JPH04226008A - ハイブリッド電流制限器 - Google Patents
ハイブリッド電流制限器Info
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- JPH04226008A JPH04226008A JP3187115A JP18711591A JPH04226008A JP H04226008 A JPH04226008 A JP H04226008A JP 3187115 A JP3187115 A JP 3187115A JP 18711591 A JP18711591 A JP 18711591A JP H04226008 A JPH04226008 A JP H04226008A
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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
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- H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H33/002—Very heavy-current switches
- H01H33/004—Very heavy-current switches making use of superconducting contacts
-
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
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- 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
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- Y10S505/891—Magnetic or electrical effect cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電流の値、例えば交流
送電線または交流形電力施設の事故電流の値を制限する
電流制限器に係る。
送電線または交流形電力施設の事故電流の値を制限する
電流制限器に係る。
【０００２】
【従来の技術】フランス特許出願公開第２，６２９，９
５６号は、並列な２つの超伝導巻線を含み、等しい電流
が各巻線に流れる型の制限器を開示している。
５６号は、並列な２つの超伝導巻線を含み、等しい電流
が各巻線に流れる型の制限器を開示している。
【０００３】米国特許第３，７０３，６６４号は、常伝
導巻線と超伝導巻線とを有するハイブリッドコイルの使
用を提案している。常伝導巻線ではリアクタンスに比べ
て抵抗が極めて小さい。電流はほぼ同じ巻き数の２つの
巻線に均等に分配される。故障の場合には、超伝導巻線
の転移が生じ、ほぼ全部の電流が常伝導巻線を通り、常
伝導巻線が実質的に完全なインダクタンスとして挙動す
るので事故電流の値が制限される。
導巻線と超伝導巻線とを有するハイブリッドコイルの使
用を提案している。常伝導巻線ではリアクタンスに比べ
て抵抗が極めて小さい。電流はほぼ同じ巻き数の２つの
巻線に均等に分配される。故障の場合には、超伝導巻線
の転移が生じ、ほぼ全部の電流が常伝導巻線を通り、常
伝導巻線が実質的に完全なインダクタンスとして挙動す
るので事故電流の値が制限される。
【０００４】上記のごとき装置では、転移後の超伝導巻
線が超伝導状態に戻るまで比較的長時間の遅延が伴うの
で、高速の再閉鎖サイクルを得ることができない。転移
電流の値が高いほど遅延が大きい。
線が超伝導状態に戻るまで比較的長時間の遅延が伴うの
で、高速の再閉鎖サイクルを得ることができない。転移
電流の値が高いほど遅延が大きい。
【０００５】この問題を解決し高速の再閉鎖サイクルを
実現するために、フランス特許出願第９００３３９８号
は、超伝導第１巻線と常伝導第２巻線とを含み、２つの
巻線が互いに逆方向に巻回されて並列に接続され、超伝
導巻線が常伝導巻線よりも多い巻き数を有し、総電流の
一部、例えば約２０％が超伝導巻線に流れるように設計
された制限器を提案している。
実現するために、フランス特許出願第９００３３９８号
は、超伝導第１巻線と常伝導第２巻線とを含み、２つの
巻線が互いに逆方向に巻回されて並列に接続され、超伝
導巻線が常伝導巻線よりも多い巻き数を有し、総電流の
一部、例えば約２０％が超伝導巻線に流れるように設計
された制限器を提案している。
【０００６】かかる制限器において、臨界電流を上回る
事故電流が流れると、超伝導巻線が転移し、該巻線の抵
抗値（オーム）が急激に増加する。このため、ほぼ全部
の電流が常伝導巻線を通るが、この常伝導巻線の固有イ
ンダクタンスが電流の値を制限する。次いで従来の遮断
器で残留電流が遮断される。転移電流が比較的小さい値
なので、回復電圧がかなり高い値であっても、超伝導巻
線が速やかに超伝導状態を回復し、高速再閉鎖サイクル
を実現し得る。
事故電流が流れると、超伝導巻線が転移し、該巻線の抵
