JPH0992128A - 限流器 - Google Patents
限流器Info
- Publication number
- JPH0992128A JPH0992128A JP24578195A JP24578195A JPH0992128A JP H0992128 A JPH0992128 A JP H0992128A JP 24578195 A JP24578195 A JP 24578195A JP 24578195 A JP24578195 A JP 24578195A JP H0992128 A JPH0992128 A JP H0992128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current limiting
- limiting material
- electric resistance
- vacuum container
- current
- Prior art date
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、良好な電気抵抗特性を充分発
揮する長寿命の限流器を提供する。 【解決手段】導電性の限流材は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの一
種以上の元素で構成し、該限流材の両端側は限流材に比
べて電気抵抗の小さい支持部材に接続して保持し、該限
流材両端の支持部材を含めて真空容器内に配置する限流
器。
揮する長寿命の限流器を提供する。 【解決手段】導電性の限流材は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの一
種以上の元素で構成し、該限流材の両端側は限流材に比
べて電気抵抗の小さい支持部材に接続して保持し、該限
流材両端の支持部材を含めて真空容器内に配置する限流
器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力輸送系統にお
いて、短絡事故時に発生する過電流を抑制限流すること
により、各種電力機器の保護をするための限流器に関す
る。
いて、短絡事故時に発生する過電流を抑制限流すること
により、各種電力機器の保護をするための限流器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】最近の大規模な電力消費に対して、電力
系統の分野においては、高密度電力配電の研究が盛んで
ある。特に大電力が集中する線路が導入されるに伴い、
線路の短絡事故の発生による影響が増す。そこで、電力
系統における限流の重要性が求められる。
系統の分野においては、高密度電力配電の研究が盛んで
ある。特に大電力が集中する線路が導入されるに伴い、
線路の短絡事故の発生による影響が増す。そこで、電力
系統における限流の重要性が求められる。
【０００３】限流材料の条件は、構成材料の温度に対す
る電気抵抗の増加を利用して、短絡電流を効果的に限流
するものである。電気抵抗の増加の要因は、金属，セラ
ミックス等の温度上昇による結晶格子の熱振動の著しい
増加によるもの、Ｎａ等の低融点材料の温度上昇による
固体，液体，気体の相変態によるもの、さらには導体を
磁場中に置くことによる磁気変態によるものがある。ま
た、超電導材料を利用して、常時は極低温で電気抵抗は
小さいものが、過電流に伴うジュール熱でクエンチされ
て、電気抵抗が増加する現象を利用して限流する方法も
ある。しかし、超電導体の利用は冷却設備等を考えると
高価である。
る電気抵抗の増加を利用して、短絡電流を効果的に限流
するものである。電気抵抗の増加の要因は、金属，セラ
ミックス等の温度上昇による結晶格子の熱振動の著しい
増加によるもの、Ｎａ等の低融点材料の温度上昇による
固体，液体，気体の相変態によるもの、さらには導体を
磁場中に置くことによる磁気変態によるものがある。ま
た、超電導材料を利用して、常時は極低温で電気抵抗は
小さいものが、過電流に伴うジュール熱でクエンチされ
て、電気抵抗が増加する現象を利用して限流する方法も
ある。しかし、超電導体の利用は冷却設備等を考えると
高価である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】限流材に求められる性
質は、常時は電気抵抗が小さく、事故時に発生する過電
流によるジュール熱により温度が上昇し、電気抵抗が増
加することで限流効果を発揮することである。即ち、常
温では電気抵抗ができるだけ小さく、温度に対する電気
抵抗の正の変化率が大きいことが望ましい。これらの特
性を満足するものとして、強磁性体のＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
の金属系材料がある。中でも、Ｆｅは加工性に優れ、し
かも経済的である。しかし、大気中に放置しておくだけ
で赤さびが発生し、さらに限流材として使用したときの
温度上昇に伴う酸化が著しく、寿命に問題があった。Ｆ
ｅの耐酸化性および耐熱性を改良したＦｅ−Ｃｏ，Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｎｉ系の限流材もあるが、加工性が悪い等の問
題があり、満足いくものが得られていない。また、抵抗
体に大電流が流れたとき、両端に高電圧が発生するが、
高温に耐える絶縁体は高価である。
質は、常時は電気抵抗が小さく、事故時に発生する過電
流によるジュール熱により温度が上昇し、電気抵抗が増
加することで限流効果を発揮することである。即ち、常
温では電気抵抗ができるだけ小さく、温度に対する電気
抵抗の正の変化率が大きいことが望ましい。これらの特
性を満足するものとして、強磁性体のＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉ
の金属系材料がある。中でも、Ｆｅは加工性に優れ、し
かも経済的である。しかし、大気中に放置しておくだけ
で赤さびが発生し、さらに限流材として使用したときの
温度上昇に伴う酸化が著しく、寿命に問題があった。Ｆ
ｅの耐酸化性および耐熱性を改良したＦｅ−Ｃｏ，Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｎｉ系の限流材もあるが、加工性が悪い等の問
題があり、満足いくものが得られていない。また、抵抗
体に大電流が流れたとき、両端に高電圧が発生するが、
高温に耐える絶縁体は高価である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上記問
題を解決して、Ｆｅ系の限流材料の経済性を活かして、
良好な電気抵抗の特性を充分発揮する長寿命の限流器を
提供することにある。具体的には、温度に対して正の電
気抵抗変化を示す導電性の限流材を、真空容器内に配置
する限流器とする。
題を解決して、Ｆｅ系の限流材料の経済性を活かして、
良好な電気抵抗の特性を充分発揮する長寿命の限流器を
提供することにある。具体的には、温度に対して正の電
気抵抗変化を示す導電性の限流材を、真空容器内に配置
する限流器とする。
【０００６】また、本発明は、導電性の限流材は、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの一種以上の元素で構成し、該限流材の
両端側は限流材に比べて電気抵抗の小さい支持部材に接
続されて保持し、該限流材両端の支持部材を含めて真空
容器内に配置し、該真空容器は一部または全部が絶縁性
である限流器とする。
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの一種以上の元素で構成し、該限流材の
両端側は限流材に比べて電気抵抗の小さい支持部材に接
続されて保持し、該限流材両端の支持部材を含めて真空
容器内に配置し、該真空容器は一部または全部が絶縁性
である限流器とする。
【０００７】また、限流材両端の接続部の断面積は、他
の部分より大きくしたこと、さらには、該限流材をコイ
ル状にして真空容器内に配置した限流器とする。
の部分より大きくしたこと、さらには、該限流材をコイ
ル状にして真空容器内に配置した限流器とする。
【０００８】本発明の限流器は、常温では電気抵抗が小
さく、温度に対する電気抵抗が正の変化率の大きいＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの金属系の導電性の限流材料を絶縁性の
真空容器内に配置する。これにより、電力系統における
事故時の短絡電流で発生するジュール熱による温度上昇
に対しても限流材の酸化はなく、繰返しの使用に耐えら
れる。従って、従来にない長寿命で信頼性の高い限流器
が得られる。
さく、温度に対する電気抵抗が正の変化率の大きいＦ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの金属系の導電性の限流材料を絶縁性の
真空容器内に配置する。これにより、電力系統における
事故時の短絡電流で発生するジュール熱による温度上昇
に対しても限流材の酸化はなく、繰返しの使用に耐えら
れる。従って、従来にない長寿命で信頼性の高い限流器
が得られる。
【０００９】また、本発明は、限流材がＦｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉの一種以上の元素で構成し、該限流材の両端側は限流
材に比べて電気抵抗の小さい支持部材に接続して保持
し、該限流材両端の支持部材を含めて真空容器内に配置
する限流器である。
ｉの一種以上の元素で構成し、該限流材の両端側は限流
材に比べて電気抵抗の小さい支持部材に接続して保持
し、該限流材両端の支持部材を含めて真空容器内に配置
する限流器である。
【００１０】また、本発明は、限流材両端の接続部の断
面積は、他の部分より大きくしたこと、さらには、該限
流材をコイル状にして真空容器内に配置した限流器とす
る。これらにより、温度の上昇は断面積の小さい限流材
の部分に集中するために、絶縁性の真空容器が断熱作用
を発揮する。さらに、限流材をコイル状にして長くする
ことで高電圧用の限流器となる。
面積は、他の部分より大きくしたこと、さらには、該限
流材をコイル状にして真空容器内に配置した限流器とす
る。これらにより、温度の上昇は断面積の小さい限流材
の部分に集中するために、絶縁性の真空容器が断熱作用
を発揮する。さらに、限流材をコイル状にして長くする
ことで高電圧用の限流器となる。
【００１１】ここで、絶縁性の真空容器は、ガラス，ア
ルミナ等のセラミックス製が用いられる。限流容量が大
きく発熱が大きい場合、あるいはコンパクト化のために
は耐熱性の高いアルミナが有利である。発生した熱をよ
り効果的に放熱するには、アルミナ容器内面に黒化処理
膜を設けることができる。黒化処理膜とは金属酸化物の
混合塗布や黒色Ｃｒめっき等がある。なお、絶縁性の真
空容器と限流材両端の支持部材とは端板部材で接続し、
それぞれはろう付けや溶接等で接合できる。
ルミナ等のセラミックス製が用いられる。限流容量が大
きく発熱が大きい場合、あるいはコンパクト化のために
は耐熱性の高いアルミナが有利である。発生した熱をよ
り効果的に放熱するには、アルミナ容器内面に黒化処理
膜を設けることができる。黒化処理膜とは金属酸化物の
混合塗布や黒色Ｃｒめっき等がある。なお、絶縁性の真
空容器と限流材両端の支持部材とは端板部材で接続し、
それぞれはろう付けや溶接等で接合できる。
【００１２】一方、温度に対する抵抗変化の大きい金属
材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉがあり、常温（２０℃）での
電気抵抗を基準にした温度１０００℃までの電気抵抗の
増加率は、おおよそＦｅが１２，Ｃｏが１１およびＮｉ
が７である。ここで、常温での電気抵抗はＦｅが１０μ
Ωｃｍ，Ｃｏが７μΩｃｍおよびＮｉが８μΩｃｍであ
る。常温での電気抵抗では、Ｃｏ，ＮｉがＦｅに比べて
小さいが、電気抵抗の増加率ではＦｅが大きい。Ｃｏは
もろく，高価であること、Ｎｉは増加率が小さいこと等
を考えると、総合的にはＦｅが限流材として良い。
材料は、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉがあり、常温（２０℃）での
電気抵抗を基準にした温度１０００℃までの電気抵抗の
増加率は、おおよそＦｅが１２，Ｃｏが１１およびＮｉ
が７である。ここで、常温での電気抵抗はＦｅが１０μ
Ωｃｍ，Ｃｏが７μΩｃｍおよびＮｉが８μΩｃｍであ
る。常温での電気抵抗では、Ｃｏ，ＮｉがＦｅに比べて
小さいが、電気抵抗の増加率ではＦｅが大きい。Ｃｏは
もろく，高価であること、Ｎｉは増加率が小さいこと等
を考えると、総合的にはＦｅが限流材として良い。
【００１３】さらに、性能向上を目的にした合金系を考
えると、浸入型原子のＣ，Ｎ等の添加は電気抵抗の増加
に効果があるが、常温における電気抵抗が大きいために
温度上昇による増加率が純Ｆｅに比べて小さくなる。常
温で電気抵抗が小さく、増加率の大きい合金系として
は、Ｆｅ−Ｃｏ系あるいはＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系がある。
特に、Ｃｏが約５０〜６０％のＦｅ−Ｃｏ合金組成にお
いては、常温の抵抗が４μΩｃｍで小さく、温度１００
０℃までの電気抵抗の増加率が３０と大きい良好な電気
特性がある。しかし、加工性に難点がある。従って、こ
れらは溶解製造法以外の粉末冶金法やＨＩＰ法による製
造法、さらには限流材形状に工夫が必要である。なお、
本発明は、電気抵抗特性が良く、経済性の高いＦｅ，Ｆ
ｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料等を限流材とし、絶
縁性の真空容器に封入することで、繰返し使用に耐える
長寿命の限流器を提供する。
えると、浸入型原子のＣ，Ｎ等の添加は電気抵抗の増加
に効果があるが、常温における電気抵抗が大きいために
温度上昇による増加率が純Ｆｅに比べて小さくなる。常
温で電気抵抗が小さく、増加率の大きい合金系として
は、Ｆｅ−Ｃｏ系あるいはＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系がある。
特に、Ｃｏが約５０〜６０％のＦｅ−Ｃｏ合金組成にお
いては、常温の抵抗が４μΩｃｍで小さく、温度１００
０℃までの電気抵抗の増加率が３０と大きい良好な電気
特性がある。しかし、加工性に難点がある。従って、こ
れらは溶解製造法以外の粉末冶金法やＨＩＰ法による製
造法、さらには限流材形状に工夫が必要である。なお、
本発明は、電気抵抗特性が良く、経済性の高いＦｅ，Ｆ
ｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料等を限流材とし、絶
縁性の真空容器に封入することで、繰返し使用に耐える
長寿命の限流器を提供する。
【００１４】
（実施例１）図１は、本発明の限流器の断面構造であ
る。限流材１，その両端側の支持部材２，絶縁性セラミ
ックス４および端板３で構成している。限流材１は、Ｆ
ｅ−５９重量％Ｃｏ材であり、電気抵抗は常温が４μΩ
cmおよび１０００℃のが131μΩcmの特性を有する。絶
縁性のセラミックス円筒からなる絶縁性真空容器４はア
ルミナ製であり、Ｆｅ−Ｎｉ合金製の端板３と銅製の支
持部材２とは、真空炉中でＡｇろう付けで封じた。真空
度は１０-6Torr台である。この限流器において、限流材
料の電気特性に相当する限流特性が、繰返しの作動に対
しても得られた。
る。限流材１，その両端側の支持部材２，絶縁性セラミ
ックス４および端板３で構成している。限流材１は、Ｆ
ｅ−５９重量％Ｃｏ材であり、電気抵抗は常温が４μΩ
