JPH09233686A - Protector of power system - Google Patents

Protector of power system

Info

Publication number
JPH09233686A
JPH09233686A JP8032342A JP3234296A JPH09233686A JP H09233686 A JPH09233686 A JP H09233686A JP 8032342 A JP8032342 A JP 8032342A JP 3234296 A JP3234296 A JP 3234296A JP H09233686 A JPH09233686 A JP H09233686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
temperature
power system
current
predetermined temperature
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
JP8032342A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichiro Motoyama
修一郎 本山
Yoshihiro Kawanishi
良広 川西
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.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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 NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP8032342A priority Critical patent/JPH09233686A/en
Publication of JPH09233686A publication Critical patent/JPH09233686A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a quick return operation possible without the abnormal increase in temperature of an element which has a positive temperature coefficient. SOLUTION: A protective element 20 wherein a PTC(positive temperature coefficient) element 21 which has a positive temperature coefficient and an NTC(negative temperature coefficient) element 22 which has a negative temperature coefficient are integrally joined to each other and phase transition temperatures of these two elements are the same is directly connected to a line L of a power system. In a steady state, the current supplied to the line L is caused to flow through the PTC element 21. When overcurrent which is the same or above the rated current flows in the line L and the temperature of the PTC element 21 becomes the temperature the same as or higher than the phase transition one, the current in the PTC element 21 is suppressed and the suppressed current is caused to commutate through the NTC element 22.

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、電力系統の保護装
置に係わり、特に送配電系統等の電路に流れる短絡電流
あるいは過負荷電流等の過電流から送配電系統を保護す
るため、あるいは送配電系統等の電路に配設した電力機
器を保護するための電力系統の保護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 power system protection device, and more particularly to protecting a power transmission / distribution system from an overcurrent such as a short-circuit current or an overload current flowing in an electric line of the power transmission / distribution system, or to a power transmission / distribution system. The present invention relates to a power system protection device for protecting a power device arranged in a power line such as a power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、送配電系統に流れる短絡電流ある
いは過負荷電流等の過電流から送配電系統を保護するた
めに、温度が上昇することにより抵抗値が増大する正の
抵抗温度係数を有する素子(PTC(Positive Tempera
ture Coefficient)サーミスタ、以下PTC素子とい
う)を送配電系統の電路に用いることが提案されるよう
になった。このPTC素子を送配電系統の電路に用いる
と、例えば、この電路に定格電流以上の過電流が流れる
と、ジュール熱が発生してPTC素子の温度が上昇す
る。すると、このPTC素子は正の抵抗温度係数を有す
るため、PTC素子の温度が所定の相転移温度以上とな
ると、抵抗値が急激に増大してこの電路に流れる過電流
を抑制(限流)するようになる。一方、事故が復帰して
PTC素子の温度が常温に戻ると、元の低抵抗値になる
ため、自動復帰してこの電路に給電が再開されることと
なる。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to protect a power transmission / distribution system from an overcurrent such as a short-circuit current or an overload current flowing in the power transmission / distribution system, a positive temperature coefficient of resistance, which increases with increasing temperature, is provided. Element (PTC (Positive Tempera
(ture coefficient) thermistor, hereinafter referred to as PTC element) has been proposed for use in the electric circuit of the power transmission and distribution system. When this PTC element is used in an electric line of a power transmission and distribution system, for example, when an overcurrent exceeding the rated current flows in this electric line, Joule heat is generated and the temperature of the PTC element rises. Then, since this PTC element has a positive temperature coefficient of resistance, when the temperature of the PTC element becomes equal to or higher than a predetermined phase transition temperature, the resistance value sharply increases and the overcurrent flowing in this electric path is suppressed (current limiting). Like On the other hand, when the accident recovers and the temperature of the PTC element returns to room temperature, the resistance value returns to the original low value, so that the power is automatically restored and power supply to this electric path is restarted.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PTC
素子は所定の温度以上となると抵抗値が減少するNTC
(Negative Temperature Coefficient)領域を有するた
め、PTC素子が異常に温度上昇すると逆に抵抗値が減
少して大電流が流れ、PTC素子が破壊されるという問
題があった。また、定常時においてのPTC素子での電
力損失を小さくするために常温での抵抗値を小さくしよ
うとすると、PTC素子の断面積を大きくする必要があ
るが、PTC素子の断面積を大きくすると、定格電流以
上の過電流が流れてもPTC素子の温度上昇率が低下す
るため、限流動作が遅くなり、応答性が悪化するという
問題を生じる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, PTC
NTC element has a resistance value that decreases when the temperature rises above a certain level.
Since there is a (Negative Temperature Coefficient) region, there is a problem that when the temperature of the PTC element rises abnormally, the resistance value decreases and a large current flows, and the PTC element is destroyed. Further, in order to reduce the power loss in the PTC element in the steady state, it is necessary to increase the cross-sectional area of the PTC element in order to reduce the resistance value at room temperature. However, when the cross-sectional area of the PTC element is increased, Even if an overcurrent more than the rated current flows, the temperature rise rate of the PTC element decreases, so that the current limiting operation becomes slow and the responsiveness deteriorates.

