JP3343768B2 - Semiconductor lightning arrester - Google Patents
Semiconductor lightning arresterInfo
- Publication number
- JP3343768B2 JP3343768B2 JP09322394A JP9322394A JP3343768B2 JP 3343768 B2 JP3343768 B2 JP 3343768B2 JP 09322394 A JP09322394 A JP 09322394A JP 9322394 A JP9322394 A JP 9322394A JP 3343768 B2 JP3343768 B2 JP 3343768B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- switching element
- semiconductor switching
- thyristor
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統を雷撃等によ
る過電圧から保護するための半導体スイッチング素子を
用いた半導体式避雷装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor lightning arrester using a semiconductor switching element for protecting a power system from overvoltage caused by lightning strike or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】電力系統を雷撃等による過電圧から保護
するために、従来からサイリスタ素子等の半導体スイッ
チング素子を用いた半導体式避雷装置が開発されてい
る。このような半導体式避雷装置は、例えば電力系統と
大地間に半導体スイッチング素子を設置しておき、常時
は半導体スイッチング素子をオフとしておくが、雷撃等
により電力系統に過電圧が生じた場合には半導体スイッ
チング素子を瞬時にオンとすることにより電力系統を過
電圧から保護するものである。2. Description of the Related Art A semiconductor lightning arrester using a semiconductor switching element such as a thyristor element has been developed in order to protect an electric power system from an overvoltage caused by a lightning strike or the like. Such a semiconductor type lightning arrester, for example, has a semiconductor switching element installed between the power system and the ground, and normally keeps the semiconductor switching element off, but when an overvoltage occurs in the power system due to lightning strike or the like, the semiconductor By turning on the switching element instantaneously, the power system is protected from overvoltage.
【0003】ところが従来の半導体式避雷装置は、この
ような半導体スイッチング素子として、SCRサイリス
タまたはGTOサイリスタのいずれかを使用したもので
あった。このため、半導体スイッチング素子としてSC
Rサイリスタを使用した場合には、高い臨界オン電流上
昇率を持つサイリスタ素子がないため、雷サージ電流を
放電中にサイリスタ素子に局所的な電流集中破壊が発生
するおそれがあった。また半導体スイッチング素子とし
てGTOサイリスタを使用した場合には、高い1サイク
ルサージオン電流を持つ素子がないため、雷サージ電流
に引き続いて流れる続流の通電中にサイリスタ素子に熱
破壊が発生するおそれがあった。However, the conventional semiconductor lightning arrester uses either an SCR thyristor or a GTO thyristor as such a semiconductor switching element. Therefore, as a semiconductor switching element, SC
When an R thyristor is used, since there is no thyristor element having a high critical on-current rise rate, there is a possibility that local current concentrated destruction may occur in the thyristor element while discharging a lightning surge current. When a GTO thyristor is used as a semiconductor switching element, there is no element having a high one-cycle surge-on current. there were.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、雷サージ電流による半導体スイッチ
ング素子の電流集中破壊や、続流による半導体スイッチ
ング素子の熱破壊を発生させるおそれのない半導体スイ
ッチング素子を用いた半導体式避雷装置を提供するため
になされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and does not cause current concentrated destruction of a semiconductor switching element due to a lightning surge current or thermal destruction of a semiconductor switching element due to a follow-up current. The present invention has been made in order to provide a semiconductor lightning arrester using a semiconductor switching element.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、半導体スイッチング素子を用い
た半導体式避雷装置において、雷サージ電流を放電する
ための半導体スイッチング素子と、放電後の続流を通電
するため前記雷サージ電流によって動作するオンゲート
回路を備えた半導体スイッチング素子とを電力系統と大
地間に接続したことを特徴とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor lightning arrester using a semiconductor switching element, comprising: a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current; On- gate operated by the lightning surge current to energize the follow-on current
A semiconductor switching element having a circuit is connected between a power system and the ground.
【0006】[0006]
【作用】本発明の半導体式避雷装置は、電力系統と大地
間に設置しておき、雷撃等により電力系統に過電圧が生
じた場合に半導体スイッチング素子を瞬時にオンとして
電力系統を接地し、電力系統を過電圧から保護するもの
であることは従来のこの種の半導体式避雷装置と同様で
ある。しかし本発明では雷サージ電流を放電するための
半導体スイッチング素子と、放電後の続流を通電するた
め前記雷サージ電流によって動作するオンゲート回路を
備えた半導体スイッチング素子の両方を電力系統と大地
間に接続したので、雷サージ電流を放電するための半導
体スイッチング素子としてGTOサイリスタあるいはS
Iサイリスタのような高い臨界オン電流上昇率を持つも
のを使用することにより、大きな雷サージ電流の放電が
可能である。更に雷サージ電流を放電後、その雷サージ
電流によって動作するオンゲート回路を備えたSCRサ
イリスタのような1サイクルサージオン電流の高い半導
体スイッチング素子を使用することにより、続流通電に
よる熱破壊を防止することができる。The semiconductor lightning arrester of the present invention is installed between the power system and the ground, and when an overvoltage occurs in the power system due to a lightning strike or the like, the semiconductor switching element is instantly turned on and the power system is grounded. The protection of the system from overvoltage is the same as in this type of conventional semiconductor lightning arrester. However, in the present invention, a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current and an on-gate circuit that operates by the lightning surge current to supply a subsequent current after the discharge are provided.
