JPS61198701A - 過電圧制限装置 - Google Patents
過電圧制限装置Info
- Publication number
- JPS61198701A JPS61198701A JP3907785A JP3907785A JPS61198701A JP S61198701 A JPS61198701 A JP S61198701A JP 3907785 A JP3907785 A JP 3907785A JP 3907785 A JP3907785 A JP 3907785A JP S61198701 A JPS61198701 A JP S61198701A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、過電圧制限素子の破壊による周辺への悪影
憂を防止するようにした過電圧制限装置に関するもので
ある。
憂を防止するようにした過電圧制限装置に関するもので
ある。
一般に、サイリスタを使用した゛高電圧の電力変換装置
においては、通常の動作電圧を考慮して素子の直列個数
が決定される。そして、散発的に印加される雷インパル
スや、開閉サージ等はアレスタで所定の電圧に制限して
いる。
においては、通常の動作電圧を考慮して素子の直列個数
が決定される。そして、散発的に印加される雷インパル
スや、開閉サージ等はアレスタで所定の電圧に制限して
いる。
従来のものは、第３図に示すように、各サイリスタ素子
”１ ｒ ” ２ ＋ ” ３に、アレスタＡ１ｎＡ４
＋Ａ３及びスナバ−回路Ｓｌ ＊ＳＲ＊８３が並列に
接続されている。
”１ ｒ ” ２ ＋ ” ３に、アレスタＡ１ｎＡ４
＋Ａ３及びスナバ−回路Ｓｌ ＊ＳＲ＊８３が並列に
接続されている。
この場合、各サイリスタ素子”ｌ ｒＴ８＋ＴＳには外
部から雷インパルス等の過電圧が印加された場合も。
部から雷インパルス等の過電圧が印加された場合も。
並列に接続されたアレスターＡムーＡ２豪Ａ３及びスナ
バ−回路Ｓｌ、Ｓ２．ε３により、制限された電圧ＶＭ
Ｌか印加されないため、各サイリスタ素子Ｔｌ ＋Ｔ２
＋Ｔ３は保護される。
バ−回路Ｓｌ、Ｓ２．ε３により、制限された電圧ＶＭ
Ｌか印加されないため、各サイリスタ素子Ｔｌ ＋Ｔ２
＋Ｔ３は保護される。
しかし、各５′イリスタＴＬ ＊Ｔ！ ＋Ｔ３に導通指
令が出たとき、４弧回路の故障によって、サイリスタ素
子Ｔ１のみが導通しなかったとすると、サイリスタ素子
Ｔｌを残した他のサイリスタ素子Ｔ２．Ｔ３が４通し、
サイリスタ素子Ｔ、と並列に接続されたアレスターＡｌ
には、外部の回路条件で決定される負荷電流が強制的に
流れ、その端子電圧はアレスターＡ１の電圧−電流特性
によって決定される値となる。
令が出たとき、４弧回路の故障によって、サイリスタ素
子Ｔ１のみが導通しなかったとすると、サイリスタ素子
Ｔｌを残した他のサイリスタ素子Ｔ２．Ｔ３が４通し、
サイリスタ素子Ｔ、と並列に接続されたアレスターＡｌ
には、外部の回路条件で決定される負荷電流が強制的に
流れ、その端子電圧はアレスターＡ１の電圧−電流特性
によって決定される値となる。
通常、アレスタは負荷電流のような過大な電流を長時間
流す能力をもっていないので、過電圧制限要素は最終的
に破壊する。
流す能力をもっていないので、過電圧制限要素は最終的
に破壊する。
その時、飛散した破片で周辺の部品を損傷し九シ、持続
的なアークの発生によりミ力変換装置内に悪影響を与え
ることがあるので、第４図に示すように、過電圧制限要
素が破壊したら、ただちにアレスタの両端′５ｒ、！気
的に短絡するように構成されたものが提案されている。
的なアークの発生によりミ力変換装置内に悪影響を与え
ることがあるので、第４図に示すように、過電圧制限要
素が破壊したら、ただちにアレスタの両端′５ｒ、！気
的に短絡するように構成されたものが提案されている。
すなわち、第４図では、酸化亜鉛形アレスタなどの過電