【0004】また、限流動作した後に事故が回復する
と、電路に所定の電流が流れるようにする必要がある
が、PTC素子が温度上昇したままであると、抵抗値が
大きいままであるため、PTC素子の温度が常温に戻る
まで限流動作した状態が継続して回復動作が遅くなると
いう問題も生じる。さらに、過電流が事故点に長時間流
れると、事故点での線路が溶断する等の被害が増大する
という問題も生じる。そこで、本発明は上記した問題点
を解決するために、正の抵抗温度係数を有する素子の異
常温度上昇を伴うことなく復帰動作が速くできるように
し、かつ事故電流を転流してPTC素子を保護するとと
もに事故点での被害の拡大を未然に防止することにあ
る。
When the accident recovers after the current limiting operation, it is necessary to allow a predetermined current to flow in the electric line. However, if the temperature of the PTC element remains high, the resistance value remains large. There is also a problem that the current limiting operation continues until the temperature of the PTC element returns to room temperature and the recovery operation is delayed. Further, if the overcurrent flows for a long time at the accident point, there is a problem that damage such as melting of the line at the accident point increases. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention enables quick recovery operation without causing an abnormal temperature rise of an element having a positive temperature coefficient of resistance, and commutates an accident current to protect a PTC element. It is also to prevent the spread of damage at the accident point.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は電力系統を保護
する電力系統の保護装置であって、上記課題を解決する
ために、請求項1に記載の発明においては、電力系統の
電路に第1の所定の温度になると急激にその抵抗値が増
大する正の抵抗温度係数を有する第1の素子(PTC素
子)と、第2の所定の温度になると急激にその抵抗値が
減少する負の抵抗温度係数を有する第2の素子(NTC
素子)とを熱的に結合するとともに、第2の所定の温度
を第1の所定の温度と等しくするかあるいは高くした保
護素子を備え、定常時には電路に給電される電流をPT
C素子を通して流すようにし、電路に定格電流以上の過
電流が流れてPTC素子の温度が第1の所定の温度にな
ると急激にその抵抗値が増大してPTC素子に流れる電
流を抑制するとともにこの抑制された電流をNTC素子
を通して転流させるようにしている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a power system protection device for protecting a power system, and in order to solve the above-mentioned problems, in the invention described in claim 1, a power line of the power system is A first element (PTC element) having a positive temperature coefficient of resistance whose resistance value rapidly increases at a predetermined temperature of 1, and a negative element whose resistance value sharply decreases at a second predetermined temperature. Second element (NTC) having a temperature coefficient of resistance
Element) and a protection element in which the second predetermined temperature is made equal to or higher than the first predetermined temperature, and the current supplied to the electric line in the steady state is PT.
When the temperature of the PTC element reaches the first predetermined temperature due to an overcurrent exceeding the rated current flowing through the C element, the resistance value of the PTC element rapidly increases to suppress the current flowing through the PTC element. The suppressed current is commutated through the NTC element.

【0006】このように構成することにより、定常時に
おいては、PTC素子の常温での抵抗値は小さいため、
電路に給電される電流はPTC素子を通して流れる。一
方、短絡等の事故により定格電流以上の過電流がPTC
素子に流れる異常時には、過電流が流れたときに生じる
ジュール熱によりPTC素子の温度が上昇し、PTC素
子の温度が第1所定の温度になるとこの素子の抵抗値が
急激に増大して、PTC素子に流れる電流は抑制(限
流)される。同時に、PTC素子の温度上昇に伴い、P
TC素子と一体的に接合されたNTC素子の温度も上昇
してNTC素子の温度が第2の所定の温度になるとこの
素子の抵抗値が急激に減少して、PTC素子により限流
された電流はNTC素子を通して転流されるようにな
る。
With this configuration, the resistance value of the PTC element at room temperature is small in a steady state,
The current supplied to the electric circuit flows through the PTC element. On the other hand, if the overcurrent exceeding the rated current is
When an abnormality occurs in the element, the temperature of the PTC element rises due to Joule heat generated when an overcurrent flows, and when the temperature of the PTC element reaches the first predetermined temperature, the resistance value of this element rapidly increases, The current flowing through the device is suppressed (current limit). At the same time, as the temperature of the PTC element rises, P
When the temperature of the NTC element integrally joined with the TC element also rises and the temperature of the NTC element reaches the second predetermined temperature, the resistance value of this element sharply decreases and the current limited by the PTC element Will be commutated through the NTC element.

【0007】また、請求項2に記載の発明においては、
上述のPTC素子の一端を電路の負荷側に接続し、PT
C素子とNTC素子との接合部を電路の電源側に接続
し、NTC素子の一端を接地抵抗を介して接地するよう
にしているので、例えば、この電路の保護素子の下流側
で短絡事故等が発生してこの事故点にアーク電流が流れ
た場合、PTC素子に大電流が流れて限流動作するとと
もにこの限流された電流はNTC素子および接地抵抗を
通して接地されることとなり、事故点へ電流が流れなく
なって短時間でアークは消弧されることとなる。
Further, in the invention according to claim 2,
Connect one end of the above-mentioned PTC element to the load side of the electric circuit,
Since the junction between the C element and the NTC element is connected to the power source side of the electric path and one end of the NTC element is grounded via a grounding resistance, for example, a short circuit accident occurs at the downstream side of the protective element of this electric path. When an arc current occurs at this accident point, a large current flows through the PTC element, causing a current limiting operation, and this limited current is grounded through the NTC element and the grounding resistor. The current will stop flowing and the arc will be extinguished in a short time.

