(57)【要約】【解決手段】限流装置ＣＬを、互いに逆向きに無誘導巻にして配置されているとともに一端同士が接続された、無誘導巻きトランスＴｒを構成する２個のコイル２、３と、一方のコイル３の両端間に配置されたアレスタ４と、該アレスタの一端に直列に接続された第１開閉器５と第２開閉器６と、該第１開閉器と第２開閉器の接続点を介して、前記一方のコイルの一端に接続された第３開閉器７と、前記もう一方のコイルの両端間に接続された抵抗体８とから構成したものである。【効果】事故過電流を、少なくとも、交流周波数の１／２サイクル以内の短時間に限流することができ、よって、交流回路を、確実に、且つ、迅速に、事故過電流から保護することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに逆向きに無誘導巻にして配置されているとともに一端同士が接続された、無誘導巻きトランスを構成する２個のコイルと、一方のコイルの両端間に配置されたアレスタと、該アレスタの一端に直列に接続された第１開閉器と第２開閉器と、該第１開閉器と第２開閉器の接続点を介して、前記一方のコイルの一端に接続された第３開閉器と、前記もう一方のコイルの両端間に接続された抵抗体とから構成されていることを特徴とする限流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流回路の事故過電流の抑制に用いる限流装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
交流回路の事故過電流は、予想をはるかに越えた過大な事故過電流が交流回路に流れ、電気機器等の容量を超えることとなる。そのための対策として、事故過電流からの交流回路の保護として、事故過電流を速やかに制御するため限流装置が提案されている。
【０００３】
従来の限流装置は、磁気回路を構成する鉄心に、無誘導巻に巻装した２個のコイルの一方のコイルの両端間に、サイリスタの極性を逆極性に並列接続した双方向サイリスタ回路を配置したもので、通常時においては、双方向サイリスタ回路は、ＯＦＦ状態を保ってコイルのインピーダンスを最小にし、交流回路への影響を最小限にとどめている。そして、事故過電流時においては、検知器が事故過電流を検知して、サイリスタ回路をＯＮ状態にし、双方向サイリスタ回路が接続したコイルを短絡して、無誘導巻が崩れ、高インピーダンスとなる。コイルが高インピーダンスになることで、事故過電流を低減して、事故過電流が速やかに、所定値以下となるように構成されている。
【０００４】
一例として、上述した磁気鉄心に無誘導巻に巻装した２個のコイルの一方のコイルの両端間に、サイリスタの極性を逆極性に並列接続した双方向サイリスタ回路からなる限流装置が、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−７７４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した磁気鉄心に無誘導巻に巻装した２個のコイルの一方のコイルの両端間に、サイリスタの極性を逆極性に並列接続した双方向サイリスタ回路からなる限流装置において、検知器が事故過電流を検知し、双方向サイリスタ回路をＯＮ動作して、コイルを短絡し高インピーダンスにして速やかに事故過電流を限流することができるが、サイリスタ回路のＯＮ又はＯＦＦ動作時に、高周波信号が発生し、この高周波信号が、周辺電気機器等に弊害を与えることになるので、この対策が必要となり、設備の大型化や高コストが惹起されるという問題があった。
【０００７】
また、交流回路の事故過電流は、過大な過電流となり、サイリスタ回路のサイリスタは、電流容量の大型のものが必要となり、ここでも高コストとなるという問題があった。
【０００８】
