JPS61153905A - 消弧装置 - Google Patents
消弧装置Info
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- JPS61153905A JPS61153905A JP60279424A JP27942485A JPS61153905A JP S61153905 A JPS61153905 A JP S61153905A JP 60279424 A JP60279424 A JP 60279424A JP 27942485 A JP27942485 A JP 27942485A JP S61153905 A JPS61153905 A JP S61153905A
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- Japan
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- arc extinguishing
- extinguishing device
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
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- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
- H01H2009/543—Contacts shunted by static switch means third parallel branch comprising an energy absorber, e.g. MOV, PTC, Zener
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
- H01H2009/546—Contacts shunted by static switch means the static switching means being triggered by the voltage over the mechanical switch contacts
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１９８４年５月１６日に出願された係属中の米国特許出
願通し番号第６１０．９４７号には、固体スイッチによ
って、分離する接点から電流を切換えることによって、
「アークなし」の回路の遮断を行なうことが記載されて
いる。この固体スイッチがトランジスタを含んでおり、
このトランジスタは、可飽和鉄心変８！器によってター
ンオンし、変流器の鉄心が飽和状態に達した時にターン
オフする。この米国特許出願を参考として引用するが、
固体スイッチによつ＋１ｉｌｌＩｉｌされる時間の関数
として、系統電圧に対する、被保護系を通る合計電流の
関係について詳しいことは、この米国特許出願を参照さ
れたい。
願通し番号第６１０．９４７号には、固体スイッチによ
って、分離する接点から電流を切換えることによって、
「アークなし」の回路の遮断を行なうことが記載されて
いる。この固体スイッチがトランジスタを含んでおり、
このトランジスタは、可飽和鉄心変８！器によってター
ンオンし、変流器の鉄心が飽和状態に達した時にターン
オフする。この米国特許出願を参考として引用するが、
固体スイッチによつ＋１ｉｌｌＩｉｌされる時間の関数
として、系統電圧に対する、被保護系を通る合計電流の
関係について詳しいことは、この米国特許出願を参照さ
れたい。
英国特許明細１第１．０７２．２６７号及び同第１，１
５２．９０３号は、１対の分離する接点の間のシリコン
制御整流器を切換える為に電圧依存性抵抗を使う点でこ
の発明と関連を有する。これら２つの英国特許明細書を
参考として引用する。
５２．９０３号は、１対の分離する接点の間のシリコン
制御整流器を切換える為に電圧依存性抵抗を使う点でこ
の発明と関連を有する。これら２つの英国特許明細書を
参考として引用する。
米国特許第３，９０４，９３１号には、被保護装置を分
路するシリコン制御整流器を使うことが記載されている
。この場合、回路内に過電圧状態が発生した時、ツェナ
ー・ダイオードを使って整１１ｅｌ［Ｉする。
路するシリコン制御整流器を使うことが記載されている
。この場合、回路内に過電圧状態が発生した時、ツェナ
ー・ダイオードを使って整１１ｅｌ［Ｉする。
米国特許第３，８８７，８４９号には、遮断器と負荷の
間に直列に半導体スイッチを用いて、遮断器の引はずし