【0008】また、請求項3に記載の発明においては、
電力系統の電路に直接接続される電力機器を備えるとと
もに、この電力機器に熱的結合されて電路に第1の所定
の温度になると急激にその抵抗値が増大するPTC素子
と第2の所定の温度になると急激にその抵抗値が減少す
るNTC素子とを熱的に結合するとともに第2の所定の
温度を第1の所定の温度と等しくするかあるいは高くし
た保護素子を備え、定常時には電路に給電される電流を
PTC素子および電力機器を通して流すようにし、電力
機器が異常発熱してPTC素子およびNTC素子の温度
が第1の所定の温度になるとPTC素子および電力機器
に流れる電流を抑制するとともにこの抑制された電流を
NTC素子を通して転流させるようにしている。
Further, in the invention described in claim 3,
A power device directly connected to an electric path of the electric power system is provided, and a PTC element and a second predetermined electric resistor that are thermally coupled to the electric power device and whose resistance value rapidly increases when the electric circuit reaches a first predetermined temperature. It is equipped with a protective element that is thermally coupled to the NTC element whose resistance value suddenly decreases when the temperature rises, and that makes the second predetermined temperature equal to or higher than the first predetermined temperature. A current to be supplied is caused to flow through the PTC element and the power equipment, and when the power equipment abnormally heats up and the temperature of the PTC element and the NTC element reaches a first predetermined temperature, the current flowing through the PTC element and the power equipment is suppressed. This suppressed current is commutated through the NTC element.

【0009】このように構成することにより、定常時に
おいては、PTC素子の常温での抵抗値は小さいため、
電路に給電される電流はPTC素子および電力機器を通
して流れる。一方、何らかの原因により電力機器が発熱
すると、この電力機器に熱的に結合された保護素子のP
TC素子とNTC素子は温度上昇することとなる。PT
C素子の温度が第1の所定の温度になると、PTC素子
の抵抗値が急激に増大し、PTC素子および電力機器に
流れる電流は限流される。同時に、NTC素子の抵抗値
が急激に減少して、PTC素子により限流された電流は
NTC素子を通して転流されるようになる。
With this configuration, the resistance value of the PTC element at room temperature is small in a steady state,
The electric current supplied to the electric circuit flows through the PTC element and the electric power equipment. On the other hand, when the electric power device generates heat for some reason, P of the protection element thermally coupled to the electric power device is generated.
The temperature of the TC element and the NTC element will rise. PT
When the temperature of the C element reaches the first predetermined temperature, the resistance value of the PTC element rapidly increases, and the current flowing through the PTC element and the power device is limited. At the same time, the resistance value of the NTC element sharply decreases, and the current limited by the PTC element is commutated through the NTC element.

【0010】また、請求項4に記載の発明においては、
上述のPTC素子の一端を電路の電源側に接続し、PT
C素子とNTC素子との接合部を電力機器の一端に接続
し、NTC素子の一端を電路の負荷側に接続するように
しているので、例えば、この電路に高調波が流れて電力
機器が異常発熱した場合、PTC素子およびNTC素子
の温度が上昇してPTC素子は限流動作する。一方、こ
の限流された電流はNTC素子を通して流れることとな
り、電力機器をバイパスするようになる。
Further, in the invention described in claim 4,
Connect one end of the above-mentioned PTC element to the power source side of the electric circuit,
Since the joint between the C element and the NTC element is connected to one end of the electric power device and one end of the NTC element is connected to the load side of the electric line, for example, harmonics flow in this electric line and the electric power device is abnormal. When heat is generated, the temperatures of the PTC element and the NTC element rise and the PTC element operates in a current limiting manner. On the other hand, this limited current flows through the NTC element, bypassing the power equipment.

【0011】また、請求項5に記載の発明においては、
上述のPTC素子の一端を電路の電源側に接続し、PT
C素子とNTC素子との接合部を電力機器の一端に接続
し、NTC素子の一端と電力機器の他端とを接地するよ
うに接続しているので、例えば、この電路に短絡電流等
の過電流が流れて電力機器が異常発熱した場合、PTC
素子およびNTC素子の温度が上昇してPTC素子は限
流動作する。一方、この限流された電流はNTC素子を
通して流れることとなり、電力機器をバイパスするよう
になるので、過電流から電力機器は保護されることとな
る。
Further, in the invention according to claim 5,
Connect one end of the above-mentioned PTC element to the power source side of the electric circuit,
Since the junction between the C element and the NTC element is connected to one end of the electric power device and one end of the NTC element and the other end of the electric power device are connected to the ground, for example, a short circuit current, In case of abnormal heat generation of electric power equipment due to current flow, PTC
The temperature of the element and the NTC element rises and the PTC element operates in a current limiting manner. On the other hand, this limited current flows through the NTC element and bypasses the power equipment, so that the power equipment is protected from overcurrent.

