JPS6323738B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6323738B2
JPS6323738B2 JP55165047A JP16504780A JPS6323738B2 JP S6323738 B2 JPS6323738 B2 JP S6323738B2 JP 55165047 A JP55165047 A JP 55165047A JP 16504780 A JP16504780 A JP 16504780A JP S6323738 B2 JPS6323738 B2 JP S6323738B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
fuse element
metal plate
metal plates
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55165047A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5788825A (en
Inventor
Masami Hayashi
Tsutomu Yamazaki
Kunichi Inoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shizuki Electric Co Inc
Original Assignee
Shizuki Electric Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shizuki Electric Co Inc filed Critical Shizuki Electric Co Inc
Priority to JP16504780A priority Critical patent/JPS5788825A/ja
Publication of JPS5788825A publication Critical patent/JPS5788825A/ja
Publication of JPS6323738B2 publication Critical patent/JPS6323738B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Protection Of Static Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単位コンデンサを多数個並列接続も
しくは、単位コンデンサを適当数個集合したコン
デンサ群を集合して構成する充放電用コンデンサ
バンクにおいて単位コンデンサの内部絶縁波壊事
故に伴うコンデンサの爆発、コンデンサブツシン
グの破損、バンク母線の破壊等を未然に防止する
保護装置に関するものである。
従来から核融合実験装置等に用いられる衝撃電
流発生装置は、多数個の単位コンデンサを特別な
デイカツプリング素子を用いずに並列接続して充
放電用コンデンサバンクを形成し充電エネルギー
を蓄積して、これを単一負荷に放電する方式がと
られている。
この方式において、充放電用コンデンサバンク
の1個の単位コンデンサが内部絶縁破壊事故を起
こすと、当該単位コンデンサに他の並列接続され
た単位コンデンサから過大なエネルギーが流れ込
み爆発事故やコンデンサブツシング、バンク母線
等の破壊事故を起こすことがある。
これを防止する為に従来考えられている方法
は、事故コンデンサに並列接続された他の単位コ
ンデンサから流れ込む大電流を利用し発生させた
電磁力により事故コンデンサ端子間を低インピー
ダンス回路で短絡させて事故コンデンサに流れ込
む大電流を低インピーダンス回路に転流させ、事
故コンデンサに過大なエネルギーが流入するのを
抑制するものであつた。
今充放電用コンデンサバンクにおいて充電々圧
をE、単位コンデンサの静電容量をC、単位コン
デンサ1台当りのバンク母線インダクタンスを
L、並列接続数をN、事故コンデンサに流れ込む
電流波高値をIとするとNが数台を越えると、I
はNに無関係となり、I=√×Eで与えら
れNの増加は、事故コンデンサに流れこむエネル
ギーのみに寄与する事が実験的にも理論的にも確
認された。
Nが多くかつバンクの√が小さい場合、
すなわちバンクの充電エネルギーが多くて特性イ
ンピーダンスが大きい場合は、事故コンデンサに
流入する電流の波高値が比較的低く、流入するエ
ネルギーのみが大きい。従がつて事故コンデンサ
に流れ込む電流の2乗に比例して発生する電磁力
によつて事故コンデンサ端子間を低インピーダン
ス回路で短絡し事故コンデンサに流入するエネル
ギーを抑制することは困難である。以上の様に、
従来の方法では、比較的小電流で過大なエネルギ
ーの事故コンデンサへの流入は充分抑制出来ない
欠点があつた。
本発明は、これらの欠点を排除し、事故コンデ
ンサへ流出入するエネルギー、もしくは事故コン
デンサに流出入するエネルギーと、流出入する電
流により発生させた電磁力の両方を利用した安価
でしかも動作範囲の広範な充放電用コンデンサバ
ンク保護装置を提供するものである。
以下添付図面に従つて本発明の実施例を説明す
る。
第1図a、第2図a、第3図aは、単位コンデ
ンサもしくは単位コンデンサを適当数個集合した
コンデンサ群C1,C2,C3,C4…Cn−1,
Cnを、それぞれ保護装置S1,S2,S3,S
4…Sn−1,Sn(又はS1,S2,S3,S4…
Sn/2−1,Sn/2)を介して並列接続しスイ
ツチS,Wを通して負荷Lに放電する様に結線さ
れた充放電用コンデンサバンクを含む衝撃電流発
