JPS5849041A - 電気的スイツチングサ−ジ保護 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気的スイッチングサージ保護に関する。

中高電圧〔九とえば１〜ＩＩＫＶＩ用のスイッチ制御の
ケーゾル接続電気的モーター回路のスイッチング時にお
いては、以下のタイプの過渡電圧が生ずることが知られ
ている：［ａＪ予起（ｐｒ＊ａｔｒｌｋ＊　）又は再起
（ｒ＠５ｔｒｌｋｅ　）時にモーター熾子に接続された
負荷ケーブル中に投入される急しゅん波頭。この波１１
１Ｆｉモータ一端子における屈折時に大きさが２倍まで
増大する。その極めて蜘かい立ち上り時間〔たとえば０
．２〜１マイクロ秒］の故に、モーター巻線のラインエ
ンドコイルのインターターン（Ｉｎｔｅｒｔｕｒｎ　）
及び／又はインターコイル（１ｎｔｅｒｃｏｌｌ　）の
絶縁体に圧力を加えることが知られている。また、この
タイプの電気的過渡は一般に高電圧モーターのスイッチ
ングにおいて生ずる最も厳しい形の絶線圧力を形成する
。

［ｂ’ｌ高周波電流帯域において遮断することのない空
気、油、ＳＦ６又はこれらに類似の開閉装置により制御
されるモーターの場合Ｋｔ−１、スイッチオン操作は常
に各相におけ、る単一の予起を伴う、モーター入力端子
に印加される付随急しゅん波頭の大きさは糸の公称ピー
ク相−アース電圧の４倍にもなる。

［ｅＥ高周波電流帯域において遮断し得る真空又はこれ
Ｋｆａ似の開閉装置により制御されるモーターの場合Ｋ
Ｆｉ、スイッチオン操作は常に連続する多重の予起〔即
ち、再点火（ｒ・−Ｉｇｎｉｔｉｏｎｉｎｇ　）　］　
　を伴う。モーター入力端子に印加される付随急しゅん
波頭の大きさは系の公称ビーク相−アース電圧の４倍を
越える。

（４）ＬＣ回路が威エネルイー化される時に生ずる過電
圧。滅エネルギー化に続いて負荷内に生ずる過渡サージ
電圧は電気的位相が９０変異なる同一局波数の２つの成
分からなる。

１つの成分は負荷回路のコンデンサー内に蓄えられたエ
ネルギーが誠エネルギー化時に３相ＲＬＣ負萄回路内に
再分配され及び／又は消散される場合に生ずる負荷回復
過渡よりなる。このコンデンサーチャージの変化は一般
に少し減衰する振動の形で生ずる。他の成分はふつう電
流チョッピングサージと称されており、これは誘導電流
が一定値で遮断される時に誘導負荷巻線内圧トラップさ
れたエネルギーから生じ、このエネルギーは上記第１の
成分と類似の周波数で但し電気的位相が９０度異なる振
動で３相ＲＬＣ回路内に消散する。

かくして生じた過電圧は一般に中周波数〔たとえば１〜
１０ＫＨｚ）であり、モーター巻線−丁一ス関絶縁の圧
力を生ずる。

〔・〕再起〔即ち、再点火〕はモーターが始動の関ＫＭ
エネルギー化される時に生ずる。これはふつう全てのタ
イプの開閉装置についていえることである。モータ一端
子に印加される付随急しゅん波Ｉ［＃：を系の公称ピー
ク相−アース電圧の５倍を越える大きさをもつ。

〔ｆ〕連続的多重再起〔即ち、再点火〕過渡。

これは真空開閉装置又は高周数電流を遮断できる他のタ
イプの開閉装置で制御される回路で生じ、一般に峻導負
荷電流のニスカレーション従ってこれに絖く絨エネルギ
ー化サージ電圧のピーク値のエスカレーションヲ伴う。

この現象は％に停動トリップ時〔即ち、モーターの始動
電流が遮断される時］の多重再起に伴われるものであ抄
、この再起に伴う急しゅん波頭の大きさを大きく増大さ
せる。

（ｇ）上記［ｆ〕で記載した様な再起電圧の増大Ｆ１１
つ又は隣接する２つの相の強制的電流値１１１’見Ｊｌ
けの電流チョッピングｌ　と称される〕をもたらす。こ
の現象はサージの原因となり極めて重大な結果をもたら
すので、いかなるコストをもっても避けるべきである。

過電圧サージを負荷のアースポテンシャルに関し過電圧
サージ耐性レベル以下に制限するために、しばしばサー
ジ防止装置が用いられる。しかしながら、アースポテン
シャルに関係ない急激な電圧変化である急しゅん波頭は
了−ヌポテンシャルに関し定められたサージ防止装置の
保護レベルを越えることなくモーター巻線のインタータ
ーン絶縁の重大な圧力をもたらす。この様に、サージ防
止装置又はそれと類似の電圧制限装置は通常急しゅん波
頭サージに対しては適切な保護を行いえない。