時間より長い時間の間、負荷に対する源電圧の印加を遅
延させることが記載されている。ツエナーリダイオード
を使って半導体スイッチをターンオンする。この米国特
許も・参考として引用する。
間に直列に半導体スイッチを用いて、遮断器の引はずし
時間より長い時間の間、負荷に対する源電圧の印加を遅
延させることが記載されている。ツエナーリダイオード
を使って半導体スイッチをターンオンする。この米国特
許も・参考として引用する。
回路を遮断する接点の間に固体スイッチを使い、接点か
ら電流を切換える為に種々の回路装置を用いることが知
られている。出願人は、単極双投スイッチ装置の様な位
置作動形スイッチをコンデンサ及び抵抗と組合せてＲＣ
消弧装置として使うことにより、１対の補助接点が同時
に主接点から電流をＲＣ回路に方向転換して、主接点の
間に形成されるアークを消弧すること、を承知している
。然し、出願人は、この明細書で記載する様に構成され
た電圧依存性素子の組合せを使って、初期アーク・プラ
ズマを脱イオンとすると共に接点の面を熱電子放出より
低い温度まで冷却する為の時間の間、電流を第１の回路
素子に切換え、その後、電流通路のインダクタンスに蓄
積されたエネルギを散逸すると共に、電流を遮断する位
に低い値まで電流を下げるのに十分な時間の間、第２の
回路素子に切換えることが行なわれていることは承知し
ていない。
ら電流を切換える為に種々の回路装置を用いることが知
られている。出願人は、単極双投スイッチ装置の様な位
置作動形スイッチをコンデンサ及び抵抗と組合せてＲＣ
消弧装置として使うことにより、１対の補助接点が同時
に主接点から電流をＲＣ回路に方向転換して、主接点の
間に形成されるアークを消弧すること、を承知している
。然し、出願人は、この明細書で記載する様に構成され
た電圧依存性素子の組合せを使って、初期アーク・プラ
ズマを脱イオンとすると共に接点の面を熱電子放出より
低い温度まで冷却する為の時間の間、電流を第１の回路
素子に切換え、その後、電流通路のインダクタンスに蓄
積されたエネルギを散逸すると共に、電流を遮断する位
に低い値まで電流を下げるのに十分な時間の間、第２の
回路素子に切換えることが行なわれていることは承知し
ていない。
１里１ｊｕ１
この発明はアークの転流を用いた固体消弧装置を提供す
る。固体スイッチ及び電圧依存性抵抗を１対の分離し得
る接点の間に並列に接続する。分離された接点の間のア
ーク電圧が予定の電圧に達した時、固体スイッチをター
ンオンする為にツエナー・ダイオードを設ける。電圧依
存性抵抗の両端に接続されたコンデンサが電圧依存性抵
抗のクランプ電圧まで充電され、この抵抗がその後導電
して、固体スイッチから電流を切換える。クランプ電圧
は系統電圧より高くなる様に選び、こうして電流が低い
値に近付いて、回路を遮断する様に選ばれる。
る。固体スイッチ及び電圧依存性抵抗を１対の分離し得
る接点の間に並列に接続する。分離された接点の間のア
ーク電圧が予定の電圧に達した時、固体スイッチをター
ンオンする為にツエナー・ダイオードを設ける。電圧依
存性抵抗の両端に接続されたコンデンサが電圧依存性抵
抗のクランプ電圧まで充電され、この抵抗がその後導電
して、固体スイッチから電流を切換える。クランプ電圧
は系統電圧より高くなる様に選び、こうして電流が低い
値に近付いて、回路を遮断する様に選ばれる。
ましい の説明
第１図は交流電圧源９が抵抗Ｒｓ及びインダクタンスＬ
ｓの組合せによって表わされる負荷にスイッチ１１を介
して動作電力を供給する被保護回路１０を示す。スイッ
チ１１が対応する接点１２゜１３を介して１対の電力母
線導体１４．１５に接続される。接点１２．１３が離れ
る時にアークを消弧する為、消弧装置１６が接点と並列
にＭ統されている。消弧装置は、ＳＣＲの様なサイリス
タ又はトライアックＱ１をコンデンサＣ１と直列に接点
の間に接続して構成される。バリスタ又は両方向ツェナ
ー・ダイオードｚ１が、抵抗Ｒｅを介してトライアック
のゲートと電力母線導体１４の間に接続される。用途に
よっては、ツェナー・ダイオードはトライアックのゲー
トと電力導体ではなく、ゲートとは反対側の主端子２０
との間に接続してもよい。接点１２．１３が閉じている
時、トライアックのゲートには電流が流れず、トライア
ックはオフ状態に、あり、コンデンサＣ１は抵抗Ｒｏに
よって完全に放電している。接点が開く時、接点の間に
アークが発生し、７−り電圧が約１００ボルトの様な第
１の予定の値に達した時、ツェナー・ダイオードに電流
が流れ、トライアックをターンオンする。電流がアーク
からコンデンサに切換えられ、接点が冷却される様にし
