JPH10309034A - Current-limiting breaker - Google Patents

Current-limiting breaker

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JPH10309034A
JPH10309034A JP11279197A JP11279197A JPH10309034A JP H10309034 A JPH10309034 A JP H10309034A JP 11279197 A JP11279197 A JP 11279197A JP 11279197 A JP11279197 A JP 11279197A JP H10309034 A JPH10309034 A JP H10309034A
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current
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current limiting
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和行 ▲つる▼永
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Jun Matsuzaki
順 松崎
Hiroshi Ohashi
宏 大橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the steady-state loss of a current limiting breaker caused by a current-limiting element by connecting in series a first switch which is opened at the rise time of a fault current between a power source and a load and a serially connected circuit of a second switch and a capacitor having a prescribed capacitance in parallel with the first switch. SOLUTION: A serially connected circuit is connected in parallel with a first switch 4a by connecting the switch 4a which is connected in series between a power source 1 and a load and a second switch 4b in series with a capacitor 4d which becomes a current-limiting element. Then a current-limiting breaker 4 is constituted by connecting a charger 4e which always charges the capacitor 4d to an arbitrary voltage to the serially connected circuit. Vacuum valves which are suitable for the opening and closing of a high-voltage large current are used for the first and second switches 4a and 4b and an operating device which drives the switches 4a and 4b are additionally provided. Therefore, the breaker 4 can be applied to a high-voltage large-current circuit and the breaker can be constituted in a compact inexpensive breaker, because the steady-state loss of the current-limiting breaker 4 caused by the current-limiting element can be prevented.

