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JPH11273534A - Automatic high-speed current limiting device for circuit breaking - Google Patents

Automatic high-speed current limiting device for circuit breaking

Info

Publication number
JPH11273534A
JPH11273534A JP9086298A JP9086298A JPH11273534A JP H11273534 A JPH11273534 A JP H11273534A JP 9086298 A JP9086298 A JP 9086298A JP 9086298 A JP9086298 A JP 9086298A JP H11273534 A JPH11273534 A JP H11273534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
circuit
ptc
limiting device
current limiting
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.)
Pending
Application number
JP9086298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kengo Hirose
健吾 廣瀬
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP9086298A priority Critical patent/JPH11273534A/en
Publication of JPH11273534A publication Critical patent/JPH11273534A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic high-speed current-limiting device which easily limits and breaks a current even in a low-voltage circuit such as an electric light wire circuit, and which can be realized by a simple constitution at a low price and in small size. SOLUTION: Normally, resistance of PTC 13 is sufficiently lower than resistance of a resistor 12, therefore a circuit current is flowed through the PTC 13 and CP 11. However, when a short-circuited current Is is generated, the current flowed in the PTC 13 is increased, and the temperature of the PTC 13 is rapidly heightened. Consequently, the resistivity of the PTC 13 is increased, and the PTC 13 is shifted at once from a low-resistive state of several mΩ to a high-resistive state of MΩ order. Therefore, the short-circuited current Is is commutated to the resistor 12 set in parallel to the PTC 13, and it is limited by the resistance of the resistor 12. The CP 11 shuts off the limited short-circuited current Is.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は回路遮断手段が電流
遮断する事故電流を自動的に高速に限流する回路遮断用
自動高速限流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 an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit, which automatically limits a fault current, which is interrupted by a circuit interrupter, at a high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の高速限流装置としては、
例えば、図9に示す直流高圧回路に用いられている限流
装置がある。この限流装置は、直流高圧回路に介挿され
た抵抗器1と、この抵抗器1に並列に接続された遮断器
2と、この遮断器2を動作させる指令装置3とから構成
されている。指令装置3には、直流高圧回路に流れる電
流の大きさを検知する電流センサ4が接続されている。
また、抵抗器1には遮断器5が直列に接続されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a high-speed current limiting device of this kind,
For example, there is a current limiting device used in the DC high-voltage circuit shown in FIG. This current limiting device includes a resistor 1 inserted in a DC high-voltage circuit, a circuit breaker 2 connected in parallel to the resistor 1, and a command device 3 for operating the circuit breaker 2. . The command device 3 is connected to a current sensor 4 for detecting the magnitude of the current flowing in the DC high-voltage circuit.
A circuit breaker 5 is connected to the resistor 1 in series.

【0003】このような構成において、遮断器2の抵抗
分は抵抗器1の抵抗分よりも小さいため、回路電流は定
常時には遮断器2および遮断器5を通って流れている。
回路に極めて大きな短絡電流ISが生じる非常時には、
この事故電流の発生を電流センサ4がいち早く検知し、
指令装置3は遮断器2を遮断させる。この結果、短絡電
流ISは遮断器2に並列に設けられている抵抗器1に転
流し、抵抗器1の抵抗分によって限流する。従って、短
絡電流ISの波高値の伸びが抑制され、遮断器5の責務
は軽減される。つまり、遮断器5が遮断する短絡電流I
Sの大きさは小さくなり、小さなエネルギーの電流を遮
断すれば済むようになる。
In such a configuration, since the resistance of the circuit breaker 2 is smaller than the resistance of the resistor 1, the circuit current flows through the circuit breaker 2 and the circuit breaker 5 in a steady state.
In the event of an extreme short circuit current I S in the circuit,
The current sensor 4 quickly detects the occurrence of this fault current,
The command device 3 causes the circuit breaker 2 to shut off. As a result, the short-circuit current IS is commutated to the resistor 1 provided in parallel with the circuit breaker 2, and the current is limited by the resistance of the resistor 1. Thus, the elongation of the peak value of the short-circuit current I S is suppressed, the responsibility of the circuit breaker 5 is reduced. That is, the short-circuit current I interrupted by the circuit breaker 5
The size of S becomes smaller, and it is sufficient to cut off the current of small energy.

【0004】抵抗器1の抵抗値は、各遮断器2,5にど
のような遮断器を使用するか、回路の短絡電流ISがど
のような大きさかによって決められる。
[0004] the resistance value of the resistor 1, use what breaker each circuit breaker 2,5, is determined by what size the short-circuit current I S of the circuit.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高速限流装置は用いられる回路が高圧回路であり、
装置構成は大がかりなものになっている。従って、電灯
線回路といった低圧回路で上記のような限流遮断を行お
うと思っても、そのままの装置構成を適用することは出
来ない。
However, in the conventional high-speed current limiting device described above, the circuit used is a high-voltage circuit,
The device configuration is extensive. Therefore, even if it is intended to perform the current limiting interruption as described above in a low voltage circuit such as a power line circuit, the device configuration cannot be applied as it is.

【0006】また、抵抗器1に短絡電流を転流させる遮
断器2は、指令装置3の遠隔制御によって動作させる必
要がある。従って、上記従来の高速限流装置は、回路構
成上においても部品点数を要する構成になっている。
Further, the circuit breaker 2 for commutating the short-circuit current to the resistor 1 needs to be operated by remote control of the command device 3. Therefore, the above-mentioned conventional high-speed current limiting device has a configuration requiring a number of components even in a circuit configuration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するためになされたもので、回路遮断手段に直列
に接続され,回路遮断手段の電流遮断能力以下の電流値
に事故電流を限流する抵抗と、この抵抗に並列に接続さ
れ,温度の上昇に応じて抵抗率が増加するサーミスタと
から、回路遮断用自動高速限流装置を構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is intended to connect an accident current to a current value equal to or less than the current interrupting capability of the circuit interrupting device in series with the circuit interrupting device. An automatic high-speed current limiting device for circuit interruption was constructed from a current-limiting resistor and a thermistor connected in parallel with the resistor and having a resistivity that increases with an increase in temperature.

【0008】本構成では、回路電流は通常時にはサーミ
スタおよび回路遮断手段を通って流れているが、事故電
流が生じるとサーミスタに流れる電流が増加し、サーミ
スタはその温度を上昇させる。この結果、サーミスタの
抵抗率が増加し、事故電流はサーミスタに並列に設けら
れた抵抗に転流する。抵抗に転流した事故電流は抵抗の
抵抗分によって限流され、回路遮断手段は限流された事
故電流を遮断する。
In this configuration, the circuit current normally flows through the thermistor and the circuit cutoff means. However, when an accident current occurs, the current flowing through the thermistor increases, and the temperature of the thermistor rises. As a result, the resistivity of the thermistor increases, and the fault current is commutated to a resistor provided in parallel with the thermistor. The fault current commutated to the resistor is limited by the resistance of the resistor, and the circuit interrupting means cuts off the limited fault current.

【0009】従って、限流装置は抵抗とサーミスタだけ
で簡単に構成される。また、事故電流を抵抗に転流させ
るサーミスタは、従来のように外部から信号を与えるこ
となく、自分自身で自動的に動作する。
Therefore, the current limiting device is simply constituted only by the resistor and the thermistor. Further, the thermistor for commutating the fault current to the resistor operates automatically by itself without giving a signal from outside as in the prior art.

【0010】また、本発明は、上記抵抗が直列に複数個
接続され、上記サーミスタがこれら各抵抗にそれぞれ並
列に接続されていることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a plurality of the resistors are connected in series, and the thermistor is connected to each of the resistors in parallel.

【0011】本構成によれば、電源から各サーミスタに
印加される電圧の大きさが小さくなり、電圧定格の小さ
なサーミスタを使用することが可能になる。
According to this configuration, the magnitude of the voltage applied from the power supply to each thermistor is reduced, and a thermistor with a small voltage rating can be used.

【0012】また、本発明は、上記サーミスタに並列に
バリスタが接続されていることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a varistor is connected in parallel to the thermistor.

【0013】本構成によれば、過大な電圧がサーミスタ
に印加されるのがバリスタによって防止される。
According to this configuration, the varistor prevents an excessive voltage from being applied to the thermistor.

【0014】また、本発明は、上記サーミスタに並列に
コンデンサが接続されていることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a capacitor is connected in parallel to the thermistor.

【0015】本構成によれば、時間変化率の大きな電圧
がサーミスタに印加され、この電圧印可によって流れる
電流によりサーミスタが抵抗率を上げると、そのサーミ
スタに並列に接続されたコンデンサが通電し、抵抗率を
上げたサーミスタに流れる大きな電流は抵抗に転流する
と共に、その一部はコンデンサにバイパスする。コンデ
ンサを流れた電流は、抵抗率をまだ上げていないサーミ
スタに流れ込み、そのサーミスタの温度上昇を促進させ
る。また、本構成によれば、サーミスタにかかる高調波
雑音がコンデンサによって除去される。
According to this configuration, when a voltage having a large time rate of change is applied to the thermistor, and the resistivity of the thermistor is increased by the current flowing by applying the voltage, the capacitor connected in parallel to the thermistor conducts, The large current flowing through the increased thermistor commutates to the resistor and some of it bypasses the capacitor. The current flowing through the capacitor flows into the thermistor that has not yet increased the resistivity, and promotes the temperature rise of the thermistor. Further, according to this configuration, harmonic noise applied to the thermistor is removed by the capacitor.

【0016】また、本発明は、上記サーミスタに並列に
バリスタおよびコンデンサがそれぞれ接続されているこ
とを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that a varistor and a capacitor are connected in parallel to the thermistor.

【0017】本構成によれば、バリスタにより、過大な
電圧がサーミスタに印加されるのが防止され、コンデン
サにより、抵抗率を上げていないサーミスタの温度上昇
が促進されると共に、高調波雑音が除去される。
According to this configuration, the varistor prevents an excessive voltage from being applied to the thermistor, the capacitor promotes the temperature rise of the thermistor whose resistivity is not increased, and eliminates the harmonic noise. Is done.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】次に、本発明による回路遮断用自
動高速限流装置の第1の実施形態について説明する。
Next, a first embodiment of an automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to the present invention will be described.

