JPH1141800A - サージ電圧抑制回路 - Google Patents
サージ電圧抑制回路Info
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- JPH1141800A JPH1141800A JP19087697A JP19087697A JPH1141800A JP H1141800 A JPH1141800 A JP H1141800A JP 19087697 A JP19087697 A JP 19087697A JP 19087697 A JP19087697 A JP 19087697A JP H1141800 A JPH1141800 A JP H1141800A
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Abstract
器1の負荷側(又は電源側)に接続される三相高圧整流
回路DBの直流側に非線形抵抗特性を有するサージアブ
ソーバAL1とサイリスタTH1を直列に接続し、AL
1とTH1に並列に電圧分担を行う抵抗R11,R12
を接続し、サイリスタTH1のアノードとゲートとの間
に抵抗R13とブレークオーバダイオードBOD1の直
列に接続してTH1のゲート制御回路とする。高速半導
体遮断器1が遮断し、負荷側線間に過電圧が発生すると
任意レベルでBOD1がブレークし、TH1がONし、
AL1により過電圧が吸収され、抑制される。直流電圧
が低下するとTH1電流が保持電流以下となってTH1
はOFFする。この回路はサージ吸収にコンデンサを使
用していないので、小形化と低価格化が可能となる。
Description
電流遮断時に発生するサージ電圧を抑制する半導体遮断
器のサージ電圧抑制回路に関するものである。
電流を遮断する場合は、通過電流の瞬時値が大きいとこ
ろでは遮断されず、瞬時値が数アンペア位に小さくなっ
たところで急激に裁断される。サイリスタのような他励
形素子を用いた半導体遮断器の場合は半導体素子通過電
流の瞬時値が0になったところで遮断される。
た高速半導体遮断器の場合は、半導体素子通過電流を数
十μ秒以内に遮断できる。
ルギーは、電源および負荷のインダクタンスと遮断電流
の2乗の積で表される。
半導体遮断器の場合は、電流を瞬時値の0近辺で遮断す
るため、サージエネルギーは小さいが、自己消弧形素子
を使用した高速半導体遮断器の場合は遮断電流が大きい
ため、非常に大きなサージエネルギーが半導体スイッチ
に印加されることになる。
とスイッチ両端や負荷側に過電圧が発生し、半導体素子
および負荷機器を破損させることになる。
す。このサージ吸収回路は半導体遮断器1の負荷側イン
ダクタンスが電源側に比べ大きいため、負荷側にダイオ
ードDを用いた三相高圧整流回路DBと、この整流出力
により充電される直流コンデンサCおよび充電電流制限
抵抗RLおよび放電抵抗RDからなるサージ吸収回路3で
構成されている。
Oスイッチ21〜23の極間には半導体素子保護用の酸化
亜鉛素子を使用したサージ吸収回路が設置されている。
サージ吸収回路3は、 (1)電圧を印加した場合に直流コンデンサCに突入電
流が流れる。このため整流ダイオードDBはこの突入電
流に耐える容量が必要となる。現在、この突入電流に耐
える高圧回路に使用可能な高耐圧ダイオードDとして適
切なものがなく、数十アンペア以上の比較的容量の大き
いダイオードを多数直列接続して使用することになる。
下に抑制しようとすると、直流コンデンサCの容量を大
きくする必要がある。6.6kV系統の場合、直流コン
デンサは直流定格電圧が10kVのものを数百μF必要
であり、複数個を並列接続することとなる。
装置は寸法が大きくなり、コストも高くなるという問題
があった。
みてなされたものであり、その目的とするところは、突
入電流がなく、装置の小形化と低価格化が可能となる半
導体遮断器のサージ電圧抑制回路を提供することにあ
る。
制回路は、自己消弧形素子を使用した高速半導体遮断器
の負荷側あるいは電源側に接続されるダイオードを使用
した三相高圧整流回路と、この高圧整流回路の直流側に
接続された非線形抵抗特性を有するサージアブソーバと
サイリスタとの直列回路と、このサージアブソーバとサ
イリスタにそれぞれ並列に接続されサージアブソーバと
サイリスタの電圧分担を行う分担抵抗回路と、前記サイ
リスタのアノード、ゲート間に直列接続されたゲート電
流制限用抵抗,ブレークオーバダイオードからなるゲー
ト制御回路とからなる。
体遮断器の負荷側あるいは電源側の線間に接続される非
線形抵抗特性を有するサージアブソーバとサイリスタの
逆並列回路との直列回路と、このサージアブソーバ及び
サイリスタの逆並列回路にそれぞれ並列に接続されサー
ジアブソーバ及びサイリスタの電圧分担を行う分担抵抗
回路と、前記サイリスタの逆並列回路の各サイリスタの
アノードとゲートとの間にそれぞれ直列に接続された、
ゲート電流制限用抵抗,ブレークオーバダイオード,逆
電圧阻止用ダイオードからなる各ゲート制御回路とから
なるものである。
ジ電圧抑制回路を示す。図中、1はGTOスイッチ21
〜23からなる高速半導体遮断器、3は自己消弧形素子
を使用した半導体遮断器1の負荷側に接続されたサージ
電圧抑制回路で、ヒューズF1〜F3と、このヒューズを
介して入力する配電線電圧を整流するダイオードDを用
いた三相高圧整流器DBと、この出力端子間に接続され
