JPH01190218A - 限流器 - Google Patents
限流器Info
- Publication number
- JPH01190218A JPH01190218A JP63013523A JP1352388A JPH01190218A JP H01190218 A JPH01190218 A JP H01190218A JP 63013523 A JP63013523 A JP 63013523A JP 1352388 A JP1352388 A JP 1352388A JP H01190218 A JPH01190218 A JP H01190218A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current limiting
- superconducting
- current
- recess
- liquid nitrogen
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- 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
- H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/30—Devices switchable between superconducting and normal states
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
- H01F2006/001—Constructive details of inductive current limiters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、電力系統などの短絡事故時に流れる短絡電流
を抑制して、事故の被害を最小にするとともに、系統を
構成する機器に要求される短絡電流に耐える性能を低減
するのに役立つ限流器に関する。
を抑制して、事故の被害を最小にするとともに、系統を
構成する機器に要求される短絡電流に耐える性能を低減
するのに役立つ限流器に関する。
（従来の技術）
電力の供給を安定させるため、系統が高度にネットワー
ク化されている。それに伴って、短絡電流も増加する傾
向にある。このような状況で現在ある系統の機器および
送電線をそのまま使うためとか、あるいは、新しく作る
機器や送電線の短絡電流容器をあまり大きくしないため
、短絡電流を直ちに限流する限流装置の採用が望まれる
。
ク化されている。それに伴って、短絡電流も増加する傾
向にある。このような状況で現在ある系統の機器および
送電線をそのまま使うためとか、あるいは、新しく作る
機器や送電線の短絡電流容器をあまり大きくしないため
、短絡電流を直ちに限流する限流装置の採用が望まれる
。
この限流装置については米国で早くから研究されており
、数多くの研究報告書が出されている。
、数多くの研究報告書が出されている。
例えばＥｌｅｃｔｒｉｃ Ｒｅｇａｒｃｈ Ｉｎ５ｔｉ
ｔｕｔｅ（ＥＰＲＩ）のＥＬ−２７６−８Ｒ５ｐｅｃｉ
ａｌ Ｒｅｐｏｒｔ：Ｓｙ＋＊ｐｏｓｉｕ＋ａ Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓＮｅｗ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｉｎ Ｆ
ａｕｌｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｉｍ１ｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｐｏｗｅｒ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓなとで
ある。
ｔｕｔｅ（ＥＰＲＩ）のＥＬ−２７６−８Ｒ５ｐｅｃｉ
ａｌ Ｒｅｐｏｒｔ：Ｓｙ＋＊ｐｏｓｉｕ＋ａ Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓＮｅｗ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｉｎ Ｆ
ａｕｌｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｉｍ１ｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｐｏｗｅｒ Ｃ１ｒｃｕｉｔ Ｂｒｅａｋｅｒｓなとで
ある。
限流装置の基本性能は、短絡事故時に高インピーダンス
になって、短絡電流を限流することである。この機能を
満足するものとして、いろいろな方法が考えられている
が、安定性と自復性の問題から、ヒユーズを用いたもの
に限られている。ヒユーズを用いた限流器としてはアル
カリ土類金属状態変化を利用したものが考案されている