【0012】また、請求項6に記載の発明においては、
上述のPTC素子としてV23系セラミックスをハニカ
ム構造に形成したものを用いるので、この素子に過電流
が流れてあるいは電力機器の発熱によりこの素子の温度
が上昇しても、ハニカム構造は放熱面積が大きいために
急速に放熱して早期に常温に戻るようになる。
According to the invention of claim 6,
Since the above PTC element made of V 2 O 3 ceramics formed in a honeycomb structure is used, even if an overcurrent flows through this element or the temperature of this element rises due to heat generation of electric power equipment, the honeycomb structure radiates heat. Due to its large area, it quickly radiates heat and quickly returns to room temperature.

【0013】また、請求項7に記載の発明においては、
上述のV23系セラミックスとして常温抵抗率に対する
抵抗上昇が2〜3桁であるV23−Cr23セラミック
スをハニカム構造に形成したものを用いるので、この素
子に定格電流以上の過電流が流れても、NTC領域に至
るまでに温度上昇することがなく、急激にその抵抗値が
増大するようになる。
According to the invention of claim 7,
As the above-mentioned V 2 O 3 -based ceramic, a V 2 O 3 —Cr 2 O 3 ceramic having a honeycomb structure in which the resistance increase with respect to room temperature resistivity is 2 to 3 digits is used. Even if an overcurrent flows, the temperature does not rise before reaching the NTC region, and the resistance value suddenly increases.

【0014】さらに、請求項8に記載の発明において
は、上述のNTC素子としてVO2薄膜、La1-XSrX
MnO3系セラミックス、VO2系セラミックスのいずれ
かから選択して用いるので、これらのNTC素子は常温
抵抗率に対する抵抗減少が大きいので、この素子が温度
上昇すると、急激にその抵抗値が減少するようになる。
Further, in the invention described in claim 8, as the above NTC element, a VO 2 thin film, La 1 -X Sr X is used.
These NTC elements have a large resistance decrease with respect to the room temperature resistivity because they are selected and used from MnO 3 series ceramics and VO 2 series ceramics. Therefore, when the temperature of this NTC element rises, its resistance value suddenly decreases. become.

【0015】[0015]

【発明の効果】請求項1に記載の発明においては、PT
C素子の常温での抵抗値は小さいため、この素子を電路
に直接接続しても抵抗損失は小さく、定常時の電力損失
を最小限にすることができ、電力損失を伴うことなく電
力系統を保護することができるようになる。また、PT
C素子が限流動作を開始するとNTC素子に転流される
ようになるので、PTC素子の異常温度上昇が防止で
き、PTC素子の破壊を防止できるようになるので、こ
の種保護装置の信頼性が向上する。
According to the first aspect of the present invention, the PT
Since the resistance value of the C element at room temperature is small, even if this element is directly connected to the electric circuit, the resistance loss is small, and the power loss during the steady state can be minimized. You will be able to protect. Also, PT
When the C element starts the current limiting operation, it is commutated to the NTC element, so that the abnormal temperature rise of the PTC element can be prevented and the destruction of the PTC element can be prevented. improves.

【0016】また、請求項2に記載の発明においては、
短絡事故等が発生しても短時間で消弧して自動復帰でき
るようになるので、電力系統の保守が容易になり、保守
性が向上する。また、PTC素子の一端を電路の負荷側
に接続し、PTC素子とNTC素子との接合部を電路の
電源側に接続し、NTC素子の一端を接地抵抗を介して
接地するだけの構成であるので、回路構成が簡単とな
り、この種の保護装置を小型、安価に製造できるように
なる。また、請求項3に記載の発明においては、電力機
器が異常発熱しても、PTC素子が限流動作を開始する
と同時にNTC素子に転流されて、電力機器に電路から
の電流が流れなくなるので電力機器が異常発熱して破壊
されることが防止できるようになり、電力系統の信頼性
が向上する。
Further, in the invention according to claim 2,
Even if a short-circuit accident or the like occurs, the arc can be extinguished and automatically restored in a short time, so that maintenance of the power system becomes easy and maintainability is improved. In addition, one end of the PTC element is connected to the load side of the electric path, the joint between the PTC element and the NTC element is connected to the power supply side of the electric path, and one end of the NTC element is simply grounded via a ground resistance. Therefore, the circuit configuration is simplified, and this type of protection device can be manufactured in a small size and at low cost. Further, in the invention according to claim 3, even if the electric power device abnormally generates heat, the PTC element starts to conduct the current limiting operation, and at the same time, the PTC element is commutated to the NTC element, so that the electric current from the electric line does not flow to the electric power apparatus. It becomes possible to prevent the electric power equipment from being abnormally heated and destroyed, and the reliability of the electric power system is improved.

