JP2774672B2 - 超電導限流器 - Google Patents
超電導限流器Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、超電導体のクエンチ現象を利用して交流電
路の渦電流を抑制する超電導限流器に関し、更に詳しく
は、クエンチした素子の超電導復帰を適確に行わせる超
電導限流器に関する。
路の渦電流を抑制する超電導限流器に関し、更に詳しく
は、クエンチした素子の超電導復帰を適確に行わせる超
電導限流器に関する。
（従来の技術） 配電線等の交流電路に３相短絡や地絡事故が発生する
と、数十〜数百kAにも及ぶ事故電流が流れ、配電系統お
よび機器に大きなダメージが与えられる。このような事
故電流を瞬間に検出して抑制するための限流技術の１つ
に最近超電導を利用したものが提案されている。
と、数十〜数百kAにも及ぶ事故電流が流れ、配電系統お
よび機器に大きなダメージが与えられる。このような事
故電流を瞬間に検出して抑制するための限流技術の１つ
に最近超電導を利用したものが提案されている。
第６図はこのような超電導を利用した従来の超電導限
流器の回路図である。同図において、１は電源、２は遮
断器、３は限流器、3aは超電導限流コイル、3b,3cは超
電導トリガコイル、3dはトリガスイッチ、3gはクエンチ
センサ、４は負荷、T1,T2,T3は限流器３の端子である。
流器の回路図である。同図において、１は電源、２は遮
断器、３は限流器、3aは超電導限流コイル、3b,3cは超
電導トリガコイル、3dはトリガスイッチ、3gはクエンチ
センサ、４は負荷、T1,T2,T3は限流器３の端子である。
第７図は前記限流コイル3aおよびトリガコイル3b,3c
からなる限流器３の内部構成を示す図である。限流器３
は、同図に示すように、同軸51の上に前記限流コイル3a
およびトリガコイル3b,3cが巻回されるとともに、限流
コイル3aの内側には２つのトリガコイル3b,3cが互いに
逆方向起磁力を発生するように無誘導状態に巻回され、
更にトリガコイル3b,3cは両端が互いに結線され、一端
は限流コイル3aの一端に接続されている。そして、限流
コイル3aは所定のインダクタンスを有する超電導リアク
トルを構成し、トリガコイル3b,3cは所定の電流値でク
エンチして超電導スイッチ機能を有するように構成され
ている。すなわち、第８図に示すように、限流コイル3a
およびトリガコイル3b,3cのそれぞれ発生磁束φa,φb,
φｃは相互に鎖交し合っているとともに、トリガコイル
3b,3cは互いに近接して逆巻されているめ、定常電流に
おいてその発生磁束φｂおよびφｃが打ち消し合い、無
誘導状態となっている。
からなる限流器３の内部構成を示す図である。限流器３
は、同図に示すように、同軸51の上に前記限流コイル3a
およびトリガコイル3b,3cが巻回されるとともに、限流
コイル3aの内側には２つのトリガコイル3b,3cが互いに
逆方向起磁力を発生するように無誘導状態に巻回され、
更にトリガコイル3b,3cは両端が互いに結線され、一端
は限流コイル3aの一端に接続されている。そして、限流
コイル3aは所定のインダクタンスを有する超電導リアク
トルを構成し、トリガコイル3b,3cは所定の電流値でク
エンチして超電導スイッチ機能を有するように構成され
ている。すなわち、第８図に示すように、限流コイル3a
およびトリガコイル3b,3cのそれぞれ発生磁束φa,φb,
φｃは相互に鎖交し合っているとともに、トリガコイル
3b,3cは互いに近接して逆巻されているめ、定常電流に
おいてその発生磁束φｂおよびφｃが打ち消し合い、無
誘導状態となっている。
このように構成された従来の超電導限流器において、
定常時には、電源１からの全電流は、遮断器２を通った
後、殆どの電流が無誘導の超電導トリガコイル3b,3cを
ほぼ均等に流れ、限流コイル3aには殆ど流れない。従っ
て、限流コイル3aの両端の電圧は極めて小さくなり、限
流コイル3aの両端の電圧を監視しているクエンチセンサ
3gは作動しない。そして、このような状態において、例
えば負荷４に短絡事故または地絡事故が発生し、これに
より過大な事故電流が負荷４に流れたとすると、この電
流はトリガコイル3b,3cにも流れ、トリガコイル3b,3cは
事故電流が該トリガコイルの臨界電流値に達するとクエ
ンチし、高抵抗体に転移する。トリガコイル3b,3cがク
エンチして、高抵抗になると、トリガコイル3b,3cに流
れていた回路電流は瞬時に限流コイル3a側に転流する。
この結果、限流コイル3aのリアクトル作用による回路電
流は所定の電流値に制限される。そして、限流コイル3a
の両端には、その制限電流と限流コイル3aのインピーダ
ンスとの積に比例した電圧が発生する。この限流コイル
3aの両端の電圧は、クエンチセンサ3gで検出され、これ
によりクエンチセンサ3gはトリガスイッチ3dを開放し、
トリガコイル3b,3cに流れるトリガコイル回路電流を遮
断し、トリガコイル3b,3cのジュール熱を零にし、超電
導復帰を助ける。
定常時には、電源１からの全電流は、遮断器２を通った
後、殆どの電流が無誘導の超電導トリガコイル3b,3cを