【0019】図1は本実施形態による自動高速限流装置
の構成を示す回路図である。自動高速限流装置は、回路
遮断手段を構成するサーキットプロテクタ(CP)11
に直列に接続された抵抗器12と、この抵抗器12に並
列に接続された正特性サーミスタ(PTC)13とから
構成されている。CP11は、回路を開閉する接点11
aと、閉じているこの接点11aを引き外す電流引き外
し素子11bとから構成されている。抵抗器12の抵抗
値は、CP11の電流遮断能力以下の電流値に事故電流
を限流する値に設定されている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment. The automatic high-speed current limiting device includes a circuit protector (CP) 11 that constitutes a circuit breaking unit.
And a positive temperature coefficient thermistor (PTC) 13 connected in parallel to the resistor 12. CP11 is a contact 11 for opening and closing the circuit
a and a current trip element 11b for tripping the contact 11a which is closed. The resistance value of resistor 12 is set to a value that limits the fault current to a current value equal to or less than the current interrupting capability of CP11.

【0020】PTC13は導電性ポリマによって形成さ
れており、温度の上昇に応じてその抵抗率が増加する。
つまり、この導電性ポリマは、ポリオレフィン,ふっ素
樹脂といった絶縁体のポリマにカーボンなどの導電性物
質が混入されて得られる。ポリマ内に存在する導電性物
質により、PTC13内には無数の導電性パス(経路)
が形成されており、常温では低い抵抗値を示している。
しかし、温度上昇に伴ってポリマが熱膨脹すると、導電
性物質相互間の距離が増大して導電性パスが徐々に切断
され、抵抗率が増大する。この性質が利用され、PTC
13は過電流保護素子として機能する。
The PTC 13 is made of a conductive polymer, and its resistivity increases as the temperature rises.
That is, the conductive polymer is obtained by mixing a conductive substance such as carbon with an insulating polymer such as polyolefin or fluororesin. Due to the conductive material present in the polymer, there are countless conductive paths in the PTC 13
Are formed and exhibit a low resistance value at normal temperature.
However, when the polymer thermally expands as the temperature increases, the distance between the conductive materials increases, the conductive paths are gradually cut, and the resistivity increases. Utilizing this property, PTC
Reference numeral 13 functions as an overcurrent protection element.

【0021】このような構成において、通常時には、P
TC13の抵抗分は抵抗器12の抵抗分に比べて十分に
低いため、回路電流はPTC13およびCP11を通っ
て流れている。しかし、短絡電流ISが生じるとPTC
13に流れる電流が増加し、PTC13はその温度を急
激に上昇させる。この結果、PTC13の抵抗率は増加
し、PTC13は数mΩの低抵抗状態からMΩオーダの
高抵抗状態に瞬時にトリップする。よって、短絡電流I
Sは、極めて早い時期に、PTC13に並列に設けられ
た抵抗器12に転流し、抵抗器12の抵抗分によって限
流される。
In such a configuration, normally, P
Since the resistance of TC13 is sufficiently lower than the resistance of resistor 12, the circuit current is flowing through PTC13 and CP11. However, when the short-circuit current I S is generated PTC
13, the current flowing through the PTC 13 increases, and the PTC 13 sharply increases its temperature. As a result, the resistivity of the PTC 13 increases, and the PTC 13 instantaneously trips from a low resistance state of several mΩ to a high resistance state of the order of MΩ. Therefore, the short-circuit current I
At an extremely early stage, S commutates to the resistor 12 provided in parallel with the PTC 13, and the current is limited by the resistance of the resistor 12.

【0022】例えば、図2のグラフに示すように、波高
値I0まで上昇する短絡電流ISは、抵抗器12の抵抗分
によって波高値Im(<<I0)に速やかに限流される。
なお、同グラフの横軸は時間[t]であり、縦軸は電流
[I]である。従って、CP11は限流された短絡電流
Sを遮断すればよく、CP11の責務は軽減される。
CP11は、電流引き外し素子11bによって接点11
aを機械的に開く構造であるため、接点11aの開離速
度が遅く、CP単体では限流遮断性能は期待できない。
しかし、上記の本実施形態による、電子的に高速動作す
る自動限流装置を併用することにより、CP11が遅れ
て動作する時までには短絡電流ISが速やかに限流さ
れ、上述したように容易に限流遮断を行うことが可能に
なる。従って、本実施形態による限流装置によれば、C
P単体では遮断することの出来ない大容量の事故電流を
遮断することが可能になる。
For example, as shown in the graph of FIG. 2, the short-circuit current I S rising to the peak value I 0 is immediately limited to the peak value I m (<< I 0 ) by the resistance of the resistor 12. .
The horizontal axis of the graph is time [t], and the vertical axis is current [I]. Therefore, the CP 11 only needs to cut off the short-circuit current I S which is limited, and the duty of the CP 11 is reduced.
CP11 is connected to the contact 11 by the current trip element 11b.
Since the opening a is mechanically opened, the opening speed of the contact point 11a is low, and the current limiting performance cannot be expected with CP alone.
However, according to the present embodiment described above, the combined use of automatic current limiting device electronically speed operation, flowed rapidly limited short-circuit current I S is the time the CP11 to operate late, as described above Current limiting cutoff can be easily performed. Therefore, according to the current limiting device according to the present embodiment, C
It becomes possible to interrupt a large-capacity fault current that cannot be interrupted by P alone.

