JPH10275710A - Ptc current limiter provided with ptc element - Google Patents

Ptc current limiter provided with ptc element

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JPH10275710A
JPH10275710A JP7837197A JP7837197A JPH10275710A JP H10275710 A JPH10275710 A JP H10275710A JP 7837197 A JP7837197 A JP 7837197A JP 7837197 A JP7837197 A JP 7837197A JP H10275710 A JPH10275710 A JP H10275710A
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JP
Japan
Prior art keywords
ptc element
ptc
resistor
element body
current limiter
Prior art date
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Pending
Application number
JP7837197A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ohashi
隆 大橋
Yasuaki Ohata
康明 大畑
Yukio Mizuno
幸夫 水野
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PTC current limiter provided with a backup function in which surge voltage is prevented. SOLUTION: A PTC current limiter 10 is provided with a PTC element body 11 and a resistor 12 provided with an opening, in which the PTC element body 11 is fitted, on the center part thereof. The PTC element body 11 is fitted in the opening part of the resistor 12, and, to upper and lower surfaces of a thing in which these are integrally formed, metal electrode plates 13 and 14 are fix-bonded and connected. A resistance value of the resistor 12 is so set as to be 10-50 times of a resistance value of the PTC element body 11 at room temperature. Thereby load current flows through the PTC element body 11 in a steady state, and it is suppressed with the resistor at generation of surge voltage and short circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、送配電系統等の線
路に流れる短絡電流あるいは過負荷電流等の過電流から
送配電系統あるいは送配電系統等の線路に配設した電力
機器を保護するための限流器に係わり、特に、温度が上
昇するに伴い抵抗値が増大するPTC素子を備えたPT
C限流器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission / distribution system or a power device disposed on a transmission / distribution system line or the like from an overcurrent such as a short-circuit current or an overload current flowing through the line. In particular, a PT having a PTC element whose resistance value increases with an increase in temperature
It relates to a C current limiter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、送配電系統に流れる短絡電流など
の過電流から送配電系統あるいは送配電系統等の線路に
配設した電力機器を保護するために、温度が上昇するこ
とにより抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有する素
子(PTC(Positive Temperature Coefficient)サー
ミスタ、以下PTC素子という)を用い、このPTC素
子を板状に形成したPTC素子板を備えた限流器を送配
電系統の線路に接続して用いることが提案されるように
なった。この種のPTC素子板を備えた限流器を送配電
系統の線路に遮断器と併設して用いた場合、例えば、こ
の線路に短絡電流などの過電流が流れると、PTC素子
板内にジュール熱が発生してPTC素子板の温度が上昇
する。すると、このPTC素子は正の抵抗温度係数を有
するため、その比抵抗が急激に増大する温度(一般的に
は相転移温度という)になると、その抵抗値が急激に増
大して、この線路に流れる過電流を抑制(限流)するよ
うになるとともに、その後に遮断器が動作することによ
り線路が遮断されることとなる。一方、事故が回復した
後、PTC素子の温度が常温に戻ると、その抵抗値は元
の低抵抗値になるため、PTC素子は自動復帰し、遮断
器が再投入されるとこの線路には通常の所定の負荷電流
が流れるようになる。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to protect power equipment disposed on a transmission / distribution system or a line such as a transmission / distribution system from an overcurrent such as a short-circuit current flowing through the transmission / distribution system, the resistance value increases due to an increase in temperature. An element having a positive temperature coefficient of resistance (PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor, hereinafter referred to as a PTC element) is used. It has been proposed to connect to a railway line for use. When a current limiting device equipped with a PTC element plate of this type is used along with a circuit breaker on a line of a power transmission and distribution system, for example, when an overcurrent such as a short-circuit current flows through this line, a joule is inserted into the PTC element plate. Heat is generated and the temperature of the PTC element plate rises. Then, since the PTC element has a positive temperature coefficient of resistance, when the specific resistance suddenly increases (generally called a phase transition temperature), the resistance value sharply increases, and this line has a high resistance. The flowing overcurrent is suppressed (current limit), and the circuit breaker is operated thereafter to cut off the line. On the other hand, when the temperature of the PTC element returns to normal temperature after the recovery from the accident, the resistance value returns to the original low resistance value, so the PTC element automatically recovers, and when the circuit breaker is turned on again, this line is connected. A normal predetermined load current flows.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たPTC素子板を単独で用いた限流器においては、何ら
かの原因で線路にサージ電圧が発生した場合、PTC素
子は常温での抵抗値が低いために、このサージ電圧を抑
制できないという問題を生じた。また、何らかの原因で
許容値以上の過電流が線路に流れて、PTC素子板が破
壊された場合においては、破壊以後は限流動作を行えな
いという問題も生じた。そこで、本発明は上記した問題
点に鑑みてなされたものであって、サージ電圧を防止で
きるとともにバックアップ機能を備えたPTC限流器を
得ることにある。
However, in the current limiter using the above-mentioned PTC element plate alone, if a surge voltage occurs on the line for some reason, the resistance of the PTC element at room temperature is low. In addition, there is a problem that the surge voltage cannot be suppressed. Further, when an overcurrent exceeding an allowable value flows through the line for some reason and the PTC element plate is destroyed, there is a problem that the current limiting operation cannot be performed after the breakdown. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a PTC current limiter that can prevent a surge voltage and has a backup function.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は、温度が上昇するに伴い抵抗値が増大するPTC
素子を所定の形状に形成したPTC素子体を備えたPT
C限流器であって、上記課題を解決するために、請求項
1に記載の発明においては、PTC素子体の常温におけ
る抵抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体をPTC素子
体に隣接して配置するようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a PTC whose resistance value increases with an increase in temperature.
PT provided with a PTC element body having an element formed in a predetermined shape
In order to solve the above-mentioned problem, in the C current limiter, in the invention described in claim 1, a resistor having a resistance value larger than a resistance value of the PTC element body at normal temperature is provided adjacent to the PTC element body. It is arranged.

