JPH10136558A - Ｐｔｃ素子を用いた限流装置 - Google Patents
Ｐｔｃ素子を用いた限流装置Info
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- JPH10136558A JPH10136558A JP8285493A JP28549396A JPH10136558A JP H10136558 A JPH10136558 A JP H10136558A JP 8285493 A JP8285493 A JP 8285493A JP 28549396 A JP28549396 A JP 28549396A JP H10136558 A JPH10136558 A JP H10136558A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 限流動作後、ＰＴＣ素子の温度を直ちに低下
させて、復帰動作が速くできるようにする。 【解決手段】 この限流装置１０は交流電源と負荷から
なる電路の交流電源と負荷との間に遮断器を介して直列
に接続している。限流装置１０は、温度が上昇すること
により抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有するＰＴ
Ｃ素子１１と、このＰＴＣ素子１１の電流の通電方向の
両端部にその電流の通電方向に垂直な方向になるように
配設した一対の電極板１２，１３と、これらの各電極板
１２，１３から外部に延出する端子１４，１５と、電極
板１２を介して外気をＰＴＣ素子１１内に導入するフー
ド１６と、電極板１３を介してＰＴＣ素子１１内で発生
した熱を導出するフード１７と、ファンモータ１９によ
り駆動されてフード１６内に外気を導入するファン１８
とから構成している。
させて、復帰動作が速くできるようにする。 【解決手段】 この限流装置１０は交流電源と負荷から
なる電路の交流電源と負荷との間に遮断器を介して直列
に接続している。限流装置１０は、温度が上昇すること
により抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有するＰＴ
Ｃ素子１１と、このＰＴＣ素子１１の電流の通電方向の
両端部にその電流の通電方向に垂直な方向になるように
配設した一対の電極板１２，１３と、これらの各電極板
１２，１３から外部に延出する端子１４，１５と、電極
板１２を介して外気をＰＴＣ素子１１内に導入するフー
ド１６と、電極板１３を介してＰＴＣ素子１１内で発生
した熱を導出するフード１７と、ファンモータ１９によ
り駆動されてフード１６内に外気を導入するファン１８
とから構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送配電系統等の電
路に流れる短絡電流あるいは過負荷電流等の過電流から
送配電系統あるいは送配電系統等の電路に配設した電力
機器を保護するための限流装置に係わり、特にＰＴＣ素
子を用いた限流装置に関する。
路に流れる短絡電流あるいは過負荷電流等の過電流から
送配電系統あるいは送配電系統等の電路に配設した電力
機器を保護するための限流装置に係わり、特にＰＴＣ素
子を用いた限流装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、送配電系統に流れる短絡電流ある
いは過負荷電流等の過電流から送配電系統あるいは送配
電系統等の電路に配設した電力機器を保護するために、
温度が上昇することにより抵抗値が増大する正の抵抗温
度係数を有する素子（ＰＴＣ（Positive Temperature C
oefficient）サーミスタ、以下ＰＴＣ素子という）を送
配電系統の電路に用いることが提案されるようになっ
た。
いは過負荷電流等の過電流から送配電系統あるいは送配
電系統等の電路に配設した電力機器を保護するために、
温度が上昇することにより抵抗値が増大する正の抵抗温
度係数を有する素子（ＰＴＣ（Positive Temperature C
oefficient）サーミスタ、以下ＰＴＣ素子という）を送
配電系統の電路に用いることが提案されるようになっ
た。
【０００３】このＰＴＣ素子を送配電系統の電路に遮断
器と併設して用いた場合、例えば、何らかの理由によ
り、この電路に定格電流以上の過電流が流れると、ＰＴ
Ｃ素子内にジュール熱が発生してＰＴＣ素子の温度が上
昇する。すると、このＰＴＣ素子は正の抵抗温度係数を
有するため、ＰＴＣ素子の温度が所定の相転移温度以上
になると、その抵抗値が急激に増大してこの電路に流れ
る過電流を抑制（限流）するようになる。その後、遮断
器が動作して回路が遮断される。一方、事故が回復した
後ＰＴＣ素子の温度が常温に戻ると、その抵抗値は元の
低抵抗値になるためＰＴＣ素子は自動復帰し、遮断器が
再投入されるとこの電路には通常の所定の電流が流れる
ようになる。
器と併設して用いた場合、例えば、何らかの理由によ
り、この電路に定格電流以上の過電流が流れると、ＰＴ
Ｃ素子内にジュール熱が発生してＰＴＣ素子の温度が上
昇する。すると、このＰＴＣ素子は正の抵抗温度係数を
有するため、ＰＴＣ素子の温度が所定の相転移温度以上
になると、その抵抗値が急激に増大してこの電路に流れ
る過電流を抑制（限流）するようになる。その後、遮断
器が動作して回路が遮断される。一方、事故が回復した
後ＰＴＣ素子の温度が常温に戻ると、その抵抗値は元の
低抵抗値になるためＰＴＣ素子は自動復帰し、遮断器が
再投入されるとこの電路には通常の所定の電流が流れる
ようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ＰＴＣ素子が