急しゅん波頭を許容値まで傾斜させ〔即ち、波頭立ち上
り時間を増大させ〕及び全負荷サージインピーダンス及
び更に電流チョッピングサージ成分の大きさを減少させ
るために、負荷ケーブルの一方の地部に非制動サージコ
ンデンサーを設けることが知られている。しかしながら
、非制動サージコンデンサーの使用は以下の不利をもた
らす： 〔ｌ〕　これは多電再起を除去しない。

（ｔｔ〕これは各相関に高周波数における低インピーダ
ンス容量結合をもたらし、従って真空又はこれに類似の
開閉装置により制御される回路における隣接する相の強
制的電流遮断〔即ち、兇掛けの電流チョッピング〕の可
能性を増大させる。これは％に１大な現象であり、一般
にモーター回路では許容できないことは良く知られてい
る。

［１１１］　　％定の系の１以上の負荷回路が非制動サ
ージコンデンサーを有する場合には、スイッチされる回
路において予起又Ｆｉ再起に伜う高周波数突入電流が高
すぎ、結局サージコンデンサーの破損をもたらす。

サージ防止装置と非制動サージコンデンサーとの並列接
続の組合せによれば、該組合せが負荷端子に近接して位
置する場合には、見掛妙の電流チョッピングにより生ず
る不利を避社るか又は少なくとも最小限にすることがで
きる。しかしながら、これは上記〔■〕　　に起重され
た不利をもち、更に比較的高コストで比較的寸法が大き
いという不利もある。

サージ抑制のため制動サージコンデンサーを用いること
も知られている。従来の制動サージコンデンサーは０．
２〜０．５　ｍｆｄの代表的容量値をもち１００　オー
ム以上の代表的抵抗値をもつ制動抵抗と直列に接続され
ているコンデンサーからなる。

正しく用いられたならば、従来の制動サージコンデンサ
ーは広い種類のモーター回路における中周波スイッチン
グサージの効果に対する有効な保饅となる。この様な装
置の役割は以下の如く要約される： ［１）　　これは負荷のアースに対する容量を増加させ
、従って全負荷サージインピーダンス（Ｚｏ＝Ｊ工々−
９ここでＬは負荷インダクタンスでも＾、Ｃはアースに
対する全負荷容量である〕を減少させる。これに従いピ
ーク中周波電流チョッピングサージが減少する。

［ｖｃ　”　ＩｏＺｏ、コこでＩｏはヌイツ＋ｆｃよ炒
題断される誘導負荷電流である〕。

〔ｂ〕　　負荷回路の適宜の個所に挿入された臨界的制
動サージコンデンサーは合成中周波減エネルギー化サー
ジ〔即ち、負荷回復及び電流チョッピングの双方のサー
ジ〕を制動するのに役立つ。この目的のため、直列制動
抵抗の値ｈｚゴスＳ−（ここで、Ｌは負荷インダクタン
スであり、Ｃｍ　Ｊｄ挿入サージコンデンサーの値であ
る）の２倍の程度であるべきである。この用途に対する
代表的抵抗値は約１００〜１０００　　オームである。

臨界的制動サージコンデンサーは滅エネルギー化サージ
の大きさを劇的に減少させ、同時にこの様なサージの周
波数を５分のＩＫ減少させる〔即ち、その時間−ビーク
を増大させる〕。これは再起の発生の可能性を低下させ
る。

しかしながら、従来の制動サージコンデンサーは比較的
寸法が大きく比較的高価であるという不利がある。更に
、これは予起及び再起の間にモーターに印加される高周
波波頭の大きさを有効ＫＦｉ減少させない。これはまた
多重予起及び再起を除去しなり。

また、０．１〜０．３　ｍｆｄの代表的容量値をもち約
５０〜１００　オームの代表的抵抗値をもつ抵抗と直列
に接続されているサージコンデンサーよりなるＲＣサー
ジサプレッサーが知られている。

従来のＲＣサージサブνツサーは好ましくはセータ一端
子の近くに位置せねばならず、その機能は以下の通り要
約される： Ｃａ〕　　容量素子は先ず全負荷サージインビーダンス
を低下させる様に働き、かくして電流チョッピングサー
ジ成分のピーク値を減少させる。

〔ｂ〕　　第２に、このＲＣサージサプレッサーは再起
電流を長びかせて非振動とする丸めに十分に長いチャー
ジタイム定数Ｒ１Ｃｓ　［ここで、Ｒｓ及びＣｓはそれ
ぞれ挿入された制動抵抗及びサージ容量の値である］を
与える様に働く。