【0005】このようにPTC素子体に隣接してPTC
素子体の常温における抵抗値より大きい抵抗体を配置す
ると、何らかの原因で線路にサージ電圧が発生した場合
に抵抗体がサージ電圧を抑制することとなるので、サー
ジ電圧を防止することが可能になる。また、何らかの原
因で許容値以上の過電流が線路に流れて、PTC素子板
が破壊された場合には、PTC素子体の常温における抵
抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体により抑制(限
流)されるようになるので、PTC素子板が破壊されて
も限流機能を維持することが可能となり、バックアップ
機能を備えることが可能になる。
[0005] As described above, the PTC element is located adjacent to the PTC element body.
If a resistor that is larger than the resistance value of the element body at normal temperature is arranged, if a surge voltage occurs on the line for some reason, the resistor suppresses the surge voltage, so that the surge voltage can be prevented. . Further, when an overcurrent exceeding a permissible value flows through the line for some reason and the PTC element plate is broken, the PTC element body is suppressed by a resistor having a resistance value larger than the resistance value at normal temperature (current limiting). Therefore, even if the PTC element plate is broken, the current limiting function can be maintained, and the backup function can be provided.

【0006】そして、事故が解消して線路への給電が再
開されるようになると、このPTC素子体を通して電流
が流れるようになるとともに、PTC素子体の温度が徐
々に低下し、PTC素子体の温度が常温になると通常の
負荷電流が線路に流れるようになる。この結果、この種
の限流器の信頼性が向上するとともに、このような限流
器を備えた送配電系統などの線路の信頼性が向上する。
When the accident is resolved and the power supply to the line is resumed, current flows through the PTC element body, and the temperature of the PTC element body gradually decreases, so that the PTC element body is cooled. When the temperature reaches room temperature, a normal load current flows through the line. As a result, the reliability of this type of current limiter is improved, and the reliability of a line such as a transmission and distribution system including such a current limiter is improved.