温度上昇したままであるとその抵抗値は大きいままであ
るため、ＰＴＣ素子の温度が常温に戻るまで限流動作し
た状態が継続して、この電路には通常の電流より少ない
電流しか流れないとともに、負荷側の電圧が低下して負
荷への給電が不能になって、送配電系統等の電路の回復
動作が遅くなるという問題を生じる。そこで、ＰＴＣ素
子をハニカム構造に形成して、このハニカム構造の貫通
孔を冷却媒体の流通路とし、限流動作した後に事故が回
復すると、直ちにＰＴＣ素子の温度を低下させて電路に
所定の電流が流れるようにすることが提案された。
温度上昇したままであるとその抵抗値は大きいままであ
るため、ＰＴＣ素子の温度が常温に戻るまで限流動作し
た状態が継続して、この電路には通常の電流より少ない
電流しか流れないとともに、負荷側の電圧が低下して負
荷への給電が不能になって、送配電系統等の電路の回復
動作が遅くなるという問題を生じる。そこで、ＰＴＣ素
子をハニカム構造に形成して、このハニカム構造の貫通
孔を冷却媒体の流通路とし、限流動作した後に事故が回
復すると、直ちにＰＴＣ素子の温度を低下させて電路に
所定の電流が流れるようにすることが提案された。
【０００５】しかしながら、ＰＴＣ素子をハニカム構造
に形成した場合、その貫通孔の方向は電路に流れる電流
の通電方向である。このため、このＰＴＣ素子の両端部
に電極板を取り付けると、冷却媒体は電極板により遮断
されるため、ＰＴＣ素子内を冷却媒体が流れなくなると
いう問題を生じる。
に形成した場合、その貫通孔の方向は電路に流れる電流
の通電方向である。このため、このＰＴＣ素子の両端部
に電極板を取り付けると、冷却媒体は電極板により遮断
されるため、ＰＴＣ素子内を冷却媒体が流れなくなると
いう問題を生じる。
【０００６】そのため、両電極板もハニカム構造に形成
し、これらの両電極板に形成したハニカム構造の貫通孔
とＰＴＣ素子に形成したハニカム構造の貫通孔を一致さ
せて電極板とＰＴＣ素子とを連通させるようにすれば、
ＰＴＣ素子内にも冷却媒体が流れるようになる。しかし
ながら、電極板にもハニカム構造を採用するとともにＰ
ＴＣ素子に形成したハニカム構造の貫通孔に一致させよ
うとすると、電極板のコストが高くなるとともに、ＰＴ
Ｃ素子と電極板とを導電性接着剤等により固着する工程
が面倒で複雑になるという問題を生じる。また、電流の
通電方向に冷却媒体を強制的に流入、流出させるように
しようとすると、冷却ファン等の冷却媒体の供給手段の
配置構造が複雑になるという問題も生じる。そこで、本
発明は上記した問題点を解決するために、ＰＴＣ素子の
冷却を容易にするとともに、限流動作後のＰＴＣ素子の
温度を直ちに低下させて、迅速な復帰動作を可能にする
ことにある。
し、これらの両電極板に形成したハニカム構造の貫通孔
とＰＴＣ素子に形成したハニカム構造の貫通孔を一致さ
せて電極板とＰＴＣ素子とを連通させるようにすれば、
ＰＴＣ素子内にも冷却媒体が流れるようになる。しかし
ながら、電極板にもハニカム構造を採用するとともにＰ
ＴＣ素子に形成したハニカム構造の貫通孔に一致させよ
うとすると、電極板のコストが高くなるとともに、ＰＴ
Ｃ素子と電極板とを導電性接着剤等により固着する工程
が面倒で複雑になるという問題を生じる。また、電流の
通電方向に冷却媒体を強制的に流入、流出させるように
しようとすると、冷却ファン等の冷却媒体の供給手段の
配置構造が複雑になるという問題も生じる。そこで、本
発明は上記した問題点を解決するために、ＰＴＣ素子の
冷却を容易にするとともに、限流動作後のＰＴＣ素子の
温度を直ちに低下させて、迅速な復帰動作を可能にする
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の温度に
なると急激にその抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を
有するＰＴＣ素子を電路に備えて同電路に流れる過電流
を抑制するＰＴＣ素子を用いた限流装置であって、上記
課題を解決するために、請求項１に記載の発明において
は、電路に流れる電流の通電方向と平行に相対向する一
対の平面の一方から他方に連通する冷却媒体の流通路を
形成したＰＴＣ素子と、電路とＰＴＣ素子とを電気的に
接続する一対の電極板とを備え、ＰＴＣ素子の両端部に
電路に流れる電流の通電方向と直角方向になるように一
対の端子板を配設するようにしている。
なると急激にその抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を
有するＰＴＣ素子を電路に備えて同電路に流れる過電流
を抑制するＰＴＣ素子を用いた限流装置であって、上記
課題を解決するために、請求項１に記載の発明において
は、電路に流れる電流の通電方向と平行に相対向する一
対の平面の一方から他方に連通する冷却媒体の流通路を
形成したＰＴＣ素子と、電路とＰＴＣ素子とを電気的に
接続する一対の電極板とを備え、ＰＴＣ素子の両端部に
電路に流れる電流の通電方向と直角方向になるように一
対の端子板を配設するようにしている。
【０００８】このように構成することにより、定常時に
おいては、ＰＴＣ素子の常温での抵抗値は小さいため、
電路に給電される電流はＰＴＣ素子を通して流れる。一
方、短絡等の事故により定格電流以上の過電流がＰＴＣ
素子に流れる異常時には、過電流が流れたときに生じる
ジュール熱によりＰＴＣ素子の温度が上昇し、ＰＴＣ素
子の温度が所定の温度になるとこの素子の抵抗値が急激
に増大して、ＰＴＣ素子に流れる電流は抑制（限流）さ
れる。
おいては、ＰＴＣ素子の常温での抵抗値は小さいため、
電路に給電される電流はＰＴＣ素子を通して流れる。一
方、短絡等の事故により定格電流以上の過電流がＰＴＣ
素子に流れる異常時には、過電流が流れたときに生じる
ジュール熱によりＰＴＣ素子の温度が上昇し、ＰＴＣ素
子の温度が所定の温度になるとこの素子の抵抗値が急激
に増大して、ＰＴＣ素子に流れる電流は抑制（限流）さ
れる。
【０００９】そして、過電流状態が解消すると、ＰＴＣ
素子に形成した電流の通電方向と平行に相対向する一対
の平面の一方から他方に連通する冷却媒体の流通路を通
して冷却媒体が流れるようになるので、ＰＴＣ素子の温
度は直ちに常温まで低下することとなる。これにより、
復帰後、この電路に給電される電流はＰＴＣ素子を通し
て流れるようになる。
素子に形成した電流の通電方向と平行に相対向する一対
の平面の一方から他方に連通する冷却媒体の流通路を通
して冷却媒体が流れるようになるので、ＰＴＣ素子の温
度は直ちに常温まで低下することとなる。これにより、
復帰後、この電路に給電される電流はＰＴＣ素子を通し
て流れるようになる。
【００１０】請求項２に記載の発明においては、上述の
ＰＴＣ素子に形成した冷却媒体の流通路は同ＰＴＣ素子
をハニカム構造に形成した貫通孔である。このように、
貫通孔をハニカム構造にして形成すると、ハニカム構造
は表面積が大きいので放熱効果が大きくかつＰＴＣ素子
内の熱はこの貫通孔を通して放熱されることとなるの
で、温度上昇したＰＴＣ素子は直ちに常温まで低下する
ようになる。
ＰＴＣ素子に形成した冷却媒体の流通路は同ＰＴＣ素子
をハニカム構造に形成した貫通孔である。このように、
貫通孔をハニカム構造にして形成すると、ハニカム構造
は表面積が大きいので放熱効果が大きくかつＰＴＣ素子
内の熱はこの貫通孔を通して放熱されることとなるの
で、温度上昇したＰＴＣ素子は直ちに常温まで低下する
ようになる。
【００１１】請求項３に記載の発明においては、上述の
ＰＴＣ素子は電路に対して平行方向になるように同電路
に接続するとともに冷却媒体の流通路を下方から上方に
連通するようにしている。このように、電路に対して平
行方向になるように同電路に接続するとともに冷却媒体
の流通路を下方から上方に連通するようにすると、冷却
媒体の流通路の向きは電路を横切る方向になるため、Ｐ
ＴＣ素子内でジュール熱により発生した熱は流通路に放
出された後、自然対流によりＰＴＣ素子の下部より上部
に向けて上昇して外部に放出されることとなるので、温
度上昇したＰＴＣ素子は直ちに常温まで低下するように
なる。
ＰＴＣ素子は電路に対して平行方向になるように同電路
に接続するとともに冷却媒体の流通路を下方から上方に
連通するようにしている。このように、電路に対して平
行方向になるように同電路に接続するとともに冷却媒体
の流通路を下方から上方に連通するようにすると、冷却
媒体の流通路の向きは電路を横切る方向になるため、Ｐ
ＴＣ素子内でジュール熱により発生した熱は流通路に放
出された後、自然対流によりＰＴＣ素子の下部より上部
に向けて上昇して外部に放出されることとなるので、温
度上昇したＰＴＣ素子は直ちに常温まで低下するように
なる。
【００１２】請求項４に記載の発明においては、上述の
ＰＴＣ素子として常温抵抗率が小さくかつ常温抵抗率に
対する抵抗上昇が２〜３桁であるＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラ
ミックスを用いるようにしている。このＶ2Ｏ3−Ｃｒ2
Ｏ3セラミックスは常温抵抗率が小さいため、電路に給
電される電流は電力損出を伴うことなくＰＴＣ素子を通
して流れるようになる。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミ
ックスは常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁である
ので、この素子に定格電流以上の過電流が流れると、急
激にその抵抗値が増大するようになるため、この電路に
流れる過電流を確実に限流することができるようにな
る。
ＰＴＣ素子として常温抵抗率が小さくかつ常温抵抗率に
対する抵抗上昇が２〜３桁であるＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラ
ミックスを用いるようにしている。このＶ2Ｏ3−Ｃｒ2
Ｏ3セラミックスは常温抵抗率が小さいため、電路に給
電される電流は電力損出を伴うことなくＰＴＣ素子を通
して流れるようになる。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミ
ックスは常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁である
ので、この素子に定格電流以上の過電流が流れると、急
激にその抵抗値が増大するようになるため、この電路に
流れる過電流を確実に限流することができるようにな
る。
【００１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明においては、ＰＴ
Ｃ素子の常温での抵抗値は小さいため、この素子を電路
に直接接続しても抵抗損失は小さく、定常時の電力損失
を最小限にすることができ、電力損失を伴うことなく電
力系統を保護することができるようになる。また、過電
流状態が解消すると流通路を通して冷却媒体が流れてＰ
ＴＣ素子の温度は直ちに常温まで低下するので、この種
の限流装置の信頼性が向上する。
Ｃ素子の常温での抵抗値は小さいため、この素子を電路
に直接接続しても抵抗損失は小さく、定常時の電力損失
を最小限にすることができ、電力損失を伴うことなく電
力系統を保護することができるようになる。また、過電