〔ｃ〕　　モータ一端子の近くに接続されたＲＣサージ
サプレッサーについては、直列抵抗は先ず屈折電圧没頭
の大きさを減少させ、第２に高周波再起電流を延長させ
て非振動とし真空コンタクタ−及びこれに類似のスイッ
チ装置により制御される回路における多重再起及び電圧
ニスカレーションを抑制する様に働くことを目的とする
。

従来のＲＣサージサプレッサーの使用にはしばしば以下
の不利が伴う： （１）　　これらは比較的寸法が大きく、モータ一端子
の十分近くに設置するＫは実際上しばしば大きな困難が
ある。ケーブルによりモータ一端子続される場合におい
てさえ、慮外又は危険な若しくは汚れた区域でこれら装
置を適宜収納する場合にはしばし゛ば問題が生ずる。

（１１）　　ＲｅＣサプレッサー急しゅん波頭〔モータ
ーにみられる如き〕の大きさと予起電圧又は再起電圧と
の比を一定の値たとえば１〜Ｌ２４Ｃ減少させる。しか
しながら、ＲＣＣサプレッサーモータ一端子にぶつかる
急しゅん波頭サージの大きさを一定の限度にはしない。

（ｉｌｌ）　　ＲＣサプレッサーは急しゆんｔｆ１１ｍ
電圧サージの立ち上り時間を増大させない。

本発明の目的はスイッチ制御負荷回路のための改良され
たサージ保護を提供することである。

即ち、本発明によれば、アースとスイッチ制御ＡＣ電気
的負荷回路の１つの相との間のＩｌａに用いられるＲＣ
ネットワークよりなる電気的サージプロテクターにおい
て、該ＲＣネットワークが実質的Ｋ１１ｊ形のＶ−Ｉ特
性をもつ線形抵抗素子、該線形抵抗素子と並列に接続さ
れ予め定められ九ニー４インド（ｋａ・・−ｐｏｉｎｔ
　）電圧値をもつ非線形抵抗素子及び腋並列接続の線形
及び非線形の抵抗素子と直りに接続される容量素子を有
し、腋容量素子は電力供給周波数において上記抵抗素子
を少なくとも部分的に回路から減結合し且つ２０マイク
ロ秒までの波頭立ち上り時間に伴う周波数において線形
及び非線形の抵抗素子の並列接続の合成抵抗インピーダ
ンスを回路に７ｆＩＩ効に結合する様に働き、まえ上記
容量素子は更に非線形抵抗素子のニー４インド電圧値を
越える急しゅん波頭サージ部分の立ち上り時間を増大さ
せる様に働くことを特徴とする、電気的サージプロテク
ターが提供される。

本明細書において、用語「非線形抵抗」は、ここで「ニ
ーポイント電圧値」と称される予め定められた電圧値ま
での電圧にお−ては比較的高い抵抗値でニーティント電
圧値を越える電圧においては低い抵抗値の非線形Ｖ−Ｉ
特性を４つ抵抗を示すのに用いられる。

非ＩＩｉ形抵抗素子はニーポイント電圧値以下Ｏ電圧に
おける抵抗値、実際のニーポイント電圧値及びニー−イ
ンド値を越える電圧におけゐ抵抗値ＫＩＩして適宜好適
なＶ−Ｉ特性をもつことができる。ニーティント電圧値
は保躾されるべき負荷に関する絶縁特性に適応する様に
選ばれろ。

本発明によるサージプロテクターは負荷端子が直接スイ
ッチに接続されている負荷回路に用いられるが、特に負
荷熾子が負荷ケーブルによりスイッチに接続されている
負荷回路に適用される。

負荷及び骸負荷とスイッチとを接続するケーブルを有す
る負荷回路を保護するのに用いられる本発明サージプロ
テクターにおいては、ＲＣネットワークの線形抵抗素子
は負荷ケーブルのサージインピーダンスの４倍までの抵
抗をもつ。

更に本発１！ｊＩＫよれば、負荷、咳負荷に接続された
スイッチ、及び相とアースとを接続する負荷回路の各相
のための上記本発明サージプロテクターを有する、サー
ジ保ｌＩ３相ムＣ電気的負荷回路が提供される。

スイッチは直接又は１以上の負荷ケーブルを用いて負荷
に接続される。

スイッチが負荷とケーブル接続されている場合には、本
発明による各ＲＣネットワークは好ましくは負荷の又は
その近くの位置のアンシェード負荷人力熾子に接続され
ている。

各ＲＣネットワークＦ１５輌以下の長さでスイッチと負
荷端子とを接続するケーブルのサージインピーダンスの
２倍以下のサージインピーダンスをもつ七ノ母レートケ
ーブルによりアソンエート負荷入力端子と接続されてい
てもよい。