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、高電圧・大電流の
電路に適用可能な限流遮断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiting circuit breaker applicable to a high-voltage and large-current circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】電路に短絡や地絡事故が発生すると数十
kAにも及ぶ事故電流が流れ、系統及び電力機器に大き
なダメージを与えてしまう。このような事故電流を瞬時
に検出し抑制する技術を限流技術と称し、これまで様々
な原理のものが開発されている。図5及び図6は、その
代表的従来技術である限流装置の構成と適用回路を示し
ている(特公昭50−4876号公報)。図5の適用回
路において、Eは3相電源、R及びXは短絡回路に設け
た抵抗とインダクタンス、Bは遮断器、RGは限流素子
である。この従来技術では、限流素子RGとしてニオブ
カーバイドからなるPTC(Positive Temperature Coe
fficient)抵抗体を用い、そのPTC特性を利用して事
故電流を限流するようになっている。ニオブカーバイド
は図6に示すように温度上昇に対応して固有抵抗が大き
く変化するPTC特性を有している。したがって、通常
の電流値では限流素子RGの固有抵抗が小さいので発熱
量も小さく、限流素子RG温度は上昇せず低抵抗状態を
維持して回路に影響を与えない。しかし、回路に事故が
発生して過大な電流が流れると限流素子RGの発熱が急
激に増大して素子温度が上昇する。その結果、限流素子
RGの固有抵抗が増大して回路電流を減少させるように
作用する。このような限流作用によって事故電流が大幅
に抑制されることから、遮断器のコンパクト化と過大な
事故電流による系統へのダメージ低減が可能となる。
2. Description of the Related Art When a short circuit or a ground fault occurs in an electric circuit, a fault current of several tens of kA flows, which seriously damages a system and power equipment. A technique for instantaneously detecting and suppressing such a fault current is called a current limiting technique, and techniques based on various principles have been developed so far. 5 and 6 show the configuration of a current limiting device as a typical prior art and an application circuit thereof (Japanese Patent Publication No. 50-4876). In the application circuit of FIG. 5, E is a three-phase power supply, R and X are resistors and inductances provided in a short circuit, B is a circuit breaker, and RG is a current limiting element. In this conventional technology, a PTC (Positive Temperature Coe) made of niobium carbide is used as the current limiting element RG.
fficient) A fault current is limited by using a resistor and utilizing its PTC characteristic. As shown in FIG. 6, niobium carbide has a PTC characteristic in which the specific resistance changes greatly in response to a rise in temperature. Therefore, at a normal current value, the calorific value is small since the specific resistance of the current limiting element RG is small, and the temperature of the current limiting element RG does not rise, the low resistance state is maintained and the circuit is not affected. However, when an accident occurs in the circuit and an excessive current flows, the heat generation of the current limiting element RG increases rapidly and the element temperature rises. As a result, the specific resistance of the current limiting element RG increases and acts to reduce the circuit current. Since the fault current is largely suppressed by such a current limiting action, it is possible to make the circuit breaker compact and reduce damage to the system due to an excessive fault current.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
限流装置では限流素子と遮断器とを直列に構成すること
により、短絡電流のような急峻な立上がりをもつ過電流
に対して、第1波から限流できる優れた特徴を有する反
面、固有抵抗の変化幅が比較的小さいため、以下のよう
な解決すべき課題も残されている。限流素子に常時負
荷電流が流れることから、通電容量が制限される。即
ち、負荷電流に比例して限流素子温度が上昇するため、
回路や限流特性に影響を及ぼさない程度に限流素子の定
常温度(通電電流値)を抑制する必要がある。限流素
子に常時負荷電流が流れることから、定常通電電流によ
るジュール発熱(電力損失)が生じる。現状実用可能
な限流素子の常温下における固有抵抗変化幅は、約1:
10が限度となる。したがって、従来のように限流素子
が電源と負荷間に直列に接続される構成では、適用回路
電圧が高くなるほど限流効果が減少することになる。即
ち、限流素子の限流時における必要抵抗値(Rm )は、 Rm =E/Im (Ω) …(1) となる。ここに、E;回路電圧(V)、Im ;限流電流
値(A)である。無通電時における限流素子抵抗値(R
o )は、(Rm )の1/10であるから、Ro =Rm /
10となる。したがって、限流素子の連続通電電流許容
値(I)は、
As described above, in the conventional current limiting device, by configuring the current limiting element and the circuit breaker in series, an overcurrent having a sharp rise such as a short-circuit current can be prevented. Although it has an excellent feature that the current can be limited from the first wave, since the variation width of the specific resistance is relatively small, the following problems to be solved still remain. Since the load current always flows through the current limiting element, the current carrying capacity is limited. That is, since the temperature of the current limiting element increases in proportion to the load current,
It is necessary to suppress the steady-state temperature (conduction current value) of the current limiting element to such an extent that the circuit and current limiting characteristics are not affected. Since the load current always flows through the current limiting element, Joule heat (power loss) occurs due to the steady conduction current. The specific resistance change width of the current-limitable element at present at room temperature is about 1:
10 is the limit. Therefore, in the conventional configuration in which the current limiting element is connected in series between the power supply and the load, the current limiting effect decreases as the applied circuit voltage increases. That is, the required resistance value (Rm) of the current limiting element at the time of current limiting is as follows: Rm = E / Im (Ω) (1) Here, E: circuit voltage (V), Im: current limiting current value (A). Current-limiting element resistance (R
o) is 1/10 of (Rm), so Ro = Rm /
It becomes 10. Therefore, the continuous conduction current allowable value (I) of the current limiting element is

