JP2000188043A - 電流を制限する開閉器 - Google Patents
電流を制限する開閉器Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
- H02H9/026—Current limitation using PTC resistors, i.e. resistors with a large positive temperature coefficient
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
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-
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構造であっても、電源回路部分や高電
圧および中電圧の電源を安全にしかも信頼性をもって開
閉できる電流制限開閉器を提供する。 【解決手段】 定格電流を流すためにある耐アーク性の
接触子配置Ｓ1 と、電流を遮断する第一スイッチング装
置Ｔを保有している定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接
続された第一切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中
電圧または高電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応
答する限流器ＲB を備えた第二切換通路Ｋ 2 が定格電流
接触子配置Ｓ1 に対して並列に接続されていて、第一切
換通路Ｋ1に直列に接続された第一スイッチング装置Ｔ
と分離接触子配置ＳT がある。
圧および中電圧の電源を安全にしかも信頼性をもって開
閉できる電流制限開閉器を提供する。 【解決手段】 定格電流を流すためにある耐アーク性の
接触子配置Ｓ1 と、電流を遮断する第一スイッチング装
置Ｔを保有している定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接
続された第一切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中
電圧または高電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応
答する限流器ＲB を備えた第二切換通路Ｋ 2 が定格電流
接触子配置Ｓ1 に対して並列に接続されていて、第一切
換通路Ｋ1に直列に接続された第一スイッチング装置Ｔ
と分離接触子配置ＳT がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、定格電流を流す
ためにある耐アーク性の接触子配置と、電流を遮断する
第一スイッチング装置を保有している定格電流接触子配
置に並列に接続された第一切換通路とを備えた電流を制
限する中電圧または高電圧開閉器に関する。
ためにある耐アーク性の接触子配置と、電流を遮断する
第一スイッチング装置を保有している定格電流接触子配
置に並列に接続された第一切換通路とを備えた電流を制
限する中電圧または高電圧開閉器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の開閉器はドイツ特許出願公開第
43 17 965号明細書および欧州特許出願公開第 0 272 3
49号明細書に開示されているような電流制限開閉器であ
る。これ等の周知の開閉器は電源線路を遮断するために
設計されていて、数マイクロ秒内で互いに分離する電流
接触子を備えた非常に早い機械的な開閉器を有し、この
開閉器に対して並列になっていて、短絡電流を遮断する
半導体スイッチ、例えば主にＧＴＯのような遮断可能な
サイリスタを有する。この電源線路を遮断する場合、電
源の全電圧がこの半導体スイッチのところに加わる。半
導体スイッチにも数 kＶまでの電圧が印加するので、こ
れ等の電流制限開閉器は低圧電源に使用される。
43 17 965号明細書および欧州特許出願公開第 0 272 3
49号明細書に開示されているような電流制限開閉器であ
る。これ等の周知の開閉器は電源線路を遮断するために
設計されていて、数マイクロ秒内で互いに分離する電流
接触子を備えた非常に早い機械的な開閉器を有し、この
開閉器に対して並列になっていて、短絡電流を遮断する
半導体スイッチ、例えば主にＧＴＯのような遮断可能な
サイリスタを有する。この電源線路を遮断する場合、電
源の全電圧がこの半導体スイッチのところに加わる。半
導体スイッチにも数 kＶまでの電圧が印加するので、こ
れ等の電流制限開閉器は低圧電源に使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、簡
単な構造であっても、電源回路部分や高電圧および中電
圧の電源を安全にしかも信頼性をもって開閉できる冒頭
に述べた種類の電流制限開閉器を提供することにある。
単な構造であっても、電源回路部分や高電圧および中電
圧の電源を安全にしかも信頼性をもって開閉できる冒頭
に述べた種類の電流制限開閉器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、定格電流を流すためにある耐アーク性の接触子
配置Ｓ1 と、電流を遮断する第一スイッチング装置Ｔを
保有している定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接続され
た第一切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中電圧ま
