(57)【要約】【課題】応答時間を向上させると共に費用対効果のよい改良型のアークフラッシュ阻止機構を提供する。【解決手段】第１のプラズマ発生デバイス（１３６）及び第２のプラズマ発生デバイス（１３８）を含むアーク緩和デバイス（１１０）を提供する。第２のプラズマ発生デバイスは、対向させかつ離間させた１対の電極（１４４ａ、１４４ｂ）と、これらの間に接続させた低電圧大電流エネルギー源（１４８）と、を含む。第２のプラズマ発生デバイスが第１のプラズマ発生が発生させたプラズマを受け取るように、第１と第２のプラズマ発生デバイスの間にプラズマを導くようなコンジット（１９４）を構成する。第１のプラズマ発生デバイスからのプラズマは、対向する電極対間の箇所のインピーダンスを低電圧大電流エネルギー源に起因してこれらの間にアークを確立できるように十分に低減させる。【選択図】図２
2011204681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプラズマ発生デバイス（１３６）と、
第２のプラズマ発生デバイス（１３８）と、
前記第１と第２のプラズマ発生デバイスの間にプラズマを導くように構成されたコンジット（１９４）と、
を備える装置。
【請求項２】
前記第２のプラズマ発生デバイスは、
対向させかつ離間させた１対の電極（１４４ａ、１４４ｂ）と、
前記対向する電極対の間に接続された低電圧大電流エネルギー源（１４８）と、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のプラズマ発生デバイスは、前記対向する電極対間の箇所のインピーダンスが前記低電圧大電流エネルギー源に起因して前記対向する電極対間にアークを確立できるだけ十分に低下するようにして前記第１のプラズマ発生デバイスが発生させたプラズマを受け取るように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のプラズマ発生デバイスは、前記対向する電極対間にアークが存在するときアブレーションを受けるように構成されたアブレーション材料（１５２）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のプラズマ発生デバイスは、
第１の電極（１６２）と、
前記第１の電極から離間させたベース電極（１４２ｂ）と、
前記第１の電極と前記ベース電極の間にこれらの間に空気のブレークダウンを生じさせるのに十分な電位差を発生させるように構成された高電圧小電流エネルギー源（１５０）と、
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１のプラズマ発生デバイスは、前記ベース電極と対向しかつこれから離間された第２の電極（１４２ａ）と、前記第２の電極と前記ベース電極の間に接続された低電圧大電流エネルギー源（１４８）と、を含んでおり、前記第１の電極とベース電極の間にアークが存在するときに前記第２の電極とベース電極はこれらの間に空気のブレークダウンが誘導されるように配置されている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のプラズマ発生デバイスは、前記第２の電極とベース電極の間にアークが存在するときアブレーションを受けるように構成されたアブレーション材料（１５２）を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記高電圧小電流エネルギー源は少なくとも約８ｋＶの電圧及び約１Ａ以下の電流を発生させるように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のプラズマ発生デバイスは、前記第１の電極とベース電極の間に前記高電圧小電流エネルギー源と並列に接続された低電圧大電流エネルギー源（１４８）を含んでおり、前記高電圧小電流エネルギー源は前記第１の電極とベース電極の間に高電圧小電流パルスを提供するように構成されており、かつ前記低電圧大電流エネルギー源は該高電圧小電流パルスに応答して前記第１の電極とベース電極の間に低電圧大電流パルスを提供するように構成されている、請求項５に記載の装置。
【請求項１０】