【数1】 I=[α・θt/{Ro (1+β・θt)}]1/2 (A) …(2) となる。ここに、α;限流素子の放熱係数(W/K)、
β;限流素子の抵抗温度係数、θt;限流素子の定常時
における許容温度上昇値(K)である。以上の結果から
わかるように、限流電流値(Im )を一定とした場合、
回路電圧(E)が高くなると限流素子の限流時抵抗値
(Rm )もそれに応じて大きなものが必要となり、定常
時抵抗値(Ro )が大きくなる。限流素子の放熱係数
(α)と定常時許容温度上昇値(θt)は、限流素子の
外形及び特性で決定されるが、これを一定とおけば前述
の限流素子定常時抵抗値(Ro )が大きいほど、連続通
電電流許容値(I)は低くなる。逆に、限流素子の定常
時抵抗値を、通電電流値を優先して決定すれば、限流時
における限流素子抵抗値はその10倍程度しか上昇しな
いから、回路電圧が高くなるに伴って必然的に限流電流
値が大きくなり、限流効果が減少することになる。
I = [α · θt / {Ro (1 + β · θt)}] 1/2 (A) (2) Here, α: heat dissipation coefficient of the current limiting element (W / K),
β: resistance temperature coefficient of the current limiting element, θt: allowable temperature rise value (K) of the current limiting element in a steady state. As can be seen from the above results, when the current limiting current value (Im) is constant,
When the circuit voltage (E) increases, the current-limiting resistance (Rm) of the current-limiting element also needs to be large accordingly, and the steady-state resistance (Ro) increases. The heat dissipation coefficient (α) of the current limiting element and the allowable temperature rise at steady state (θt) are determined by the external shape and characteristics of the current limiting element. The larger the value of Ro), the lower the allowable continuous conduction current value (I). Conversely, if the steady-state resistance value of the current-limiting element is determined by giving priority to the energizing current value, the current-limiting element resistance value at the time of current-limiting rises only about 10 times that of the current-limiting element. As a result, the current limiting current value inevitably increases, and the current limiting effect decreases.

【0004】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
大きな限流効果を得ることができ、また、限流素子によ
る定常損失を低減することができて、高電圧・大電流回
路に適用可能にするとともに装置をコンパクトで低コス
ト化することができる限流遮断装置を提供することを目
的とする。
[0004] The present invention has been made in view of the above,
A large current limiting effect can be obtained, the steady-state loss due to the current limiting element can be reduced, and the present invention can be applied to a high-voltage and large-current circuit, and the device can be reduced in size and cost. It is an object to provide a flow blocking device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電源と負荷間に接続され事
故電流の立上がりを検出して当該事故電流が上昇する前
に限流し遮断する限流遮断装置であって、常時は閉入状
態に保持され事故電流の立上がり時に開極される第1の
スイッチを前記電源と負荷間に直列に接続し、常時は開
極状態に保持され前記第1のスイッチの開極と略同時に
投入制御される第2のスイッチと常時任意の電圧に充電
される所定静電容量のコンデンサとの直列接続回路を前
記第1のスイッチに並列に接続してなることを要旨とす
る。この構成により、例えば過電流検出器等により、事
故電流がその立上がりで高速に検出され、事故電流が所
定量以上に上昇する前に第1のスイッチが開極され、こ
れと略同時に第2のスイッチが投入される。第2のスイ
ッチが投入されると、第1のスイッチの回路に残留イン
ダクタンスとコンデンサの容量に応じた周波数の共振電
流が流れ、第1のスイッチを流れている事故電流に重畳
される。コンデンサからの共振電流周波数は、事故電流
周波数に対して非常に高いので、短時間のうちに第1の
スイッチには電流ゼロ点が生じ、事故電流が遮断され
る。その結果、事故電流はコンデンサ側に転流し、コン
デンサのインピーダンスによって所要値まで限流され
る。また、限流素子であるコンデンサは第2のスイッチ
と直列に接続された上で、第1のスイッチに並列に接続
されているので限流素子による定常損失は生じない。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is connected between a power supply and a load, detects the rise of the fault current, and limits the current before the fault current rises. A current-limiting circuit breaker for interrupting, wherein a first switch that is normally kept in a closed state and opened when a fault current rises is connected in series between the power supply and a load, and is always kept in an open state. And a series connection circuit of a second switch, which is controlled to be turned on almost simultaneously with the opening of the first switch, and a capacitor having a predetermined capacitance which is constantly charged to an arbitrary voltage, is connected in parallel to the first switch. The gist is to do it. With this configuration, the fault current is rapidly detected at the rise thereof by, for example, an overcurrent detector, and the first switch is opened before the fault current increases to a predetermined amount or more. The switch is turned on. When the second switch is turned on, a resonance current having a frequency corresponding to the residual inductance and the capacitance of the capacitor flows through the circuit of the first switch, and is superimposed on the fault current flowing through the first switch. Since the resonance current frequency from the capacitor is very high with respect to the fault current frequency, a current zero point occurs in the first switch in a short time, and the fault current is cut off. As a result, the fault current is commutated to the capacitor side, and is limited to a required value by the impedance of the capacitor. In addition, since the capacitor, which is a current limiting element, is connected in series with the second switch and connected in parallel with the first switch, there is no steady-state loss due to the current limiting element.

