JPH0119235B2 - - Google Patents

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JPH0119235B2
JPH0119235B2 JP55050501A JP5050180A JPH0119235B2 JP H0119235 B2 JPH0119235 B2 JP H0119235B2 JP 55050501 A JP55050501 A JP 55050501A JP 5050180 A JP5050180 A JP 5050180A JP H0119235 B2 JPH0119235 B2 JP H0119235B2
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JP
Japan
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voltage
varistor
resistor
transformer
current
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JP55050501A
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English (en)
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JPS55156302A (en
Inventor
Richaado Haaman Jon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS55156302A publication Critical patent/JPS55156302A/ja
Publication of JPH0119235B2 publication Critical patent/JPH0119235B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/06Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage using spark-gap arresters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/043Protection of over-voltage protection device by short-circuiting

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸化亜鉛バリスタ用の保護回路に関す
るものである。
直列コンデンサ保護装置においては、非線形の
酸化亜鉛バリスタを使用することにより、保護す
べき直列コンデンサに加わる電圧の大きさを制限
することができる。正規の動作条件下で直列コン
デンサに負荷電流が流れる場合、コンデンサに加
わる電圧は負荷電流と容量性リアクタンスとの積
に等しい。かかるコンデンサの耐電圧は、負荷電
流によつて生じるコンデンサ電圧がその耐電圧能
力より十分に低くなるように選ばれる。また、バ
リスタ特性は正規の負荷電流条件下におけるバリ
スタ電流が数ミリアンペアに制限されるように選
ばれる。ところが、直列コンデンサの接続された
送電線路にたとえば一線接地のごとき故障が起こ
ると、コンデンサを通る電流は増加する。かかる
電流の増加はコンデンサ電圧を上昇させるわけ
で、そのコンデンサ電圧が十分に高ければコンデ
ンサの耐電圧能力を越えることになる。このよう
にしてコンデンサに過大な電圧が加わるのを防止
するため、それの原因となる故障電流を流すため
の迂回路が酸化亜鉛バリスタによつて与えられ
る。しかしながら、送電線路の故障状態において
は酸化亜鉛バリスタの内部を電流が流れるとは言
え、長時間にわたつて流し続ければバリスタの内
部で過大な量のエネルギーが消費され、そのため
バリスタが損傷を受けることもある。それ故、バ
リスタ自体の内部において消費される全エネルギ
ーを制限するために何らかの手段を設けなければ
ならない。
過大なエネルギー消費からバリスタを保護する
ために通例使用される手段の1つは、故障状態に
おいて発生するエネルギーの少なくとも一部を分
流させるための並列エアギヤツプを設けることで
ある。このようなトリガ式エアギヤツプの使用に
伴う問題としては、バリスタの内部でエネルギー
が消費される速度が過大となる時点を判定するこ
とが必要である。また、バリスタの内部における
エネルギーの消費される速度が大き過ぎる場合に
は、かかるエアギヤツプではバリスタの損傷が生
じるよりも早く動作するだけの余裕がない。
米国特許第4174529号明細書中には、保護すべ
きバリスタの内部において消費されるエネルギー
の量およびエネルギーが消費される速度を測定す
るための回路が記載されている。ところがその後
