JPH053091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、規定値以上の電流が流れるとそれ
自体の発熱で溶断する可溶体を用いた電流ヒユー
ズ装置に係り、特にその可溶体の溶断電流が周囲
温度によつて変動することを補償するようにした
周囲温度不依存性電流ヒユーズ装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、電流ヒユーズ装置は、規定値以
上の電流が流れると可溶体が発熱して溶断する性
質を利用している。このため、可溶体の溶断電流
つまり電流ヒユーズ装置の動作電流は、周囲温度
によつて大きく変動することになる。具体的に言
えば、可溶体は周囲温度が高いほど少ない電流で
溶断温度にまで到達するもので、電流ヒユーズ装
置の動作電流は、温度上昇にともなつて低下する
傾向を示している。

この結果、例えば柱上変圧器の高圧カツトアウ
トや、キユービクル内に設置された高圧カツトア
ウト等に用いられる電流ヒユーズ装置は、季節や
外気温及び日射量の変化等によつて動作電流値が
変動し、特に、夏季に動作電流が大きく減少する
ことになる。

一方、夏季は電力負荷がピークに達する時期で
あり、例えば周囲温度が25℃で動作電流が100A
の電流ヒユーズ装置の場合、周囲温度が60℃にな
ると動作電流が90Aに低下してしまい、電力負荷
の大きい夏季にまだ10Aもの余裕を残して高圧カ
ツトアウトの電流ヒユーズ装置が遮断するという
問題が生じている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、従来の電流ヒユーズ装置では、
周囲温度によつて動作電流つまり可溶体の溶断電
流が変動してしまい、常に一定の電流で遮断動作
を行なわせることができないという問題を有して
いる。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされ
たもので、周囲温度の変化に依存されず、常に一
定の動作電流で遮断動作を行なうことができる極
めて良好な周囲温度不依存性電流ヒユーズ装置を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係る周囲温度不依存性電流ヒユーズ
装置は、可溶体である電流ヒユーズ本体に電気抵
抗が負の温度係数をもつ導電体を並列接続し、周
囲温度の変化による電流ヒユーズ本体の溶断電流
の減少分を、導電体に流れる電流分で補償するよ
うに構成したものである。

（作用） 上記のような構成によれば、周囲温度の上昇に
よる電流ヒユーズ本体の溶断電流の減少分を、電
気抵抗が負の温度系数を導電体に流れる電流分で
補償するようにしたので、周囲温度の変化に依存
されず、常に一定の動作電流で遮断動作を行なう
ことができるものである。

（実施例） 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して詳細に説明する。第１図において、１１は可
溶体でなる電流ヒユーズ本体で、超合金、ビスマ
ス、カドミウム及び錫等の低融点合金で構成さ
れ、例えば過負荷電流等の小電流域では、電流ヒ
ユーズ本体１１の周囲やヒユーズ端子１２，１３
等に放熱しつつ溶断温度に達し、短絡電流等の大
電流域では断熱的に溶断温度に達する。また、こ
の電流ヒユーズ本体１１は、周囲温度が20℃のと
きの溶断電流を100とすると、周囲温度が40℃の
とき溶断電流が95になり、20℃の温度上昇で溶断
電流が５％低下するものとする。

その電流ヒユーズ本体１１には、電気抵抗が負
の温度計数をもつ導電体としてNTCサーミスタ
１４と、電流ヒユーズ本体１１の溶断後に溶断さ
れる副ヒユーズ１５との直列回路が、並列に接続
されている。このNTCサーミスタ１４は、ニツ
ケル、コバルト及びマンガン等の遷移金属化物を
主成分としたスピネル構造に近い結晶構造の焼結
体で、次式に示すように、周囲温度の上昇に対し
て抵抗値が下がる特性を有している。