生装置の回路図である。万一この充放電用コンデ
ンサバンクのうちどれかが内部絶縁破壊事故を起
こすと他の単位コンデンサもしくはコンデンサ群
の充電エネルギーにより保護装置を通して異常電
流が流れ事故コンデンサに接続された保護装置に
は集中的に異常電流が流れる事になる。
第1図b、第2図b、第3図bはそれぞれ1個
の保護装置の縦断面図とこれに接続される単位コ
ンデンサもしくはコンデンサ群の接続図である。
第1図bにおいて、1部がヒユーズエレメント
2で構成されている金属板1,3は、定格充電々
圧に充分耐える厚みの絶縁シート4で包まれてお
り、金属板5,6とボルト・ナツト8により押え
つけられている。ヒユーズエレメント2は、金属
板5の突出部と絶縁シート4と金属板1,3に囲
まれボルト・ナツト8で締めつけられている為気
密室に閉じ込まれている。ヒユーズエレメント
2、金属板1,3は、単位コンデンサもしくはコ
ンデンサ群C1の充放電により流出入する電流経
路に直列に挿入されており、金属板1は、単位コ
ンデンサもしくはコンデンサ群の充電側端子へ、
金属板6は低インピーダンス接続線14により、
もう一方の端子へ接続されている。この様に接続
された第1図aに示す充放電用コンデンサバンク
において仮に単位コンデンサもしくはコンデンサ
群C1が絶縁破壊すると、他の単位コンデンサも
しくはコンデンサ群から異常電流が金属板3、ヒ
ユーズエレメント2、金属板1を通り流れ込みヒ
ユーズエレメント2は、爆発溶断する。金属板5
の突出部と絶縁シート4、金属板1,3、ボル
ト・ナツト8で形成される気密室は、ヒユーズエ
レメントの爆発溶断による金属蒸気で高圧力とな
りアークプラズマが充満し、絶縁シート4を破り
金属板5にあけられた圧力抜き穴7から吹き出
す。金属板1,3,5,6で囲まれる空間はアー
クプラズマが充満し絶縁シート4は蒸発して金属
板1,3,5,6は金属接触に近い導通状態とな
る。その後流れ込む異常電流は金属板3,6ない
し金属板3,5、ボルト・ナツト8、金属板6を
流れて、低インピーダンス接続線14に流れ込み
単位コンデンサもしくはコンデンサ群C1の内部
素体には過大なエネルギーが流入しない。第1図
aは第1図bの保護装置を用いた充放電用コンデ
ンサバンクを含む衝撃電流発生装置の回路図であ
る。
実験例として定格充放電々流最大値5KA、半
値巾1.5msecの単極性パルス電流のヒユーズエレ
メントを用い、絶縁破壊時に保護装置に流出入す
る異常電流を最大値70KA、半値巾300μsecの単
極性パルス電流で模擬し保護装置の動作模擬実験
を行つたところ動作遅れ時間約120μsecの高速で
動作した。ヒユーズエレメントを適切に選択すれ
ば、定格充放電々流では動作せず、絶縁破壊等に
よる異常電流で保護装置を高速に動作させる事は
容易なことである。
第2図は、ヒユーズエレメントに流れる電流が
異常値になつた時発生する強力な電磁力を利用し
ヒユーズエレメントに機械的損傷を与えてヒユー
ズエレメントの爆発溶断時間を高速化する事を図
つた第1図の変形実施例である。第2図bにおい
てヒユーズエレメント2、金属板1,3,5、絶
縁シート4は第1図bと同様に構成されており、
金属板6のみが第1図bと構造接続方法共異なつ
ている。
金属板6は、絶縁性のボルトナツト8を用い絶
縁シート4で包まれた1部がヒユーズエレメント
2で構成された金属板1,3を金属板5を用い押
えつけている。金属板6の一端は、単位コンデン
サもしくはコンデンサ群C1の充電側と異なるも
う一方の端子に接続されており、金属板6の他端
は、他の保護装置S2,S3,S4…Sn−1,
Snを介して単位コンデンサもしくはコンデンサ
群C2,C3,C4…Cn−1,Cnと並列接続さ
れている。この様に接続された第2図aに示す充
放電用コンデンサバンクにおいて仮に単位コンデ
ンサもしくはコンデンサ群C1が内部絶縁破壊事
故を起こしたとすると、他の単位コンデンサもし
くはコンデンサ群から異常電流が金属板3、ヒユ
ーズエレメント2、金属板1を通して事故単位コ
ンデンサもしくはコンデンサ群C1に流れ込み金
属板6を通して流出する。従がつてヒユーズエレ
メント2と金属板6を流れる電流方向が逆方向と
なり、異常電流の2乗に比例して発生する電磁反
発力によりヒユーズエレメント2は金属板5にあ
けられた圧力抜き穴7に押しつけられ機械的損傷
を受けるため異常電流による爆発溶断時間がより
高速化する。ヒユーズエレメント2の爆発溶断後
に流出入する異常電流は、金属板3,6もしくは
金属板3,5、ボルトナツト8、金属板6を通り
単位コンデンサもしくはコンデンサ群C1の内部
素体には過大なエネルギーが流入しない。
第3図は、定格充放電々流により発生する電磁
力は、ヒユーズエレメントや絶縁シートに機械的
損傷を与えずかつ内部絶縁破壊事故を起した単位
コンデンサもしくはコンデンサ群に接続された保
護装置のヒユーズエレメントのみに異常電流によ
り発生する電磁力が機械的損傷を与え爆発溶断時
間を高速化する様に構成した第1図の変形実施例
である。第3図bにおいて、ヒユーズエレメント
2、金属板1,3、絶縁シート4とヒユーズエレ
メント10、金属板9,11、絶縁シート12
は、第1図bと同様に形成されている。お互いに
絶縁シート4,12で包まれているヒユーズエレ
メント2,10を含む金属板1,3と9,11
は、金属板5と6とボルトネジ8により押えつけ
られている。ヒユーズエレメント2,10は、金
属板5,6の突出部と絶縁シート4,12と金属
板1,2,9,11に囲まれボルトナツト8で押
えられているため気密室に閉じ込まれている。ヒ
ユーズエレメント2、金属板1,3とヒユーズエ