流状態が解消すると流通路を通して冷却媒体が流れてＰ
ＴＣ素子の温度は直ちに常温まで低下するので、この種
の限流装置の信頼性が向上する。
【００１４】請求項２に記載の発明においては、ハニカ
ム構造に基づく放熱性により、短時間でのＰＴＣ素子の
冷却が可能となるので、温度上昇したＰＴＣ素子は直ち
に常温まで低下する。その結果、復帰動作が速くなり、
この種の限流装置の復帰性が向上する。請求項３に記載
の発明においては、ＰＴＣ素子からの放出熱は自然対流
によりその下部より上部に向けて外部に放出されるの
で、放熱効率が向上し、限流動作した後直ちに常温まで
低下するので、この種の限流装置の復帰性が向上すると
ともにその信頼性が向上する。
ム構造に基づく放熱性により、短時間でのＰＴＣ素子の
冷却が可能となるので、温度上昇したＰＴＣ素子は直ち
に常温まで低下する。その結果、復帰動作が速くなり、
この種の限流装置の復帰性が向上する。請求項３に記載
の発明においては、ＰＴＣ素子からの放出熱は自然対流
によりその下部より上部に向けて外部に放出されるの
で、放熱効率が向上し、限流動作した後直ちに常温まで
低下するので、この種の限流装置の復帰性が向上すると
ともにその信頼性が向上する。
【００１５】請求項４に記載の発明においては、常温抵
抗率が小さくかつ常温抵抗率に対する抵抗上昇率が２〜
３桁であるＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスを用いれば、
この素子に定格電流以上の過電流が流れても、温度上昇
に基づく素子の破壊を防止することができるようにな
る。また、過電流が流れると確実にその抵抗値が増大す
るので、限流動作の応答性が向上し、この種の限流装置
の応答性が向上する。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミッ
クスはＢａＴｉＯ3系セラミックスと比較して抵抗が小
さいため、断面積を小さくすることが可能となり、小型
のＰＴＣ素子を使用することができて、この種の限流装
置の小型化が可能となる。
抗率が小さくかつ常温抵抗率に対する抵抗上昇率が２〜
３桁であるＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスを用いれば、
この素子に定格電流以上の過電流が流れても、温度上昇
に基づく素子の破壊を防止することができるようにな
る。また、過電流が流れると確実にその抵抗値が増大す
るので、限流動作の応答性が向上し、この種の限流装置
の応答性が向上する。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミッ
クスはＢａＴｉＯ3系セラミックスと比較して抵抗が小
さいため、断面積を小さくすることが可能となり、小型
のＰＴＣ素子を使用することができて、この種の限流装
置の小型化が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の限流装置の一実
施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の限流装
置を送配電系統の電路に直列に接続して、この電路に流
れる過電流を抑制する場合の一例を示す図である。図１
に示すように、この限流装置１０は交流電源２０と負荷
３０からなる電路Ｌの交流電源２０と負荷３０との間に
遮断器４０を介して直列に接続している。なお、この電
路Ｌは大地に対して平行に配設されているものとする。
施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の限流装
置を送配電系統の電路に直列に接続して、この電路に流
れる過電流を抑制する場合の一例を示す図である。図１
に示すように、この限流装置１０は交流電源２０と負荷
３０からなる電路Ｌの交流電源２０と負荷３０との間に
遮断器４０を介して直列に接続している。なお、この電
路Ｌは大地に対して平行に配設されているものとする。
【００１７】限流装置１０は、図２に示すように、温度
が上昇することにより抵抗値が増大する正の抵抗温度係
数を有する素子（ＰＴＣ（Positive Temperature Coeff
icient）サーミスタ、以下、ＰＴＣ素子という）１１
と、このＰＴＣ素子１１の電流の通電方向の両端部にそ
の電流の通電方向に直角な方向になるように配設した一
対の電極板１２，１３と、これらの各電極板１２，１３
から外部に延出する端子１４，１５と、ＰＴＣ素子１１
に外気を導入するフード１６と、ＰＴＣ素子１１内で発
生した熱を外部に導出するフード１７と、ファンモータ
１９により駆動されてフード１６内に外気を導入するフ
ァン１８とから構成している。なお、フード１６，１７
は樹脂、磁器、ガラス繊維強化プラスチック等の絶縁性
材料により形成している。
が上昇することにより抵抗値が増大する正の抵抗温度係
数を有する素子（ＰＴＣ（Positive Temperature Coeff
icient）サーミスタ、以下、ＰＴＣ素子という）１１
と、このＰＴＣ素子１１の電流の通電方向の両端部にそ
の電流の通電方向に直角な方向になるように配設した一
対の電極板１２，１３と、これらの各電極板１２，１３
から外部に延出する端子１４，１５と、ＰＴＣ素子１１
に外気を導入するフード１６と、ＰＴＣ素子１１内で発
生した熱を外部に導出するフード１７と、ファンモータ
１９により駆動されてフード１６内に外気を導入するフ
ァン１８とから構成している。なお、フード１６，１７
は樹脂、磁器、ガラス繊維強化プラスチック等の絶縁性
材料により形成している。
【００１８】ＰＴＣ素子１１としては、その比抵抗が急
