(57)【要約】  本発明の対象は、三相系統内の三相負荷（１）の短絡保護用の装置であって、装置（２、３、４）を三相電力供給系統（５）に接続するための入力部と、三相負荷（１）を装置（２、３、４）に接続するための出力部と、補助短絡を生成する手段をトリガすることにより三相電力供給系統（５）内に補助短絡を生成する手段（４）と、三相負荷（１）における短絡を識別する手段（２）と、短絡が識別されたときにトリガパルスを発生させる手段（３）と、を備え、補助短絡を生成する手段（４）及び短絡を識別する手段（２）が入力部と出力部との間の電流経路内に設けられ、補助短絡を生成する手段（４）がトリガパルスによってトリガされ得る、装置である。
2014512789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相系統内の三相負荷（１）の短絡保護用の装置であって、
前記装置（２、３、４）を三相回路網（５）に接続するための入力部と、
前記三相負荷（１）を前記装置（２、３、４）に接続するための出力部と、
手段（４）の点火により前記三相回路網（５）内に補助短絡を生成する前記手段（４）と、
前記三相負荷（１）における短絡を識別する手段（２）と、
前記短絡を識別したときに点火パルスを発生させる手段（３）と、
を備え、
前記補助短絡を生成する前記手段（４）及び前記短絡を識別する前記手段（２）が、前記入力部と前記出力部との間の電流経路内に設けられ、
前記補助短絡を生成する前記手段（４）が前記点火パルスによって点火可能である、装置。
【請求項２】
前記補助短絡を生成する前記手段（４）が、点火入力部（１０）、結合要素（１１、１３、１４）及び点火可能アークギャップ（１２）を備え、前記点火入力部（１０）、前記結合要素（１１、１３、１４）及び前記アークギャップ（１２）は、前記点火入力部（１０）に印加され得る点火パルスの形をとる点火電圧が、アークギャップに点火するために、前記結合要素（１１、１３、１４）を通じて前記アークギャップ（１２）に作用するような態様で形成され、前記アークギャップ（１２）は、前記補助短絡が前記三相回路網（５）の少なくとも２つの相（６）の間に前記アークギャップによって生成され得るような態様で形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記結合要素（１１、１３、１４）がバリスタとして且つ／又はコンデンサとして形成され、前記アークギャップ（１２）がサージプロテクタとして且つ／又は火花ギャップとして形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記三相回路網（５）の各相（６）に、２つの結合要素（１１、１３、１４）及び１つのアークギャップ（１２）が設けられ、各相（６）の第１の結合要素（１１、１３、１４）は、すべての第１の結合要素（１１、１３）が前記点火入力部（１０）で星形に互いに接続されるような態様で、各相（６）と前記点火入力部（１０）との間に接続され、各相（６）の第２の結合要素（１１、１４）は、すべての第２の結合要素（１１、１４）が前記点火入力部（１０）で星形に互いに接続されるような態様で、各アークギャップ（１２）の点火用の各相（６）に割り当てられた入力部と前記点火入力部（１０）との間に接続され、各相（６）と他の各相（６）又は接地との間の各アークギャップ（１２）は、前記点火入力部（１０）に印加される点火電圧が星形に互いに接続された前記第１の結合要素（１１、３）と星形に互いに接続された前記第２の結合要素（１１、１４）との間で降下するような態様で接続される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記短絡を識別する前記手段（２）が、電流センサ（２６）及びスイッチング閾値を識別する手段（２７）を備え、前記電流センサ（２６）が、前記三相回路網（５）の相（６）の電流経路内に配置され、前記スイッチング閾値を識別する前記手段（２７）が前記電流センサ（２６）と協調し、前記スイッチング閾値を識別する前記手段（２７）は、予め定義されたスイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が前記点火パルスを発生させる手段（３）に信号で送られるような態様で形成される、請求項１〜４の一項に記載の装置。
【請求項６】