圧制限要素ｆ＋１に半田などの低融点金属（２）を当接
させ、一対の１Ｅｉｆ３）、１４１間に過電圧制限要素
（１）と低融点金属（２）とを電気的に直列接続し、ば
ね（５）で一方の電ｆｆｌ ＋３１に押圧し、他方の電
極（４）とけシセント（６）で接続し、溶融した低融点
金属［２）で両通電部（３ｍ） 、 （４ｍ）が電気的
に接続されるように、対向した両通電部（３ｍ）、（４
ｎ）が低融点金属（２）の下部に配置しである。絶縁性
容器（７）ｌｉ一対の電極ｆ３＋、＋４１を呆持してい
る。
圧制限要素ｆ＋１に半田などの低融点金属（２）を当接
させ、一対の１Ｅｉｆ３）、１４１間に過電圧制限要素
（１）と低融点金属（２）とを電気的に直列接続し、ば
ね（５）で一方の電ｆｆｌ ＋３１に押圧し、他方の電
極（４）とけシセント（６）で接続し、溶融した低融点
金属［２）で両通電部（３ｍ） 、 （４ｍ）が電気的
に接続されるように、対向した両通電部（３ｍ）、（４
ｎ）が低融点金属（２）の下部に配置しである。絶縁性
容器（７）ｌｉ一対の電極ｆ３＋、＋４１を呆持してい
る。
上記構成において、過電圧制限要素ｆｌ）に過大な電流
が流れる場合、ｒｔｉ ｔ３１→過電圧制限要素（１）
→低融点金属（２）→シセント（６）→電極（４）の回
路を通る。
が流れる場合、ｒｔｉ ｔ３１→過電圧制限要素（１）
→低融点金属（２）→シセント（６）→電極（４）の回
路を通る。
これによって、過電圧制限要素（１）の破壊時には、ア
ーク熱により低融点金属（２）が溶融して両通電部（３
１） 、（４１）間に落下し、両を極ｉ３１．ｆ４）間
が電気的に接続される。
ーク熱により低融点金属（２）が溶融して両通電部（３
１） 、（４１）間に落下し、両を極ｉ３１．ｆ４）間
が電気的に接続される。
したがって、過電圧制限要素（１）に流れていた電流は
１両通電部（３ｍ）、（４ｍ）間に落下した低融点金属
（２）を経由して流れるようになるので、過電圧制限要
素ｆｌ）の破壊による周辺への悪影１を除去できる。
１両通電部（３ｍ）、（４ｍ）間に落下した低融点金属
（２）を経由して流れるようになるので、過電圧制限要
素ｆｌ）の破壊による周辺への悪影１を除去できる。
しかしながら、低融点金属（２）の溶融量が少ない場合
、低融点金属（２）によって形成され念短絡路は、かな
シ高い抵抗値を有する。この九め、その後連続的に流れ
る負荷電流によって短絡路が発熱することになる。
、低融点金属（２）によって形成され念短絡路は、かな
シ高い抵抗値を有する。この九め、その後連続的に流れ
る負荷電流によって短絡路が発熱することになる。
実験結果によれば、短絡路の温度上昇は、低融点金Ｒ（
２）の融点近くまで達するケースがあることが確認され
た。電圧制限要素［１）の通常のサージ処理を考慮する
と、低融点金Ｒ（２）の融点をあまり低く設定すること
ができないので、一般に短絡路の温度上昇値は、最高１
３０’ｃ近くになる。
２）の融点近くまで達するケースがあることが確認され
た。電圧制限要素［１）の通常のサージ処理を考慮する
と、低融点金Ｒ（２）の融点をあまり低く設定すること
ができないので、一般に短絡路の温度上昇値は、最高１
３０’ｃ近くになる。
このような温度上昇が、電力変換装置内のサイリスタＴ
１ 、’ｒ、 ｒＴｓ’濾過電圧制限要素Ａ２．・へ３
やスナバ−回路Ｓｌ ＊ＳＬ ＋ＳＳ用部品等に悪影響
を与えることは明らかである。
１ 、’ｒ、 ｒＴｓ’濾過電圧制限要素Ａ２．・へ３
やスナバ−回路Ｓｌ ＊ＳＬ ＋ＳＳ用部品等に悪影響
を与えることは明らかである。
従来の以上のような過電圧制限装置において、抵抗値の
小さな短絡路を形成するためには、まず第１に、大量の
低融点金属（２）を瞬間的に溶融させる必要があるが、
負荷電流が小さな場合は困難でおる。
小さな短絡路を形成するためには、まず第１に、大量の
低融点金属（２）を瞬間的に溶融させる必要があるが、
負荷電流が小さな場合は困難でおる。
即ち、過電圧制限要素ｉｌｌの負荷電流による温度上昇
