JPS6033716Y2 - capacitor bank protection device - Google Patents

capacitor bank protection device

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JPS6033716Y2
JPS6033716Y2 JP17755779U JP17755779U JPS6033716Y2 JP S6033716 Y2 JPS6033716 Y2 JP S6033716Y2 JP 17755779 U JP17755779 U JP 17755779U JP 17755779 U JP17755779 U JP 17755779U JP S6033716 Y2 JPS6033716 Y2 JP S6033716Y2
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JP
Japan
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light
capacitor bank
receiving element
potential difference
output signal
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Application number
JP17755779U
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Japanese (ja)
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JPS5694121U (en
Inventor
克人 馬路
Original Assignee
株式会社東芝
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は複数個の単位コンデンサを直並列に接続したコ
ンデンサバンクの事故を検出して保護するコンデンサバ
ンクの保護装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a protection device for a capacitor bank that detects and protects a capacitor bank in which a plurality of unit capacitors are connected in series and parallel to each other.

たとえば衝撃電流発生装置等に用いる直流コンデンサバ
ンクは比較的小容量のケース形コンデンサを複数個、直
列接続にした直列枝路を複数本、並列に接続して構成し
ている。
For example, a DC capacitor bank used in an impulse current generator or the like is constructed by connecting a plurality of relatively small-capacity case-type capacitors in series and a plurality of series branches connected in parallel.

このようなコンデンサバンクの全充電エネルギーは数百
キロジュール乃至メガジュールになる。
The total charging energy of such a capacitor bank is hundreds of kilojoules to megajoules.

したがって、その1台のコンデンサでも充電中に絶縁破
壊を起すと、場合によっては事故コンデンサへ全充電エ
ネルギーが集中して消費され偽装なコンデンサケースの
破裂事故を誘発する危険がある。
Therefore, if dielectric breakdown occurs in even one capacitor during charging, there is a risk that, depending on the case, all the charging energy will be concentrated and consumed in the faulty capacitor, leading to a false capacitor case bursting accident.

このために従来、この種のコンデンサバンクでは、事故
電流の電磁力を利用して事故コンデンサを短絡し、ある
いは限流ヒユーズを用いて事故電流をしゃ断することが
行なわれている。
For this reason, conventionally, in this type of capacitor bank, the electromagnetic force of the fault current is used to short-circuit the fault capacitor, or a current limiting fuse is used to cut off the fault current.

また単位コンデンサのブロックを数段直列に接続してバ
ンクのりアクタンスを大きくし、事故時の回り込みエネ
ルキーヲ単位コンデンサのケース破壊エネルギー以下に
抑えるように接続したものもある。
There is also a system in which several blocks of unit capacitors are connected in series to increase the bank actance, and to suppress the wraparound energy in the event of an accident to less than the unit capacitor's case destruction energy.

しかしながらいずれのものも事故発生時はバンクを点検
して故障箇所を探し出す必要があり、またインターロッ
クを設けることは困難なものもある。
However, in the event of an accident, it is necessary to inspect the bank to find the faulty part, and it is difficult to install an interlock in some cases.

またバンクのりアクタンスを大きくして回り込みエネル
ギーを抑えた場合、目視点検では事故コンデンサの発見
が困難であり修理作業が極めめで面倒である。
Furthermore, when the bypass energy is suppressed by increasing the bank glue actance, it is difficult to detect a faulty capacitor by visual inspection, and repair work becomes extremely difficult and troublesome.

このためさらに種々の保護装置が考えられている。For this reason, various protection devices have been considered.

第1図は先に提案されているコンデンサバンクの保護装
置の一例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a previously proposed protection device for a capacitor bank.

図中1は単位コンデンサC11,C2X、C31・・・
C64による直列枝路を複数本、並列に接続したコンデ
ンサバンクである。
In the figure, 1 is a unit capacitor C11, C2X, C31...
This is a capacitor bank in which multiple C64 series branches are connected in parallel.