ほぼ均等に流れ、限流コイル3aには殆ど流れない。従っ
て、限流コイル3aの両端の電圧は極めて小さくなり、限
流コイル3aの両端の電圧を監視しているクエンチセンサ
3gは作動しない。そして、このような状態において、例
えば負荷４に短絡事故または地絡事故が発生し、これに
より過大な事故電流が負荷４に流れたとすると、この電
流はトリガコイル3b,3cにも流れ、トリガコイル3b,3cは
事故電流が該トリガコイルの臨界電流値に達するとクエ
ンチし、高抵抗体に転移する。トリガコイル3b,3cがク
エンチして、高抵抗になると、トリガコイル3b,3cに流
れていた回路電流は瞬時に限流コイル3a側に転流する。
この結果、限流コイル3aのリアクトル作用による回路電
流は所定の電流値に制限される。そして、限流コイル3a
の両端には、その制限電流と限流コイル3aのインピーダ
ンスとの積に比例した電圧が発生する。この限流コイル
3aの両端の電圧は、クエンチセンサ3gで検出され、これ
によりクエンチセンサ3gはトリガスイッチ3dを開放し、
トリガコイル3b,3cに流れるトリガコイル回路電流を遮
断し、トリガコイル3b,3cのジュール熱を零にし、超電
導復帰を助ける。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の超電導限流器においては、限流コイル
が限流状態にある時、限流コイル3aから発生する磁束φ
ａの大部分は第７図からわかるようにトリガコイル3b,3
cを鎖交する。従って、トリガスイッチ3dが開放すると
同時にトリガコイル3b,3cには鎖交磁束φａを打ち消す
方向に起電力eTCが誘起し、トリガコイル3b,3c内を循環
するループ電流iTCLが流れる。このループ電流iTCLの値
は起電力eTCのトリガコイルの内部インピーダンスZTCt
との比によって次式のように決定される。
が限流状態にある時、限流コイル3aから発生する磁束φ
ａの大部分は第７図からわかるようにトリガコイル3b,3
cを鎖交する。従って、トリガスイッチ3dが開放すると
同時にトリガコイル3b,3cには鎖交磁束φａを打ち消す
方向に起電力eTCが誘起し、トリガコイル3b,3c内を循環
するループ電流iTCLが流れる。このループ電流iTCLの値
は起電力eTCのトリガコイルの内部インピーダンスZTCt
との比によって次式のように決定される。
また、トリガコイルの内部インピーダンスZTCtはトリ
ガコイル3b,3cの自己インダクタンスL1およびL2と相互
インダクタンスＭ、およびクエンチによる素線抵抗分R1
およびR2とのベクトル和となり、次式のようになる。
ガコイル3b,3cの自己インダクタンスL1およびL2と相互
インダクタンスＭ、およびクエンチによる素線抵抗分R1
およびR2とのベクトル和となり、次式のようになる。
この内部インピーダンスZTCtはトリガコイル3b,3cの
超電導復帰が進む程（素線の超電導領域が広がる程）、
小さくなり、その分、ループ電流iTCLは逆に増大する。
この結果、常電導状態にある領域のジュール損を上昇さ
せることとなり、冷媒のヘリウムの消費量を増大させる
とともに、トリガコイルの超電導復帰を遅延させ、更に
は限流コイル3aの発生磁束φａを打ち消す方向に働き、
限流コイル3aのインダクタンスを低下させるという問題
がある。
超電導復帰が進む程（素線の超電導領域が広がる程）、
小さくなり、その分、ループ電流iTCLは逆に増大する。
この結果、常電導状態にある領域のジュール損を上昇さ
せることとなり、冷媒のヘリウムの消費量を増大させる
とともに、トリガコイルの超電導復帰を遅延させ、更に
は限流コイル3aの発生磁束φａを打ち消す方向に働き、
限流コイル3aのインダクタンスを低下させるという問題
がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、限流作動時におけるトリガコイルの誘起
電圧を最小にしてトリガコイルの超電導復帰時間を短く
し、発熱を抑え、冷媒は消費量を低減した超電導限流器
を提供することにある。
するところは、限流作動時におけるトリガコイルの誘起
電圧を最小にしてトリガコイルの超電導復帰時間を短く
し、発熱を抑え、冷媒は消費量を低減した超電導限流器
を提供することにある。
（課題を解決するため手段） 上記目的を達成するため、本発明の超電導限流器は、
交流電路の渦電流を制限する超電導リアクトルからなる
限流コイルおよび該限流コイルと同軸上に設けられ、所
定の電流値でクエンチする超電導無誘導コイルからなる
第１〜第４のトリガコイルを有し、第１のトリガコイル
と第４のトリガコイルとは直列に接続され、第２のトリ
ガコイルと第３のトリガコイルとは直列に接続され、こ
の第１および第４のトリガコイルの直列接続回路と第２
および第３のトリガコイルの直列接続回路とは互いに並
列に接続され、この並列接続回路の一端が前記限流コイ
ルに接続され、限流コイルから発生する磁束によって各
トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値が最小となる
ように構成されていることを要旨とする。
