JPH10275710A - Ｐｔｃ素子を備えたｐｔｃ限流器 - Google Patents
Ｐｔｃ素子を備えたｐｔｃ限流器Info
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- JPH10275710A JPH10275710A JP7837197A JP7837197A JPH10275710A JP H10275710 A JPH10275710 A JP H10275710A JP 7837197 A JP7837197 A JP 7837197A JP 7837197 A JP7837197 A JP 7837197A JP H10275710 A JPH10275710 A JP H10275710A
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- ptc
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サージ電圧を防止できるとともにバックアッ
プ機能を備えたＰＴＣ限流器を得る。 【解決手段】 ＰＴＣ限流器１０は、ＰＴＣ素子体１１
と、その中央部にＰＴＣ素子体１１を嵌合する開口１２
ａを設けた抵抗体１２とを備えている。この抵抗体１２
の開口部１２ａにＰＴＣ素子体１１を嵌合させて、これ
らを一体的に形成した上下面に金属電極板１３,１４固
着、接続して構成される。抵抗体１２の抵抗値はＰＴＣ
素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍となる
ように設定されている。これにより、定常状態において
はＰＴＣ素子体１１を通して負荷電流が流れ、サージ電
圧発生時および短絡時には抵抗体により抑制することが
可能になされる。
プ機能を備えたＰＴＣ限流器を得る。 【解決手段】 ＰＴＣ限流器１０は、ＰＴＣ素子体１１
と、その中央部にＰＴＣ素子体１１を嵌合する開口１２
ａを設けた抵抗体１２とを備えている。この抵抗体１２
の開口部１２ａにＰＴＣ素子体１１を嵌合させて、これ
らを一体的に形成した上下面に金属電極板１３,１４固
着、接続して構成される。抵抗体１２の抵抗値はＰＴＣ
素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍となる
ように設定されている。これにより、定常状態において
はＰＴＣ素子体１１を通して負荷電流が流れ、サージ電
圧発生時および短絡時には抵抗体により抑制することが
可能になされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、送配電系統等の線
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線路に配設した電力
機器を保護するための限流器に係わり、特に、温度が上
昇するに伴い抵抗値が増大するＰＴＣ素子を備えたＰＴ
Ｃ限流器に関する。
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線路に配設した電力
機器を保護するための限流器に係わり、特に、温度が上
昇するに伴い抵抗値が増大するＰＴＣ素子を備えたＰＴ
Ｃ限流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、送配電系統に流れる短絡電流など
の過電流から送配電系統あるいは送配電系統等の線路に
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 Coefficient）サー
ミスタ、以下ＰＴＣ素子という）を用い、このＰＴＣ素
子を板状に形成したＰＴＣ素子板を備えた限流器を送配
電系統の線路に接続して用いることが提案されるように
なった。この種のＰＴＣ素子板を備えた限流器を送配電
系統の線路に遮断器と併設して用いた場合、例えば、こ
の線路に短絡電流などの過電流が流れると、ＰＴＣ素子
板内にジュール熱が発生してＰＴＣ素子板の温度が上昇
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、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）になると、その抵抗値が急激に増
大して、この線路に流れる過電流を抑制（限流）するよ
うになるとともに、その後に遮断器が動作することによ
り線路が遮断されることとなる。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線路には通常の所定の負荷電流
が流れるようになる。
の過電流から送配電系統あるいは送配電系統等の線路に
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 Coefficient）サー