たは高電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応答する
限流器ＲB を備えた第二切換通路Ｋ2 が定格電流接触子
配置Ｓ1 に対して並列に接続されていて、第一切換通路
Ｋ1 に直列に接続された第一スイッチング装置Ｔと分離
接触子配置ＳT があることにより解決されている。
により、定格電流を流すためにある耐アーク性の接触子
配置Ｓ1 と、電流を遮断する第一スイッチング装置Ｔを
保有している定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接続され
た第一切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中電圧ま
たは高電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応答する
限流器ＲB を備えた第二切換通路Ｋ2 が定格電流接触子
配置Ｓ1 に対して並列に接続されていて、第一切換通路
Ｋ1 に直列に接続された第一スイッチング装置Ｔと分離
接触子配置ＳT があることにより解決されている。
【０００５】更に、上記の課題は、この発明により、定
格電流を流すためにある耐アーク性の接触子配置Ｓ
1 と、電流を遮断する第一スイッチング装置Ｔを保有し
ている定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接続された第一
切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中電圧または高
電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応答する限流器
Ｒ B を備えた第二切換通路Ｋ2 が定格電流接触子配置Ｓ
1 に対して並列に接続されていて、第一スイッチング装
置Ｔは直列に接続された多数の第一半導体スイッチＴ1,
Ｔ3 とこれ等の第一半導体スイッチＴ1,Ｔ3 に対して並
列に接続されたスナバ回路ＢＮＷとを含み、前記第一半
導体スイッチの少なくとも一つＴ1 が遮断可能に形成さ
れていることにより解決されている。
格電流を流すためにある耐アーク性の接触子配置Ｓ
1 と、電流を遮断する第一スイッチング装置Ｔを保有し
ている定格電流接触子配置Ｓ1 に並列に接続された第一
切換通路Ｋ1 とを備えた電流を制限する中電圧または高
電圧開閉器にあって、切換電流に遅れて応答する限流器
Ｒ B を備えた第二切換通路Ｋ2 が定格電流接触子配置Ｓ
1 に対して並列に接続されていて、第一スイッチング装
置Ｔは直列に接続された多数の第一半導体スイッチＴ1,
Ｔ3 とこれ等の第一半導体スイッチＴ1,Ｔ3 に対して並
列に接続されたスナバ回路ＢＮＷとを含み、前記第一半
導体スイッチの少なくとも一つＴ1 が遮断可能に形成さ
れていることにより解決されている。
【０００６】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】この発明による電流制限開閉器に
は、電流を遮断する第一スイッチング装置と電気的ある
いは電子的に働く分離開閉位置を持つ第一切換通路の外
に、限流器を備えた第二切換通路がある。この限流器
は、その中を流れる電流が制御可能なスイッチング装置
を開にした時に第一切換通路から第二切換通路に切り換
わるが、この電流が時間的に遅れて制限されるように形
成されている。この時間遅延の間に両方の切換通路に対
して過電圧が生ぜず、同時に第一切換通路に分離開閉位
置を経由して過電圧に強い分離区間が形成される。この
分離区間のお陰で電流制限開閉器は第一スイッチング装
置で最大の許容電圧より遙に高い定格電圧に対しても、
特に高電圧や中電圧にも使用でき、経費を要する第一ス
イッチング装置を多数直列に接続する必要はない。
は、電流を遮断する第一スイッチング装置と電気的ある
いは電子的に働く分離開閉位置を持つ第一切換通路の外
に、限流器を備えた第二切換通路がある。この限流器
は、その中を流れる電流が制御可能なスイッチング装置
を開にした時に第一切換通路から第二切換通路に切り換
わるが、この電流が時間的に遅れて制限されるように形
成されている。この時間遅延の間に両方の切換通路に対
して過電圧が生ぜず、同時に第一切換通路に分離開閉位
置を経由して過電圧に強い分離区間が形成される。この
分離区間のお陰で電流制限開閉器は第一スイッチング装
置で最大の許容電圧より遙に高い定格電圧に対しても、
特に高電圧や中電圧にも使用でき、経費を要する第一ス
イッチング装置を多数直列に接続する必要はない。
【０００８】
【実施例】以下、添付図面を参照してこの発明の特徴お
よびその利点をより詳しく説明する。全ての図面で同じ
作用の部品には同じ参照符号を付ける。
よびその利点をより詳しく説明する。全ての図面で同じ
作用の部品には同じ参照符号を付ける。
【０００９】図１と３に示す回路には、中電圧の電源回
路を監視するためそれぞれ電流制限開閉器Ｓを備えた検
査装置の単相基本回路がある。この検査回路には大体数
10kＶ，例えば 20 kＶの電源電圧ｕN を再現する発電
機Ｇがある。この発電機Ｇは電流制限開閉器を経由して
純抵抗ＲL とインダクタンスＬL から成る負荷に給電す
る。発電機Ｇと開閉器Ｓの間に配置され、開閉器Ｓに作
用する短絡検知ユニットＫＳＥには短絡電流ｉN を非常
に早く検知する測定・評価部がある。短絡電流は大体数
10 kＡ，例えば 20 kＡである。この開閉器Ｓは発電機
から負荷への電流通路内にあり、非常に早く、つまり典
型的には 100〜 500μs ，例えば 250μs で開く耐アー
ク性の定格電流接触子配置Ｓ1 と、この定格電流接触子