前記低電圧大電流エネルギー源は、約１ｋＶ以下の電圧及び少なくとも約４ｋＡの電流を発生させるように構成されている、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は全般的にはプラズマ銃に関し、またさらに詳細にはアブレーションプラズマ銃に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力回路や開閉装置では典型的には、絶縁体によって分離させた導体が必要となる。幾つかの箇所では、空気間隙にこの絶縁体の一部または全部の役割をさせることが多い。導体が互いに接近し過ぎている場合や電圧差がその絶縁特性を超える場合には、導体間にアークを生じる可能性がある。導体間にある空気その他の任意の絶縁体（気体や固体誘電体）はイオン化してその絶縁体が導電性になりこれによりアーク発生が生じる可能性がある。アーク温度は２０，０００℃程度に至り、これにより導体や隣接する材料を蒸発させると共に回路を破壊し得るような爆発的エネルギーを放出する可能性がある。
【０００３】
アークフラッシュ（ａｒｃ  ｆｌａｓｈ）は、相−相の間、相−中性点の間または相−接地の間でのアーク短絡（ａｒｃ  ｆａｕｌｔ）に由来する急速なエネルギー放出の結果である。アークフラッシュは、爆発の場合と同様の高熱、強烈な光、圧力波及び音響／衝撃波を発生させる可能性がある。しかしアーク短絡電流は回路短絡電流と比較してその規模がかなり小さいのが通常であり、このためアーク短絡条件に対処するように回路遮断器が選択されていないと回路遮断器のトリップ動作が遅延したりトリップしないことが予測される。典型的には、アークフラッシュ緩和技法は標準的なヒューズや回路遮断器を使用する。しかしこうした技法は、応答時間が遅くアークフラッシュを緩和するのに十分に高速でないことがある。
【０００４】
アーク短絡の緩和に使用されてきた別の技法の１つは、短絡用の（機械式クロウバー）スイッチを電力バスと接地の間または相同士の間に配置させて利用することである。アーク短絡が発生すると、クロウバースイッチが電力バス上のライン電圧を短絡させてそのエネルギーをアークフラッシュから逸らせ、これによりアークブラストに起因する損傷から装置を保護している。電力バス上に生じる短絡は、上流側の回路遮断器に対して劇的障害（ｂｏｌｔｅｄ  ｆａｕｌｔ）を一掃させる。こうしたスイッチは大型でかつ高価であるが、トリガしたときに劇的障害条件を生じさせる主電力バス上に配置されている。そのため機械式クロウバーは、上流側変圧器に対して極度の応力を生じさせることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２００９０１３４１２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
応答時間を向上させると共に費用対効果のよい改良型のアークフラッシュ阻止機構が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、アーク緩和デバイスなどの装置を提供する。このアーク緩和デバイスは、第１及び第２のプラズマ発生デバイスを含むことが可能であり、また幾つかのケースでは第３のプラズマ発生デバイスを含むことが可能である。これらのプラズマ発生デバイスは、少なくとも約５０ｍｍだけ離間させた主電極間にプラズマブリッジを提供するためにその内部で発生したプラズマを放出するように構成することが可能である。例えばアーク緩和デバイスは主電極を含むことが可能である。
【０００８】
第２のプラズマ発生デバイスは、対向させかつ離間させた１対の電極を含むことが可能である。この対向する電極間には低電圧大電流のエネルギー源を接続することが可能である。第１のプラズマ発生デバイスと他のプラズマ発生デバイスの間にはプラズマを導くためにコンジットを構成することが可能である。第２のプラズマ発生デバイスは例えば、第２のプラズマ発生デバイスの対向する電極間の箇所のインピーダンスを低減するために第１のプラズマ発生デバイスが発生させたプラズマを受け取るように構成することが可能である。例えばこのインピーダンスは、低電圧大電流エネルギー源によって第２のプラズマ発生デバイスの対向する電極間にアークを確立できるように十分に低下させることが可能である。第２のプラズマ発生デバイスは、対向する電極対間にアークが存在するときにアブレーションを受けるように構成されたアブレーション材料を含むことが可能である。
【０００９】
第１のプラズマ発生デバイスは、第１の電極と、該第１の電極から離間させたベース電極と、第１の電極とベース電極の間にこれらの間の空気ブレークダウンを生じさせるのに十分な電位差を発生させるように構成された高電圧小電流エネルギー源（例えば、約１Ａ以下の電流では少なくとも約８ｋＶ）と、を含むことが可能である。第１のプラズマ発生デバイスはさらに、ベース電極と対向しかつこれから離間した第２の電極を含むことが可能である。第２の電極とベース電極の間には（例えば、約１ｋＶ以下の電圧及び少なくとも約４ｋＡの電流を発生させるように構成された）低電圧大電流のエネルギー源を接続することが可能であり、この際に第１の電極とベース電極の間にアークが存在するときはこの第２の電極とベース電極はこれらの間に空気のブレークダウンが誘導されるように配置される。第１のプラズマ発生デバイスはさらに、第２の電極とベース電極の間にアークが存在するときにアブレーションを受けるように構成されたアブレーション材料を含むことが可能である。