前記三相回路網（５）の各相（６）が、各電流センサ（２６）及びスイッチング閾値を識別する各手段（２７）を備え、各スイッチング閾値を識別するすべての手段（２７）は、ただ１つの相（６）において前記スイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が前記点火パルスを発生させる前記手段（３）に信号で送られるような態様で、ＯＲ論理接続（２９）を通じて出力側で互いに接続される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記点火パルスを発生させる前記手段（３）がコイル（２２）を備え、前記コイル（２２）は、前記点火パルスが前記コイル（２２）へのエネルギーの印加を遮断することによって発生させられ得るような態様で、スイッチング可能な形でエネルギー源に接続される、請求項１〜６の一項に記載の装置。
【請求項８】
前記点火パルスを発生させる前記手段（３）は、前記点火パルスが前記短絡を識別する前記手段（２）によって確立された短絡電流によって発生させられ得るような態様で形成される、請求項１〜６の一項に記載の装置。
【請求項９】
請求項１〜８の一項に記載の装置（２、３、４）及び半導体スイッチングデバイスを備える半導体開閉装置保護デバイスであって、前記半導体スイッチングデバイスが前記装置（２、３、４）の前記出力部に設けられ、前記三相負荷（１）に接続するために設計される、半導体開閉装置保護デバイス。
【請求項１０】
三相系統内の三相負荷（１）の短絡保護を向上させる方法であって、
ａ）前記三相負荷（１）における短絡を識別するステップと、
ｂ）前記短絡を識別したときに点火パルスを発生させるステップと、
ｃ）前記点火パルスによって点火可能な手段（４）を用いて前記三相系統内に補助短絡を発生させるステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相系統内の三相負荷の短絡保護用の装置、及び前述した装置を備える半導体開閉装置保護デバイスに関し、三相系統内の三相負荷の短絡保護を向上させるための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
三相交流系統又は電源アプリケーションとも呼ばれる三相系統では、多くの場合に周波数変換器、接触器、半導体モータ開閉装置などの開閉装置で三相回路網に接続されている、モータ、加熱要素、ランプなどの三相系統上で運転される三相負荷に対する短絡保護が、電気的安全上の理由で必要である。例えば、ヒューズや遮断器などの電流制限スイッチング要素が短絡保護に使用され得る。
【０００３】
この種のスイッチング要素の容量を決定する主要パラメータは、カットオフ電流、すなわち三相負荷が切断される前に流れる電流のピーク値、そしてまた、スイッチング要素の必要な引外しエネルギー、例えばヒューズの溶断積分、すなわちスイッチング要素を用いて断路を引き起こすのに必要なエネルギーである。前述した両特性の負荷特有の容量決定は、三相回路網の接続されている負荷と、スイッチング要素と、短絡にもかかわらず現在の回路網により接続されている有効なインピーダンス、及び／又は線路インピーダンスと、に依存するとともに、短絡電流を伝導しなければならない他の要素にも依存する。
【０００４】
電流制限スイッチング要素の場合、接触器やモータ開閉装置などの下流側に接続された開閉装置の許容パラメータを超える可能性があり、したがってより小さいヒューズが選定されなければならない、という課題がしばしばある。しかし、関係する原理により高いピーク電流を有する用途では、例えばモータの起動電流の場合、このことは設計コンフリクト（ｄｅｓｉｇｎ  ｃｏｎｆｌｉｃｔ）につながる。加えて、従来技術から知られている多くの電流制限スイッチング要素は、高短絡電流を実に速く切断することができるが、比較的小さい短絡電流の場合に動作するのが遅過ぎることがあり、したがって、過大な電流が下流負荷に流れる恐れがあり、接続されているモータ及び加熱要素内に損傷を与える可能性がある。
【０００５】
前述した課題に対する従来技術から知られている解決手法は、電流制限スイッチング要素と三相回路網と負荷との間の最良の調和を達成するという概念に基づいている。この点に関連して、規格ＩＥＣ６０９４７−４−１では、短絡保護の範囲内で、短絡後のデバイス又は負荷の許容損傷レベルを記載している２つの分類タイプに区別している。分類タイプ１では、接触器や半導体開閉装置などの下流デバイスは、下流デバイスに火災などのリスクがない場合、又はむきだしの充電部によるリスクがない場合に破壊される可能性がある。分類タイプ２では、下流デバイスは引き続き機能できなければならないが、簡単な工具を用いて開閉接点を切り離すなどのユーザの介入が必要となり得る。この場合、下流側のデバイス又は負荷の耐用寿命の短縮が許容され、すなわち、短絡状況が任意に起こることはない。接触器などの機械的開閉装置は分類タイプ２に割り当てられることが多いのに対して、分類タイプ１は、通常、例えばモータ用の半導体開閉装置に適用できる。