配置Ｓ1に対して直列に接続された分離開閉器ＳS とが
ある。耐アーク性の接触子配置Ｓ 1 はただ一つの定格電
流接触個所を有するが、直列に接続された一つまたはそ
れ以上の定格接点個所もある。
路を監視するためそれぞれ電流制限開閉器Ｓを備えた検
査装置の単相基本回路がある。この検査回路には大体数
10kＶ，例えば 20 kＶの電源電圧ｕN を再現する発電
機Ｇがある。この発電機Ｇは電流制限開閉器を経由して
純抵抗ＲL とインダクタンスＬL から成る負荷に給電す
る。発電機Ｇと開閉器Ｓの間に配置され、開閉器Ｓに作
用する短絡検知ユニットＫＳＥには短絡電流ｉN を非常
に早く検知する測定・評価部がある。短絡電流は大体数
10 kＡ，例えば 20 kＡである。この開閉器Ｓは発電機
から負荷への電流通路内にあり、非常に早く、つまり典
型的には 100〜 500μs ，例えば 250μs で開く耐アー
ク性の定格電流接触子配置Ｓ1 と、この定格電流接触子
配置Ｓ1に対して直列に接続された分離開閉器ＳS とが
ある。耐アーク性の接触子配置Ｓ 1 はただ一つの定格電
流接触個所を有するが、直列に接続された一つまたはそ
れ以上の定格接点個所もある。
【００１０】定格電流接触子配置Ｓ1 に対して並列に二
つの切換通路Ｋ1 とＫ2 が接続されている。この切換通
路Ｋ1 には、電気的に駆動されるスイッチング装置Ｔと
分離個所ＳT （ＴS ）がある。このスイッチング装置Ｔ
は遮断可能な半導体スイッチＴ1 ，例えば特にＧＴＯの
ようなサイリスタであると有利である。このスイッチン
グ装置Ｔには電流容量を大きくするため、半導体スイッ
チＴ1 の代わりに、並列に接続された多数の半導体スイ
ッチであってもよい。交流電流の場合および負極や正極
の場合でもスイッチング装置Ｔの応答を早くするため、
スイッチング装置が一つまたはそれ以上の他の半導体ス
イッチＴ2 を有し、これ等の半導体スイッチＴ2 は一つ
またはそれ以上の半導体スイッチＴ1 に対して逆並列に
接続されている。
つの切換通路Ｋ1 とＫ2 が接続されている。この切換通
路Ｋ1 には、電気的に駆動されるスイッチング装置Ｔと
分離個所ＳT （ＴS ）がある。このスイッチング装置Ｔ
は遮断可能な半導体スイッチＴ1 ，例えば特にＧＴＯの
ようなサイリスタであると有利である。このスイッチン
グ装置Ｔには電流容量を大きくするため、半導体スイッ
チＴ1 の代わりに、並列に接続された多数の半導体スイ
ッチであってもよい。交流電流の場合および負極や正極
の場合でもスイッチング装置Ｔの応答を早くするため、
スイッチング装置が一つまたはそれ以上の他の半導体ス
イッチＴ2 を有し、これ等の半導体スイッチＴ2 は一つ
またはそれ以上の半導体スイッチＴ1 に対して逆並列に
接続されている。
【００１１】切換通路Ｋ2 は定格電流接触子配置Ｓ1 に
対して並列に接続され、限流器ＲBを有する。この限流
器ＲB は切換電流に遅れて応答し、ＰＴＣ抵抗で形成す
ると有利である。限流器ＲB に対して直列に接続されて
いるスイッチング装置ＴP には、互いに逆並列に接続さ
れた少なくとも一つであるが、好ましくは少なくとも二
つの半導体スイッチがある。これ等の半導体スイッチは
必ずしも遮断可能に形成されている必要はないが、これ
等の半導体スイッチを流れる交流電流は電流ゼロクロス
点でターンオフする、特にサイリスタあるいはトライア
ックのような半導体スイッチである。このような他の半
導体スイッチを直列に配置して、スイッチング装置ＴP
の誘電負荷特性を増大できる。半導体スイッチの代わり
に、スイッチング装置ＴP は機械的に互いに分離する接
触子を有していてもよい。
対して並列に接続され、限流器ＲBを有する。この限流
器ＲB は切換電流に遅れて応答し、ＰＴＣ抵抗で形成す
ると有利である。限流器ＲB に対して直列に接続されて
いるスイッチング装置ＴP には、互いに逆並列に接続さ
れた少なくとも一つであるが、好ましくは少なくとも二
つの半導体スイッチがある。これ等の半導体スイッチは
必ずしも遮断可能に形成されている必要はないが、これ
等の半導体スイッチを流れる交流電流は電流ゼロクロス
点でターンオフする、特にサイリスタあるいはトライア
ックのような半導体スイッチである。このような他の半
導体スイッチを直列に配置して、スイッチング装置ＴP
の誘電負荷特性を増大できる。半導体スイッチの代わり
に、スイッチング装置ＴP は機械的に互いに分離する接
触子を有していてもよい。
【００１２】以下、図２に基づき図１と３に従う電流制
限開閉器の作用をより詳しく説明する。
限開閉器の作用をより詳しく説明する。
【００１３】図１の実施例では、切換通路Ｋ1 の中でス
イッチング装置Ｔに直列に配置されている切換個所が機
械的に互いに分離する接触子を備えた急速に開く分離接
触子配置ＳT （開時間、大体数 100μs ）として形成さ
れている。短絡電流ｉN （電流制限されていない短絡電
流ｉNBが図２に破線で示してある）が生じると、検知ユ
ニットＫＳＥは電流制限開閉器Ｓのところで約 100μs
以内に遮断過程を開始させる。その場合、両方の切換通
路Ｋ1 とＫ2 にあるスイッチング装置ＴとＴPが直ちに
導通状態になる。同時に、定格電流接触配置Ｓ1 が開
く。この時生じるアークにより制限されて未だ上昇中の
短絡電流が約 250μs 以内で切換通路Ｋ1に切り換わ
る。この切換通路はスイッチング装置Ｔの耐電圧特性よ
り幾分大きい耐電圧特性が定格電流接触子配置Ｓ1 によ
り達成されるまで導通状態になっている。遮断すべき短
絡電流は今度は切換通路Ｋ2 に切り換わる。その場合、
漏洩インダクタンスによる過渡的な過電圧と、限流器Ｒ
