JPH04322023A - 直流しゃ断装置 - Google Patents
直流しゃ断装置Info
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- JPH04322023A JPH04322023A JP3091894A JP9189491A JPH04322023A JP H04322023 A JPH04322023 A JP H04322023A JP 3091894 A JP3091894 A JP 3091894A JP 9189491 A JP9189491 A JP 9189491A JP H04322023 A JPH04322023 A JP H04322023A
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- current
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- superconducting coil
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/001—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for superconducting apparatus, e.g. coils, lines, machines
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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
- 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
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- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Fuses (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive 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】この発明は、例えば超伝導コイル
に流れる直流電流をしゃ断する直流しゃ断装置に関する
ものである。
に流れる直流電流をしゃ断する直流しゃ断装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図６〜図９は、例えば電気学会から昭和
５７年１２月に発行された電気学会論文誌Ｂ、第１０２
巻第１２号、第７３〜７９ページに記載された論文「
超電導マグネットのクエンチ保護用並列抵抗回路の改良
」の図１〜図４に示された各々別の従来の直流しゃ断装
置を示す回路図である。これらの図において、負荷であ
るクライオスタットＣＲは超伝導コイルＬおよびこの超
伝導コイルＬに発生する常伝導部分の抵抗Ｒ（ｔ）から
成る。なお、この抵抗Ｒ（ｔ）は時間が経過するにつれ
てその抵抗値が増加する。クライオスタットＣＲの両端
間には電源スイッチＳを介して例えば単極性電源のよう
な電源Ｅが接続されている。
５７年１２月に発行された電気学会論文誌Ｂ、第１０２
巻第１２号、第７３〜７９ページに記載された論文「
超電導マグネットのクエンチ保護用並列抵抗回路の改良
」の図１〜図４に示された各々別の従来の直流しゃ断装
置を示す回路図である。これらの図において、負荷であ
るクライオスタットＣＲは超伝導コイルＬおよびこの超
伝導コイルＬに発生する常伝導部分の抵抗Ｒ（ｔ）から
成る。なお、この抵抗Ｒ（ｔ）は時間が経過するにつれ
てその抵抗値が増加する。クライオスタットＣＲの両端
間には電源スイッチＳを介して例えば単極性電源のよう
な電源Ｅが接続されている。
【０００３】図６においては、クライオスタットＣＲと
並列に保護抵抗ＲＤが接続されている。図７はドナルド
ソン（Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ） 氏によって提案されたも
のであり、図６に示した保護抵抗ＲＤの代わりにダイオ
ードＤを用いると共に、２個のスイッチＳ１およびＳ２
並びに３個の抵抗器Ｒ１，Ｒ２およびＲ３を用い、結局
、並列抵抗を多段に組み合わせたものである。図８，図
９は上述した論文において中野倫明氏等によって提案さ
れたものであり、前者は保護抵抗ＲＤの代りに直列接続
された２個の保護抵抗ＲａおよびＲｂを用いると共に、
保護抵抗Ｒｂと並列にコンデンサＣを接続したものであ
り、後者は、更に、保護抵抗Ｒａと並列にインダクタＬ
Ｓおよび抵抗ＲＳから成る直列回路を接続したものであ
る。
並列に保護抵抗ＲＤが接続されている。図７はドナルド
ソン（Ｄｏｎａｌｄｓｏｎ） 氏によって提案されたも
のであり、図６に示した保護抵抗ＲＤの代わりにダイオ