【0006】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の限流遮断装置において、前記第1のスイッチ及び前記
第2のスイッチを真空バルブとしてなることを要旨とす
る。この構成により、高電圧・大電流回路への適用が容
易となる。第1のスイッチを真空バルブとすることで、
スイッチが開極しても電流ゼロ点がくるまで回路電流に
変化が生じないが、上述のように第1のスイッチの開極
と略同時に第2のスイッチが投入され、第1のスイッチ
の回路に事故電流周波数に対して非常に周波数に高い共
振電流が流れて強制的に電流ゼロ点が作られるので短時
間のうちに第1のスイッチはオフとなる。その結果、第
1のスイッチ側の事故電流は遮断され、コンデンサ側に
転流して限流される。
According to a second aspect of the present invention, in the current limiting device according to the first aspect, the first switch and the second switch are formed as vacuum valves. With this configuration, application to a high voltage / high current circuit becomes easy. By making the first switch a vacuum valve,
Even if the switch is opened, the circuit current does not change until the current zero point comes. However, as described above, the second switch is turned on almost simultaneously with the opening of the first switch, and the circuit of the first switch is turned on. The first switch is turned off within a short time because a resonance current very high in frequency with respect to the fault current frequency flows and a current zero point is forcibly created. As a result, the fault current on the first switch side is cut off, commutated to the capacitor side, and the current is limited.

【0007】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の限流遮断装置において、前記第1のスイッチを真空バ
ルブとし、前記第2のスイッチを気中スイッチとしてな
ることを要旨とする。この構成により、限流された電流
が流れる第2のスイッチは気中スイッチとしても、第1
のスイッチの開極と略同時に第2のスイッチは投入制御
されて、事故電流が過大になる前に限流することが可能
となる。
According to a third aspect of the present invention, in the current limiting device according to the first aspect, the first switch is a vacuum valve and the second switch is an air switch. With this configuration, the second switch through which the limited current flows can function as the first switch even if it is an air switch.
At about the same time when the switch is opened, the second switch is controlled to be turned on, so that the current can be limited before the fault current becomes excessive.

【0008】請求項4記載の発明は、上記請求項1記載
の限流遮断装置において、前記第1のスイッチを真空バ
ルブとし、前記第2のスイッチをトリガギャップとして
なることを要旨とする。この構成により、限流された電
流が流れる第2のスイッチを応答の非常に速いトリガギ
ャップとしたときには、第1のスイッチの開極後、一層
速やかに第2のスイッチが投入されて、より短時間のう
ちに事故電流を所要値まで限流することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the current limiting device of the first aspect, the first switch is a vacuum valve, and the second switch is a trigger gap. With this configuration, when the second switch through which the limited current flows has a trigger gap with a very fast response, the second switch is turned on more quickly after the opening of the first switch, so that a shorter time is required. It is possible to limit the fault current to a required value within a time.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1乃至図3は、本発明の第1の実施の形
態を示す図である。まず、図1を用いて限流遮断装置の
構成及び作用を説明する。同図において、1は電源、2
は遮断器、3は過電流検出器、4が限流遮断装置であ
り、限流遮断装置4は、電源1と負荷間に直列に接続さ
れる第1のスイッチ4aと、第2のスイッチ4bと限流
素子となるコンデンサ4dとが直列に接続されて第1の
スイッチ4aに並列に接続された直列接続回路と、コン
デンサ4dを常時任意の電圧に充電する充電器4eとで
構成されている。第1のスイッチ4a及び第2のスイッ
チ4bには、ともに高電圧・大電流の開・閉に適した真
空バルブが用いられており、第1のスイッチ4a及び第
2のスイッチ4bをそれぞれ駆動する図示省略の操作装
置が付設されている。
FIG. 1 to FIG. 3 are views showing a first embodiment of the present invention. First, the configuration and operation of the current limiting device will be described with reference to FIG. In the figure, 1 is a power supply, 2
Is a circuit breaker, 3 is an overcurrent detector, and 4 is a current limiting device. The current limiting device 4 includes a first switch 4a and a second switch 4b connected in series between the power supply 1 and the load. And a capacitor 4d serving as a current limiting element are connected in series and are connected in series to the first switch 4a, and a charger 4e for constantly charging the capacitor 4d to an arbitrary voltage. . Both the first switch 4a and the second switch 4b use a vacuum valve suitable for opening and closing a high voltage and a large current, and drive the first switch 4a and the second switch 4b, respectively. An operating device (not shown) is provided.