【０００６】
前述した課題に対する従来技術から知られている解決手法は、短絡電流をできるだけ迅速に切断して、下流側のデバイス又は負荷が損傷を受けないようにするか、又は有害な短絡電流を、例えば直列抵抗器を用いて、下流側のデバイス又は負荷の臨界パラメータを超えない程度に制限する、或いは別法として、開閉装置を結果的に過大な容量になるように設計する、という概念に基づいている。しかしながら、これらの手法はすべて、これらの手法が下流側のデバイス又は負荷に応じて特異的に実施されなければならならず、したがって広く使用され得ないという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、分類タイプ１のデバイス又は負荷を、デバイス又は負荷に対する短絡保護の何の技術的な制限を生じさせずに分類タイプ２に分類することを可能にする装置を提供することである。特に、本発明の目的は、保護されるべきデバイス又は負荷のタイプとは無関係に、短絡が発生した場合にデバイス又は負荷を破壊せずにデバイス又は負荷に対する短絡保護を可能にする装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、本発明によれば、独立請求項の特徴によって達成される。本発明の有利な実施形態が従属請求項に明記されている。
【０００９】
したがって、この目的は、三相系統内の三相負荷の短絡保護用の装置であって、装置を三相回路網に接続するための入力部と、三相負荷を装置に接続するための出力部と、補助短絡を生成する手段の点火により三相回路網内に補助短絡を生成する手段と、三相負荷での短絡を識別する手段と、短絡を識別したときに点火パルスを発生させる手段と、を備え、補助短絡を生成する手段及び短絡を識別する手段が、入力部と出力部との間の電流経路内に設けられ、補助短絡を生成する手段が点火パルスによって点火可能である、装置によって達成される。
【００１０】
本発明によれば、装置を経た後の短絡及び／又は地絡の場合、すなわち、例えば三相負荷内で短絡が発生した場合、その結果、「バイパス」の形をとる補助短絡として知られているものが装置によって作られ、したがって、三相負荷にとって有害な短絡電流は、三相負荷又は三相負荷の上流側に接続されている開閉装置にはこれ以上流れないが、三相回路網と装置との間に設けられ得るヒューズや遮断器などの従来技術から知られている短絡保護デバイスによってバイパスが作られることにより切断される。この場合、バイパス又は補助短絡は、例えば、三相回路網の２つの相の間の短絡として実施され得、したがって、短絡保護デバイスは次いで三相負荷と三相回路網との間の接続を遮断する。
【００１１】
したがって、本発明による装置により、分類タイプ１に対し従来適していた半導体ベースのモータ開閉装置が非常に簡単な態様で可能になり、装置を介して三相回路網に接続された結果として分類タイプ２を実現することも特に簡単な態様で可能になる、すなわち、前記開閉装置は、従来技術から知られている解決法と比べると、短絡が発生した場合に、もはや破壊を起こし得ない。補助短絡を生成する手段がバイパスを作るので、出力部に接続可能な三相負荷は、短絡が発生した場合にも損傷がないままである、というのは、短絡電流はもはや三相負荷には流れず、バイパスに流れるからである。したがって、装置は、短絡電流による破壊から三相負荷を保護する保護デバイスを、特に有利な態様で構成し、短絡を識別する手段は、短絡が発生した場合に短絡を検出し、短絡を検出すると、次いで点火パルスを発生させる手段は、点火パルスを用いて、バイパス、すなわち短絡又は補助短絡が入力側で装置から三相回路網内に供給されるような態様で、補助短絡を生成する点火可能手段を点火して、上流の短絡保護デバイスが作動し、装置のエネルギー供給を遮断し、したがって装置に接続された三相負荷のエネルギー供給も遮断するようにする。
【００１２】
原理上、補助短絡を生成する手段、及び／又は短絡を識別する手段、及び／又は点火パルスを発生させる手段は、任意に具現され得る。しかしながら、本発明の一発展形態によれば、補助短絡を生成する手段は、点火入力部、結合要素及び点火可能アークギャップを備えることが特に好ましく、点火入力部、結合要素及びアークギャップは、点火入力部に印加され得る点火パルスの形をとる点火電圧が、アークを点火するために、結合要素を通じてアークギャップに作用するような態様で具現され、アークギャップは、補助短絡が三相回路網の少なくとも２つ相の間にアークによって生成され得るような態様で具現されることが好ましい。