【0007】請求項2に記載の発明においては、上述の
抵抗体の抵抗値をPTC素子体の常温における抵抗値の
10〜50倍としている。サージ電圧が発生してPTC
素子体が温度上昇すると、その抵抗値が常温の100〜
1000程度に急激に増大するため、PTC素子体のみ
ではサージ電圧を抑制することができないが、PTC素
子体の常温における抵抗値の10〜50倍の抵抗値を有
する抵抗体を用いることにより、急激な抵抗増加が緩和
されて、充分にサージ電圧を抑制することが可能にな
る。
According to the second aspect of the present invention, the resistance of the resistor is set to be 10 to 50 times the resistance of the PTC element at room temperature. Surge voltage occurs and PTC
When the temperature of the element body rises, its resistance value becomes 100 to normal temperature.
Although the surge voltage cannot be suppressed only by the PTC element body because it rapidly increases to about 1000, the use of a resistor having a resistance value of 10 to 50 times the resistance value of the PTC element body at normal temperature makes it possible to rapidly reduce the surge voltage. A large increase in resistance is alleviated, and a surge voltage can be sufficiently suppressed.

【0008】請求項3に記載の発明においては、上述の
抵抗体を熱伝導性が良好で熱容量が大きくかつ熱吸収性
を有する材料から形成している。このような熱吸収性を
有する材料により抵抗体を形成するようにすると、過電
流が流れて温度上昇したPTC素子体から放出される熱
を効率よく抵抗体が吸収することとなるので、長時間に
わたって過負荷電流がPTC素子体に流れてPTC素子
体が発熱しても、PTC素子体が相転移温度に達するこ
とを防止できるようになる。
According to the third aspect of the present invention, the above-mentioned resistor is made of a material having good thermal conductivity, large heat capacity and heat absorption. When the resistor is formed from such a material having heat absorption, the resistor efficiently absorbs the heat released from the PTC element body that has been heated due to an overcurrent, so that the resistor can be used for a long time. Therefore, even if an overload current flows through the PTC element body and the PTC element body generates heat, the PTC element body can be prevented from reaching the phase transition temperature.

【0009】PTC素子体に過電流が流れて、PTC素
子体およびこれに隣接して配置される抵抗体の温度が上
昇すると、この温度上昇により、PTC素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が熱膨張することとな
る。このとき、これらの熱膨張係数が相違すると、膨張
度合いも相違することとなるのでこれらの接触部に応力
が発生する。このため、PTC素子体あるいは抵抗体が
応力に基づいて損傷するという問題を生じる。そこで、
請求項4に記載の発明においては、PTC素子体の熱膨
張係数と抵抗体の熱膨張係数が等しくなるような材質か
ら選択してPTC素子体および抵抗体を構成するように
している。このように、PTC素子体と抵抗体との熱膨
張係数を等しくすることにより、PTC素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が温度上昇して、これら
が熱膨張しても一様に熱膨張できるようになるので、P
TC素子体と抵抗体との接触部に応力が生じることが防
止でき、これらが損傷するという問題も防止できるよう
になる。
When an overcurrent flows through the PTC element body and the temperature of the PTC element body and the resistor arranged adjacent to the PTC element body rises, the temperature rise causes the PTC element body and the PTC element body to be arranged adjacent thereto. The resistor will thermally expand. At this time, if these coefficients of thermal expansion are different, the degree of expansion is also different, so that stress is generated at these contact portions. For this reason, there arises a problem that the PTC element or the resistor is damaged based on the stress. Therefore,
According to the fourth aspect of the present invention, the PTC element body and the resistor are configured by selecting a material that makes the thermal expansion coefficient of the PTC element body and the thermal expansion coefficient of the resistor equal. In this way, by making the thermal expansion coefficients of the PTC element body and the resistor equal, the temperature of the PTC element body and the resistor arranged adjacent to the PTC element body rise, and even if they are thermally expanded, they become uniform. P can be thermally expanded
It is possible to prevent a stress from being generated at a contact portion between the TC element body and the resistor, and also to prevent a problem that the TC element body and the resistor are damaged.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明のP
TC素子を備えたPTC限流器の一実施形態を説明す
る。図1は本実施形態のPTC限流器10の概略構成を
示す断面図であり、図1(a)は、その縦断面を示す図
であり、図1(b)は、図1(a)の中央部横断面を示
す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
An embodiment of a PTC current limiter having a TC element will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a PTC current limiter 10 according to the present embodiment. FIG. 1A is a diagram illustrating a vertical cross-section thereof. FIG. FIG. 4 is a view showing a cross section of a central part of FIG.