【0011】限流遮断装置は上述のように構成されてお
り次のように作用する。即ち、過電流検出器3は回路に
生じる事故電流を高速に判別して検出し、事故電流が上
昇する前に第1のスイッチ4aを開極するとともに、第
1のスイッチ4aが開極すると同時に第2のスイッチ4
bを投入する。コンデンサ4dは充電器4eによって常
時所定の電圧に充電されており、第2のスイッチ4bが
投入されると第1のスイッチ4aの回路に残留インダク
タンスに応じた周波数のLC共振電流を流して、第1の
スイッチ4aを流れている事故電流に重畳させる。コン
デンサ4dからの共振電流周波数は、事故電流周波数に
対して非常に高いため、短時間のうちに第1のスイッチ
4aには電流ゼロ点が生じ、事故電流は遮断される。そ
の結果、事故電流はコンデンサ4d側へ転流し、コンデ
ンサ4dのインピーダンスによって限流される。
The current limiting device is configured as described above, and operates as follows. That is, the overcurrent detector 3 detects and detects a fault current generated in the circuit at a high speed, opens the first switch 4a before the fault current increases, and simultaneously opens the first switch 4a. Second switch 4
Input b. The capacitor 4d is always charged to a predetermined voltage by the charger 4e. When the second switch 4b is turned on, an LC resonance current having a frequency corresponding to the residual inductance flows through the circuit of the first switch 4a, and The first switch 4a is superimposed on the fault current flowing. Since the resonance current frequency from the capacitor 4d is very high with respect to the fault current frequency, a current zero point occurs in the first switch 4a within a short time, and the fault current is cut off. As a result, the fault current is commutated to the capacitor 4d side and is limited by the impedance of the capacitor 4d.

【0012】次に、図2の限流試験回路を用いて、上述
の限流遮断装置の作用をさらに詳しく説明する。図2に
おいては、電源1の代りにコンデンサ11とリアクトル
12を用いて6kV−50Hzの交流電源としている。
即ち、コンデンサ11の静電容量500μF、リアクト
ル12のインダクタンス20mHに設定して電源共振周
波数を50Hzとし、LC直列回路のサージインピーダ
ンスは6.3Ωとなっている。したがって、図2の回路
においては、遮断器2が投入されて第1のスイッチ4a
が閉入すると、回路には電源用コンデンサ11の充電電
圧6000Vをサージインピーダンス6.3Ωで除した
電流952Aが流れることになる。また、限流用コンデ
ンサ4dの静電容量は500μFとなっており、電圧5
00Vに充電されている。図2の限流試験回路では、ま
ず第1のスイッチ4aを閉入した後、遮断器2を投入し
て952Aピークの短絡電流を流す。この短絡電流がピ
ークになった瞬間に第2のスイッチ4bを閉入して、上
述した限流遮断装置における限流遮断の作用を確認し
た。
Next, the operation of the current limiting device will be described in more detail with reference to the current limiting test circuit shown in FIG. In FIG. 2, a 6 kV-50 Hz AC power supply is provided by using a capacitor 11 and a reactor 12 instead of the power supply 1.
That is, the power supply resonance frequency is set to 50 Hz by setting the capacitance of the capacitor 11 to 500 μF and the inductance of the reactor 12 to 20 mH, and the surge impedance of the LC series circuit is 6.3Ω. Therefore, in the circuit of FIG. 2, the circuit breaker 2 is turned on and the first switch 4a is turned on.
Is closed, a current 952A, which is obtained by dividing the charging voltage 6000V of the power supply capacitor 11 by the surge impedance 6.3Ω, flows through the circuit. The capacitance of the current limiting capacitor 4d is 500 μF, and the voltage
It is charged to 00V. In the current limiting test circuit of FIG. 2, first, the first switch 4a is closed, and then the circuit breaker 2 is turned on to supply a short-circuit current of 952A peak. At the moment when the short-circuit current reached a peak, the second switch 4b was closed, and the operation of the current limiting device in the above-described current limiting device was confirmed.

