３図の等価回路図及び第４図の波形図によ
って説明すると、真空しゃ断器８のアーク電圧をVVCB、
限流ヒューズ９の降下電圧をVF（即ち、IF×RF，但し
RF;9の抵抗分）、真空しゃ断器８と限流ヒューズ９の回
路配線のインダクタンスをL1、しゃ断電流をIcとし、V
VCB−VFを一定とすれば、転流時間T1は概略 で示され、（１）式からも理解されるように、転流時間
T1は、アーク電圧が高い程、真空しゃ断器８から限流ヒ
ューズ９の回路配線のインダクタンスL1が低い程転流が
すみやかに行われることなる。今、例えば上式のL1＝２
μＨ、VVCB−VF＝50V、Ic＝32kAと仮定すれば、転流時
間T1は（１）式から1.3msとなる。
って説明すると、真空しゃ断器８のアーク電圧をVVCB、
限流ヒューズ９の降下電圧をVF（即ち、IF×RF，但し
RF;9の抵抗分）、真空しゃ断器８と限流ヒューズ９の回
路配線のインダクタンスをL1、しゃ断電流をIcとし、V
VCB−VFを一定とすれば、転流時間T1は概略 で示され、（１）式からも理解されるように、転流時間
T1は、アーク電圧が高い程、真空しゃ断器８から限流ヒ
ューズ９の回路配線のインダクタンスL1が低い程転流が
すみやかに行われることなる。今、例えば上式のL1＝２
μＨ、VVCB−VF＝50V、Ic＝32kAと仮定すれば、転流時
間T1は（１）式から1.3msとなる。
このことは、通常の構成であれば１〜3ms程度の時間で
転流が完了することになる。
転流が完了することになる。
一般に、真空しゃ断器８は商用周波数の1/2サイクル
（８〜10ms）はアークが持続し、それに耐えられるよう
形成されているので、上記例示からも理解されるよう
に、アーク時間は短く、真空しゃ断器８を損傷せしめる
ようなことはない。
（８〜10ms）はアークが持続し、それに耐えられるよう
形成されているので、上記例示からも理解されるよう
に、アーク時間は短く、真空しゃ断器８を損傷せしめる
ようなことはない。
次いで、上記真空しゃ断器８の開極により限流ヒューズ
９にコイル電流が移り、限流ヒューズ９が溶断し、その
限流効果により高いアーク電圧が発生する（第２図t4時
点）。限流ヒューズ９の溶断開始及びアーク電圧発生時
間を真空しゃ断器８が再点弧しない絶縁の回路時間以上
（第４図T2、例えば１〜3ms以上）に選定しておけば、
限流ヒューズ９のアーク電圧発生時点（第４図t4時点）
に真空しゃ断器８は再点弧することなく回復し、例えば
３〜6ms後には数十kV程度まで回復することになる。
９にコイル電流が移り、限流ヒューズ９が溶断し、その
限流効果により高いアーク電圧が発生する（第２図t4時
点）。限流ヒューズ９の溶断開始及びアーク電圧発生時
間を真空しゃ断器８が再点弧しない絶縁の回路時間以上
（第４図T2、例えば１〜3ms以上）に選定しておけば、
限流ヒューズ９のアーク電圧発生時点（第４図t4時点）
に真空しゃ断器８は再点弧することなく回復し、例えば
３〜6ms後には数十kV程度まで回復することになる。
したがって、上記転流時間T1と溶断開始時間T2との和
（T1＋T2）が上記例示した値でみれば3ms以上になれ
ば、コイル電流は確実に転流されることになる。
（T1＋T2）が上記例示した値でみれば3ms以上になれ
ば、コイル電流は確実に転流されることになる。
そして、限流ヒューズ９のアーク電圧により、コイル電
流が保護抵抗４に転流し、限流ヒューズ９の電流はしゃ
断される。限流ヒューズ９は、降圧（例えば6kV）限流
ヒューズを用いれば、アーク電圧が10kV程度以上発生
し、（定格電流）×（保護抵抗）を数kV以下にすれば、
コイル電流の保護抵抗４への転流は、限流ヒューズ９の
アーク電圧VF、保護抵抗４の降下電圧をVR、回路配線の
インダクタンスをL2とし、VF−VRを一定とすれば、転流
時間T3は概略 で示され、例えばL2＝20μH,VF−VR＝50V,Ic＝32kAと仮
定すれば、T3は（２）式から1.3msとなる。
流が保護抵抗４に転流し、限流ヒューズ９の電流はしゃ
断される。限流ヒューズ９は、降圧（例えば6kV）限流
ヒューズを用いれば、アーク電圧が10kV程度以上発生
し、（定格電流）×（保護抵抗）を数kV以下にすれば、