【0023】また、事故電流限流装置は抵抗器12とP
TC13だけで簡単に構成される。また、事故電流を抵
抗器12に転流させるPTC13は、従来のように外部
から信号を与えることなく、自分自身で自動的に動作す
る。従って、限流装置は小型にかつ安価に構成され、低
圧回路に簡易に適用することが出来、さらに、機器に内
蔵させることも可能になる。
The fault current limiting device includes a resistor 12 and P
It is simply configured with only TC13. Further, the PTC 13 for commutating the fault current to the resistor 12 automatically operates by itself without giving a signal from outside as in the conventional case. Therefore, the current limiting device is configured to be small and inexpensive, can be easily applied to a low-voltage circuit, and can be built in a device.

【0024】また、本実施形態によって事故電流が速や
かに限流して遮断されることにより、回路に流れる電流
エネルギの大きさI2tは抑制される。従って、回路に
半導体素子が用いられていても、半導体素子に損傷を与
えることなく、事故電流を遮断することが可能になる。
本実施形態による高速自動限流装置を持たない従来の構
成、つまり、CP単体ではその機械的動作遅れのため、
回路に大きな電流エネルギが流れ、半導体素子をこのよ
うに保護することは従来出来なかった。
Further, according to the present embodiment, the fault current is quickly limited and cut off, so that the magnitude I 2 t of the current energy flowing through the circuit is suppressed. Therefore, even if a semiconductor element is used in the circuit, it is possible to cut off the fault current without damaging the semiconductor element.
The conventional configuration without the high-speed automatic current limiting device according to the present embodiment, that is, due to the mechanical operation delay of the CP alone,
Large current energy flows in the circuit, and it has not been possible to protect a semiconductor element in this way.

【0025】また、分電盤に多くのCPやNFB(ノー
ヒューズブレーカ)がある場合、本実施形態による限流
装置をいずれかのCPやNFBに併設すると、そのCP
やNFBは事故電流を限流遮断するため、選択遮断する
ことが可能になる。つまり、限流装置が併設されたC
P,NFBは、限流装置を持たないCP,NFBに比較
して事故電流を小さな波高値で遮断するため、限流装置
を持たないCP,NFBよりも早く動作する。つまり、
事故電流が発生した場合、限流装置が併設されたCP,
NFBを優先的に動作させ、限流装置を持たないCP,
NFBを動作させないように、選択遮断させることが出
来る。従って、重要度の低い機器に電力を供給するC
P,NFBに限流装置を併設し、事故電流が発生した場
合、優先的にこれら遮断器を動作させる構成にすること
により、重要な機器に最後まで電力を供給し続けるよう
にすることが出来る。
When a distribution board has a large number of CPs and NFBs (no-fuse breakers), if the current limiting device according to the present embodiment is provided alongside one of the CPs and NFBs,
And NFB block the fault current by current limiting, so that it is possible to selectively cut off. In other words, C with current limiting device
P and NFB operate faster than CPs and NFBs without a current limiting device because they block the fault current at a smaller peak value than CPs and NFBs without a current limiting device. That is,
If a fault current occurs, the CP with current limiting device
CP which operates NFB preferentially and has no current limiting device,
It is possible to selectively cut off the NFB so as not to operate. Therefore, C that supplies power to less important devices
By providing a current limiting device in parallel with P and NFB and operating these circuit breakers preferentially when an accident current occurs, power can be continuously supplied to important devices to the end. .

【0026】次に、本発明の第2の実施形態による回路
遮断用自動高速限流装置について説明する。
Next, an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0027】図3は本実施形態による自動高速限流装置
の構成を示す回路図である。本実施形態による自動高速
限流装置は、CP11に直列に3個の抵抗器12a〜1
2cが接続されており、これら各抵抗器12a〜12c
にそれぞれ並列にPTC13a〜13cが接続されてい
る。3個の抵抗器12a〜12cの合成抵抗値は、CP
11の電流遮断能力以下の電流値に事故電流を限流する
値に設定されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment. The automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment includes three resistors 12 a to 12
2c are connected to each of these resistors 12a to 12c.
Are connected in parallel with each other. The combined resistance value of the three resistors 12a to 12c is CP
The current value is set to a value that limits the fault current to a current value equal to or lower than the current interrupting capability of No. 11.

【0028】本実施形態のようにPTC13を直列に接
続することにより、1つのPTC13が分担する回路電
源電圧は低くなる。従って、本構成によれば、定格電圧
の低いPTC13を使用して限流装置を実現することが
出来る。例えば、100[V]の低圧配電線回路に本装
置を適用する場合には、例えば、定格電圧30[V]の
PTC13を3個直列に使用すればよい。
By connecting the PTCs 13 in series as in this embodiment, the circuit power supply voltage shared by one PTC 13 is reduced. Therefore, according to this configuration, a current limiting device can be realized using the PTC 13 having a low rated voltage. For example, when the present device is applied to a low-voltage distribution line circuit of 100 [V], for example, three PTCs 13 having a rated voltage of 30 [V] may be used in series.