【0013】図3は、図2の回路における限流遮断装置
の動作特性の一例を示すオシログラムである。同図にお
いて、I1 は回路全電流、I2 は第2のスイッチ4bを
流れる電流、Iswは第1のスイッチ4aを流れる電流で
ある。図3からわかる通り、遮断器2を投入し短絡電流
の第1波ピークが流れた時点で第1のスイッチ4aを開
極させ、ほぼ同時に第2のスイッチ4bを投入した。第
1のスイッチ4aは真空バルブであるため、第1のスイ
ッチ4aが開極しても電流ゼロ点がくるまで回路電流I
1 に変化は生じない。しかし、第2のスイッチ4bの投
入によりコンデンサ4dから第1のスイッチ4aに高周
波電流が重畳して流れ、第1のスイッチ4aの電流は強
制的に電流ゼロ点が作られる。したがって、第1のスイ
ッチ4aを流れていた短絡電流は遮断され、並列回路で
あるコンデンサ4dと第2のスイッチ4b側へ転流す
る。コンデンサ4dは50Hz交流に対して1/jωC
(6.4Ω)のインピーダンスを有していることから短
絡電流はそのインピーダンスに応じて限流される。こう
して限流された短絡電流は、遮断器2によって遮断され
る。なお、本実施の形態では、第1のスイッチ4a及び
第2のスイッチ4bには、ともに真空バルブを用いた
が、回路全電流が流れる第1のスイッチ4aのみを真空
バルブとし、限流された電流が流れる第2のスイッチ4
bには気中スイッチを用いてもよい。気中スイッチを用
いると操作装置が不要となる。
FIG. 3 is an oscillogram showing an example of the operation characteristics of the current limiting device in the circuit of FIG. In the figure, I 1 is circuit total current, I 2 is the current through the second switch 4b, I sw is the current flowing through the first switch 4a. As can be seen from FIG. 3, when the circuit breaker 2 was turned on and the first wave peak of the short-circuit current flowed, the first switch 4a was opened, and the second switch 4b was turned on almost simultaneously. Since the first switch 4a is a vacuum valve, even if the first switch 4a is opened, the circuit current I
1 does not change. However, when the second switch 4b is turned on, a high-frequency current flows from the capacitor 4d to the first switch 4a in a superimposed manner, and the current of the first switch 4a is forced to have a current zero point. Therefore, the short-circuit current flowing through the first switch 4a is interrupted and commutated to the capacitor 4d, which is a parallel circuit, and to the second switch 4b. Capacitor 4d is 1 / jωC for 50Hz AC
(6.4Ω), the short-circuit current is limited according to the impedance. The short-circuit current thus limited is interrupted by the circuit breaker 2. In this embodiment, both the first switch 4a and the second switch 4b use a vacuum valve. However, only the first switch 4a through which the entire circuit current flows is a vacuum valve, and the current is limited. Second switch 4 through which current flows
An air switch may be used for b. The use of the air switch eliminates the need for an operating device.

【0014】上述した本実施の形態の限流遮断装置によ
れば、事故電流が上昇する前に限流し遮断することが可
能となるため事故電流の影響を考えることなく電力機器
を使用することができる。よって、電力機器の劣化を防
止できるとともに、サイズ、コスト面でも経済的な選択
をすることができる。
According to the current limiting device of the present embodiment described above, it is possible to perform the current limiting and interrupting before the fault current rises, so that the power equipment can be used without considering the influence of the fault current. it can. Therefore, it is possible to prevent deterioration of the power equipment, and to economically select the size and cost.