【0017】また、請求項4に記載の発明においては、
PTC素子の一端を電路の電源側に接続し、PTC素子
とNTC素子との接合部を電力機器の一端に接続し、N
TC素子の一端を電路の負荷側に接続するだけの構成で
あるので、また、請求項5に記載の発明においては、P
TC素子の一端を電路の電源側に接続し、PTC素子と
NTC素子との接合部を電力機器の一端に接続し、NT
C素子の一端と電力機器の他端とを接地するだけの構成
であるので、回路構成が簡単となり、この種の保護装置
を小型、安価に製造できるようになる。
Further, in the invention described in claim 4,
One end of the PTC element is connected to the power supply side of the electric path, the joint of the PTC element and the NTC element is connected to one end of the power device, and N
Since the construction is such that only one end of the TC element is connected to the load side of the electric path, in the invention described in claim 5, P
One end of the TC element is connected to the power source side of the electric circuit, and the joint between the PTC element and the NTC element is connected to one end of the power device.
Since only one end of the C element and the other end of the electric power device are grounded, the circuit configuration is simple, and this type of protection device can be manufactured in a small size and at low cost.

【0018】また、請求項6に記載の発明においては、
ハニカム構造のV23系セラミックスを用いれば、V2
3系セラミックスはBaTiO3系セラミックスと比較
して抵抗が小さいため、断面積を小さくすることが可能
となり、小型の素子を使用することができて、この種保
護装置の小型化が可能となる。また、ハニカム構造であ
るので、冷却効率が向上し、この素子に大電流が流れて
温度上昇しても早期に冷却されて復帰動作が速くなり、
この種保護装置の復帰性が向上する。
Further, in the invention described in claim 6,
The use of V 2 O 3 based ceramic honeycomb structure, V 2
Since the O 3 -based ceramic has a smaller resistance than the BaTiO 3 -based ceramic, it is possible to reduce the cross-sectional area, use a small element, and downsize this type of protection device. . Also, because of the honeycomb structure, the cooling efficiency is improved, and even if a large current flows through this element and the temperature rises, it is cooled early and the recovery operation becomes faster,
The recoverability of this type of protection device is improved.

【0019】また、請求項7に記載の発明においては、
常温抵抗率に対する抵抗上昇率が2〜3桁であるV23
−Cr23セラミックスを用いれば、この素子に定格電
流以上の過電流が流れても、NTC(負の抵抗温度係
数)領域に至るまでに温度上昇をすることないため、温
度上昇に基づく素子の破壊を防止することができるよう
になる。また、過電流が流れると確実にその抵抗値が増
大するので、限流動作の応答性が向上し、この種保護装
置の応答性が向上する。
According to the invention of claim 7,
V 2 O 3 whose resistance increase rate with respect to room temperature resistivity is 2 to 3 digits
By using -Cr 2 O 3 ceramics, even if an overcurrent exceeding the rated current flows through this element, the temperature does not rise until it reaches the NTC (negative temperature coefficient of resistance) region. Will be able to prevent the destruction of. Further, when the overcurrent flows, the resistance value surely increases, so that the responsiveness of the current limiting operation is improved and the responsiveness of this type of protection device is improved.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施の形態1 以下に、図に基づいて本発明の電力系統の保護装置の実
施の形態を説明する。図1は本発明の電力系統の保護装
置を送配電系統の電路に直接接続して、この電路に流れ
る過電流を制限する場合の一例を示す図である。図1に
示すように、この場合の保護装置は保護素子20と接地
抵抗Rからなり、保護素子20は電路Lを介して交流電
源10と負荷40との間に接続される。
Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of a power system protection device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a case in which the power system protection device of the present invention is directly connected to an electric line of a power transmission and distribution system to limit an overcurrent flowing through the electric line. As shown in FIG. 1, the protective device in this case includes a protective element 20 and a ground resistance R, and the protective element 20 is connected between the AC power source 10 and the load 40 via an electric path L.

【0021】保護素子20は、温度が上昇することによ
り抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有する素子(P
TC(Positive Temperature Coefficient)サーミス
タ、以下、PTC素子という)21と、このPTC素子
21と電極C1を介して一体的に接合形成される負の抵
抗温度係数を有する素子(NTC(Negative Temperatu
re Coefficient)サーミスタ、以下、NTC素子とい
う)22からなる。PTC素子21とNTC素子22と
の接合部の電極C1は電路Lの電源10側に接続し、P
TC素子21のNTC素子22との接合部の電極C1
反対側の電極C2は電路Lの負荷40側に接続し、NT
C素子22のPTC素子21との接合部の電極C1の反
対側の電極C3ハ接地抵抗Rを介して接地している。
The protective element 20 is an element (P having a positive resistance temperature coefficient whose resistance value increases as the temperature rises).
A TC (Positive Temperature Coefficient) thermistor (hereinafter referred to as PTC element) 21 and an element having a negative temperature coefficient of resistance (NTC (Negative Temperatutu) which is integrally formed with the PTC element 21 via the electrode C 1 ).
re Coefficient) thermistor, hereinafter referred to as NTC element) 22. The electrode C 1 at the joint between the PTC element 21 and the NTC element 22 is connected to the power source 10 side of the electric path L, and P
The electrode C 2 on the opposite side of the electrode C 1 at the joint between the TC element 21 and the NTC element 22 is connected to the load 40 side of the electric line L, and NT
Through the opposite electrode C3 Ha grounding resistance R of the electrode C 1 of the joint between the PTC element 21 of the C element 22 is grounded.