本発明は約Ｉ　ＫＶ組以上線間電圧で稼動される負荷回
路に適用し得る。本発明Ｆｉ１〜１１　ＫＶの線間電圧
で稼動されるモーターその他の負荷回路用に％に好適で
あるが、更に３３　ＫＶ組以上線間電圧で稼動されるア
ーク炉変圧回路の如き＾い線間電圧にて用いることもで
きる。

少なくともＩ　ＫＶの線間電圧での稼動に用いられるス
イッチ制御ケーブル接続負荷回路においては、線形抵抗
の役割は予起及び再起に伴う高周波において負荷ケーブ
ルを成端（ｔ＠ｒｍｌｎａｔ・）せしめ、かくして進行
波の電圧〆ツリを防ぎ反射電流成分を最小限にすること
である。

線状ケーブル成端抵抗成分はケーブルのサージインピー
ダンスの約１〜３倍の抵抗をもつ。

直ガ接続の容量素子の主な役割は通常の電力供給周波数
にお叶る通常稼動時に抵抗素子を減結合し、これにより
抵抗素子Ｋかかる定常状態電圧を最小限にすることであ
る。しかしながら、進行波に伴う高周波においては、容
量素子のインピーダンスは線形及び非線形ｏ＃に抗素子
の並列接続の合成抵抗インピーダンスを負荷回路に有効
に結合せしめる種度に十分低い。

容量素子は約０．２〜１．０マイクロ秒の波頭立ち上り
時間に伴う周波数において合成抵抗インピーダンスを回
路に有効に結合する様な値をもつ。

５０　Ｉｓ又ｔｉ６０Ｈｚ　　の公称電力供給周波数で
は、容量素子の値は０．０２〜０．３　＃Ｆであり好ま
しくは０．０５〜０．２μＦである。

５０　Ｈｚ又は６０Ｈｚ　　の電力供給周波数及び０．
０２〜０．３μＦ　の容量値では、線形抵抗素子の値は
１０〜７５オームである。

線形抵抗素子と並列に接続されている非線形抵抗素子は
予め定められたニー４イン）ＩＩを有する、その値は電
流の増加により実効抵抗が急激に減少する電圧と関係す
る。高周波＃！ｌ（すなわち急しゅんａｌｌ）サージ電
圧が非線形抵抗素子のニーポイント電圧値を超えると、
後者の抵抗は減少する。そして、容量素子に直列Ｋｌ！
続されている非線形抵抗素子と線形抵抗素子との並列接
続の合成抵抗は十分低くなり、容量素子は波形傾斜（籠
マ・５ｔｏｐｉｎωコンデンサーとして有効に作用しか
つ、非線形抵抗素子のニー−インド電圧値を超えている
急しゅん波頭サージの立ち上り時間を増加させる。

非線形抵抗素子は、駿化亜鉛又は他の適轟な元素例えば
シリコンカーバイド又は非線形Ｖ−Ｉ特性を有するス・
ダークギャップからなる。

非線形抵抗素子のニーポイント電圧値は、系の公称ピー
ク相−アース電圧の約０．５〜２倍である。

好ましくＦｉ線形抵抗、非銀形抵抗及びキャΔシタンス
は本質的に非誘導性である。

非線形抵抗素子を線形抵抗素子と並列につなぐことによ
り電圧・周波数感応ＲＣサージプロテクターネットワー
クが得られる。

系の正常電力供給周波数において、容量素子は、回路か
ら少なくとも部分的に、線形抵抗と非線形抵抗の並列接
続を減結合するよう作用する。

振動負荷減エネルギー化過渡に伴う中周波数においては
、 線形抵抗を通るピーク過渡電流とそれにかかるピーク電
圧は十分低く、非線形抵抗素子のニーポイント電圧を越
えない。中周波数条件下において、本発明に従う結合非
線形ＲＣサージ！ロテクターネットワークの特性は、同
様の線形抵抗値及び直列容量値を有する従来のＲＣサー
ジサグレッサーと類似する。

高周波条件下で、非線形抵抗素子のニーポイント電圧値
以下の急しゅん波頭サージ電圧に対し、本発明による非
線形ＲＣサージプロテクターネットワークの特性は、類
似の線形抵抗値及び容量値をもつ従来のＲＣサージサグ
レッサーのそれと類似している。

高周波数条件下で、非線形抵抗素子のニーポイント電圧
値を越える急しゅん波頭サージ電圧に対し、非線形抵抗
素子のニー／インド電圧値を超える急しゅん波頭サージ
部の立ち上り時間は増加する。このように本発明の非縁
形Ｒｅサージプロテクターネットワークは、非−形抵抗
素子のニー−インド電圧値を超える急しゆんｔｌＬＩＩ
Ｉサージ電圧部に対電圧波形傾斜装置として有効に作用
する。