【0011】この実施形態のPTC限流器10は、その
平面形状を円形に成形して形成したPTC素子体11
と、その中央部にPTC素子体11を嵌合する開口12
aを設けるとともにその平面形状を円形に成形して形成
した抵抗体12とを備え、この抵抗体12の開口部12
aにPTC素子体11を嵌合させて、これらを接着材な
どにより固着して一体的に形成している。このようにし
て一体的に形成された抵抗体12を備えたPTC素子体
11の上下面に第1金属電極板13および第2金属電極
板14と固着、接続してPTC限流器10が構成され
る。
The PTC current limiting device 10 of this embodiment has a PTC element body 11 formed by molding its planar shape into a circle.
And an opening 12 for fitting the PTC element body 11 in the center thereof.
a, and a resistor 12 formed by shaping its planar shape into a circle.
The PTC element body 11 is fitted into a, and these are fixed with an adhesive or the like to be integrally formed. The PTC current limiter 10 is formed by fixing and connecting the first metal electrode plate 13 and the second metal electrode plate 14 on the upper and lower surfaces of the PTC element body 11 having the resistor 12 integrally formed in this manner. Is done.

【0012】PTC素子体11は、温度が上昇すること
により抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有する素子
(PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミ
スタ、以下、PTC素子という)、例えば、V23−C
23等のV23系セラミックス、チタン酸ビスマス
(BiTiO3)セラミックスあるいはこれらの固溶
体、クリストバライト−カーボン系等複合セラミックス
材料等の、その比抵抗が急激に増大する温度(一般的に
は相転移温度という)が100℃〜280℃程度のもの
で、常温での抵抗値が小さくかつ相転移温度になると急
激に抵抗値が増大するPTC素子を用い、平面形状が円
形な板状になるように成形して形成している。
The PTC element body 11 has an element having a positive resistance temperature coefficient (PTC: Positive Temperature Coefficient thermistor, hereinafter referred to as a PTC element) whose resistance value increases as the temperature rises, for example, V 2 O 3 -C
The temperature at which the specific resistance of a V 2 O 3 ceramic such as r 2 O 3 , bismuth titanate (BiTiO 3 ) ceramic or a solid solution thereof, or a composite ceramic material such as cristobalite-carbon increases sharply (generally, Is a phase transition temperature) of about 100 ° C. to 280 ° C., using a PTC element whose resistance at room temperature is small and whose resistance rapidly increases when the phase transition temperature is reached. It is formed by molding.

【0013】抵抗体12はセラミックスあるいは金属等
の抵抗材料を用い、その中央部にPTC素子体11が嵌
合される開口12aを設けるとともに、その平面形状が
円形な板状になるように成形して形成している。ここ
で、抵抗体12の抵抗値はPTC素子体11の常温にお
ける抵抗値の10〜50倍となるように設定されてい
る。なお、この抵抗体12を熱伝導性が良好で熱容量が
大きくかつ熱吸収性を有する抵抗材料を用いて形成する
と、温度上昇したPTC素子体11から放出される熱を
効率よく抵抗体12が吸収することができるので、長時
間にわたって過負荷電流がPTC素子体11に流れてP
TC素子体11が発熱しても、PTC素子体11が相転
移温度に達することを防止できるようになる。また、抵
抗体12の熱膨張係数がPTC素子体11の熱膨張係数
と等しくなるような抵抗材料を用いて形成すると、PT
C素子体11および抵抗体12が熱膨張しても、一様に
熱膨張できるようになるので、PTC素子体11と抵抗
体12との接触部に応力が生じることが防止でき、これ
らが損傷することを防止できるようになる。
The resistor 12 is made of a resistive material such as ceramics or metal. An opening 12a is provided at the center of the resistor 12 for fitting the PTC element 11, and the resistor 12 is formed so that its planar shape is a circular plate. It is formed. Here, the resistance of the resistor 12 is set to be 10 to 50 times the resistance of the PTC element 11 at room temperature. If the resistor 12 is formed using a resistance material having good thermal conductivity, large heat capacity, and heat absorption, the resistor 12 efficiently absorbs the heat released from the PTC element body 11 whose temperature has increased. Overload current flows through the PTC element body 11 for a long time,
Even if the TC element 11 generates heat, the PTC element 11 can be prevented from reaching the phase transition temperature. If the resistor 12 is formed using a resistance material such that the coefficient of thermal expansion of the resistor 12 becomes equal to the coefficient of thermal expansion of the PTC element 11, the PT
Even if the C element 11 and the resistor 12 thermally expand, the thermal expansion can be performed uniformly, so that it is possible to prevent stress from being generated at the contact portion between the PTC element 11 and the resistor 12 and damage them. Can be prevented.