【0015】図4には、第2の実施の形態を示す。本実
施の形態は、第2のスイッチ4cを真空バルブではな
く、トリガギャップに代えたものである。トリガギャッ
プは制御端子に所定電圧を印加することで端子間が導通
するスイッチであり、真空バルブのように操作装置を必
要としないでオン制御できること及び応答が非常に速く
短絡電流のように大きなdi/dt値を有する電流に対
して大きな効果を奏する。したがって、第1のスイッチ
4aが開極した直後にトリガギャップをオンさせること
で第1のスイッチ電流は遮断され、遮断された瞬間に事
故電流はコンデンサ4d側へ転流しコンデンサ4dのイ
ンピーダンスによって限流される。
FIG. 4 shows a second embodiment. In the present embodiment, the second switch 4c is replaced with a trigger gap instead of a vacuum valve. The trigger gap is a switch that conducts between terminals when a predetermined voltage is applied to the control terminal. The trigger gap can be turned on without requiring an operating device such as a vacuum valve, and the response is very fast. This has a great effect on a current having a / dt value. Therefore, by turning on the trigger gap immediately after the first switch 4a is opened, the first switch current is cut off, and at the moment of the cut off, the fault current is diverted to the capacitor 4d side and the fault current is limited by the impedance of the capacitor 4d. It is.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、常時は閉入状態に保持され事故電流の立上
がり時に開極される第1のスイッチを電源と負荷間に直
列に接続し、常時は開極状態に保持され前記第1のスイ
ッチの開極と略同時に投入制御される第2のスイッチと
常時任意の電圧に充電される所定静電容量のコンデンサ
との直列接続回路を前記第1のスイッチに並列に接続し
たため、事故電流が所定量以上に上昇する前に所定静電
容量のコンデンサによって所要値まで限流されるので大
きな限流効果を得ることができる。また、限流素子であ
るコンデンサは常時開極状態の第2のスイッチと直列に
接続した上で、第1のスイッチに並列に接続されている
ので限流素子による定常損失は生じることがない。した
がって、高電圧・大電流回路への適用が可能になるとと
もに装置をコンパクトで低コスト化することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the first switch which is normally kept closed and opened when the fault current rises is connected in series between the power supply and the load. A series connection circuit comprising a second switch connected and normally kept in an open state and controlled to be turned on substantially simultaneously with the opening of the first switch, and a capacitor having a predetermined capacitance constantly charged to an arbitrary voltage. Is connected in parallel to the first switch, the fault current is limited to a required value by a capacitor having a predetermined capacitance before the fault current rises to a predetermined value or more, so that a large current limiting effect can be obtained. In addition, since the capacitor, which is a current limiting element, is connected in series with the second switch that is always open, and is connected in parallel with the first switch, there is no steady loss due to the current limiting element. Therefore, the present invention can be applied to a high-voltage / large-current circuit, and can reduce the size and cost of the device.

【0017】請求項2記載の発明によれば、前記第1の
スイッチ及び前記第2のスイッチを真空バルブとしたた
め、高電圧・大電流回路への適用容易性が得られる。
According to the second aspect of the present invention, since the first switch and the second switch are vacuum valves, easiness of application to a high voltage / high current circuit can be obtained.

【0018】請求項3記載の発明によれば、前記第1の
スイッチを真空バルブとし、前記第2のスイッチを気中
スイッチとしたため、限流された電流が流れる第2のス
イッチを気中スイッチとすることで、真空バルブを用い
たときの操作装置が不要となって一層低コスト化するこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, since the first switch is a vacuum valve and the second switch is an air switch, the second switch through which a limited current flows is an air switch. By doing so, the operation device when using the vacuum valve becomes unnecessary, and the cost can be further reduced.