B のところの抵抗による電圧降下も生じる。この限流器
ＲB は数 100μs の遅延時間で電流を制限する。この時
間遅延は定格接触子配置Ｓ1 と分離接触子配置ＳT を実
質上電力損失なしに開くのに充分である。分離接触子配
置ＳT が開くと、切換通路Ｋ1 では実際に電流制限開閉
器Ｓで生じる全電圧ＵS がこの分離接触子配置にわたり
降下する。限流器ＲB は遅れて応答するので、切換通路
Ｋ2 を流れる短絡電流の制限は定格電流接触配置Ｓ1 と
分離接触子配置ＳT が開くいてから初めて始まる。制限
された短絡電流は次の電流ゼロクロス点で、例えば５〜
６ ms の後にスイッチング装置ＴPにより非常に小さい
過電圧で遮断される。その後、分離開閉器ＳS が開くこ
とにより電気的な分離個所が生じる。
イッチング装置Ｔに直列に配置されている切換個所が機
械的に互いに分離する接触子を備えた急速に開く分離接
触子配置ＳT （開時間、大体数 100μs ）として形成さ
れている。短絡電流ｉN （電流制限されていない短絡電
流ｉNBが図２に破線で示してある）が生じると、検知ユ
ニットＫＳＥは電流制限開閉器Ｓのところで約 100μs
以内に遮断過程を開始させる。その場合、両方の切換通
路Ｋ1 とＫ2 にあるスイッチング装置ＴとＴPが直ちに
導通状態になる。同時に、定格電流接触配置Ｓ1 が開
く。この時生じるアークにより制限されて未だ上昇中の
短絡電流が約 250μs 以内で切換通路Ｋ1に切り換わ
る。この切換通路はスイッチング装置Ｔの耐電圧特性よ
り幾分大きい耐電圧特性が定格電流接触子配置Ｓ1 によ
り達成されるまで導通状態になっている。遮断すべき短
絡電流は今度は切換通路Ｋ2 に切り換わる。その場合、
漏洩インダクタンスによる過渡的な過電圧と、限流器Ｒ
B のところの抵抗による電圧降下も生じる。この限流器
ＲB は数 100μs の遅延時間で電流を制限する。この時
間遅延は定格接触子配置Ｓ1 と分離接触子配置ＳT を実
質上電力損失なしに開くのに充分である。分離接触子配
置ＳT が開くと、切換通路Ｋ1 では実際に電流制限開閉
器Ｓで生じる全電圧ＵS がこの分離接触子配置にわたり
降下する。限流器ＲB は遅れて応答するので、切換通路
Ｋ2 を流れる短絡電流の制限は定格電流接触配置Ｓ1 と
分離接触子配置ＳT が開くいてから初めて始まる。制限
された短絡電流は次の電流ゼロクロス点で、例えば５〜
６ ms の後にスイッチング装置ＴPにより非常に小さい
過電圧で遮断される。その後、分離開閉器ＳS が開くこ
とにより電気的な分離個所が生じる。
【００１４】動作上の遮断は同じように行われるが、電
流制限が有効に成っていないので、ただ電流波形のみが
ほぼ正弦波状になっている。
流制限が有効に成っていないので、ただ電流波形のみが
ほぼ正弦波状になっている。
【００１５】運転手段と消費体が動作すると、スイッチ
ング装置ＴP の半導体スイッチによる位相の正しい（同
期）切換により平衡過程とそれに結び付く過電圧の発生
が防止される。その場合、短絡に切り換わると、電流制
限が生じる。何故なら、限流器ＲB が既に短絡回路内に
あるからである。その後、定格接触子配置Ｓ1 と分離接
触子配置ＳT の導通駆動が電源電圧の電圧ゼロクロス点
で始まる。それ故、この作動後に生じる短絡電流はただ
非常にゆっくりと増大し、定格接触子配置Ｓ1と分離接
触子配置ＳT が完全に閉じるまで許容できないほど大き
い値に達することはない。その後、系は再び閉じた初期
状態になり、起こり得る短絡遮断に備えている。
ング装置ＴP の半導体スイッチによる位相の正しい（同
期）切換により平衡過程とそれに結び付く過電圧の発生
が防止される。その場合、短絡に切り換わると、電流制
限が生じる。何故なら、限流器ＲB が既に短絡回路内に
あるからである。その後、定格接触子配置Ｓ1 と分離接
触子配置ＳT の導通駆動が電源電圧の電圧ゼロクロス点
で始まる。それ故、この作動後に生じる短絡電流はただ
非常にゆっくりと増大し、定格接触子配置Ｓ1と分離接
触子配置ＳT が完全に閉じるまで許容できないほど大き
い値に達することはない。その後、系は再び閉じた初期
状態になり、起こり得る短絡遮断に備えている。
【００１６】図３の実施例は基本的に同じ作用を有する
が、分離開閉個所は分離接触子配置ＳT としてではな
く、逆並列に接続された半導体スイッチＴ3,Ｔ4 で形成
されたスイッチング装置ＴS として形成されている。こ
のスイッチング装置ＴS の半導体スイッチはスイッチン
グ装置ＴP の半導体スイッチに合わせて構成される。更
に、ＲＣ回路で形成されたスナバ回路ＢＮＷが設けてあ
り、このスナバ回路は定格接触子配置Ｓ1 に対して並列
に、またスイッチ回路Ｔと分離接触子配置ＴS の直列回
路に対して並列になっている。このスナバ回路は半導体
スイッチＴ1 〜Ｔ 4 に対する電圧を制御するために使用
される。これにより可動機械部品を節約できる。
が、分離開閉個所は分離接触子配置ＳT としてではな
く、逆並列に接続された半導体スイッチＴ3,Ｔ4 で形成
されたスイッチング装置ＴS として形成されている。こ
のスイッチング装置ＴS の半導体スイッチはスイッチン
グ装置ＴP の半導体スイッチに合わせて構成される。更
に、ＲＣ回路で形成されたスナバ回路ＢＮＷが設けてあ
り、このスナバ回路は定格接触子配置Ｓ1 に対して並列
に、またスイッチ回路Ｔと分離接触子配置ＴS の直列回
路に対して並列になっている。このスナバ回路は半導体
スイッチＴ1 〜Ｔ 4 に対する電圧を制御するために使用
される。これにより可動機械部品を節約できる。
【００１７】電流制限開閉器のこの実施例では、スイッ
チング装置Ｔを遮断した後、スイッチング装置ＴS の半
