JPH08251907A - 半導体遮断器 - Google Patents
半導体遮断器Info
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- JPH08251907A JPH08251907A JP4770295A JP4770295A JPH08251907A JP H08251907 A JPH08251907 A JP H08251907A JP 4770295 A JP4770295 A JP 4770295A JP 4770295 A JP4770295 A JP 4770295A JP H08251907 A JPH08251907 A JP H08251907A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 短絡電流等の事故電流の電流変化率を監視し
て遮断電流設定値を可変することによって装置容量の増
大を防止する。 【構成】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子２１と、
該半導体素子２１に流れる電流を検出する電流検出手段
２３と、該電流検出手段２３の出力信号が印加され電流
変化率（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段
２６と、前記半導体素子２１が遮断する遮断電流の設定
値（設定器２５の設定値）を前記微分手段２６の出力信
号に応じて可変する手段２７を具備したことを特徴とし
た半導体遮断器３。
て遮断電流設定値を可変することによって装置容量の増
大を防止する。 【構成】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子２１と、
該半導体素子２１に流れる電流を検出する電流検出手段
２３と、該電流検出手段２３の出力信号が印加され電流
変化率（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段
２６と、前記半導体素子２１が遮断する遮断電流の設定
値（設定器２５の設定値）を前記微分手段２６の出力信
号に応じて可変する手段２７を具備したことを特徴とし
た半導体遮断器３。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気鉄道変電所等で使
用する直流回路用の半導体遮断器に関する。
用する直流回路用の半導体遮断器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体の発達により、電気鉄道等
の直流き電保護用にサイリスタやＧＴＯを使用した半導
体遮断器が適用されている。図８にＧＴＯを使用た従来
の半導体遮断器の構成図を示す。図８において１は直流
母線、２は直流母線１とＧＴＯ遮断器３を接続する断路
器、４はき電線を示すもので、２１はＧＴＯ、２２はＧ
ＴＯのオンオフを制御するゲ―ト回路、２３はＧＴＯ２
１に流れる電流を検出する電流検出器、２４は電流検出
器２３の出力を監視する比較器で予め設定された設定器
２５の遮断電流設定値と電流検出器２３で検出される電
流検出値を比較して、電流検出値が遮断電流設定値以上
の場合にはゲ―ト回路２２を介してＧＴＯ２１をオフす
る。ＧＴＯ遮断器３は、電気鉄道等のき電回路で短絡事
故等が発生した場合に前記電流検出器２３、比較器２４
で通過電流が遮断電流設定値以上であることを監視して
ＧＴＯ２１をオフして、き電回路事故電流を早期に遮断
する機能を有している。
の直流き電保護用にサイリスタやＧＴＯを使用した半導
体遮断器が適用されている。図８にＧＴＯを使用た従来
の半導体遮断器の構成図を示す。図８において１は直流
母線、２は直流母線１とＧＴＯ遮断器３を接続する断路
器、４はき電線を示すもので、２１はＧＴＯ、２２はＧ
ＴＯのオンオフを制御するゲ―ト回路、２３はＧＴＯ２
１に流れる電流を検出する電流検出器、２４は電流検出
器２３の出力を監視する比較器で予め設定された設定器
２５の遮断電流設定値と電流検出器２３で検出される電
流検出値を比較して、電流検出値が遮断電流設定値以上
の場合にはゲ―ト回路２２を介してＧＴＯ２１をオフす
る。ＧＴＯ遮断器３は、電気鉄道等のき電回路で短絡事
故等が発生した場合に前記電流検出器２３、比較器２４
で通過電流が遮断電流設定値以上であることを監視して
ＧＴＯ２１をオフして、き電回路事故電流を早期に遮断
する機能を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したＧＴＯ遮
断器３では、き電回路で短絡事故が発生し、電流検出器
２３を介して比較器２４で過電流を検出し、ゲ―ト回路
２２からＧＴＯ２１にオフ信号を送出して、ＧＴＯ２１
が実際の事故電流を遮断するまでには遅れ時間Ｔｄが存
在する。この遅れ時間は設定器２５の遮断電流設定値に
対して、ＧＴＯ２１で実際に遮断する電流を大きくする
原因となる。
断器３では、き電回路で短絡事故が発生し、電流検出器
２３を介して比較器２４で過電流を検出し、ゲ―ト回路
２２からＧＴＯ２１にオフ信号を送出して、ＧＴＯ２１
が実際の事故電流を遮断するまでには遅れ時間Ｔｄが存
在する。この遅れ時間は設定器２５の遮断電流設定値に
対して、ＧＴＯ２１で実際に遮断する電流を大きくする
原因となる。
【０００４】例えば、直流母線１のインピ―ダンスが充
分小さい場合には、この短絡電流の電流の増加分ΔＩ
は、短絡点までのき電回路のインダクタンス分Ｌと直流
電圧Ｖｄで決まる電流変化率（以下ｄｉ／ｄｔと記す）