Since both of the provided semiconductor switching elements are connected between the power system and the ground, the GTO thyristor or S is used as a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current.
By using an I-thyristor having a high critical on-current rise rate, a large lightning surge current can be discharged. After further discharge lightning surge current, the lightning surge
By using a semiconductor switching element having a high one-cycle surge on-current, such as an SCR thyristor having an on-gate circuit operated by a current, it is possible to prevent thermal destruction due to the energization of a continuous current.
【0007】[0007]
【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に説明
する。図1において、1は電力系統と大地間に設けられ
た、雷サージ電流を放電するための半導体スイッチング
素子としてのサイリスタ素子、2はこのサイリスタ素子
1と並列に電力系統と大地間に接続された、続流を通電
するための半導体スイッチング素子としてのサイリスタ
素子である。続流を通電するためのサイリスタ素子2
は、雷サージ電流を放電するためのサイリスタ素子1よ
りもオン電圧が低く、1サイクルサージオン電流の高い
ものであり、実施例では雷サージ電流を放電するための
サイリスタ素子1としてGTOサイリスタあるいはSI
サイリスタを、また続流を通電するためのサイリスタ素
子2としてSCRサイリスタを使用している。SCRサ
イリスタは1サイクルサージオン電流が高い特性を有す
るものである。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a thyristor element provided between the power system and the ground as a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current, and 2 is connected in parallel with the thyristor element 1 between the power system and the ground. And a thyristor element as a semiconductor switching element for energizing the follow-on current. Thyristor element 2 for energizing follow-on current
The on-voltage is lower than the thyristor element 1 for discharging the lightning surge current, and the one-cycle surge on current is higher. In the embodiment, the GTO thyristor or the SI
An SCR thyristor is used as a thyristor and a thyristor element 2 for energizing a subsequent flow. The SCR thyristor has a high one-cycle surge-on current.
【0008】3はサイリスタ素子1のためのオンゲート
回路であり、4はサイリスタ素子2のためのオンゲート
回路である。オンゲート回路3は、図示のように酸化亜
鉛素子5とツェナーダイオード6とをサイリスタ素子1
に並列に設置し、酸化亜鉛素子5とツェナーダイオード
6との中間点Aを抵抗7を介してサイリスタ素子1のゲ
ート信号入力線8に接続したものである。またこのツェ
ナーダイオード6と並列に、LEDのような発光素子9
と抵抗10が設けてある。Reference numeral 3 denotes an on-gate circuit for the thyristor element 1, and reference numeral 4 denotes an on-gate circuit for the thyristor element 2. The on-gate circuit 3 includes a zinc oxide element 5 and a Zener diode 6 as shown in FIG.
And a midpoint A between the zinc oxide element 5 and the Zener diode 6 is connected to the gate signal input line 8 of the thyristor element 1 via the resistor 7. In parallel with the Zener diode 6, a light emitting element 9 such as an LED is provided.
And a resistor 10 are provided.
【0009】このオンゲート回路3の動作は次の通りで
ある。まず電力系統に過電圧が発生すると、酸化亜鉛素
子5の抵抗が低下するために酸化亜鉛素子5、抵抗10、
発光素子9を通じて電流が流れるが、ツェナーダイオー
ド6の作用により中間点Aの電圧は一定に保たれる。そ
の結果、酸化亜鉛素子5を通じて流れる電流の一部が抵
抗7を介してサイリスタ素子1のゲート信号入力線8に
分流し、サイリスタ素子1をオンとする。また発光素子
9は通電と同時に発光する。The operation of the on-gate circuit 3 is as follows. First, when an overvoltage occurs in the power system, the resistance of the zinc oxide element 5 decreases,
Although a current flows through the light emitting element 9, the voltage at the intermediate point A is kept constant by the action of the Zener diode 6. As a result, part of the current flowing through the zinc oxide element 5 is shunted to the gate signal input line 8 of the thyristor element 1 via the resistor 7, and the thyristor element 1 is turned on. The light-emitting element 9 emits light simultaneously with energization.