【0029】このような構成においても、通常時には、
回路電流はPTC13の直列回路およびCP11を通っ
て流れている。しかし、短絡電流ISが生じるとPTC
13に流れる電流が増加し、いずれか1つのPTC13
がまずその温度を急激に上昇させる。このため、そのP
TC13の抵抗率は増加し、短絡電流ISは、そのPT
C13に並列に設けられた抵抗器12に転流する。この
ため、図4(a)のグラフの遮断電圧波形,同図(b)
のグラフの遮断電流波形に示すように、短絡電流IS
極めて早い時間t1において限流される。ここで、これ
ら各グラフの横軸は時間[t]であり、(a)のグラフ
の縦軸は電圧[V],(b)のグラフの縦軸は電流
[I]である。
Even in such a configuration, usually,
Circuit current is flowing through the series circuit of PTC 13 and CP11. However, when the short-circuit current I S is generated PTC
13 increases, and any one of the PTCs 13
First raises its temperature rapidly. Therefore, the P
The resistivity of TC13 increases and the short-circuit current I S
The current is commutated to the resistor 12 provided in parallel with C13. Therefore, the cut-off voltage waveform in the graph of FIG.
As shown in the cut-off current waveform graph, the short-circuit current I S is limited flowed at a very early time t1. Here, the horizontal axis of each of these graphs is time [t], the vertical axis of the graph of (a) is voltage [V], and the vertical axis of the graph of (b) is current [I].

【0030】これに続いて、他の1つのPTC13もそ
の温度を上昇させて高抵抗状態になり、短絡電流IS
次に高抵抗状態になったこのPTC13に並列に接続さ
れた抵抗器12に転流する。従って、時間t2に回路に
2つの抵抗器12が挿入され、短絡電流ISは時間t2
においてさらに限流される。これに続き、残りの1つの
PTC13もその温度を上昇させて高抵抗状態になり、
短絡電流ISは最後に高抵抗状態になったこのPTC1
3に並列に接続された抵抗器12に転流する。従って、
時間t3に回路に3つの全ての抵抗器12が挿入され、
短絡電流ISは時間t3においてさらに限流される。
[0030] Following this, the other one PTC13 also raised the temperature becomes in a high resistance state, the short-circuit current I S is then high became resistance state this PTC13 a resistor connected in parallel to the 12 To commutate. Therefore, at time t2, two resistors 12 are inserted into the circuit, and the short-circuit current I S becomes equal to time t2.
Is further current-limited. Following this, the remaining one PTC 13 also raises its temperature to a high resistance state,
Short-circuit current I S this was in a high resistance state in the last PTC1
3 commutates to the resistor 12 connected in parallel with the resistor 3. Therefore,
At time t3, all three resistors 12 are inserted into the circuit,
Short-circuit current I S is further limited flowed at time t3.

【0031】この結果、短絡電流ISは各抵抗器12の
合成抵抗分によって速やかに限流され、CP11は限流
された短絡電流ISを時間t4において遅れて遮断す
る。
As a result, the short-circuit current I S is quickly limited by the combined resistance of the resistors 12, and the CP 11 interrupts the limited short-circuit current I S with a delay at time t4.

【0032】このため、本実施形態による自動高速限流
装置によっても、短絡電流ISが限流遮断され、上記の
第1の実施形態と同様な効果が奏される。
Therefore, also with the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment, the short-circuit current IS is subjected to the current limiting interruption, and the same effect as that of the first embodiment is obtained.

【0033】次に、本発明の第3の実施形態による回路
遮断用自動高速限流装置について説明する。
Next, an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a third embodiment of the present invention will be described.

【0034】図5は本実施形態による自動高速限流装置
の構成を示す回路図である。本実施形態による自動高速
限流装置は、CP11に直列に接続された3個の各抵抗
器12a〜12cにそれぞれ並列にPTC13a〜13
cおよびバリスタ(ZNR)14a〜14cが接続され
ている。本実施形態においても、3個の抵抗器12a〜
12cの合成抵抗値は、CP11の電流遮断能力以下の
電流値に事故電流を限流する値に設定されている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment. The automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment includes PTCs 13a to 13c in parallel with three resistors 12a to 12c connected in series to CP11.
c and varistors (ZNR) 14a to 14c are connected. Also in the present embodiment, the three resistors 12 a to 12
The combined resistance value of 12c is set to a value that limits the fault current to a current value equal to or less than the current interrupting capability of CP11.