ミスタ、以下ＰＴＣ素子という）を用い、このＰＴＣ素
子を板状に形成したＰＴＣ素子板を備えた限流器を送配
電系統の線路に接続して用いることが提案されるように
なった。この種のＰＴＣ素子板を備えた限流器を送配電
系統の線路に遮断器と併設して用いた場合、例えば、こ
の線路に短絡電流などの過電流が流れると、ＰＴＣ素子
板内にジュール熱が発生してＰＴＣ素子板の温度が上昇
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、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）になると、その抵抗値が急激に増
大して、この線路に流れる過電流を抑制（限流）するよ
うになるとともに、その後に遮断器が動作することによ
り線路が遮断されることとなる。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線路には通常の所定の負荷電流
が流れるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たＰＴＣ素子板を単独で用いた限流器においては、何ら
かの原因で線路にサージ電圧が発生した場合、ＰＴＣ素
子は常温での抵抗値が低いために、このサージ電圧を抑
制できないという問題を生じた。また、何らかの原因で
許容値以上の過電流が線路に流れて、ＰＴＣ素子板が破
壊された場合においては、破壊以後は限流動作を行えな
いという問題も生じた。そこで、本発明は上記した問題
点に鑑みてなされたものであって、サージ電圧を防止で
きるとともにバックアップ機能を備えたＰＴＣ限流器を
得ることにある。
たＰＴＣ素子板を単独で用いた限流器においては、何ら
かの原因で線路にサージ電圧が発生した場合、ＰＴＣ素
子は常温での抵抗値が低いために、このサージ電圧を抑
制できないという問題を生じた。また、何らかの原因で
許容値以上の過電流が線路に流れて、ＰＴＣ素子板が破
壊された場合においては、破壊以後は限流動作を行えな
いという問題も生じた。そこで、本発明は上記した問題
点に鑑みてなされたものであって、サージ電圧を防止で
きるとともにバックアップ機能を備えたＰＴＣ限流器を
得ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明は、温度が上昇するに伴い抵抗値が増大するＰＴＣ
素子を所定の形状に形成したＰＴＣ素子体を備えたＰＴ
Ｃ限流器であって、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、ＰＴＣ素子体の常温におけ
る抵抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体をＰＴＣ素子
体に隣接して配置するようにしている。
発明は、温度が上昇するに伴い抵抗値が増大するＰＴＣ
素子を所定の形状に形成したＰＴＣ素子体を備えたＰＴ
Ｃ限流器であって、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、ＰＴＣ素子体の常温におけ
る抵抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体をＰＴＣ素子
体に隣接して配置するようにしている。
【０００５】このようにＰＴＣ素子体に隣接してＰＴＣ
素子体の常温における抵抗値より大きい抵抗体を配置す
ると、何らかの原因で線路にサージ電圧が発生した場合
に抵抗体がサージ電圧を抑制することとなるので、サー
ジ電圧を防止することが可能になる。また、何らかの原
因で許容値以上の過電流が線路に流れて、ＰＴＣ素子板
が破壊された場合には、ＰＴＣ素子体の常温における抵
抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体により抑制（限
流）されるようになるので、ＰＴＣ素子板が破壊されて
も限流機能を維持することが可能となり、バックアップ
機能を備えることが可能になる。
素子体の常温における抵抗値より大きい抵抗体を配置す
ると、何らかの原因で線路にサージ電圧が発生した場合
に抵抗体がサージ電圧を抑制することとなるので、サー
ジ電圧を防止することが可能になる。また、何らかの原
因で許容値以上の過電流が線路に流れて、ＰＴＣ素子板
が破壊された場合には、ＰＴＣ素子体の常温における抵
抗値より大きい抵抗値を有する抵抗体により抑制（限
流）されるようになるので、ＰＴＣ素子板が破壊されて
も限流機能を維持することが可能となり、バックアップ
機能を備えることが可能になる。
【０００６】そして、事故が解消して線路への給電が再
開されるようになると、このＰＴＣ素子体を通して電流
が流れるようになるとともに、ＰＴＣ素子体の温度が徐
々に低下し、ＰＴＣ素子体の温度が常温になると通常の
負荷電流が線路に流れるようになる。この結果、この種