Ｒ＝Ro exp Ｂ｛（１／Ｔ）−（１／To）｝ ただし、Ｒは温度Ｔのときの抵抗値であり、
Roは温度Toのときの抵抗値であり、Ｂはサーミ
スタ材による定数で2000〜5000であり、Ｔ、To
は絶対温度である。このNTCサーミスタ１４は、
サーミスタ定数が3250の場合、周囲温度が20℃の
ときの比抵抗を１とすると、周囲温度が40℃で比
抵抗が0.65となり、20℃の温度上昇で電気抵抗値
が36％低下するものとする。

上記のような構成において、まず、周囲温度が
20℃の状態で溶断電流以下の電流がヒユーズ端子
１２，１３間に流れているとすると、電流ヒユー
ズ本体１１の電気抵抗値とNTCサーミスタ１４
及び副ヒユーズ１５の電気抵抗値とを適宜設定し
ておけば、ヒユーズ端子１２，１３間に流れる電
流は、電流ヒユーズ本体１１とNTCサーミスタ
１４及び副ヒユーズ１５とにそれぞれ分流され
る。

この状態で周囲温度が上昇すると、NTCサー
ミスタ１４の電気抵抗値が下がり、NTCサーミ
スタ１４及び副ヒユーズ１５に流れる電流量が増
加し、電流ヒユーズ本体１１に流れる電流量が減
少する。このため、温度上昇による電流ヒユーズ
本体１１の溶断電流の減少分が、NTCサーミス
タ１４及び副ヒユーズ１５に分流される電流によ
つて補償されることになり、電流ヒユーズ本体１
１が溶断される動作電流を、周囲温度に無関係に
常に一定にすることができる。

また、ヒユーズ端子１２，１３間に流れる電流
が、規定値以上に達した場合には、当然電流ヒユ
ーズ本体１１が溶断され、次いで副ヒユーズ１５
が溶断されて、ヒユーズ端子１２，１３間が開放
されるようになる。

第２図ａ，ｂは、上記実施例を爪付きヒユーズ
に適用した具体例を示している。上記ヒユーズ端
子１２，１３に相当する接続爪１６，１７は、板
状の電流ヒユーズ本体１８の両端部に接続されて
いる。そして、この電流ヒユーズ本体１８上に
は、NTCサーミスタ１９が絶縁性接着剤２０に
よつて接着されるとともに、絶縁性のセパレータ
２１を介して接続爪１７に接触された副ヒユーズ
２２が接着されている。また、接続爪１６と
NTCサーミスタ１９とは導電線２３で接続され、
NTCサーミスタ１９と副ヒユーズ２２とは導電
線２４で接続されている。

上記の構成において、接続爪１６，１７間を流
れる電流は、電流ヒユーズ本体１８とNTCサー
ミスタ１９及び副ヒユーズ２２とに分流され、周
囲温度が上昇した場合、NTCサーミスタ１９の
電気抵抗値が低下して、NTCサーミスタ１９及
び副ヒユーズ２２に流れる電流量が増加し、電流
ヒユーズ本体１８に流れる電流量が減少される。
ここで、規定値以上の電流が接続爪１６，１７間
に流れた場合には、まず、電流ヒユーズ本体１８
が溶断され、次いで副ヒユーズ２２が溶断され
て、接続爪１６，１７が開放される。

次に、第３図は、この発明の他の実施例を示す
もので、タイムラグヒユーズに適用した場合を示
している。第３図において、２５は可溶体でなる
電流ヒユーズ本体で、ヒユーズ端子２６，２７か
らそれぞれ延設されるテンシヨンワイヤ２８，２
９の一端を、電気的かつ機械的に連結している。
また、この電流ヒユーズ本体２５には、電気抵抗
が負の温度係数をもつNTCサーミスタ３０が、
電気的かつ機械的に並列接続されている。

上記のような構成において、まず、通常状態で
は、電流ヒユーズ本体２５の電気抵抗値とNTC
サーミスタ３０の電気抵抗値とを適宜設定してお
けば、ヒユーズ端子２６，２７間に流れる電流
は、電流ヒユーズ本体２５とNTCサーミスタ３
０とにそれぞれ分流される。