【0035】本実施形態のようにPTC13に並列にバ
リスタ14が接続されることにより、過大な電圧がPT
C13にかからないようになっている。つまり、抵抗器
12により、PTC13には図6のグラフの直線21に
示すように、回路電流Iの増加に対して線形的に電圧V
がかかる。ここで、同グラフの横軸は回路電流Iの対数
表示,縦軸はPTC13の端子間電圧Vの対数表示であ
る。また、バリスタ14により、PTC13には同グラ
フの曲線22に示すように、回路電流Iの増加に対して
漸増的に電圧Vがかかる。このため、本実施形態ではP
TC13に、太い実線で示した曲線23に示す特性で電
圧Vがかかるようになる。
By connecting the varistor 14 in parallel with the PTC 13 as in this embodiment, an excessive voltage
It doesn't cover C13. That is, the resistor 12 causes the PTC 13 to linearly increase the voltage V with respect to the increase in the circuit current I as shown by the straight line 21 in the graph of FIG.
It takes. Here, the horizontal axis of the graph is a logarithmic representation of the circuit current I, and the vertical axis is a logarithmic representation of the inter-terminal voltage V of the PTC 13. Further, the voltage V is applied to the PTC 13 by the varistor 14 as the circuit current I increases, as shown by the curve 22 in the graph. For this reason, in the present embodiment, P
The voltage V is applied to the TC 13 with the characteristic shown by the curve 23 indicated by the thick solid line.

【0036】すなわち、PTC13に並列に抵抗器12
だけが接続されていると、PTC13には事故電流の増
加に応じて電圧が直線的にかかってしまうが、PTC1
3に並列にさらにバリスタ14が接続されていると、P
TC13にかかる電圧の伸びが抑制される。従って、本
実施形態による限流装置によれば、事故電流発生時、P
TC13に過大な電圧がかからないようになり、PTC
13の破壊が防止されるようになる。
That is, the resistor 12 is connected in parallel with the PTC 13.
When only the PTC 13 is connected, the voltage is linearly applied to the PTC 13 in accordance with the increase in the fault current.
3 and a varistor 14 is connected in parallel
The extension of the voltage applied to the TC 13 is suppressed. Therefore, according to the current limiting device according to the present embodiment, when an accident current occurs, P
Excessive voltage is not applied to TC13, and PTC
13 is prevented from being destroyed.

【0037】このような本実施形態による限流装置によ
っても、通常時には、回路電流はPTC13の直列回路
およびCP11を通って流れている。しかし、短絡電流
Sが生じるとPTC13に流れる電流が増加し、PT
C13はその温度を急激に上昇させる。この結果、PT
C13の抵抗率は増加し、短絡電流ISは、PTC13
に並列に設けられた抵抗器12に転流し、抵抗器12の
抵抗分によって限流される。従って、CP11は限流さ
れた短絡電流ISを遮断する。また、この際、上述した
ように、バリスタ14によってPTC13に過大な電圧
が印加されるのが防止される。
Even in the current limiting device according to the present embodiment, the circuit current normally flows through the series circuit of the PTC 13 and the CP 11. However, the current flowing through the PTC13 the short-circuit current I S is generated is increased, PT
C13 sharply increases its temperature. As a result, PT
The resistivity of the C13 is increased, the short-circuit current I S is, PTC13
Is commutated to a resistor 12 provided in parallel with the resistor 12, and the current is limited by the resistance of the resistor 12. Thus, CP11 interrupts the short-circuit current I S that flows limited. At this time, as described above, application of an excessive voltage to the PTC 13 by the varistor 14 is prevented.

【0038】このため、本実施形態による自動高速限流
装置によっても、短絡電流ISが限流遮断され、前述し
た第1の実施形態と同様な効果が奏される。
Therefore, also with the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment, the short-circuit current IS is subjected to the current limiting interruption, and the same effect as that of the above-described first embodiment is exerted.

【0039】次に、本発明の第4の実施形態による回路
遮断用自動高速限流装置について説明する。
Next, an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0040】図7は本実施形態による自動高速限流装置
の構成を示す回路図である。本実施形態による自動高速
限流装置は、CP11に直列に接続された3個の各抵抗
器12a〜12cにそれぞれ並列にPTC13a〜13
cおよびコンデンサ15a〜15cが接続されている。
本実施形態においても、3個の抵抗器12a〜12cの
合成抵抗値は、CP11の電流遮断能力以下の電流値に
事故電流を限流する値に設定されている。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment. The automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment includes PTCs 13a to 13c in parallel with three resistors 12a to 12c connected in series to CP11.
c and the capacitors 15a to 15c are connected.
Also in the present embodiment, the combined resistance value of the three resistors 12a to 12c is set to a value that limits the fault current to a current value equal to or less than the current interrupting capability of CP11.

【0041】本実施形態のようにPTC13に並列にコ
ンデンサ15が接続されることにより、PTC13の温
度上昇が促進され、PTC13が速やかに動作するよう
になる。つまり、時間変化率の大きな電圧、例えば、0
[V]から急速に立ち上がる電圧がPTC13に印加さ
れ、いずれかのPTC13例えばPTC13aの抵抗率
が上がった場合、コンデンサ15aが通電する。従っ
て、抵抗率を上げたPTC13aに流れる大きな電流
は、抵抗器12aに転流すると共に、その一部はコンデ
ンサ15aにバイパスする。コンデンサ15aを流れた
電流は、抵抗率をまだ上げていないPTC13b,13
cに流れ込み、PTC13b,13cの温度上昇を促進
させる。従って、残りのPTC13b,13cもいち早
くトリップしたPTC13aに引き続き、速やかに順次
動作するようになる。
By connecting the capacitor 15 in parallel with the PTC 13 as in the present embodiment, the temperature rise of the PTC 13 is promoted, and the PTC 13 operates quickly. That is, a voltage having a large time change rate, for example, 0
A voltage that rapidly rises from [V] is applied to the PTC 13, and when the resistivity of any of the PTCs 13, for example, the PTC 13a increases, the capacitor 15a conducts. Therefore, a large current flowing through the PTC 13a whose resistivity has been increased is commutated to the resistor 12a, and a part of the commutated current is bypassed to the capacitor 15a. The current flowing through the capacitor 15a depends on the PTCs 13b and 13
c to promote the temperature rise of the PTCs 13b and 13c. Therefore, the remaining PTCs 13b and 13c also operate sequentially and immediately after the PTC 13a that trips earlier.