た、酸化亜鉛素子等の非線形抵抗で作られたサージアブ
ソーバAL1とサイリスタTH1の直列回路と、このサ
ージアブソーバAL1及びサイリスタTH1にはそれぞ
れ並列にサージアブソーバとサイリスタの電圧分担を行
う分担抵抗R11及びR12が接続され、サイリスタT
H1のアノードとゲートとの間には、ゲート制御回路と
して制限抵抗R13とブレークオーバダイオードBOD
1が直列に接続されて構成されている。
明する。常時は、抵抗R11及びR12に生ずる電圧で
サージアブソーバAL1及びサイリスタTH1の電圧を
分担しており、サージアブソーバAL1及びサイリスタ
TH1はOFF状態にある。
間電圧が上昇し、これに比例してサージアブソーバAL
1及びサイリスタTH1の分担電圧が上昇する。線間電
圧(瞬時値)があるレベルに到達すると、ブレークオー
バダイオードBOD1がブレークし、サージアブソーバ
AL1の電圧が上昇する。
り、過電圧が印加されると電流が多く流れ、これにより
サイリスタTH1が点弧する。しかして、電流遮断時の
サージエネルギーは、サージアブソーバAL1に蓄積さ
れ、サージ電圧は抑制される。
ードBOD1がブレークしたときに過大なゲート電流が
サイリスタやブレークオーバダイオードに流れるのを制
限する。
されるので、電流遮断後直流電圧が低下した場合に、サ
イリスタを流れる電流がサイリスタの保持電流以下にな
るように設計し、サイリスタをOFFさせる必要があ
る。
用していないため突入電流が発生しないので、整流ダイ
オード,ヒューズを小形化できる。なお、将来この回路
に適用可能な高耐圧ダイオード(1直列で適用可能な高
耐圧品)ができた場合は最も構成部品を低減でき、小形
化,低価格化が図れる。
を示す。図1において、1はGTOスイッチ21〜23を
用いた高速半導体遮断器、41〜43はヒューズF1〜F3
を介して半導体遮断器1の負荷側の各線間に接続された
サージ電圧抑制回路である。
れぞれ図3に示すように、端子a,b間に非線形抵抗で
作られたサージアブソーバAL2とサイリスタTH2
1,TH22のサイリスタ逆並列回路5が直列に接続さ
れ、このサージアブソーバAL2とサイリスタTH2
1,TH22の逆並列回路5にはそれぞれ並列にサージ
アブソーバAL2とサイリスタTH21,TH22の電
圧分担を行う分担抵抗R21とR22が接続され、サイ
リスタTH21のアノードとゲートとの間には、ゲート
回路として制限抵抗R23,ブレークオーバダイオード
BOD21,逆電圧ブロック用ダイオードD21が直列
に接続され、同じく、サイリスタTH22のアノードと
ゲートとの間には、ゲート回路として制限抵抗R24,
ブロックダイオードBOD22,逆電圧ブロック用ダイ
オードD22が直列に接続されて構成されている。
明する。常時は抵抗R21及びR22に生ずる電圧でサ
ージアブソーバAL2及びサイリスタTH21,TH2
2の電圧を分担する。半導体遮断器1が電流遮断すると
線間電圧が上昇し、これに比例して、サージアブソーバ
AL2及びサイリスタTH21,TH22の分担電圧が
上昇する。線間電圧(瞬時値)があるレベルに到達する
と、ブレークオーバダイオードBOD21又はBOD2
2がONし、サージアブソーバAL2の電圧が上昇す
る。
り、過電圧が印加されると電流が多く流れ、これにより
サイリスタTH21,TH22が点弧する。しかして、
電流遮断時のサージエネルギーはサージアブソーバAL
2に蓄積され、サージ電圧は抑制される。
るので、サイリスタを逆並列に接続する必要がある。
ダイオードBOD21,BOD22がブレークしたとき
過大なゲート電流がサイリスタやブレークオーバーダイ
オードに流れるのを制限する。また、逆電圧ブロック用
ダイオードD21,D22はブレークオーバダイオード
が逆方向電圧をブロックできないので必要である。
スタをオフするため、通常の直流状態でサイリスタ通過
電流を保持電流以下にする必要があり、電流遮断時の線
間電圧サージ電圧を+20%以下に抑制することが困難
であるが、この回路(図2,図3)では+15%〜+2
0%に抑制することができる。
に突入電流は発生しない。そのため、整流ダイオードな
いしヒューズの過電流責務が軽減され、ダイオード、ヒ
ューズを小形化することができる。また、突入電流がな
いため、系統に悪影響を及ぼさない。
個ないし複数並列したものと、サイリスタ1個、ブレー
クオーバダイオード等のゲート回路1個で構成できるの
で、低価格化,小形化することができる。
に突入電流は発生しない。そのためヒューズの過電流責
務が軽減され、ヒューズを小形化することができる。ま
た、突入電流がないため、系統に悪影響を及ぼさない。
装置の小形化,低価格が図れる。
5%〜+20%に抑制することができる。
路の接続を示すブロック図。
イオード。
Claims (4)
- 【請求項1】 自己消弧形素子を使用した高速半導体遮
断器の負荷側あるいは電源側に接続されるダイオードを
使用した三相高圧整流回路と、この高圧整流回路の直流
側に接続された非線形抵抗特性を有するサージアブソー
バとサイリスタとの直列回路と、 このサージアブソーバとサイリスタにそれぞれ並列に接
続されサージアブソーバとサイリスタの電圧分担を行う
分担抵抗回路と、 前記サイリスタのアノード、ゲート間に直列接続された
ゲート電流制限用抵抗,ブレークオーバダイオードから
なるゲート制御回路と、 を有し、線間電圧に過電圧が発生した場合に、任意レベ