交流電路の渦電流を制限する超電導リアクトルからなる
限流コイルおよび該限流コイルと同軸上に設けられ、所
定の電流値でクエンチする超電導無誘導コイルからなる
第１〜第４のトリガコイルを有し、第１のトリガコイル
と第４のトリガコイルとは直列に接続され、第２のトリ
ガコイルと第３のトリガコイルとは直列に接続され、こ
の第１および第４のトリガコイルの直列接続回路と第２
および第３のトリガコイルの直列接続回路とは互いに並
列に接続され、この並列接続回路の一端が前記限流コイ
ルに接続され、限流コイルから発生する磁束によって各
トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値が最小となる
ように構成されていることを要旨とする。
（作用） 本発明の超電導限流器では、限流コイルからの発生磁
束によって各トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値
が最小値になるようにトリガコイルが構成されている。
束によって各トリガコイルに発生する誘起電圧の合成値
が最小値になるようにトリガコイルが構成されている。
（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる超電導限流器の回
路図である。同図に示す超電導限流器は、トリガコイル
の構成が異なる以外、第６図に示す超電導限流器と同じ
構成である。すなわち、第１図に示す超電導限流器のト
リガコイルは、第１〜第４のトリガコイル3B,3C,3D,3E
で構成されている。そして、第１のトリガコイル3Bと第
４のトリガコイル3Eとは直列に接続され、第２のトリガ
コイル3Cと第３のトリガコイル3Dとは直列に接続され、
このように直列接続された第１および第４のトリガコイ
ル3B,3Eと第２および第３のトリガコイル3C,3Dは互いに
並列に接続されている。
路図である。同図に示す超電導限流器は、トリガコイル
の構成が異なる以外、第６図に示す超電導限流器と同じ
構成である。すなわち、第１図に示す超電導限流器のト
リガコイルは、第１〜第４のトリガコイル3B,3C,3D,3E
で構成されている。そして、第１のトリガコイル3Bと第
４のトリガコイル3Eとは直列に接続され、第２のトリガ
コイル3Cと第３のトリガコイル3Dとは直列に接続され、
このように直列接続された第１および第４のトリガコイ
ル3B,3Eと第２および第３のトリガコイル3C,3Dは互いに
並列に接続されている。
更に詳細には、第１および第２のトリガコイル3Bおよ
び3Cは、第２図に示すように、限流コイル3aの内側に同
軸状に配設され、第３および第４のトリガコイル3Dおよ
び3Eは、第１および第２のトリガコイル3Bおよび3Cの内
側に同軸状に配設されているとともに、第１〜第４のト
リガコイル3B,3C,3D,3Eは、第３図に示すように、限流
時の誘起電圧が互いに打ち消し合うように接続され、こ
れによりトリガコイル内のループ電流を抑制するように
構成されている。すなわち、第３図に示すように、第１
および第３のトリガコイル3Bおよび3Dは右巻になってい
るのに対して、第２および第４のトリガコイル3Cおよび
3Eは反対に左巻になっている。この結果、限流コイル3a
からの発生磁束φａによって各トリガコイル3B,3C,3D,3
Eに第１図に示すように発生する誘起電圧ea,eb,ec,eeは
互いに打ち消し合い、ループ電流を低減するようになっ
ている。
び3Cは、第２図に示すように、限流コイル3aの内側に同
軸状に配設され、第３および第４のトリガコイル3Dおよ
び3Eは、第１および第２のトリガコイル3Bおよび3Cの内
側に同軸状に配設されているとともに、第１〜第４のト
リガコイル3B,3C,3D,3Eは、第３図に示すように、限流
時の誘起電圧が互いに打ち消し合うように接続され、こ
れによりトリガコイル内のループ電流を抑制するように
構成されている。すなわち、第３図に示すように、第１
および第３のトリガコイル3Bおよび3Dは右巻になってい
るのに対して、第２および第４のトリガコイル3Cおよび
3Eは反対に左巻になっている。この結果、限流コイル3a
からの発生磁束φａによって各トリガコイル3B,3C,3D,3
Eに第１図に示すように発生する誘起電圧ea,eb,ec,eeは
互いに打ち消し合い、ループ電流を低減するようになっ
ている。
また、上述したようにトリガコイルを構成することに
より、定常電流に対しては、第1,第２のトリガコイル3
B,3Cおよび第3,第４のトリガコイル3D,3Eは共に無誘導
コイルとして作用し、過大な事故電流に対しては瞬時に
クエンチして渦電流を抑制すると同時に事故電流を限流
コイル3a側に転流させるようになっている。また、限流
コイル3aは自己のリアクトル作用により事故電流を限流
すると同時に磁束φａを発生する。
より、定常電流に対しては、第1,第２のトリガコイル3
B,3Cおよび第3,第４のトリガコイル3D,3Eは共に無誘導
コイルとして作用し、過大な事故電流に対しては瞬時に
クエンチして渦電流を抑制すると同時に事故電流を限流
コイル3a側に転流させるようになっている。また、限流