更に、サイリスタ回路のＯＮ又はＯＦＦ動作時に、大きな雑音を生じるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、上述した従来の限流装置が有する課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述した目的を達成するために、限流装置を、互いに逆向きに無誘導巻にして配置されているとともに一端同士が接続された、無誘導巻きトランスを構成する２個のコイルと、一方のコイルの両端間に配置されたアレスタと、該アレスタの一端に直列に接続された第１開閉器と第２開閉器と、該第１開閉器と第２開閉器の接続点を介して、前記一方のコイルの一端に接続された第３開閉器と、前記もう一方のコイルの両端間に接続された抵抗体とから構成したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上述した構成を有しているので、以下に記載する効果を奏することができる。
【００１２】
限流装置を上述したように構成することにより、事故過電流が交流回路に流れると、第１開閉器及び第２開閉器が閉状態から開状態に、また、第３開閉器が開状態から閉状態に切り替わるとともに、アレスタの放電動作により、第２開閉器のアーク放電が消滅し、事故過電流が、アーク放電が生じている第１開閉器と第３開閉器に流れることになり、従って、互いに逆向きに無誘導巻に巻装された２個のコイルの無誘導巻のバランスが崩れ、コイルが高インピーダンスとなり、高インピーダンスのコイルと抵抗体との合成インピーダンスにより、事故過電流を、少なくとも、交流周波数の１／２サイクル以内の短時間に限流することができ、よって、交流回路を、確実に、且つ、迅速に、事故過電流から保護することができる。
【００１３】
また、第３開閉器を用いてコイルを短絡するように構成したので、高周波を含む雑音の発生を防止することができ、安価で大電流容量が容易に取得可能な限流装置を提供することができる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、何ら、実施例に限定されるものではない。
【００１５】
１は、磁気鉄心であり、２と３は、コイルであり、このコイル２，３は、磁気鉄心１に、互いに逆向きに無誘導巻きにして配置され、コイル２，３の一端同士は互いに接続されている。磁気鉄心１と互いに逆向きに無誘導巻にして配置されたコイル２，３とにより、無誘導巻きトランスＴｒが構成されている。
【００１６】
４は、コイル２の両端間に接続され配置されたアレスタであり、５は、第１開閉器であり、６は、第２開閉器であり、この第１開閉器５と第２開閉器６は直列に接続されている。また、第１開閉器５と第２開閉器６の接続点と、コイル２の一端との間には、第３開閉器７が接続されており、第２開閉器６の一端は、コイル２の他端に接続され、更に、第１開閉器５の一端は、交流回路の線路Ｌ１に接続されている。
【００１７】
８は、コイル３の両端間に接続され配置された抵抗体であり、抵抗体８は、コイル３の他端を介して、交流回路の線路Ｌ２の端子ｔ２に接続されている。
【００１８】
９は、線路Ｌ１の端子ｔ１と第１開閉器５との間に配置された、過電流を検出する電流検出器であり、１０は、第１開閉器５の開閉動作を制御する第１開閉器制御器であり、１１は、第２開閉器６の開閉動作を制御する第２開閉器制御器であり、１２は、第３開閉器７の開閉動作を制御する第３開閉器制御器である。過電流を電流検出器９が検出すると、検出信号を、第１開閉器制御器１０、第２開閉器制御器１１及び第３開閉器制御器１２に送って、第１開閉器制御器１０と第２開閉器制御器１１とを介して、通常時は閉じられている第１開閉器５と第２開閉器６とを、それぞれ開動作とするとともに、第３開閉器制御器１２を介して、通常時は開いている第３開閉器７を閉動作とするものである。
【００１９】
上述したような構成部材により、本発明の限流装置ＣＬが構成されている。
【００２０】
次に、上述した構成を有する限流装置ＣＬの動作について説明する。
【００２１】
通常時においては、交流回路の線路Ｌ１には、過電流が流れていないので、電流検出器９は不動作を保ち、第１開閉器５及び第２開閉器６は閉状態を保持し、互いに逆向きに無誘導巻に巻装されたコイル２とコイル３のインダクタンスによるインピーダンスは、ほぼ零Ωの低抵抗状態となっている。また、第３開閉器７は開状態を維持している。