【００１０】
幾つかの実施形態ではその低電圧大電流エネルギー源は、第１の電極とベース電極の間で高電圧小電流エネルギー源と並列に接続することが可能である。高電圧小電流エネルギー源は第１の電極とベース電極にまたがった高電圧小電流パルスを提供するように構成することが可能であり、また低電圧大電流エネルギー源は高電圧小電流パルスに応答して第１の電極とベース電極にまたがった低電圧大電流パルスを提供するように構成することが可能である。
【００１１】
別の態様では、アーク緩和デバイスなどの装置を提供する。このアーク緩和デバイスは、第１のプラズマ発生デバイス及び第２のプラズマ発生デバイスを含むことが可能である。第２のプラズマ発生デバイスは、対向させかつ離間させた１対の電極とこれらの間に接続させた低電圧大電流エネルギー源とを含むことが可能である。第１のプラズマ発生が発生させたプラズマを第２のプラズマ発生デバイスが受け取るように第１と第２のプラズマ発生デバイスの間にプラズマを導くようにコンジットを構成することが可能である。第１のプラズマ発生デバイスからのプラズマは対向する電極対間の箇所のインピーダンスを低電圧大電流エネルギー源に起因してこれらの間にアークを確立できるように十分に低減させる役割をすることが可能である。
【００１２】
本発明に関するこれらの特徴、態様及び利点、並びにその他の特徴、態様及び利点については、同じ参照符号が図面全体を通じて同じ部分を表している添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことによってより理解が深まるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示の一実施形態に従って構成した電力システムの概略図である。
【図２】図１のアーク緩和デバイスの斜視図である。
【図３】図２のプラズマ発生システムの斜視図である。
【図４】図２のプラズマ発生システムの平面図である。
【図５】図２のプラズマ発生システムの部分斜視図である。
【図６】図２のプラズマ発生システムの部分分解斜視図である。
【図７】図２のプラズマ発生システムの回路図である。
【図８】プラズマ銃の第１の電極とベース電極の間におけるアーク形成を示している図２のプラズマ発生システムのプラズマ銃の断面概要図である。
【図９】プラズマ銃の第１の電極とベース電極の間におけるアーク形成を示している図２のプラズマ発生システムの回路図である。
【図１０】プラズマ銃の第２の電極とベース電極の間におけるアーク形成を示している図２のプラズマ発生システムのプラズマ銃の断面概要図である。
【図１１】プラズマ銃の第２の電極とベース電極の間におけるアーク形成を示している図２のプラズマ発生システムの回路図である。
【図１２】図２のプラズマ発生システムについてその中を通るプラズマの移動を表した斜視図である。
【図１３】図２のプラズマ発生システムについてその中を通るプラズマの移動を表した回路図である。
【図１４】残りのプラズマ銃の電極間におけるアーク形成を示している図２のプラズマ発生システムの回路図である。
【図１５】図２のアーク緩和デバイスの動作を表している側面概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の例示の実施形態について、同じ参照番号が図面全体を通じて同じ部分を示している添付の図面を参照しながら以下で説明することにする。これらの実施形態のうちの幾つかは上述の要求やその他の要求に対処し得る。
【００１５】
図１を参照すると電力システムを図示しており、その全体を参照番号１００で示している。電力システム１００は、回路遮断器１０６を介して負荷１０４に電力を伝達するように構成された電源１０２を含む。例えば電源１０２は、図示したような３相構成を用いてあるいは例えば単相構成によって交流（ＡＣ）電力を共通バス１０８に伝達することが可能である。電源１０２と負荷１０４はさらに、共通バス１０８を介してアーク緩和デバイス１１０に結合させることが可能である。アーク緩和デバイス１１０はアーク封じ込めデバイス１１２の内部に封入することが可能である。
【００１６】