、コンデンサが第２の予、定の電圧、大体１０００ボル
トまで充電する。この電圧が、電圧依存性の炭化珪素又
は金属酸化物のバリスタＭＯＶのクランプ電圧である。
ｓの組合せによって表わされる負荷にスイッチ１１を介
して動作電力を供給する被保護回路１０を示す。スイッ
チ１１が対応する接点１２゜１３を介して１対の電力母
線導体１４．１５に接続される。接点１２．１３が離れ
る時にアークを消弧する為、消弧装置１６が接点と並列
にＭ統されている。消弧装置は、ＳＣＲの様なサイリス
タ又はトライアックＱ１をコンデンサＣ１と直列に接点
の間に接続して構成される。バリスタ又は両方向ツェナ
ー・ダイオードｚ１が、抵抗Ｒｅを介してトライアック
のゲートと電力母線導体１４の間に接続される。用途に
よっては、ツェナー・ダイオードはトライアックのゲー
トと電力導体ではなく、ゲートとは反対側の主端子２０
との間に接続してもよい。接点１２．１３が閉じている
時、トライアックのゲートには電流が流れず、トライア
ックはオフ状態に、あり、コンデンサＣ１は抵抗Ｒｏに
よって完全に放電している。接点が開く時、接点の間に
アークが発生し、７−り電圧が約１００ボルトの様な第
１の予定の値に達した時、ツェナー・ダイオードに電流
が流れ、トライアックをターンオンする。電流がアーク
からコンデンサに切換えられ、接点が冷却される様にし
、コンデンサが第２の予、定の電圧、大体１０００ボル
トまで充電する。この電圧が、電圧依存性の炭化珪素又
は金属酸化物のバリスタＭＯＶのクランプ電圧である。
この後ＭＯＶが導電し、電流がＭＯＶに切換、えられる
。クランプ電圧が系統電圧Ｖｏより高いから、電流が急
速にゼロに近付き、こうして遮断過程を完了する。
。クランプ電圧が系統電圧Ｖｏより高いから、電流が急
速にゼロに近付き、こうして遮断過程を完了する。
第１図の回路でサイリスタの代りにＳＣＲを使う時、前
に引用した米国特許出願通し番号第６１０．９４７号に
記載されている交流回路装置で述べられている様に、交
流源とＳＣＲの間にブリッジ整流器が必要である。交流
電圧源９の代りに直流電圧源を使う時、トライアックの
代りにサイリスタを使うことが出来、その時ツェナー・
ダイオード電圧が第１の予定の電圧に達した時に、ツェ
ナー・ダイオードがサイリスタをターンオンする。
に引用した米国特許出願通し番号第６１０．９４７号に
記載されている交流回路装置で述べられている様に、交
流源とＳＣＲの間にブリッジ整流器が必要である。交流
電圧源９の代りに直流電圧源を使う時、トライアックの
代りにサイリスタを使うことが出来、その時ツェナー・
ダイオード電圧が第１の予定の電圧に達した時に、ツェ
ナー・ダイオードがサイリスタをターンオンする。
この様な直流用では、ツェナー・ダイオード及びサイリ
スタの両方の代りに、２端子シヨツクレー・ダイオード
の様な４層ダイオードを使うことが出来る。ダイオード
自体の両端の電圧がダイオードをターンオンする様に選
ばれる。交流用では、ダイオードをターンオンするのに
ゲートを必要としないので、両方向電圧依存性４層ダイ
オードがツェナー・ダイオード及びサイリスタの代りに
なる。この様な両方向電圧依存性ダイオードの１例は、
ユニトロード・カンバニイの商標である「サイダック（
Ｓ １ｄａＣ） Ｊである。この後の時間順序のスイッ
チ電圧Ｖｓが第２図の１７に示されている。接点がｔｏ
に初めて離れる。この時アーク電圧が発生し、このアー
ク電圧は時刻ｔｌにツェナー電圧■２に達し、この時両
方向ツェナー・ダイオードが導電して、電流をアークか
らトライアックを介してコンデンサＣ１に切換える。時
刻ｔ２に、コンデンサ電圧ｖ３がＭＯＶのクランプ電圧
を越え、電流をＭＯＶに切換える。時刻ｔ３に、回路を
通る電流が完全に遮断され、スイッチ電圧は課電圧Ｖｏ
に等しくなる。
スタの両方の代りに、２端子シヨツクレー・ダイオード
の様な４層ダイオードを使うことが出来る。ダイオード
自体の両端の電圧がダイオードをターンオンする様に選
ばれる。交流用では、ダイオードをターンオンするのに
ゲートを必要としないので、両方向電圧依存性４層ダイ
オードがツェナー・ダイオード及びサイリスタの代りに
なる。この様な両方向電圧依存性ダイオードの１例は、
ユニトロード・カンバニイの商標である「サイダック（
Ｓ １ｄａＣ） Ｊである。この後の時間順序のスイッ
チ電圧Ｖｓが第２図の１７に示されている。接点がｔｏ
に初めて離れる。この時アーク電圧が発生し、このアー
ク電圧は時刻ｔｌにツェナー電圧■２に達し、この時両
方向ツェナー・ダイオードが導電して、電流をアークか
らトライアックを介してコンデンサＣ１に切換える。時