レメント10金属板9,11は単位コンデンサも
しくはコンデンサ群C1,C2にそれぞれ直列に
挿入されている。金属板1,9は、単位コンデン
サもしくはコンデンサ群C1,C2の充電側端子
へ、金属板5は低インピーダンス接続線14によ
りもう一方の端子へそれぞれ接続されている。
この様に接続された第3図aに示す充放電用コ
ンデンサバンクにおいて仮に単位コンデンサもし
くはコンデンサ群C1が内部絶縁破壊事故を起こ
したとすると他の単位コンデンサもしくはコンデ
ンサ群から異常電流が金属板3、ヒユーズエレメ
ント2、金属板1を通り流れ込む。この時隣接す
る単位コンデンサもしくはコンデンサ群C2から
流れ出る電流は、金属板9、ヒユーズエレメント
10、金属板11を通る。従がつてヒユーズエレ
メント2,10を流れる電流の方向はお互いに逆
方向となりヒユーズエレメント2とヒユーズエレ
メント10を流れる電流の積に比例した電磁反発
力が作用し、ヒユーズエレメント2,10を金属
板5,6にあけられた圧力抜き穴7,13に押し
つけヒユーズエレメント2,10に機械的損傷を
与える。と共に流出入する電流でヒユーズエレメ
ント2,10は爆発溶断する。
従がつて爆発溶断時間はより高速化する。実験
結果によると第1図の方式に比べ動作時間遅れは
約20%の短縮、即ち高速化を計ることができた。
これはヒユーズエレメント2,10は気密室内で
爆発的に溶融すると共に電磁力の反揆力により絶
縁シートと共に圧力抜き穴に圧着し、該穴にめり
込み、アークプラズマとなつて吹き出しを容易と
すると共に電磁反揆力によつて金属板1,3,
9,11を強制的に把持する金属板5,6に圧着
するためと考えられ、導体の金属板と把持する金
属板とは金属接触に近い導通状態となりその後流
れ込む異常電流は、低インピーダンス接続線14
に流れ込み単位コンデンサもしくはコンデンサ群
C1の内部素体に過大なエネルギーが流入しな
い。
本発明による時は、ヒユーズエレメントを適切
に選択する事により定格充放電々流では動作せ
ず、単位コンデンサもしくはコンデンサ群の内部
絶縁破壊等による異常電流が流れると確実にしか
も高速で動作し爆発事故等を防止する動作範囲の
広範な保護装置を経済的に提供する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図は本発明の実施例を示
し、第1図a、第2図a、第3図aはそれぞれの
保護装置を装着した充放電用コンデンサバンクを
含む衝撃電流発生装置の回路図を示す。又第1図
b、第2図b、第3図bは保護装置の縦断面図と
保護装置1個当りの接続図を示す。 C1,C2,C3,C4…Cn−1,Cn……単
位コンデンサもしくは単位コンデンサを適当数個
集合したコンデンサ群、S1,S2,S3,S4
…Sn−1,Sn(又はS1,S2,S3,S4…
Sn/2−1,Sn/2)……保護装置、1,3,
5,6,9,11……金属板、2,10……ヒユ
ーズエレメント、4,12……絶縁シート、7,
13……圧力抜き穴、8……ボルトナツト、14
……低インピーダンス接続線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 単位コンデンサもしくは単位コンデンサを多
    数個集合したコンデンサ群を集合して構成する充
    放電用コンデンサバンクにおいて、単位コンデン
    サもしくはコンデンサ群の一方の端子の電流経路
    にヒユーズエレメントを挿入し、このヒユーズエ
    レメントを連結する前後の導電用金属板と共に絶
    縁シートにより被覆し、これらを対をなす挾持用
    金属板により挾持し、この対をなす挾持用金属板
    と前後の導電用金属板とにより気密室を形成しこ
    の気密室内に上記ヒユーズエレメントを収納し、
    かつ挾持用金属板はコンデンサの他方の端子と低
    インピーダンスの接続線で接続してバイパスを形
    成すると共に一方の挾持用金属板には上記気密室
    に臨む空気抜き穴を穿孔し、ヒユーズエレメント
    に流れる電流が設定値を越えたとき上記気密室内
    で爆発的に溶断し絶縁シートを破壊して空気抜き
    穴から噴出し導電用金属板と挾持用金属板とを連
    通し、上記接続線により単位コンデンサもしくは
    コンデンサ群の端子間を短絡することを特徴とす
    る充放電用コンデンサバンクの保護装置。 2 ヒユーズエレメントを挾持する挾持用金属板
    のうち空気抜き孔を形成しない金属板は単位コン
    デンサもしくはコンデンサ群の他方の端子の電流
    通路とし、ヒユーズエレメントと逆方向に電流を
    流通すると共に電流が異常値になつたときヒユー
    ズエレメントと上記挾持用金属板との電磁力の反
    揆力によりヒユーズエレメントを絶縁シートを介
    して空気抜き穴に圧着し機械的損傷と共に爆発溶
    断を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の充放電用コンデンサバンクの保護装置。
JP16504780A 1980-11-21 1980-11-21 Device for protecting discharging condenser bank Granted JPS5788825A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16504780A JPS5788825A (en) 1980-11-21 1980-11-21 Device for protecting discharging condenser bank