このコンデンサバンク1はしゃ断器2を介して図示しな
い電源に接続されて充電が行なわれる。
This capacitor bank 1 is connected to a power source (not shown) via a breaker 2 and charged.

またこのコンデンサバンク1に並列に開閉器3および放
電抵抗4の直列回路を接続している。
Further, a series circuit including a switch 3 and a discharge resistor 4 is connected in parallel to the capacitor bank 1.

さらにコンデンサバンク1の単位コンデンサの直列枝路
を2組に分け、各直列枝路の各中央段を組毎に並列に接
続し、この接続点a、bを整流装置5の交流入力側に接
続する。
Further, the series branches of the unit capacitors of the capacitor bank 1 are divided into two sets, each center stage of each series branch is connected in parallel for each set, and these connection points a and b are connected to the AC input side of the rectifier 5. do.

この整流装置5の直流出力側に補助回路6を介して発光
素子7を接続し、上記コンデンサバンクの直列枝路の段
間の電位差に相当する出力電流に応じて発光素子7を発
光させるようにしている。
A light emitting element 7 is connected to the DC output side of the rectifier 5 via an auxiliary circuit 6, and the light emitting element 7 is made to emit light in accordance with the output current corresponding to the potential difference between the stages of the series branch circuit of the capacitor bank. ing.

そして発光素子7の光を絶縁性のライトガイド8を介し
て受光素子9へ導く。
The light from the light emitting element 7 is then guided to the light receiving element 9 via an insulating light guide 8.

この受光素子9の出力信号をリレー回路10へ与え所定
の光量を越える受光時にしゃ断器2および開閉器3を動
作させるようにしている。
The output signal of the light receiving element 9 is applied to a relay circuit 10 to operate the breaker 2 and the switch 3 when a predetermined amount of light is received.

このようにすればコンデンサバンク1の正常な動作時に
は単位コンデンサC11,C21,C31・・・C64
の製造時の静電容量のバラツキ等により接続点a。
In this way, during normal operation of capacitor bank 1, unit capacitors C11, C21, C31...C64
Connection point a due to variations in capacitance during manufacturing.

b間に微小な電位差E1を生じる。A small potential difference E1 is generated between the terminals b.

そしてこの電位差E、を利用して補助回路6を介して発
光素子7を発光させ、その光をライトガイド8を介して
受光素子9へ伝達することができる。
Using this potential difference E, the light emitting element 7 can be caused to emit light via the auxiliary circuit 6, and the light can be transmitted to the light receiving element 9 via the light guide 8.

なおこの場合、発光素子7の発光は微弱なためリレー回
路10は不動作でしゃ断器2は閉路を、開閉器3は開路
をそれぞれ保持する。
In this case, since the light emitted from the light emitting element 7 is weak, the relay circuit 10 is inoperative, and the breaker 2 maintains the closed circuit and the switch 3 maintains the open circuit.

ここでいずれかの単位コンデンサが絶縁破壊を起すと、
接続点a、 b間の電位差E2は正常時に発生する電位
差E1に比して極めて大きくなり発光素子7の光量も増
大する。
If any of the unit capacitors suffers dielectric breakdown,
The potential difference E2 between the connection points a and b is extremely large compared to the potential difference E1 that occurs under normal conditions, and the amount of light from the light emitting element 7 also increases.

したがって受光素子9の受光量も増大し、リレー回路1
0が動作し、しゃ断器2を開路してコンデンサバンク1
を図示しない電源から切離すとともに開閉器3を閉路し
て残留電荷を抵抗4を介して放電する。
Therefore, the amount of light received by the light receiving element 9 also increases, and the relay circuit 1
0 operates, circuit breaker 2 opens and capacitor bank 1
is disconnected from a power source (not shown), and the switch 3 is closed to discharge the residual charge through the resistor 4.

