JPH01286736A - 接続ユニット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電力系統の線路に設備して線路から分電する
ためのユニットであって、分電側に定格を越える過大電
流が流れた場合にその過大電流の流れを遮断する限流線
を内蔵した接続ユニットに関する。

〔従来の技術〕

一般に電力系統は、電力の発生から消費までを一括した
系統で、すなわち発電所において発電し、これを送電線
によって送電し、さらに配電線を利用して方々の工場や
家庭に配電し、負荷機器に至るまでを一括した系統をい
う、送電線によって輸送された電力は送電電圧のままで
、いきなり需要家に供給することはできないから、それ
までには層面か需要負荷に都合のよい電圧に逓降しなけ
ればならない。

網状に接続された電力系統においては、もし線路のどこ
かに事故が発生すると、その影響はたちまち全地域に波
及する。従って、たとえ事故が発生しても、その影響を
局部的に抑制して他への波及を未然に防ぐことが保守保
安上、また電力を不断に供給する上からも、極めて大切
である。

送電線路に発生する事故の種類は千種万様であるが、雷
撃に伴う異常電圧の発生と線路の短絡及び地絡によって
流れる過大電流である。これがために異常電圧に対して
は送電線に架空地線や埋設地線を設置して線路を保護し
、また発電所や変電所では線路の引込口または引出口の
付近に各種の避雷器を取付け、異常電圧波が襲来すると
一時的に接地してこれを大地に導き、電気施設の絶縁破
壊を防止することに努めている。また電線路が断線や接
触によって短絡または地絡すると、故障位置に強大な電
流が流れて回路中の電気機器を焼損するので、このよう
な不時の事態に備えるための措置として線路の一定区間
毎に限流線を設ける場合がある。これは、大電流が線路
に流れると同時に限流線の限流作用によって故障区間を
切り離して電流を遮断し、事故の影響が波及するのを未
然に防ぐためである。

そのような限流線としては、通常は限流作用を有する導
体の周囲に絶縁被覆を被せて電線として構成したもの、
金属系超電導材料からなる超電導線、或いは本発明者が
提案するセラミックス系起電導材料からなる超電導線が
ある。

このうち常’Ｈ，ＨｊＡ体である電線は別として、金属
系またはセラミックス系超電導材料からなる超電導線は
、平常時はその超電導状態により電気抵抗が全くなく電
流を損失なく流すが、事故時の大電流により短時間に超
電導体から非超電導体に移行して限流作用を行うことが
特徴である。すなわち、線路の許容電流に応じて予め設
定した超電導線の臨界電流（たとえば配電系統の線路の
本線の場合は電圧６００ｖで許容電流２万Ａだから臨界
電流は２万Ａ）以上に事故電流が達すると、超電導線は
その超電導相が破壊して超電導体から非超電導体に短時
間に移行して大電流を遮断する。

セラミックス系超電導材料からなる限流線は、セラミッ
クス材料の本来の特性である高電気抵抗体すなわち非超
＠、導体と超電導体の両方の特性を活用するもので、金
属系超電導材料からなる限流線よりも優秀な限流作用を
有している。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、線路に事故が発生した場合に停電時間を最小
限に食い止めるためには、事故回線ではなく他の健全回
線から分電する必要が生ずる時がある。この場合、事故
の発生していない活線に電線（またはケーブル）を接続
するわけであるが、分電しようとする活線の区間の通電
を一時的に遮断するために遮断器またはヒユーズと開閉
器とを組み合わせた機構が要る。すなわち、遮断器また
は組合機構によって当該区間の電流を遮断し、当該区間
の線路に設けである分電用の接続体に応２゜用電線（ま
たはケーブル）を接続し、通電を再開することになる。

しかしながら、そのような遮断器または組合機構は大型
で設備場所を多く必要とし、分電時の配線作業も面倒で
ある。

また、産業の発展と共に需要負荷が増大すれば、電源の
開発、施設の増強によって電力系統は次第に規模を拡大
し、かつ複雑化する。！気事業者が良質の電気を豊富、
低度に供給できるためには、この電力系統全体が常に合
理的かつ経済的に運用されなければならず、負荷に供給
される電気の総合コストを最小にすることが肝要である
。

しかして電力需要の増加に伴い、これを供給する側の電
気事業者の立場からすると発生事故の波及を未然に防い
で電力を不断に供給する必要性に迫られていることから
、当面の応急処１として事故回線から健全回線に切り替
える際には、その配線工事を容易にかつ健全回線からの
一時的通電を低コストで行えるようにすることが肝要で
ある。

従って本発明の目的は、以上の点を鑑みて、短絡や地絡
などの事故が発生した結果、事故回線ではなく一時的に
健全回線から分電する必要がある場合に、その健全回線
への切替作業を容易に行うことができ、構造が単純かつ
小型で、運用コストが低い接続ユニットを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の接続ユニットは、
電力系統の線路に設備する接続ユニットであって、線路
に連結するための本線を有し、該本線の両端部にそれぞ
れ接続具を取付け、本線から分岐する分岐線を有し、分
岐線にセラミックス系超電導材料からなる限流線を連結
し、分岐線の端部に接続具を取付けたことを特徴とする
。

本発明の接続ユニットは、分電側に至る分岐線にセラミ
ックス系超電導材料からなる限流線を連結したことによ
り、予め回線にこのユニットを設備しておけば、分電の
必要がない時は限流線は非超電導体であって線路の電流
を分流しない状態を保持し、分電時に限流線は超電導体
であってその超電導状態で電送損失がない、また万一、
分電側に異常があってユニットに大電流が流れ込んでも
、限流線は過大電流によってその超電導状態における臨
界電流を越えるためクエンチ状態に移行し、健全回線並
びにユニット自体を防護する。すなわち、本発明の接続
ユニットは限流線を構成するセラミックス系超電導材料
のもつ超電導体と高電気抵抗体すなわち非超電導体の両
方の特性を専ら利用するものである。

なお、回線の線路に接続するために本線の両端部に取付
ける接続具及び応急用型＄１（またはケーブル）を接続
するために分岐線の端部に取付ける接続具は、ユニット
と電線（またはケーブル）を容易に接続できれば特に制
限はなく、たとえばレセツプとプラグからなるチューリ
ップコネクタなどを採用すればよい。

接続ユニットに使用する限流線のセラミックス系超電導
材料には特に制限はなく、たとえば希土類元素を含む酸
化物のセラミックス材料としてはバリウム・イツトリウ
ム・銅・酸素、バリウム・ランタン・銅・酸素、ストロ
ンチウム・ランタン・銅・酸素、バリウム・スカンジウ
ム・銅・酸素、カルシウム・ランタン・銅・酸素を組成
とするセラミックスなどで、希土類元素を含まない酸化
物のセラミックス材料ではビスマス・ストロンチウム・
カルシウム・銅・酸素を組成とするセラミックスが例示
される。

〔実施例〕

以下、本発明の接続ユニットを実施例に基づいて説明す
る。

第１図はその一実施例の略回路を示す０図に示す接続ユ
ニットＵは、丁字形状を呈し、回線の線路ｌＯに接続す
るための零線１と、零線１から分岐する該零線１に接続
された分岐線２と、分岐線２に連結されたセラミックス
系超電導材料からなる限流線Ｇとを存する０本ｖＡ１の
両端部はユニットＵの両端に設けた線路１０用の接続具
としてのレセツプ３に取付けられ、分岐線２の端部は同
様にユニットＵの一端に設けた応急用電線（またはケー
ブル）２０用の接続具であるリセプタクル４に取付けら
れている。ユニットＵの内部には、限流線Ｇのセラミッ
クス系超電導材料のもつ臨界温度により異なるが、限流
線Ｇを冷媒によって冷却することにより非超電導体から
超電導体に移行させてそのＦａ電導状態を維持するため
に、限流線Ｇを収容する冷却槽５が設けられ、さらにユ
ニッｌ−Ｕには冷却槽５に連通ずる冷媒注入口６が形成
されている。

第１図に示したユニッ）Ｕに使用する限流線Ｇは、冷媒
（たとえば液体窒素など）中に浸漬するので限流線Ｇを
水から防護するための防水層を限流線Ｇに特に設ける必
要はないが、冷媒によって冷却しない常温中で使用する
場合、すなわち冷却槽５を設ける必要がない場合は防水
層を設けてお（ことが望ましい。

このような限流線Ｇを主体として構成された接続ユニッ
トＵを予め回線の線路の一定区間毎に設備しておけば、
ユニットＵ自体も小型で設置場所を取らず、遮断器など
も必要としない、また、事故回線に代わって健全回線か
ら分電する応急処置時にもその配線工事を容易に行え、
ユニットＵからの通電時に冷却コストなどの運用経費も
安い。

しかしてユニットＵでは、平常時には冷却槽５内に限流
線Ｇを冷却するための冷媒を入れてないので、限流線Ｇ
は非超電導体であって線路１０の電流■を分流せず、従
って分岐線２の端部のリセプタクル４に電流が流れるこ
とはなく安全である。

ここで仮に線路１０とは別画線の線路からの給電時に何
らかの原因により通電中の線路に短絡や地絡などの異常
が発生して、当該通電線路からの給電が停止し、他の健
全回線の線路１０から分電する必要が生じた場合、応急
用電線（またはケーブル）２０のプラグ２１をユニット
Ｕのリセプタクル４に該リセプタクル４が充電されてい
ない状態で接続する。その後、小型ボンベなどにより冷
媒注入口６から冷却槽５内に冷媒を注入し、注入終了後
に冷媒注入口６を栓などによって密閉する。これにより
、限流線Ｇは冷却されて非超電導体から超電導体に移行
し、線路１０の電流Ｉを分電し、応急用電線２０からの
通電を開始する０通電中は限流線Ｇは超電導体であり、
電気抵抗がＯであるためジュール熱の発生がなく、従っ
て電送損失が全くない。

通電開始時に、万一応急用電線２０または応急用電線２
０の負荷側に不具合があって所定値以上の事故電流が応
急用電線２０を通じて限流線Ｇに流れると、限流線Ｇは
臨界電流となってその超電導状態を維持不可能になり、
超電導体からクエンチ状態に移行し、応急用電線２０か
らの過電流を遮断することにより、線路１０を大電流か
ら防護すると共にユニットＵ自体を絶縁破壊などから保
護する。

事故回線の復旧が完了し、健全回線からの給電が必要で
なくなったら、冷媒注入口６から冷却槽５内の冷媒を抜
いて限流ＩＩＧを超電導体から非超電導体に移行させて
分電を停止する。その後、応急用電線２０をリセプタク
ル４から離脱しておけばよい。

〔発明の効果〕

本発明の接続ユニットは、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

回線の線路に接続するための本線、本線から分岐する分
岐線、分岐線に連結したセラミックス系超電導材料から
なる限流線を有するから、このユニットを予め線路の一
定区間毎に設備しておけば、事故などにより分電する必
要が生じた場合には応急用ｔＭ（またはケーブル）をユ
ニットに接続し、限流線を超電導体に移行させるだけで
給電を開始することができ、遮断器またはヒユーズと開
閉器とを組み合わせた機構などを必要とせず、その配線
工事も容易である。

分電開始時に応ゑ、用電線側に故障があって過大電流が
ユニットに流れても、その過大電流により１ＩｌＲ線が
超電導体からクエンチ状態に移行するので、過電流を速
やかにかつ効果的に遮断することができ、健全回線だけ
でなくユニット自体も大電流から防護可能である。

また、限流線を超電導体に維持するための冷却機構は構
造が単純で、ユニット自体も小型で設備場所を多（必要
とせず、冷却コストを含めたユニットの運用経費を削減
できる。

従って、本発明の接続ユニットは電力系統を合理的かつ
経済的に運用することを可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の接続ユニットの一実施例の略回路図で
ある。 Ｕ　　　　　：接続ユニット Ｇ　　　　　：限流線 １　　　　　二本線 ２　　　　　：分岐線 ３　　　　　　：レセップ（接続具） ４　　　　　：リセプタクル（接続具）５　　　　　；
冷却槽 ６　　　　　：冷媒注入口 １０：線路 ２０：応急用ｉｔ線 （またはケーブル）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力系統の線路に設備する接続ユニットであって
   、線路に連結するための本線を有し、該本線の両端部に
   それぞれ接続具を取付け、本線から分岐する分岐線を有
   し、分岐線にセラミックス系超電導材料からなる限流線
   を連結し、分岐線の端部に接続具を取付けたことを特徴
   とする接続ユニット。
2. （２）ユニット内部に限流線を冷媒によって冷却するた
   めの冷却槽を設け、ユニットに冷却槽と連通する冷媒注
   入口を形成したことを特徴とする請求項（１）記載の接
   続ユニット。