。（特開昭５６−５７２３６ 、特開昭４７−４０１４
６等）ヒユーズを用いた場合には、電圧効果を大きくす
ることが困難であるので、たかだか数千Ｖまでの低い電
圧に限られている。
になって、短絡電流を限流することである。この機能を
満足するものとして、いろいろな方法が考えられている
が、安定性と自復性の問題から、ヒユーズを用いたもの
に限られている。ヒユーズを用いた限流器としてはアル
カリ土類金属状態変化を利用したものが考案されている
。（特開昭５６−５７２３６ 、特開昭４７−４０１４
６等）ヒユーズを用いた場合には、電圧効果を大きくす
ることが困難であるので、たかだか数千Ｖまでの低い電
圧に限られている。
超電導を利用した限流器についても、古くから研究され
ている。しかしながら、従来の液体ヘリウムを用いた限
流器では、常電導状態での発熱を発散することが困難で
あり、構想の段階に止まっている。
ている。しかしながら、従来の液体ヘリウムを用いた限
流器では、常電導状態での発熱を発散することが困難で
あり、構想の段階に止まっている。
一方、最近の高温超電導材料の開発が急速に進められて
おり、液体窒素の温度７７Ｋを越えて超電導を示す材料
が開発されている。このような材料を用いると、短絡事
故時に電流密度が臨界電流密度Ｊｃを越えて常電導状態
に転移して発熱量が急増しても、熱的に臨界状態を越え
ることなく使用できる可能性があり、限流器として期待
されている。
おり、液体窒素の温度７７Ｋを越えて超電導を示す材料
が開発されている。このような材料を用いると、短絡事
故時に電流密度が臨界電流密度Ｊｃを越えて常電導状態
に転移して発熱量が急増しても、熱的に臨界状態を越え
ることなく使用できる可能性があり、限流器として期待
されている。
これは従来の液体ヘリウム温度での超電導に比べ、高い
温度で使用できるので比熱が大きくなり、しかも、液体
窒素温度と臨界温度との差が大きくとれるので、熱容量
が大きくなるためである。
温度で使用できるので比熱が大きくなり、しかも、液体
窒素温度と臨界温度との差が大きくとれるので、熱容量
が大きくなるためである。
このような超電導を利用した限流器の例を第３図に示す
。図に示すように、限流素子５（限流線が取り付けられ
る絶縁性のスタック１．複数個のスタックを固定構成す
るエンドプレートと絶縁性のスタッドから成る。）は液
体窒素Ａを充填したタンク６の中に収納され、液体窒素
部に外部から熱が伝わり難くするため、更に外側が真空
のタンク７で覆われる。このとき前記液体窒素のタンク
６は中心部に導体を有する絶縁スペーサ８ａおよび８ｂ
で蓋をされる。そしてその外部にブッシング９ａおよび
９ｂが設けられ、内部の超電導限流素子に通電できるよ
うにされる。
。図に示すように、限流素子５（限流線が取り付けられ
る絶縁性のスタック１．複数個のスタックを固定構成す
るエンドプレートと絶縁性のスタッドから成る。）は液
体窒素Ａを充填したタンク６の中に収納され、液体窒素
部に外部から熱が伝わり難くするため、更に外側が真空
のタンク７で覆われる。このとき前記液体窒素のタンク
６は中心部に導体を有する絶縁スペーサ８ａおよび８ｂ
で蓋をされる。そしてその外部にブッシング９ａおよび
９ｂが設けられ、内部の超電導限流素子に通電できるよ
うにされる。
第３図において、６ａは液体窒素タンク６に液体窒素を
供給するバルブであり、６ｂは排出のためのバルブであ
る。タンク６の内部の液体窒素Ａの量は超電導限流素子
の全体が十分に漬かる程度にコントロールされる。また
、７ａは真空タンク７内を真空引きするためのバルブで
ある。
供給するバルブであり、６ｂは排出のためのバルブであ
る。タンク６の内部の液体窒素Ａの量は超電導限流素子
の全体が十分に漬かる程度にコントロールされる。また
、７ａは真空タンク７内を真空引きするためのバルブで
ある。
第３図におけるスタック１の部分の詳細を第４図に示す
、２がスタック１上に設けられる超電導限流線であり、
電磁的に無誘導にするために図のような折り返しの構成
にされる。
、２がスタック１上に設けられる超電導限流線であり、
電磁的に無誘導にするために図のような折り返しの構成
にされる。
（発明が解決しようとする課題）
この構成における超電導限流器では、複数個のスタック
１が第３図に示したようにエンドプレート３とスタッド
で締め付けられて互いに密着している。このような超電
導限流器において、通電時に超電導限流線が超電導状態
を保つには、その温度を材料の超電導臨界温度以下に保
たなくてはならない。しかしながら第３図（第４図も含
む）の限流器では、スタックが互いに密着しているので
、超電導線に液体窒素が触れず効率的に冷却されない。
１が第３図に示したようにエンドプレート３とスタッド
で締め付けられて互いに密着している。このような超電
導限流器において、通電時に超電導限流線が超電導状態
を保つには、その温度を材料の超電導臨界温度以下に保
たなくてはならない。しかしながら第３図（第４図も含