この場合、点火パルスをトリガする点火電圧は、補助短絡を生成するために点火入力部に印加される電圧過渡現象であることが好ましく、結合要素及びアークギャップは、アークが比較的低い電圧でも生成され、そして三相回路網を短絡させるような態様で容量決定されることが好ましい。アークにより、主電流経路の短絡電流は生成済みアークに転流し、もはや三相負荷の中を流れない。転流により、バイパスがそれによって短絡電流に対して作られ、したがって、装置に接続された三相負荷はもはや短絡電流によって損傷を受けることはない。この種のアークには原理上、短絡電流の負荷が任意にかかり得るので、短絡電流はアークギャップ中でかなりの電力損失をもたらすが、好ましくは装置の上流側に配置される短絡保護デバイスが設けられ、アークが発生した場合に装置と三相回路網との間の接続を遮断する。
【００１３】
この点に関連して、三相回路網の各相が、２つの結合要素及び１つのアークギャップを有すること、各相の第１の結合要素は、すべての第１の結合要素が点火入力部で星形に互いに接続されるような態様で、各相と点火入力部との間に接続されること、各相の第２の結合要素は、すべての第２の結合要素が点火入力部で星形に互いに接続されるような態様で、各アークギャップの点火用の各相に割り当てられた入力部と点火入力部との間に接続されること、並びに、各相と他の各相又は接地との間の各アークギャップは、点火入力部に印加される点火電圧が星形に互いに接続された第１の結合要素と星形に互いに接続された第２の結合要素との間で降下するような態様で接続されること、も好ましい。
【００１４】
本発明の好ましい一発展形態によれば、短絡を識別する手段は、電流センサ及びスイッチング閾値を識別する手段を備え、電流センサは、三相回路網の相の電流経路内に配置され、スイッチング閾値を識別する手段は電流センサと協調し、スイッチング閾値を識別する手段は、予め定義されたスイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が点火パルスを発生させる手段に信号で送られるような態様で具現される。電流センサは、例えば、シャント抵抗器として、又はＰＴＣ、又はホールセンサ、又はロゴスキーコイルとして形成されることが好ましい。この点に関連して、三相回路網の各相は、各電流センサ及びスイッチング閾値を識別する各手段をさらに備え、各スイッチング閾値を識別するすべての手段は、たった１つの相においてスイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が点火パルスを発生させる手段に信号で送られるような態様で、ＯＲ論理接続を通じて出力側で互いに接続される。スイッチング閾値として、短絡電流値が定義されることが好ましく、例えば、公称電流の１０倍から２０倍とすることができる。この短絡電流値を超えた場合、スイッチング閾値を識別する手段は、点火パルスを発生させる手段に、補助短絡を生成する手段が点火パルスによって点火されるべきである、という信号を送る。スイッチング閾値を識別する手段は、ガルバニック絶縁デバイスを備えることも好ましい。
【００１５】
本発明の好ましい一発展形態によれば、点火パルスを発生させる手段はコイルをさらに備え、コイルは、点火パルスがコイルへのエネルギーの印加を遮断することによって発生させられうるような態様で、スイッチング可能な形でエネルギー源に接続される。したがって、コイル内に誘起される電圧は、補助短絡を生成する手段に点火するための点火エネルギーとして使用されることが好ましい。この場合、エネルギー源は、コイルに流れる電流を駆動する補助電圧源として形成されることが好ましく、この目的で、抵抗器がコイルの電流経路内に設けられ得る。この電流は、例えばトランジスタによって遮断され得る。この場合、コイル内に蓄えられたエネルギーは、点火パルスとして点火入力部に誘導されることも好ましい。代替実施形態によれば、スイッチングパルスを発生させる手段は、点火パルスが短絡を識別する手段によって確立された短絡電流によって発生させられ得るような態様で具現されることが好ましい。したがって、点火パルスを発生させるための点火エネルギーは短絡電流から取り出されることが好ましく、換言すれば、したがって、短絡電流は補助電圧源に置換できる。別の実施形態では、点火パルスが発生させられ得るようにする変圧器回路が設けられてもよい。容量的に蓄えられたエネルギーが点火エネルギーとして使用され得るように、高電圧値に事前に充電され得るコンデンサを設けることも同様に可能である。
【００１６】