導体スイッチが遮断状態に移行し、これ等の半導体スイ
ッチの直列回路の電圧はスナバ回路ＢＮＷに応じて分配
される。この限流器ＲB はスイッチング装置ＴS の半導
体スイッチの回復時間が維持され、定格電流接触子配置
Ｓ1 の耐電圧特性が達成されるように遅れて再び作用し
なければならない。
チング装置Ｔを遮断した後、スイッチング装置ＴS の半
導体スイッチが遮断状態に移行し、これ等の半導体スイ
ッチの直列回路の電圧はスナバ回路ＢＮＷに応じて分配
される。この限流器ＲB はスイッチング装置ＴS の半導
体スイッチの回復時間が維持され、定格電流接触子配置
Ｓ1 の耐電圧特性が達成されるように遅れて再び作用し
なければならない。
【００１８】投入接続はここではスイッチング装置Ｔと
ＴS により行われ、これは限流器Ｒ B により電源電流へ
の影響をより少なめにする。検知ユニットＫＳＥにより
短絡が検知されれば、定格接触子配置Ｓ1 が閉じず、ス
イッチング装置Ｔ1 から限流器ＲB への切換過程が直接
行われる。
ＴS により行われ、これは限流器Ｒ B により電源電流へ
の影響をより少なめにする。検知ユニットＫＳＥにより
短絡が検知されれば、定格接触子配置Ｓ1 が閉じず、ス
イッチング装置Ｔ1 から限流器ＲB への切換過程が直接
行われる。
【００１９】図４には中電圧領域で限流器ＲB として使
用されるＰＴＣ抵抗の実施例が示してある。この抵抗に
は、軸対称に形成された支持体Ｈと、蛇行式に通されて
いて、ＰＴＣ特性を有する材料、例えば純ニッケルもし
くは鉄コバルト合金から成る抵抗線ＰＴＣとがある。支
持体Ｈは熱的および誘電的に高品位の材料、例えばガラ
ス繊維、エポキシまたはセラミックスをベースにした繊
維強化合成樹脂で形成され、亜鈴状に形成されている。
この抵抗は棒ＨＳの両端に配置されている支持円板ＨＴ
1,ＨＴ2 を保有する。これ等の支持円板には、例えばＨ
Ｂ1 とＨＢ2 のような穴が開けてある。これ等の穴はそ
れぞれ軸方向に向いた抵抗線ＰＴＣの部分を通すために
使用される。これ等の穴は棒ＨＳの周りに同心状に案内
される円上に配置されている。隣接する二つの穴、例え
ばＨＢ1 とＨＢ2 を通して、それぞれ一つの蛇行線が導
入される。線材の蛇行配置（線材の平行な往きと戻り通
し）は限流器ＲB の固有なインダクタンスを小さく維持
する。
用されるＰＴＣ抵抗の実施例が示してある。この抵抗に
は、軸対称に形成された支持体Ｈと、蛇行式に通されて
いて、ＰＴＣ特性を有する材料、例えば純ニッケルもし
くは鉄コバルト合金から成る抵抗線ＰＴＣとがある。支
持体Ｈは熱的および誘電的に高品位の材料、例えばガラ
ス繊維、エポキシまたはセラミックスをベースにした繊
維強化合成樹脂で形成され、亜鈴状に形成されている。
この抵抗は棒ＨＳの両端に配置されている支持円板ＨＴ
1,ＨＴ2 を保有する。これ等の支持円板には、例えばＨ
Ｂ1 とＨＢ2 のような穴が開けてある。これ等の穴はそ
れぞれ軸方向に向いた抵抗線ＰＴＣの部分を通すために
使用される。これ等の穴は棒ＨＳの周りに同心状に案内
される円上に配置されている。隣接する二つの穴、例え
ばＨＢ1 とＨＢ2 を通して、それぞれ一つの蛇行線が導
入される。線材の蛇行配置（線材の平行な往きと戻り通
し）は限流器ＲB の固有なインダクタンスを小さく維持
する。
【００２０】電流制限開閉器の二つの実施例に関連して
先に説明したように、遮断可能な半導体スイッチＴ1 ま
たはＴ2 （ＧＴＯ）により、遮断すべき短絡電流が数μ
s 内にＰＴＣ抵抗として形成された限流器ＲB に切り換
わる。それ故、遮断すべき電流が数 10 kＡまでで、こ
の時点で初めて許容できる過電圧が数 kＶの場合には、
素子の固有インダクタンス（ＬE ）はただ数μＨ（＜ 1
0 μＨ）となる。これは長さが 90 cmで直径が 20 cmの
範囲の寸法でも説明した構造で保証される。更に、厳密
に軸対称な構造は個々の導体の間の許容できない大電流
力の発生を防止する。
先に説明したように、遮断可能な半導体スイッチＴ1 ま
たはＴ2 （ＧＴＯ）により、遮断すべき短絡電流が数μ
s 内にＰＴＣ抵抗として形成された限流器ＲB に切り換
わる。それ故、遮断すべき電流が数 10 kＡまでで、こ
の時点で初めて許容できる過電圧が数 kＶの場合には、
素子の固有インダクタンス（ＬE ）はただ数μＨ（＜ 1
0 μＨ）となる。これは長さが 90 cmで直径が 20 cmの
範囲の寸法でも説明した構造で保証される。更に、厳密
に軸対称な構造は個々の導体の間の許容できない大電流
力の発生を防止する。
【００２１】 具体例 下記のデータ 室温での抵抗値ＲK 0.5 Ω 抵抗値の飛び（約１ms内の固有な加熱による) ＲW/ＲK 約 10 エネルギ収容能（約５ms内）Ｅ 0.1 ＭＪ 電流能力ｉ 10 kＡ 耐電圧特性（例えば切換サージ）ｕ 30 kＶ 固有インダクタンスＬE 10μＨ でもって形成されているＰＴＣ抵抗の寸法は、 コイル長さＬ 0.9 m コイル直径Ｄ 0.2 m 線断面（丸形） 1.9 mm2 線長 12.1 m である。
【００２２】この発明による限流器では、切換素子とし
て働くスイッチング装置Ｔと分離接触子配置ＳT または
スイッチング装置ＴS との直列回路により、およびこの
直列回路を遅れて作用する限流器と協働させて、電流を
制限する場合に生じる過電圧はスイッチング装置Ｔに作
用しないか、（スナバ回路ＢＮＷによる電圧制御に応じ
て）一部のみ作用することが達成される。これは、半導
体スイッチＴ1 とＴ2に対して最大許容電圧以上の定格
電圧の開閉系でも比較的高価な部品の直列回路を必要と
しないことになる。それ故、この発明による電流制限開
閉器は取り分け中電圧や高電圧の範囲で特に低コストの