激に増大する温度（一般的には相転移温度という）が８
０℃〜２００℃程度のもので、常温での抵抗値が小さく
かつ相転移温度になると急激に抵抗値が増大するものを
用いることが好ましい。ここで、ＰＴＣ素子１１として
は、一般的には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）系
セラミックスを用いることが知られているが、表１に示
すように、Ｖ2Ｏ3系セラミックスはＢａＴｉＯ3系セラ
ミックスより、常温抵抗率、電圧依存性、機械的強度等
の点でＰＴＣ素子として優れた特性を有することが明ら
かとなったので、本発明においてはＰＴＣ素子１１とし
て、Ｖ2Ｏ3系セラミックス、特にＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラ
ミックスを用いる。
激に増大する温度（一般的には相転移温度という）が８
０℃〜２００℃程度のもので、常温での抵抗値が小さく
かつ相転移温度になると急激に抵抗値が増大するものを
用いることが好ましい。ここで、ＰＴＣ素子１１として
は、一般的には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）系
セラミックスを用いることが知られているが、表１に示
すように、Ｖ2Ｏ3系セラミックスはＢａＴｉＯ3系セラ
ミックスより、常温抵抗率、電圧依存性、機械的強度等
の点でＰＴＣ素子として優れた特性を有することが明ら
かとなったので、本発明においてはＰＴＣ素子１１とし
て、Ｖ2Ｏ3系セラミックス、特にＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラ
ミックスを用いる。
【００１９】
【表１】
【００２０】このＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3系セラミックスから
なるＰＴＣ素子１１は、図２に示すように、その内部に
蜂の巣のように多くの貫通孔１１ａを有するハニカム構
造に形成したものを使用する。このようにハニカム構造
に形成したＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスからなるＰＴ
Ｃ素子１１は、図３の温度−比抵抗特性に示すように、
１３０℃程度で相転移するＰＴＣ素子が得られる。
なるＰＴＣ素子１１は、図２に示すように、その内部に
蜂の巣のように多くの貫通孔１１ａを有するハニカム構
造に形成したものを使用する。このようにハニカム構造
に形成したＶ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスからなるＰＴ
Ｃ素子１１は、図３の温度−比抵抗特性に示すように、
１３０℃程度で相転移するＰＴＣ素子が得られる。
【００２１】なお、Ｖ2Ｏ3系セラミックスとして上記の
Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスの他、Ａｌ2Ｏ3を固溶し
たＶ2Ｏ3系セラミックスを用いてもよい。また、チタン
酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）セラミックス、チタン酸ビスマス
（ＢｉＴｉＯ3）セラミックス、クリストバライト系材
料等を用いてもよい。
Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスの他、Ａｌ2Ｏ3を固溶し
たＶ2Ｏ3系セラミックスを用いてもよい。また、チタン
酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）セラミックス、チタン酸ビスマス
（ＢｉＴｉＯ3）セラミックス、クリストバライト系材
料等を用いてもよい。
【００２２】また、ＰＴＣ素子１１としては、ポリエチ
レン−カーボン系複合材料あるいはポリオレフィン−カ
ーボン系複合材料からなる合成樹脂により形成すること
も可能である。
レン−カーボン系複合材料あるいはポリオレフィン−カ
ーボン系複合材料からなる合成樹脂により形成すること
も可能である。
【００２３】電極板１２，１３としては銅、アルミニウ
ム、ステンレス等の金属板を使用し、この電極板１２，
１３をＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａを有さない両端面
に配置し、錫・鉛ハンダ、銀ロウ、導電性接着剤等によ
り固着してＰＴＣ素子１１と各電極板１２，１３を一体
化している。あるいは、ＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａ
を有さない両端面にメタリコンを形成し、このメタリコ
ンに各電極板１２，１３を押圧接しても同等の効果が得
られる。また、各電極板１２，１３よりそれぞれ延出し
て端子部材１４，１５を溶接して配設しており、これら
の端子部材１４，１５はＰＴＣ素子１１が大地に平行に
なるように配設された電路Ｌに対して平行になるように
接続される。
ム、ステンレス等の金属板を使用し、この電極板１２，
１３をＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａを有さない両端面
に配置し、錫・鉛ハンダ、銀ロウ、導電性接着剤等によ
り固着してＰＴＣ素子１１と各電極板１２，１３を一体
化している。あるいは、ＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａ
を有さない両端面にメタリコンを形成し、このメタリコ
ンに各電極板１２，１３を押圧接しても同等の効果が得
られる。また、各電極板１２，１３よりそれぞれ延出し
て端子部材１４，１５を溶接して配設しており、これら
の端子部材１４，１５はＰＴＣ素子１１が大地に平行に
なるように配設された電路Ｌに対して平行になるように
接続される。
【００２４】ＰＴＣ素子１１の下部にはＰＴＣ素子１１
内に外気を導入するフード１６を配置しており、ＰＴＣ
素子１１の上部にはＰＴＣ素子１１内の熱を外部に導出
するフード１７を配置している。そして、フード１６の
下方にはファンモータ１９により駆動されるファン１８
が配置され、ファンモータ１９を駆動することによりフ
ァン１８が回転してフード１６内に外気が送り込まれ
る。
内に外気を導入するフード１６を配置しており、ＰＴＣ
素子１１の上部にはＰＴＣ素子１１内の熱を外部に導出
するフード１７を配置している。そして、フード１６の
下方にはファンモータ１９により駆動されるファン１８
が配置され、ファンモータ１９を駆動することによりフ
ァン１８が回転してフード１６内に外気が送り込まれ
る。
【００２５】このように構成される限流装置１０は、ハ
ニカム構造に形成したＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａが
大地に対して平行に配設された電路Ｌに対して垂直にな
るように接続するとともに、交流電源２０と負荷３０と
の間に遮断器４０を介して直列に接続している。そのた
め、ＰＴＣ素子１１内で発生した熱は自然対流によりＰ
ＴＣ素子１１の下部から上部に上昇するとともに、ファ
ンモータ１９の駆動によりファン１８が回転してフード
１６を介して外気がＰＴＣ素子１１内に流入し、ＰＴＣ
素子１１内の貫通孔１１ａで熱交換した後、フード１７
を介して外部に排出される。これにより、温度上昇した
ＰＴＣ素子１１の温度は低下することとなる。
ニカム構造に形成したＰＴＣ素子１１の貫通孔１１ａが
大地に対して平行に配設された電路Ｌに対して垂直にな
るように接続するとともに、交流電源２０と負荷３０と
の間に遮断器４０を介して直列に接続している。そのた
め、ＰＴＣ素子１１内で発生した熱は自然対流によりＰ
ＴＣ素子１１の下部から上部に上昇するとともに、ファ
ンモータ１９の駆動によりファン１８が回転してフード
１６を介して外気がＰＴＣ素子１１内に流入し、ＰＴＣ
素子１１内の貫通孔１１ａで熱交換した後、フード１７
を介して外部に排出される。これにより、温度上昇した
ＰＴＣ素子１１の温度は低下することとなる。
【００２６】ついで、上述したように構成した限流装置
１０の動作を説明する。何らかの理由により、限流装置
１０の下流側の電路Ｌに配設された負荷が短絡する事故
が生じると、定格電流以上の過電流ＩSが電路に流れ
て、ＰＴＣ素子１１はジュール熱により発熱して温度が
上昇する。ＰＴＣ素子１１の温度が上昇して、その温度
が１３０℃を超すとＰＴＣ素子１１の比抵抗が図３に示
すように増大し、その抵抗値が急激に増大するため、Ｐ
ＴＣ素子１１内を流れていた電流は限流される。
１０の動作を説明する。何らかの理由により、限流装置
１０の下流側の電路Ｌに配設された負荷が短絡する事故
が生じると、定格電流以上の過電流ＩSが電路に流れ
て、ＰＴＣ素子１１はジュール熱により発熱して温度が
上昇する。ＰＴＣ素子１１の温度が上昇して、その温度
が１３０℃を超すとＰＴＣ素子１１の比抵抗が図３に示
すように増大し、その抵抗値が急激に増大するため、Ｐ
ＴＣ素子１１内を流れていた電流は限流される。
【００２７】このとき、ＰＴＣ素子１１は上述の表１に
示すように、常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁で
あるので、急激にその比抵抗が増大し、その抵抗値が急
激に増大して限流動作を行う。このため、ＰＴＣ素子１
１は負の抵抗温度係数（ＮＴＣ（Negative Temperature
Coefficient））領域に至るまでに温度上昇することが
防止され、定格電流以上の過電流によりＰＴＣ素子１１
が破壊されることが防止できるようになる。
示すように、常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁で
あるので、急激にその比抵抗が増大し、その抵抗値が急
激に増大して限流動作を行う。このため、ＰＴＣ素子１
１は負の抵抗温度係数（ＮＴＣ（Negative Temperature
Coefficient））領域に至るまでに温度上昇することが
防止され、定格電流以上の過電流によりＰＴＣ素子１１
が破壊されることが防止できるようになる。
【００２８】一方、短絡等の事故が発生して電路Ｌに定
格電流以上の過電流ＩSが流れると、図示しないセンサ
がこの過電流ＩSを検出して、遮断器４０を遮断させ
る。すると、この遮断器４０の遮断動作に連動してファ
ンモータ１９が駆動され、このファンモータ１９の駆動
によりファン１８が回転駆動されて、フード１６を介し
て外気がＰＴＣ素子１１内に流入する。ＰＴＣ素子１１
内に外気が流入すると、外気はハニカム構造の貫通孔１
１ａ内で熱交換した後、フード１７を介して外部に排出
される。これにより、貫通孔１１ａを介してＰＴＣ素子
１１は冷却されて温度上昇したＰＴＣ素子１１の温度は
低下することとなる。したがって、ＰＴＣ素子１１は常
温の抵抗値に戻ることとなり、限流動作後の復帰が速く
なる。
格電流以上の過電流ＩSが流れると、図示しないセンサ
がこの過電流ＩSを検出して、遮断器４０を遮断させ
る。すると、この遮断器４０の遮断動作に連動してファ
ンモータ１９が駆動され、このファンモータ１９の駆動
によりファン１８が回転駆動されて、フード１６を介し
て外気がＰＴＣ素子１１内に流入する。ＰＴＣ素子１１
内に外気が流入すると、外気はハニカム構造の貫通孔１
１ａ内で熱交換した後、フード１７を介して外部に排出
される。これにより、貫通孔１１ａを介してＰＴＣ素子
１１は冷却されて温度上昇したＰＴＣ素子１１の温度は
低下することとなる。したがって、ＰＴＣ素子１１は常
温の抵抗値に戻ることとなり、限流動作後の復帰が速く
なる。
【００２９】上述のように構成した本実施の形態におい
ては、ＰＴＣ素子１１として常温での抵抗値が小さいＶ
2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスを用いているため、このＰ
ＴＣ素子１１を電路Ｌに直接接続しても抵抗損失は小さ
くなる。そのため、定常時の電力損失を最小限にするこ
とができ、電力損失を伴うことなく過電流を防止するこ
とができるようになる。
ては、ＰＴＣ素子１１として常温での抵抗値が小さいＶ
2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスを用いているため、このＰ
ＴＣ素子１１を電路Ｌに直接接続しても抵抗損失は小さ
くなる。そのため、定常時の電力損失を最小限にするこ
とができ、電力損失を伴うことなく過電流を防止するこ
とができるようになる。
【００３０】また、ＰＴＣ素子１１はハニカム構造に形
成しているので、冷却効率が向上し、短絡事故等が発生
してＰＴＣ素子１１に大電流が流れてＰＴＣ素子１１が
温度上昇しても、短時間で冷却されて常温に復帰するの
でこの種の限流装置の復帰性が向上するとともに、電力
系統の保守が容易になり保守性が向上する。
成しているので、冷却効率が向上し、短絡事故等が発生
してＰＴＣ素子１１に大電流が流れてＰＴＣ素子１１が
温度上昇しても、短時間で冷却されて常温に復帰するの
でこの種の限流装置の復帰性が向上するとともに、電力
系統の保守が容易になり保守性が向上する。
【００３１】さらに、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスは
ＢａＴｉＯ3系セラミックスと比較して抵抗が小さいた
め、断面積を小さくすることが可能となり、小型のＰＴ
Ｃ素子１１を使用することができて、この種の限流装置
の小型化が可能となる。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミ
ックスは常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁である
ので、ＰＴＣ素子１１に定格電流以上の過電流が流れて
も、ＮＴＣ領域に至るまでに温度上昇をすることがない
ため、温度上昇に基づくＰＴＣ素子１１の破壊を防止す
ることができるようになる。また、過電流が流れると確
実にその抵抗値が増大するので、限流動作の応答性が向
上し、この種の限流装置の応答性が向上する。
ＢａＴｉＯ3系セラミックスと比較して抵抗が小さいた
め、断面積を小さくすることが可能となり、小型のＰＴ
Ｃ素子１１を使用することができて、この種の限流装置
の小型化が可能となる。また、Ｖ2Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミ
ックスは常温抵抗率に対する抵抗上昇が２〜３桁である
ので、ＰＴＣ素子１１に定格電流以上の過電流が流れて
も、ＮＴＣ領域に至るまでに温度上昇をすることがない
ため、温度上昇に基づくＰＴＣ素子１１の破壊を防止す
ることができるようになる。また、過電流が流れると確
実にその抵抗値が増大するので、限流動作の応答性が向
上し、この種の限流装置の応答性が向上する。
【００３２】なお、上述の実施の形態においては、空気
を冷却媒体としてファン１８の回転駆動により、ＰＴＣ
素子１１内に空気よりなる冷却媒体を流入させる例につ
いて説明したが、冷却媒体として液体（例えば、絶縁油
等）、空気以外の気体（例えば、ＣＯ2ガス，Ｎ2ガス
等）を用いるようにしてもよい。この場合、ポンプ等の
駆動装置により冷却媒体を循環させ、冷却媒体の循環サ
イクルの間に冷却媒体をハニカム構造に形成したＰＴＣ
素子１１の貫通孔１１ａに流入、流出させるようにすれ
ばよい。
を冷却媒体としてファン１８の回転駆動により、ＰＴＣ
素子１１内に空気よりなる冷却媒体を流入させる例につ
いて説明したが、冷却媒体として液体（例えば、絶縁油
等）、空気以外の気体（例えば、ＣＯ2ガス，Ｎ2ガス
等）を用いるようにしてもよい。この場合、ポンプ等の
駆動装置により冷却媒体を循環させ、冷却媒体の循環サ
イクルの間に冷却媒体をハニカム構造に形成したＰＴＣ
素子１１の貫通孔１１ａに流入、流出させるようにすれ
ばよい。
【００３３】また、上述の実施の形態においては、本発
明の限流装置１０はフード１６，１７とファン１８およ
びファンモータ１９を設け、ファンモータ１９の駆動に
よりファン１８が回転し、フード１６を介して外気がＰ
ＴＣ素子１１内に流入し、ＰＴＣ素子１１内で熱交換し
た後、フード１７を介して外部に排出するようにした例
について説明したが、本発明の限流装置１０を放熱状態
が良好な環境で使用する場合においては、フード１６，
１７とファン１８およびファンモータ１９を設けなくて
もよい。
明の限流装置１０はフード１６，１７とファン１８およ
びファンモータ１９を設け、ファンモータ１９の駆動に
よりファン１８が回転し、フード１６を介して外気がＰ
ＴＣ素子１１内に流入し、ＰＴＣ素子１１内で熱交換し
た後、フード１７を介して外部に排出するようにした例
について説明したが、本発明の限流装置１０を放熱状態
が良好な環境で使用する場合においては、フード１６，
１７とファン１８およびファンモータ１９を設けなくて
もよい。
【００３４】この場合、ＰＴＣ素子１１内で発生したジ
ュール熱に応じた熱は貫通孔１１ａで熱交換した後、Ｐ
ＴＣ素子１１の下部から上部に向けて自然対流により上
昇して、ＰＴＣ素子１１の外部に放出されることとな
る。また、本発明の限流装置１０は上述の実施の形態に
限定されものではなく、例えば、サイリスタ装置の保護
用として用いることができるもできるし、あるいは低圧
ネットワーク配電用の限流ヒューズの代わりに用いるこ
とができる。
ュール熱に応じた熱は貫通孔１１ａで熱交換した後、Ｐ
ＴＣ素子１１の下部から上部に向けて自然対流により上
昇して、ＰＴＣ素子１１の外部に放出されることとな
る。また、本発明の限流装置１０は上述の実施の形態に
限定されものではなく、例えば、サイリスタ装置の保護
用として用いることができるもできるし、あるいは低圧
ネットワーク配電用の限流ヒューズの代わりに用いるこ
とができる。
【図１】 本発明の限流装置を送配電系統の電路に直接
接続する一例を示す図である。
接続する一例を示す図である。
【図２】 本発明の限流装置の概略構成を示す図であ
る。
る。
【図３】 本発明のＰＴＣ素子の温度−比抵抗特性を示
す図である。
す図である。
１０…限流装置、１１…ＰＴＣ素子（正の抵抗温度係数
を有する素子）、１２，１３…電極板、１４，１５…端
子、１６，１７…フード、１８…ファン、１９…ファン
モータ、２０…交流電源、３０…負荷、４０…遮断器
を有する素子）、１２，１３…電極板、１４，１５…端
子、１６，１７…フード、１８…ファン、１９…ファン
モータ、２０…交流電源、３０…負荷、４０…遮断器
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の温度になると急激にその抵抗値が
増大する正の抵抗温度係数を有するＰＴＣ素子を電路に
備えて同電路に流れる過電流を抑制するＰＴＣ素子を用
いた限流装置であって、 前記電路に流れる電流の通電方向と平行に相対向する一
対の平面の一方から他方に連通する冷却媒体の流通路を
形成したＰＴＣ素子と、 前記電路と前記ＰＴＣ素子とを電気的に接続する一対の
電極板とを備え、 前記ＰＴＣ素子の両端部に前記電路に流れる電流の通電
方向と直角方向になるように前記一対の電極板を配設し
たことを特徴とするＰＴＣ素子を用いた限流装置。 - 【請求項２】 前記ＰＴＣ素子に形成した前記冷却媒体
の流通路は同ＰＴＣ素子をハニカム構造に形成した貫通
孔であることを特徴とする請求項１に記載のＰＴＣ素子
を用いた限流装置。 - 【請求項３】 前記ＰＴＣ素子は前記電路に対して平行
方向になるように同電路に接続して前記冷却媒体の流通
路を同ＰＴＣ素子の下方から上方に連通するようにした
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＴ
Ｃ素子を用いた限流装置。 - 【請求項４】 前記ＰＴＣ素子は常温抵抗率が小さくか
つ常温抵抗率に対する抵抗上昇率が２〜３桁であるＶ2
Ｏ3−Ｃｒ2Ｏ3セラミックスであることを特徴とする請
求項１から請求項３のいずれかに記載のＰＴＣ素子を用
いた限流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285493A JPH10136558A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | Ｐｔｃ素子を用いた限流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285493A JPH10136558A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | Ｐｔｃ素子を用いた限流装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136558A true JPH10136558A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17692244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8285493A Pending JPH10136558A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | Ｐｔｃ素子を用いた限流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10136558A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514928A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 广东志高空调有限公司 | 一种应用于空调传输线路的保护电路 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP8285493A patent/JPH10136558A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105514928A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 广东志高空调有限公司 | 一种应用于空调传输线路的保护电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
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