ードＤを用いると共に、２個のスイッチＳ１およびＳ２
並びに３個の抵抗器Ｒ１，Ｒ２およびＲ３を用い、結局
、並列抵抗を多段に組み合わせたものである。図８，図
９は上述した論文において中野倫明氏等によって提案さ
れたものであり、前者は保護抵抗ＲＤの代りに直列接続
された２個の保護抵抗ＲａおよびＲｂを用いると共に、
保護抵抗Ｒｂと並列にコンデンサＣを接続したものであ
り、後者は、更に、保護抵抗Ｒａと並列にインダクタＬ
Ｓおよび抵抗ＲＳから成る直列回路を接続したものであ
る。
【０００４】図６〜図９に示されかつ上述したように構
成された直流しゃ断装置は全て、後述のこの発明のもの
と比べると、基本的に同じ欠点を持っているので、簡単
のため、以下に図６の直流しゃ断装置の動作だけを説明
する。通常運転時には、電源スイッチＳを閉じることに
より電源Ｅからの電流は、その大部分が超伝導コイルＬ
に流れるが、保護抵抗ＲＤにはその抵抗値が大きいので
殆ど流れない。
成された直流しゃ断装置は全て、後述のこの発明のもの
と比べると、基本的に同じ欠点を持っているので、簡単
のため、以下に図６の直流しゃ断装置の動作だけを説明
する。通常運転時には、電源スイッチＳを閉じることに
より電源Ｅからの電流は、その大部分が超伝導コイルＬ
に流れるが、保護抵抗ＲＤにはその抵抗値が大きいので
殆ど流れない。
【０００５】しかしながら、超伝導コイルＬがクエンチ
を起こすと、その部分でエネルギーを損失するようにな
るため温度が上昇して、超伝導コイルＬを破損させる。 このようなことを防止するには、超伝導コイルＬの蓄積
エネルギーを超伝導コイルＬからすみやかに取り出して
やる必要がある。そのために電源Ｅの電圧を下げると共
に、電源スイッチＳを開く。そうすると、電源スイッチ
Ｓの両端に高い電圧ＶＣが発生し、これは保護抵抗ＲＤ
にも印加され、超伝導コイルＬに流れていた電流が矢印
で示す電流ｉｃのように流れ始める。そうすると、超伝
導コイルＬにあった磁気エネルギーが保護抵抗ＲＤによ
って熱エネルギーに変換され、クライオスタットＣＲの
外に放出されるので、超伝導コイルＬは保護される。し
かし、時として電源スイッチＳで電流を切れないことが
ある。接点間に発生するアーク・プラズマのアーク電圧
が低くなり、しゃ断電圧に達しないときに生ずる現象で
ある。電流しゃ断に失敗すると電源スイッチＳや超伝導
コイルＬが破壊される。
を起こすと、その部分でエネルギーを損失するようにな
るため温度が上昇して、超伝導コイルＬを破損させる。 このようなことを防止するには、超伝導コイルＬの蓄積
エネルギーを超伝導コイルＬからすみやかに取り出して
やる必要がある。そのために電源Ｅの電圧を下げると共
に、電源スイッチＳを開く。そうすると、電源スイッチ
Ｓの両端に高い電圧ＶＣが発生し、これは保護抵抗ＲＤ
にも印加され、超伝導コイルＬに流れていた電流が矢印
で示す電流ｉｃのように流れ始める。そうすると、超伝
導コイルＬにあった磁気エネルギーが保護抵抗ＲＤによ
って熱エネルギーに変換され、クライオスタットＣＲの
外に放出されるので、超伝導コイルＬは保護される。し
かし、時として電源スイッチＳで電流を切れないことが
ある。接点間に発生するアーク・プラズマのアーク電圧
が低くなり、しゃ断電圧に達しないときに生ずる現象で
ある。電流しゃ断に失敗すると電源スイッチＳや超伝導
コイルＬが破壊される。
【０００６】図１０はさらに別の従来の直流しゃ断装置
を示す回路図であり、超伝導コイルＬの両端間には断路
器ＤＳを介して両極性電源ＰＳが接続されている。保護
抵抗ＲＤが投入スイッチＳ３を介して超伝導コイルＬと
並列に接続されると共に、フューズＦが保護抵抗ＲＤと
並列に接続されている。なお、超伝導コイルＬの常伝導
部分の抵抗は図示を省略している。（以下、同じ。）
を示す回路図であり、超伝導コイルＬの両端間には断路
器ＤＳを介して両極性電源ＰＳが接続されている。保護
抵抗ＲＤが投入スイッチＳ３を介して超伝導コイルＬと
並列に接続されると共に、フューズＦが保護抵抗ＲＤと
並列に接続されている。なお、超伝導コイルＬの常伝導
部分の抵抗は図示を省略している。（以下、同じ。）
【
０００７】通常運転時は、断路器ＤＳを閉じて両極性電
源ＰＳから超伝導コイルＬに通電を行い、所定の電流ｉ
を矢印の方向に流して超伝導コイルＬを励磁する。次に
超伝導コイルＬにクエンチが生じると、これを検出して
ただちに投入スイッチＳ３を閉じると共に、両極性電源
ＰＳの電圧を反転させるかゼロにする。そうすると、電
源電流は急激に減少すると共に、超伝導コイル電流は図
中ｉｃで示すようにヒューズＦに転流し、ついには電源
電流はゼロになる。そこで断路器ＤＳを開く。その後、
ヒューズＦはそれ自体に流れている電流によって溶断さ
れ、電流がしゃ断される。その結果、電流は保護抵抗Ｒ
Ｄに転流され、ここで超伝導コイルＬの蓄積エネルギー
は吸収される。しかし、もしフューズＦ側への転流が完