【0022】なお、上記説明においては、PTC素子2
1とNTC素子22との結合を電極C1を介在させて熱
的に結合するような例について説明したが、これ以外に
も例えばヒートパイプ等で熱的結合させてもよい。
In the above description, the PTC element 2
Although the example in which the 1 and the NTC element 22 are thermally coupled by interposing the electrode C 1 has been described, other than this, for example, they may be thermally coupled by a heat pipe or the like.

【0023】PTC素子21としては、その比抵抗が急
激に増大する温度(一般的には相転移温度という)が8
0℃〜200℃程度のもので、常温での抵抗値が小さく
かつ相転移温度になると急激に抵抗値が増大するものを
用いることが好ましい。ここで、PTC素子としては、
一般的には、チタン酸バリウム(BaTiO3)系セラ
ミックスを用いることが知られているが、表1に示すよ
うに、V23系セラミックスはBaTiO3系セラミッ
クスより、常温抵抗率、抵抗上昇、機械的強度等の点で
PTC素子として優れた特性を有することが明らかとな
ったので、本発明においてはPTC素子として、V23
系セラミックス、特にV23−Cr23セラミックスを
用いる。
The PTC element 21 has a temperature at which its specific resistance rapidly increases (generally called a phase transition temperature) of 8
It is preferable to use a material having a resistance value of about 0 ° C. to 200 ° C. and having a small resistance value at room temperature and a sharp increase in resistance value at the phase transition temperature. Here, as the PTC element,
Generally, it is known to use barium titanate (BaTiO 3 ) ceramics, but as shown in Table 1, V 2 O 3 ceramics have higher room temperature resistivity and higher resistance than BaTiO 3 ceramics. Since it has been revealed that the PTC element has excellent characteristics in terms of mechanical strength and the like, V 2 O 3 is used as the PTC element in the present invention.
Based ceramics, especially V 2 O 3 —Cr 2 O 3 ceramics are used.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】このV23−Cr23系セラミックスから
なるPTC素子21は、図2に示すように、その内部に
蜂の巣のように多くの空隙21aを有するハニカム構造
に形成したものを使用する。このようにハニカム構造に
形成したV23−Cr23セラミックスからなるPTC
素子21は、図3の温度−比抵抗特性に示すように、1
30℃程度で相転移するPTC素子が得られる。
As shown in FIG. 2, the PTC element 21 made of the V 2 O 3 --Cr 2 O 3 system ceramics has a honeycomb structure having a large number of voids 21a like a honeycomb therein. To do. A PTC made of V 2 O 3 -Cr 2 O 3 ceramics formed in a honeycomb structure in this way
As shown in the temperature-specific resistance characteristic of FIG.
A PTC element that undergoes a phase transition at about 30 ° C. is obtained.

【0026】一方、NTC素子22としては、その比抵
抗が急激に減少する温度(一般的には相転移温度とい
う)が80℃〜200℃程度のもので、常温での抵抗値
が大きくかつ相転移温度になると急激に抵抗値が減少す
るものを用いることが好ましい。本発明においては、V
2薄膜、La1-XSrXMnO3系セラミックス、VO2
系セラミックス等を用いる。これらのNTC素子22
は、図4の温度−比抵抗特性に示すように、常温での比
抵抗が大きく、130℃程度で相転移するものを用い
る。
On the other hand, the NTC element 22 has a temperature (generally referred to as a phase transition temperature) at which its specific resistance sharply decreases at about 80 ° C. to 200 ° C., and has a large resistance value at room temperature and a phase difference. It is preferable to use a material whose resistance value sharply decreases at the transition temperature. In the present invention, V
O 2 thin film, La 1-X Sr X MnO 3 ceramics, VO 2
Use ceramics. These NTC elements 22
As shown in the temperature-specific resistance characteristic of FIG. 4, a material having a large specific resistance at room temperature and undergoing a phase transition at about 130 ° C. is used.

【0027】ついで、上述のように構成した保護装置の
動作を説明する。電路Lに定格電流以下の電流が流れる
定常時においては、PTC素子21の常温での抵抗値が
小さいため、電源10より供給される電流は電路L、P
TC素子21とNTC素子22との接合部の電極C1
PTC素子21内を通り電極C2より負荷40に電流が
供給される。このとき、PTC素子21の抵抗値は小さ
いため、PTC素子21内を流れる電流により生じる電
力損失は小さい。
Next, the operation of the protective device constructed as described above will be explained. In a steady state in which a current equal to or lower than the rated current flows in the electric path L, the resistance value of the PTC element 21 at room temperature is small, and therefore the current supplied from the power source 10 is
An electrode C 1 at the joint between the TC element 21 and the NTC element 22,
A current is supplied to the load 40 from the electrode C 2 through the PTC element 21. At this time, since the resistance value of the PTC element 21 is small, the power loss caused by the current flowing through the PTC element 21 is small.