本発明の容量素子における高周波数サージ電流は本質的
にかなり幾期間非振動性である。

高周波数（すなわち急しゅん波頭）サージ電圧が非線形
抵抗素子のニーポイント電圧値を超え従って容量素子が
波形傾斜コンデンサーとして有効に作用する厳しい条件
下では、本発明の容量素子におけるサージ電流のピーク
値と持続時間は従来の非制動サージコンデンサーにおけ
るそれより低い。

災に１従来の非制動サージコンデンサーと異なり、本発
明のＲｅネットワークは、相関での為周波数静電結合の
可能性を増している。

本発明の非縁形Ｒｅサージプロテクターネットワークは
、モーター回路に接続されているケーブルの急しゅん波
頭進行波の負荷端子における屈折に伴う電圧ダブり効果
を最小にするばかりでなく、次の目的のためＫ、急しゅ
ん波頭進行波の反射と屈折を改良することができる。

［１）　　真空開閉装置又は高周波数子起電流及び再起
電流を遮断できる他の開閉装置によって開閉される高電
圧モーター回路にお−で多重予起及び再起を抑制し、 〔ｌＩ〕　　負荷ケーブルに沿って進行し負荷端子に侵
入する急しゅん波−電圧サージの強度を予め決められた
電圧値にまで制限し、を九、負荷端子に侵入し、非線形
抵抗素子の予め定められ九二′−ポイント電圧値を超え
る急しゅん波頭電圧サージ部の立ち上り時間を受は入れ
可能な値まで増加させる、。

本発明の容量素子は、線形抵抗と非線形抵抗の両方を、
正規電力供給周波数に−いて回路から有効に減結合し、
これらの素子の電力比及び寸法を減少させる。ニーポイ
ント電圧値を超え抵抗が減少するとき、非線形抵抗のみ
が鳥周波ａｄＪｋ件下で能動的になり、その必要エネル
ギーが最小になる。

好ましくは、本発明の容量素子の値は、急しゅん波−進
行波に伴う高周波数において、結合抵抗インピーダンス
を回路にカップリングするのと同量の小ささであり、系
の正規電力供給周波数にお−て正規動作中に線形抵抗及
び非線形抵抗における電流及び電力損失を最小にし、そ
れにより線形抵抗及び非線形抵抗の各電力比を最小にす
る。

５０　）１ｚ又ｕ６ＧＨｚ　　の電力供給周波数及び０
．０５μＦから０．２μＦ　の範囲の減結合容量値につ
いて、線形抵抗値は１０ｇから７５９の範囲にある。そ
のときｉ　ＫＶから１１　ＫＶ　　の範囲の線間電圧に
お叶る系の作動において連続的電力浪費は１　ｍＷから
１２Ｗである。このような配列では、ニーポイント電圧
値を超えたとき、予起又は再起の間の非線形抵抗におけ
る最大エネルギー浪費は代表的には２００Ｊ以下である
。

本発明のサージプロテクターは、電荷入力端子に接続す
るための、負荷端子箱の中に配置することができるもの
がよい。

３相系の場合、本発明のサージプロテクターは、負荷ケ
ーブルの負荷端又はその近くの各相のために備えつけで
ある。

本発明は、特に真空スイッチ装置に適用可能である。し
かし決つしてそれ専用ではない。

本発明Ｆｉ特に電気モーター保護に適切であり、更に全
てのスイッチ制御負荷特に誘−導負荷を保護するために
応用しつる。このように、本発明のサージプロテクター
は、高周波数電圧サージを減少させる必要がある変圧器
負荷回路において使用することができる。

本発明の配列をすれば、非線形ＲＣサージプロテクター
ネットワークが与えられる。そのネットワークは、モー
ター回路に接続されているケーブルの急しゅん電圧波頭
の強度を減少しまた制限することが可能であり、そして
愉鳳的には十分小さくモータ一端子箱の内儒に置くこと
ができ、またモーター人力端子ＫＩＩ絖することができ
る。

大多数の＾圧電圧モーター回路において、本発明の非線
形サージプロテクターは、従来のす−ジコンデンサー及
びサージサプレッサーに代えて使用することができる。

本発明の非線形サージプロテクターをモーターの会相の
負荷入力端子に接続すると、子細及び再起に伴う急しゅ
ん波頭の強度を最小にし制限するのに役立ち、適用可能
な場合には、多重子細及び再起を除去し、それＫより、
スイッチオンとスイッチオヌサージに対して十分な保護
を与える。

適用可能な場合は、本発明の非ＩＩＩＡｓＲＣサージプ
ロテクターの容量素子は、約０．３μＦの値まで増大す
る。この載置された配列は、例えば、モーターを少しづ
つ動かす必要がある厳しい停止引出しサージに対し保護
する必要があるようなときく適用することができる。