【0014】第1金属電極板13および第2金属電極板
14は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属をその
平面形状が四角形あるいは円形に成形された金属板状体
により形成し、導電性接着剤による接着、ロウ付けある
いは溶接等により抵抗体12を備えたPTC素子体11
の上下面に固着している。
The first metal electrode plate 13 and the second metal electrode plate 14 are formed of a metal plate such as copper, aluminum, stainless steel or the like in the form of a metal plate whose plane shape is square or circular. Element body 11 provided with a resistor 12 by bonding, brazing, welding, or the like.
Are fixed to the upper and lower surfaces.

【0015】このように構成したPTC限流器10は、
PTC素子体11の常温における抵抗値の10〜50倍
とした抵抗体12を備えているので、通常の負荷電流が
流れる状態においては、その負荷電流の大部分はPTC
素子体11を通して流れる。そのため、定常状態におけ
る電力損出を防止することが可能となる。一方、このP
TC限流器10にサージ電圧が発生した場合、PTC素
子体11の常温における抵抗値の10〜50倍の抵抗値
を有する抵抗体12を用いることにより、充分にサージ
電圧を防止できるようになる。さらに、短絡電流等の過
電流が流れる場合は、PTC素子体11にジュール熱が
発生してその温度が上昇し、抵抗値が常温時の100〜
1000倍に増大するため、過電流は抵抗体12を通し
て流れるようになる。したがって、抵抗体12により過
電流が抑制(限流)されるようになる。
The PTC current limiter 10 configured as described above has
Since the resistance element 12 having a resistance value of 10 to 50 times the resistance value of the PTC element body 11 at normal temperature is provided, when a normal load current flows, most of the load current is PTC.
It flows through the element body 11. Therefore, it is possible to prevent power loss in a steady state. On the other hand, this P
When a surge voltage occurs in the TC current limiter 10, the surge voltage can be sufficiently prevented by using the resistor 12 having a resistance value of 10 to 50 times the resistance value of the PTC element body 11 at normal temperature. . Further, when an overcurrent such as a short-circuit current flows, Joule heat is generated in the PTC element body 11 and the temperature rises, and the resistance value becomes 100 to 100 at normal temperature.
Since the current increases by 1000 times, the overcurrent flows through the resistor 12. Therefore, the overcurrent is suppressed (current-limited) by the resistor 12.

【0016】上述のように構成したPTC素子体11を
備えた限流器10(以下、PTC限流器10という)を
送配電系統の線路Lに直列に接続して、この線路Lに流
れる過電流を制限(限流)する場合の一例を示す図2に
基づいて説明する。なお、図2において、このPTC限
流器10は交流電源40と負荷50からなる線路Lの交
流電源40と負荷50との間に図示しない遮断器を介し
て直列に接続されている。
A current limiter 10 (hereinafter, referred to as a PTC current limiter 10) having a PTC element body 11 configured as described above is connected in series to a line L of a power transmission and distribution system, and an overcurrent flowing through this line L is connected. A description will be given based on FIG. 2 showing an example of limiting (current limiting) the current. In FIG. 2, the PTC current limiter 10 is connected in series via a circuit breaker (not shown) between the AC power supply 40 and the load 50 on the line L including the AC power supply 40 and the load 50.

【0017】まず、正常時の動作について説明すると、
遮断器が閉じた状態(運転状態)において交流電源40
より線路Lに正常時の負荷電流が供給されている場合、
電極板13、PTC素子体11および電極板14を通し
て負荷50に負荷電流が流れる。このとき、PTC素子
体11の常温での抵抗値は小さいため、PTC素子体1
1を線路Lに接続しても電力損失は小さい。
First, a normal operation will be described.
When the circuit breaker is closed (operating state), the AC power supply 40
When the normal load current is supplied to the line L,
A load current flows to the load 50 through the electrode plate 13, the PTC element body 11, and the electrode plate. At this time, since the resistance value of the PTC element body 11 at room temperature is small, the PTC element body 1
Even if 1 is connected to the line L, the power loss is small.