【００２２】
そして、通常時は、電流は、図１に点線で示されているように、端子ｔ２−線路Ｌ２−コイル３−コイル２−第２開閉器６−第１開閉器５−線路Ｌ１−端子ｔ１、又は、その逆の端子ｔ１−線路Ｌ１−第１開閉器５−第２開閉器６−コイル２−コイル３−線路Ｌ２−端子ｔ２のように流れる。
【００２３】
事故等による事故過電流が交流回路に流れると、電流検出器９が過電流を検出して、検出信号を、第１開閉器制御器１０及び第２開閉器制御器１１に送って、図２に示されているように、第１開閉器５及び第２開閉器６を閉状態から開状態に制御するとともに、検出信号を、第３開閉器制御器１２に送って、第３開閉器７を、開状態から閉状態に制御する。このとき、第１開閉器５及び第２開閉器６には、事故過電流の高電圧が印加し、第１開閉器５及び第２開閉器６にはアーク放電が生じるが、アレスタ４が放電動作して、第２開閉器６のアーク放電が消滅するように構成されている。
【００２４】
第２開閉器６がアーク放電を停止し開状態となると、事故過電流は、アーク放電が生じている第１開閉器５と第３開閉器７に流れ、第３開閉器７の閉短絡により、互いに逆向きに無誘導巻に巻装されたコイル２とコイル３の無誘導巻のバランスが崩れ、コイル３が高インピーダンスとなり、高インピーダンスのコイル３と抵抗体８との合成インピーダンスにより、事故過電流は限流された電流となる。
【００２５】
前述の通り、事故過電流は、第２開閉器６が開状態であるので、線路Ｌ１の端子ｔ１から、アーク放電が生じている第１開閉器５及び閉じた状態の第３開閉器７を経て、コイル３と抵抗体８の両方に流れ、線路Ｌ２の端子ｔ２に流れることになる。このように、事故過電流は、コイル３と抵抗体８の合成インピーダンスで制御され限流される。
【００２６】
上述したように、事故過電流は、図２に点線で示されているように、端子ｔ１−線路Ｌ１−放電状態の  第１開閉器５−第３開閉器７−コイル３及び抵抗体８−線路Ｌ２−端子ｔ２のように流れることになる。
【００２７】
事故過電流が限流されると、第１開閉器５のアーク放電も維持できなくなり、第１開閉器５が開状態となり、事故過電流が消滅する。このようにして、交流回路は遮断されるので、交流回路を、事故過電流から保護することができる。
【００２８】
事故過電流が、消滅すると、電流検出器９は、検出信号の発信を中止する。すると、第１開閉器制御器１０、第２開閉器制御器１１及び第３開閉器制御器１２は、第１開閉器５及び第２開閉器６を、元の開状態になるように制御するとともに、第３開閉器７を、元の閉状態となるように制御する。更に、コイル２，３は、無誘導巻状態に正常に復帰し、次の事故過電流に備える。
【００２９】
もし、事故過電流が何らかの原因で、所定の電流まで限流に至らない場合、第１開閉器５のアーク放電は続くことになるが、図３に示されているように、交流回路は、１／２サイクル毎に、零（０）ボルト点を通過する交番電圧であり、また、電流は限流された状態であるから、零（０）ボルト点を通過した時点で、アーク放電は消滅することになる。即ち、最長時間でも、交流回路の交流周波数の１／２サイクル（５０サイクルの場合で、１０ｍｓ）以内で限流され、第１開閉器５は、開回路となり、交流回路を、事故過電流から保護することができる。
【００３０】
また、第１開閉器５が開状態になった瞬間、コイル３の両端に極めて大きい過度電圧が発生するが、コイル３の両端間には抵抗体８が接続されているので、抵抗体８が過度電圧を放電して、過度電圧を安全に吸収することができる。
【００３１】
実験によれば、例えば、交流電圧の６，６００Ｖ（ボルト）を印加し、コイル３のリアクタンスを７ｍＨで、第１開閉器５及び第２開閉器６を開放動作すると、コイル３の両端間に、２６０×１０6 Ｖの高電圧が瞬間的に発生する。このコイル３の両端間に２．６Ωの抵抗体８を接続して、同様の実験をした結果、コイル３の両端間には、２０×１０3 Ｖの電圧が瞬間的に発生した。この実験の結果、コイル３に抵抗体８を配置した場合と、抵抗体８を配置しない場合との比較においては、抵抗体８を配置した場合のコイル３の両端電圧が著しく低い電圧に抑えられることになる。