の限流器の信頼性が向上するとともに、このような限流
器を備えた送配電系統などの線路の信頼性が向上する。
開されるようになると、このＰＴＣ素子体を通して電流
が流れるようになるとともに、ＰＴＣ素子体の温度が徐
々に低下し、ＰＴＣ素子体の温度が常温になると通常の
負荷電流が線路に流れるようになる。この結果、この種
の限流器の信頼性が向上するとともに、このような限流
器を備えた送配電系統などの線路の信頼性が向上する。
【０００７】請求項２に記載の発明においては、上述の
抵抗体の抵抗値をＰＴＣ素子体の常温における抵抗値の
１０〜５０倍としている。サージ電圧が発生してＰＴＣ
素子体が温度上昇すると、その抵抗値が常温の１００〜
１０００程度に急激に増大するため、ＰＴＣ素子体のみ
ではサージ電圧を抑制することができないが、ＰＴＣ素
子体の常温における抵抗値の１０〜５０倍の抵抗値を有
する抵抗体を用いることにより、急激な抵抗増加が緩和
されて、充分にサージ電圧を抑制することが可能にな
る。
抵抗体の抵抗値をＰＴＣ素子体の常温における抵抗値の
１０〜５０倍としている。サージ電圧が発生してＰＴＣ
素子体が温度上昇すると、その抵抗値が常温の１００〜
１０００程度に急激に増大するため、ＰＴＣ素子体のみ
ではサージ電圧を抑制することができないが、ＰＴＣ素
子体の常温における抵抗値の１０〜５０倍の抵抗値を有
する抵抗体を用いることにより、急激な抵抗増加が緩和
されて、充分にサージ電圧を抑制することが可能にな
る。
【０００８】請求項３に記載の発明においては、上述の
抵抗体を熱伝導性が良好で熱容量が大きくかつ熱吸収性
を有する材料から形成している。このような熱吸収性を
有する材料により抵抗体を形成するようにすると、過電
流が流れて温度上昇したＰＴＣ素子体から放出される熱
を効率よく抵抗体が吸収することとなるので、長時間に
わたって過負荷電流がＰＴＣ素子体に流れてＰＴＣ素子
体が発熱しても、ＰＴＣ素子体が相転移温度に達するこ
とを防止できるようになる。
抵抗体を熱伝導性が良好で熱容量が大きくかつ熱吸収性
を有する材料から形成している。このような熱吸収性を
有する材料により抵抗体を形成するようにすると、過電
流が流れて温度上昇したＰＴＣ素子体から放出される熱
を効率よく抵抗体が吸収することとなるので、長時間に
わたって過負荷電流がＰＴＣ素子体に流れてＰＴＣ素子
体が発熱しても、ＰＴＣ素子体が相転移温度に達するこ
とを防止できるようになる。
【０００９】ＰＴＣ素子体に過電流が流れて、ＰＴＣ素
子体およびこれに隣接して配置される抵抗体の温度が上
昇すると、この温度上昇により、ＰＴＣ素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が熱膨張することとな
る。このとき、これらの熱膨張係数が相違すると、膨張
度合いも相違することとなるのでこれらの接触部に応力
が発生する。このため、ＰＴＣ素子体あるいは抵抗体が
応力に基づいて損傷するという問題を生じる。そこで、
請求項４に記載の発明においては、ＰＴＣ素子体の熱膨
張係数と抵抗体の熱膨張係数が等しくなるような材質か
ら選択してＰＴＣ素子体および抵抗体を構成するように
している。このように、ＰＴＣ素子体と抵抗体との熱膨
張係数を等しくすることにより、ＰＴＣ素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が温度上昇して、これら
が熱膨張しても一様に熱膨張できるようになるので、Ｐ
ＴＣ素子体と抵抗体との接触部に応力が生じることが防
止でき、これらが損傷するという問題も防止できるよう
になる。
子体およびこれに隣接して配置される抵抗体の温度が上
昇すると、この温度上昇により、ＰＴＣ素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が熱膨張することとな
る。このとき、これらの熱膨張係数が相違すると、膨張
度合いも相違することとなるのでこれらの接触部に応力
が発生する。このため、ＰＴＣ素子体あるいは抵抗体が
応力に基づいて損傷するという問題を生じる。そこで、
請求項４に記載の発明においては、ＰＴＣ素子体の熱膨
張係数と抵抗体の熱膨張係数が等しくなるような材質か
ら選択してＰＴＣ素子体および抵抗体を構成するように
している。このように、ＰＴＣ素子体と抵抗体との熱膨
張係数を等しくすることにより、ＰＴＣ素子体およびこ
れに隣接して配置される抵抗体が温度上昇して、これら
が熱膨張しても一様に熱膨張できるようになるので、Ｐ
ＴＣ素子体と抵抗体との接触部に応力が生じることが防
止でき、これらが損傷するという問題も防止できるよう
になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明のＰ
ＴＣ素子を備えたＰＴＣ限流器の一実施形態を説明す
る。図１は本実施形態のＰＴＣ限流器１０の概略構成を
示す断面図であり、図１（ａ）は、その縦断面を示す図
であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の中央部横断面を示
す図である。
ＴＣ素子を備えたＰＴＣ限流器の一実施形態を説明す
る。図１は本実施形態のＰＴＣ限流器１０の概略構成を
示す断面図であり、図１（ａ）は、その縦断面を示す図
であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の中央部横断面を示
す図である。
【００１１】この実施形態のＰＴＣ限流器１０は、その
平面形状を円形に成形して形成したＰＴＣ素子体１１
と、その中央部にＰＴＣ素子体１１を嵌合する開口１２
ａを設けるとともにその平面形状を円形に成形して形成
した抵抗体１２とを備え、この抵抗体１２の開口部１２
ａにＰＴＣ素子体１１を嵌合させて、これらを接着材な
どにより固着して一体的に形成している。このようにし
て一体的に形成された抵抗体１２を備えたＰＴＣ素子体
１１の上下面に第１金属電極板１３および第２金属電極
板１４と固着、接続してＰＴＣ限流器１０が構成され
る。
平面形状を円形に成形して形成したＰＴＣ素子体１１
と、その中央部にＰＴＣ素子体１１を嵌合する開口１２
ａを設けるとともにその平面形状を円形に成形して形成
した抵抗体１２とを備え、この抵抗体１２の開口部１２
ａにＰＴＣ素子体１１を嵌合させて、これらを接着材な
どにより固着して一体的に形成している。このようにし
て一体的に形成された抵抗体１２を備えたＰＴＣ素子体
１１の上下面に第１金属電極板１３および第２金属電極
板１４と固着、接続してＰＴＣ限流器１０が構成され
る。
【００１２】ＰＴＣ素子体１１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素子
（ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミ
スタ、以下、ＰＴＣ素子という）、例えば、Ｖ2Ｏ3−Ｃ
ｒ2Ｏ3等のＶ2Ｏ3系セラミックス、チタン酸ビスマス
（ＢｉＴｉＯ3）セラミックスあるいはこれらの固溶
体、クリストバライト−カーボン系等複合セラミックス
材料等の、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１００℃〜２８０℃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ＰＴＣ素子を用い、平面形状が円
形な板状になるように成形して形成している。
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 Coefficient）サーミ
スタ、以下、ＰＴＣ素子という）、例えば、Ｖ2Ｏ3−Ｃ
ｒ2Ｏ3等のＶ2Ｏ3系セラミックス、チタン酸ビスマス
（ＢｉＴｉＯ3）セラミックスあるいはこれらの固溶
体、クリストバライト−カーボン系等複合セラミックス
材料等の、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１００℃〜２８０℃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ＰＴＣ素子を用い、平面形状が円
形な板状になるように成形して形成している。
【００１３】抵抗体１２はセラミックスあるいは金属等
の抵抗材料を用い、その中央部にＰＴＣ素子体１１が嵌
合される開口１２ａを設けるとともに、その平面形状が
円形な板状になるように成形して形成している。ここ
で、抵抗体１２の抵抗値はＰＴＣ素子体１１の常温にお
ける抵抗値の１０〜５０倍となるように設定されてい
る。なお、この抵抗体１２を熱伝導性が良好で熱容量が
大きくかつ熱吸収性を有する抵抗材料を用いて形成する
と、温度上昇したＰＴＣ素子体１１から放出される熱を
効率よく抵抗体１２が吸収することができるので、長時
間にわたって過負荷電流がＰＴＣ素子体１１に流れてＰ
ＴＣ素子体１１が発熱しても、ＰＴＣ素子体１１が相転
移温度に達することを防止できるようになる。また、抵
抗体１２の熱膨張係数がＰＴＣ素子体１１の熱膨張係数
と等しくなるような抵抗材料を用いて形成すると、ＰＴ
Ｃ素子体１１および抵抗体１２が熱膨張しても、一様に
熱膨張できるようになるので、ＰＴＣ素子体１１と抵抗
体１２との接触部に応力が生じることが防止でき、これ
らが損傷することを防止できるようになる。
の抵抗材料を用い、その中央部にＰＴＣ素子体１１が嵌
合される開口１２ａを設けるとともに、その平面形状が
円形な板状になるように成形して形成している。ここ
で、抵抗体１２の抵抗値はＰＴＣ素子体１１の常温にお
ける抵抗値の１０〜５０倍となるように設定されてい
る。なお、この抵抗体１２を熱伝導性が良好で熱容量が
大きくかつ熱吸収性を有する抵抗材料を用いて形成する
と、温度上昇したＰＴＣ素子体１１から放出される熱を