しかし、この場合には、非線形ＲＣサージプロテクター
が、モーター趨子箱内部に合う丸めに十分小さな寸法で
はなく、モーターに近付けて配置しなければならないよ
うＫすることも可能である。しかしこの場合も従来のＲ
Ｃサージサプレサーに対し次の利点を有している。急し
ゅん波頭の強度は予め定められ九水準、系の公称ビーク
相−アース電圧の２倍のオーダーまで制限される。

本発明のサージプロテクターは従来の制御サージコンデ
ンサ一連結している。このように配置した場合、制御サ
ージコンデンサーは、中周波数サージを制御するめに役
立ち一方本発明のサージプロテクターは残留高周波数子
細又は再起の電圧波頭の強度を減少させるのに役立つ。

本発明のサージプロテクターは、過電圧の防止が必要な
ところで、従来のギャップ又はギヤツブレスサージ防止
装置ＶＣＩＩ続して使用される。

本発明は負荷回路Ｋｍ続されたケーブルに適用できるだ
けでなく、スイッチ手段が負荷ケーブルなしで負荷に直
接接続されている負荷油路にも適用される。

本発明のサージプロテクターは負荷端子又はその近くの
位置においてサージプロテクターを負荷端子に接続する
ことが実際的でないときに％負荷ケーブルの入力端子に
接続される０本発明のサージプロテクターを負荷ケーブ
ルの入力端子に接続した場合には、その九めに強度は効
果的に減少し、負荷ケーブルの中に入れ急しゅん波頭電
圧サージの立ち上り時間は効果的に増大する。

本発明を明確に履解する九めに好ましい実施例を述べる
。添付図面において、 第１１１１ｔｉ３相の簡易回路であり、３相は、スイッ
チ制御され、ケーブルに接続されており、負荷回路は、
負荷端子に接続されている本発明の非線形ＲＣサージグ
ロテクターを含む。

第２図は、第１図の回路において使用されている非線形
抵抗素子の典型的Ｖ−Ｉ特性を図示したものである。

第３図は、３相のうちの１相の部品回路図であり、誼相
はスイッチ制御され、ケーブルに接続されており、負荷
回路は、分離ケーブルによって負荷端子に接続されてい
る本発明の非線形ＲＣサージプロテクターを含んでいる
。

まず第１図と第２図を参照する。負荷回路は、各相の入
力端子２を有する３相誘導負荷１を含ん−Ｃいる。負荷
ｌＦｉ、１／ＫＶカら１１ＫＶ又はそれ以上の範囲にあ
る線間電圧において作用するようにされている。負荷１
の各相の入力端子２は負荷ケーブル６によって、３相ス
イツチ装置辱の電荷−港子３に接続されている。負荷側
端子ｓｔｉ、負荷１から離れた所に位置してお妙各相を
開閉する。負荷ケーブル６は、単一線ケーブルからなる
もので本よく、また、３纏ケーブルからなって４よめ。

本発明の非線形ＲＣプロテクター５Ｆｉ、、負荷回路の
各相に備わっている。各サージプロテクターＳは、ケー
ブル６の負荷端において負荷１０入力端子２とアースに
接続されている。各非線形サージプロテクタ−６は、負
荷回路の相とアースの間で接続されていることが認めら
れる。

各サージプロテクター！Ｓは、非線形電圧周波数依存Ｒ
Ｃ回路を含んでいる。その回路は本質的に非誘導性線形
抵抗７を含む。抵抗７ハ本質的に線形Ｖ−Ｉ特性を有し
ている０回路は本質的に非誘導性の醸化亜鉛又は他の適
轟な非線形抵抗素子８を含み、抵抗素子８は′線形抵抗
ＩＫ並列に接続されている。そして回路は、本質的に非
誘導性のコンデンサー９を含み、コンデンサー９は、線
形抵抗７と非線形抵抗８との並列結合に直列に接続され
ている。

第２図かられかるように、非線形抵抗Ｉｎ非線形Ｖ−Ｉ
特性を有し、ニーティント電圧値Ｖｋｐ　　までの電圧
では、抵抗値はかなり＾く、ニーポイント電圧値ｖｋｐ
を超えた電圧では抵抗値は減少している。電圧に依存す
る非線形抵抗素子のこの特性はよく知られている。

各抵抗７は、Ｚｅの１から４倍の範囲の抵抗Ｒｓ　　を
有している。Ｚｅ　は、アンシェード負荷供給ケーブル
６のサージインピーダンスである。各非線形抵抗８Ｆｉ
、糸の分相−アースビーク公称電圧の０．５から２倍の
範囲にニーポイント電圧値Ｖｋｐを有する。

各コンデンサー９の値は、００２〜０．３μＦ　の１！
５囲にある。５０　Ｈｚ又は６０　Ｈｚ　　の電力供給
周波＃ＬＫ対してＦｉｏ、ｏｓからα２μＦの範囲が好
ましい。そ、して、各線形抵抗７の値ｒｉ１０〜７５ｇ
の範囲にある。