【0042】また、本構成によれば、PTC13にかか
る高調波雑音がコンデンサ15によって除去され、もし
も、大きな高調波雑音がPTC13にかかった場合、過
電圧がコンデンサ15に吸収され、PTC13の破壊が
防止される。
Further, according to this configuration, the harmonic noise applied to the PTC 13 is removed by the capacitor 15, and if a large harmonic noise is applied to the PTC 13, the overvoltage is absorbed by the capacitor 15 to prevent the PTC 13 from being destroyed. Is done.

【0043】そして、本構成においても、通常時には、
回路電流はPTC13の直列回路およびCP11を通っ
て流れているが、短絡電流ISが生じるとPTC13の
抵抗率は増加し、短絡電流ISは抵抗器12の抵抗分に
よって限流される。このため、本実施形態による自動高
速限流装置によっても、短絡電流ISが限流遮断され、
前述した第1の実施形態と同様な効果が奏される。
Also, in this configuration, at the time of normal operation,
The circuit current flows through the series circuit of the PTC 13 and the CP 11, but when the short-circuit current I S occurs, the resistivity of the PTC 13 increases, and the short-circuit current I S is limited by the resistance of the resistor 12. Therefore, even by automatic high-speed current-limiting device according to the present embodiment, the short-circuit current I S is cut off current limiting,
The same effects as those of the first embodiment are provided.

【0044】次に、本発明の第5の実施形態による回路
遮断用自動高速限流装置について説明する。
Next, an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0045】図8は本実施形態による自動高速限流装置
の構成を示す回路図である。本実施形態による自動高速
限流装置は、CP11に直列に接続された3個の各抵抗
器12a〜12cにそれぞれ並列にPTC13a〜13
c,バリスタ14a〜14cおよびコンデンサ15a〜
15cが接続されている。本実施形態においても、3個
の抵抗器12a〜12cの合成抵抗値は、CP11の電
流遮断能力以下の電流値に事故電流を限流する値に設定
されている。
FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment. The automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment includes PTCs 13a to 13c in parallel with three resistors 12a to 12c connected in series to CP11.
c, varistors 14a to 14c and capacitors 15a to
15c is connected. Also in the present embodiment, the combined resistance value of the three resistors 12a to 12c is set to a value that limits the fault current to a current value equal to or less than the current interrupting capability of CP11.

【0046】本実施形態のようにPTC13に並列にバ
リスタ14およびコンデンサ15が接続されていると、
バリスタ14により、電流に比例した過大な電圧がPT
C13に印加されるのが防止され、かつ、コンデンサ1
5により、PTC13の温度上昇が促進されると共に、
高調波雑音が除去される。
When the varistor 14 and the capacitor 15 are connected in parallel to the PTC 13 as in this embodiment,
The varistor 14 causes an excessive voltage proportional to the current to PT
C13 is prevented from being applied to
5 promotes the temperature rise of the PTC 13 and
Harmonic noise is removed.

【0047】そして、このような構成においても、通常
時には、回路電流はPTC13の直列回路およびCP1
1を通って流れているが、短絡電流ISが生じるとPT
C13の抵抗率は増加し、短絡電流ISは抵抗器12の
抵抗分によって限流される。従って、本実施形態による
自動高速限流装置によっても、前述した第1の実施形態
と同様な効果が奏される。
In such a configuration, the circuit current is normally controlled by the series circuit of the PTC 13 and the CP1.
While flowing through the 1, short-circuit current I S is generated when PT
Resistivity of C13 increases, the short-circuit current I S is limited flows through resistance of the resistor 12. Therefore, the same effect as that of the above-described first embodiment can be obtained by the automatic high-speed current limiting device according to the present embodiment.

【0048】なお、上述した第1の実施形態では、抵抗
器12に並列にPTC13を単に接続した場合について
説明したが、このPTC13に並列にさらにバリスタ1
4やコンデンサ15を接続する構成としてもよい。この
ような構成によれば、第2の実施形態から第5の実施形
態と同様な効果が奏される。
In the first embodiment described above, the case where the PTC 13 is simply connected in parallel with the resistor 12 has been described.
4 and the capacitor 15 may be connected. According to such a configuration, effects similar to those of the second to fifth embodiments can be obtained.