この状態で周囲温度が上昇すると、NTCサー
ミスタ３０の電気抵抗値が下がり、NTCサーミ
スタ３０に流れる電流量が増加し、電流ヒユーズ
本体２５に流れる電流量が減少する。このため、
温度上昇による電流ヒユーズ本体２５の溶断電流
の減少分が、NTCサーミスタ３０に分流される
電流によつて補償されることになり、前述した実
施例と同様に、電流ヒユーズ本体２５が溶断され
る動作電流を、周囲温度に無関係に常に一定にす
ることができる。

また、ヒユーズ端子２６，２７間に流れる電流
が、規定値以上に達した場合には、当然電流ヒユ
ーズ本体２５が溶断され、テンシヨンワイヤ２
８，２９の機械的接続が解除されるので、ヒユー
ズ端子２６，２７間が開放されるようになる。

第４図ａ，ｂは、上記実施例のタイムラグヒユ
ーズを具体的に示したものである。すなわち、円
柱形状に形成された電流ヒユーズ本体３１には、
その両側からテンシヨンワイヤ３２，３３の一端
部が埋設され、電気的かつ機械的に連結されてい
る。この電気ヒユーズ本体３１の周囲には、絶縁
性のセパレータ３４を介して円筒形状のNTCサ
ーミスタ３５が取着されている。そして、この
NTCサーミスタ３５は、テンシヨンワイヤ３２，
３３と導電性の細線３６，３７で接続されてい
る。

上記の構成において、テンシヨンワイヤ３２，
３３間を流れる電流は、電流ヒユーズ本体３１と
NTCサーミスタ３５及び細線３６，３７とに分
流され、周囲温度が上昇した場合、NTCサーミ
スタ３５の電気抵抗値が低下して、NTCサーミ
スタ３５及び細線３６，３７に流れる電流量が増
加し、電流ヒユーズ本体３１に流れる電流量が減
少される。ここで、規定値以上の電流がテンシヨ
ンワイヤ３２，３３間に流れた場合には、電流ヒ
ユーズ本体３１が溶断される。すると、テンシヨ
ンワイヤ３２，３３がその張力によつて第４図中
上下に引張られて細線３６，３７が切断され、テ
ンシヨンワイヤ３２，３３間が開放される。

ここで、上述した各実施例では、電流ヒユーズ
本体を低融点可溶体で構成し、NTCサーミスタ
をニツケル、コバルト及びマンガンの遷移金属酸
化物の焼結体で構成するようにしたが、これに限
らず同様な機能を有するものであれば適宜代替使
用できることはもちろんである。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるも
のではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形して実施することができる。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明によれば、周囲温
度の変化に依存されず、常に一定の動作電流で遮
断動作を行なうことができる極めて良好な周囲温
度不依存性電流ヒユーズ装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る周囲温度不依存性電流
ヒユーズ装置の一実施例を示すブロツク構成図、
第２図は同実施例を爪付きヒユーズに適用した具
体例を示す構成図、第３図はこの発明の他の実施
例を示すブロツク構成図、第４図は同他の実施例
の具体例を示す構成図である。 １１……電流ヒユーズ本体、１２，１３……ヒ
ユーズ端子、１４……NTCサーミスタ、１５…
…副ヒユーズ、１６，１７……接続爪、１８……
電流ヒユーズ本体、１９……NTCサーミスタ、
２０……絶縁性接着剤、２１……セパレータ、２
２……副ヒユーズ、２３，２４……導電線、２５
……電流ヒユーズ本体、２６，２７……ヒユーズ
端子、２８，２９……テンシヨンワイヤ、３０…
…NTCサーミスタ、３１……電流ヒユーズ本体、
３２，３３……テンシヨンワイヤ、３４……セパ
レータ、３５……NTCサーミスタ、３６，３７
……細線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可溶体でなる電流ヒユーズ本体に電気抵抗が
   負の温度係数をもつ導電体を並列接続し、周囲温
   度の変化による前記電流ヒユーズ本体の溶断電流
   の減少分を、前記導電体に流れる電流分で補償す
   るように構成してなることを特徴とする周囲温度
   不依存性電流ヒユーズ装置。