了しないうちにフューズＦが溶断してしまうと、電流し
ゃ断に失敗する。
０００７】通常運転時は、断路器ＤＳを閉じて両極性電
源ＰＳから超伝導コイルＬに通電を行い、所定の電流ｉ
を矢印の方向に流して超伝導コイルＬを励磁する。次に
超伝導コイルＬにクエンチが生じると、これを検出して
ただちに投入スイッチＳ３を閉じると共に、両極性電源
ＰＳの電圧を反転させるかゼロにする。そうすると、電
源電流は急激に減少すると共に、超伝導コイル電流は図
中ｉｃで示すようにヒューズＦに転流し、ついには電源
電流はゼロになる。そこで断路器ＤＳを開く。その後、
ヒューズＦはそれ自体に流れている電流によって溶断さ
れ、電流がしゃ断される。その結果、電流は保護抵抗Ｒ
Ｄに転流され、ここで超伝導コイルＬの蓄積エネルギー
は吸収される。しかし、もしフューズＦ側への転流が完
了しないうちにフューズＦが溶断してしまうと、電流し
ゃ断に失敗する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の直流しゃ断装置
は以上のように構成されているので、例えば図６におい
ては電源スイッチＳが電流を切るため、直流しゃ断性能
が必要で、（ＲＤ×ｉｃ）の電圧でｉｃの電流を切るこ
とになる。電源スイッチＳの接点間にはアーク・プラズ
マが発生するので電流しゃ断に失敗することがあり、し
ゃ断を確実に行なうことは困難である。
は以上のように構成されているので、例えば図６におい
ては電源スイッチＳが電流を切るため、直流しゃ断性能
が必要で、（ＲＤ×ｉｃ）の電圧でｉｃの電流を切るこ
とになる。電源スイッチＳの接点間にはアーク・プラズ
マが発生するので電流しゃ断に失敗することがあり、し
ゃ断を確実に行なうことは困難である。
【０００９】また、例えば図１０においては、投入スイ
ッチＳ３の投入とフューズＦの通電との相互のタイミン
グを制御できない。転流動作が完了する前にフューズＦ
が溶断すると電流しゃ断に失敗するので、フューズＦに
大形のものを用いることなどが必要であり、さらに複数
の直流しゃ断装置を有するシステムにおいて、同時にし
ゃ断を行なうようにタイミンングを取ることが困難であ
るなどの問題点があった。この発明は上記のような問題
点を解消するためになされたもので、確実な電流しゃ断
を容易に行なうことができる直流しゃ断装置を得ること
を目的とする。
ッチＳ３の投入とフューズＦの通電との相互のタイミン
グを制御できない。転流動作が完了する前にフューズＦ
が溶断すると電流しゃ断に失敗するので、フューズＦに
大形のものを用いることなどが必要であり、さらに複数
の直流しゃ断装置を有するシステムにおいて、同時にし
ゃ断を行なうようにタイミンングを取ることが困難であ
るなどの問題点があった。この発明は上記のような問題
点を解消するためになされたもので、確実な電流しゃ断
を容易に行なうことができる直流しゃ断装置を得ること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る直流し
ゃ断装置は、電流しゃ断を行なう第１のスイッチに並列
に、第２のスイッチとフューズとを直列接続した回路を
接続したものである。第２の発明に係る直流しゃ断装置
は、電流しゃ断を行なう第１のスイッチと抵抗とを直列
接続した回路、および、第２のスイッチとフューズとを
直列接続した回路を、負荷と並列に接続したものであり
、また、第３の発明に係る直流しゃ断装置は、この第２
のスイッチに代えて可飽和リアクトルを接続したもので
ある。
ゃ断装置は、電流しゃ断を行なう第１のスイッチに並列
に、第２のスイッチとフューズとを直列接続した回路を
接続したものである。第２の発明に係る直流しゃ断装置
は、電流しゃ断を行なう第１のスイッチと抵抗とを直列
接続した回路、および、第２のスイッチとフューズとを
直列接続した回路を、負荷と並列に接続したものであり
、また、第３の発明に係る直流しゃ断装置は、この第２
のスイッチに代えて可飽和リアクトルを接続したもので
ある。
【００１１】
【作用】第１の発明における直流しゃ断装置は、第２の
スイッチを閉にすることにより、開動作中の第１のスイ
ッチに流れていた電流が第２のスイッチへ転流し、第１
のスイッチの接点間のアーク・プラズマが消滅して絶縁
が回復した後に、フューズの溶断によりしゃ断が行なわ
れる。また、第２、第３の発明における直流しゃ断装置
は、第２のスイッチや可飽和リアクトルを、第１のスイ
ッチなどの動作とフューズの溶断特性との間の協調がと
れたタイミングで動作させることができる。
スイッチを閉にすることにより、開動作中の第１のスイ
ッチに流れていた電流が第２のスイッチへ転流し、第１
のスイッチの接点間のアーク・プラズマが消滅して絶縁
が回復した後に、フューズの溶断によりしゃ断が行なわ
れる。また、第２、第３の発明における直流しゃ断装置
は、第２のスイッチや可飽和リアクトルを、第１のスイ
ッチなどの動作とフューズの溶断特性との間の協調がと