【0049】また、上述した第2の実施形態から第5の
実施形態においては、抵抗器12を3個直列接続した場
合について説明したが、直列接続する抵抗器12の個数
はこれに限られるものではない。また、上述した各実施
形態においては、抵抗器12に直列接続される回路遮断
手段としてCPを用いた場合について説明したが、CP
の代わりにNFBを用いてもよい。さらに、接点を有し
ない無接点の半導体スイッチ、例えば、パワー・トラン
ジスタ(PT),ゲート・ターン・オフ・サイリスタ
(GTO)やIGBTといった素子を回路遮断手段に用
いてもよい。また、上述した各実施形態による限流装置
は交流回路にも直流回路にも適用することが可能であ
る。このような各場合においても、上記各実施形態と同
様な効果が奏される。
Further, in the above-described second to fifth embodiments, the case where three resistors 12 are connected in series has been described, but the number of resistors 12 connected in series is not limited to this. is not. Further, in each of the embodiments described above, the case where the CP is used as the circuit interrupting means connected in series to the resistor 12 has been described.
May be used instead of NFB. Further, a non-contact semiconductor switch having no contact, for example, an element such as a power transistor (PT), a gate turn-off thyristor (GTO), or an IGBT may be used as the circuit breaking means. Further, the current limiting device according to each of the above-described embodiments can be applied to an AC circuit and a DC circuit. In each of these cases, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
灯線回路といった低圧回路においても簡易に限流遮断が
行える。しかも、限流装置は、従来のように遠隔制御を
する必要もなく、簡素な構成で安価にかつ小型に実現す
ることが出来る。
As described above, according to the present invention, the current limit interruption can be easily performed even in a low voltage circuit such as a power line circuit. Moreover, the current limiting device does not need to be remotely controlled as in the related art, and can be realized at a low cost and small size with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による回路遮断用自動
高速限流装置を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態による回路遮断用自動高速限流
装置によって限流される短絡電流の波形を示すグラフで
ある。
FIG. 2 is a graph showing a waveform of a short-circuit current limited by the automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施形態による回路遮断用自動
高速限流装置を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】第2の実施形態による回路遮断用自動高速限流
装置の作用を説明するためのグラフである。
FIG. 4 is a graph for explaining an operation of the automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to the second embodiment.

【図5】本発明の第3の実施形態による回路遮断用自動
高速限流装置を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to a third embodiment of the present invention.

【図6】第3の実施形態による回路遮断用自動高速限流
装置におけるPTCにかかる電圧と回路電流との関係を
示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a voltage applied to a PTC and a circuit current in an automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to a third embodiment.

【図7】本発明の第4の実施形態による回路遮断用自動
高速限流装置を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施形態による回路遮断用自動
高速限流装置を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】従来の高速限流装置を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional high-speed current limiting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…サーキットプロテクタ(CP) 11a…CP11の接点 11b…CP11の電流引き外し素子 12…抵抗器 13…正極性サーミスタ(PTC) 14…バリスタ 15…コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Circuit protector (CP) 11a ... Contact of CP11 11b ... Current release element of CP11 12 ... Resistor 13 ... Positive thermistor (PTC) 14 ... Varistor 15 ... Capacitor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回路遮断手段に直列に接続され,前記回
路遮断手段の電流遮断能力以下の電流値に事故電流を限
流する抵抗と、この抵抗に並列に接続され,温度の上昇
に応じて抵抗率が増加するサーミスタとから構成される
回路遮断用自動高速限流装置。
A resistor connected in series to the circuit interrupting means for limiting the fault current to a current value equal to or less than a current interrupting capability of the circuit interrupting means; An automatic high-speed current limiting device for circuit cut-off composed of a thermistor whose resistivity increases.
【請求項2】 前記抵抗は直列に複数個接続され、前記
サーミスタはこれら各抵抗にそれぞれ並列に接続されて
いることを特徴とする請求項1に記載の回路遮断用自動
高速限流装置。
2. The automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to claim 1, wherein a plurality of said resistors are connected in series, and said thermistor is connected in parallel to each of said resistors.
【請求項3】 前記サーミスタに並列にバリスタが接続
されていることを特徴とする請求項1または請求項2に
記載の回路遮断用自動高速限流装置。
3. The automatic high-speed current limiting device for interrupting a circuit according to claim 1, wherein a varistor is connected in parallel with said thermistor.
【請求項4】 前記サーミスタに並列にコンデンサが接
続されていることを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の回路遮断用自動高速限流装置。
4. The capacitor according to claim 1, wherein a capacitor is connected in parallel to said thermistor.
3. The automatic high-speed current limiting device for circuit cut-off according to 1).
【請求項5】 前記サーミスタに並列にバリスタおよび
コンデンサがそれぞれ接続されていることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載の回路遮断用自動高速限
流装置。
5. The automatic high-speed current limiting device for circuit interruption according to claim 1, wherein a varistor and a capacitor are respectively connected in parallel to said thermistor.
JP9086298A 1998-03-19 1998-03-19 Automatic high-speed current limiting device for circuit breaking Pending JPH11273534A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009191642A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Autonetworks Technologies Ltd Glow plug protection circuit
KR101384709B1 (en) * 2012-11-09 2014-04-14 엘에스엠트론 주식회사 Monitoring methods using a thermistor and system therefor

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