【００３２】
上記の実験から、抵抗体８は、事故過電流を限流するとともに、コイル３の両端間に発生する瞬間高電圧も低い電圧にすることになる。
【００３３】
上述したように、電流検出器９が、事故過電流を検出すると、電流検出器９からの検出信号により、第１開閉器制御器１０及び第２開閉器制御器１１を介して、第１開閉器５と第２開閉器６を閉状態から開状態にするとともに、第３開閉器制御器１２を介して、第３開閉器７を開状態から閉状態にする。このとき、第１開閉器５及び第２開閉器６の開放動作時に、事故過電流により、第１開閉器５及び第２開閉器６にアーク放電が生じるが、即座に、アレスタ４が放電動作して、第２開閉器６のアーク放電を低い電圧にし、従って、第２開閉器６のアーク放電は、放電を維持することができずに消滅し、第２開閉器６は開放されることになる。
【００３４】
すると今度は、事故過電流は、第１開閉器５から第３開閉器７に流れるが、第３開閉器７の短絡により、コイル２、３はバランスを失い、コイル３が高インピーダンスとなり、コイル３の高インピーダンスで、事故過電流は、限流された小さな電流に処理されるとともに、第１開閉器５のアーク放電は、放電を維持することができずに消滅し、第１開閉器５は開放され、交流回路の線路Ｌ１、Ｌ２は遮断され、従って、交流回路は、事故過電流から保護されることになる。
【００３５】
上述したように、第３開閉器７が閉状態にすると、コイル２，３はバランスを失い、コイル３に事故過電流が流れることになるが、事故過電流は、コイル３の両端間に接続しされた抵抗体８にも流れ、コイル３と抵抗体８の大きな合成インピーダンスにより、顕著に限流されることになる。
【００３６】
上述したように、コイル３が高インピーダンスで事故過電流を限流するとき、瞬間的に端子ｔ１、ｔ２間に高電圧が発生するが、コイル３の両端間に接続された抵抗体８が、高電圧を吸収して低い電圧にすることができるので、コイル３を損傷から保護することができる。
【００３７】
また、上述したように、第３開閉器７を用いてコイル２を短絡するので、高周波を含む雑音も発生させず、安価で大電流容量が容易に取得可能な限流装置を提供できる。
【００３８】
上述した実施例においては、磁気鉄心１と互いに逆向きに無誘導巻にして配置されたコイル２，３とにより、無誘導巻きトランスＴｒが構成されているが、磁気鉄心１を省略することもできる。なお、磁気鉄心１を配設することにより、磁気コイルとしてコイル２、３のインピーダンス分が大きくなり、従って、更に限流効果を高めることができるので、磁気鉄心１を配設することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の限流装置の通常時の構成図である。
【図２】図２は、本発明の限流装置の事故過電流が流れた状態の構成図である。
【図３】図３は、本発明の限流装置の交流回路の交番電圧を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
ＣＬ・・・・・・・・・限流装置
Ｌ１、Ｌ２・・・・・・交流回路の線路
Ｔｒ・・・・・・・・・無誘導巻きトランス
１・・・・・・・・・・磁気鉄心
２・・・・・・・・・・コイル
３・・・・・・・・・・コイル
４・・・・・・・・・・アレスタ
５・・・・・・・・・・第１開閉器
６・・・・・・・・・・第２開閉器
７・・・・・・・・・・第３開閉器
８・・・・・・・・・・抵抗体
９・・・・・・・・・・電流検出器
１０・・・・・・・・・第１開閉器制御器
１１・・・・・・・・・第２開閉器制御器
１２・・・・・・・・・第３開閉器制御器
【図１】
2007221957.tif 000003
【図２】
2007221957.tif 000004
【図３】
2007221957.tif 000005