本発明の目的は、前述した装置を備え、さらに半導体スイッチングデバイスも備える半導体開閉装置保護デバイスであって、半導体スイッチングデバイスが装置の出力部に設けられ、三相負荷に接続するために設計される、半導体開閉装置保護デバイスによっても達成される。この種の実施形態により、短絡が発生した場合、短絡電流は半導体スイッチングデバイスに損傷を与えないが、短絡電流は装置によって作られた補助短絡に流れ、それによって好ましくは装置の上流側に配置された短絡保護デバイスを作動して、装置がもはや三相電源に接続されないようにすることが可能である。この種の解決法により、従来技術に比べて実質的な進歩が遂げられる、というのは、半導体スイッチングデバイスは、短絡電流が発生した場合にもはや短絡電流によって破壊されないからである。
【００１７】
本発明による半導体開閉装置保護デバイスのさらなる実施形態及び利点が、装置の上述した実施形態から類推して、当業者には明らかになるであろう。
【００１８】
本発明の目的は、三相系統内の三相負荷の短絡保護を向上させる方法によっても達成され、前記方法は、ａ）三相負荷での短絡を識別するステップと、ｂ）短絡を識別したときに点火パルスを発生させるステップと、ｃ）点火パルスによって点火可能な手段を用いて三相系統内に補助短絡を発生させるステップと、を含む。
【００１９】
本発明による方法のさらなる実施形態及び利点が、装置の上述した実施形態から類推して、当業者には明らかになるであろう。
【００２０】
本発明は、好ましい実施形態に基づいて添付図面を参照して以下により詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による装置の概略図である。
【図２】補助短絡を生成する本発明による手段の概略図である。
【図３】点火パルスを生成する本発明による手段の概略図である。
【図４】短絡を識別する本発明による手段の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、三相負荷１の短絡保護用の本発明による装置の例示的な応用例の概略図を示す。
【００２３】
装置は、三相負荷１での短絡を識別する手段２と、短絡を識別したときに点火パルスを発生させる手段３と、を備え、さらに補助短絡を生成する手段４も備える。装置２、３、４は三相回路網５に接続される。短絡を識別する手段２が三相負荷１での短絡を検出すると、手段２は、検出された短絡を、点火パルスを発生させる手段３に信号で送る。点火パルスを発生させる手段３は点火パルスを発生させ、その結果、補助短絡を生成する手段４が点火し、三相回路網５内に補助短絡を生成する。
【００２４】
三相負荷１を経る前には、開閉装置７、例えば周波数変換器、接触器又は半導体モータ開閉装置が設けられ、したがって、短絡を識別する手段２と三相負荷１、例えばモータとの間に配置され及び備えられる。短絡電流デバイス８が三相回路網５と装置２、３、４との間に設けられ、三相回路網５の各相６にヒューズ９又は遮断器を備える。
【００２５】
本発明によれば、装置２、３、４を経た後で、すなわち、例えば開閉装置７内又は三相負荷１内に短絡及び／又は地絡が発生した場合、「バイパス」の形をとる補助短絡が装置２、３、４によってすぐに生成され、短絡電流は、もはや開閉装置７及び／又は三相負荷１に流れないが、補助短絡により少なくとも２つの相６の間を流れるようにし、したがって、短絡保護デバイス８は、三相回路網５、すなわちエネルギー供給部と装置２、３、５との間の接続、したがって開閉装置７及び三相負荷１に対する接続を遮断する。
【００２６】
図２に、補助短絡を生成する手段４の例示的な一実施形態を示す。手段４は点火入力部１０を備えており、点火入力部１０に点火電圧を印加することにより、手段４は点火されて、手段４が三相回路網５内に補助短絡を生成するようにする。この目的のために、手段４は、この場合はバリスタ及びコンデンサとして形成された結合要素１１をさらに備える。アークギャップ１２も設けられ、サージプロテクタ又は空気火花ギャップとして形成され得る。
【００２７】
図２からも分かるように、２つの結合要素１１及び１つのアークギャップ１２が三相回路網５の各相６に設けられ、第１の結合要素１１、１３及び第２の結合要素１１、１４は互いに星形に接続され、点火電圧が、かかる星形に互いに接続された第１の結合要素１１、１３とかかる星形に互いに接続された第２の結合要素１１、１４との間の点火入力部１０に印加され得る。第２の結合要素１１、１４は、図２から分かるように、相６毎に、点火入力部１０に点火電圧を印加することにより、アークギャップ１２がアークを発生させるために点火するような態様で、それぞれアークギャップ１２にも接続される。
【００２８】