とＧＴＯ遮断器３の遅れ時間Ｔd の積で（１）式より決
まる。
分小さい場合には、この短絡電流の電流の増加分ΔＩ
は、短絡点までのき電回路のインダクタンス分Ｌと直流
電圧Ｖｄで決まる電流変化率（以下ｄｉ／ｄｔと記す）
とＧＴＯ遮断器３の遅れ時間Ｔd の積で（１）式より決
まる。
【０００５】
【数１】 ΔＩ＝（ｄｉ／ｄｔ）＊Ｔｄ ……（１） ＧＴＯ遮断器には電流遮断能力ＩＡＴＯが有るので、少
なくとも実際の遮断電流は、前記のΔＩと遮断電流設定
値の和がＩＡＴＯ以下となるように設定器２５の遮断電
流設定値を選定している。ここで、遅れ時間Ｔｄを一定
とするとｄｉ／ｄｔが大きいと、ΔＩが大きくなって実
際の遮断電流が大きくなり、所定の遮断電流が要求され
る半導体遮断器としては大容量の装置が必要になる等の
問題があることを示す。また遮断電流の設定値を下げた
場合には、短絡事故でない場合でも誤検出する等の問題
が発生する。一方、き電回路の短絡事故は、き電回路の
あらゆる場所で発生する可能性が有りそれぞれの場所に
より短絡事故電流のｄｉ／ｄｔは大きく変わる。
なくとも実際の遮断電流は、前記のΔＩと遮断電流設定
値の和がＩＡＴＯ以下となるように設定器２５の遮断電
流設定値を選定している。ここで、遅れ時間Ｔｄを一定
とするとｄｉ／ｄｔが大きいと、ΔＩが大きくなって実
際の遮断電流が大きくなり、所定の遮断電流が要求され
る半導体遮断器としては大容量の装置が必要になる等の
問題があることを示す。また遮断電流の設定値を下げた
場合には、短絡事故でない場合でも誤検出する等の問題
が発生する。一方、き電回路の短絡事故は、き電回路の
あらゆる場所で発生する可能性が有りそれぞれの場所に
より短絡事故電流のｄｉ／ｄｔは大きく変わる。
【０００６】極端な場合、変電所近傍での短絡事故では
事故時のｄｉ／ｄｔが大きくなり、場合によっては実際
の遮断電流がＧＴＯ遮断器３の電流遮断能力を超えて、
遮断失敗する等の問題がある。
事故時のｄｉ／ｄｔが大きくなり、場合によっては実際
の遮断電流がＧＴＯ遮断器３の電流遮断能力を超えて、
遮断失敗する等の問題がある。
【０００７】本発明の目的は、前述の問題を解決するた
めになされたものであり、装置容量を増大させることな
く、誤検出を防止すると共に、短落点の場所により遮断
失敗の無い半導体遮断器を提供することにある。
めになされたものであり、装置容量を増大させることな
く、誤検出を防止すると共に、短落点の場所により遮断
失敗の無い半導体遮断器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ
等を使用した半導体遮断器において、半導体遮断器を通
過する電流のｄｉ／ｄｔを監視する手段と、ｄｔ／ｄｉ
に応じて遮断電流設定値を可変する手段を具備したこと
を特徴とするものである。
めに、請求項１に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ
等を使用した半導体遮断器において、半導体遮断器を通
過する電流のｄｉ／ｄｔを監視する手段と、ｄｔ／ｄｉ
に応じて遮断電流設定値を可変する手段を具備したこと
を特徴とするものである。
【０００９】又、前述の目的を達成するために、請求項
２に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用した
半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流の
ｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合には、該遮断器の遮断
電流設定値を下げるようにしたことを特徴とするもので
ある。
２に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用した
半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流の
ｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合には、該遮断器の遮断
電流設定値を下げるようにしたことを特徴とするもので
ある。
【００１０】更に、前述の目的を達成するために、請求
項３に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用し
た半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流
のｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合に該遮断器に遮断指
令を与える手段を具備したことを特徴とするものであ
る。
項３に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用し
た半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流
のｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合に該遮断器に遮断指
令を与える手段を具備したことを特徴とするものであ
る。
【００１１】又、前述の目的を達成するために、請求項
４に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用した
半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流の
ｄｉ／ｄｔが所定値以上の場合または、通過する電流が
所定値を超えたことの論理和で該遮断器に遮断指令を与
える手段を具備したことを特徴とするものである。
４に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用した
半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流の
ｄｉ／ｄｔが所定値以上の場合または、通過する電流が
所定値を超えたことの論理和で該遮断器に遮断指令を与
える手段を具備したことを特徴とするものである。
【００１２】更に、前述の目的を達成するために、請求
項５に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用し
た半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流
のｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合には該遮断器の遮断
指令を停止する手段を具備したことを特徴とするもので
ある。
項５に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用し
た半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電流
のｄｉ／ｄｔが所定値を超えた場合には該遮断器の遮断
指令を停止する手段を具備したことを特徴とするもので
ある。
【００１３】更に又、前述の目的を達成するために、請
求項６に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用
した半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電
流のｄｉ／ｄｔが第１の所定値以上で且つ第２の所定値
を超えない場合に該遮断器に遮断指令を与える手段を具
備したことを特徴とするものである。
求項６に対応する発明は、ＧＴＯやサイリスタ等を使用
した半導体遮断器において、半導体遮断器を通過する電
流のｄｉ／ｄｔが第１の所定値以上で且つ第２の所定値
を超えない場合に該遮断器に遮断指令を与える手段を具
備したことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】請求項１に対応する発明によれば、半導体遮断
器を通過する電流のｄｉ／ｄｔを監視することで、予め
確認した遅れ時間Ｔｄと前記ｄｉ／ｄｔを式（１）の計
算によりΔＩを求めることができ、電流遮断設定レベル
を可変できるので、装置容量の増大を防止できると共に
電流遮断設定値が低い場合に実際の事故ではない電流を
誤検出することを防止できる半導体遮断器を提供でき
る。。
器を通過する電流のｄｉ／ｄｔを監視することで、予め
確認した遅れ時間Ｔｄと前記ｄｉ／ｄｔを式（１）の計
算によりΔＩを求めることができ、電流遮断設定レベル
を可変できるので、装置容量の増大を防止できると共に
電流遮断設定値が低い場合に実際の事故ではない電流を
誤検出することを防止できる半導体遮断器を提供でき
る。。
【００１５】又、請求項２に対応する発明によれば、半
導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超え
た場合に予め確認した遅れ時間Ｔｄと前記ｄｉ／ｄｔを
式（１）の計算によりΔＩを求めることにより、常に半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯ以下となる電流設定
レベルを選定できるので、遮断失敗の無い半導体遮断器
を提供できる。
導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超え
た場合に予め確認した遅れ時間Ｔｄと前記ｄｉ／ｄｔを
式（１）の計算によりΔＩを求めることにより、常に半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯ以下となる電流設定
レベルを選定できるので、遮断失敗の無い半導体遮断器
を提供できる。
【００１６】更に、請求項３に対応する発明によれば、
半導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超
えたことで事故発生を検出できるので、実際の事故電流
の遮断電流値を小さくすることが可能となまり、半導体
遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯが小さい装置でも適用が
可能な半導体遮断器を提供できる。
半導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超
えたことで事故発生を検出できるので、実際の事故電流
の遮断電流値を小さくすることが可能となまり、半導体
遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯが小さい装置でも適用が
可能な半導体遮断器を提供できる。
【００１７】又、請求項４に対応する発明によれば、半
導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超え
たこと、または通過する電流のレベルが所定値を超えた
ことの論理和で遮断指令を与えるため、ｄｉ／ｄｔの大
きな事故の場合には実際の事故遮断電流値を小さくする
ことが可能となり、半導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴ
Ｏが小さい装置でも適用が可能であり、ｄｉ／ｄｔの小
さい事故が発生した場合にも検出ができるので、装置容
量の増大を防止できると共に遮断電流設定値が低い場合
に実際の事故ではない電流を誤検出することを防止でき
る半導体遮断器を提供できる。
導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超え
たこと、または通過する電流のレベルが所定値を超えた
ことの論理和で遮断指令を与えるため、ｄｉ／ｄｔの大
きな事故の場合には実際の事故遮断電流値を小さくする
ことが可能となり、半導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴ
Ｏが小さい装置でも適用が可能であり、ｄｉ／ｄｔの小
さい事故が発生した場合にも検出ができるので、装置容
量の増大を防止できると共に遮断電流設定値が低い場合
に実際の事故ではない電流を誤検出することを防止でき
る半導体遮断器を提供できる。
【００１８】更に、請求項５に対応する発明によれば、
半導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超
えた時点で電流遮断を停止できるので、実際の電流が半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯを超えることなく、
遮断失敗の無い半導体遮断器を提供できる。
半導体遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが所定値を超
えた時点で電流遮断を停止できるので、実際の電流が半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯを超えることなく、
遮断失敗の無い半導体遮断器を提供できる。
【００１９】請求項６に対応する発明によれば、半導体
遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが第１の所定値を超
えた場合で且つ第２の所定値以下の場合には、瞬時に事
故と判定して電流遮断指令を送出できるので、実際の事
故電流の遮断電流値を小さくすることが可能となり、半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯが小さい装置でも適
用が可能であると共に、ｄｉ／ｄｔが大きな事故の場合
には、電流遮断を停止できるので、実際の電流が半導体
遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯを超えることが無く遮断
失敗の無い半導体遮断器を提供できる。
遮断器を通過する電流のｄｉ／ｄｔが第１の所定値を超
えた場合で且つ第２の所定値以下の場合には、瞬時に事
故と判定して電流遮断指令を送出できるので、実際の事
故電流の遮断電流値を小さくすることが可能となり、半
導体遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯが小さい装置でも適
用が可能であると共に、ｄｉ／ｄｔが大きな事故の場合
には、電流遮断を停止できるので、実際の電流が半導体
遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯを超えることが無く遮断
失敗の無い半導体遮断器を提供できる。
【００２０】
【実施例】以下、請求項１に記載の発明の一実施例を図
８と同一部に同一符号を付して示す図１の構成図を参照
して説明する。本実施例は、図８の従来のものに、電流
検出器２３の出力信号が印加され、電流検出器２３の出
力信号を微分する微分回路２６と、設定器２５の出力か
ら前記微分回路２６の出力を減算する減算回路２７を設
け、減算回路２７の出力と電流検出器２３の出力を比較
器２４に加えるようにしたものである。
８と同一部に同一符号を付して示す図１の構成図を参照
して説明する。本実施例は、図８の従来のものに、電流
検出器２３の出力信号が印加され、電流検出器２３の出
力信号を微分する微分回路２６と、設定器２５の出力か
ら前記微分回路２６の出力を減算する減算回路２７を設
け、減算回路２７の出力と電流検出器２３の出力を比較
器２４に加えるようにしたものである。
【００２１】前述のように構成することにより、ＧＴＯ
２１を通過する電流のｄｉ／ｄｔが高い場合には、微分
回路２６の出力電圧が高くなり、その信号は減算回路２
７に入力しているので、設定器２５の信号を下げる量が
大きくなり、ｄｉ／ｄｔが低い場合には設定器２５の信
号を下げる量が小さくなるように動作する。
２１を通過する電流のｄｉ／ｄｔが高い場合には、微分
回路２６の出力電圧が高くなり、その信号は減算回路２
７に入力しているので、設定器２５の信号を下げる量が
大きくなり、ｄｉ／ｄｔが低い場合には設定器２５の信
号を下げる量が小さくなるように動作する。
【００２２】図２はこの様子を示したもので、（ａ）は
ＧＴＯ２１を流れる電流波形を示しｔ0 で電流変化が発
生したと仮定する。ｄｉ／ｄｔが高い場合には実線のよ
うに変化し、（ｂ）に実線で示すように微分回路２６の
出力信号も大きくなる。一方ｄｉ／ｄｔが低い場合には
（ａ）の破線のように電流が変化し、（ｂ）の微分回２
６の出力信号も破線のように実線に比較して小さくな
る。その結果、短絡事故が発生した場合のようにｄｉ／
ｄｔが高い場合には比較器２４の比較電圧が低下し、図
２（ａ）のＶ1 になり、短絡事故でなくｄｉ／ｄｔが低