抗値（オーム）が急激に増加する。このため、ほぼ全部
の電流が常伝導巻線を通るが、この常伝導巻線の固有イ
ンダクタンスが電流の値を制限する。次いで従来の遮断
器で残留電流が遮断される。転移電流が比較的小さい値
なので、回復電圧がかなり高い値であっても、超伝導巻
線が速やかに超伝導状態を回復し、高速再閉鎖サイクル
を実現し得る。
【０００７】上記の電流制限器において、超伝導巻線は
、絶縁クライオスタットに収容され、常伝導性の第２巻
線の内部に巻回されている。例えば液体ヘリウムが充填
された絶縁クライオスタットは、ある程度の絶縁厚さを
必要とし、従って２つの巻線間に緊密な電磁結合を成立
させることが容易でない。正常動作中の制限器の端子の
誘導電圧の降下が、許容された閾値、即ち対地電圧（ｐ
ｈａｓｅ−ｇｒｏｕｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ）の約５％
を超過する危険がある。
、絶縁クライオスタットに収容され、常伝導性の第２巻
線の内部に巻回されている。例えば液体ヘリウムが充填
された絶縁クライオスタットは、ある程度の絶縁厚さを
必要とし、従って２つの巻線間に緊密な電磁結合を成立
させることが容易でない。正常動作中の制限器の端子の
誘導電圧の降下が、許容された閾値、即ち対地電圧（ｐ
ｈａｓｅ−ｇｒｏｕｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ）の約５％
を超過する危険がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的は
、高速再閉鎖サイクルを可能にする特性を維持しつつ前
記欠点のない装置を提供することである。
、高速再閉鎖サイクルを可能にする特性を維持しつつ前
記欠点のない装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、クライオスタ
ット内に配置された自己インダクタンスの小さい超伝導
コイル（Ｂ）に直列に電気接続された巻き数の多い常伝
導性導電材料から成る第１巻線（Ｅ１）と、総インダク
タンスが小さくなるように第１巻線（Ｅ１）に緊密に結
合された巻き数の少ない常伝導性導電材料から成る第２
巻線（Ｅ２）とを含み、前記第２巻線（Ｅ２）が、前記
第１巻線と前記超伝導コイル（Ｂ）とから成るアセンブ
リに並列に接続されていることを特徴とするハイブリッ
ド電流制限器を提供する。
ット内に配置された自己インダクタンスの小さい超伝導
コイル（Ｂ）に直列に電気接続された巻き数の多い常伝
導性導電材料から成る第１巻線（Ｅ１）と、総インダク
タンスが小さくなるように第１巻線（Ｅ１）に緊密に結
合された巻き数の少ない常伝導性導電材料から成る第２
巻線（Ｅ２）とを含み、前記第２巻線（Ｅ２）が、前記
第１巻線と前記超伝導コイル（Ｂ）とから成るアセンブ
リに並列に接続されていることを特徴とするハイブリッ
ド電流制限器を提供する。
【００１０】好ましくは、超伝導コイルが、互いに逆方
向に巻回された同様の２つの超伝導巻線を含む。
向に巻回された同様の２つの超伝導巻線を含む。
【００１１】特定実施態様によれば、第１及び第２の巻
線が、絶縁材から成る管を含むアセンブリの一部を構成
し、前記管の周囲にスリーブが係合され、前記スリーブ
の軸方向半断面は、第２巻線のコイルを収容する広くて
浅い溝と、第１巻線のコイルを収容する狭くて深い溝と
を形成する歯を備えた櫛形であり、第１巻線のコイルは
第２巻線のコイルの逆方向に巻回されている。
線が、絶縁材から成る管を含むアセンブリの一部を構成
し、前記管の周囲にスリーブが係合され、前記スリーブ
の軸方向半断面は、第２巻線のコイルを収容する広くて
浅い溝と、第１巻線のコイルを収容する狭くて深い溝と
を形成する歯を備えた櫛形であり、第１巻線のコイルは
第２巻線のコイルの逆方向に巻回されている。
【００１２】バリスタが第１巻線の端子に装着されても
よい。
よい。
【００１３】好ましくは、高い透磁率を有する材料から
成るコアが管の内部に配置されている。
成るコアが管の内部に配置されている。
【００１４】特定実施態様によれば、磁気コアが、別々
に巻回された第１巻線（Ｅ１）及び第２巻線（Ｅ２）と
共に飽和可能な閉回路を形成している。
に巻回された第１巻線（Ｅ１）及び第２巻線（Ｅ２）と
共に飽和可能な閉回路を形成している。
【００１５】超伝導体は、電流の強度が所定の限界値を
超過すると直ちに常伝導状態に転移する特性を有してお
り、この特性を利用して電流制限器に使用されている。 このような転移の際に、超伝導素子の抵抗は実質的に瞬
時に数桁増加する。従って電線に短絡が発生すると、制
限器が極めて素早く応答する。しかしながら、転移後の
超伝導素子が超伝導状態に戻るまでに要する時間は転移
電流が多いほど長い。このことは、制限器を開−０．３
秒閉−開サイクルで動作させたいときには障害になる。 従って、超伝導素子に流れる常時電流を減少させること
が極めて重要である。
超過すると直ちに常伝導状態に転移する特性を有してお
り、この特性を利用して電流制限器に使用されている。 このような転移の際に、超伝導素子の抵抗は実質的に瞬
時に数桁増加する。従って電線に短絡が発生すると、制