効率よく抵抗体１２が吸収することができるので、長時
間にわたって過負荷電流がＰＴＣ素子体１１に流れてＰ
ＴＣ素子体１１が発熱しても、ＰＴＣ素子体１１が相転
移温度に達することを防止できるようになる。また、抵
抗体１２の熱膨張係数がＰＴＣ素子体１１の熱膨張係数
と等しくなるような抵抗材料を用いて形成すると、ＰＴ
Ｃ素子体１１および抵抗体１２が熱膨張しても、一様に
熱膨張できるようになるので、ＰＴＣ素子体１１と抵抗
体１２との接触部に応力が生じることが防止でき、これ
らが損傷することを防止できるようになる。
【００１４】第１金属電極板１３および第２金属電極板
１４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属をその
平面形状が四角形あるいは円形に成形された金属板状体
により形成し、導電性接着剤による接着、ロウ付けある
いは溶接等により抵抗体１２を備えたＰＴＣ素子体１１
の上下面に固着している。
１４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属をその
平面形状が四角形あるいは円形に成形された金属板状体
により形成し、導電性接着剤による接着、ロウ付けある
いは溶接等により抵抗体１２を備えたＰＴＣ素子体１１
の上下面に固着している。
【００１５】このように構成したＰＴＣ限流器１０は、
ＰＴＣ素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍
とした抵抗体１２を備えているので、通常の負荷電流が
流れる状態においては、その負荷電流の大部分はＰＴＣ
素子体１１を通して流れる。そのため、定常状態におけ
る電力損出を防止することが可能となる。一方、このＰ
ＴＣ限流器１０にサージ電圧が発生した場合、ＰＴＣ素
子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍の抵抗値
を有する抵抗体１２を用いることにより、充分にサージ
電圧を防止できるようになる。さらに、短絡電流等の過
電流が流れる場合は、ＰＴＣ素子体１１にジュール熱が
発生してその温度が上昇し、抵抗値が常温時の１００〜
１０００倍に増大するため、過電流は抵抗体１２を通し
て流れるようになる。したがって、抵抗体１２により過
電流が抑制（限流）されるようになる。
ＰＴＣ素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍
とした抵抗体１２を備えているので、通常の負荷電流が
流れる状態においては、その負荷電流の大部分はＰＴＣ
素子体１１を通して流れる。そのため、定常状態におけ
る電力損出を防止することが可能となる。一方、このＰ
ＴＣ限流器１０にサージ電圧が発生した場合、ＰＴＣ素
子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍の抵抗値
を有する抵抗体１２を用いることにより、充分にサージ
電圧を防止できるようになる。さらに、短絡電流等の過
電流が流れる場合は、ＰＴＣ素子体１１にジュール熱が
発生してその温度が上昇し、抵抗値が常温時の１００〜
１０００倍に増大するため、過電流は抵抗体１２を通し
て流れるようになる。したがって、抵抗体１２により過
電流が抑制（限流）されるようになる。
【００１６】上述のように構成したＰＴＣ素子体１１を
備えた限流器１０（以下、ＰＴＣ限流器１０という）を
送配電系統の線路Ｌに直列に接続して、この線路Ｌに流
れる過電流を制限（限流）する場合の一例を示す図２に
基づいて説明する。なお、図２において、このＰＴＣ限
流器１０は交流電源４０と負荷５０からなる線路Ｌの交
流電源４０と負荷５０との間に図示しない遮断器を介し
て直列に接続されている。
備えた限流器１０（以下、ＰＴＣ限流器１０という）を
送配電系統の線路Ｌに直列に接続して、この線路Ｌに流
れる過電流を制限（限流）する場合の一例を示す図２に
基づいて説明する。なお、図２において、このＰＴＣ限
流器１０は交流電源４０と負荷５０からなる線路Ｌの交
流電源４０と負荷５０との間に図示しない遮断器を介し
て直列に接続されている。
【００１７】まず、正常時の動作について説明すると、
遮断器が閉じた状態（運転状態）において交流電源４０
より線路Ｌに正常時の負荷電流が供給されている場合、
電極板１３、ＰＴＣ素子体１１および電極板１４を通し
て負荷５０に負荷電流が流れる。このとき、ＰＴＣ素子
体１１の常温での抵抗値は小さいため、ＰＴＣ素子体１
１を線路Ｌに接続しても電力損失は小さい。
遮断器が閉じた状態（運転状態）において交流電源４０
より線路Ｌに正常時の負荷電流が供給されている場合、
電極板１３、ＰＴＣ素子体１１および電極板１４を通し
て負荷５０に負荷電流が流れる。このとき、ＰＴＣ素子
体１１の常温での抵抗値は小さいため、ＰＴＣ素子体１
１を線路Ｌに接続しても電力損失は小さい。