【0010】一方、サイリスタ素子2のためのオンゲー
ト回路4はこの発光素子9の発光により動作するフォト
トランジスタ11と、コンデンサ12とを含み、発光素子9
が発光するとフォトトランジスタ11がオンとなり、コン
デンサ12に貯えられていた電荷がサイリスタ素子2のゲ
ート信号入力線12に流れてサイリスタ素子2をオンとす
るものである。On the other hand, the on-gate circuit 4 for the thyristor element 2 includes a phototransistor 11 operated by the light emission of the light emitting element 9 and a capacitor 12, and the light emitting element 9
When the light is emitted, the phototransistor 11 is turned on, and the charge stored in the capacitor 12 flows to the gate signal input line 12 of the thyristor element 2 to turn on the thyristor element 2.
【0011】このように構成された実施例の半導体式避
雷装置は、電力系統に過電圧が生じると前記のようにオ
ンゲート回路3が動作してGTOサイリスタあるいはS
Iサイリスタよりなるサイリスタ素子1をオンとし、雷
サージ電流を放電する。このGTOサイリスタあるいは
SIサイリスタはオン電圧、臨界オン電流上昇率が高い
ため、局所的な電流集中破壊を生ずることなく大きな雷
サージ電流の放電が可能である。また雷サージ電流に続
いて続流が流れるが、前記したように雷サージ電流によ
り発光素子9が発光するとオンゲート回路4がSCRサ
イリスタよりなるサイリスタ素子2をオンとするので、
続流は主としてサイリスタ素子1よりオン電圧の低いサ
イリスタ素子2を通じて大地に流れる。このサイリスタ
素子2は1サイクルサージオン電流の高いSCRサイリ
スタからなるので、熱破壊のおそれなく続流通電が可能
である。このようにして電力系統は半導体式避雷装置に
よって接地され、電力系統は過電圧から保護されること
となる。なお、サイリスタ素子2をオンとするタイミン
グはコンデンサ12の容量等により自由に制御することが
できる。また、本実施例では光信号によりオンゲート回
路4を動作させたが、具体的な構成はこれに限定される
ものではないことはいうまでもない。以上に説明した本
発明の装置の動作波形を図2に示した。In the semiconductor lightning arrester of the embodiment configured as described above, when an overvoltage occurs in the power system, the on-gate circuit 3 operates as described above to operate the GTO thyristor or the STO.
The thyristor element 1 composed of an I thyristor is turned on to discharge a lightning surge current. Since the GTO thyristor or the SI thyristor has a high on-voltage and a critical on-current increase rate, it is possible to discharge a large lightning surge current without causing local current concentrated destruction. Further, a subsequent current flows following the lightning surge current. However, as described above, when the light emitting element 9 emits light due to the lightning surge current, the on-gate circuit 4 turns on the thyristor element 2 composed of an SCR thyristor.
The continuation flow mainly flows to the ground through the thyristor element 2 having an ON voltage lower than that of the thyristor element 1. Since the thyristor element 2 is formed of an SCR thyristor having a high one-cycle surge-on current, it is possible to carry on the continuous current without fear of thermal destruction. In this way, the power system is grounded by the semiconductor lightning arrester, and the power system is protected from overvoltage. The timing at which the thyristor element 2 is turned on can be freely controlled by the capacity of the capacitor 12 and the like. Further, in the present embodiment, the on-gate circuit 4 is operated by an optical signal, but it goes without saying that the specific configuration is not limited to this. FIG. 2 shows the operation waveforms of the device of the present invention described above.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の半導体
式避雷装置は雷サージ電流を放電するための半導体スイ
ッチング素子と、放電後の続流を通電するための半導体
スイッチング素子とを電力系統と大地間に接続したこと
により、雷サージ電流による半導体スイッチング素子の
電流集中破壊や、続流による半導体スイッチング素子の
熱破壊を発生させるおそれなく、電力系統の保護を図る
ことができる利点がある。As described above, the semiconductor lightning arrester of the present invention comprises a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current and a semiconductor switching element for supplying a subsequent current after discharge to a power system. By connecting the power supply to the ground, there is an advantage that the power system can be protected without fear of causing a current concentration destruction of the semiconductor switching element due to a lightning surge current or a thermal destruction of the semiconductor switching element due to a follow-up current.
【図1】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の装置の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the device of the present invention.
1 雷サージ電流を放電するための半導体スイッチング
素子としてのサイリスタ素子、2 続流を通電するため
の半導体スイッチング素子としてのサイリスタ素子、3
オンゲート回路、4 オンゲート回路1. Thyristor element as a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current, 2. Thyristor element as a semiconductor switching element for supplying a continuation current, 3.