限器が極めて素早く応答する。しかしながら、転移後の
超伝導素子が超伝導状態に戻るまでに要する時間は転移
電流が多いほど長い。このことは、制限器を開−０．３
秒閉−開サイクルで動作させたいときには障害になる。 従って、超伝導素子に流れる常時電流を減少させること
が極めて重要である。
【００１６】上記の電流制限器は、並列な２つの電流分
岐を備えた回路によつて超伝導素子に流れる電流を減少
させ得る。回路は、主電流の極く一部だけが超伝導素子
に流れるように設計されている。２つの分岐を有する飽
和可能な磁気回路の使用によって超伝導コイルの端子に
存在する電圧を有利に降下させ得る。
岐を備えた回路によつて超伝導素子に流れる電流を減少
させ得る。回路は、主電流の極く一部だけが超伝導素子
に流れるように設計されている。２つの分岐を有する飽
和可能な磁気回路の使用によって超伝導コイルの端子に
存在する電圧を有利に降下させ得る。
【００１７】この磁気回路の改良によって、結合係数を
速やかに変更し得ること、従って超伝導コイルの端子電
圧を極めて強力に降下させ得ることが知見された。この
場合、超伝導部材内に放散される熱エネルギも同様に減
少し得る。従って、遮断器は、１サイクルの代わりに３
サイクルを行なう遮断時間で使用され得る。
速やかに変更し得ること、従って超伝導コイルの端子電
圧を極めて強力に降下させ得ることが知見された。この
場合、超伝導部材内に放散される熱エネルギも同様に減
少し得る。従って、遮断器は、１サイクルの代わりに３
サイクルを行なう遮断時間で使用され得る。
【００１８】このために、本発明の変形例においては、
３つの分岐を有する磁気回路を使用する。第１及び第２
の巻線の各々は、別々の分岐に巻回され、第３の分岐は
ギャップによって中断されているが、可動部材によって
最初の２つの巻線に存在する磁束を再閉鎖し得る。３つ
の分岐を有するこの磁気回路は、第１巻線に並列に接続
されたバリスタと共に結合係数を迅速に変化させ、所望
の結果を与える。
３つの分岐を有する磁気回路を使用する。第１及び第２
の巻線の各々は、別々の分岐に巻回され、第３の分岐は
ギャップによって中断されているが、可動部材によって
最初の２つの巻線に存在する磁束を再閉鎖し得る。３つ
の分岐を有するこの磁気回路は、第１巻線に並列に接続
されたバリスタと共に結合係数を迅速に変化させ、所望
の結果を与える。
【００１９】このために、磁気回路が第１及び第２の分
岐を含み、前記分岐は、閉回路を形成すべく第１及び第
２の末端を夫々共有しており、第１及び第２の巻線の各
々が１つの分岐の周囲に巻回されており、磁気回路が更
に、第１末端と第２末端との間に位置する中央分岐を含
んでおり、前記中央分岐が、ギャップと該ギャップを閉
鎖し得る可動磁気部材とを含み、戻し装置が、ギャップ
の閉鎖に対抗すべく可動磁気部材に作用する。
岐を含み、前記分岐は、閉回路を形成すべく第１及び第
２の末端を夫々共有しており、第１及び第２の巻線の各
々が１つの分岐の周囲に巻回されており、磁気回路が更
に、第１末端と第２末端との間に位置する中央分岐を含
んでおり、前記中央分岐が、ギャップと該ギャップを閉
鎖し得る可動磁気部材とを含み、戻し装置が、ギャップ
の閉鎖に対抗すべく可動磁気部材に作用する。
【００２０】特定実施態様によれば、磁気部材が、中央
分岐の受容部内で摺動し得るコアプランジャを構成する
。
分岐の受容部内で摺動し得るコアプランジャを構成する
。
【００２１】戻し装置はばねを含み得る。
【００２２】好ましくは、第１巻線が巻回された磁気回
路の分岐は、第２巻線が巻回された分岐及び中央分岐よ
りも小さい断面積を有する。
路の分岐は、第２巻線が巻回された分岐及び中央分岐よ
りも小さい断面積を有する。
【００２３】第１巻線の端子にバリスタが装着されても
よい。
よい。
【００２４】
【実施例】添付図面に基づく以下の記載より本発明が更
に十分に理解されよう。
に十分に理解されよう。
【００２５】図１は、アースされた金属ハウジング２を
有する容器１を示す。容器は３つの絶縁フィードスルー
４，５，６を含み、絶縁用及び冷却用の気体または液体
、例えば、空気、油、六フッ化イオウ、などが容器に充
填されている。
有する容器１を示す。容器は３つの絶縁フィードスルー
４，５，６を含み、絶縁用及び冷却用の気体または液体
、例えば、空気、油、六フッ化イオウ、などが容器に充
填されている。
【００２６】容器１の内部に、巻き数の多い小断面積の
銅製第１巻線Ｅ１と、大断面積の銅製第２巻線Ｅ２とが
配置されている。第２巻線Ｅ２の巻き数は、第１巻線Ｅ
１の巻き数の１／４以下である。巻線Ｅ１及びＥ２は、
互いに逆方向に巻回され、アセンブリが極めて小さい総
インダクタンスを有するようにこれらの２つの巻線間の
結合は極めて緊密である。かかる結合の実施例に関して
は後述する。
銅製第１巻線Ｅ１と、大断面積の銅製第２巻線Ｅ２とが
配置されている。第２巻線Ｅ２の巻き数は、第１巻線Ｅ
１の巻き数の１／４以下である。巻線Ｅ１及びＥ２は、
互いに逆方向に巻回され、アセンブリが極めて小さい総
インダクタンスを有するようにこれらの２つの巻線間の
結合は極めて緊密である。かかる結合の実施例に関して
は後述する。