【００１８】通常、線路にはＬとＲの成分が存在するた
め、負荷５０の使用状態によりサージ電圧が発生する場
合がある。ここで、このＰＴＣ限流器１０に抵抗体１２
を設けてない場合、ＰＴＣ素子体１１は温度上昇して常
温時の１００〜１０００倍程度に急激に抵抗が増加する
ため、このサージ電圧を抑制することができなく、図３
（ａ）に示すようなサージ電圧が発生する。しかしなが
ら、本実施形態のように、ＰＴＣ素子体１１に隣接して
ＰＴＣ素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍
とした高抵抗の抵抗体１２を配置すると、ＰＴＣ素子体
１１が温度上昇して常温時の１００〜１０００倍程度に
急激に抵抗が増加すると、抵抗体１２を通してサージが
流れるため、急激な抵抗変化が緩和され、図３（ｂ）に
示すように、高抵抗の抵抗体１２によりサージ電圧が抑
制されるようになる。
め、負荷５０の使用状態によりサージ電圧が発生する場
合がある。ここで、このＰＴＣ限流器１０に抵抗体１２
を設けてない場合、ＰＴＣ素子体１１は温度上昇して常
温時の１００〜１０００倍程度に急激に抵抗が増加する
ため、このサージ電圧を抑制することができなく、図３
（ａ）に示すようなサージ電圧が発生する。しかしなが
ら、本実施形態のように、ＰＴＣ素子体１１に隣接して
ＰＴＣ素子体１１の常温における抵抗値の１０〜５０倍
とした高抵抗の抵抗体１２を配置すると、ＰＴＣ素子体
１１が温度上昇して常温時の１００〜１０００倍程度に
急激に抵抗が増加すると、抵抗体１２を通してサージが
流れるため、急激な抵抗変化が緩和され、図３（ｂ）に
示すように、高抵抗の抵抗体１２によりサージ電圧が抑
制されるようになる。
【００１９】ここで、何らかの理由により、ＰＴＣ限流
器１０の下流側の線路ＬのＸ地点に配設された負荷が短
絡する事故が生じると、短絡電流が線路Ｌに流れるよう
になる。ＰＴＣ素子体１１に定格電流以上の過電流が流
れるようになると、ＰＴＣ素子体１１はジュール熱によ
り発熱して温度が上昇して、その温度が相転移温度に達
して、ＰＴＣ素子体１１は急激にその比抵抗が増大し、
その抵抗値が常温時の１００〜１０００倍に急激に増大
する。
器１０の下流側の線路ＬのＸ地点に配設された負荷が短
絡する事故が生じると、短絡電流が線路Ｌに流れるよう
になる。ＰＴＣ素子体１１に定格電流以上の過電流が流
れるようになると、ＰＴＣ素子体１１はジュール熱によ
り発熱して温度が上昇して、その温度が相転移温度に達
して、ＰＴＣ素子体１１は急激にその比抵抗が増大し、
その抵抗値が常温時の１００〜１０００倍に急激に増大
する。
【００２０】すると、抵抗体１２の抵抗値の方が相転移
温度に達したＰＴＣ素子体１１の抵抗値より小さくなる
ため、過電流は抵抗体１２を通して流れるようになる。
これにより、高抵抗の抵抗体１２により過電流が抑制
（限流）されることとなる。このため、ＰＴＣ素子体１
１はＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）領域
に至るまで温度上昇することがなくなるので、ＰＴＣ素
子体１１の長時間の過電流に基づく破壊を防止できるよ
うになる。
温度に達したＰＴＣ素子体１１の抵抗値より小さくなる
ため、過電流は抵抗体１２を通して流れるようになる。
これにより、高抵抗の抵抗体１２により過電流が抑制
（限流）されることとなる。このため、ＰＴＣ素子体１
１はＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）領域
に至るまで温度上昇することがなくなるので、ＰＴＣ素
子体１１の長時間の過電流に基づく破壊を防止できるよ
うになる。
【００２１】なお、ＰＴＣ素子体１１、抵抗体１２およ
び金属電極板１３，１４の平面形状は上述の円形の他、
図１（ｃ）（なお、図１（ｃ）は図１（ｂ）と同様に、
ＰＴＣ限流器１０の中央部横断面を示す図である）に示
すようにその平面形状が四角形になるように形成しても
同様な効果を発揮することができる。
び金属電極板１３，１４の平面形状は上述の円形の他、
図１（ｃ）（なお、図１（ｃ）は図１（ｂ）と同様に、
ＰＴＣ限流器１０の中央部横断面を示す図である）に示
すようにその平面形状が四角形になるように形成しても
同様な効果を発揮することができる。
【００２２】上述の実施形態においては、抵抗体１２の
中心部にＰＴＣ素子体１１を配置してＰＴＣ限流器１０
を構成するようにしたが、ＰＴＣ素子体１１と抵抗体１
２との配置関係を種々に変形することが可能である。以
下に、その変形例について説明する。
中心部にＰＴＣ素子体１１を配置してＰＴＣ限流器１０
を構成するようにしたが、ＰＴＣ素子体１１と抵抗体１
２との配置関係を種々に変形することが可能である。以
下に、その変形例について説明する。
【００２３】変形例１ 図４は本変形例１のＰＴＣ限流器２０の概略構成を示す
断面図である。この変形例１のＰＴＣ限流器２０は、そ
の平面形状を四角形に成形して形成したＰＴＣ素子体２
１と、このＰＴＣ素子体２１の側部にその平面形状を四
角形に成形して形成した抵抗体２２と、これらＰＴＣ素
子体２１と抵抗体２２とを接着などにより一体的に形成
した抵抗体２２を備えたＰＴＣ素子体２１の上下面に固
着して接続される第１金属電極板２３および第２金属電
極板２４とから構成されている。
断面図である。この変形例１のＰＴＣ限流器２０は、そ
の平面形状を四角形に成形して形成したＰＴＣ素子体２
１と、このＰＴＣ素子体２１の側部にその平面形状を四
角形に成形して形成した抵抗体２２と、これらＰＴＣ素
子体２１と抵抗体２２とを接着などにより一体的に形成
した抵抗体２２を備えたＰＴＣ素子体２１の上下面に固
着して接続される第１金属電極板２３および第２金属電
極板２４とから構成されている。
【００２４】なお、これらのＰＴＣ素子体２１、抵抗体
２２、第１金属電極板２３および第２金属電極板２４の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したＰＴＣ限流器２０の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
２２、第１金属電極板２３および第２金属電極板２４の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したＰＴＣ限流器２０の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
【００２５】このようにＰＴＣ限流器２０を構成して
も、ＰＴＣ素子体２１によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体２２により短絡電流などの
過電流を抑制（限流）することが可能になる。
も、ＰＴＣ素子体２１によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体２２により短絡電流などの
過電流を抑制（限流）することが可能になる。
【００２６】変形例２ 図５は本変形例２のＰＴＣ限流器３０の概略構成を示す
断面図である。この変形例２のＰＴＣ限流器３０は、そ
の平面形状を円形あるいは四角形に成形して形成したＰ
ＴＣ素子体３１と、このＰＴＣ素子体３１の下部に第２
金属電極板３４を間にして配置され、その平面形状を円
形あるいは四角形に成形して形成した抵抗体３２と、第
２金属電極板３４を間にして配置されたＰＴＣ素子体２
１と抵抗体２２とを固着して接続する断面形状がコ字状
でその中央部より外方に延出する延出部３３ａを備えた
第１金属電極板３３とから構成されている。
断面図である。この変形例２のＰＴＣ限流器３０は、そ
の平面形状を円形あるいは四角形に成形して形成したＰ
ＴＣ素子体３１と、このＰＴＣ素子体３１の下部に第２
金属電極板３４を間にして配置され、その平面形状を円
形あるいは四角形に成形して形成した抵抗体３２と、第
２金属電極板３４を間にして配置されたＰＴＣ素子体２
１と抵抗体２２とを固着して接続する断面形状がコ字状
でその中央部より外方に延出する延出部３３ａを備えた
第１金属電極板３３とから構成されている。
【００２７】なお、これらのＰＴＣ素子体３１、抵抗体
３２、第１金属電極板３３および第２金属電極板３４の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したＰＴＣ限流器３０の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
３２、第１金属電極板３３および第２金属電極板３４の
構成材料は上述した実施形態のものと同様なものを用い
る。また、このように構成したＰＴＣ限流器３０の動作
も上述した実施形態と同様であるので、その説明は省略
する。
【００２８】このようにＰＴＣ限流器３０を構成して
も、ＰＴＣ素子体３１によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体３２により短絡電流などの
過電流を抑制（限流）することが可能になる。
も、ＰＴＣ素子体３１によりサージ電圧を抑制すること
が可能となり、また、抵抗体３２により短絡電流などの
過電流を抑制（限流）することが可能になる。
【００２９】なお、本発明のＰＴＣ限流器は上述の実施
形態および各変形例に限定されものではなく、例えば、
低圧配線用遮断器、高圧および特別高圧以上の遮断器に
内蔵あるいは別個に直列に配置して用いることもでき
る。また、サイリスタ装置の保護用として用いることも
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。
形態および各変形例に限定されものではなく、例えば、
低圧配線用遮断器、高圧および特別高圧以上の遮断器に
内蔵あるいは別個に直列に配置して用いることもでき
る。また、サイリスタ装置の保護用として用いることも
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】 本発明の一実施形態のＰＴＣ限流器の概略構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】 図１のＰＴＣ限流器を送配電系統の線路に接
続する一例を示す図である。
続する一例を示す図である。
【図３】 本発明の抵抗体を用いた場合と用いなかった
場合のＰＴＣ限流器に流れる電流波形と電圧波形を示す
波形図である。
場合のＰＴＣ限流器に流れる電流波形と電圧波形を示す
波形図である。
【図４】 本実施形態のＰＴＣ限流器の第１変形例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】 本実施形態のＰＴＣ限流器の第２変形例を示
す断面図である。
す断面図である。
１０,２０,３０…ＰＴＣ限流器、１１,２１,３１…ＰＴ
Ｃ素子体、１３,２３,３３…第１金属電極板、１４,２
４,３４…第２金属電極板、４０…交流電源、５０…負
荷
Ｃ素子体、１３,２３,３３…第１金属電極板、１４,２
４,３４…第２金属電極板、４０…交流電源、５０…負
荷
Claims (4)
- 【請求項１】 温度が上昇するに伴い抵抗値が増大する
ＰＴＣ素子を所定の形状に形成したＰＴＣ素子体を備え
たＰＴＣ限流器であって、 前記ＰＴＣ素子体の常温における抵抗値より大きい抵抗
値を有する抵抗体を前記ＰＴＣ素子体に隣接して配置し
たことを特徴とするＰＴＣ素子を備えたＰＴＣ限流器。 - 【請求項２】 前記抵抗体の抵抗値を前記ＰＴＣ素子体
の常温における抵抗値の１０〜５０倍としたことを特徴
とする請求項１に記載のＰＴＣ素子を備えたＰＴＣ限流
器。 - 【請求項３】 前記抵抗体を熱伝導性が良好で熱容量が
大きくかつ熱吸収性を有する材料から形成したことを特
徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＴＣ素子を
備えたＰＴＣ限流器。 - 【請求項４】 前記ＰＴＣ素子体の熱膨張係数と前記抵
抗体の熱膨張係数が等しくなるようなの材質から選択し
て前記ＰＴＣ素子体および前記抵抗体を構成するように
した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素子を備えたＰＴＣ限流器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7837197A JPH10275710A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｐｔｃ素子を備えたｐｔｃ限流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7837197A JPH10275710A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｐｔｃ素子を備えたｐｔｃ限流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10275710A true JPH10275710A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13660160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7837197A Pending JPH10275710A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | Ｐｔｃ素子を備えたｐｔｃ限流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10275710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112185634A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-01-05 | 力特保险丝公司 | 具有电阻元件的pptc器件 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7837197A patent/JPH10275710A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112185634A (zh) * | 2019-07-01 | 2021-01-05 | 力特保险丝公司 | 具有电阻元件的pptc器件 |
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