コイル3aは自己のリアクトル作用により事故電流を限流
すると同時に磁束φａを発生する。
次に、作用を説明する。
定常状態においては、すなわち回路電流値がトリガコ
イルの臨界電流値以下の状態においては、回路電流の殆
どはトリガコイル3B,3C,3D,3Eを流れるため、限流コイ
ル3aによる磁束φａはほぼ零である。なお、右巻の第１
および第３のトリガコイル3Bおよび3Dは左巻の第２およ
び第４のトリガコイル3Cおよび3Eに対してコイル径が若
干大きくなるため、磁気的結合係数は−１とはならず、
僅かな漏れインダクタンスが発生する。しかしながら、
その値は一般に限流コイル3aのインダクタンス値よりも
はるかに小さいため、トリガコイル3B,3C,3D,3Eは実質
的に無誘導で抵抗零の素子として作用する。
イルの臨界電流値以下の状態においては、回路電流の殆
どはトリガコイル3B,3C,3D,3Eを流れるため、限流コイ
ル3aによる磁束φａはほぼ零である。なお、右巻の第１
および第３のトリガコイル3Bおよび3Dは左巻の第２およ
び第４のトリガコイル3Cおよび3Eに対してコイル径が若
干大きくなるため、磁気的結合係数は−１とはならず、
僅かな漏れインダクタンスが発生する。しかしながら、
その値は一般に限流コイル3aのインダクタンス値よりも
はるかに小さいため、トリガコイル3B,3C,3D,3Eは実質
的に無誘導で抵抗零の素子として作用する。
次に負荷４に事故電流が発生し、この電流値がトリガ
コイルの臨界電流値に達すると、トリガコイル3B,3C,3
D,3Eはほぼ同時にクエンチし、高抵抗体に転移して渦電
流を抑制する。この結果、事故電流は限流コイル3aの方
に転流し、限流コイル3aの両端の電圧が増大するととも
に、限流コイル3aから磁束φａが発生する。一方、クエ
ンチセンサ3gは限流コイル3aの両端の電圧からトリガコ
イルのクエンチ状態の発生を検出し、トリガスイッチ3d
を開放する。この結果、トリガコイル3B,3C,3D,3Eはフ
ローティング状態となり、電源１の影響から解放され
る。
コイルの臨界電流値に達すると、トリガコイル3B,3C,3
D,3Eはほぼ同時にクエンチし、高抵抗体に転移して渦電
流を抑制する。この結果、事故電流は限流コイル3aの方
に転流し、限流コイル3aの両端の電圧が増大するととも
に、限流コイル3aから磁束φａが発生する。一方、クエ
ンチセンサ3gは限流コイル3aの両端の電圧からトリガコ
イルのクエンチ状態の発生を検出し、トリガスイッチ3d
を開放する。この結果、トリガコイル3B,3C,3D,3Eはフ
ローティング状態となり、電源１の影響から解放され
る。
また、限流コイル3aから発生した磁束φａはトリガコ
イル3B,3C,3D,3Eを貫通するため、トリガコイル3B,3C,3
D,3Eには誘起電圧eb,ec,ed,eeが発生するが、これらの
誘起電圧は前述したように互いに打ち消すように発生す
る。すなわち、これらの誘起電圧の位相はほぼ同期し、
その方向は第１および第２のトリガコイル3B,3Cをプラ
ス方向とすると、第３および第４のトリガコイル3D,3E
はマイナス方向に発生する。従って、各誘起電圧の合成
値はeb＋ec−ed−eeとなって、打ち消し合い、極めて小
さな値になる。これに対して、トリガコイルの内部イン
ピーダンスは以下に説明するように直列構成数に比例し
て増大するので、トリガコイルに流れるループ電流は従
来に比較して極めて小さい値に抑制される。
イル3B,3C,3D,3Eを貫通するため、トリガコイル3B,3C,3
D,3Eには誘起電圧eb,ec,ed,eeが発生するが、これらの
誘起電圧は前述したように互いに打ち消すように発生す
る。すなわち、これらの誘起電圧の位相はほぼ同期し、
その方向は第１および第２のトリガコイル3B,3Cをプラ
ス方向とすると、第３および第４のトリガコイル3D,3E
はマイナス方向に発生する。従って、各誘起電圧の合成
値はeb＋ec−ed−eeとなって、打ち消し合い、極めて小
さな値になる。これに対して、トリガコイルの内部イン
ピーダンスは以下に説明するように直列構成数に比例し
て増大するので、トリガコイルに流れるループ電流は従
来に比較して極めて小さい値に抑制される。
すなわち、クエンチ後のトリガコイルは、超電導部分
と常電導部分とがランダムに混在しているが、その後ト
リガスイッチ3dが開放することにより電源１からの電流
の流入がなくなるため、全体的に超電導復帰に向かう。
この時のトリガコイルの内部インピーダンスZTCtは、ト
リガコイル3B,3C,3D,3Eの自己インダクタンスL1,L2,L3,
L4、各トリガコイル間の相互インダクタンスの合成値M0
およびトリガコイル内の常電導部の抵抗R1,R2,R3,R4の
値によって次式のように決定される。
と常電導部分とがランダムに混在しているが、その後ト
リガスイッチ3dが開放することにより電源１からの電流
の流入がなくなるため、全体的に超電導復帰に向かう。
この時のトリガコイルの内部インピーダンスZTCtは、ト
リガコイル3B,3C,3D,3Eの自己インダクタンスL1,L2,L3,
L4、各トリガコイル間の相互インダクタンスの合成値M0
およびトリガコイル内の常電導部の抵抗R1,R2,R3,R4の
値によって次式のように決定される。
ここで、M0の値について考えると、第1,第２のトリガ
コイル3B,3Cと第3,第４のトリガコイル3D,3Eとの径の比
（Rd）を変化させることにより、M0を−L0から＋L0まで
制御することが可能となる。すなわち、第1,第２のトリ
ガコイル3B,3Cと第3,第４のトリガコイル3D,3Eの径の比
（Rd）が１の時には、M0は−L0となり、比（Rd）が１よ
り大きくなるとともに、M0は＋L0に近づく。従って、比
（Rd）を適当に調整することによりM0を０にすることが
可能となり、この結果トリガコイルのインダクタンス
L1,L2,L3,L4の和が超電導復帰時のトリガコイルの内部
インピーダンスとして残ることになる。すなわち、トリ
ガコイルの内部インピーダンスZTCtは第3,第４のトリガ
コイル3D,3Eを追加し、これらのトリガコイルの径を相
違させることにより従来と同等の値にすることができ
る。従って、トリガコイルの超電導復帰時におけるルー
プ電流の最大値iTCLmは、次式のようになる。
コイル3B,3Cと第3,第４のトリガコイル3D,3Eとの径の比
（Rd）を変化させることにより、M0を−L0から＋L0まで
制御することが可能となる。すなわち、第1,第２のトリ
ガコイル3B,3Cと第3,第４のトリガコイル3D,3Eの径の比
（Rd）が１の時には、M0は−L0となり、比（Rd）が１よ
り大きくなるとともに、M0は＋L0に近づく。従って、比
（Rd）を適当に調整することによりM0を０にすることが
可能となり、この結果トリガコイルのインダクタンス
L1,L2,L3,L4の和が超電導復帰時のトリガコイルの内部
インピーダンスとして残ることになる。すなわち、トリ
ガコイルの内部インピーダンスZTCtは第3,第４のトリガ
コイル3D,3Eを追加し、これらのトリガコイルの径を相
違させることにより従来と同等の値にすることができ
る。従って、トリガコイルの超電導復帰時におけるルー
プ電流の最大値iTCLmは、次式のようになる。
iTCLm＝（ea＋eb−ee−ed） /（ω（L1＋L2＋L3＋L4） 従って、ループ電流は従来に比較して極めて小さい値
に抑制される。この結果、トリガコイルのジュール損失
は低減し、冷媒の気化量は減少し、超電導復帰時間を短
縮することができる。また、トリガコイルの完全超電導
復帰時のループ電流も大幅に低減することができるの
で、トリガコイルの再クエンチを防止し、確実に復帰さ
せることができる。
に抑制される。この結果、トリガコイルのジュール損失
は低減し、冷媒の気化量は減少し、超電導復帰時間を短
縮することができる。また、トリガコイルの完全超電導
復帰時のループ電流も大幅に低減することができるの
で、トリガコイルの再クエンチを防止し、確実に復帰さ
せることができる。
第４図および第５図は本発明の他の実施例に係わる超
電導限流器に使用される限流コイル3aおよびトリガコイ
ル3B,3C,3D,3Eの構成および接続を示す図である。同図
に示す限流コイル3aおよびトリガコイル3B,3C,3D,3E
は、限流コイル3aが最も内側に巻回され、その上に第３
および第４のトリガコイル3D,3Eが巻回され、更にその
上の一番外側に第１および第２のトリガコイル3B,3Cが
巻回されている点が前述した第１図〜第３図に示した実
施例と異なるものであり、その他の構成および作用は同
じである。
電導限流器に使用される限流コイル3aおよびトリガコイ
ル3B,3C,3D,3Eの構成および接続を示す図である。同図
に示す限流コイル3aおよびトリガコイル3B,3C,3D,3E
は、限流コイル3aが最も内側に巻回され、その上に第３
および第４のトリガコイル3D,3Eが巻回され、更にその
上の一番外側に第１および第２のトリガコイル3B,3Cが
巻回されている点が前述した第１図〜第３図に示した実
施例と異なるものであり、その他の構成および作用は同
じである。
なお、限流作動時のトリガコルの誘起電圧の合成値を
ほぼ零にするために、第1,第２のトリガコイル3B,3Cと
第3,第４のトリガコイル3D,3Eとの巻数比を相違させる
方法を用いてもよい。すなわち、限流コイル3aによる磁
束φａがコイル内部において均等に分布しているものと
考えると、トリガコイルの誘起電圧eb,ec,ed,eeはその
巻数Ｎとコイルの径Ｄの二乗に比例する。すなわち、 従って、eb≒ec≒ed≒eeの状態、すなわちトリガコイル
の合成誘起電圧を零とするには、コイル径の小さいトリ
ガコイル巻数をコイル径の大きいトリガコイルの巻数よ
りも増加させることにより解決することができる。
ほぼ零にするために、第1,第２のトリガコイル3B,3Cと
第3,第４のトリガコイル3D,3Eとの巻数比を相違させる
方法を用いてもよい。すなわち、限流コイル3aによる磁
束φａがコイル内部において均等に分布しているものと
考えると、トリガコイルの誘起電圧eb,ec,ed,eeはその
巻数Ｎとコイルの径Ｄの二乗に比例する。すなわち、 従って、eb≒ec≒ed≒eeの状態、すなわちトリガコイル
の合成誘起電圧を零とするには、コイル径の小さいトリ