になつて、バリスタの故障を防止するためにバリ
スタ電流を分流させなければならない時点はエネ
ルギー消費の速度それ自体から判定し得ることが
見出された。特に、故障が保護すべきバリスタに
比較的近接した地点で起こり、従つて故障電流に
対して限流インピーダンスを与える送電線路のイ
ンダクタンスが比較的小さい場合にそれが言え
る。エネルギーの増加速度は故障電流の一次関数
であるから、バリスタの内部におけるエネルギー
消費速度が過大となる時点を判定するために故障
電流を使用することができる。
さて本発明は、故障電流をサンプリングするこ
とによつてエネルギー増加速度を検出し、そして
バリスタの損傷が生じる前に故障電流をバリスタ
から分流させるためトリガ式エアギヤツプに高圧
パルスを供給するような簡略化された改良回路を
提供するものである。
以下、添付の図面を参照しながら本発明を一層
詳しく説明しよう。
第1図には、送電線路の直列コンデンサを保護
するために使用される改良された直列コンデンサ
保護回路が示されている。コンデンサ11に加わ
る電圧が過大となる時にコンデンサ11を通つて
流れる電流を分流させるため、コンデンサ11と
並列に金属酸化物バリスタ10が接続されてい
る。過大な電圧が生じるのは、たとえば、送電線
路に一線接地のごとき故障が起こつた場合であ
る。また、バリスタ10の内部におけるエネルギ
ー消費の大きさ及び速度が過大となる時にバリス
タ10およびコンデンサ11の側路として役立つ
ように、バリスタ10およびコンデンサ11の両
方と並列にトリガ式エアギヤツプ12が接続され
ている。更にエアギヤツプ12が導通状態となつ
た時にエアギヤツプ12およびコンデンサ11を
通つて流れる電流を制限するため、エアギヤツプ
12と直列に誘導性素子13が接続されている。
感知装置14はバリスタ10を通つて流れる電流
を監視するもので、それによつてパルス変圧器T
に入力が供給され、次いで変圧器Tによつてエア
ギヤツプ12に高圧パルスが供給される。かかる
直列コンデンサ保護回路は端子Lおよび共通端子
Gにおいて送電線路に接続されている。
感知装置14はバリスタ10を通つて流れる電
流を監視する変流器CTを含んでいて、送電線路
に故障が発生した場合にのみパルス変圧器Tに入
力を供給する。
変流器CTは負荷抵抗器R1の両端および抵抗器
R2の一端に接続されている。抵抗器R2の他端は
非線形抵抗器Zの一端および変圧器Tの低圧巻線
の一端に接続されている。また、非線形抵抗器Z
の他端は接地されている。非線形抵抗器Zは所定
のターンオン電圧を有する酸化亜鉛バリスタから
成つている。なお、電圧依存性を示すその他のス
イツチ素子(たとえばツエナダイオード)を使用
することもできる。
上記の回路がバリスタ10の内部における高い
エネルギー増加速度を検出して低圧パルスを発生
する機構を説明すれば次の通りである。バリスタ
10の内部にエネルギーが吸収される速度はバリ
スタ10を通つて流れる電流に比例するから、バ
リスタ10の内部にエネルギーが吸収される速度
はバリスタ電流の波高値から決定することができ
る。バリスタ電流は抵抗器R1の両端間に発生す
る電圧によつて表わされる。それ故、バリスタ1
0の内部におけるエネルギー消費速度は抵抗器
R1の両端間に発生する波高電圧の大きさによつ
て表わされる。かかる電圧の大きさは抵抗器R2
と非線形抵抗器Zとの組合わせによつて感知され
る。非線形抵抗器Zはバリスタやツエナダイオー
ドのごとき電圧依存性のスイツチである。抵抗器
R1の両端間の電圧が非線形抵抗器Zのターンオ
ン電圧より低い時には、抵抗器R2および非線形
抵抗器Zを通つて流れる電流は極めて僅かである
から、抵抗器R1の両端間に発生する電圧のほと
んど全部が非線形抵抗器Zの両端間に現われる。
抵抗器R1の両端間の電圧が非線形抵抗器Zのタ
ーンオン電圧より高い時には、抵抗器R2および
非線形抵抗器Zを通つて電流が流れる。その結
果、抵抗器R2の両端間には非線形抵抗器Zのタ
ーンオン電圧を越える電圧が現われる。抵抗器
R2の両端間の電圧が抵抗器R1の両端間の全電圧
に比べて小さくなるようにすれば、非線形抵抗器
Zのターンオン電圧を僅かに越える電圧値によつ
て変圧器Tに所要の電圧パルスが印加されること
になる。このようにすれば、回路の感度が上昇
し、従つて所定の値を僅かに越える故障電流が感
知される。抵抗器R2の両端間の電圧は、変圧器
Tにより、トリガ式エアギヤツプ12の動作を開
始させるのに十分な値にまで上昇させられる。抵
抗器R1の両端間の電圧は大幅に変動するから、
抵抗器R2の両端間に並列の非線形抵抗器を接続
してもよい。そうすれば、抵抗器R2の両端間に
現われる最大電圧が制限され、従つて過大な電圧
パルスのために変圧器Tが損害を受けることが防
止される。
変圧器Tの低圧側に印加される電圧パルスは、
バリスタ10の両端間に発生する電圧とほぼ同じ
電気的位相にある。このことは、変圧器Tによつ
て発生される高圧パルスがトリガ式エアギヤツプ