解決策である。
て働くスイッチング装置Ｔと分離接触子配置ＳT または
スイッチング装置ＴS との直列回路により、およびこの
直列回路を遅れて作用する限流器と協働させて、電流を
制限する場合に生じる過電圧はスイッチング装置Ｔに作
用しないか、（スナバ回路ＢＮＷによる電圧制御に応じ
て）一部のみ作用することが達成される。これは、半導
体スイッチＴ1 とＴ2に対して最大許容電圧以上の定格
電圧の開閉系でも比較的高価な部品の直列回路を必要と
しないことになる。それ故、この発明による電流制限開
閉器は取り分け中電圧や高電圧の範囲で特に低コストの
解決策である。
【００２３】この発明による電流制限開閉器は、取り分
け三相電力伝送システムで、短絡の場合の電流制限およ
び正しい位相の切換処置の機能が必要であるか電源運転
に有利であるところのどこでも、通常の構造様式の電力
開閉器に対する代替えとして有利に使用できる。
け三相電力伝送システムで、短絡の場合の電流制限およ
び正しい位相の切換処置の機能が必要であるか電源運転
に有利であるところのどこでも、通常の構造様式の電力
開閉器に対する代替えとして有利に使用できる。
【００２４】更に、この発明による電流制限開閉器は電
流を制限する直流開閉器としても使用できる。
流を制限する直流開閉器としても使用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の電流
制限開閉器により、簡単な構造であっても、電源回路部
分や高電圧および中電圧の電源を安全にしかも信頼性を
もって開閉できる。
制限開閉器により、簡単な構造であっても、電源回路部
分や高電圧および中電圧の電源を安全にしかも信頼性を
もって開閉できる。
【図１】 中電圧電源を監視するこの発明による第一実
施例の電流制限開閉器を備えた検査装置の単相基本回路
図、
施例の電流制限開閉器を備えた検査装置の単相基本回路
図、
【図２】 図１の検査回路を流れる短絡電流を遮断する
時の電流制限開閉器に関する電流と電圧の変化を時間の
関数にして示すグラフ、
時の電流制限開閉器に関する電流と電圧の変化を時間の
関数にして示すグラフ、
【図３】 中電圧電源を監視するこの発明による第二実
施例の電流制限開閉器を備えた検査装置の単相基本回路
図、
施例の電流制限開閉器を備えた検査装置の単相基本回路
図、
【図４】 図１と３に示すこの発明による電流制限開閉
器のＰＴＣ抵抗として形成された限流器の斜視図であ
る。
器のＰＴＣ抵抗として形成された限流器の斜視図であ
る。
Ａ，Ｂ 電流接続端子 ＢＮＷ スナバ回路 Ｈ 支持体 ＨＢ1,ＨＢ2 穴 ＨＳ 棒 ＨＴ1,ＨＴ2 支持円板 Ｋ1,Ｋ2 切換通路 ＫＥＳ 短絡検知ユニット ＬL インダクタンス ＰＴＣ 抵抗線 ＲL 純抵抗 ＲB 限流器 Ｓ 電流制限開閉器 Ｓ1 定格電流接触子配置 ＳS 分離開閉器 ＳT 分離接触子配置 Ｔ1,Ｔ2 半導体スイッチ Ｔ，ＴP,ＴS スイッチング装置 ｉN 短絡電流 ｉNB 電流制限されていない短絡電
流 ｕN 電源電圧 ｕS 開閉器Ｓに加わる電圧
流 ｕN 電源電圧 ｕS 開閉器Ｓに加わる電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴアルター・ホラウス オーストリア国、6274アツシユアウ、エム ベルク、32 (72)発明者 ミヒヤエル・メンデイク スイス国、8820ヴエーデンスヴイル、エト ツエルストラーセ、39 (72)発明者 クルト・カルテンエッガー スイス国、5426レングナウ、クラッツスト ラーセ，12
Claims (11)
- 【請求項１】 定格電流を流すためにある耐アーク性の
接触子配置（Ｓ1 ）と、電流を遮断する第一スイッチン
グ装置（Ｔ）を保有している定格電流接触子配置
（Ｓ1 ）に並列に接続された第一切換通路（Ｋ1 ）とを
備えた電流を制限する中電圧または高電圧開閉器におい
て、切換電流に遅れて応答する限流器（ＲB）を備えた
第二切換通路（Ｋ2 ）が定格電流接触子配置（Ｓ1 ）に
対して並列に接続されていて、第一切換通路（Ｋ1 ）に
直列に接続された第一スイッチング装置（Ｔ）と分離接
触子配置（ＳT ）があることを特徴とする開閉器。 - 【請求項２】 第一スイッチング装置（Ｔ）は遮断可能
な第一半導体スイッチ（Ｔ1 ）を含むことを特徴とする
請求項１に記載の開閉器。 - 【請求項３】 第一スイッチング装置（Ｔ）は第一半導
体スイッチ（Ｔ1 ）に逆並列に接続された遮断可能な第
二半導体スイッチ（Ｔ2 ）を保有することを特徴とする
請求項２に記載の開閉器。 - 【請求項４】 定格電流を流すためにある耐アーク性の
接触子配置（Ｓ1 ）と、電流を遮断する第一スイッチン
グ装置（Ｔ）を保有している定格電流接触子配置
（Ｓ1 ）に並列に接続された第一切換通路（Ｋ1 ）とを
備えた電流を制限する中電圧または高電圧開閉器におい
て、切換電流に遅れて応答する限流器（ＲB）を備えた
第二切換通路（Ｋ2 ）が定格電流接触子配置（Ｓ1 ）に
対して並列に接続されていて、第一スイッチング装置
（Ｔ）は直列に接続された多数の第一半導体スイッチ
（Ｔ1,Ｔ3 ）とこれ等の第一半導体スイッチ（Ｔ
1,Ｔ3 ）に対して並列に接続されたスナバ回路（ＢＮ
Ｗ）とを含み、前記第一半導体スイッチの少なくとも一
つ（Ｔ1 ）が遮断可能に形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の開閉器。 - 【請求項５】 第一スイッチング装置（Ｔ）は第一半導
体スイッチ（Ｔ1,Ｔ 3 ）およびスナバ回路（ＢＮＷ）に
逆並列で接続された第二半導体スイッチ（Ｔ 2,Ｔ4 ）を
保有していることを特徴とする請求項４に記載の開閉
