JPS61161702A

JPS61161702A - エネルギ−吸収装置

Info

Publication number: JPS61161702A
Application number: JP60002036A
Authority: JP
Inventors: Satoru Yagiu; 悟柳父; Susumu Nishiwaki; 進西脇; Toshikazu Sato; 佐藤　敏和
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-01-11
Filing date: 1985-01-11
Publication date: 1986-07-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、例えば核融合実験装置等のエネルギー蓄積回
路において、蓄積されたエネルギーを吸収する必要が生
じた場合にエネルギーを吸収する為の装置に関するもの
である。

［発明の技術的背景とその問題点］従来のエネルギー蓄積回路の一例を第３図を用いて説明
する。

第３図において、１は直流電源、２はエネルギー蓄積用
負荷コイル、３はしゃ断器、４は低抗器である。

同図において、しゃ断器３を投入した状態で、直流筒１
１！１により、負荷コイル２に電流を流すことにより、
負荷コイル２には、概略１／２・ＬＩのエネルギーが蓄
積される。ここでＬは負荷コイル２のインダクタンス、
■は流れる電流値である。負荷コイル２が超電導特性を
示す場合には、その抵抗弁は非常に小さくなるのでＬと
１は大きな値とするのが一般的であり、蓄えられるエネ
ルギーは非常に大きくなる。

第３図の構成においてエネルギーを吸収する必要が生じ
た場合には、しゃ断器３をしゃ断することにより、負荷
コイル２と抵抗器４の直列回路を作り、この回路を流れ
る電流を抵抗器４と負荷コイル２の抵抗弁によるジュー
ル発熱としてエネルギー吸収し減少させる。この場合、
しゃ断器３がしゃ断されると、回路を流れる電流■が抵
抗器４に流れることになり、抵抗器の抵抗弁をＲとして
、Ｒ１の電圧が抵抗器４の両端、即ち、負荷コイル２の
両端間に発生することになる。

従って、抵抗器４の抵抗値Ｒを大きくすると、電流の減
少速度が遅くなる一方、負荷コイル２の両端間に発生す
る最大電圧も大きくなり、負荷コイル２の絶縁設計が難
しくなり、且つ高価なものとなる。そこで抵抗ＲをＺｎ
Ｏｎ茸形線抵抗体とするととび考えられている。ｚｎｏ
ｎ卵形線抵抗体は、第４図に示す様に非直線係数（Ｖ＝
ｋｌｅＫにおけるα）が極めて小さい為、高電圧では低
抵抗、低電圧領域では高抵抗になる為、最大電圧を抑制
し、また、電流の減少速度も大きくすることが可能とな
る。

ｚｎＯｎ卵形線抵抗体を用いた場合、１／２・ＬＩ２と
いう大きなエネルギーを処理する為には、ＺｎＯｎ茸形
線抵抗体を並列にして用いなければならない。ここで問
題となるのが、並列接続した抵抗体の１個が破壊した場
合、電流Ｉは破壊抵抗体だけに流れてしまうことである
。この点を改善する為に、従来は、第５図に示す様に各
非直線抵抗体５からでるリード線を変流器ＣＴを通して
接続し、この変流器電流を測定して、非直線抵抗体ＣＴ
の破壊を確認していた。しかし、数十並列もある各非直
線抵抗体ＣＴ全てに変流器Ｃ王を接続すると価格が高く
なり、また、スペース的にも問題となっていた。

［発明の目的］本発明は、上述の従来技術を解消する為に提案されたも
ので、その目的は、ＺｎＯｎ茸形線抵抗体を並列接続し
て構成したサージエネルギー吸収装置において、簡単な
構成として低１面格及び省スペースを実現して、しかも
破壊された非直線抵抗体の早期発見を可能としたエネル
ギー吸収装置を提供することである。