電気信号監視システム１１４は、アークフラッシュイベント１１６に起因して上昇することがある電力システム１００の電流変動を監視するように構成することが可能である。一例ではその電気信号監視システム１１４は電流変圧器を含む。電気信号監視システム１１４からの電気的パラメータ１２０とアークフラッシュセンサ１２４からのパラメータ１２２を受け取るようにアークフラッシュ判定システム１１８を構成することが可能である。本明細書で使用する場合に「パラメータ」という用語は、例えばアークフラッシュイベント１１６を始点とする光学的な光、熱放射、音響、圧力及び／または無線周波数信号などのアークフラッシュイベントに関する指示（ｉｎｄｉｃｉａ）の役割をし得るような量を意味している。したがってセンサ１２４は例えば、光学センサ、熱放射センサ、音響センサ、圧力トランスジューサ及び／または無線周波数センサを含むことが可能である。アークフラッシュ判定システム１１８はパラメータ１２０及び１２２に基づいて、アークフラッシュイベント１１６の発生を示すアーク短絡信号１２６を発生させることが可能である。以下で検討するように、アーク短絡信号１２６はアーク緩和デバイス１１０を起動させる役割をすることがある。
【００１７】
図１及び２を参照するとアーク緩和デバイス１１０は、共通バス１０８の導体１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ（例えば、様々な相、中性点または接地に対応する様々な導体）にそれぞれ接続した主電極１２８、１３０、１３２を含むことが可能である。この実施形態では３つの主電極を示しているが、別の実施形態では電力システムの要求に従ってこれより多くの電極やこれより少ない電極を含むことがある。電力システム１００の通常動作では、システム電圧に応じて必要なクリアランス量を有するように主電極１２８、１３０、１３２の間のクリアランスが要求されることがある。例えば約６００Ｖで動作する低電圧システムは、主電極１２８、１３０、１３２の間に約２５ｍｍのクリアランスを要求することがある一方、約１５ｋＶで動作する中程度電圧システムは主電極の少なくとも約５０ｍｍの離間（幾つかのケースでは、１００ｍｍを超えまたさらには１５０ｍｍを超えた離間）を要求することがある。
【００１８】
図１〜６を参照するとアーク緩和デバイス１１０は、プラズマ発生システム１３４を含むことが可能である。プラズマ発生システム１３４は、ハウジング１４１により支持されると共に主電極１２８、１３０、１３２の間に配置されたプラズマ銃１３６、１３８、１４０などの１つまたは複数のプラズマ発生デバイスを含むことが可能である。プラズマ銃１３６、１３８、１４０の各々は、対向させかつ離間させた１対の電極１４２ａと１４２ｂ、１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂを含むことが可能である。電極１４２ａ、１４２ｂ、１４４ａ、１４４ｂ、１４６ａ、１４６ｂは例えば、銅及び／またはステンレス鋼から形成することが可能であり、また電極とそれぞれのエネルギー源１４８、１５０との接続を容易にするための端子（以下で検討する）を含むことがある。
【００１９】
プラズマ銃１３６、１３８、１４０の各々はさらに、アブレーション材料を含むことが可能である。例えばプラズマ銃１３６、１３８、１４０の各々は、対向する電極対１４２ａと１４２ｂ、１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂの近傍にそれぞれ配置させた（例えば、これで層状にした）誘電性アブレーション材料部分１５２を含むことがある。以下でさらに検討することにするが、このアブレーション材料部分１５２は、対向する電極の対応する対１４２ａと１４２ｂ、１４４ａと１４４ｂ及び／または１４６ａと１４６ｂの間に十分な電流のアークが存在するときに、少なくとも１つのアブレーション材料部分１５２がアブレーションを受けるように構成することが可能である。アブレーション材料の候補としては例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオキシメチレンポリアミド、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、及び／またはその他のアブレーションポリマーが含まれる。
【００２０】
電極１４２ａ、１４２ｂ、１４４ａ、１４４ｂ、１４６ａ、１４６ｂとアブレーション材料部分１５２のうちの幾つかによってスロット１５３が規定されることがあり、これにより電極とアブレーション材料部分とは一体に組み上げられたときにプラズマ銃１３６、１３８、１４０のそれぞれの内部の対応するチェンバ箇所１５４、１５６、１５８を協働して規定する役割をする。以下でさらに検討することにするが、プラズマ銃１３６、１３８、１４０の動作時に、チェンバ１５４、１５６、１５８内にアブレーション及び対応するプラズマ発生を生じさせることが可能であり、チェンバは主電極１２８、１３０、１３２の周りの箇所に向かって開いたポート１６０を規定する。
【００２１】
図２〜７を参照すると、対向する各電極対１４２ａと１４２ｂ、１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂの両端に対応する低電圧大電流パルスエネルギー源１４８を接続することが可能である。このコンテキストでは、「低電圧大電流」パルスエネルギー源とは約１ｋＶ以下の電圧及び少なくとも約４ｋＡのパルス電流を発生させるように構成されたエネルギー源のことを意味する。低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は、対応する対向する電極対１４２ａと１４２ｂ、１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂの間にアークが存在するときに、アークに関連する電流が少なくとも１つのアブレーション材料部分１５２をアブレーションするのに十分な電流となるように構成することが可能である。低電圧大電流パルスエネルギー源１４８の一例を以下に提示することにする。
【００２２】
１つのプラズマ銃（例えば、プラズマ銃１３６）は別の電極１６２を含むことが可能である。本明細書の以下において、プラズマ銃１３６に関連する電極１４２ａ、１４２ｂ、１６２のことをそれぞれ、「第２の」電極（１４２ａ）、「ベース」電極（１４２ｂ）及び「第１の」電極（１６２）と呼んでいる。高電圧小電流パルスエネルギー源１５０は第１の電極１６２とベース電極１４２ｂの間に接続することが可能であり、またこれらの間に空気のブレークダウンを生じさせるのに十分な少なくとも過渡的な電位差を発生させるように構成することが可能である。このコンテキストでは、「高電圧小電流」パルスエネルギー源は、少なくとも約８ｋＶの電圧及び約１Ａ以下のパルス電流を発生させるように構成されたエネルギー源を意味している。高電圧小電流パルスエネルギー源１５０の一例を以下に提示することにする。
【００２３】
高電圧小電流パルスエネルギー源１５０は例えば、コンデンサ放電回路ベースのもとのすることもパルス変圧器ベースのものとすることもあり得る。高電圧パルスエネルギー源１５０は、電源（図示せず）と電力接続させた整流器１６３と、抵抗−コンデンサ充電回路１６８を形成する抵抗器１６４及びコンデンサ１６６と、コンデンサ１６６と直列に配置させたスイッチ１７０と、を含むことが可能である。例えば高電圧小電流パルスエネルギー源１５０は概ね１２０〜４８０Ｖ  ＡＣ（１２０〜４８０ＶＡＣ）の電圧を受け取ることが可能であり、またコンデンサ１６６は概ね２４０Ｖの所定電圧まで充電することが可能である。高電圧小電流パルスエネルギー源１５０はさらに、１次巻き線１７４及び２次巻き線１７６を有する高電圧パルス変圧器１７２を含むことが可能である。１次巻き線１７４はスイッチ１７０を介して電源（図示せず）と電力接続の状態とすることが可能であり、また２次巻き線１７６は第１の電極１６２及びベース電極１４２ｂと電力接続の状態とすることが可能である。
【００２４】
低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は例えば、比較的大きい電流及び比較的低い電圧（例えば、概ね１ｋＶ未満の電圧では概ね５ｋＡ）を発生させるマイクロファラッドレンジのコンデンサを用いたコンデンサ放電回路とすることがある。低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は、電源（図示せず）と電力接続させた整流器１７８と、抵抗−コンデンサ充電回路１８４の形に構成させた抵抗器１８０及びコンデンサ１８２と、を含むことが可能である。例えば低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は電源（図示せず）から概ね４８０ＶＡＣの電圧を受け取ることが可能であり、またコンデンサ１８２は概ね６００Ｖまで充電することが可能である。コンデンサ１８２は、電極対１４２ａ及び１４２ｂと並列にしかつ抵抗器１８０と直列にすることが可能である。低電圧大電流パルスエネルギー源１４８はさらに、整流器１７８と第２の電極１４２ａの間に直列接続した抵抗器１８６及びインダクタ１８８を含むことが可能である。さらに、低電圧大電流パルスエネルギー源１４８の試験時の放電経路を提供するために、整流器１７８にまたがってスイッチ１９０と抵抗器１９２を直列に接続することが可能である。
【００２５】
プラズマ発生システム１３４は、プラズマ銃１３６、１３８、１４０間の流体連通を可能にするように構成させたコンジット１９４を含むことが可能である。例えば、各銃１３６、１３８、１４０の電極１４２ａ、１４２ｂ、１４４ａ、１４４ｂ、１４６ａ、１４６ｂ、１６２並びにアブレーション材料部分１５２は、ハウジング１４１により規定されるチャンネル１９６と一体となったチェンバ１５４、１５６、１５８を規定するように構成することが可能である。
【００２６】
図１及び７〜１１を参照すると動作時においてアークフラッシュ判定システム１１８は、（パラメータ１２０及び１２２に基づいて）アークフラッシュイベント１１６の発生を判定しアーク短絡信号１２６を発生させることが可能である。高電圧小電流パルスエネルギー源１５０は、アーク短絡信号１２６を受け取ると共に、これに応答して第１の電極１６２とベース電極１４２ｂの間に空気（より一般的には、どんな気体が存在していてもよい）のブレークダウンを生じさせるパルスを発生させるように構成することが可能である。例えばアーク短絡信号１２６は、スイッチ１７０を閉じさせ、パルス変圧器１７２の１次巻き線１７４を通ってパルスが送られるようにすることがある。これに応答して、変圧器１７２の２次巻き線１７６を介して第１の電極とベース電極１６２、１４２ｂの間に第２の電圧ポテンシャルが確立されることがある。したがって、高電圧（例えば、コンデンサ１６６が概ね２４０Ｖまで充電されたときの概ね８ｋＶ）で小電流のパルスを生成することができ、このパルスは第１の電極１６２とベース電極１４２ｂの間の空気のブレークダウン電圧に打ち勝つ程度に大きくさせることがある。このため比較的低いエネルギーのアーク１９８ａが、第１の電極１６２のベース電極１４２ｂの間の距離範囲に及ぶことがある。
【００２７】
第２の電極１４２ａは、第１の電極１６２とベース電極１４２ｂの間のアーク１９８ａが第２の電極とベース電極の間の空間によって提示されるインピーダンスを低下させるように配置させることが可能である。インピーダンスのこの低下は低電圧大電流パルスエネルギー源１４８の影響下で第２の電極とベース電極１４２ａ、１４２ｂの間に空気のブレークダウンを誘導するのに十分な大きさとすることが可能であり、これによりアーク１９８ａを第２の電極とベース電極の間まで移動させこの間に維持させることが可能となる。インピーダンスの低下によってさらに、低電圧であっても第２の電極とベース電極１４２ａ、１４２ｂの間に大きな電流パルスを通すことが可能となる。アーク１９８ａのエネルギーはしたがって、低電圧大電流パルスエネルギー源１４８のコンデンサ１８２の放電に伴って大幅に上昇する。
【００２８】
図１２〜１４を参照すると、アーク１９８ａが第２の電極とベース電極１４２ａ、１４２ｂに転送された後に、低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は、対応するアブレーション材料部分１５２のアブレーションを生じさせるような十分なアーク電流を維持し、これによりチェンバ１５４内にプラズマ２００の生成を生じさせるように構成される。次いで、チェンバ１５４内で発生したプラズマ２００のうちの一部は、プラズマ銃１３６に関連するポート１６０によって放出することが可能である。しかしプラズマ２００のうちの少なくとも一部はコンジット１９４によってこれ以外のプラズマ銃１３８、１４０のチェンバ１５６、１５８内に導くことが可能である。
【００２９】
プラズマ２００がプラズマ銃１３８、１４０のチェンバ１５６、１５８に入ると、対応する電極対１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂの間の空間に関連するそれぞれのインピーダンスは低下する。電極１４４ａと１４４ｂ、１４６ａと１４６ｂの間にそれぞれ接続された低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は次いで、各電極対の間にアーク１９８ｂ、１９８ｃを始動することが可能である。ここでも低電圧大電流パルスエネルギー源１４８は、対応するアブレーション材料部分１５２のアブレーションを生じさせるような十分なアーク電流を維持し、これによりチェンバ１５６、１５８内にプラズマ２００の生成を生じさせるように構成される。
【００３０】
図２、１２及び１５を参照すると、プラズマ銃１３６、１３８、１４０がプラズマ２００を発生させていると、主電極１２８、１３０、１３２間の空間を占有させるようにプラズマをそれぞれのポート１６０から放出することが可能である。プラズマ２００は主電極１２８、１３０、１３２の間に導電性のプラズマブリッジ２０２を生成することが可能であり、これによって主電極が短絡されると共にこれらの間における保護アーク２０４の形成が可能となる。プラズマブリッジ２０２はしたがって、アークフラッシュイベント１１６を緩和し、保護デバイスを上流側で（回路遮断器１０６など）起動させこれにより障害した電力システムに供給される電力を切断する役割をすることがある。