コイル電流の保護抵抗４への転流は、限流ヒューズ９の
アーク電圧VF、保護抵抗４の降下電圧をVR、回路配線の
インダクタンスをL2とし、VF−VRを一定とすれば、転流
時間T3は概略 で示され、例えばL2＝20μH,VF−VR＝50V,Ic＝32kAと仮
定すれば、T3は（２）式から1.3msとなる。
上記保護抵抗４に流れるコイル電流はL/Rで減衰し、超
電導コイル１に蓄積されたエネルギーはすべて保護抵抗
４で消費され保護される。
電導コイル１に蓄積されたエネルギーはすべて保護抵抗
４で消費され保護される。
なお、上記L/R時定数は、超電導コイルの端子電圧が非
常に大きくなってコイル絶縁が困難にならない程度に選
定され、例えば、小形のもので数秒、大形のもので十数
秒〜数十秒程度に選定すればよい。
常に大きくなってコイル絶縁が困難にならない程度に選
定され、例えば、小形のもので数秒、大形のもので十数
秒〜数十秒程度に選定すればよい。
そして、通常運転に戻る場合は、真空しゃ断器８を投入
させ、限流ヒューズ９を取替え、投入器10を開極し、断
路器７を投入して次のクエンチ発生に備える。
させ、限流ヒューズ９を取替え、投入器10を開極し、断
路器７を投入して次のクエンチ発生に備える。
上記説明からも理解されるように、連続して大電流を通
電するのは断路器７のみであり、電流しゃ断は行われな
いので、汎用の断路器が使用可能となる。また投入器10
は、通電時間が超電導コイル１の放電時定数（L/R時定
数）に見合った時間（例えば数秒程度）となるため、短
時間定格のもので適用が可能となり、超電導コイル１の
定格電流の投入が可能であればよいので、格別大形化す
るようなことはない。さらに真空しゃ断器８は、投入器
10が投入されてから開極してコイル電流を限流ヒューズ
９に転流させるまでのわずかな時間（例えば１秒以下）
の通電容量があればよいので、汎用のもの（例えば1200
Aクラスで32kA短時間しゃ断可能）が適用できる。さら
にまた、限流ヒューズ９は、真空しゃ断器８が開極し、
該真空しゃ断器８の絶縁が確保できるまで溶断しないと
いう条件で定格電流はできる限り小さいものが選定でき
る。例えば高圧（6kV）用の限流ヒューズで300〜400Aク
ラスであれば、溶断時間は5msから10ms程度のものが選
定できるため、汎用のものが適用できる。しかもこのク
ラスのもきはヒューズホルダも容易に装着可能で動作表
示も付属しているため、動作後の取替えに手間を要する
ことなく簡単に行うことができる。またクエンチの発生
は実際には年に１度あるかないかであるため、予備品と
して数本用意しておけば数年間は使用可能であり、汎用
の高圧限流ヒューズを適用できるため、ランニングコス
トを高めることもない。
電するのは断路器７のみであり、電流しゃ断は行われな
いので、汎用の断路器が使用可能となる。また投入器10
は、通電時間が超電導コイル１の放電時定数（L/R時定
数）に見合った時間（例えば数秒程度）となるため、短
時間定格のもので適用が可能となり、超電導コイル１の
定格電流の投入が可能であればよいので、格別大形化す
るようなことはない。さらに真空しゃ断器８は、投入器
10が投入されてから開極してコイル電流を限流ヒューズ
９に転流させるまでのわずかな時間（例えば１秒以下）
の通電容量があればよいので、汎用のもの（例えば1200
Aクラスで32kA短時間しゃ断可能）が適用できる。さら
にまた、限流ヒューズ９は、真空しゃ断器８が開極し、
該真空しゃ断器８の絶縁が確保できるまで溶断しないと
いう条件で定格電流はできる限り小さいものが選定でき
る。例えば高圧（6kV）用の限流ヒューズで300〜400Aク
ラスであれば、溶断時間は5msから10ms程度のものが選
定できるため、汎用のものが適用できる。しかもこのク
ラスのもきはヒューズホルダも容易に装着可能で動作表
示も付属しているため、動作後の取替えに手間を要する
ことなく簡単に行うことができる。またクエンチの発生
は実際には年に１度あるかないかであるため、予備品と
して数本用意しておけば数年間は使用可能であり、汎用
の高圧限流ヒューズを適用できるため、ランニングコス
トを高めることもない。
加えて、定格電流が上記例示でも理解されるように、数