アークギャップにより、補助短絡が、参照符号で示されている第１の実施形態１５では、相６間に生成される。参照符号１６で示されている第２の実施形態１６では、補助短絡は、スターポイント１７に置換され得、又は、第３の実施形態１８では、参照符号１８で示されているように、接地されたスターポイント１９に置換され得る。第４の実施形態２０では、補助短絡は、参照符号２０で示されているように、モータ２１に置換が可能である。この場合、点線ボックス１５、１６、１８、２０は、それぞれの実施形態１５、１６、１８、２０に割り当てられたものであり、それぞれ相Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を通じて手段４に接続される。各実施形態１５、１６、１８、２９では、点火入力部１０に点火電圧を印加すると、例えば電圧過渡現象を印加すると、点火電圧は、結合要素１１、１３、１４を通じて点火可能アークギャップ１２に結合されるので、次いで、アークの点火により相６間に又は少なくとも２つの相６の間に補助短絡を発生させる。この種の短絡が発生した場合、実際に三相負荷１に通じている主電流経路の短絡電流は、それによってアークギャップ１２の生成済みアークに転流して、短絡電流は、それによって「バイパス」が作られた結果、もはや後続の開閉装置７及び三相負荷１に負荷をかけないようにし、したがって、開閉装置７及び三相負荷１は全く損傷を受けることはない。
【００２９】
図３に、点火パルスを発生させる手段３の例示的な一実施形態を示す。補助電圧源２３によって電圧が誘起されるコイル２２が設けられる。したがって、抵抗器２４の結果として電流がコイル２２によって駆動される。この場合はトランジスタなどの制御可能な半導体スイッチ２５によって電流を遮断することにより、コイル２２に誘起される電圧は、補助短絡を生成する手段４を点火するために、点火入力部１０から補助短絡を生成する手段４に点火エネルギーとして印加され得る。
【００３０】
図４に、三相負荷１における短絡を識別する手段２の例示的な一実施形態を示す。手段２は電流センサ２６を備え、電流センサ２６は、例えば、シャント抵抗器として、又はＰＴＣ、又はホールセンサ、又はロゴスキーコイルとして形成され、相６の電流経路内に設けられる。手段２はスイッチング閾値を識別する手段２７をさらに備え、手段２７は、予め定義されたスイッチング閾値、例えば、三相負荷１の公称電流の１０倍から２０倍を超えたときに短絡を識別し、参照符号２８で示されているように、識別された短絡を、点火パルスを発生させる手段３に信号で送る。図４からも分かるように、各相６は、電流センサ２６とスイッチング閾値を識別する関連手段２７とを備え、３つの手段２７は、この場合はダイオードによって形成されたＯＲリンク２９を通じて、短絡電流が１つの相６においてしか識別されていない場合でも、点火パルスを発生させる手段３にスイッチング閾値を超えているという信号を送る。
【符号の説明】
【００３１】
１  三相負荷
２  短絡を識別する手段
３  点火パルスを発生させる手段
４  補助短絡を生成する手段
５  三相回路網
６  相
７  開閉装置
８  短絡保護デバイス
９  ヒューズ
１０  点火入力部
１１  結合要素
１２  アークギャップ
１３  第１の結合要素
１４  第２の結合要素
１５  第１の実施形態
１６  第２の実施形態
１７  スターポイント
１８  第３の実施形態
１９  接地スターポイント
２０  第４の実施形態
２１  モータ
２２  コイル
２３  補助電圧源
２４  抵抗器
２５  半導体スイッチ
２６  電流センサ
２７  スイッチング閾値を識別する手段
２８  信号送信
２９  ＯＲリンク
【図１】
2014512789.tif 000003
【図２】
2014512789.tif 000004
【図３】
2014512789.tif 000005
【図４】
2014512789.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月16日(2013.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相系統内の三相負荷（１）の短絡保護用の装置であって、
装置（２、３、４）を三相回路網（５）に接続するための入力部と、
前記三相負荷（１）を前記装置（２、３、４）に接続するための出力部と、
手段（４）の点火により前記三相回路網（５）内に補助短絡を生成する前記手段（４）と、
前記三相負荷（１）における短絡を識別する手段（２）と、
前記短絡を識別したときに点火パルスを発生させる手段（３）と、
を備え、
前記補助短絡を生成する前記手段（４）及び前記短絡を識別する前記手段（２）が、前記入力部と前記出力部との間の電流経路内に設けられ、
前記補助短絡を生成する前記手段（４）が前記点火パルスによって点火可能であり、