【0028】ここで、何らかの理由により保護装置の下
流側電路Lの碍子30がフラッシュオーバする事故が生
じると、定格電流以上の過電流ISが電路に流れて、P
TC素子21はジュール熱により発熱して温度が上昇す
る。PTC素子21の温度が上昇して、その温度が13
0℃を超すとPTC素子21の比抵抗が図3に示すよう
に増大し、その抵抗値が急激に増大するため、PTC素
子21内を流れていた電流は限流される。一方、PTC
素子21の温度が上昇すると、PTC素子21に一体に
接合形成されたNTC素子22の温度も上昇して、その
温度が130℃を超すとNTC素子22の比抵抗が図4
に示すように減少して、その抵抗値は急激に減少する。
すると、PTC素子21に流れていた電流はNTC素子
22側に転流され、接地抵抗Rを介して接地されて、碍
子30に生じたアークは消弧されるようになる。
If, for some reason, the insulator 30 on the downstream side electric line L of the protective device is flashed over, an overcurrent I S above the rated current flows into the electric line, and P
The TC element 21 generates heat due to Joule heat and its temperature rises. The temperature of the PTC element 21 rises and the temperature rises to 13
When the temperature exceeds 0 ° C., the specific resistance of the PTC element 21 increases as shown in FIG. 3 and the resistance value sharply increases, so that the current flowing in the PTC element 21 is limited. On the other hand, PTC
When the temperature of the element 21 rises, the temperature of the NTC element 22 integrally joined to the PTC element 21 also rises, and when the temperature exceeds 130 ° C., the specific resistance of the NTC element 22 decreases.
As shown in, the resistance value decreases sharply.
Then, the current flowing in the PTC element 21 is commutated to the NTC element 22 side and is grounded via the ground resistance R, so that the arc generated in the insulator 30 is extinguished.

【0029】このとき、PTC素子21は上述の表1に
示すように、常温抵抗率に対する抵抗上昇が2〜3桁で
あるので、急激にその比抵抗が増大し、その抵抗値が急
激に増大して限流動作を行うため、PTC素子21は負
の抵抗温度係数(NTC(Negative Temperature Coeff
icient))領域に至るまでに温度上昇することがなり、
定格電流以上の過電流によりPTC素子21が破壊され
ることがなくなる。このようにして保護素子20のPT
C素子21が限流動作し、NTC素子22が転流動作し
た後においては、PTC素子21は図2に示すような空
隙21aを有するハニカム構造となっているので、この
空隙21aを介してPTC素子21は冷却されて、急速
に放熱して常温の抵抗値に戻ることとなる。したがっ
て、限流動作後の復帰が速くなる。
At this time, as shown in Table 1 above, the PTC element 21 has a resistance increase of 2 to 3 digits with respect to the room temperature resistivity, so that its specific resistance increases rapidly and its resistance value increases rapidly. Therefore, the PTC element 21 has a negative resistance temperature coefficient (NTC (Negative Temperature Coeff).
icient)) temperature will rise up to the area,
The PTC element 21 will not be destroyed due to overcurrent exceeding the rated current. In this way, the PT of the protection element 20
After the C element 21 performs the current limiting operation and the NTC element 22 performs the commutation operation, the PTC element 21 has a honeycomb structure having the voids 21a as shown in FIG. The element 21 is cooled and rapidly radiates heat to return to the resistance value at room temperature. Therefore, the recovery after the current limiting operation becomes faster.

【0030】図5は上述のように構成した保護装置を変
圧器の並行運転での接続点間の電路に直接接続して、事
故点に流れる過電流を制限する場合の一例を示す図であ
る。この場合、図5に示すように、第1の電路L1より
変圧器T1を接続し、第2の電路L2より変圧器T2を接
続し、変圧器T1の二次側のA点と変圧器T2の二次側の
B点とを保護素子20と接地抵抗Rよりなる保護装置を
接続している。このように保護装置を接続することによ
り、第1の電路L1より変圧器T1を介して負荷41、4
2に電力が供給され、第2の電路L2より変圧器T2を介
して負荷41、42に電力が供給されて、負荷41、4
2への電力の融通が図られることとなり、変圧器T1
2の効率的な運用がなされるようになる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a case where the protective device configured as described above is directly connected to the electric path between the connection points in the parallel operation of the transformer to limit the overcurrent flowing at the accident point. . In this case, as shown in FIG. 5, from the first path L 1 connecting the transformer T 1, from the second path L 2 connecting the transformer T 2, the secondary side of the transformer T 1 A The point and the point B on the secondary side of the transformer T 2 are connected to a protective device including a protective element 20 and a ground resistance R. By connecting the protection device in this manner, the loads 41, 4 and 4 are connected from the first electric line L 1 through the transformer T 1.
2 is supplied with electric power, the electric power is supplied to the loads 41, 42 from the second electric line L 2 through the transformer T 2 , and the loads 41, 4 are supplied.
The electric power is exchanged to the transformer 2, and the transformer T 1 ,
Efficient operation of T 2 will be performed.

【0031】ここで、A点と負荷41の間の点Cで短絡
事故が発生した場合、A点とB点との間の電路に保護装
置を設けない場合は事故点CにI1+I2の電流が流れる
こととなるが、本発明の保護装置10をA点とB点との
間の電路に設けることにより、I2の電流は上述したよ
うに限流および転流されて接地抵抗Rを通して接地され
るため、事故点CにはI1のみ電流が流れ、事故点Cに
流れる過電流が防止できるようになる。
Here, when a short circuit accident occurs at a point C between the point A and the load 41, I 1 + I 2 at the accident point C unless a protective device is provided on the electric path between the points A and B. However, by providing the protection device 10 of the present invention in the electric path between the points A and B, the current I 2 is current-limited and commutated as described above to the ground resistance R. Since it is grounded through, only the current I 1 flows at the accident point C, and the overcurrent flowing at the accident point C can be prevented.