い場合には比較器２４の比較電圧は前者に比較して大き
く図２（ａ）のＶ2 の如く遮断電流設定値が可変でき
る。
ＧＴＯ２１を流れる電流波形を示しｔ0 で電流変化が発
生したと仮定する。ｄｉ／ｄｔが高い場合には実線のよ
うに変化し、（ｂ）に実線で示すように微分回路２６の
出力信号も大きくなる。一方ｄｉ／ｄｔが低い場合には
（ａ）の破線のように電流が変化し、（ｂ）の微分回２
６の出力信号も破線のように実線に比較して小さくな
る。その結果、短絡事故が発生した場合のようにｄｉ／
ｄｔが高い場合には比較器２４の比較電圧が低下し、図
２（ａ）のＶ1 になり、短絡事故でなくｄｉ／ｄｔが低
い場合には比較器２４の比較電圧は前者に比較して大き
く図２（ａ）のＶ2 の如く遮断電流設定値が可変でき
る。
【００２３】又、それぞれの場合で、遅れ時間Ｔｄはあ
まり変化しないので、実際に遮断する電流レベルＶ3 、
Ｖ4 は大きく変化しない。このようにｄｉ／ｄｔが様々
な場合でも装置容量の増大を防止できると共に遮断失敗
は無く、遮断電流設定値が低い場合に実際の事故ではな
い電流を誤検出することを防止できる半導体遮断器を提
供できる。
まり変化しないので、実際に遮断する電流レベルＶ3 、
Ｖ4 は大きく変化しない。このようにｄｉ／ｄｔが様々
な場合でも装置容量の増大を防止できると共に遮断失敗
は無く、遮断電流設定値が低い場合に実際の事故ではな
い電流を誤検出することを防止できる半導体遮断器を提
供できる。
【００２４】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図３の構成図を参照して請求項２に記載の発明の一実
施例を説明する。本実施例は、微分回路２６の出力と、
ｄｉ／ｄｔのレベルを設定器するｄｉ／ｄｔレベル設定
器２５ｂの出力を比較する比較器２８と、設定器２５よ
りも低い遮断電流設定値を設定する設定器２５ａと、設
定器２５と設定器２５ａの出力が印加されるアナログス
イッチ２９を設けた点が図１と異なる。
す図３の構成図を参照して請求項２に記載の発明の一実
施例を説明する。本実施例は、微分回路２６の出力と、
ｄｉ／ｄｔのレベルを設定器するｄｉ／ｄｔレベル設定
器２５ｂの出力を比較する比較器２８と、設定器２５よ
りも低い遮断電流設定値を設定する設定器２５ａと、設
定器２５と設定器２５ａの出力が印加されるアナログス
イッチ２９を設けた点が図１と異なる。
【００２５】アナログスイッチ２９は、比較器２８の出
力に応動し、実際のｄｉ／ｄｔが設定器２５ｂの値以下
の場合には、設定器２５の出力がアナログスイッチ２９
を介して比較器２４に接続され、また、実際のｄｉ／ｄ
ｔが設定器２５ｂで設定した値より大きい場合には、比
較器２８の動作によりアナログスイッチ２９は切換えら
れ設定器２５ａの出力がアナログスイッチ２９を介して
比較器２４に接続される。
力に応動し、実際のｄｉ／ｄｔが設定器２５ｂの値以下
の場合には、設定器２５の出力がアナログスイッチ２９
を介して比較器２４に接続され、また、実際のｄｉ／ｄ
ｔが設定器２５ｂで設定した値より大きい場合には、比
較器２８の動作によりアナログスイッチ２９は切換えら
れ設定器２５ａの出力がアナログスイッチ２９を介して
比較器２４に接続される。
【００２６】この場合には、設定器２５の遮断電流設定
値よりも低いレベルを設定する設定器２５ａの遮断電流
設定値で遮断電流を決めることができるのでｄｉ／ｄｔ
が高い場合でも装置容量の増大を防止できると共に電流
遮断設定レベルが低い場合に実際の事故ではない電流を
誤検出することも防止できる半導体遮断器を提供でき
る。
値よりも低いレベルを設定する設定器２５ａの遮断電流
設定値で遮断電流を決めることができるのでｄｉ／ｄｔ
が高い場合でも装置容量の増大を防止できると共に電流
遮断設定レベルが低い場合に実際の事故ではない電流を
誤検出することも防止できる半導体遮断器を提供でき
る。
【００２７】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図４の構成図を参照して請求項３に記載の発明の一実
施例を説明する。本実施例は、微分回路２６の出力と、
ｄｉ／ｄｔのレベルを設定器するｄｉ／ｄｔレベル設定
器２５ｂの出力を比較する比較器２８を設け、比較器２
８によりＧＴＯ２１に流れる電流のｄｉ／ｄｔが設定器
２５ｂで設定した所定値を超えた時点で、ゲ―ト回路２
２を介してＧＴＯ２１にオフ指令を与えるようにしたも
のである。
す図４の構成図を参照して請求項３に記載の発明の一実
施例を説明する。本実施例は、微分回路２６の出力と、
ｄｉ／ｄｔのレベルを設定器するｄｉ／ｄｔレベル設定
器２５ｂの出力を比較する比較器２８を設け、比較器２
８によりＧＴＯ２１に流れる電流のｄｉ／ｄｔが設定器
２５ｂで設定した所定値を超えた時点で、ゲ―ト回路２
２を介してＧＴＯ２１にオフ指令を与えるようにしたも
のである。
【００２８】本実施例では、実際の事故電流が増加する
前に事故電流の遮断が行えるので、装置容量を小さくす
ることができる半導体遮断器を提供できる。次に、図１
と同一部に同一符号を付して示す図５の構成図を参照し
て請求項４に記載の発明の一実施例を説明する。
前に事故電流の遮断が行えるので、装置容量を小さくす
ることができる半導体遮断器を提供できる。次に、図１
と同一部に同一符号を付して示す図５の構成図を参照し
て請求項４に記載の発明の一実施例を説明する。
【００２９】図５において、２５ｂは短絡事故電流のｄ
ｉ／ｄｔレベルを設定する設定器であり、比較器２８は
実際のｄｉ／ｄｔが前記設定値を超えた時点で、ＯＲ回
路３０ゲ―ト回路２２を介してＧＴＯ２１にオフ指令を
与える。このため、本実施例では実際の事故電流が増加
する前に事故電流の遮断が行えるので、装置容量を小さ
くすることができると共に、ｄｉ／ｄｔの低い場合に
は、比較器２４により電流検出器２３の出力が設定器２
５の遮断電流設定値以上で事故検出ができるのでｄｉ／
ｄｔの低い短絡事故でも検出が可能な半導体遮断器を提
供することができる。
ｉ／ｄｔレベルを設定する設定器であり、比較器２８は
実際のｄｉ／ｄｔが前記設定値を超えた時点で、ＯＲ回
路３０ゲ―ト回路２２を介してＧＴＯ２１にオフ指令を
与える。このため、本実施例では実際の事故電流が増加
する前に事故電流の遮断が行えるので、装置容量を小さ
くすることができると共に、ｄｉ／ｄｔの低い場合に
は、比較器２４により電流検出器２３の出力が設定器２
５の遮断電流設定値以上で事故検出ができるのでｄｉ／
ｄｔの低い短絡事故でも検出が可能な半導体遮断器を提
供することができる。
【００３０】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図６の構成図を参照して請求項５に記載の発明の一実
施例を説明する。図６において、５はヒュ―ズ、３１は
反転回路、３２はＡＮＤ回路を示す。
す図６の構成図を参照して請求項５に記載の発明の一実
施例を説明する。図６において、５はヒュ―ズ、３１は
反転回路、３２はＡＮＤ回路を示す。
【００３１】図６において、比較器２８はｄｉ／ｄｔレ
ベルを設定する設定器２５ｂの出力と微分回路２６の出
力を比較し、反転回路３１を介してＡＮＤ回路３２に入
力する。実際のｄｉ／ｄｔが設定器２５ｂで設定したｄ
ｉ／ｄｔレベル以下の時には比較器２８の出力は「０」
であり、反転回路３１で論理出力「１」となって遮断許
可信号「１」をＡＮＤ回路３２に送出し、事故電流に対
して比較器２４からの指令でゲ―ト回路２２を介してＧ
ＴＯ２１をオフする。一方、事故電流のｄｉ／ｄｔが所
定のｄｉ／ｄｔレベルよりも高い場合には、比較器２８
の出力は「１」となり、反転回路３１で論理出力「０」
となりＡＮＤ回路３２に遮断不許可信号「０］を送出し
てＡＮＤ回路３２により比較器２４からのＧＴＯオフ指
令をブロックする。このような事故は極めて希なケ―ス
であるので事故電流はヒュ―ズ５により遮断する。この
ように極めて希に発生する高いｄｉ／ｄｔの場合でも、
装置容量の小さな半導体遮断器を適用可能で且つ遮断失
敗の無い半導体遮断器を提供できる。
ベルを設定する設定器２５ｂの出力と微分回路２６の出
力を比較し、反転回路３１を介してＡＮＤ回路３２に入
力する。実際のｄｉ／ｄｔが設定器２５ｂで設定したｄ
ｉ／ｄｔレベル以下の時には比較器２８の出力は「０」
であり、反転回路３１で論理出力「１」となって遮断許
可信号「１」をＡＮＤ回路３２に送出し、事故電流に対
して比較器２４からの指令でゲ―ト回路２２を介してＧ
ＴＯ２１をオフする。一方、事故電流のｄｉ／ｄｔが所
定のｄｉ／ｄｔレベルよりも高い場合には、比較器２８
の出力は「１」となり、反転回路３１で論理出力「０」
となりＡＮＤ回路３２に遮断不許可信号「０］を送出し
てＡＮＤ回路３２により比較器２４からのＧＴＯオフ指
令をブロックする。このような事故は極めて希なケ―ス
であるので事故電流はヒュ―ズ５により遮断する。この
ように極めて希に発生する高いｄｉ／ｄｔの場合でも、
装置容量の小さな半導体遮断器を適用可能で且つ遮断失
敗の無い半導体遮断器を提供できる。
【００３２】次に、図１と同一部に同一符号を付して示
す図７の構成図を参照して請求項６に記載の発明の一実
施例を説明する。図７において、３３は第１のｄｉ／ｄ
ｔレベルを決める設定器、２５ｂは第２のｄｉ／ｄｔレ
ベルを決める設定器である。本実施例では、ＧＴＯ２１
を通過する電流のｄｉ／ｄｔが設定器３３で設定した第
１のレベルを超えると比較器３４が出力が「１」とな
り、設定器２５ｂで設定した第２のｄｉ／ｄｔレベル以
下の時に反転回路３１の出力が「１」となって、ＧＴＯ
２１に遮断指令を供給するものである。この方法では短
絡事故を早期に検出できるので、実際の遮断電流を低く
くできると共に、半導体遮断器の能力以上の事故に対し
ては遮断動作をしないでヒュ―ズ５で事故拡大保護がで
きるので、装置容量を小さくすることができる半導体遮
断器を提供できると共に、極めて希に発生する高いｄｉ
／ｄｔの場合でも、装置容量の小さな半導体遮断器を適
用可能で且つ遮断失敗の無い半導体遮断器を提供でき
る。
す図７の構成図を参照して請求項６に記載の発明の一実
施例を説明する。図７において、３３は第１のｄｉ／ｄ
ｔレベルを決める設定器、２５ｂは第２のｄｉ／ｄｔレ
ベルを決める設定器である。本実施例では、ＧＴＯ２１
を通過する電流のｄｉ／ｄｔが設定器３３で設定した第
１のレベルを超えると比較器３４が出力が「１」とな
り、設定器２５ｂで設定した第２のｄｉ／ｄｔレベル以
下の時に反転回路３１の出力が「１」となって、ＧＴＯ
２１に遮断指令を供給するものである。この方法では短
絡事故を早期に検出できるので、実際の遮断電流を低く
くできると共に、半導体遮断器の能力以上の事故に対し
ては遮断動作をしないでヒュ―ズ５で事故拡大保護がで
きるので、装置容量を小さくすることができる半導体遮
断器を提供できると共に、極めて希に発生する高いｄｉ
／ｄｔの場合でも、装置容量の小さな半導体遮断器を適
用可能で且つ遮断失敗の無い半導体遮断器を提供でき
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至請求
項６に記載の発明によれば、サイリスタやＧＴＯを使用
した半導体遮断器において、装置容量を増大させること
なく、誤検出することを防止すると共に、短絡点により
実際の遮断電流がＧＴＯ遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯ
を超えることがなく、遮断失敗の無い半導体遮断器を提
供できる。
項６に記載の発明によれば、サイリスタやＧＴＯを使用
した半導体遮断器において、装置容量を増大させること
なく、誤検出することを防止すると共に、短絡点により
実際の遮断電流がＧＴＯ遮断器の電流遮断能力ＩＡＴＯ
を超えることがなく、遮断失敗の無い半導体遮断器を提
供できる。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図２】請求項１記載の発明の動作を説明するための
図。
図。
【図３】請求項２記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図４】請求項３記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図５】請求項４記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図６】請求項５記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図７】請求項６記載の発明の一実施例を示す構成図。
【図８】従来の半導体遮断器の示す回路図。
１ …直流母線 ２ …断路器 ３ …ＧＴＯ遮断器 ４ …き電線 ５ …ヒュ―ズ ２１ …ＧＴＯ ２２ …ゲ―ト回路 ２３ …電流検
出器 ２４ …比較器 ２５ …遮断電
流設定器 ２５ａ …遮断電流設定器 ２５ｂ …ｄｉ／
ｄｔ設定器 ２６ …微分回路 ２７ …減算回
路 ２８ …比較器 ２９ …アナロ
グスイッチ ３０ …ＯＲ回路 ３１ …反転回
路 ３２ …ＡＮＤ回路 ３３ …ｄｉ／
ｄｔ設定器 ３４ …比較器
出器 ２４ …比較器 ２５ …遮断電
流設定器 ２５ａ …遮断電流設定器 ２５ｂ …ｄｉ／
ｄｔ設定器 ２６ …微分回路 ２７ …減算回
路 ２８ …比較器 ２９ …アナロ
グスイッチ ３０ …ＯＲ回路 ３１ …反転回
路 ３２ …ＡＮＤ回路 ３３ …ｄｉ／
ｄｔ設定器 ３４ …比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｈ 7/00 Ｈ０２Ｈ 7/00 Ｋ
Claims (6)
- 【請求項１】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段の出力信号が印加され電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、前
記半導体素子が遮断する遮断電流の設定値を前記微分手
段の出力信号に応じて可変する手段を具備したことを特
徴とした半導体遮断器。 - 【請求項２】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段の出力信号が印加され電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、前
記半導体素子が遮断する遮断電流を設定する少くとも二
つの設定手段と、前記微分手段の出力信号が所定値を超
えた場合に低い方の前記設定手段の出力を選択する手段
を具備した半導体遮断器。 - 【請求項３】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段の出力信号が印加され電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、前
記微分手段の出力信号が予め設定された所定値を超えた
場合に前記半導体素子をオフにする指令を出力する比較
手段を具備したことを特徴とした半導体遮断器。 - 【請求項４】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段
と、該電流検出手段の出力信号が印加され電流変化率
（ｄｉ／ｄｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、前
記電流検出手段の出力信号が予め設定される遮断電流設
定値に達したことで遮断指令を出力する第１の比較手段
と、前記微分手段の出力信号が予め設定される電流変化
率（ｄｉ／ｄｔ）の設定値に達したことで遮断指令を出
力する第２の比較手段と、前記第１及び第２の比較手段
の論理和をとるＯＲ回路を具備し、該ＯＲ回路の出力信
号を前記半導体素子のオフ指令信号としたことを特徴と
する半導体遮断器。 - 【請求項５】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に直列接続されたヒュ―ズと、前記半
導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流検出手段の出力信号が印加され電流変化率（ｄｉ／ｄ
ｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、前記電流検出
手段の出力信号が予め設定される遮断電流設定値に達し
たことで遮断指令を出力する第１の比較手段と、前記微
分手段の出力信号が予め設定される電流変化率（ｄｉ／
ｄｔ）の設定値を超えないことで遮断指令を出力する第
２の比較手段と、前記第１及び第２の比較手段の出力信
号が印加され、前記微分手段の出力信号が予め設定され
る電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）の設定値を超えたことで前
記半導体素子へのオフ指令を禁止する信号を発生する論
理回路を具備した半導体遮断器。 - 【請求項６】 ＧＴＯやサイリスタ等の半導体素子
と、該半導体素子に直列接続されたヒュ―ズと、前記半
導体素子に流れる電流を検出する電流検出手段と、該電
流検出手段の出力信号が印加され電流変化率（ｄｉ／ｄ
ｔ）に応じた信号を出力する微分手段と、該微分手段の
出力信号が予め設定される第１の電流変化率（ｄｉ／ｄ
ｔ）の設定値を超えたことで遮断指令を出力する第１の
比較手段と、前記微分手段の出力信号が予め設定される
前記第１の電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）より大きい第２の
電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）の設定値を超えないことで遮
断指令を出力する第２の比較手段と、前記第１及び第２
の比較手段の出力信号が印加され、前記微分手段の出力
信号が予め設定される第２の電流変化率（ｄｉ／ｄｔ）
の設定値を超えたことで前記半導体素子へのオフ指令を
禁止する信号を発生する論理回路を具備した半導体遮断
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4770295A JPH08251907A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 半導体遮断器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4770295A JPH08251907A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 半導体遮断器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08251907A true JPH08251907A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12782638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4770295A Pending JPH08251907A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 半導体遮断器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08251907A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000115988A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-04-21 | Sames Sa | 高電圧発生装置の保安トリップ手段制御方法とその方法を用いた高電圧発生装置 |
| JP2003502997A (ja) * | 1999-06-14 | 2003-01-21 | カダー．アンドリュー．エス | 時間変化率電動機始動回路 |
| KR101034210B1 (ko) * | 2009-03-20 | 2011-05-12 | 한양대학교 산학협력단 | 전력용 반도체를 이용한 전자회로 보호시스템 |
| JP2018050453A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | アルストム・トランスポール・テクノロジーズ | Ｉｇｂｔ型トランジスタを備える電気回路網における短絡の検出方法および関連する制御装置 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP4770295A patent/JPH08251907A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000115988A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-04-21 | Sames Sa | 高電圧発生装置の保安トリップ手段制御方法とその方法を用いた高電圧発生装置 |
| JP2003502997A (ja) * | 1999-06-14 | 2003-01-21 | カダー．アンドリュー．エス | 時間変化率電動機始動回路 |
| JP4754747B2 (ja) * | 1999-06-14 | 2011-08-24 | インターナショナル．コントロールズ．アンド．メジャーメンツ．コーポレーション | 時間変化率電動機始動回路 |
| KR101034210B1 (ko) * | 2009-03-20 | 2011-05-12 | 한양대학교 산학협력단 | 전력용 반도체를 이용한 전자회로 보호시스템 |
| JP2018050453A (ja) * | 2016-09-23 | 2018-03-29 | アルストム・トランスポール・テクノロジーズ | Ｉｇｂｔ型トランジスタを備える電気回路網における短絡の検出方法および関連する制御装置 |
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