JPH03219601A

JPH03219601A - 限流装置

Info

Publication number: JPH03219601A
Application number: JP1362590A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Unno; 洋海野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1991-09-27

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、電力回路の短絡事故時に回路の損傷を低減す
る限流装置に関するものである。

（従来の技術）周知のように、電力回路の短絡事故より回路の損傷を保
護する目的で回路遮断器が用いられている。この短絡事
故の際の短絡電流は、電源容量と回路のインピーダンス
により決定され、その値は、低圧系統では百キロアンペ
アを超える事も多々ある。

回路遮断器は、通常低インピーダンスをもって通電する
事を主目的とし、異常時に自己の消弧能力を利用して回
路を遮断し、系統の切断を行うが。

この異常時の遮断電流が上記の様に大きくなってくると
、その電磁力に耐え、遮断エネルギーを消費するには、
大形になり又高価にもなって来る。

この為、異常時の遮断器の遮断容量軽減を目的として１
回路に遮断器と直列に遮断エネルギーの消費をする限流
器が用いられている。

第８図は、この限流器の代表的なものを示している。同
図（ａ）において、１０は主遮断器、１１は限流線であ
る。この限流線１１は、異常電流が流れた時その温度係
数が大きくなる事を利用し、自己発熱によるインピーダ
ンスの増大で回路電流の限流を行うものであり、通常電
流が数百アンペア以下の回路で短絡電流が数十キロアン
ペアの比較的小容量の系統に使用されている。

又、同図（ｂ）に於いて、１２は反撥限流器で１回路の
異常電流がこの反撥限流器１２のある値・（設定値）を
超えると、自己の電磁力による反撥で接点を開き、アー
クを発生し、そのアーク抵抗により回路電流を限流し、
この限流作用と直列して主遮断器１０を開くカスケード
遮断の一種であり、比較的大容量の系統に使用されてい
る。

更に、同図（ｃ、）において、１３は限流抵抗、１４は
補助遮断器である。これは、異常時にはまず補助遮断器
１４を動作させ、回路に限流抵抗１３を挿入した後主遮
断器１０を開く様にした遮断方式であり、遮断容量の関
係は、主遮断器〉補助遮断器としている。この遮断方式
も上記した（ｂ）の場合と同等の遮断特性を有している
。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記した同図（ａ）に示すものは、常時
限流線１１が回路に接続されているから、通常電流によ
る発熱（電力損失）も無視出来ず、適用は上記した様に
比較的小容量の系統に限定される。つまり、通電時の発
熱により大電流系統への適用が困難となる。又、上記し
た同図（ｂ）に示すものは、反撥限流器１２の接点消耗
が激しい事、主遮断器１０を同期して動作させる必要か
ら通常主遮断器１０と反撥限流器１２を一体とさせる為
高価となる欠点がある。更に、上記した同図（ｃ）に示
すものは、装置が複雑となる為高価となる欠点がある。

そこで、本発明の目的は、限流時にアークの発生を無く
し、遮断器の遮断エネルギーの低減を図ることで自身の
保守を容易とし、上記欠点を除去した限流装置を提供す
るものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、回路に接続される一対の端子にそれぞれ固定
して限流抵抗を設け、これらの組合せをブレードで挾み
込み、このブレードを所定の電流通電時に電磁力で限流
抵抗側へ移動させる様にしたものである。

（作用）通常電流通電時には電流の経路が一対の端子とブレード
で形成されるから、この経路に於ける発熱（電力損失）
は微小である。然し、この状態で短絡電流のような大電
流が流れると、経路の電磁力でブレードが限流抵抗側へ
移動する。この際短絡電流の大きさに応じて限流抵抗を
増大して行き限流抵抗を急激に変化させることがない。

従って、ブレード接触部と限流抵抗との間に電位差が生
じないので、発弧することなく限流し、主遮断器の負荷
が軽減すると共に遮断が容易になる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は、本発明の一実施例を示す正面図であり、第２図
は、第１図の上面図である。

第１図及び第２図に於いて、限流装置は、［状に形成さ
れた一対の部材１０１ａ、　１０１ｂとからなる架台１
０１と、この架台１０１の上面に取付けられる絶縁サポ
ート１０２と、この絶縁サポート１０２の上面で流側の
端部に取付けられる一対の接続端子１０３ａ。

１０３ｂと、各接続端子１０３ａ、　１０３ｂの上面に
それぞれ接触して取付けられる一対の端子１０４ａ、　
　１０４ｂと。

各端子１０４ａ、　１０４ｂの上部にそれぞれ接触して
取付けられる一対の限流抵抗１０５ａ、　１０５ｂと、
一対の端子１０４ａ、　１０４ｂと一対の限流抵抗１０
５ａ、　１０５ｂを挾むようにして接触し、且つ移動自
在に取付けられたブレード装置１０６と、端子１０４ａ
、　１０４ｂ及び限流抵抗１０５ａ、　１０５ｂをそれ
ぞれ接続端子１０３ａ、　１０３ｂに固定するサポート
（導体）１０７で構成されている。

この構成に於いて、ブレード装置１０６は、第３図に示
す様に端子１０４ａ、　１０４ｂのそれぞれの一方の側
面に接触する突出部１０８ａ、　１０８ｂを設けたブレ
ード１０８と、端子１０４ａ、　　１０４ｂのそれぞれ
の他方の側面に接触する突出部１０９ａ、　１０９ｂを
設けたブレード１０９と、　ブレード１０８と１０９の
隙間で端子１０４ａと１０４ｂの間に挿入される絶縁ス
ペーサ１１０と、ブレード１０８と１０９の両側端部を
貫通するボルト１１１と、ブレード１０８．　１０９及
び絶縁スペーサ１１０を貫通するボルト１１１にそれぞ
れ挿入され、ブレード１０８と１０９に端子１０４ａ、
　１０４ｂ　（又は限流抵抗１０５ａ、　１０５ｂ）に
対する接触力を与えるスプリング１１２と、ポルと１１
１にねじ込まれスプリング１１２のばね力を調整するナ
ツト１１３で構成されている。　ここで、絶縁スペーサ
１１０の厚さは、　ブレード１０８と１０９の隙間より
若干薄くし、突出部１０８ａ、　１０８ｂ、　１０９ａ
、　１０９ｂが端子１０４ａ、　１０４ｂに接触する際
支障を来たさない様にしである。又、限流抵抗１０５ａ
、　１０５ｂは、抵抗材料から形成され、第４図に示す
ように端子１０４ａ。

１０ｂとそれぞれ同じ横断面形状としており、上面がサ
ポーｈ１０７に下面がそれぞれ端子１０４ａ、　　１０
４ｂに接触し、押えボルト１１５により接続端子１０３
ａ　＋１０３ｂとサポート１０７の間に締付けられて固
定されている。ここで、端子１０４ａ、　１０４ｂと限
流抵抗１０５ａ。

１ｏｓｂ及びサポート１０７には、それぞれ絶縁管１１
６が挿入され、且つサポート］０７の上面に絶縁スペー
サ１１７が設けられ、これらを押えボルト１１５が貫通
している。又、限流抵抗は、回路電圧により決定される
のが、低圧系統４４０ｖ級では数十〜数百ｍΩあれば数
千アンペアに限流できる。尚、この様な抵抗体の一例と
して、銅粉と炭素粉末の混合物に抵抗素体及びマイカ粉
末、特殊ガラスを定率で配合後、熱間成形した「オーム
１ノツクス」　（日本イスカルタ工業（株）の商品名）
がある。

一方、サポート１０７は、支持棒１１８により絶縁サポ
ート１０２に締付けられている。この支持棒１１８は、
中間部がブレード装置１０６の絶縁スペーサ１１０を移
動自在とするように貫通しており、絶縁スペーサ１１０
と絶縁サポート１０２の間にストッパ１１９が挿入され
ている。このストッパ１１９に絶縁スペーサ１１０の下
面が当たることにより、　ブレード装置１０６の通常通
電位置を保つ様になっている。尚、サポート１０７には
、絶縁管１２０を挿入すると共に両側面に絶縁スペーサ
１２１．１２２を設け、これらを支持棒１１８が貫通し
ている。

次に、以上の様に構成された実施例の作用を説明する。

通常通電時には、第５図及び第６図に示す様に絶縁スペ
ーサ１１０がストッパ１１９に当たった位置にあり、こ
の時の電流経路をＬで示す。

この通常通電時に於ては、電流は接続端子１０３ａ→端
子１０４ａ→ブレード１０８及び１０９→端子１０４ｂ
→接続端子１０３ｂと流れるが、これらは何れも良導体
で構成されているからその発熱量は微量である。又。

電流経路λによる電磁力ｆｄも小さく、ブレード１０８
と１０９間の電磁吸引力ｆＰと接点反撥力（ｆＨ）も小
さい。

従って、プレート突出部と端子１０４ａ、　１０４ｂと
に作用させるスプリング１１２のばね力（ｆｓ）と、双
方の摩擦力μとの間で、（ｆｓ＋ｆｐ−ｆＨ）Ｘ　μ＞ｆ　ｄの関係となり、そのままの状態を維持しながら通電する
。

ところが、この状態で回路に事故が発生して電流差が増
大すると、ｆｄが増大し、ｆｐも増大するが、ｆＩ（も
増大し、（、ｆｓ＋、ｆｐ−ｆＨ）Ｘμ＜ｆａとなる電流値が存在する事になる。

この条件でブレード装置１０６は、ｆｄの方向（反スト
ッパ１１９側）へ移動し、　ブレード１０８と１０９の
突出部１０８ａ、　１０９ａ及び１０８ｂ、　１０９ｂ
はそれぞれ限流抵抗１０５ａ、　１０ｂ側へ移動する。

　この場合、限流抵抗１０５ａ、　１０５ｂは、徐々に
挿入される為電流の変化もこれに応じて徐々に減り、Ｃｆｓ＋ｆｐ　　ｆＨ）　　Ｘｐ＝ｆｄの関係となる位
置でブレ−ド装置１０６は停止する。

従って、このブレード装置１０６が移動し始めた条件を
図示しないスイッチ等のセンサで検出し、この信号で同
回路に接続されている図示しない主遮断器を開動作させ
れば、主遮断器は限流抵抗１０５ａ、　１０５ｂが挿入
され限流された事故電流を遮断する事になる。

又、実際の回路の短絡電流は、抵抗（Ｒ）分よりリアク
タンス（Ｘ）分が大きく、Ｘ／Ｒは数十倍の値をとり、
電流は電圧より約９０°位相がずれて流れる為、電流零
時に電圧最大値近傍となって遮断には厳しい条件となっ
ている。然し、本実施例を適用することにより、抵抗（
Ｒ）が大きくなって力率が改善される為、電圧と電流が
同位相に近すき遮断が容易になるという長所も生じてく
る。

第７図（ａ）（ｂ）は、この関係を示したものである。

尚、同図は、電圧の位相９０°で回路に事故が発生した
様な波形を示している為、直流分を含ます交流分のみと
なるが、他の位相でも直流分が含まれるが原理は同じで
ある。

ブレード装置１０６は、Ｃｆｓ＋ｆｐ−ｆＨ）　ｘｕ＜
ｆｄなるＡ点で移動し始め、同図（ａ）に示す様なスト
ロークとなり、抵抗値も同形状で増大していく。

回路の短絡電流は、初期はｉ−ｓ＜。の過程となるが、
限流抵抗が挿入される為り。、の様になり、Ａ点での信
号により主遮断器が０点で動作し、電流が遮断される。

尚、事故の処理が終了し次に回路に電流を流す前に、ブ
レード装置１０６をストッパ１１９に当たるまで移動し
、元の通常通電時の位置に戻しておく。

以上説明したように本実施例によれば、導体と限流抵抗
にブレードを移動可能に組合わせるだけで、電流経路の
電磁力による移動で、回路事故電流の大きさにより所定
の限流特性が得られ、又、抵抗値を徐々に変化する事で
無発弧の安価な限流装置とすることが出来る。

尚、上記した実施例では、サポートを金属（導体）で形
成したが、絶縁材で形成してもよくこの場合には、サポ
ートに挿入する絶縁管１１６．１２０及び絶縁スペーサ
１１７．１２１．１２２は不要となる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上の様に構成されているから、通常通電時
には良導体通電となって電力損失が軽減出来、大定格電
流の装置を実現出来る。又、自身の電磁力を利用する為
、簡易な構成となり安価に製作することが出来る。更に
、抵抗値が徐々に変化する為、接触部分での発弧がなく
、動作後回路の力率を改善する事で、主遮断器の負荷が
軽減し遮断が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は第１
図の上面図、第３図は第１図のＡ−Ａ線に沿った断面図
、第４図は第１図のＢ−Ｂ線に沿った断面図、第５図は
本発明の一実施例の作用を示す説明図、第６図は第５図
と異なる本発明の一実施例の作用を示す説明図、第７図
は第５図及び第６図と異なる本発明の一実施例の作用を
示す説明図、第８図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は従来の限
流装置を示す説明図で、（ａ）は限流線、（ｂ）は反撥
限流器、（ｃ）は限流抵抗と補助遮断器を用いる方法を
示す。１０２・・・絶縁サポート、　　１０４ａ、　１０４ｂ
・・・端子１０５ａ、　１０５ｂ・・・限流抵抗、１０
６・・・ブレード装置１０８、１０９・・・ブレード、
　　１１２・・・スプリング（８７３３）代理人　弁理
士　猪　股　祥　晃（ほか１名）茅ろ胆第菌箒図羊厘

Claims

【特許請求の範囲】

　回路に接続される一対の端子にそれぞれ固定して限流
抵抗を設け、これらの組合せをブレードで挾み込み、こ
のブレードを所定の電流通電時に電磁力で前記限流抵抗
側へ移動させるようにしたことを特徴とする限流装置。