12の両端間に現われる電圧最大値と同じ電気的
位相にあることを意味する。このような電気的位
相関係が成り立つことが本発明の重要な特徴の1
つである。
変圧器Tの高圧巻線の一方のリード線は、共通
端子Gおよび抵抗器R3の一端に接続されている。
抵抗器R3の他端はコンデンサCの一端に接続さ
れ、またコンデンサCの他端は変圧器Tの高圧側
の他方のリード線に接続されている。コンデンサ
Cおよび抵抗器R3は高域通過フイルタを形成し、
それによつて変圧器Tの高圧巻線間に現われた電
圧波形が整形される。このようにして抵抗器R3
の両端間に現われる電圧が、トリガ式エアギヤツ
プ12の動作を開始させる信号である。
以上、高圧送電線路の直列コンデンサ用途のた
めに使用されるバリスタの保護に関連して本発明
の酸化亜鉛バリスタ保護回路を記載したが、これ
は単なる一例に過ぎない。本発明の改良された酸
化亜鉛バリスタ保護回路は、酸化亜鉛バリスタの
保護を要求するいかなる用途においても有用なの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の改良された直列コンデンサ保
護回路を表わす線図である。 図中、10は酸化亜鉛バリスタ、11は直列コ
ンデンサ、12はトリガ式エアギヤツプ、13は
誘導性素子、14は感知装置、Cはコンデンサ、
CTは変流器、R1〜R3は抵抗器、Tは変圧器、そ
してZは非線形抵抗器を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 保護すべきバリスタを含む回路中のバリスタ
    電流を感知する電流感知手段と、前記電流感知手
    段の出力端子間に接続され前記バリスタ電流に対
    応する電圧を発生する第1の抵抗器と、前記第1
    の抵抗器の両端に接続され前記電圧が所定のター
    ンオン電圧を越えた時に電圧依存性スイツチを導
    通状態とする第2の抵抗器と前記電圧依存性スイ
    ツチとの直列結合体と、入力および出力を有して
    いて、前記出力が前記保護すべきバリスタと並列
    関係に配置されたトリガ式エアギヤツプに接続さ
    れ、前記トリガ式エアギヤツプが付勢されたとき
    に前記バリスタ電流に分路を与える変圧器とを有
    し、前記第2の抵抗器を前記変圧器の入力の両端
    に接続して前記電圧依存性スイツチが導通状態に
    なつたとき前記変圧器を付勢するようにした、バ
    リスタをサージ電流から保護する回路。 2 前記変圧器の出力の両端にコンデンサと波形
    整形用抵抗器とが直列に接続されて、前記変圧器
    の出力と前記トリガ式エアギヤツプとの間に高域
    通過フイルタを設けた、特許請求の範囲第1項記
    載の保護回路。 3 前記電圧依存性スイツチがバリスタおよびツ
    エナダイオードから成る群より選ばれる、特許請
    求の範囲第1項記載の保護回路。
JP5050180A 1979-04-20 1980-04-18 Protecting circuit for zinc oxide varistor Granted JPS55156302A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/032,013 US4259704A (en) 1979-04-20 1979-04-20 Protective circuit for zinc oxide varistors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55156302A JPS55156302A (en) 1980-12-05
JPH0119235B2 true JPH0119235B2 (ja) 1989-04-11

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ID=21862645

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JP5050180A Granted JPS55156302A (en) 1979-04-20 1980-04-18 Protecting circuit for zinc oxide varistor

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JP (1) JPS55156302A (ja)
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CH (1) CH655622B (ja)
DE (1) DE3013911A1 (ja)
ES (1) ES8103616A1 (ja)
FR (1) FR2454717B1 (ja)
SE (1) SE442801B (ja)

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