の過程で、たとえ！量であっても、溶融した低融点金属
（２）によって短絡路が形成され念瞬間に、過電圧制限
Ｑ ｌ Ｉｔ）の温度上昇が停止し、それ以後低融点金
属（２）の溶融がとまるからである。
の過程で、たとえ！量であっても、溶融した低融点金属
（２）によって短絡路が形成され念瞬間に、過電圧制限
Ｑ ｌ Ｉｔ）の温度上昇が停止し、それ以後低融点金
属（２）の溶融がとまるからである。
この発明の目的は上記のような問題点を解消するために
、負荷電流が小さな場合でも、抵抗値のきわめて小さな
短絡路を形成すや過電圧制限装置を提供するものである
。
、負荷電流が小さな場合でも、抵抗値のきわめて小さな
短絡路を形成すや過電圧制限装置を提供するものである
。
この発明に係る過電圧制限装置は、過電圧制限要素を挾
持する一対の！極に、融点の異なる第１゜第２の低融点
金属を埋込み、融点の高い第１の低融点金属で融点の低
い第２の低融点金属を覆うようにしたものである。
持する一対の！極に、融点の異なる第１゜第２の低融点
金属を埋込み、融点の高い第１の低融点金属で融点の低
い第２の低融点金属を覆うようにしたものである。
この発明における過電圧制限装置は、過電圧制限要素の
破壊時に第１の低融点金属を溶融させて一対の電極間を
短絡させ、負荷電流による短絡路の温度上昇によって、
第２の低融点金属を溶融させて趨絡路の抵抗値を下げる
。
破壊時に第１の低融点金属を溶融させて一対の電極間を
短絡させ、負荷電流による短絡路の温度上昇によって、
第２の低融点金属を溶融させて趨絡路の抵抗値を下げる
。
以下この発明の一実施例を図について説明する。
第１図はこの発明に係る過電圧制限装置の一実施例を示
す側断面図であシ、第２図は第１図の部分■の拡大図で
ある。第１図及び第２図において、過電圧制限要素（１
）は例えば酸化亜鉛素子で構成されている。一対の′ｄ
Ｌ極ｉ９１ 、ｆｌＣ９は過電圧制限要素（１）を挾持
するもので、それぞれ相対するように第１．第２の低融
点金属（＋＋）、ｔｌ′４を埋込む円形に設けられ之溝
（９１，ＭｌＯａ）と、溝（９ｍ）、（１０＆）の外周
に設けられ第１、第２の低融点金属（１）１，０乃の溶
融により短絡路を形成する通電部（９ｂ）、、（１０ｂ
）と、虜（９ｍ）、（１０息）内から外周表面に貫通し
て設けられ第１．第２の低融点金ｆｉｉｌ１１．ｔ１２
）の溶融時に発生するガスを外部に排出するガス流通口
（９６）、（１０ｅ）とを備えている。第１．第２の低
融点金属（川、υ乃は例えばＵアロイ（大阪アケしいる
。第１の低融点金属（１１）としては、例えば過電圧制
限要素（１）の通常のサージ処理時の最高許容温度以上
の高い融点に設定されている。第２の低融点金属皮膜と
しては短絡路が形成された後の負荷電流通１と時の最高
許容温度の融点に設定されており、この融点は第１の低
融点金属のそれより低い。第１の低４点金属（１１）は
第２の低融点金属（Ｉ乃を覆うようにされ、両者が二層
に溝（９ｍ）、（１０ｍ）内に埋込まれている。一対の
主電極（３人Ｍ４Ａ）と例えば筒状の絶縁体（７人）と
で容器を形成し、一対の！極１９） 、ｆｌｃＩに挾持
された過電圧制限要素＋１）を収納している。ばネ（５
Ａ）ｄ［極（１（ｌと主ｔ［（４Ａ）間に装着され、ｇ
Ｌ極（９）を主電極（３人）に圧接している。シセント
（６人）は電極叫と主［極（４人）とを接続するもので
ある。
す側断面図であシ、第２図は第１図の部分■の拡大図で
ある。第１図及び第２図において、過電圧制限要素（１
）は例えば酸化亜鉛素子で構成されている。一対の′ｄ
Ｌ極ｉ９１ 、ｆｌＣ９は過電圧制限要素（１）を挾持
するもので、それぞれ相対するように第１．第２の低融
点金属（＋＋）、ｔｌ′４を埋込む円形に設けられ之溝
（９１，ＭｌＯａ）と、溝（９ｍ）、（１０＆）の外周
に設けられ第１、第２の低融点金属（１）１，０乃の溶
融により短絡路を形成する通電部（９ｂ）、、（１０ｂ
）と、虜（９ｍ）、（１０息）内から外周表面に貫通し
て設けられ第１．第２の低融点金ｆｉｉｌ１１．ｔ１２
）の溶融時に発生するガスを外部に排出するガス流通口
（９６）、（１０ｅ）とを備えている。第１．第２の低
融点金属（川、υ乃は例えばＵアロイ（大阪アケしいる
。第１の低融点金属（１１）としては、例えば過電圧制
限要素（１）の通常のサージ処理時の最高許容温度以上
の高い融点に設定されている。第２の低融点金属皮膜と
しては短絡路が形成された後の負荷電流通１と時の最高
許容温度の融点に設定されており、この融点は第１の低
融点金属のそれより低い。第１の低４点金属（１１）は
第２の低融点金属（Ｉ乃を覆うようにされ、両者が二層
に溝（９ｍ）、（１０ｍ）内に埋込まれている。一対の
主電極（３人Ｍ４Ａ）と例えば筒状の絶縁体（７人）と
で容器を形成し、一対の！極１９） 、ｆｌｃＩに挾持
された過電圧制限要素＋１）を収納している。ばネ（５
Ａ）ｄ［極（１（ｌと主ｔ［（４Ａ）間に装着され、ｇ
Ｌ極（９）を主電極（３人）に圧接している。シセント
（６人）は電極叫と主［極（４人）とを接続するもので
ある。
次に動作を説明する。過電圧制限要素（１）に所定以上
の過大な電流が流れると、過電圧制限装置ｆｉｌが破壊
し、アークが発生する。そのアークは溝（９ｍ） 。
の過大な電流が流れると、過電圧制限装置ｆｉｌが破壊
し、アークが発生する。そのアークは溝（９ｍ） 。
（１０ｍ）内の表面の第１の低融点金属（１１）を溶融
させて、一対の電極（９）、叫の下部の通電部（９ｂ
）、（１０ｂ ）間に短絡路を形成する。第１の低融点
金Ｒ（川の溶融量が少なく短絡路の抵抗値の高い場合は
、負荷電流によって短絡路の温度は上昇し続けるが、そ
の温度が溝（９ｍ）、（１０ｍ）内の内側の第２の低融
点金属（１１Ｊの融点に達した時、第２の低融点金属（
ｌは液状化し、第１の低融点金属（Ｉｌｌの１部が溶融
すると溶融部より第２の低融点金属０’４が流出する。
させて、一対の電極（９）、叫の下部の通電部（９ｂ
）、（１０ｂ ）間に短絡路を形成する。第１の低融点
金Ｒ（川の溶融量が少なく短絡路の抵抗値の高い場合は
、負荷電流によって短絡路の温度は上昇し続けるが、そ
の温度が溝（９ｍ）、（１０ｍ）内の内側の第２の低融
点金属（１１Ｊの融点に達した時、第２の低融点金属（
ｌは液状化し、第１の低融点金属（Ｉｌｌの１部が溶融
すると溶融部より第２の低融点金属０’４が流出する。
この時、一対の電極（ｌＢ）、＋＋ｔｎの上部に設けら
れたガス流通口（９ｏ）、（Ｚｏｏ）から、第２の低融
点金属（Ｉ２）の溶融時に発生するカスが、外部に排出
される。このため、第２の低融点金属０りの流出圧力は
、自重によって与えられる。従って、短絡路の最高温度
は、最悪、第２の低融点金属す乃の融点に抑制される。
れたガス流通口（９ｏ）、（Ｚｏｏ）から、第２の低融
点金属（Ｉ２）の溶融時に発生するカスが、外部に排出
される。このため、第２の低融点金属０りの流出圧力は
、自重によって与えられる。従って、短絡路の最高温度
は、最悪、第２の低融点金属す乃の融点に抑制される。
以上のように、この発明によれば、短絡路が最終的にサ
ージ処理時の最高許容温度以下の融点を有する第２の低
融点金属によって形成されるために、短絡動作時の第１
の低融点金属皮膜の溶融量がわずかであっても、短絡路
の温度上！＋値をきわめて低くすることができる効果が
ある。
ージ処理時の最高許容温度以下の融点を有する第２の低
融点金属によって形成されるために、短絡動作時の第１
の低融点金属皮膜の溶融量がわずかであっても、短絡路
の温度上！＋値をきわめて低くすることができる効果が
ある。
第１図はこの発明に係る過電圧制限装置の一実施例を示
す側断面図、第２図は第１図の部分■の拡大図、第３図
は一般的な電力変換装置を示す電気結線図、第４図は従
来の過電圧制限装置を示す側断面図である。
す側断面図、第２図は第１図の部分■の拡大図、第３図
は一般的な電力変換装置を示す電気結線図、第４図は従