百Ａの限流ヒューズに数十kAの電流を流すため、ヒュー
ズ電流は確実にしゃ断する。しかも汎用の限流ヒューズ
のしゃ断容量は数十kA以上あり、保護抵抗に転流した後
の電圧を数kV以下にすれば再点弧、しゃ断失敗を生ずる
こともない。
百Ａの限流ヒューズに数十kAの電流を流すため、ヒュー
ズ電流は確実にしゃ断する。しかも汎用の限流ヒューズ
のしゃ断容量は数十kA以上あり、保護抵抗に転流した後
の電圧を数kV以下にすれば再点弧、しゃ断失敗を生ずる
こともない。
上記実施例において、８は真空しゃ断器として説明した
が、これに限定されるものではなく、限流ヒューズ９の
溶断開始時間までに開極したしゃ断器の絶縁が回復可能
な速度を有するしゃ断器であれば適用できることは勿論
である。
が、これに限定されるものではなく、限流ヒューズ９の
溶断開始時間までに開極したしゃ断器の絶縁が回復可能
な速度を有するしゃ断器であれば適用できることは勿論
である。
〈発明の効果〉 本発明によれば、クエンチ発生時、サイリスタ変換器は
負の電圧を出力するようになっているので、これが転流
起電力となって、投入器の投入により、コイル電流をし
ゃ断器にきわめて短時間で転流させることができる。
負の電圧を出力するようになっているので、これが転流
起電力となって、投入器の投入により、コイル電流をし
ゃ断器にきわめて短時間で転流させることができる。
しかも、断路器は、電源側の電流が零になってから開極
するので、アークを発生することなく行うことができ、
通電電流に対応した汎用の断路器を適用することができ
る。
するので、アークを発生することなく行うことができ、
通電電流に対応した汎用の断路器を適用することができ
る。
また、しゃ断器と限流ヒューズとの間の接続は、何も介
挿することなく直接接続することができるので、転流イ
ンダクタンスの極小化を図ることができ、しゃ断器の低
いアーク電圧であっても、コイル電流をきわめて短時間
で転流させることができ、しゃ断器の損傷を惹起するこ
となく直流しゃ断を的確に行うことができる。
挿することなく直接接続することができるので、転流イ
ンダクタンスの極小化を図ることができ、しゃ断器の低
いアーク電圧であっても、コイル電流をきわめて短時間
で転流させることができ、しゃ断器の損傷を惹起するこ
となく直流しゃ断を的確に行うことができる。
しかも、しゃ断器は限流ヒューズに転流するまでのわず
かな時間の通電容量があればよいので汎用のしゃ断器を
適用することができる。さらにしゃ断器にしゃ断指令を
送出するだけでコイル電流を限流ヒューズを介して保護
抵抗に順次転流せしめるようになっているので、タイミ
ングずれを生ずることなく、的確に直流しゃ断すること
ができ、超電導コイルを保護することができる。
かな時間の通電容量があればよいので汎用のしゃ断器を
適用することができる。さらにしゃ断器にしゃ断指令を
送出するだけでコイル電流を限流ヒューズを介して保護
抵抗に順次転流せしめるようになっているので、タイミ
ングずれを生ずることなく、的確に直流しゃ断すること
ができ、超電導コイルを保護することができる。
しかも、直流しゃ断のためにコンデンサをあらかじめ充
電したり、精度の高いタイミング制御も不要となって簡
略化した構成で直流しゃ断の信頼性を一段と向上せしめ
ることができる。
電したり、精度の高いタイミング制御も不要となって簡
略化した構成で直流しゃ断の信頼性を一段と向上せしめ
ることができる。
さらに、電源側を切離してから直流しゃ断するようにな
っているので、直流しゃ断によって電源側を損傷するこ
となく超電導コイルを保護することができるため、電源
としての変換器を高耐圧化する必要は全くなく、耐圧の
低いサイリスタ等を使用して形成することができる。
っているので、直流しゃ断によって電源側を損傷するこ
となく超電導コイルを保護することができるため、電源
としての変換器を高耐圧化する必要は全くなく、耐圧の
低いサイリスタ等を使用して形成することができる。
さらにまた、構成部材は汎用性の高いものを用いて形成
することができるので、装置を小形、安価に製すること
ができる。
することができるので、装置を小形、安価に製すること
ができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図の動作説明図、第３図は転流を説明する等価回路
図、第４図は転流時の各部の波形図、第５図は従来例を
示すブロック図である。 1:超電導コイル、2:サイリスタ変換器 4:保護抵抗、7:断路器 8:真空しゃ断器、9:限流ヒューズ 10:投入器
１図の動作説明図、第３図は転流を説明する等価回路
図、第４図は転流時の各部の波形図、第５図は従来例を
示すブロック図である。 1:超電導コイル、2:サイリスタ変換器 4:保護抵抗、7:断路器 8:真空しゃ断器、9:限流ヒューズ 10:投入器
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源の出力を整流して直流低電圧大電
流を負荷としての超電導コイルに供給すると共に、クエ
ンチ発生時には負の直流電圧を出力するようにしたサイ
リスタ変換器と、この変換器の直流出力側と上記超電導
コイルとの間に介挿した断路器と、超電導コイルに、投
入器を介して並列に挿入した保護抵抗と、この保護抵抗
に並列に接続したしゃ断器及び溶断開始までの時間が開
極した上記しゃ断器の再点弧しない絶縁の回復時間より
長く選定された限流ヒューズとを備えて構成したことを
特徴とする超電導コイルの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164883A JPH0720335B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 超電導コイルの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2164883A JPH0720335B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 超電導コイルの保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454820A JPH0454820A (ja) | 1992-02-21 |
| JPH0720335B2 true JPH0720335B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15801714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2164883A Expired - Lifetime JPH0720335B2 (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 超電導コイルの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720335B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2423652B (en) | 2005-02-24 | 2008-06-11 | Alstom | Exciter assemblies |
| CN114551187B (zh) * | 2022-01-28 | 2023-10-13 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种聚变装置失超保护系统直流断路器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5147600B2 (ja) * | 1972-11-27 | 1976-12-15 | ||
| JPS5982707A (ja) * | 1982-11-04 | 1984-05-12 | Hitachi Ltd | 核融合装置の保護装置 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2164883A patent/JPH0720335B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0454820A (ja) | 1992-02-21 |
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