【0018】通常、線路にはLとRの成分が存在するた
め、負荷50の使用状態によりサージ電圧が発生する場
合がある。ここで、このPTC限流器10に抵抗体12
を設けてない場合、PTC素子体11は温度上昇して常
温時の100〜1000倍程度に急激に抵抗が増加する
ため、このサージ電圧を抑制することができなく、図3
(a)に示すようなサージ電圧が発生する。しかしなが
ら、本実施形態のように、PTC素子体11に隣接して
PTC素子体11の常温における抵抗値の10〜50倍
とした高抵抗の抵抗体12を配置すると、PTC素子体
11が温度上昇して常温時の100〜1000倍程度に
急激に抵抗が増加すると、抵抗体12を通してサージが
流れるため、急激な抵抗変化が緩和され、図3(b)に
示すように、高抵抗の抵抗体12によりサージ電圧が抑
制されるようになる。
Normally, since there are L and R components in a line, a surge voltage may be generated depending on the use state of the load 50. Here, the resistor 12 is connected to the PTC current limiter 10.
When the PTC element 11 is not provided, the surge voltage cannot be suppressed because the temperature of the PTC element body 11 rises and the resistance rapidly increases to about 100 to 1000 times that at normal temperature.
A surge voltage as shown in FIG. However, when a high-resistance resistor 12 having a resistance value of 10 to 50 times the resistance value of the PTC element body 11 at normal temperature is arranged adjacent to the PTC element body 11 as in the present embodiment, the temperature of the PTC element body 11 rises. Then, when the resistance suddenly increases to about 100 to 1000 times the normal temperature, a surge flows through the resistor 12, so that the rapid change in resistance is reduced, and as shown in FIG. 12, the surge voltage is suppressed.

【0019】ここで、何らかの理由により、PTC限流
器10の下流側の線路LのX地点に配設された負荷が短
絡する事故が生じると、短絡電流が線路Lに流れるよう
になる。PTC素子体11に定格電流以上の過電流が流
れるようになると、PTC素子体11はジュール熱によ
り発熱して温度が上昇して、その温度が相転移温度に達
して、PTC素子体11は急激にその比抵抗が増大し、
その抵抗値が常温時の100〜1000倍に急激に増大
する。
Here, if for some reason an accident occurs in which the load disposed at the point X on the line L downstream of the PTC current limiter 10 is short-circuited, a short-circuit current flows through the line L. When an overcurrent exceeding the rated current flows through the PTC element body 11, the PTC element body 11 generates heat due to Joule heat and the temperature rises, and the temperature reaches the phase transition temperature. The specific resistance increases,
Its resistance value rapidly increases 100 to 1000 times that at normal temperature.

【0020】すると、抵抗体12の抵抗値の方が相転移
温度に達したPTC素子体11の抵抗値より小さくなる
ため、過電流は抵抗体12を通して流れるようになる。
これにより、高抵抗の抵抗体12により過電流が抑制
(限流)されることとなる。このため、PTC素子体1
1はNTC(Negative Temperature Coefficient)領域
に至るまで温度上昇することがなくなるので、PTC素
子体11の長時間の過電流に基づく破壊を防止できるよ
うになる。
Then, since the resistance value of the resistor 12 becomes smaller than the resistance value of the PTC element body 11 which has reached the phase transition temperature, an overcurrent flows through the resistor 12.
Thus, the overcurrent is suppressed (current-limited) by the high-resistance resistor 12. For this reason, the PTC element body 1
In No. 1, since the temperature does not rise to reach the NTC (Negative Temperature Coefficient) region, it is possible to prevent the PTC element body 11 from being broken due to a long-term overcurrent.