ガコイル巻数をコイル径の大きいトリガコイルの巻数よ
りも増加させることにより解決することができる。
以上説明したように、本発明によれば、限流コイルか
らの発生磁束によって各トリガコイルに発生する誘起電
圧の合成値が最小値になるようにトリガコイルが構成さ
れているので、トリガコイルの限流時のループ電流を従
来に比例して極めて小さい値に抑制することができ、こ
の結果トリガコイルのジュール損失を低減し、冷媒の気
化量を減少し、超電導復帰時間を短縮することができ
る。また、トリガコイルの完全超電導復帰時のループ電
流も大幅に低減することができるので、トリガコイルの
再クエンチを防止し、確実に復帰させることができる。
らの発生磁束によって各トリガコイルに発生する誘起電
圧の合成値が最小値になるようにトリガコイルが構成さ
れているので、トリガコイルの限流時のループ電流を従
来に比例して極めて小さい値に抑制することができ、こ
の結果トリガコイルのジュール損失を低減し、冷媒の気
化量を減少し、超電導復帰時間を短縮することができ
る。また、トリガコイルの完全超電導復帰時のループ電
流も大幅に低減することができるので、トリガコイルの
再クエンチを防止し、確実に復帰させることができる。
第１図は本発明の一実施例に係わる超電導限流器の回路
図、第２図は第１図の超電導限流器の限流器素子の構成
を示す図、第３図は第２図の限流器素子を構成する各コ
イルの磁気的結合状態と内部接続を示す図、第４図は本
発明の他の実施例の超電導限流器に使用される限流器素
子の構成を示す図、第５図は第４図の限流器素子を構成
する各コイルの磁気的結合状態および内部接続を示す
図、第６図は従来の超電導限流器の回路図、第７図は第
６図の超電導限流器に使用される限流器素子の構成を示
す図、第８図は第７図の限流器素子の各コイルの磁気的
結合状態および内部接続を示す図である。 ３……限流器、 3a……限流コイル、 3B,3C,3D,3E……トリガコイル、 3d……トリガスイッチ、 3g……クエンチセンサ。
図、第２図は第１図の超電導限流器の限流器素子の構成
を示す図、第３図は第２図の限流器素子を構成する各コ
イルの磁気的結合状態と内部接続を示す図、第４図は本
発明の他の実施例の超電導限流器に使用される限流器素
子の構成を示す図、第５図は第４図の限流器素子を構成
する各コイルの磁気的結合状態および内部接続を示す
図、第６図は従来の超電導限流器の回路図、第７図は第
６図の超電導限流器に使用される限流器素子の構成を示
す図、第８図は第７図の限流器素子の各コイルの磁気的
結合状態および内部接続を示す図である。 ３……限流器、 3a……限流コイル、 3B,3C,3D,3E……トリガコイル、 3d……トリガスイッチ、 3g……クエンチセンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲つる▼永 和行 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 澤村 光仁 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 伊藤 大佐 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝総合研究所内 (72)発明者 増田 義久 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東 芝府中工場内 (56)参考文献 特開 平２−202320（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−294222（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266827（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−101926（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−259725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02H 9/02
Claims (1)
- 【請求項１】交流電路の渦電流を制限する超電導リアク
トルからなる限流コイルおよび該限流コイルと同軸上に
設けられ、所定の電流値でクエンチする超電導無誘導コ
イルからなる第１〜第４のトリガコイルを有し、第１の
トリガコイルと第４のトリガコイルとは直列に接続さ
れ、第２のトリガコイルと第３のトリガコイルとは直列
に接続され、この第１および第４のトリガコイルの直列
接続回路と第２および第３のトリガコイルの直列接続回
路とは互いに並列に接続され、この並列接続回路の一端
が前記限流コイルに接続され、限流コイルから発生する
磁束によって各トリガコイルに発生する誘起電圧の合成
値が最小となるように構成されていることを特徴とする
超電導限流器。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2168526A JP2774672B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超電導限流器 |