本発明の精神から離れることなく、多数の変化が拝顔に
わたり可能である。たとえば、置溝負荷１は、星形（ｗ
ｙ＊）又は三角結−を有する電気モーター又は変圧器か
らなってもよい。

負荷１が、厳しい停止引出しサージからの罠なゐ保護を
必要とする電気モーターからなるとき、例えばモーター
を少しづつ動かす必要があるときには、各コンデンサー
９は５０Ｈｚ又は６０　Ｈｚ　　の電力供給周波数に対
し０．３μＦｔでの値を有していればよく、各線形抵抗
フの値は１０〜７５Ωの範囲にあれによい。そして各非
線形抵抗８では、系の相−アースピーク公称電圧の０．
５から２倍の範囲の値にニーポイント電圧値がある。

負荷ケーブル６によってスイッチ装置４を負荷端子２に
接続することに代え、一定の条件下では、負荷ケーブル
６を省いてもよく、また、スイッチ装置４の負荷１１９
１１１子３を直接負荷端子２に接続してもよい。各サー
ジプロテクター５は、前のように、直接負荷端子２に接
続してもよい。

第３図の配列は、第１図の配列の相のそれぞれと同様で
ある。ただ、第３図の非線形ＲＣサージプロテクター５
が分離ケーブル１゜によって負荷入力障子に＠続されて
いる点が異なる。分離ケーブル１０のサージインピーダ
ンスＺｃ２　　ｉｊ、約２Ｚｅ　を超えるべきではない
。ここでＺｅ　Ｆｉ負荷供給ケーブル６のサージインピ
ーダンスである。また、分離ケーブル１０の長さは約５
講を超えるべきではない。線形抵抗７の抵抗値、非線形
抵抗８のニーポイント電圧値及びコンデンサーのキヤノ
ダシタンス値は、第１図の配列に関連し九所定の値以上
の範囲にある。

各サージプロテクターを、第１図及び第３図に示すよう
に、負荷ケーブル６の負ｕ端ｙおいて負荷入力端子２に
接続する代わりに、各相のサージプロテクター５を負荷
ケーブル６のスイッチ端において又はその近くの位置で
負荷側スイッチ端子３に接続してもよい。