れたタイミングで動作させることができる。
【００１２】
実施例１．図１はこの発明の一実施例による直流しゃ断
装置を示す回路図であり、図において、負荷としての超
伝導コイルＬの両端間には電流をしゃ断する第１のスイ
ッチである電源スイッチＳを介して電源Ｅが接続される
とともに、超伝導コイルＬには並列に保護抵抗ＲＤが接
続されている。さらに、第２のスイッチである投入スイ
ッチＳ４とフューズＦとを直列接続したフューズ回路Ｆ
Ｃが電源スイッチＳと並列に接続されている。
装置を示す回路図であり、図において、負荷としての超
伝導コイルＬの両端間には電流をしゃ断する第１のスイ
ッチである電源スイッチＳを介して電源Ｅが接続される
とともに、超伝導コイルＬには並列に保護抵抗ＲＤが接
続されている。さらに、第２のスイッチである投入スイ
ッチＳ４とフューズＦとを直列接続したフューズ回路Ｆ
Ｃが電源スイッチＳと並列に接続されている。
【００１３】通常運転時は電源スイッチＳを閉、投入ス
イッチＳ４を開にして電源Ｅから超伝導コイルＬへ通電
する。抵抗値の大きい保護抵抗ＲＤへは電流が殆んど流
れない。超伝導コイルＬにクエンチが生じると、電源ス
イッチＳを開にして電流を保護抵抗ＲＤへ転流させ、超
伝導コイルＬの磁気エネルギーを保護抵抗ＲＤで消費さ
せる。
イッチＳ４を開にして電源Ｅから超伝導コイルＬへ通電
する。抵抗値の大きい保護抵抗ＲＤへは電流が殆んど流
れない。超伝導コイルＬにクエンチが生じると、電源ス
イッチＳを開にして電流を保護抵抗ＲＤへ転流させ、超
伝導コイルＬの磁気エネルギーを保護抵抗ＲＤで消費さ
せる。
【００１４】しかし、電源スイッチＳが電流を切れない
ことがある。その時は今まで開であった投入スイッチＳ
４を閉にする。すると電源スイッチＳに流れていた電流
はそこのアーク電圧Ｖａによってフューズ回路ＦＣへ転
流する。この時の転流時間Ｔ１は Ｔ１≒Ｌｘ／（Ｖａ／Ｉ−Ｒｙ） （１）で
与えられる。ここで、Ｌｘはフューズ回路ＦＣと電源ス
イッチＳの浮遊インダクタンス、Ｉは流れている電流、
Ｒｙはフューズ回路ＦＣの抵抗である。
ことがある。その時は今まで開であった投入スイッチＳ
４を閉にする。すると電源スイッチＳに流れていた電流
はそこのアーク電圧Ｖａによってフューズ回路ＦＣへ転
流する。この時の転流時間Ｔ１は Ｔ１≒Ｌｘ／（Ｖａ／Ｉ−Ｒｙ） （１）で
与えられる。ここで、Ｌｘはフューズ回路ＦＣと電源ス
イッチＳの浮遊インダクタンス、Ｉは流れている電流、
Ｒｙはフューズ回路ＦＣの抵抗である。
【００１５】フューズＦは電流Ｉが時間Ｔ１だけ流れて
も溶断せず、かつ、その数倍の時間流れると切れるよう
に選択されている。したがって、電源スイッチＳの接点
間のアーク・プラズマが完全に消滅し、接点間の絶縁が
十分に回復してからフューズＦが切れる。このようにし
て電流しゃ断が行なわれ、フューズ回路ＦＣがしゃ断器
としての電源スイッチＳのバックアップになる。
も溶断せず、かつ、その数倍の時間流れると切れるよう
に選択されている。したがって、電源スイッチＳの接点
間のアーク・プラズマが完全に消滅し、接点間の絶縁が
十分に回復してからフューズＦが切れる。このようにし
て電流しゃ断が行なわれ、フューズ回路ＦＣがしゃ断器
としての電源スイッチＳのバックアップになる。
【００１６】実施例２．図２はこの発明の他の実施例に
よる直流しゃ断装置を示す回路図であり、超伝導コイル
Ｌの両端間には断路器ＤＳを介して両極性電源ＰＳが接
続されている。さらに、保護抵抗ＲＤ、フューズ回路Ｆ
Ｃおよび直流しゃ断器ＤＣＭが並列接続された回路が、
第１の投入スイッチＳ３を介して超伝導コイルＬと並列
に接続されている。フューズ回路ＦＣは第２のスイッチ
である第２の投入スイッチＳ４とフューズＦを直列接続
して構成されている。直流しゃ断器ＤＣＭはコンデンサ
Ｃ１、インダクタＬ１および第３の投入スイッチＳ５の
直列回路と電流をしゃ断する第１のスイッチであるしゃ
断器ＣＢとを並列に接続して構成されている。コンデン
サＣ１は図示の極性で予め充電されている。
よる直流しゃ断装置を示す回路図であり、超伝導コイル
Ｌの両端間には断路器ＤＳを介して両極性電源ＰＳが接
続されている。さらに、保護抵抗ＲＤ、フューズ回路Ｆ
Ｃおよび直流しゃ断器ＤＣＭが並列接続された回路が、
第１の投入スイッチＳ３を介して超伝導コイルＬと並列
に接続されている。フューズ回路ＦＣは第２のスイッチ
である第２の投入スイッチＳ４とフューズＦを直列接続
して構成されている。直流しゃ断器ＤＣＭはコンデンサ
Ｃ１、インダクタＬ１および第３の投入スイッチＳ５の
直列回路と電流をしゃ断する第１のスイッチであるしゃ
断器ＣＢとを並列に接続して構成されている。コンデン
サＣ１は図示の極性で予め充電されている。
【００１７】通常運転時は、断路器ＤＳとしゃ断器ＣＢ
が閉、第１、第２、第３の投入スイッチＳ３，Ｓ４，Ｓ
５は開にしておくので、しゃ断器ＣＢ，保護抵抗ＲＤに
は電流は流れない。超伝導コイルＬでクエンチが発生す