刻ｔ２に、コンデンサ電圧ｖ３がＭＯＶのクランプ電圧
を越え、電流をＭＯＶに切換える。時刻ｔ３に、回路を
通る電流が完全に遮断され、スイッチ電圧は課電圧Ｖｏ
に等しくなる。
第３図は、スイッチ電圧１７の第２図に示した時間的な
期間に対応する系統電流１８を示す。接点が初めて開＜
１．からＭＯＶが初めて導電する【２までの期間の
間、電流が僅かしか減少しないことが判る。その後電流
がＭＯＶを介して急速に減衰し、時刻ｔ３に電流は流れ
なくなる。
期間に対応する系統電流１８を示す。接点が初めて開＜
１．からＭＯＶが初めて導電する【２までの期間の
間、電流が僅かしか減少しないことが判る。その後電流
がＭＯＶを介して急速に減衰し、時刻ｔ３に電流は流れ
なくなる。
コンデンサＣ１は、係属中の米国特許出願通し番号第６
６５，８４１号に記載されている様な正の温度係数を持
つ抵抗に置換え〒もよい。正の温度係数を持つ抵抗は、
低い動作温度で比較的小さい抵抗値を持ち、一層高い動
作温度で非常に太きな抵抗値を持つと述べられている。
６５，８４１号に記載されている様な正の温度係数を持
つ抵抗に置換え〒もよい。正の温度係数を持つ抵抗は、
低い動作温度で比較的小さい抵抗値を持ち、一層高い動
作温度で非常に太きな抵抗値を持つと述べられている。
この発明で説明した回路で効率よく動作する為には、高
温抵抗値と低温抵抗値との比は１０００対１程度にすべ
きである。
温抵抗値と低温抵抗値との比は１０００対１程度にすべ
きである。
第・１図はこの発明の消弧装置の回路図、第２図は第１
図に示した消弧装置内の接点の両端の電圧を時間の関数
として示すグラフ、第３図は第１図に示す回路を通る電
流を時間の関数として示すグラフである。 主な符号の説明 １２．１３：接点 ＱＩ 二半導体スイッチ ＣＩ ：コンデンサ ｚＩ ：ツエナー・ダイオード
図に示した消弧装置内の接点の両端の電圧を時間の関数
として示すグラフ、第３図は第１図に示す回路を通る電
流を時間の関数として示すグラフである。 主な符号の説明 １２．１３：接点 ＱＩ 二半導体スイッチ ＣＩ ：コンデンサ ｚＩ ：ツエナー・ダイオード
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）回路を流れる電流を遮断する為の１対の分離し得る
接点と、電圧貯蔵手段と直列の切換え可能な半導体とを
有し、該切換え可能な半導体及び電圧貯蔵手段の両方が
、前記接点から電流を切換える為に前記分離し得る接点
の間に接続されており、更に、前記接点の間の第１の予
定の電圧で前記切換え可能な半導体をターンオンする為
に前記切換え可能な半導体と回路関係を持つ第１の電圧
依存性素子を有する消弧装置。 ２）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記接点の間の第２の予定の電圧で前記電圧貯蔵手段から
電流を切換える為に前記接点の間に接続された第２の電
圧依存性素子を有する消弧装置。 ３）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記接点から電流を切換える為に、前記電圧貯蔵手段の代
りに用いられる正の温度係数を持つ抵抗を有する消弧装
置。 ４）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記切換え可能な半導体がサイリスタ又はトランジスタで
構成されている消弧装置。 ５）特許請求の範囲２）に記載した消弧装置に於て、前
記第２の電圧依存性素子が金属酸化物又は炭化珪素バリ
スタで構成される消弧装置。 ６）特許請求の範囲４）に記載した消弧装置に於て、前
記サイリスタがシリコン制御整流器又はトライアックで
構成されている消弧装置。 ７）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記第１の電圧依存性素子がダイオード又はバリスタで構
成されている消弧装置。 ８）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記電圧貯蔵手段がコンデンサで構成されている消弧装置
。 ９）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、前
記切換え可能な半導体がトライアックで構成されており
、前記第１の電圧依存性素子が該トライアックのゲート
及び前記接点の内の一方の間に接続されている消弧装置
。 １０）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、
前記第１の電圧依存性素子と直列に限流抵抗を有する消
弧装置。 １１）特許請求の範囲１）に記載した消弧装置に於て、
前記電圧貯蔵手段と並列に抵抗を有する消弧装置。 １２）回路を流れる電流を遮断する為の１対の分離し得
る接点と、電圧貯蔵手段と直列の電圧依存性半導体とを
有し、該電圧依存性半導体及び前記電圧貯蔵手段の両方
が、前記接点の間の第１の予定の電圧で前記接点から電
流を切換える為に前記分離し得る接点の間に接続されて
おり、前記接点の間に第２の予定の電圧が発生した時に
前記電圧貯蔵手段から電流を切換える為に前記電圧依存
性半導体と回路関係を持つ電圧依存性素子を有する消弧
装置。 １３）特許請求の範囲１２）に記載した消弧装置に於て
、前記電圧依存性半導体が４層ダイオードで構成されて
いる消弧装置。 １４）特許請求の範囲１２）に記載した消弧装置に於て
、前記電圧依存性素子が金属酸化物又は炭化珪素バリス
タで構成されている消弧装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US68147884A | 1984-12-14 | 1984-12-14 | |
| US681478 | 1984-12-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153905A true JPS61153905A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=24735450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60279424A Pending JPS61153905A (ja) | 1984-12-14 | 1985-12-13 | 消弧装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153905A (ja) |
| DE (1) | DE3543804A1 (ja) |
| FR (1) | FR2574984A1 (ja) |
| IT (1) | IT1200885B (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6335121A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-15 | 株式会社アムテックス | パチンコ機のヤクモノ等各種電気回路装置の過電圧保護回路 |
| JPH065053U (ja) * | 1991-11-11 | 1994-01-21 | 忠 邱 李 | 接点のアーク放電消去回路 |
| CN101587785A (zh) * | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 沈阳市睿宝电子有限公司 | 二极管消弧交流开关 |
| JP2010108920A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Korea Electric Power Corp | 線路変更式限流器 |
| CN106847582A (zh) * | 2016-01-24 | 2017-06-13 | 广州市金矢电子有限公司 | 灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置 |
| WO2017125054A1 (zh) * | 2016-01-24 | 2017-07-27 | 广州市金矢电子有限公司 | 灭弧功率器件驱动装置及灭弧装置 |
| US11373817B2 (en) | 2017-07-24 | 2022-06-28 | Qiaoshi Guo | Direct current arc extinguishing circuit and apparatus |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP0628975B1 (en) * | 1993-06-01 | 1998-04-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Spark suppressor circuit for protection of an electrical switch, and electrical thermal appliance comprising such a circuit |
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