なお整流装置5により補助回路6への入力を一方向にす
ることにより任意の単位コンデンサの絶縁破壊を検知す
ることができる。
Note that dielectric breakdown of any unit capacitor can be detected by making the input to the auxiliary circuit 6 unidirectional using the rectifier 5.

このようなコンデンサバンクの保護装置によれば単位コ
ンデンサのいずれかに絶縁破壊を生じても必ず電位差E
2を検出できしゃ断器2を開路することにより事故の波
及を防止することができる。
According to such a protection device for a capacitor bank, even if dielectric breakdown occurs in any of the unit capacitors, the potential difference E will always be maintained.
2 can be detected and the breaker 2 can be opened to prevent the accident from spreading.

またライトガイドとして電気絶縁特性の良好なファイバ
ケーブルを用いているので発光素子7側が高電圧に充電
されていても絶縁変圧器等を用いることなく安全、確実
に信号の伝達を行なうことができる。
Furthermore, since a fiber cable with good electrical insulation properties is used as the light guide, even if the light emitting element 7 side is charged to a high voltage, signals can be transmitted safely and reliably without using an insulating transformer or the like.

しかしながらこのようなものでは発光素子7、受光素子
9、ライトガイド8等の保護系統の故障を検出すること
はできない。
However, with such a device, it is not possible to detect a failure in the protection system of the light emitting element 7, the light receiving element 9, the light guide 8, etc.

このために保事系統の故障時にコンデンサバンク1に事
故を生じた場合、これを検出してコンデンサバンク1を
保護することができないという問題があった。
Therefore, if an accident occurs in the capacitor bank 1 due to a failure in the maintenance system, there is a problem in that it is not possible to detect this and protect the capacitor bank 1.

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので簡単な構成
でコンデンサバンク7の故障および保護系統自体の故障
の検出を行なうことができ、高信頼性が得られるコンデ
ンサバンクの保護装置を提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been devised in view of the above circumstances, and provides a capacitor bank protection device that can detect failures in the capacitor bank 7 and failures in the protection system itself with a simple configuration, and provides high reliability. The purpose is to

以下本考案の一実施例を第1図と同一部分に同一符号を
付与して第2図に示すブロック図を参照して説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to a block diagram shown in FIG. 2, in which the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals.

図中81.82は発光素子7の発光を第1゜第2の各受
光素子91.92へ導く2条のライトガイドである。
In the figure, reference numerals 81 and 82 denote two light guides that guide the light emitted from the light emitting element 7 to the first and second light receiving elements 91 and 92, respectively.

なお、上記発光素子7は接続点C,d間から補助回路6
を介して印加される電圧に応じた光量で発光するもので
ある。
Note that the light emitting element 7 is connected to the auxiliary circuit 6 between the connection points C and d.
It emits light with an amount of light that corresponds to the voltage applied through it.

さらに第1の受光素子91は比較的高感度で、コンデン
サバンク1の接続点C,dの正常時の電位差E3によっ
て動作し、その出力信号をリレー制御回路10へ与える
Furthermore, the first light-receiving element 91 has relatively high sensitivity and is operated by the normal potential difference E3 between the connection points C and d of the capacitor bank 1, and provides its output signal to the relay control circuit 10.

また第2の受光素子92は批較的低感度で、コンデンサ
バンク1の単位コンデンサのいずれかの故障時の比較的
大きな電位差E4によって動作し、その出力信号をリレ
ー制御回路10へ与える。
Further, the second light receiving element 92 has relatively low sensitivity, operates by a relatively large potential difference E4 when any of the unit capacitors of the capacitor bank 1 fails, and provides its output signal to the relay control circuit 10.

そしてリレー制御回路10は第1の受光素子91からだ
け出力信号が与えられる場合は正常と判断し、第1の受
光素子91の出力信号が消勢した場合は保護系の異常、
第2の受光素子92の出力信号が出力した場合はコンデ
ンサバンク1の異常とそれぞれ判断する。
The relay control circuit 10 determines that it is normal when the output signal is given only from the first light receiving element 91, and determines that the protection system is abnormal when the output signal of the first light receiving element 91 is deenergized.
If the output signal of the second light receiving element 92 is output, it is determined that the capacitor bank 1 is abnormal.

そして正常と判断した場合はしゃ断器2を閉路して図示
しない電源からコンデンサバンク1の各単位コンデンサ
へ充電を行ない、また開閉器3を開路する。
If it is determined to be normal, the breaker 2 is closed, each unit capacitor of the capacitor bank 1 is charged from a power source (not shown), and the switch 3 is opened.

また異常と判断した場合はしゃ断器2を開路して電源と
コンデンサバンク1とを断ち、開閉器3を閉路してコン
デンサバンク1の充電電荷を放電抵抗4を介して放電す
る。
If it is determined that there is an abnormality, the breaker 2 is opened to cut off the power source and the capacitor bank 1, and the switch 3 is closed to discharge the charge in the capacitor bank 1 via the discharge resistor 4.

したがって、単位コンデンサのいずれかに絶縁破壊を生
じた場合に事故の拡大を確実に防止できる。
Therefore, even if dielectric breakdown occurs in any of the unit capacitors, it is possible to reliably prevent the accident from expanding.

さらに発光素子7、受光素子91.92等の保護系の異
常も検出することができ高信頼性を得ることができる。
Furthermore, abnormalities in the protection systems of the light emitting element 7, the light receiving elements 91, 92, etc. can also be detected, and high reliability can be obtained.

また第1図に示すような従来の保護装置では保護系の動
作を確認するためにはコンデンサバンクの適宜な単位コ
ンデンサ絶縁破壊時と同じ状態にする必要があり事実上
このような試験は極めて面倒であった。
In addition, in the conventional protection device shown in Figure 1, in order to confirm the operation of the protection system, it is necessary to put the capacitor bank into the same condition as when the capacitor dielectric breakdown occurred, making such a test extremely troublesome. Met.

これに対して上記実施例によれば、たとえばコンデンサ
バンク1に対する印加電圧を減少することにより発光素
子7に印加される電圧が減少しその発光量も少なくなる
On the other hand, according to the embodiment described above, by reducing the voltage applied to the capacitor bank 1, for example, the voltage applied to the light emitting element 7 is reduced, and the amount of light emitted by it is also reduced.

したがって、コンデンサバンク1が正常であっても接続
点C9d間の電位差が低くなりそれによって発光素子7
の発光量も少なくなる。
Therefore, even if the capacitor bank 1 is normal, the potential difference between the connection point C9d becomes low and the light emitting element 7
The amount of light emitted also decreases.

このため第1の受光素子91の出力は消勢されリレー回
路10は保護系の異常と判断することにより保護装置の
動作を確認することができる。
Therefore, the output of the first light receiving element 91 is deenergized, and the relay circuit 10 determines that there is an abnormality in the protection system, thereby making it possible to confirm the operation of the protection device.

なお、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、
たとえばリレー回路10で保護系の異常を検出した場合
には適宜な故障表示装置を動作させるようにしてもよい
Note that the present invention is not limited to the above embodiments,
For example, when an abnormality in the protection system is detected in the relay circuit 10, an appropriate failure display device may be operated.

以上詳述したように本考案は複数の単位コンデンサを直
並列に接続したコンデンサバンクの適宜な直列枝路間の
段間の電位差を補助回路を介L2て発光素子へ印加しこ
の発光をライトガイドを介して正常時の電位差で動作す
る第1の受光素子および異常時の電位差で動作する第2
の受光素子へ導き、この出力信号をリレー回路へ与える
As detailed above, the present invention applies the potential difference between appropriate series branches of a capacitor bank in which a plurality of unit capacitors are connected in series and parallel to the light emitting element via the auxiliary circuit L2, and uses this light emission as a light guide. A first light-receiving element that operates with a potential difference in normal conditions and a second light-receiving element that operates with a potential difference in abnormal conditions.
the light receiving element, and this output signal is given to the relay circuit.

そして第1の受光素子の出力信号だけが与えられるとき
は正常、第1.第2の受光素子の出力信号を与えられる
ときはコンデンサバンクの故障、第1.第2の受光素子
の出力信号が消勢された場合は保護系の故障とみなし、
この故障検出に応動して上記コンデンサバンクを電源か
ら切離すようにしたものである。
When only the output signal of the first light receiving element is given, it is normal; When the output signal of the second photodetector is given, the capacitor bank is damaged. If the output signal of the second light-receiving element is deactivated, it is assumed that the protection system has failed.
In response to this failure detection, the capacitor bank is disconnected from the power supply.

したがってコンデンサバンクの保護とともに保護系自体
の故障検出を行なうことができ構成が簡単で高信頼性の
コンデンサバンクの保護装置を提供することができる。
Therefore, it is possible to protect the capacitor bank and to detect failures in the protection system itself, thereby providing a highly reliable capacitor bank protection device with a simple configuration.

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

第1図は先に提案されている保護装置の一例を示すブロ
ック図、第2図は本考案の一実施例を示すブロック図で
ある。 1・・・・・・コンデンサバンク、2・・・・・・しゃ
断器、3・・・・・・開閉器、4・・・・・・放電抵抗
、5・・・・・・整流装置、6・・・・・・補助回路、
7・・・・・・発光素子、81,82・・・・・・ライ
トガイド、91,92・・・・・・受光素子、10・・
・・・・リレー回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a previously proposed protection device, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 1... Capacitor bank, 2... Breaker, 3... Switch, 4... Discharge resistor, 5... Rectifier, 6...Auxiliary circuit,
7... Light emitting element, 81, 82... Light guide, 91, 92... Light receiving element, 10...
...Relay circuit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 複数の単位コンデンサを直並列に接続したコンデンサバ
ンクにおいて、このコンデンサバンクの適宜な直列枝路
間の段間の電位差が与えられこの電位差に応じた電圧を
出力する補助回路と、この補助回路の出力電圧が印加さ
れる発光素子と、この発光素子の発光を導く絶縁性のラ
イトガイドと、このライトガイドを介して光が与えられ
正常時の上記電位差により動作する第1の受光素子と、
上記ライトガイドを介して光が与えられコンデンサバン
クの故障時の上記電位差により動作する第2の受光素子
と、上記第1の受光素子の出力信号だけが与えられると
きは正常とみなし第1゜第2の受光素子の出力信号が与
えられるときはコンデンサバンクの故障とみなし第1.
第2の受光素子の出力信号が消勢されたときは保護系の
故障とみなすとともにこの故障検出に応動して上記コン
デンサバンクを電源から切り離すリレー回路とを具備す
るコンデンサバンクの保護装置。
In a capacitor bank in which a plurality of unit capacitors are connected in series and parallel, an auxiliary circuit that is given a potential difference between stages between appropriate series branches of this capacitor bank and outputs a voltage according to this potential difference, and an output of this auxiliary circuit. a light-emitting element to which a voltage is applied; an insulating light guide that guides the light emission of the light-emitting element; and a first light-receiving element that is supplied with light through the light guide and operates based on the above-mentioned potential difference during normal operation;
When light is applied through the light guide and only the output signal of the second light receiving element, which operates due to the above potential difference at the time of failure of the capacitor bank, and the first light receiving element is given, it is considered normal. When the output signal of the second light receiving element is given, it is assumed that the capacitor bank has failed.
A protection device for a capacitor bank, comprising: a relay circuit that considers the failure of the protection system when the output signal of the second light-receiving element is deactivated, and disconnects the capacitor bank from the power supply in response to the detection of the failure.
JP17755779U 1979-12-21 1979-12-21 capacitor bank protection device Expired JPS6033716Y2 (en)

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JPS5694121U JPS5694121U (en) 1981-07-27
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