器。 - 【請求項６】 限流器（ＲB ）に直列に第二スイッチン
グ装置（ＴP ）が接続されていることを特徴とする請求
項１〜５の何れか１項に記載の開閉器。 - 【請求項７】 限流器（ＲB ）はＰＴＣ抵抗を含むこと
を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の開閉
器。 - 【請求項８】 ＰＴＣ抵抗は、ほぼ軸対称に形成された
支持体（ＨＫ）と、蛇行式に通されているＰＴＣ特性を
有する材料の抵抗線（ＰＴＣ）とを保有することを特徴
とする請求項７に記載の開閉器。 - 【請求項９】 支持体（ＨＫ）はアレー状に形成され、
軸方向に通してある棒（ＨＳ）の両端に配置されている
支持円板（ＨＴ1,ＨＴ2 ）を保有することを特徴とする
請求項８に記載の開閉器。 - 【請求項１０】 支持円板には抵抗線（ＰＴＣ）の軸方
向に向いた部分を通すために使用される穴（ＨＢ1,ＨＢ
2 ）が開けてあることを特徴とする請求項９に記載の開
閉器。 - 【請求項１１】 穴（ＨＢ1,ＨＢ2 ）は棒（ＨＳ）の周
りに同心状に案内される円の上に配置され、隣接する二
つの穴（ＨＢ1,ＨＢ2 ）を通して蛇行コイルが通されて
いることを特徴とする請求項１０に記載の開閉器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98811251:2 | 1998-12-21 | ||
| EP98811251A EP1014403A1 (de) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | Strombegrenzender Schalter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000188043A true JP2000188043A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=8236495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11359433A Pending JP2000188043A (ja) | 1998-12-21 | 1999-12-17 | 電流を制限する開閉器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1014403A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000188043A (ja) |
| CN (1) | CN1179383C (ja) |
| DE (1) | DE59914170D1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7079363B2 (en) | 2002-04-12 | 2006-07-18 | Lg Industrial Systems Co., Ltd. | Hybrid DC electromagnetic contactor |
| CN102195281A (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-21 | 华东电力试验研究院有限公司 | 一种故障电流限制器的晶闸管的控制系统测试方法 |
| CN102237677A (zh) * | 2010-04-29 | 2011-11-09 | 华东电力试验研究院有限公司 | 故障电流限制器可控火花间隙导通试验方法 |
| JP2014044904A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Railway Technical Research Institute | 直流遮断装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19953551C1 (de) * | 1999-11-08 | 2001-08-16 | Abb Hochspannungstechnik Ag Zu | Schneller strombegrenzender Schalter |
| DE10064525B4 (de) * | 2000-12-22 | 2007-11-08 | Abb Patent Gmbh | Mittelspannungsschalteinrichtung |
| EP1538645B1 (fr) * | 2003-12-05 | 2006-03-01 | Société Technique pour l'Energie Atomique TECHNICATOME | Dispositif disjoncteur hybride |
| EP1946418A2 (en) | 2005-10-24 | 2008-07-23 | Conergy AG | Switch-fuse with control management for solar cells |
| JP4913761B2 (ja) * | 2007-02-07 | 2012-04-11 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | 限流遮断器 |
| EP2189998A1 (de) | 2008-11-24 | 2010-05-26 | ABB Technology AG | Generatorschalteranordnung |
| DE102010007452A1 (de) * | 2010-02-10 | 2011-08-11 | Siemens Aktiengesellschaft, 80333 | Schaltentlastung für einen Trennschalter |