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16504780A JPS5788825A (en) 1980-11-21 1980-11-21 Device for protecting discharging condenser bank

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5788825A JPS5788825A (en) 1982-06-02
JPS6323738B2 true JPS6323738B2 (ja) 1988-05-18

Family

ID=15804821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16504780A Granted JPS5788825A (en) 1980-11-21 1980-11-21 Device for protecting discharging condenser bank

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5788825A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087999A (en) * 1989-09-21 1992-02-11 Director General, Agency Of Industrial Science And Technology Capacitor bank provided with a protective device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5140264A (ja) * 1974-09-28 1976-04-03 Hitachi Maxell Shindoshikidenkikamisorinochibatai no seizoho

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5140264A (ja) * 1974-09-28 1976-04-03 Hitachi Maxell Shindoshikidenkikamisorinochibatai no seizoho

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5788825A (en) 1982-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101669184B (zh) 用于保护变流器模块的装置
US4300181A (en) Commutation circuit for an HVDC circuit breaker
EP0583248B1 (en) Power capacitor
US5317473A (en) Surge arrester assembly
US20240106204A1 (en) Arc mitigation devices and systems
US3728583A (en) Electrical fuse system
JPS6323738B2 (ja)
US3320482A (en) Lightning arrester for high energy switching surges
US4186417A (en) Capacitor protective system
US4516182A (en) Current limiting apparatus
US5400207A (en) Isolator-arrester assembly
US5087999A (en) Capacitor bank provided with a protective device
US3448343A (en) Combined overvoltage protective device and conductor support
US3851290A (en) Fuse
CN2588521Y (zh) 热爆式脱离器
CN207165427U (zh) 一种专用于高压自愈式电容器的故障信号增强器
US5101314A (en) Protection system for capacitor bank
US3180957A (en) Auxiliary contact device with deformable contact operated by an explosive
US3168626A (en) Electrodynamically operated circuit protective device
CN211908359U (zh) 一种板载三相电涌保护器
Inall A proposal for the construction and operation of an inductive store for 20MJ
Cliffe et al. High-voltage and high-current automatic crowbar
JPH03107330A (ja) キヤパシタバンクの保護装置
McFarlane A High-voltage, Quick-acting Fuse to Protect Capacitor Banks
SU1319160A1 (ru) Электрическа сеть