来の過電圧制限装置を示す側断面図である。
Claims (3)
- （１）過電圧制限要素を挾持する一対の電極、及び前記
一対の電極に二層に埋込まれ前記過電圧制限要素の破壊
時に溶融して前記一対の電極間を短絡する第１、第２の
低融点金属、第１の低融点金属に覆われて設けられ第１
の低融点金属より融点の低い第２の低融点金属、を具備
することを特徴とする過電圧制限装置。 - （２）一対の電極は、第１、第２の低融点金属の溶融時
に短絡する通電部を備えている特許請求の範囲第（１）
項記載の過電圧制限装置。 - （３）一対の電極は、第１、第２の低融点金属の溶融時
に発生するガスを外部に排出するガス流通口を備えてい
る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の過
電圧制限装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3907785A JPS61198701A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 過電圧制限装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3907785A JPS61198701A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 過電圧制限装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198701A true JPS61198701A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH0354844B2 JPH0354844B2 (ja) | 1991-08-21 |
Family
ID=12543046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3907785A Granted JPS61198701A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 過電圧制限装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61198701A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007165912A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-28 | Raycap Corp | バリスタ材料のウェハーを備える過電圧保護装置 |
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| US11990745B2 (en) | 2022-01-12 | 2024-05-21 | Raycap IP Development Ltd | Methods and systems for remote monitoring of surge protective devices |
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-
1985
- 1985-02-28 JP JP3907785A patent/JPS61198701A/ja active Granted
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Also Published As
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| JPH0354844B2 (ja) | 1991-08-21 |
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