［発明の概要］本発明のエネルギー吸収装置は、１１１１１或いは複数
個にてなるＺｎｏｎ卵形線抵抗体に第１の直線抵抗体と
第２の直線抵抗体を直列に接続したものを１ユニットと
して、複数個のユニットを並列接続し、各第２の直線抵
抗体の高圧側の各点より、ツェナ電圧の異なる第１の定
電圧ダイオードと第２の定電圧ダイオードを直列に接続
し、且つ各定電圧ダイオード同士はその極性が相対する
様に設け、各第２の定電圧ダイオードには、第１の定電
圧ダイオードの接続点と異なる端子を接続し、その接続
点から信号を検出する端子を設ける構成としたものであ
る。

そして、この様な構成を有することにより、ＺｎＯｎ茸
形線抵抗体が破壊した場合、第２の直線抵抗体に発生す
る電圧が定格電圧ダイオードのツェナ電圧以上になる為
、信号検出用端子部にて電圧を検出し、破壊されたＺｎ
Ｏｎ茸形線抵抗体の早期発見を行なうものである。

［発明の実施例］第１図に、本発明による一実施例の構成を示す。

図中５ａ〜５ＣはＺｎＯｎ茸形線抵抗体、６８〜６Ｃは
Ｚｎｏ非直線抵抗体を並列接続した時に生じる電流アン
バランスをなくす為の第１直線抵抗体、７ａ、７ｃは、
故障検出用の第２直線抵抗体、８８〜８Ｃは第１定電圧
ダイオードで、第２定電圧ダイオード８ａ−〜８Ｇ−と
陰極同士が相対する様に設けられている。

なお、図中９は電圧検出する為の抵抗、１０は電圧検出
端子であり、図示しない主回路に停止信号を送りシステ
ム停止を行なう様になっている。

上記の様に構成されたｚｎＯ形非直線抵抗体５８〜５Ｃ
１第１直線抵抗体６８〜５ｃ、第２直線抵抗体７ａ〜７
ｃは、各直線抵抗体リード線１１゜１２で並列接続され
る。

上記の様に構成された本実施例のエネルギー吸収装置に
おいて、１／２ＬＩ２という大きなエネルギーを吸収し
、ＺｎＯｎ卵形線抵抗体に電流が流れた時、−例として
ＺｎＯ形非直線抵抗体５ａの最上部素子５ａ−１が熱破
壊した条件を考える。

熱破壊した最上部素子５ａ−１から熱分解ガスが発生し
、そのガスが、下部の素子５ａ−２，５ａ−３外部を周
回し、従って、同抵抗体５ａの外部がガス全体にて覆わ
れる。これにより、同抵抗体５ａの外部が導通状態とな
り、その電圧効果は零になる。その結果、エネルギー吸
収装置に印加される電圧Ｖｏは、第１直線抵抗体６ａと
第２直線抵抗体７ａに夫々印加され、この場合、第１直
線低抗体６ａの抵抗値をＲ＋、第２直線抵抗体７ａの抵
抗値をＲ２とすれば、第２直線抵抗体７ａに発生する電
圧は、Ｖ＋　　＝Ｖｏ　ＸＲ２／　（Ｒ１＋Ｒ２）となる。

電圧Ｖ１が第１定電圧ダイオード８ａのツェナ電圧以上
になると第１定電圧ダイオード８ａが入力され、電圧Ｖ
１が電圧検出端子１０に表れる。

この電圧信号を検知すると、主回路に停止信号を送り、
システム停止を行なうことができる。

ここで、第１定電圧ダイオード８ａ〜８ｃと第２定電圧
ダイオード８ａ−〜８ｃ−とがその陰極同士にて接続さ
れていることがら、第２定電圧ダイオード８ａ−〜８ｃ
ｍのツェナ電圧Ｖｓ−を、第１定電圧ダイオード８ａ〜
８ｃの電圧Ｖｓより大きく、且つＶ＋＜ＶＳ−という関
係にしておけば、ＺｎＯｎ卵形線抵抗体が破壊して、第
１定電圧ダイオード８ａが入力された時、検出信号は第
２定電圧ダイオード８ｂ′、８ｃ−によって阻止され、
直線抵抗体７ｂ、７ｃに影響を与えることはない。