この故意に生成させる障害は、アークフラッシュイベント１１６に関連するエネルギーを障害個所から離れるように逸らすことが可能な制御された方式で実行されることがある。保護アーク２０４は、エネルギーのうちのかなりの量を強烈な光、音波、圧力波及び衝撃波の形態で放出することが可能である。保護アーク２０４はさらに、主電極１２８、１３０、１３２を蒸発させ、これにより圧力が高くなる。アーク緩和デバイス１１０は保護アーク２０４に起因する衝撃波及び高圧力を包含するように構成されたエンクロージャまたはアーク封じ込めデバイス１１２を含むことが可能であることに留意されたい。アーク封じ込めデバイスの例は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許出願第１２／４７１，６６２号（２００９年５月２６日提出）で得られよう。
【００３１】
ポート１６０を出るプラズマ２００のジェットに関する速度、イオン濃度、拡散などの特性、またさらにはプラズマブリッジ２０２の特性は、プラズマ銃１３６、１３８、１４０の寸法及び間隔、アブレーション材料のタイプ、エネルギー源１４８によりエネルギーを供給する方式（ただし、これらに限らない）によって制御されることがある。したがって、アーク緩和デバイス１１０を起動した際の主電極１２８、１３０、１３２間のギャップのインピーダンスは、比較的迅速でロバストな保護アーク２０４を発生させるように設計することが可能である。
【００３２】
上の例に従って構成した実施形態によれば、単一の高電圧小電流エネルギー源が複数のプラズマ銃のうちの単一の銃に接続されるようにした複数のプラズマ銃の起動が可能となり得る。こうした構成は幾つかの利点を有し得る。例えば、高電圧小電流エネルギー源は高価となる傾向があるため、必要となるこうしたデバイスの数を最小限にすると有利である。さらに、直列接続の複数のプラズマ銃をトリガする役割をする単一の高電圧小電流エネルギー源を含む実施形態では、トリガ電極、上流側銃の正極及び大電流コンデンサが形成する経路を通過させることによって高電圧パルスが下流側の銃のうちの１つまたは幾つかをバイパスするのを回避するために１つまたは複数の阻止用ダイオードを必要とすることがある。このダイオードはトリガシステムをより複雑かつ高コストとすることになり、またさらにある電流レベル（５ｋＡ）を超えると、このダイオードは導通時の高い抵抗のために大電流パルスを制限する傾向となり得る。
【００３３】
本発明のある種の特徴についてのみ本明細書において図示し説明してきたが、当業者によって多くの修正や変更がなされるであろう。したがって添付の特許請求の範囲が、本発明の真の精神の範囲に属するこうした修正や変更のすべてを包含させるように意図したものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３４】
１００  電力システム
１０２  電源
１０４  負荷
１０６  回路遮断器
１０８  共通バス
１０８ａ  導体
１０８ｂ  導体
１０８ｃ  導体
１１０  アーク緩和デバイス
１１２  アーク封じ込めデバイス。
【００３５】
１１４  電気信号監視システム
１１６  アークフラッシュイベント
１１８  アークフラッシュ判定システム
１２０  電気的パラメータ
１２２  パラメータ
１２４  アークフラッシュセンサ
１２６  アーク短絡信号
１２８  主電極
１３０  主電極
１３２  主電極
１３４  プラズマ発生システム
１３６  プラズマ銃
１３８  プラズマ銃
１４０  プラズマ銃
１４１  ハウジング
１４２ａ  電極
１４２ｂ  電極
１４４ａ  電極
１４４ｂ  電極
１４６ａ  電極
１４６ｂ  電極
１４８  低電圧大電流パルスエネルギー源
１５０  高電圧小電流パルスエネルギー源
１５２  アブレーション材料部分
１５３  スロット
１５４  チェンバ箇所
１５６  チェンバ箇所
１５８  チェンバ箇所
１６０  ポート
１６２  電極
１６３  整流器
１６４  抵抗器
１６６  コンデンサ
１６８  抵抗−コンデンサ充電回路
１７０  スイッチ
１７２  高電圧パルス変圧器
１７４  １次巻き線
１７６  ２次巻き線
１７８  整流器
１８０  抵抗器
１８２  コンデンサ
１８４  抵抗−コンデンサ充電回路
１８６  抵抗器
１８８  インダクタ
１９０  スイッチ
１９２  抵抗器
１９４  コンジット
１９６  チャンネル
１９８ａ  アーク
１９８ｂ  アーク
１９８ｃ  アーク
２００  プラズマ
２０２  プラズマブリッジ
２０４  保護アーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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