む）の限流器では、スタックが互いに密着しているので
、超電導線に液体窒素が触れず効率的に冷却されない。
従って、超電導限流線の超電導特性が安定しない。
本発明はスタックの超電導限流線が取りつけられる面に
液体窒素が十分行き渡る構成にして、超電導限流線の超
電導特性を安定させた限流装置を得ることを目的とする
。
液体窒素が十分行き渡る構成にして、超電導限流線の超
電導特性を安定させた限流装置を得ることを目的とする
。
（課題を解決するための手段）
上記の問題を解決するため、本発明では、スタックの少
なくとも片側の面に凹部を設けた。
なくとも片側の面に凹部を設けた。
（作用）
スタック上の凹部に液体窒素が流れて超電導限流線に触
れるので、超電導限流線は良く冷却され。
れるので、超電導限流線は良く冷却され。
その超電導特性が保たれる。
（実施例）
本発明の実施例の構成を第１図に示す。第１図において
、１は絶縁材料のスタックであり、その片側の面に凹部
１ａが設けられる。そしてその部分に超電導限流線２が
設けられる。スタックは第１図のように複数個重ねられ
て第３図に示す限流素子５として取り付けられる。
、１は絶縁材料のスタックであり、その片側の面に凹部
１ａが設けられる。そしてその部分に超電導限流線２が
設けられる。スタックは第１図のように複数個重ねられ
て第３図に示す限流素子５として取り付けられる。
第１図から判るように、スタック１を複数個重ねたとき
、凹部１ａにより、超電導限流線が取り付けられる面に
隣接した隙間ができる。従って、これによって第３図の
ような限流器を構成すれば。
、凹部１ａにより、超電導限流線が取り付けられる面に
隣接した隙間ができる。従って、これによって第３図の
ような限流器を構成すれば。
凹部に液体窒素が流れて、全ての超電導線は十分冷却さ
れる。
れる。
第２図は本発明の他の実施例である。この例では、スタ
ックの超電導限流線が設けられる面と反対の面に凹部が
設けられる。第２図の例でも、凹部に液体窒素が流れる
ことができる。従って、第１図と同様、超電導限流線は
良く冷却され、その超電導特性は安定に保たれる。
ックの超電導限流線が設けられる面と反対の面に凹部が
設けられる。第２図の例でも、凹部に液体窒素が流れる
ことができる。従って、第１図と同様、超電導限流線は
良く冷却され、その超電導特性は安定に保たれる。
次に本発明の他の実施例を第５図を参照して説明する。
第５図において、１は絶縁材料のスタックであり、その
両側の面に凹部１ａ、ｌｂが設けられる。そしてその部
分に超電導限流線２ａ 、 ２ｂが設けられる。
両側の面に凹部１ａ、ｌｂが設けられる。そしてその部
分に超電導限流線２ａ 、 ２ｂが設けられる。
この限流線２ａ 、 ２ｂは図に示すように直列に接続
される。
される。
また、図に示すように、スタックの両面で限流線が対向
する位置では、電流の向きが逆になるように、限流線が
取り付けられている。
する位置では、電流の向きが逆になるように、限流線が
取り付けられている。
この様な構成により、スタック−枚当たりの限流線長さ
は第１図に示したものの約２倍になる。
は第１図に示したものの約２倍になる。
したがって限流器として必要なスタックの枚数を少なく
できる。
できる。
第５図のようにスタックの凹部に限流線を取り付けると
、電流が流れたときの電磁力による限流線の脱落が恐れ
られる。しかしながら、前記したように、スタックの表
裏の対向する位置の電流が同方向に流れるようにされて
いることにより、対向する二つの限流線部には吸引力が
働く。従って、限流線は電磁力によって脱落しないでス
タック面に安定に固定される。
、電流が流れたときの電磁力による限流線の脱落が恐れ
られる。しかしながら、前記したように、スタックの表
裏の対向する位置の電流が同方向に流れるようにされて
いることにより、対向する二つの限流線部には吸引力が
働く。従って、限流線は電磁力によって脱落しないでス
タック面に安定に固定される。
更に、このような限流線の取り付けられたスタックを複
数個重ねて、限流器を構成するとき、個々のスタックの
凹部に液体窒素が通るので、限流線は効率良く冷却され
る。
数個重ねて、限流器を構成するとき、個々のスタックの
凹部に液体窒素が通るので、限流線は効率良く冷却され
る。
以上のように、本発明による限流器では、超電導限流線
の全ての部分に液体窒素が触れ、かつ流れるので冷却効
果が良好である。従って限流器が使用される回路や系統
の通電時に限流線の超電導特性を安定に保つことができ
る。このことは超電導限流器を工業的製品として実現す
る上で非常に重要である。
の全ての部分に液体窒素が触れ、かつ流れるので冷却効
果が良好である。従って限流器が使用される回路や系統
の通電時に限流線の超電導特性を安定に保つことができ
る。このことは超電導限流器を工業的製品として実現す
る上で非常に重要である。
更に本発明による限流器では、超電導限流線を取り付け
るスタックの枚数を少なくでき、限流器の全体寸法を小