ると、第１の投入スイッチＳ３を閉にし、かつ、両極性
電源ＰＳの電圧を反転させる。すると、超伝導コイルＬ
の電流は第１の投入スイッチＳ３、しゃ断器ＣＢへと転
流し、断路器ＤＳに流れる電流が減少してゼロになる。 この電流がゼロになれば断路器ＤＳを開にする。次に、
第３の投入スイッチＳ５を閉にすると同時にしゃ断器Ｃ
Ｂを開にする。すると電流は保護抵抗ＲＤへ転流し、超
伝導コイルＬの磁気エネルギーをここで消費する。
が閉、第１、第２、第３の投入スイッチＳ３，Ｓ４，Ｓ
５は開にしておくので、しゃ断器ＣＢ，保護抵抗ＲＤに
は電流は流れない。超伝導コイルＬでクエンチが発生す
ると、第１の投入スイッチＳ３を閉にし、かつ、両極性
電源ＰＳの電圧を反転させる。すると、超伝導コイルＬ
の電流は第１の投入スイッチＳ３、しゃ断器ＣＢへと転
流し、断路器ＤＳに流れる電流が減少してゼロになる。 この電流がゼロになれば断路器ＤＳを開にする。次に、
第３の投入スイッチＳ５を閉にすると同時にしゃ断器Ｃ
Ｂを開にする。すると電流は保護抵抗ＲＤへ転流し、超
伝導コイルＬの磁気エネルギーをここで消費する。
【００１８】さて、このような動作においても、しゃ断
器ＣＢのしゃ断失敗が考えられる。そうなると、超伝導
コイルＬおよびしゃ断器ＣＢが破壊されるので、これを
防止するために今まで開であった第２の投入スイッチＳ
４を閉にする。すると、しゃ断器ＣＢに流れていた電流
はそれのアーク電圧Ｖａによってフューズ回路ＦＣへ転
流し、以下、実施例１． と同様に動作する。なお、図
１や図６では長時間の通電が行なわれる主回路に入って
いる電源スイッチＳで電流しゃ断を行なうので電源スイ
ッチＳとして長時間通電容量としゃ断容量を同時に備え
ねばならないので高価であるのに対し、この実施例では
電源スイッチとしての断路器ＤＳの電流がゼロになった
後に開にするので、断路器でも良く安価である。また、
しゃ断器ＣＢは短時間しか通電しないので長時間通電容
量は不要である。
器ＣＢのしゃ断失敗が考えられる。そうなると、超伝導
コイルＬおよびしゃ断器ＣＢが破壊されるので、これを
防止するために今まで開であった第２の投入スイッチＳ
４を閉にする。すると、しゃ断器ＣＢに流れていた電流
はそれのアーク電圧Ｖａによってフューズ回路ＦＣへ転
流し、以下、実施例１． と同様に動作する。なお、図
１や図６では長時間の通電が行なわれる主回路に入って
いる電源スイッチＳで電流しゃ断を行なうので電源スイ
ッチＳとして長時間通電容量としゃ断容量を同時に備え
ねばならないので高価であるのに対し、この実施例では
電源スイッチとしての断路器ＤＳの電流がゼロになった
後に開にするので、断路器でも良く安価である。また、
しゃ断器ＣＢは短時間しか通電しないので長時間通電容
量は不要である。
【００１９】実施例３．図３はこの発明のさらに他の実
施例による直流しゃ断装置を示す回路図であり、図２に
示す回路に加えて、転流抵抗Ｒｘがしゃ断器ＣＢと直列
に設けられている。この転流抵抗Ｒｘのためにしゃ断器
ＣＢからフューズ回路ＦＣへの転流がスムーズになる。 すなわち、第２の投入スイッチＳ４を投入したときに、
しゃ断器ＣＢの接点間のアーク電圧Ｖａと転流抵抗Ｒｘ
により生じる電圧（Ｒｘ・ｉｃ）とによってフューズ回
路ＦＣへ転流する。この時の転流時間Ｔ２はＴ２≒Ｌｘ
／（Ｒｘ＋Ｖａ／ｉｃ−Ｒｙ） （２）ここ
で、Ｌｘはフューズ回路ＦＣとしゃ断器ＣＢと転流抵抗
Ｒｘの浮遊インダクタンス、Ｒｘは転流抵抗の抵抗値で
、他は（１）式の場合と同様である。
施例による直流しゃ断装置を示す回路図であり、図２に
示す回路に加えて、転流抵抗Ｒｘがしゃ断器ＣＢと直列
に設けられている。この転流抵抗Ｒｘのためにしゃ断器
ＣＢからフューズ回路ＦＣへの転流がスムーズになる。 すなわち、第２の投入スイッチＳ４を投入したときに、
しゃ断器ＣＢの接点間のアーク電圧Ｖａと転流抵抗Ｒｘ
により生じる電圧（Ｒｘ・ｉｃ）とによってフューズ回
路ＦＣへ転流する。この時の転流時間Ｔ２はＴ２≒Ｌｘ
／（Ｒｘ＋Ｖａ／ｉｃ−Ｒｙ） （２）ここ
で、Ｌｘはフューズ回路ＦＣとしゃ断器ＣＢと転流抵抗
Ｒｘの浮遊インダクタンス、Ｒｘは転流抵抗の抵抗値で
、他は（１）式の場合と同様である。
【００２０】実施例４．図４はこの発明の別の実施例に
よる直流しゃ断装置を示す回路図であり、図３と比較す
るとコンデンサＣ１、インダクタＬ１および第３の投入
スイッチＳ５の直列回路が省かれた回路になっており、
また図１０の従来例と比べるとフューズＦと直列に第２
の投入スイッチＳ４が設けられると共に、保護抵抗ＲＤ
と並列にしゃ断器ＣＢと転流抵抗Ｒｘの直列回路が追加
されている。
よる直流しゃ断装置を示す回路図であり、図３と比較す
るとコンデンサＣ１、インダクタＬ１および第３の投入
スイッチＳ５の直列回路が省かれた回路になっており、
また図１０の従来例と比べるとフューズＦと直列に第２
の投入スイッチＳ４が設けられると共に、保護抵抗ＲＤ