| EP91110671A EP0464679B1 (en) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | Superconducting AC current limiter equipped with quick-recoverable trigger coils |
| DE69107912T DE69107912T2 (de) | 1990-06-28 | 1991-06-27 | Supraleitender Wechselstrombegrenzer mit schnell rückstellbaren Auslösewicklungen. |
| US07/723,307 US5225956A (en) | 1990-06-28 | 1991-06-28 | Superconducting ac current limiter equipped with quick-recoverable trigger coils |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168526A JP2774672B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 超電導限流器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458725A JPH0458725A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2774672B2 true JP2774672B2 (ja) | 1998-07-09 |
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ID=15869656
Family Applications (1)
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| EP (1) | EP0464679B1 (ja) |
| JP (1) | JP2774672B2 (ja) |
| DE (1) | DE69107912T2 (ja) |
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| FR2691591A1 (fr) * | 1992-05-25 | 1993-11-26 | Alsthom Gec | Limiteur de courant hybride supraconducteur pour réseau alternatif haute tension. |
| JP3322021B2 (ja) * | 1994-08-22 | 2002-09-09 | カシオ計算機株式会社 | 情報機器 |
| US5965959A (en) * | 1996-07-02 | 1999-10-12 | American Superconductor Corporation | Superconducting magnets and power supplies for superconducting devices |
| DE19628358C1 (de) * | 1996-07-13 | 1998-01-22 | Karlsruhe Forschzent | Supraleitender Kurzschlußstrombegrenzer |
| US5708561A (en) * | 1996-08-13 | 1998-01-13 | Vivek R. Huilgol | Portable computer having display slidably and rotatably mounted for movement between landscape and portrait orientation and to open and close speaker ports |
| US5892644A (en) * | 1997-11-20 | 1999-04-06 | The University Of Chicago | Passive fault current limiting device |
| AU2001260837A1 (en) * | 2000-05-11 | 2001-11-20 | Canterbury TX Limited | Partial core, low frequency transformer |
| DE10231915B4 (de) * | 2002-07-09 | 2005-07-07 | Siemens Ag | Supraleiteranordnung für ein Wechselspannungsnetz |
| GB0411035D0 (en) * | 2004-05-18 | 2004-06-23 | Diboride Conductors Ltd | Croygen-free dry superconducting fault current limiter |