前記点火パルスを発生させる前記手段（３）は、前記点火パルスが前記短絡を識別する前記手段（２）によって確立された短絡電流によって発生させられ得るような態様で形成される、装置。
【請求項２】
前記補助短絡を生成する前記手段（４）が、点火入力部（１０）、結合要素（１１、１３、１４）及び点火可能アークギャップ（１２）を備え、前記点火入力部（１０）、前記結合要素（１１、１３、１４）及び前記アークギャップ（１２）は、前記点火入力部（１０）に印加され得る点火パルスの形をとる点火電圧が、アークギャップに点火するために、前記結合要素（１１、１３、１４）を通じて前記アークギャップ（１２）に作用するような態様で形成され、前記アークギャップ（１２）は、前記補助短絡が前記三相回路網（５）の少なくとも２つの相（６）の間に前記アークギャップによって生成され得るような態様で形成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記結合要素（１１、１３、１４）がバリスタとして且つ／又はコンデンサとして形成され、前記アークギャップ（１２）がサージプロテクタとして且つ／又は火花ギャップとして形成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記三相回路網（５）の各相（６）に、２つの結合要素（１１、１３、１４）及び１つのアークギャップ（１２）が設けられ、各相（６）の第１の結合要素（１１、１３、１４）は、すべての第１の結合要素（１１、１３）が前記点火入力部（１０）で星形に互いに接続されるような態様で、各相（６）と前記点火入力部（１０）との間に接続され、各相（６）の第２の結合要素（１１、１４）は、すべての第２の結合要素（１１、１４）が前記点火入力部（１０）で星形に互いに接続されるような態様で、各アークギャップ（１２）の点火用の各相（６）に割り当てられた入力部と前記点火入力部（１０）との間に接続され、各相（６）と他の各相（６）又は接地との間の各アークギャップ（１２）は、前記点火入力部（１０）に印加される点火電圧が星形に互いに接続された前記第１の結合要素（１１、３）と星形に互いに接続された前記第２の結合要素（１１、１４）との間で降下するような態様で接続される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記短絡を識別する前記手段（２）が、電流センサ（２６）及びスイッチング閾値を識別する手段（２７）を備え、前記電流センサ（２６）が、前記三相回路網（５）の相（６）の電流経路内に配置され、前記スイッチング閾値を識別する前記手段（２７）が前記電流センサ（２６）と協調し、前記スイッチング閾値を識別する前記手段（２７）は、予め定義されたスイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が前記点火パルスを発生させる手段（３）に信号で送られるような態様で形成される、請求項１〜４の一項に記載の装置。
【請求項６】
前記三相回路網（５）の各相（６）が、各電流センサ（２６）及びスイッチング閾値を識別する各手段（２７）を備え、各スイッチング閾値を識別するすべての手段（２７）は、ただ１つの相（６）において前記スイッチング閾値を超えた場合に短絡の識別が前記点火パルスを発生させる前記手段（３）に信号で送られるような態様で、ＯＲ論理接続（２９）を通じて出力側で互いに接続される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記点火パルスを発生させる前記手段（３）がコイル（２２）を備え、前記コイル（２２）は、前記点火パルスが前記コイル（２２）へのエネルギーの印加を遮断することによって発生させられ得るような態様で、スイッチング可能な形でエネルギー源に接続される、請求項１〜６の一項に記載の装置。
【請求項８】
請求項１〜７の一項に記載の装置（２、３、４）及び半導体スイッチングデバイスを備える半導体開閉装置保護デバイスであって、前記半導体スイッチングデバイスが前記装置（２、３、４）の前記出力部に設けられ、前記三相負荷（１）に接続するために設計される、半導体開閉装置保護デバイス。
【請求項９】
三相系統内の三相負荷（１）の短絡保護を向上させる方法であって、
ａ）前記三相負荷（１）における短絡を識別するステップと、
ｂ）前記短絡を識別したときに点火パルスを発生させるステップと、
ｃ）前記点火パルスによって点火可能な手段（４）を用いて前記三相系統内に補助短絡を発生させるステップと、
を含む方法。
【国際調査報告】
2014512789.tif 000007
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