と並列にしゃ断器ＣＢと転流抵抗Ｒｘの直列回路が追加
されている。
【００２１】通常運転時は断路器ＤＳは閉、第１、第２
の投入スイッチＳ３、Ｓ４は開にして超伝導コイルＬへ
通電する。クエンチが発生すると、まず第１の投入スイ
ッチＳ３を閉にし、かつ、両極性電源ＰＳの電圧を反転
させる。すると断路器ＤＳに流れる電流が減少すると同
時に、第１の投入スイッチＳ３→しゃ断器ＣＢ→転流抵
抗Ｒｘの回路へ転流する。そして断路器ＤＳの電流がゼ
ロになってから断路器ＤＳを開く。次にしゃ断器ＣＢを
開にし、そして第２の投入スイッチＳ４を閉にすると、
電流はしゃ断器ＣＢからフューズ回路ＦＣへ転流する。 転流時間Ｔ２は上述の（２）式で与えられる。
の投入スイッチＳ３、Ｓ４は開にして超伝導コイルＬへ
通電する。クエンチが発生すると、まず第１の投入スイ
ッチＳ３を閉にし、かつ、両極性電源ＰＳの電圧を反転
させる。すると断路器ＤＳに流れる電流が減少すると同
時に、第１の投入スイッチＳ３→しゃ断器ＣＢ→転流抵
抗Ｒｘの回路へ転流する。そして断路器ＤＳの電流がゼ
ロになってから断路器ＤＳを開く。次にしゃ断器ＣＢを
開にし、そして第２の投入スイッチＳ４を閉にすると、
電流はしゃ断器ＣＢからフューズ回路ＦＣへ転流する。 転流時間Ｔ２は上述の（２）式で与えられる。
【００２２】フューズＦの特性は、転流時間Ｔ２の間に
溶断しないように選定されており、したがってフューズ
回路ＦＣへの転流が完了し、しゃ断器ＣＢの電極間はア
ークが消えて絶縁が回復した後にフューズＦが溶断する
。これによって電流は保護抵抗ＲＤへ転流する。いま、
仮に第２の投入スイッチＳ４が設けられていない場合を
考えると、第１の投入スイッチＳ３が投入されると同時
にフューズＦへの通電が始まるが、図３や図４で示すよ
うに第２の投入スイッチＳ４が設けられていると、これ
の動作と第１の投入スイッチＳ３やしゃ断器ＣＢの動作
との相対的なタイミングを制御することができ、したが
って、これらの動作とフューズＦの溶断特性との間の協
調をとることができる。
溶断しないように選定されており、したがってフューズ
回路ＦＣへの転流が完了し、しゃ断器ＣＢの電極間はア
ークが消えて絶縁が回復した後にフューズＦが溶断する
。これによって電流は保護抵抗ＲＤへ転流する。いま、
仮に第２の投入スイッチＳ４が設けられていない場合を
考えると、第１の投入スイッチＳ３が投入されると同時
にフューズＦへの通電が始まるが、図３や図４で示すよ
うに第２の投入スイッチＳ４が設けられていると、これ
の動作と第１の投入スイッチＳ３やしゃ断器ＣＢの動作
との相対的なタイミングを制御することができ、したが
って、これらの動作とフューズＦの溶断特性との間の協
調をとることができる。
【００２３】実施例５．図５はこの発明のさらに別の実
施例による直流しゃ断装置を示す回路図であり、図４の
第２の投入スイッチＳ４の代りに可飽和リアクトルＳＲ
が設けられたものである。その磁束変化幅をΔＷとする
と、投入スイッチＳ３を閉じた後、 Ｔ３＝ΔＷ／（Ｖａ＋ｉｃ・Ｒｘ） （３）
で与えられる時間Ｔ３の間はフューズＦに電流が流れな
い。ΔＷは別電源ＰＳ１で制御できるので、時間Ｔ３を
制御でき、したがって実施例４、の場合と同様の効果が
ある。また、フューズＦによる電流しゃ断時に発生する
サージ電圧を可飽和リアクトルＳＲが吸収して超伝導コ
イルＬを保護する効果がある。
施例による直流しゃ断装置を示す回路図であり、図４の
第２の投入スイッチＳ４の代りに可飽和リアクトルＳＲ
が設けられたものである。その磁束変化幅をΔＷとする
と、投入スイッチＳ３を閉じた後、 Ｔ３＝ΔＷ／（Ｖａ＋ｉｃ・Ｒｘ） （３）
で与えられる時間Ｔ３の間はフューズＦに電流が流れな
い。ΔＷは別電源ＰＳ１で制御できるので、時間Ｔ３を
制御でき、したがって実施例４、の場合と同様の効果が
ある。また、フューズＦによる電流しゃ断時に発生する
サージ電圧を可飽和リアクトルＳＲが吸収して超伝導コ
イルＬを保護する効果がある。
【００２４】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、第１の
スイッチと並列に、第２のスイッチとフューズとを直列
接続した回路を接続するように構成したので、第１のス
イッチに流れていた電流を第２のスイッチへ転流させ、
第１のスイッチの接点間の絶縁が回復した後にフューズ
により電流がしゃ断されるようにでき、フューズが第１
のスイッチのバックアップなる。また、第１のスイッチ
と抵抗とを直列接続した回路、および、第２のスイッチ
あるいは可飽和リアクトルとフューズとを直列接続した
回路を並列に接続するように構成したので、第２のスイ
ッチや可飽和リアクトルの動作のタイミングを制御する
ことにより、第１のスイッチの動作などとフューズの溶
断特性との間の協調をとることができる。上記のように
いずれも確実な電流しゃ断を容易に行なうことができる
効果がある。
スイッチと並列に、第２のスイッチとフューズとを直列