各サージプロテクターＳは、スイッチ装置４の負荷側端
子３及びアースに接続し、サージプロテクター５を（ロ
）路の相及びアースの聞に接続してもよい。

第１図に示すように、３相負荷回路においては各相のサ
ージプロテクター５ｔｉ、自蔵ユニットとしてそれ自身
の中に配置してもよい。

かけがえと、して３相の３つのサージプロテクターは通
常の囲いの中に配列してよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は３相の簡易回路であり、第２図は非線形抵抗素
子の典型的Ｖ−１特性であり、第３図Ｆｉ１相の簡易回
路図である。 １：負荷　　　　２：各相め入力端子 ３：負荷ａｍ子　４：スイッチ装置 ５：サージプロテクター ６：ケーブル　　７：線形抵抗 ８：非線形抵抗　９：コンデンサー １０：分際ケーブル 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書 昭和５７本１１月　４日 特許庁長官　　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特−昭５７−１３５２６９号 ２、発明の名称 電気的スイッチンダサーゾ保穫 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　イエラノＰ−エンゾニアリング（デロデリエタ
リー）住所　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門
４０森ピル＠面 ６、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　アースとスイッチ制御ＡＣ電気的負荷回路の
   １つの相との間の接続に用いられるＲＣネットワークよ
   りなる電気的サージプロテクターにおいて、ｌｌ＊ＲＣ
   ネットワークが実質的に＠形のＶ−Ｉ特性をもつ線形抵
   抗素子、腋線形抵抗素子と並列に接続され予め定められ
   たニー４インド（ｋｒ＊＊・−ｐｏｉｎｔ　）電圧値を
   もつ非線形抵抗素子及び腋並列接続の線形及び非線形の
   抵抗素子と直列に接続される容量素子を有し、諌容量素
   子は電力供給周波数において上記抵抗素子を少なくとも
   部分的に回路から減結合し且つ２．．０７４２０秒まで
   の＃ＬｉＩＩＩ立ち上り時間に伴う周波数にシいて線形
   及び非ＩＩＩ形の抵抗素子の並列接続の合成抵抗インピ
   ーダンスを回路に有効に結合する様に働き、まえ上記容
   量素子は更に非線形抵抗素子のニー−インド電圧値を越
   える急しゅん波頭サージ部分の立ち上り時間を増大させ
   る様に働くことを特徴とする、電気的サージプロテクタ
   　０ （２）ＲＣネットワークの線形抵抗素子が負荷ケーブル
   のサージインピーダンスの４倍までの抵抗をもつことを
   特徴とする、負荷及び誼負荷とスイッチ手段とを結ぶケ
   ーブルを有する負荷−路の保護に用いられる第１項のサ
   ージプロテクター。 （Ｓ）ＲＣネットワークの線形抵抗素子が負荷ケーブル
   のサージインピーダンスの１〜３倍の抵抗をもつことを
   特徴とする、第２項のサージプロテクター。 （４）ＲＣネットワークの容量素子が０．２〜１．０１
   イクロ秒の波頭立ち上り時間に伴う周波数にお−て線形
   及び非線形の抵抗素子の並列接続の合成抵抗インピーダ
   ンスを回路に有効に結合する様に働くことを％像とする
   、前記いづれかの項のサージプロテクター。 （５１ＲＣネツトワークの容量素子の値が０．０２〜０
   ．３　μＦであることを特徴とする、第１〜４項のいづ
   れかのサージプロテクター。 （６）　　容量素子の値が０．０５〜ｏ２μＦ　である
   ことを特徴とする、第５項のサージプロテクター（７）
   線形抵抗素子の値が１０〜７５オームであることを特徴
   とする、第５又は６項のサージプロテクター。 （８）ＲＣネットワークの非線形抵抗素子のニーポイン
   ト電圧値が系の公称ビーク相−アース電圧の０．５〜２
   倍であることを特徴とする、前記いづれかの項のサージ
   プロテクター（９）　　負荷、該負荷に接続されたスイ
   ッチ手段及び相とアースとの間に接続され九Ｒｅネット
   ワークからなる負荷回路の各相のためのサージプロテク
   ターを有するサージ保ｓ３相ＡＣ電気的負荷回路におい
   て、各ＲＣネットワークが実質的に線形のＶ−Ｉ特性を
   もつ線形抵抗素子、該−形抵抗素子と並列に接続され予
   め定められたニーポイント電圧値をもつ非線形抵抗素子
   及び腋並列接続の線形及び非線形の抵抗素子と直列に接
   続される容量素子を有し、鋏容量素子は電力供給周波数
   において上記抵抗素子を少なくとも部分的に回路から酸
   結合し且つ２０マイクロ秒までの波頭立ち上り時間に伴
   う周波数において線形及び非線形の抵抗素子の並列接続
   の合成抵抗インピーダンスを回路に有効に結合する様に
   働き、また上記容量素子は更に非線形抵抗素子のニーポ
   イント電圧値を越える急しゅん波頭サージ部分の立ち上
   り時間を増大させる様に働くことを特徴とする、サージ
   保＠３相ＡＣ電気的負荷回路。 （２）各ＲＣネットワークの線形抵抗素子が負荷ケーブ
   ルのサージインピーダンスの４倍までの抵抗をもつこと
   を特徴とする、スイッチ手段と負荷とを接続する負荷ケ
   ーブルを有する第９項のサージ保護負荷回路。 （ロ）％ＲＣネットワークの抵抗素子が負荷ケーブルの
   サージインピーダンスの１〜３倍の抵抗をもつことを！
   黴とする、第１０項のサージ保護負荷回路。 （２）　各ＲＣネットワークが負荷の入力端子に接続さ
   れていることを特徴とする、第９〜１１項のいづれかの
   項のサージ保護負荷回路。 （至）各ＲＣネットワークが５解以下の長さで負荷ケー
   ブルのサージインピーダンスの２倍以下のサージインピ
   ーダンスを４つセ／４レートケーブルによ抄負荷入力地
   子ｖｃｌ！続されていることを特徴とする、第１２項の
   サージ保―負荷回路。 ａ→　各ＲＣネットワークの容量素子が０．２〜１．０
   マイクロ秒の波頭立ち上り時間に伴う周波数において線
   形及び非線形の抵抗素子の並列接続の合成抵抗インピー
   ダンスを回路に有効に結合する様に働く仁とを特徴とす
   る、第９〜１３項のいづれかの項のサージ保護負荷回路
   。 （ト）　各ＲＣネットワークの容量素子の値が００２〜
   ０．３μＦ　であることをＩＩＩｔ徴とする、第９〜１
   ４項のいづれかの項のサージ保護負荷回路。 （転）各ＲＣネットワークの容量素子の値が０．０５〜
   α２μＦ　であることを特徴とする、＠１５項のサージ
   保護負荷回路。 （ロ）線形抵抗素子の値が１０〜７５オームであること
   を特徴とする、第１５又は１６項のサージ保護負荷回路
   。 ＠　ＲＣネットワークの非線形抵抗素子のニーポイント
   電圧値が系の公称ピーク相−アース電圧の０，５〜２倍
   であることを特徴とする、第９〜１７項のいづれかの項
   のサージ保護負荷回路。