従って、本発明によれば、破壊された非直線抵抗体の早
期発見を容易且つ確実に行える。しかも、本発明の構成
は、各非直線抵抗体に直線抵抗体及び定電圧ダイオード
を順次接続するだけである為、各非直線抵抗体に夫々変
流器を設ける等の従来の複雑な構成に比べてはるかに簡
略化されている為、部品点数も少なくて済み、価格も低
減できるつ第２図は、第１定電圧ダイオード８ａ〜８Ｃ
と第２定電圧ダイオード８ａ−〜８Ｃ−とを、その陽極
同士にて接続した他の実施例を示すもので、この場合は
、前実施例とは逆にＶｓ＞Ｖ＋　＞Ｖｓ−という条件を
満足しておく必要がある。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば、ＺｎＯｎ卵形線抵抗体を構成する素子の数は、
何個でもよく、従って１個だけのものでもよい。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明によれば、ＺｎＯｎ卵形線抵
抗体に第１、第２の直線抵抗体を直列に接続して構成し
た複数個のユニットを並ダｊ接続し、且つ第２の直線抵
抗体部に第１．第２の定電圧ダイオードを直列に接続し
、第２の定電圧ダイオードに、信号検出端支部を設ける
構成としたことにより、簡単な構成として低価格及び省
スペースを実現し、しかもＺｎＯｎ卵形線抵抗体が破壊
した場合、信号検出端子部に電圧を発生させ、破壊され
たＺｎＯｎ卵形線抵抗体の早期発見を可能にしたもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるエネルギー吸収装置の一実施例
を示す構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す構成
図、第３図は従来のエネルギー蓄積回路の一例を示す回
路図、第４図はＺｎＯｎ卵形線抵抗体の■−■特性を示
すグラフ図、第５図は従来のエネルギー吸収装置を示す
構成図である。１・・・直流電源、２・・・エネルギー蓄積負荷コイル
。３・・・しゃ断器、４・・・抵抗器、５ａ〜５ｃ・・・
ＺｎＯｎ卵形線抵抗体、６８〜６ｃ・・・第１直線抵抗
体、７ａ〜７Ｃ・・・第２直線抵抗体、８ａ〜８ｃ・・
・体１定電圧ダイオード、８ａ−〜８ｃ−・・・第２定
電圧ダイオード、９・・・抵抗、１ｏ・・・電圧検出端
子、１１．１２・・・リード線。第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１個又は複数個の素子にて成るＺｎＯ形非直線抵
抗体に第１の直線抵抗体と第２の直線抵抗体を直列に接
続したものを１ユニットとして、複数個の前記ユニット
を並列接続し、各第２の直線抵抗体の高圧側の各点より
、ツェナ電圧の異なる第１の定電圧ダイオードと第２の
定電圧ダイオードを直列に接続し、且つ各定電圧ダイオ
ード同士はその極性が相対する様に設け、各第２の定電
圧ダイオードには、第１の定電圧ダイオードとの接続点
と異なる端子を接続し、その接続点から信号を検出する
端子を設けたことを特徴とするエネルギー吸収装置。
（２）第１の定電圧ダイオードと第２の定電圧ダイオー
ドとの接続が陽極同士にて行なわれ、且つ第２の定電圧
ダイオードより第１の定電圧ダイオードのツェナ電圧が
大きいものである特許請求の範囲第１項記載のエネルギ
ー吸収装置。
（３）第１の定電圧ダイオードと第２の定電圧ダイオー
ドとの接続が陰極同士にて行なわれ、且つ第１の定電圧
ダイオードより第２の定電圧ダイオードのツェナ電圧が
大きいものである特許請求の範囲第１項記載のエネルギ
ー吸収装置。