ルでブレークオーバダイオードがブレークし、線間電圧
の過電圧をサージアブソーバで抑制することを特徴とす
るサージ電圧抑制回路。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記高圧整流回路はヒューズを介して半導体遮断器の負
荷側または電源側に接続されることを特徴とするサージ
電圧抑制回路。 - 【請求項3】 自己消弧形素子を使用した高速半導体遮
断器の負荷側あるいは電源側の線間に接続される非線形
抵抗特性を有するサージアブソーバとサイリスタの逆並
列回路との直列回路と、 このサージアブソーバ及びサイリスタの逆並列回路にそ
れぞれ並列に接続され、サージアブソーバ及びサイリス
タの電圧分担を行う分担抵抗回路と、 前記サイリスタの逆並列回路の各サイリスタのアノード
とゲートとの間にそれぞれ直列に接続された、ゲート電
流制限用抵抗,ブレークオーバダイオード,逆電圧阻止
用ダイオードからなる各ゲート制御回路と、を有し、線
間電圧に過電圧が発生した場合に任意過電圧レベルでブ
レークオーバダイオードがブレークし、過電圧をサージ
アブソーバで抑制することを特徴とするサージ電圧抑制
回路。 - 【請求項4】 請求項3において、 前記サージ電圧抑制回路はヒューズを介して半導体遮断
器の負荷側または電源側に接続されることを特徴とする
サージ電圧抑制回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19087697A JP3757030B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | サージ電圧抑制回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19087697A JP3757030B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | サージ電圧抑制回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1141800A true JPH1141800A (ja) | 1999-02-12 |
JP3757030B2 JP3757030B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=16265229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19087697A Expired - Lifetime JP3757030B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | サージ電圧抑制回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3757030B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10221714A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Abb Patent Gmbh | Überspannungsschutz |
CN102299512A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-12-28 | 中国电力科学研究院 | 一种采用bod元件的大容量电容器过电压保护电路 |
CN105247773A (zh) * | 2013-01-09 | 2016-01-13 | 中国长城计算机深圳股份有限公司 | 一种具有浪涌抑制功能的全控桥式整流装置 |
CN112993943A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-18 | 深圳市同昌汇能科技发展有限公司 | 真空断路器驱动保护电路 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP19087697A patent/JP3757030B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10221714A1 (de) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Abb Patent Gmbh | Überspannungsschutz |
DE10221714B4 (de) * | 2002-05-16 | 2008-08-21 | Abb Ag | Überspannungsschutz |
CN102299512A (zh) * | 2011-07-18 | 2011-12-28 | 中国电力科学研究院 | 一种采用bod元件的大容量电容器过电压保护电路 |
CN105247773A (zh) * | 2013-01-09 | 2016-01-13 | 中国长城计算机深圳股份有限公司 | 一种具有浪涌抑制功能的全控桥式整流装置 |
CN112993943A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-18 | 深圳市同昌汇能科技发展有限公司 | 真空断路器驱动保护电路 |
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