cmおよび１０００℃のが131μΩcmの特性を有する。絶
縁性のセラミックス円筒からなる絶縁性真空容器４はア
ルミナ製であり、Ｆｅ−Ｎｉ合金製の端板３と銅製の支
持部材２とは、真空炉中でＡｇろう付けで封じた。真空
度は１０-6Torr台である。この限流器において、限流材
料の電気特性に相当する限流特性が、繰返しの作動に対
しても得られた。
【００１５】（実施例２）図２は、本発明の他の実施例
の限流器の断面構造である。限流材１は、材質をＦｅと
しコイル状にすることで抵抗を大きくした。その他の構
造は、実施例１と同様である。この限流器は、高電圧用
に最適であり、実施例１と同様に繰返しの動作に対して
も性能を維持できる、長寿命の限流器であった。
の限流器の断面構造である。限流材１は、材質をＦｅと
しコイル状にすることで抵抗を大きくした。その他の構
造は、実施例１と同様である。この限流器は、高電圧用
に最適であり、実施例１と同様に繰返しの動作に対して
も性能を維持できる、長寿命の限流器であった。
【００１６】（実施例３）図３は、本発明の限流器の適
用の一例である。回路は、配線３０，真空遮断器２０，
限流器１０である。回路に過電流が流れた場合、真空遮
断器２０は操作器（図示せず）の駆動力で電極間が開
く。その時発生するアークによる過大電流が限流器１０
に流れて限流される。従って、これより下流の回路の電
気機器が保護される。
用の一例である。回路は、配線３０，真空遮断器２０，
限流器１０である。回路に過電流が流れた場合、真空遮
断器２０は操作器（図示せず）の駆動力で電極間が開
く。その時発生するアークによる過大電流が限流器１０
に流れて限流される。従って、これより下流の回路の電
気機器が保護される。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように本発明の限流器は、温
度に対して正の電気抵抗を示す限流材が絶縁性の真空容
器内に配置されているため、限流材両端間の絶縁を維持
でき、限流材の酸化，変質等がない。従って、繰返しの
作動に耐えられるため、長寿命である。
度に対して正の電気抵抗を示す限流材が絶縁性の真空容
器内に配置されているため、限流材両端間の絶縁を維持
でき、限流材の酸化，変質等がない。従って、繰返しの
作動に耐えられるため、長寿命である。
【図１】本発明の限流器の断面構造を示す図。
【図２】本発明の他の実施例の限流器の断面構造を示す
図。
図。
【図３】本発明の限流器を適用した回路図。
１…限流材、２…支持部材、３…端板、４…絶縁性真空
容器、１０…限流器、２０…真空遮断器、３０…配線。
容器、１０…限流器、２０…真空遮断器、３０…配線。
フロントページの続き (72)発明者 袴田 好美 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内
Claims (4)
- 【請求項１】温度に対して正の電気抵抗変化を示す導電
性の限流材を、真空容器内に配置したことを特徴とする
限流器。 - 【請求項２】請求項１における導電性の限流材は、Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉの一種以上の元素で構成されており、該
限流材の両端側は限流材に比べて電気抵抗の小さい支持
部材に接続されて保持し、該限流材両端の支持部材を含
めて真空容器内に配置し、該真空容器は一部または全部
が絶縁性であることを特徴とする限流器。 - 【請求項３】請求項１又は２における限流材において、
該限流材両端の接続部の断面積は、他の部分より大きく
したことを特徴とする限流器。 - 【請求項４】請求項１又は２における限流材において、
該限流材をコイル状にして真空容器内に配置したことを
特徴とする限流器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24578195A JPH0992128A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 限流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24578195A JPH0992128A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992128A true JPH0992128A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17138736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24578195A Pending JPH0992128A (ja) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | 限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992128A (ja) |
-
1995
- 1995-09-25 JP JP24578195A patent/JPH0992128A/ja active Pending
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