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| KR100763163B1 (ko) * | 2005-12-02 | 2007-10-08 | 엘에스산전 주식회사 | 재폐로 동작이 가능한 초전도 한류 시스템 |
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| US7701677B2 (en) * | 2006-09-07 | 2010-04-20 | Massachusetts Institute Of Technology | Inductive quench for magnet protection |
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| US7724483B2 (en) * | 2008-03-19 | 2010-05-25 | General Electric Company | Systems and methods involving protection of superconducting generators for power applications |
| US8739396B2 (en) * | 2010-06-17 | 2014-06-03 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Technique for limiting transmission of fault current |
| JP6786453B2 (ja) * | 2017-08-04 | 2020-11-18 | 矢崎総業株式会社 | サージ電圧低減部材 |
| CN109193597B (zh) * | 2018-08-02 | 2022-09-27 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于直流***短路故障的高温超导直流限流器 |
| CN109342504B (zh) * | 2018-11-20 | 2022-09-20 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种测量超导带材的失超恢复特性的装置和方法 |
| CN109545498A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 北京英纳超导技术有限公司 | 一种用于保护高温超导线圈的绕组结构 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4336561A (en) * | 1980-01-28 | 1982-06-22 | Westinghouse Electric Corp. | Superconducting transformer |
| FR2600206B1 (fr) * | 1985-12-05 | 1988-08-19 | Alsthom | Limiteur de courant alternatif |
| DE68912431T2 (de) * | 1988-07-13 | 1994-07-07 | Toshiba Kawasaki Kk | Supraleitender Schalter und Strombegrenzer unter Verwendung eines solchen Schalters. |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2168526A patent/JP2774672B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-06-27 EP EP91110671A patent/EP0464679B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-27 DE DE69107912T patent/DE69107912T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-28 US US07/723,307 patent/US5225956A/en not_active Expired - Fee Related
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| US5225956A (en) | 1993-07-06 |
| EP0464679A2 (en) | 1992-01-08 |
| DE69107912D1 (de) | 1995-04-13 |
| DE69107912T2 (de) | 1995-08-31 |
| EP0464679B1 (en) | 1995-03-08 |
| JPH0458725A (ja) | 1992-02-25 |
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