接続した回路を接続するように構成したので、第１のス
イッチに流れていた電流を第２のスイッチへ転流させ、
第１のスイッチの接点間の絶縁が回復した後にフューズ
により電流がしゃ断されるようにでき、フューズが第１
のスイッチのバックアップなる。また、第１のスイッチ
と抵抗とを直列接続した回路、および、第２のスイッチ
あるいは可飽和リアクトルとフューズとを直列接続した
回路を並列に接続するように構成したので、第２のスイ
ッチや可飽和リアクトルの動作のタイミングを制御する
ことにより、第１のスイッチの動作などとフューズの溶
断特性との間の協調をとることができる。上記のように
いずれも確実な電流しゃ断を容易に行なうことができる
効果がある。
【図１】この発明の一実施例による直流しゃ断装置を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】この発明の他の実施例による直流しゃ断装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図３】この発明のさらに他の実施例による直流しゃ断
装置を示す回路図である。
装置を示す回路図である。
【図４】この発明の別の実施例による直流しゃ断装置を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図５】この発明のさらに別の実施例による直流しゃ断
装置を示す回路図である。
装置を示す回路図である。
【図６】従来の直流しゃ断装置を示す回路図である。
【図７】他の従来の直流しゃ断装置を示す回路図である
。
。
【図８】さらに他の従来の直流しゃ断装置を示す回路図
である。
である。
【図９】別の従来の直流しゃ断装置を示す回路図である
。
。
【図１０】さらに別の従来の直流しゃ断装置を示す回路
図である。
図である。
Ｅ 電源
ＰＳ 両極性電源
Ｌ 超伝導コイル
Ｓ 電源スイッチ
ＣＢ しゃ断器
Ｓ４ （第２の）投入スイッチ
Ｆ フューズ
Ｒｘ 保護抵抗
ＳＲ 可飽和リアクトル
Claims (3)
- 【請求項１】 電源から負荷へ供給される直流電流を
しゃ断する直流しゃ断装置において、電流しゃ断を行な
う第１のスイッチに並列に、第２のスイッチとフューズ
とを直列接続した回路を接続したことを特徴とする直流
しゃ断装置。 - 【請求項２】 電源から負荷へ供給される直流電流を
しゃ断する直流しゃ断装置において、電流しゃ断を行な
う第１のスイッチと抵抗とを直列接続した回路、および
、第２のスイッチとフューズとを直列接続した回路を、
上記負荷と並列に接続したことを特徴とする直流しゃ断
装置。 - 【請求項３】 請求項２の直流しゃ断装置において、
第２のスイッチに代えて可飽和リアクトルを接続したこ
とを特徴とする直流しゃ断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3091894A JP2560155B2 (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 直流しゃ断装置 |
| US07/872,068 US5303111A (en) | 1991-04-23 | 1992-04-22 | Superconducting coil protective system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3091894A JP2560155B2 (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 直流しゃ断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322023A true JPH04322023A (ja) | 1992-11-12 |
| JP2560155B2 JP2560155B2 (ja) | 1996-12-04 |
Family
ID=14039273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3091894A Expired - Lifetime JP2560155B2 (ja) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | 直流しゃ断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5303111A (ja) |
| JP (1) | JP2560155B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034140A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | スイッチ |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5644218A (en) * | 1995-02-01 | 1997-07-01 | Superconductivity, Inc. | Protection device for a superconducting coil of a superconducting voltage stabilizer |
| US5862028A (en) * | 1996-05-24 | 1999-01-19 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for detecting quenching of a coil for a superconducting magnet |
| US6689968B2 (en) | 2001-12-18 | 2004-02-10 | Abb Technology Ag | Circuit breaker with capacitor discharge system |
| KR100851478B1 (ko) * | 2003-08-08 | 2008-08-08 | 델피 테크놀로지스 인코포레이티드 | 회로 차단 장치와, 전기 회로의 접속을 위한 안전 장치와, 전기 회로의 안전을 향상시키는 방법 |
| US7630179B2 (en) * | 2005-09-22 | 2009-12-08 | Reliance Electric Technologies, Llc | Protective link for superconducting coil |
| JP4913761B2 (ja) * | 2007-02-07 | 2012-04-11 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | 限流遮断器 |
| US7724483B2 (en) * | 2008-03-19 | 2010-05-25 | General Electric Company | Systems and methods involving protection of superconducting generators for power applications |
| US9240681B2 (en) | 2012-12-27 | 2016-01-19 | General Electric Company | Superconducting coil system and methods of assembling the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU690583A2 (ru) * | 1976-07-07 | 1979-10-05 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Устройство дл эвакуации энергии из магнитной системы |
| US4740858A (en) * | 1985-08-06 | 1988-04-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Zero-current arc-suppression dc circuit breaker |
| US5210674A (en) * | 1990-05-31 | 1993-05-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Superconducting coil protective system |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP3091894A patent/JP2560155B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-04-22 US US07/872,068 patent/US5303111A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011034140A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | スイッチ |
| JP5628184B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2014-11-19 | 株式会社ワイ・ワイ・エル | スイッチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2560155B2 (ja) | 1996-12-04 |
| US5303111A (en) | 1994-04-12 |
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