【００２７】アースされた金属被覆１２を備えた絶縁ケ
ーシング１１から成り２つの絶縁フィードスルー１３，
１４を備えたクライオスタット１０が容器１の側に配置
されている。クライオスタットの内部に、全体をＢで示
す超伝導コイルが配置されている。コイルＢは実際には
、並列に電気接続されコイルに極めて弱いインダクタン
スを与えるように互いに逆方向に巻回された２つの超伝
導巻線Ｅ３及びＥ４から構成されている。コイルＢを超
伝導状態に維持すべく十分に低温の極低温流体がクライ
オスタットに充填されている。コイルがニオブ−チタン
から製造されているとき、極低温流体は液体ヘリウムで
ある。
ーシング１１から成り２つの絶縁フィードスルー１３，
１４を備えたクライオスタット１０が容器１の側に配置
されている。クライオスタットの内部に、全体をＢで示
す超伝導コイルが配置されている。コイルＢは実際には
、並列に電気接続されコイルに極めて弱いインダクタン
スを与えるように互いに逆方向に巻回された２つの超伝
導巻線Ｅ３及びＥ４から構成されている。コイルＢを超
伝導状態に維持すべく十分に低温の極低温流体がクライ
オスタットに充填されている。コイルがニオブ−チタン
から製造されているとき、極低温流体は液体ヘリウムで
ある。
【００２８】容器１とクライオスタット１０との間のリ
ンクは、巻線Ｅ１とコイルＢとが直列に接続され、巻線
Ｅ１とコイルＢとから成るアセンブリと巻線Ｅ２とが並
列に接続されるように構成されている。
ンクは、巻線Ｅ１とコイルＢとが直列に接続され、巻線
Ｅ１とコイルＢとから成るアセンブリと巻線Ｅ２とが並
列に接続されるように構成されている。
【００２９】従来の遮断器Ｄが本発明の制限器に直列に
接続されている。
接続されている。
【００３０】本発明の制限器は以下のごとく動作する：
−正常動作中は、遮断器Ｄが閉じ正常電流Ｉｎが流れる
。この電流の極めて少ない部分が、巻線Ｅ１と超伝導コ
イルＢとから成る分岐を通る。
−正常動作中は、遮断器Ｄが閉じ正常電流Ｉｎが流れる
。この電流の極めて少ない部分が、巻線Ｅ１と超伝導コ
イルＢとから成る分岐を通る。
【００３１】−短絡が生じると、電流の値がコイルＢの
臨界値を超過し、該コイルＢは、常伝導状態に転移し、
その抵抗が極めて大きい値になる。従って、電流のほぼ
全部が巻線Ｅ２から成る他方の分岐を通る。事故電流は
、巻線Ｅ２の固有インダクタンスによって制限される。 このインダクタンスは、事故電流をＩｎの約３〜４倍に
等しい値まで減少させるに十分な値でなければならない
。この残留電流は遮断器Ｄによって容易に遮断される。
臨界値を超過し、該コイルＢは、常伝導状態に転移し、
その抵抗が極めて大きい値になる。従って、電流のほぼ
全部が巻線Ｅ２から成る他方の分岐を通る。事故電流は
、巻線Ｅ２の固有インダクタンスによって制限される。 このインダクタンスは、事故電流をＩｎの約３〜４倍に
等しい値まで減少させるに十分な値でなければならない
。この残留電流は遮断器Ｄによって容易に遮断される。
【００３２】図２は、巻線Ｅ１及びＥ２の極めて緊密な
結合を確保する実施例の軸方向断面部分図である。
結合を確保する実施例の軸方向断面部分図である。
【００３３】アセンブリは、絶縁材料製の管２０を含み
、この管の周囲に、スリーブ２１が係合されている。 スリーブの軸方向半断面は櫛形であり、巻線Ｅ２のコイ
ルが配置される広くて浅い溝２２と巻線Ｅ１のコイルが
配置する狭くて深い溝２３とを形成する歯２１Ａを備え
る。この構造によって、巻線Ｅ１と巻線Ｅ２とが緊密に
結合し、その結果として、総インダクタンスが極めて小
さい。透磁率の高い材料から成るコア２４を管２０の内
部に配置することによって結合が更に強化される。
、この管の周囲に、スリーブ２１が係合されている。 スリーブの軸方向半断面は櫛形であり、巻線Ｅ２のコイ
ルが配置される広くて浅い溝２２と巻線Ｅ１のコイルが
配置する狭くて深い溝２３とを形成する歯２１Ａを備え
る。この構造によって、巻線Ｅ１と巻線Ｅ２とが緊密に
結合し、その結果として、総インダクタンスが極めて小
さい。透磁率の高い材料から成るコア２４を管２０の内
部に配置することによって結合が更に強化される。
【００３４】コア２４が閉鎖され且つ飽和可能なとき、
巻線Ｅ１及びＥ２を磁気回路の１つの分岐に夫々別々に
巻回し得るので、巻線Ｅ１及びＥ２の寸法をかなリ縮小
し得る。従って、正常動作中に高い結合係数を与え、事
故の際には結合係数を下げることが可能である。
巻線Ｅ１及びＥ２を磁気回路の１つの分岐に夫々別々に
巻回し得るので、巻線Ｅ１及びＥ２の寸法をかなリ縮小
し得る。従って、正常動作中に高い結合係数を与え、事
故の際には結合係数を下げることが可能である。
【００３５】本発明の制限器は高性能でかつ経済的であ
る。
る。
【００３６】巻線Ｅ１とＥ２とが緊密に結合するので、
常伝導アセンブリのインダクタンスが極めて小さく、制
限器の端子の電圧降下は許容最大値よりもはるかに小さ
い値に維持される。
常伝導アセンブリのインダクタンスが極めて小さく、制
限器の端子の電圧降下は許容最大値よりもはるかに小さ
い値に維持される。
【００３７】コイルＢを内蔵するクライオスタットは慣
用のものでよく、先に引用した従来技術の場合のように
、特別に設計された高価な熱絶縁性及び誘電性のクライ
オスタットを配備する必要はない。
用のものでよく、先に引用した従来技術の場合のように
、特別に設計された高価な熱絶縁性及び誘電性のクライ
オスタットを配備する必要はない。
【００３８】選択された電気回路図によって、超伝導コ
イルの内部電流を極めて小さい値にし、その結果として
、転移の際の損失を減らし、超伝導状態を速やかに回復
できるので、従来の遮断器Ｄによって高速再閉鎖サイク
ルを得ることが可能である。
イルの内部電流を極めて小さい値にし、その結果として
、転移の際の損失を減らし、超伝導状態を速やかに回復
できるので、従来の遮断器Ｄによって高速再閉鎖サイク
ルを得ることが可能である。
【００３９】正常動作中の誘導性電圧降下が対地電圧の
５％に等しく、短絡電流が正常電流の３倍に制限されて
いるので、０．８５の結合係数で巻線Ｅ１の電流を巻線
Ｅ２の電流の約１／７にすることが可能である。
５％に等しく、短絡電流が正常電流の３倍に制限されて
いるので、０．８５の結合係数で巻線Ｅ１の電流を巻線
Ｅ２の電流の約１／７にすることが可能である。
【００４０】酸化亜鉛のごとき金属酸化物バリスタを使
用すると、制限器の端子のサージを減少させることが可
能である。特に、動作中に抵抗を挿入することによって
巻線Ｅ１の端子電圧を制限するために、巻線Ｅ１の端子
間にバリスタＶ（図１で点線で示す）を配置するのが有
利である。この結果、結合係数を修正することなく回線
の短絡電流を制限すると同時に超伝導コイルＢに対して
印加される電圧も減少させ得る。
用すると、制限器の端子のサージを減少させることが可
能である。特に、動作中に抵抗を挿入することによって
巻線Ｅ１の端子電圧を制限するために、巻線Ｅ１の端子
間にバリスタＶ（図１で点線で示す）を配置するのが有
利である。この結果、結合係数を修正することなく回線
の短絡電流を制限すると同時に超伝導コイルＢに対して
印加される電圧も減少させ得る。
【００４１】図３は、変形実施例を示す。この実施例に
よれば、巻線Ｅ１及びＥ２は磁気回路３０の別々の２つ
の分岐３１，３２上に巻回されている。磁気回路３０は
横分岐３３，３４によって閉じられている。磁気回路は
また、横分岐３３と３４とを接続し且つギャップ３６を
含む中央分岐３５を有し、中央分岐３５は、この実施例
ではコアプランジャ３７から構成された可動磁気部材を
含む。コアプランジャは、受容部３８内で横分岐３４か
ら中央分岐３５に摺動し得る。コアプランジャ３７は磁
気回路の外部の係止ストップ３９で終結している。スト
ップ３９は、横分岐３４に固定されたばね４０及びドー
ム４１と共に、コアプランジャをギャップ３６から離間
させるべく作用するコアプランジャの引戻し装置を構成
している。
よれば、巻線Ｅ１及びＥ２は磁気回路３０の別々の２つ
の分岐３１，３２上に巻回されている。磁気回路３０は
横分岐３３，３４によって閉じられている。磁気回路は
また、横分岐３３と３４とを接続し且つギャップ３６を
含む中央分岐３５を有し、中央分岐３５は、この実施例
ではコアプランジャ３７から構成された可動磁気部材を
含む。コアプランジャは、受容部３８内で横分岐３４か
ら中央分岐３５に摺動し得る。コアプランジャ３７は磁
気回路の外部の係止ストップ３９で終結している。スト
ップ３９は、横分岐３４に固定されたばね４０及びドー
ム４１と共に、コアプランジャをギャップ３６から離間
させるべく作用するコアプランジャの引戻し装置を構成
している。
【００４２】正常電流Ｉｎで正常動作するとき、分岐３
１及び３２に夫々誘導される磁束φ１及びφ２は、実質
的に等しく互いに逆向きである。従って合成磁束φは極
めて小さい。従って中央分岐３５には磁束が全くまたは
ほとんど存在しないため、該中央分岐には磁場がない。 磁気コアプランジャ３７は受容部３８の内部に維持され
、戻しばね４０によって位置保持されている。超伝導コ
イルＢを通る電流Ｉ１は正常電流Ｉｎの極く一部である
。
１及び３２に夫々誘導される磁束φ１及びφ２は、実質
的に等しく互いに逆向きである。従って合成磁束φは極
めて小さい。従って中央分岐３５には磁束が全くまたは
ほとんど存在しないため、該中央分岐には磁場がない。 磁気コアプランジャ３７は受容部３８の内部に維持され
、戻しばね４０によって位置保持されている。超伝導コ
イルＢを通る電流Ｉ１は正常電流Ｉｎの極く一部である
。
【００４３】使用送電線に事故が発生すると、電流Ｉ１
及びＩ２（Ｉ２は巻線Ｅ２を流れる電流）が増加する。 電流Ｉ１が臨界値に達すると、超伝導巻線Ｅ３及びＥ４
が転移し、その抵抗が極めて大きい値になる。従って、
制限器がその機能を果たす。
及びＩ２（Ｉ２は巻線Ｅ２を流れる電流）が増加する。 電流Ｉ１が臨界値に達すると、超伝導巻線Ｅ３及びＥ４
が転移し、その抵抗が極めて大きい値になる。従って、
制限器がその機能を果たす。
【００４４】電流Ｉ１は極めて短時間で極度に減少する
。磁束φ１も同様である。電流Ｉ２は巻線Ｅ２の固有自
己インダクタンスによって３Ｉｎの値に制限される。 巻線Ｅ２がそのように設計されているからである。
。磁束φ１も同様である。電流Ｉ２は巻線Ｅ２の固有自
己インダクタンスによって３Ｉｎの値に制限される。 巻線Ｅ２がそのように設計されているからである。
【００４５】電流Ｉ２＝３Ｉｎに対応する磁束φ２は明
らかにφ１より優勢である。磁束φ２は巻線Ｅ１を支持
する分岐３１を通り、バリスタＶの端子及び巻線Ｅ３，
Ｅ４の端子にかなりの電圧を同時に生じさせる。バリス
タＶは、比較的低い電圧で動作し従って十分に高い電流
を通すように選択されている。磁束φ１は急激に増加し
、φ２に対抗する。これらの２つの磁束は、中間分岐３
５に入り磁場を発生させる。コアプランジャ３７は、中
間分岐３５の向き合う部分に引付けられてギャップ３６
を閉鎖する。磁束φ２の大部分は中間分岐３５を介して
閉じる。巻線Ｅ１の端子電圧は減少し、その値は、巻線
Ｅ２に印加される電圧、即ち、対地事故電圧に近い値に
なる。コイルＢの端子電圧も同様である。
らかにφ１より優勢である。磁束φ２は巻線Ｅ１を支持
する分岐３１を通り、バリスタＶの端子及び巻線Ｅ３，
Ｅ４の端子にかなりの電圧を同時に生じさせる。バリス
タＶは、比較的低い電圧で動作し従って十分に高い電流
を通すように選択されている。磁束φ１は急激に増加し
、φ２に対抗する。これらの２つの磁束は、中間分岐３
５に入り磁場を発生させる。コアプランジャ３７は、中
間分岐３５の向き合う部分に引付けられてギャップ３６
を閉鎖する。磁束φ２の大部分は中間分岐３５を介して
閉じる。巻線Ｅ１の端子電圧は減少し、その値は、巻線
Ｅ２に印加される電圧、即ち、対地事故電圧に近い値に
なる。コイルＢの端子電圧も同様である。
【００４６】磁束φ２が中間分岐３５を通リ易くするた
めに、巻線Ｅ１を支持する分岐３１の断面積が分岐３２
，３５の断面積よりも小さい値になるように磁気回路を
設計するのが有利である。
めに、巻線Ｅ１を支持する分岐３１の断面積が分岐３２
，３５の断面積よりも小さい値になるように磁気回路を
設計するのが有利である。
【００４７】かかる制限器によれば、遮断器Ｄが送電線
の事故発生後約６０ミリ秒で開き、（約３Ｉｎに等しい
）残留事故電流を遮断する。ばね４０はコアプランジャ
３７を初期休止位置に戻す。
の事故発生後約６０ミリ秒で開き、（約３Ｉｎに等しい
）残留事故電流を遮断する。ばね４０はコアプランジャ
３７を初期休止位置に戻す。
【００４８】本発明は高電圧または中電圧の回路網また
は電力施設に使用され得る。
は電力施設に使用され得る。
【図１】本発明の制限器の概略図である。
【図２】２つの常伝導性巻線のアセンブリの軸方向断面
部分図である。
部分図である。
【図３】本発明の制限器の変形実施例の説明図である。
Ｂ 超伝導コイル
Ｄ 遮断器
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４ 巻線
Ｖ バリスタ
１ 容器
２ ハウジング
４，５，６，１３，１４ フィードスルー１０ ク
ライオスタット １２ 金属被覆 ２０ 管 ２１ スリーブ ２２，２３ 溝 ２４ コア
ライオスタット １２ 金属被覆 ２０ 管 ２１ スリーブ ２２，２３ 溝 ２４ コア
Claims (10)
- 【請求項１】 クライオスタット内に配置された自己
インダクタンスの小さい超伝導コイルに直列に電気接続
された巻き数の多い常伝導性導電材料から成る第１巻線
と、総インダクタンスが小さくなるように第１巻線に緊
密に結合された巻き数の少ない常伝導性導電材料から成
る第２巻線とを含み、前記第２巻線が、前記第１巻線と
前記超伝導コイルとから成るアセンブリに並列に接続さ
れていることを特徴とするハイブリッド電流制限器。 - 【請求項２】 超伝導コイルが、互いに逆方向に巻回
された同様の２つの超伝導巻線を含むことを特徴とする
請求項１に記載の制限器。 - 【請求項３】 第１及び第２の巻線が、絶縁材から成
る管を含むアセンブリの一部を構成し、前記管の周囲に
スリーブが係合され、前記スリーブの軸方向半断面は、
第２巻線のコイルを収容する広くて浅い溝と、第１巻線
のコイルを収容する狭くて深い溝とを形成する歯を備え
た櫛形であり、第１巻線のコイルは第２巻線のコイルの
逆方向に巻回されていることを特徴とする請求項１また
は２に記載の制限器。 - 【請求項４】 高い透磁率を有する材料から成るコア
が管の内部に配置されていることを特徴とする請求項３
に記載の制限器。 - 【請求項５】 磁気コアが、別々に巻回された第１及
び第２の巻線と共に飽和可能な閉回路を形成しているこ
とを特徴とする請求項４に記載の制限器。 - 【請求項６】 磁気回路が第１及び第２の分岐を含み
、前記分岐は、閉回路を形成すべく第１及び第２の末端
を夫々共有しており、第１及び第２の巻線の各々が、１
つの分岐の周囲に巻回されており、磁気回路が更に、第
１末端と第２末端との間に位置する中央分岐を含んでお
り、前記中央分岐が、ギャップと該ギャップを閉鎖し得
る可動磁気部材とを含み、戻し装置が、ギャップの閉鎖
に対抗すべく可動磁気部材に作用することを特徴とする
請求項１または２に記載のハイブリッド電流制限器。 - 【請求項７】 磁気部材が、中央分岐の受容部内で摺
動し得るコアプランジャを構成することを特徴とする請
求項６に記載のハイブリッド電流制限器。 - 【請求項８】 戻し装置がばねを含むことを特徴とす
る請求項６または７に記載のハイブリツド電流制限器。 - 【請求項９】 第１巻線が巻回された磁気回路の分岐
が、第２巻線が巻回された分岐及び中央分岐よりも小さ
い断面積を有することを特徴とする請求項６から８のい
ずれか一項に記載のハイブリッド電流制限器。 - 【請求項１０】 第１巻線の端子にバリスタが装着さ
れていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一
項に記載の制限器。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9005206 | 1990-04-24 | ||
| FR9005206A FR2661288B1 (fr) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | Limiteur de courant hybride. |
| FR909007427A FR2663475B2 (fr) | 1990-04-24 | 1990-06-14 | Limiteur de courant hybride. |
| FR9007427 | 1990-06-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04226008A true JPH04226008A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=26228002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3187115A Pending JPH04226008A (ja) | 1990-04-24 | 1991-04-24 | ハイブリッド電流制限器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5153804A (ja) |
| JP (1) | JPH04226008A (ja) |
| CA (1) | CA2040983A1 (ja) |
| FR (1) | FR2663475B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007104895A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Nexans | 中電圧または高電圧下にて超伝導装置に給電するためのデバイス |
| JP2011505112A (ja) * | 2007-11-27 | 2011-02-17 | ゼナジー パワー ピーティーワイ リミテッド | 浸漬型位相コイルを有する高電圧故障電流制限器 |
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|---|---|---|---|---|
| WO1994003955A1 (en) * | 1992-07-31 | 1994-02-17 | Arch Development Corporation | High temperature superconducting fault current limiter |
| FR2695518B1 (fr) * | 1992-09-04 | 1994-10-21 | Alsthom Gec | Limiteur de courant à varistance et à condensateur série de faible tension nominale. |
| DE69308737T2 (de) * | 1992-11-05 | 1997-06-19 | Gec Alsthom Electromec | Supraleitende Wicklung, insbesondere für Strombegrenzer und Strombegrenzer mit einer solchen Wicklung |
| FR2698214B1 (fr) * | 1992-11-16 | 1995-01-13 | Alsthom Gec | Limiteur de courant à varistance et à circuit magnétique. |
| JP2738801B2 (ja) * | 1993-01-26 | 1998-04-08 | 三菱電機株式会社 | 活線挿抜回路 |
| FR2701789B1 (fr) * | 1993-02-19 | 1995-04-14 | Gec Alsthom T & D Sa | Limiteur de courant inductif à varistance. |
| FR2707122B1 (fr) * | 1993-06-29 | 1995-08-18 | Gec Alsthom T & D Sa | Limiteur de courant à entrefer. |
| US5361055A (en) * | 1993-12-17 | 1994-11-01 | General Dynamics Corporation | Persistent protective switch for superconductive magnets |
| DE4434819C5 (de) * | 1994-09-29 | 2004-05-27 | Abb Research Ltd. | Vorrichtung zur Strombegrenzung |
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| GB9705717D0 (en) * | 1997-03-19 | 1997-05-07 | Rolls Royce Power Eng | Resistive superconducting current limiter |
| EP1830446B1 (en) * | 2006-01-13 | 2008-12-10 | European High Temperature Superconductors GmbH & Co. KG | Electrical device for current conditioning |
| US8467158B2 (en) | 2009-06-26 | 2013-06-18 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for limiting transmission of fault current |
| US20120120537A1 (en) * | 2010-11-15 | 2012-05-17 | American Superconductor Corporation | Current fault limiter with live tank |
| US9754716B2 (en) * | 2011-08-01 | 2017-09-05 | General Electric Technology Gmbh | Current limiter |
| US10651646B2 (en) * | 2017-02-27 | 2020-05-12 | Huazhong University Of Science And Technology | Fault current limiter |
| US10748682B2 (en) * | 2017-05-31 | 2020-08-18 | Abb Schweiz Ag | Surge arrester system and circuit breaker system |
| US12424845B1 (en) * | 2024-09-20 | 2025-09-23 | Nicholas Anthony Gallucci | Systems and methods for creating a wire coil short circuit reducer |
Citations (1)
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| DE1932379C3 (de) * | 1969-06-26 | 1978-05-11 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Spule mit veränderlicher Induktivität als Strombegrenzungseinrichtung für Energieübertragungsanlagen |
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| FR2645278B1 (fr) * | 1989-04-04 | 1991-05-24 | Alsthom Gec | Dispositif de detection de transition supraconductrice et application a un limiteur de courant supraconducteur |
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1990
- 1990-06-14 FR FR909007427A patent/FR2663475B2/fr not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-04-23 CA CA002040983A patent/CA2040983A1/fr not_active Abandoned
- 1991-04-24 US US07/690,422 patent/US5153804A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-24 JP JP3187115A patent/JPH04226008A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
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| FR2663475A2 (fr) | 1991-12-20 |
| CA2040983A1 (fr) | 1991-10-25 |
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