【0021】なお、PTC素子体11、抵抗体12およ
び金属電極板13,14の平面形状は上述の円形の他、
図1(c)(なお、図1(c)は図1(b)と同様に、
PTC限流器10の中央部横断面を示す図である)に示
すようにその平面形状が四角形になるように形成しても
同様な効果を発揮することができる。
The planar shapes of the PTC element 11, the resistor 12, and the metal electrode plates 13 and 14 are not limited to the above-mentioned circular shapes,
FIG. 1C (FIG. 1C is similar to FIG. 1B)
A similar effect can be exerted by forming the PTC current limiter 10 so that its planar shape is square as shown in FIG.

【0022】上述の実施形態においては、抵抗体12の
中心部にPTC素子体11を配置してPTC限流器10
を構成するようにしたが、PTC素子体11と抵抗体1
2との配置関係を種々に変形することが可能である。以
下に、その変形例について説明する。
In the above embodiment, the PTC element 11 is disposed at the center of the resistor 12 so that the PTC current limiter 10
The PTC element 11 and the resistor 1
2 can be variously modified. Hereinafter, the modified example will be described.

【0023】変形例1 図4は本変形例1のPTC限流器20の概略構成を示す
断面図である。この変形例1のPTC限流器20は、そ
の平面形状を四角形に成形して形成したPTC素子体2
1と、このPTC素子体21の側部にその平面形状を四
角形に成形して形成した抵抗体22と、これらPTC素
子体21と抵抗体22とを接着などにより一体的に形成
した抵抗体22を備えたPTC素子体21の上下面に固
着して接続される第1金属電極板23および第2金属電
極板24とから構成されている。
First Modification FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a PTC current limiter 20 of the first modification. The PTC current limiter 20 of the first modification has a PTC element body 2 formed by molding its planar shape into a square.
1, a resistor 22 formed on the side of the PTC element body 21 by shaping its planar shape into a square, and a resistor 22 formed integrally with the PTC element body 21 and the resistor 22 by bonding or the like. The first metal electrode plate 23 and the second metal electrode plate 24 are fixedly connected to the upper and lower surfaces of the PTC element body 21 having

【0024】なお、これらのPTC素子体21、抵抗体
22、第1金属電極板23および第2金属電極板24の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したPTC限流器20の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
The constituent materials of the PTC element body 21, the resistor 22, the first metal electrode plate 23 and the second metal electrode plate 24 are the same as those of the above-described embodiment. The operation of the PTC current limiter 20 configured as described above is also the same as that of the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0025】このようにPTC限流器20を構成して
も、PTC素子体21によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体22により短絡電流などの
過電流を抑制(限流)することが可能になる。
Even when the PTC current limiter 20 is configured as described above, the surge voltage can be suppressed by the PTC element body 21 and the overcurrent such as a short-circuit current can be suppressed by the resistor 22 (current limit). It becomes possible to do.

【0026】変形例2 図5は本変形例2のPTC限流器30の概略構成を示す
断面図である。この変形例2のPTC限流器30は、そ
の平面形状を円形あるいは四角形に成形して形成したP
TC素子体31と、このPTC素子体31の下部に第2
金属電極板34を間にして配置され、その平面形状を円
形あるいは四角形に成形して形成した抵抗体32と、第
2金属電極板34を間にして配置されたPTC素子体2
1と抵抗体22とを固着して接続する断面形状がコ字状
でその中央部より外方に延出する延出部33aを備えた
第1金属電極板33とから構成されている。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a PTC current limiter 30 according to a second modification. The PTC current limiter 30 of Modification 2 has a P-shape formed by shaping its planar shape into a circle or a square.
A TC element 31 and a second part below the PTC element 31
A resistor 32 disposed with a metal electrode plate 34 interposed therebetween and formed by shaping its planar shape into a circle or a rectangle, and a PTC element body 2 disposed with a second metal electrode plate 34 interposed therebetween
The first metal electrode plate 33 has a U-shaped cross-section for fixing and connecting the resistor 1 and the resistor 22 and has an extended portion 33a extending outward from a central portion thereof.

【0027】なお、これらのPTC素子体31、抵抗体
32、第1金属電極板33および第2金属電極板34の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したPTC限流器30の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
The constituent materials of the PTC element body 31, the resistor 32, the first metal electrode plate 33, and the second metal electrode plate 34 are the same as those of the above-described embodiment. Further, the operation of the PTC current limiter 30 configured as described above is the same as that of the above-described embodiment, and the description thereof will be omitted.