| CN102170116B (zh) * | 2010-02-26 | 2015-03-18 | 华东电力试验研究院有限公司 | 故障电流限制器的实时数字仿真系统 |
| CN102170115B (zh) * | 2010-02-26 | 2015-01-07 | 华东电力试验研究院有限公司 | 电力系统的实时数字仿真系统 |
| DE112012004756T5 (de) * | 2011-11-15 | 2014-10-30 | Isaberg Rapid Ab | Detektor-Anordnung in einer Stromkreis-Anordnung mit Standby-Abschaltung |
| DE102011056577C5 (de) * | 2011-12-19 | 2015-02-19 | Sma Solar Technology Ag | Schaltungsanordnung zur Unterdrückung eines bei einem Schaltvorgang auftretenden Lichtbogens |
| EP2608345A1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | ABB Technology AG | Low-, medium-, or high-voltage switchgear |
| WO2013131581A1 (de) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum schalten eines gleichstroms in einem pol eines gleichspannungsnetzes |
| US10263612B2 (en) | 2013-11-20 | 2019-04-16 | Rohm Co., Ltd. | Switching device and electronic circuit |
| CN107769178A (zh) * | 2016-08-23 | 2018-03-06 | 全球能源互联网研究院 | 一种基于正温度系数阻性材料的混合式限流器 |
| DE202016007195U1 (de) | 2016-11-16 | 2017-11-17 | Bernhard Kohler | Strombegrenzende Schalteinrichtung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE89685T1 (de) * | 1986-12-22 | 1993-06-15 | Acec Transport Sa | Durch halbleiter unterstuetzter ultra-schneller schalter. |
| DE4317965A1 (de) * | 1993-05-28 | 1994-12-01 | Siemens Ag | Hybrider Leistungsschalter |
| DE19619437C2 (de) * | 1996-05-14 | 2003-01-16 | Abb Schweiz Ag | Schaltgerät |
-
1998
- 1998-12-21 EP EP98811251A patent/EP1014403A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-12-08 DE DE59914170T patent/DE59914170D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-14 CN CNB991262077A patent/CN1179383C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-17 JP JP11359433A patent/JP2000188043A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US7079363B2 (en) | 2002-04-12 | 2006-07-18 | Lg Industrial Systems Co., Ltd. | Hybrid DC electromagnetic contactor |
| CN102195281A (zh) * | 2010-03-12 | 2011-09-21 | 华东电力试验研究院有限公司 | 一种故障电流限制器的晶闸管的控制系统测试方法 |
| CN102237677A (zh) * | 2010-04-29 | 2011-11-09 | 华东电力试验研究院有限公司 | 故障电流限制器可控火花间隙导通试验方法 |
| JP2014044904A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Railway Technical Research Institute | 直流遮断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1014403A1 (de) | 2000-06-28 |
| DE59914170D1 (de) | 2007-03-15 |
| CN1179383C (zh) | 2004-12-08 |
| CN1258084A (zh) | 2000-06-28 |
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