さくできる。また、超電お線を効率よく冷却できるので
、限流線の超電導特性を安定に保つことができる。
るスタックの枚数を少なくでき、限流器の全体寸法を小
さくできる。また、超電お線を効率よく冷却できるので
、限流線の超電導特性を安定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による限流器の要部である限流素子部の
１実施例を示す斜視図、第２図は他の実施例を示す斜視
図、第３図は従来の考案されている超電導限流器の構成
図、第４図はその限流素子部を示す斜視図、第５図は更
に本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・スタック ｌａ、ｌｂ・・・凹部２
・・・超電導限流線 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 ７′ ／ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
１実施例を示す斜視図、第２図は他の実施例を示す斜視
図、第３図は従来の考案されている超電導限流器の構成
図、第４図はその限流素子部を示す斜視図、第５図は更
に本発明の他の実施例を示す斜視図である。 １・・・スタック ｌａ、ｌｂ・・・凹部２
・・・超電導限流線 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 ７′ ／ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- 超電導限流線がその表面に取り付けられる複数個の絶
縁性のスタックを液体窒素の充填されたタンク内に絶縁
固定してなる限流器において、個々のスタックの少なく
とも片面を凹部とすることを特徴とする限流器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013523A JPH01190218A (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 限流器 |
| DE3887090T DE3887090T2 (de) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | Supraleitender strombegrenzender Apparat. |
| EP88118667A EP0315976B1 (en) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | Superconducting current limiting apparatus |
| KR1019880014690A KR910003660B1 (ko) | 1987-11-09 | 1988-11-09 | 초전도 한류기(superconducting current limiting apparatus) |
| US07/471,697 US4994932A (en) | 1987-11-09 | 1990-01-26 | Superconducting current limiting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013523A JPH01190218A (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01190218A true JPH01190218A (ja) | 1989-07-31 |
Family
ID=11835512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63013523A Pending JPH01190218A (ja) | 1987-11-09 | 1988-01-26 | 限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01190218A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518581A (ja) * | 2004-10-26 | 2008-05-29 | ノヴ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 漏電制限システム |
-
1988
- 1988-01-26 JP JP63013523A patent/JPH01190218A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008518581A (ja) * | 2004-10-26 | 2008-05-29 | ノヴ テクノロジーズ インコーポレイテッド | 漏電制限システム |
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