【0019】請求項4記載の発明によれば、前記第1の
スイッチを真空バルブとし、前記第2のスイッチをトリ
ガギャップとしたため、限流された電流が流れる第2の
スイッチを応答の非常に速いトリガギャップとすること
で、第1のスイッチの開極後、一層速やかに第2のスイ
ッチが投入されて、より短時間のうちに事故電流を所要
値まで限流することができる。したがって、上記請求項
3記載の発明の効果に加えてさらに、一層大きな限流効
果を得ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first switch is a vacuum valve and the second switch is a trigger gap. Therefore, the second switch through which a limited current flows is very responsive. By setting the fast trigger gap, the second switch is turned on more quickly after the first switch is opened, and the fault current can be limited to a required value in a shorter time. Therefore, in addition to the effect of the third aspect of the invention, an even greater current limiting effect can be obtained.

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

【図1】本発明に係る限流遮断装置の第1の実施の形態
を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a current limiting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の実施の形態の限流試験回路を示す回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a current limiting test circuit according to the first embodiment.

【図3】図2の限流試験回路のよる上記第1の実施の形
態の動作試験結果を示すタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an operation test result of the first embodiment by the current limiting test circuit of FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の限流装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional current limiting device.

【図6】上記従来の限流装置における限流素子の固有抵
抗の温度依存性を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the temperature dependence of the specific resistance of the current limiting element in the conventional current limiting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源 2 遮断器 3 過電流検出器 4 限流遮断装置 4a 第1のスイッチ 4b 第2のスイッチ(真空バルブ) 4c 第2のスイッチ(トリガギャップ) 4d コンデンサ 4e 充電器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply 2 Circuit breaker 3 Overcurrent detector 4 Current limiting circuit breaker 4a 1st switch 4b 2nd switch (vacuum valve) 4c 2nd switch (trigger gap) 4d Capacitor 4e Charger

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電源と負荷間に接続され事故電流の立上
がりを検出して当該事故電流が上昇する前に限流し遮断
する限流遮断装置であって、常時は閉入状態に保持され
事故電流の立上がり時に開極される第1のスイッチを前
記電源と負荷間に直列に接続し、常時は開極状態に保持
され前記第1のスイッチの開極と略同時に投入制御され
る第2のスイッチと常時任意の電圧に充電される所定静
電容量のコンデンサとの直列接続回路を前記第1のスイ
ッチに並列に接続してなることを特徴とする限流遮断装
置。
1. A current limiting device which is connected between a power supply and a load, detects a rise of an accident current, and limits and interrupts the current before the accident current rises. A first switch, which is opened when the power supply rises, is connected in series between the power supply and the load, and is normally kept in the open state, and is controlled to be turned on almost simultaneously with the opening of the first switch. And a series connection circuit comprising a capacitor having a predetermined capacitance constantly charged to an arbitrary voltage and connected in parallel to the first switch.
【請求項2】 前記第1のスイッチ及び前記第2のスイ
ッチを真空バルブとしてなることを特徴とする請求項1
記載の限流遮断装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said first switch and said second switch are vacuum valves.
The current limiting device according to claim 1.
【請求項3】 前記第1のスイッチを真空バルブとし、
前記第2のスイッチを気中スイッチとしてなることを特
徴とする請求項1記載の限流遮断装置。
3. The first switch is a vacuum valve,
2. The current limiting device according to claim 1, wherein the second switch is an air switch.
【請求項4】 前記第1のスイッチを真空バルブとし、
前記第2のスイッチをトリガギャップとしてなることを
特徴とする請求項1記載の限流遮断装置。
4. The first switch is a vacuum valve,
The current limiting device according to claim 1, wherein the second switch is used as a trigger gap.
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Cited By (4)

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WO2013164874A1 (en) * 2012-05-01 2013-11-07 三菱電機株式会社 Dc circuit breaker
JP2015073430A (en) * 2009-06-10 2015-04-16 ブラウン ゲーエムベーハー Circuit mechanism for inductive energy transfer
JPWO2013164874A1 (en) * 2012-05-01 2015-12-24 三菱電機株式会社 DC circuit breaker
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