On-gate circuit, 4 on-gate circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−276653(JP,A) 特開 平7−95727(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 3/22 H02H 9/04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-276653 (JP, A) JP-A-7-95727 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02H 3/22 H02H 9/04
Claims (4)
式避雷装置において、雷サージ電流を放電するための半
導体スイッチング素子と、放電後の続流を通電するため
前記雷サージ電流によって動作するオンゲート回路を備
えた半導体スイッチング素子とを電力系統と大地間に接
続したことを特徴とする半導体式避雷装置。In a semiconductor lightning arrester using a semiconductor switching element, a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current and a current for flowing a subsequent current after the discharge.
An on-gate circuit that operates by the lightning surge current;
A semiconductor lightning arrester characterized by connecting the obtained semiconductor switching element between a power system and the ground.
グ素子のオン電圧より、雷サージ電流を放電するための
半導体スイッチング素子のオン電圧の方を高くしたこと
を特徴とする請求項1記載の半導体式避雷装置。2. The semiconductor according to claim 1, wherein the on-voltage of the semiconductor switching element for discharging the lightning surge current is higher than the on-voltage of the semiconductor switching element for energizing the follow current. Type lightning arrester.
グ素子の臨界オン電流上昇率より、雷サージ電流を放電
するための半導体スイッチング素子の臨界オン電流上昇
率の方を高くしたことを特徴とする請求項1記載の半導
体式避雷装置。3. A semiconductor switching element for discharging a lightning surge current has a higher critical on-current rise rate than a critical on-current rise rate of a semiconductor switching element for energizing a follow current. The semiconductor lightning arrester according to claim 1.
イッチング素子としてGTOサイリスタあるいはSIサ
イリスタを用いるとともに、続流を通電するための半導
体スイッチング素子としてSCRサイリスタを用いたこ
とを特徴とする請求項1、2または3に記載の半導体式
避雷装置。4. A GTO thyristor or a SI thyristor is used as a semiconductor switching element for discharging a lightning surge current, and an SCR thyristor is used as a semiconductor switching element for supplying a follow-up current. 4. The semiconductor lightning arrester according to item 2 or 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09322394A JP3343768B2 (en) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Semiconductor lightning arrester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09322394A JP3343768B2 (en) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Semiconductor lightning arrester |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07303329A JPH07303329A (en) | 1995-11-14 |
JP3343768B2 true JP3343768B2 (en) | 2002-11-11 |
Family
ID=14076564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09322394A Expired - Fee Related JP3343768B2 (en) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | Semiconductor lightning arrester |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3343768B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103066815A (en) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 镇江大全赛雪龙牵引电气有限公司 | Direct current traction power supply backflow rail electric potential thyristor triggering device |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP09322394A patent/JP3343768B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07303329A (en) | 1995-11-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5532635A (en) | Voltage clamp circuit and method | |
US4890185A (en) | Circuit for protecting a switching transistor | |
KR980006248A (en) | Integrated circuit with high voltage protection circuit | |
JP3313726B2 (en) | Protection of active telephone line interface circuits | |
KR20190109314A (en) | Protection circuit with a fet device coupled from a protected bus to ground | |
MXPA03002989A (en) | Electro-static discharge protection circuit. | |
GB2322745A (en) | Emitter resistance for improving IGBT short-circuit capability | |
US5212619A (en) | Method and system for protecting a gate controlled thyristor against unacceptable overvoltage | |
US4675547A (en) | High power transistor base drive circuit | |
EP0528668B1 (en) | Semiconductor protection against high energy transients | |
JP3343768B2 (en) | Semiconductor lightning arrester | |
JPH06209592A (en) | Circuit configuration feeding inductive load | |
US5424897A (en) | Three leaded protected power device having voltage input | |
JPH05218836A (en) | Insulated gate element drive circuit | |
JPS6040219B2 (en) | integrated circuit | |
US6667867B2 (en) | Stable BJT electrostatic discharge protection clamp | |
JP2709208B2 (en) | Optical thyristor voltage detector | |
JP2850480B2 (en) | Overvoltage protection device | |
EP0785576A3 (en) | Circuit including protection means | |
JPH0720365B2 (en) | Driving circuit for electrostatic induction type self-extinguishing element | |
JPH02194725A (en) | Switching circuit provided with overvoltage protection circuit | |
JP3003825B2 (en) | Surge voltage protection circuit | |
JP3102558B2 (en) | Thyristor valve | |
JP3242766B2 (en) | Semiconductor lightning arrester | |
RU2158476C2 (en) | Negative surge protective gear responding to inductive load disconnection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020802 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |