JPH0332292B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0332292B2 JPH0332292B2 JP56143777A JP14377781A JPH0332292B2 JP H0332292 B2 JPH0332292 B2 JP H0332292B2 JP 56143777 A JP56143777 A JP 56143777A JP 14377781 A JP14377781 A JP 14377781A JP H0332292 B2 JPH0332292 B2 JP H0332292B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- breaker
- energy storage
- storage device
- superconducting
- resistor
- 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 - Lifetime
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は例えば核融合実験装置のポロイダルコ
イルや中性粒子入射装置のように間欠的に電力を
消費する装置に電力を供給するのに適したエネル
ギ蓄積装置に関する。
イルや中性粒子入射装置のように間欠的に電力を
消費する装置に電力を供給するのに適したエネル
ギ蓄積装置に関する。
第１図に従来のエネルギ蓄積装置の例を示す。
第１図において、１は直流電源、２はエネルギ
蓄積用の超電導コイル、３はしや断器、４は抵抗
器である。この図において破線は超電導容器、通
常はクライオスタツトをあらわし、この超電導容
器内において極低温に冷却されることによつてコ
イル２は超電導となる（後出の第２図、第４図に
おいても同様）。
蓄積用の超電導コイル、３はしや断器、４は抵抗
器である。この図において破線は超電導容器、通
常はクライオスタツトをあらわし、この超電導容
器内において極低温に冷却されることによつてコ
イル２は超電導となる（後出の第２図、第４図に
おいても同様）。
第１図において、しや断器３が投入された状態
で、直流電源１によりコイル２に電流を流すこと
により、コイル２には概略1/2LI2のエネルギが蓄
積される。ここで、Ｌはコイル２のインダクタン
ス、Ｉは流れる電流値である。特に、コイル２が
超電導特性を示す場合には、その抵抗分は非常に
小さくなるので、ＬもＩも大きな値とするのが一
般的であり、蓄えられるエネルギは非常に大きく
なる。
で、直流電源１によりコイル２に電流を流すこと
により、コイル２には概略1/2LI2のエネルギが蓄
積される。ここで、Ｌはコイル２のインダクタン
ス、Ｉは流れる電流値である。特に、コイル２が
超電導特性を示す場合には、その抵抗分は非常に
小さくなるので、ＬもＩも大きな値とするのが一
般的であり、蓄えられるエネルギは非常に大きく
なる。
一方、超電導特性が何らかの原因で保持されな
くなつた時には、コイル２の抵挺抗分が急激に増
加するので、すみやかに流れる電流を減小させな
ければらない。第１図の構成は、しや断器３をし
や断することにより、コイル２と抵抗器４の直列
回路を作り、この回路を流れる電流を、抵抗器４
とコイル２の抵抗分によるジユール発熱としてエ
ネルギ吸収し、減小させようとするものである。
くなつた時には、コイル２の抵挺抗分が急激に増
加するので、すみやかに流れる電流を減小させな
ければらない。第１図の構成は、しや断器３をし
や断することにより、コイル２と抵抗器４の直列
回路を作り、この回路を流れる電流を、抵抗器４
とコイル２の抵抗分によるジユール発熱としてエ
ネルギ吸収し、減小させようとするものである。
この場合、しや断器３がしや断されると、回路
を流れる電流Ｉが抵抗器４に流れることになり、
抵抗器の抵抗分をＲとすると、RIの電圧が抵抗
器４の両端、すなわちコイル２の両端間に発生す
ることになる。
を流れる電流Ｉが抵抗器４に流れることになり、
抵抗器の抵抗分をＲとすると、RIの電圧が抵抗
器４の両端、すなわちコイル２の両端間に発生す
ることになる。
このことから、抵抗器４の抵抗値Ｒを大きくす
ると、電流の減小速度は速くなるが、コイル２の
両端間に発生する電圧が大きくなり、巻枠や超電
導容器等にたいする電位すなわち対地電位も上昇
する。そためコイル２の絶縁が難しくなり、ひい
ては高価なものとなる。
ると、電流の減小速度は速くなるが、コイル２の
両端間に発生する電圧が大きくなり、巻枠や超電
導容器等にたいする電位すなわち対地電位も上昇
する。そためコイル２の絶縁が難しくなり、ひい
ては高価なものとなる。
本発明は、以上のような従来技術に鑑みて、超
電導コイルの絶縁強度を大きくすることなく、そ
の超電導コイルに蓄えられたエネルギを速やかに
吸収するエネルギ蓄積装置を提供しようとするも
のである。
電導コイルの絶縁強度を大きくすることなく、そ
の超電導コイルに蓄えられたエネルギを速やかに
吸収するエネルギ蓄積装置を提供しようとするも
のである。
第２図に本発明の一実施例を示す。この図にお
いて、１および３は、第１図の場合と同じく、直
流電源およびしや断器である。超電導コイルは２
ａ，２ｂから構成され、抵抗器は４ａ，４ｂから
構成される。５ａ，５ｂはしや断器、６は投入器
である。コイル２ａ，２ｂを超電導状態とし、し
や断器５ａ，５ｂをその近傍に配置するものとす
る。
いて、１および３は、第１図の場合と同じく、直
流電源およびしや断器である。超電導コイルは２
ａ，２ｂから構成され、抵抗器は４ａ，４ｂから
構成される。５ａ，５ｂはしや断器、６は投入器
である。コイル２ａ，２ｂを超電導状態とし、し
や断器５ａ，５ｂをその近傍に配置するものとす
る。
上記構成の本実施例の作用は以下のようにな
る。即ち、超電導特性が何らかの原因で保持され
なくなり、コイル２ａ，２ｂの蓄積エネルギをす
みやかに吸収したい時、先ず投入器６を投入し、
しや断器３をしや断する。次に、しや断器５ａ，
５ｂをしや断すると、コイルを流れる電流Ｉは、
２ａ→４ａ→２ｂ→４ｂ→６→２ａの経路で流れ
ることになる。
る。即ち、超電導特性が何らかの原因で保持され
なくなり、コイル２ａ，２ｂの蓄積エネルギをす
みやかに吸収したい時、先ず投入器６を投入し、
しや断器３をしや断する。次に、しや断器５ａ，
５ｂをしや断すると、コイルを流れる電流Ｉは、
２ａ→４ａ→２ｂ→４ｂ→６→２ａの経路で流れ
ることになる。
即ち、コイル２ａ，２ｂに発生する電圧は、抵
抗器４ａ，４ｂに発生する電圧により決定される
ことになり、例えばコイル２ａ，２ｂを等しく、
抵抗器４ａ，４ｂを等しく作れば、コイル２ａ，
２ｂに発生する電圧V2a，V2bは概略等しくなり
それらは、抵抗器４ａ，４ｂに発生する電圧
V4a，V4bとも概略等しくなる。即ち、コイル２
ａと抵抗器４ａを一組とした両端の電圧は概略零
となる。第３図に、この間の電圧変化を模式的に
示す。
抗器４ａ，４ｂに発生する電圧により決定される
ことになり、例えばコイル２ａ，２ｂを等しく、
抵抗器４ａ，４ｂを等しく作れば、コイル２ａ，
２ｂに発生する電圧V2a，V2bは概略等しくなり
それらは、抵抗器４ａ，４ｂに発生する電圧
V4a，V4bとも概略等しくなる。即ち、コイル２
ａと抵抗器４ａを一組とした両端の電圧は概略零
となる。第３図に、この間の電圧変化を模式的に
示す。
一般に、コイルおよび抵抗器をｎ個ずつ第２図
のように交互に直列に接続すれば、ｎ個の抵抗器
による全抵抗値は１個の抵抗器の抵抗値Ｒのｎ倍
となるが、コイルそれぞれに発生する最大電圧は
１個の抵抗器の抵抗値Ｒによつて決定される。
のように交互に直列に接続すれば、ｎ個の抵抗器
による全抵抗値は１個の抵抗器の抵抗値Ｒのｎ倍
となるが、コイルそれぞれに発生する最大電圧は
１個の抵抗器の抵抗値Ｒによつて決定される。
このようにして、コイルの絶縁強度を大きくす
ることなく、そのコイルに蓄えられたエネルギを
速やかに吸収することが可能となる。
ることなく、そのコイルに蓄えられたエネルギを
速やかに吸収することが可能となる。
次に、第２図におけるコイル２ａ，２ｂと抵抗
器４ａ，４ｄとしや断器５ａ，５ｂの部分につい
て、さらに詳細なエネルギ蓄積装置の構成を考え
てみる。
器４ａ，４ｄとしや断器５ａ，５ｂの部分につい
て、さらに詳細なエネルギ蓄積装置の構成を考え
てみる。
第４図は、他の実施例のエネルギ蓄積装置の要
部の構成例である。第４図において、７はしや断
器、８は転流コンデンサ、９は転流コンデンサ８
の充電装置、１０は投入スイツチであり、他の構
成は第２図と同じである。第４図において、しや
断器５ｂは真空しや断器や判導体しや断器などが
考えられるが、ここでは、超電導導体を使用した
真空しや断器を例にとる。第５図に、真空しや断
器のしや断部を形成する真空バルブの断面図を示
す。第５図において、１１は固定側導体、１２は
可動側導体、１３はベロー、１４は真空容器、１
１５は固定側接点、１６は可動側接点である。第
５図において、固定側と可動側導体１１，１２を
超電導状態とすることにより、しや断器は非常に
小さな抵抗分を有することが可能となる。第４図
においてこのような超電導導体を使用した真空し
や断器５ｂを用いれば、超電導状態のコイル２
ａ，２ｂの通電状態は極めて抵抗損失の少ないも
のとなる。
部の構成例である。第４図において、７はしや断
器、８は転流コンデンサ、９は転流コンデンサ８
の充電装置、１０は投入スイツチであり、他の構
成は第２図と同じである。第４図において、しや
断器５ｂは真空しや断器や判導体しや断器などが
考えられるが、ここでは、超電導導体を使用した
真空しや断器を例にとる。第５図に、真空しや断
器のしや断部を形成する真空バルブの断面図を示
す。第５図において、１１は固定側導体、１２は
可動側導体、１３はベロー、１４は真空容器、１
１５は固定側接点、１６は可動側接点である。第
５図において、固定側と可動側導体１１，１２を
超電導状態とすることにより、しや断器は非常に
小さな抵抗分を有することが可能となる。第４図
においてこのような超電導導体を使用した真空し
や断器５ｂを用いれば、超電導状態のコイル２
ａ，２ｂの通電状態は極めて抵抗損失の少ないも
のとなる。
第４図の実施例において、しや断動作時には、
しや断器５ｂを開極し、投入スイツチ１０を投入
することによりあらかじめ充電装置９により充電
された転流コンデンサ８から放電電流によりしや
断器５ｂをしや断し、通電電流を抵抗器４ａへ転
流させることが可能となる。
しや断器５ｂを開極し、投入スイツチ１０を投入
することによりあらかじめ充電装置９により充電
された転流コンデンサ８から放電電流によりしや
断器５ｂをしや断し、通電電流を抵抗器４ａへ転
流させることが可能となる。
また、しや断器７を、しや断器５ｂの開極動作
の前に投入し、しや断器５ｂの開極時に生ずるア
ーク電圧により通電電流をしや断器７に転流し、
しかる後に、投入スイツチ１０を投入し、転流コ
ンデンサ８からの放電電流でしや断器７をしや断
し、再度転流された電流を抵抗器４ａへ流すこと
も可能である。この場合には、超電導容器におか
れたしや断器５ｂは、より以前に転流によりしや
断完了しているので、しや断時の諸々の現象から
開放されていることに特徴がある。
の前に投入し、しや断器５ｂの開極時に生ずるア
ーク電圧により通電電流をしや断器７に転流し、
しかる後に、投入スイツチ１０を投入し、転流コ
ンデンサ８からの放電電流でしや断器７をしや断
し、再度転流された電流を抵抗器４ａへ流すこと
も可能である。この場合には、超電導容器におか
れたしや断器５ｂは、より以前に転流によりしや
断完了しているので、しや断時の諸々の現象から
開放されていることに特徴がある。
一方、第４図における抵抗器４ａに、第６図に
示すような、抵抗値Ｒの非線形性を持たせること
により、しや断器５ｂないし７のしや断時に低抗
器４ａに流れる電流Ｉとの積RIで与えられる電
圧を、第６図に示すように概略一定値に近く保つ
ことが可能である。この場合、絶縁強度は、概略
一定の電圧値により決定されるので、与えられた
絶縁強度のコイル２ａなどの流れる電流Ｉをより
速く減小させることが可能となる。
示すような、抵抗値Ｒの非線形性を持たせること
により、しや断器５ｂないし７のしや断時に低抗
器４ａに流れる電流Ｉとの積RIで与えられる電
圧を、第６図に示すように概略一定値に近く保つ
ことが可能である。この場合、絶縁強度は、概略
一定の電圧値により決定されるので、与えられた
絶縁強度のコイル２ａなどの流れる電流Ｉをより
速く減小させることが可能となる。
このような非線形性を有する抵抗値４ａとして
は、例えば、抵抗器４ａ自身を流れる電流による
ジユール発熱によりその抵抗値が急速に上昇する
限流線などのなどの非線形抵抗素子が考えられ
る。
は、例えば、抵抗器４ａ自身を流れる電流による
ジユール発熱によりその抵抗値が急速に上昇する
限流線などのなどの非線形抵抗素子が考えられ
る。
一般に、超電導状態のコイルの絶縁強度を高め
ることは、高価なものとなるので、本発明の絶縁
強度を高くせずにエネルギを吸収することが可能
なことは、大いに経済的であり、信頼性を高める
ことになる。
ることは、高価なものとなるので、本発明の絶縁
強度を高くせずにエネルギを吸収することが可能
なことは、大いに経済的であり、信頼性を高める
ことになる。
以上に説明したように本発明により、超電導コ
イルの絶縁強度を大きくすることなく、その超電
導コイルに蓄えられたエネルギを速やかに吸収
し、経済性も良いエネルギ蓄積装置が実現され
る。
イルの絶縁強度を大きくすることなく、その超電
導コイルに蓄えられたエネルギを速やかに吸収
し、経済性も良いエネルギ蓄積装置が実現され
る。
第１図は従来のエネルギ蓄積装置の一例を示す
回路図、第２図は本発明の一実施例を示す回路
図、第３図は第２図の動作説明図、第４図は本発
明の他の実施例を示す部分回路図、第５図はしや
断器の一実施例として用いる真空バルブの断面
図、第６図は抵抗器の動作説明図である。 ２ａ，２ｂ……超電導コイル、４ａ，４ｂ……
抵抗器、５ａ，５ｂ……しや断器。
回路図、第２図は本発明の一実施例を示す回路
図、第３図は第２図の動作説明図、第４図は本発
明の他の実施例を示す部分回路図、第５図はしや
断器の一実施例として用いる真空バルブの断面
図、第６図は抵抗器の動作説明図である。 ２ａ，２ｂ……超電導コイル、４ａ，４ｂ……
抵抗器、５ａ，５ｂ……しや断器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流電源にしや断器と投入器を直列に接続
し、抵抗器としや断器の並列構成体をエネルギ蓄
積用の超電導コイルに直列に接続したユニツトの
複数個を直列に接続した直列構成体を前記投入器
の端子間に並列に接続したことを特徴とするエネ
ルギ蓄積装置。 ２ 超電導容器内に収納されたしや断器と、常電
導状態にあるしや断器および抵抗器をそれぞれ並
列に接続し、その並列構成体と超電導コイルとを
並列に接続したものをユニツトとしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のエネルギ蓄積
装置。 ３ 超電導容器内に収納されたしや断器として、
超電導導体を使用した真空しや断器を採用したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のエネ
ルギ蓄積装置。 ４ 抵抗器は、電流を流し始めると時間経過とと
もにその抵抗値が増加する非線形性を有し、流れ
る電流の減小の割合と抵抗値の増加の割合が同程
度となり、両端電圧がある期間ほぼ一定の値を維
持する特性をもつことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のエネルギ蓄積装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143777A JPS5846531A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | エネルギ吸収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143777A JPS5846531A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | エネルギ吸収装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846531A JPS5846531A (ja) | 1983-03-18 |
| JPH0332292B2 true JPH0332292B2 (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=15346764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143777A Granted JPS5846531A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | エネルギ吸収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846531A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013164874A1 (ja) * | 2012-05-01 | 2015-12-24 | 三菱電機株式会社 | 直流遮断器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5021239A (ja) * | 1973-06-29 | 1975-03-06 | ||
| US4027123A (en) * | 1975-03-11 | 1977-05-31 | General Electric Company | Vacuum circuit breaker comprising series connected vacuum interrupters and capacitive voltage-distribution means |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP56143777A patent/JPS5846531A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5846531A (ja) | 1983-03-18 |
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