【0028】このようにPTC限流器30を構成して
も、PTC素子体31によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体32により短絡電流などの
過電流を抑制(限流)することが可能になる。
Even when the PTC current limiter 30 is configured as described above, the surge voltage can be suppressed by the PTC element body 31 and the overcurrent such as a short-circuit current can be suppressed by the resistor 32 (current limit). It becomes possible to do.

【0029】なお、本発明のPTC限流器は上述の実施
形態および各変形例に限定されものではなく、例えば、
低圧配線用遮断器、高圧および特別高圧以上の遮断器に
内蔵あるいは別個に直列に配置して用いることもでき
る。また、サイリスタ装置の保護用として用いることも
できるし、あるいは低圧ネットワーク配電用の限流ヒュ
ーズの代わりに用いることができる。
It should be noted that the PTC current limiter of the present invention is not limited to the above-described embodiment and each modified example.
The circuit breaker for low-voltage wiring, the circuit breaker for high voltage and extra high voltage or higher can also be used by being built in or separately arranged in series. It can also be used to protect thyristor devices, or can be used in place of current limiting fuses for low voltage network distribution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態のPTC限流器の概略構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a PTC current limiter according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1のPTC限流器を送配電系統の線路に接
続する一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of connecting the PTC current limiter of FIG. 1 to a line of a power transmission and distribution system.

【図3】 本発明の抵抗体を用いた場合と用いなかった
場合のPTC限流器に流れる電流波形と電圧波形を示す
波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing current waveforms and voltage waveforms flowing through a PTC current limiter when a resistor according to the present invention is used and when it is not used.

【図4】 本実施形態のPTC限流器の第1変形例を示
す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a first modification of the PTC current limiter of the present embodiment.

【図5】 本実施形態のPTC限流器の第2変形例を示
す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a second modification of the PTC current limiter of the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,20,30…PTC限流器、11,21,31…PT
C素子体、13,23,33…第1金属電極板、14,2
4,34…第2金属電極板、40…交流電源、50…負
10,20,30 ... PTC current limiter, 11,21,31 ... PT
C element body, 13,23,33 ... first metal electrode plate, 14,2
4, 34: second metal electrode plate, 40: AC power supply, 50: load

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 温度が上昇するに伴い抵抗値が増大する
PTC素子を所定の形状に形成したPTC素子体を備え
たPTC限流器であって、 前記PTC素子体の常温における抵抗値より大きい抵抗
値を有する抵抗体を前記PTC素子体に隣接して配置し
たことを特徴とするPTC素子を備えたPTC限流器。
1. A PTC current limiter comprising a PTC element body formed in a predetermined shape with a PTC element whose resistance value increases with an increase in temperature, wherein the PTC element body has a resistance value larger than the resistance value of the PTC element body at room temperature. A PTC current limiter including a PTC element, wherein a resistor having a resistance value is arranged adjacent to the PTC element body.
【請求項2】 前記抵抗体の抵抗値を前記PTC素子体
の常温における抵抗値の10〜50倍としたことを特徴
とする請求項1に記載のPTC素子を備えたPTC限流
器。
2. The PTC current limiter provided with a PTC element according to claim 1, wherein the resistance of the resistor is set to 10 to 50 times the resistance of the PTC element at room temperature.
【請求項3】 前記抵抗体を熱伝導性が良好で熱容量が
大きくかつ熱吸収性を有する材料から形成したことを特
徴とする請求項1または請求項2に記載のPTC素子を
備えたPTC限流器。
3. A PTC limit comprising a PTC element according to claim 1, wherein said resistor is made of a material having good thermal conductivity, large heat capacity and heat absorption. Sink.
【請求項4】 前記PTC素子体の熱膨張係数と前記抵
抗体の熱膨張係数が等しくなるようなの材質から選択し
て前記PTC素子体および前記抵抗体を構成するように
したことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか
に記載のPTC素子を備えたPTC限流器。
4. The PTC element body and the resistor are selected from a material such that the thermal expansion coefficient of the PTC element body and the thermal expansion coefficient of the resistor become equal. A PTC current limiter comprising the PTC element according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112185634A (en) * 2019-07-01 2021-01-05 力特保险丝公司 PPTC device with resistor element

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