【0032】上述のように構成した本実施の形態1にお
いては、PTC素子21として常温での抵抗値が小さい
23−Cr23セラミックスを用いているため、この
PTC素子21を電路Lに直接接続しても抵抗損失は小
さくなる。そのため、定常時の電力損失を最小限にする
ことができ、電力損失を伴うことなく過電流を防止する
ことができるようになる。また、PTC素子21が限流
動作を開始するとNTC素子22に転流されるようにな
るので、PTC素子21の異常温度上昇が防止でき、P
TC素子21の破壊を防止できるようになるので、この
種の保護装置の信頼性が向上する。
In the first embodiment configured as described above, since the V 2 O 3 --Cr 2 O 3 ceramics having a small resistance value at room temperature is used as the PTC element 21, this PTC element 21 is electrically connected. Even if it is directly connected to L, the resistance loss becomes small. For this reason, power loss in a steady state can be minimized, and overcurrent can be prevented without power loss. Further, when the PTC element 21 starts the current limiting operation, it is commutated to the NTC element 22, so that the abnormal temperature rise of the PTC element 21 can be prevented, and P
Since the destruction of the TC element 21 can be prevented, the reliability of this type of protection device is improved.

【0033】また、短絡事故等が発生しても短時間で消
弧して自動復帰できるようになるので、電力系統の保守
が容易になり、保守性が向上する。また、PTC素子2
1のNTC素子22との接合部の反対側を電路の負荷4
0側に接続し、PTC素子21とNTC素子22との接
合部を電路の電源10側に接続し、NTC素子22のP
TC素子21との接合部の反対側を接地抵抗Rを介して
接地するだけの構成であるので、回路構成が簡単とな
り、この種の保護装置を小型、安価に製造できるように
なる。
Further, even if a short-circuit accident or the like occurs, the arc can be extinguished and automatically restored in a short time, so that maintenance of the electric power system becomes easy and maintainability is improved. In addition, the PTC element 2
1 is the load on the electric path on the side opposite to the junction with the NTC element 22.
0 side, the junction of the PTC element 21 and the NTC element 22 is connected to the power source 10 side of the electric circuit, and the P of the NTC element 22 is connected.
Since the opposite side of the junction with the TC element 21 is simply grounded via the grounding resistor R, the circuit configuration is simplified, and this type of protection device can be manufactured in a small size and at low cost.

【0034】また、V23系セラミックスはBaTiO
3系セラミックスと比較して抵抗が小さいため、断面積
を小さくすることが可能となり、小型のPTC素子21
を使用することができて、この種保護装置の小型化が可
能となる。また、ハニカム構造であるので、冷却効率が
向上し、PTC素子21に大電流が流れてPTC素子2
1が温度上昇しても早期に冷却されて常温に復帰するの
で、この種の保護装置の復帰性が向上する。
The V 2 O 3 system ceramic is BaTiO 3.
Since the resistance is smaller than that of 3 series ceramics, it is possible to reduce the cross-sectional area and the small PTC element 21.
Can be used, and this type of protection device can be downsized. Further, since it has a honeycomb structure, the cooling efficiency is improved, and a large current flows through the PTC element 21 and
Even if the temperature of 1 rises, it is cooled early and returns to room temperature, so the recoverability of this type of protection device is improved.

【0035】さらに、V23−Cr23セラミックス
は、常温抵抗率に対する抵抗上昇が2〜3桁であるの
で、PTC素子21に定格電流以上の過電流が流れて
も、NTC領域に至るまでに温度上昇をすることがない
ため、温度上昇に基づくPTC素子21の破壊を防止す
ることができるようになる。また、過電流が流れると確
実にその抵抗値が増大するので、限流動作の応答性が向
上し、この種保護装置の応答性が向上する。
Further, in V 2 O 3 -Cr 2 O 3 ceramics, the resistance increase with respect to the room temperature resistivity is two to three orders of magnitude, so that even if an overcurrent exceeding the rated current flows through the PTC element 21, it will be in the NTC region. Since the temperature does not rise by the time the temperature rises, it becomes possible to prevent the PTC element 21 from being destroyed due to the temperature rise. Further, when the overcurrent flows, the resistance value surely increases, so that the responsiveness of the current limiting operation is improved and the responsiveness of this type of protection device is improved.

【0036】実施の形態2 図6は上述の実施の形態1と同様に構成した保護素子2
0を電力機器となる直列リアクトルと熱的結合して電路
に直接接続して、直列リアクトルを異常発熱から保護す
る場合の一例を示す図である。図6に示すように、交流
電源10より電路Lを通して保護素子20のPTC素子
21の電極C2に接続し、PTC素子21とNTC素子
22の接合部の電極C1と直列にリアクトル50の一端
を接続し、リアクトル50の他端は電路Lの負荷側に接
続している。また、NTC素子22の電極C3はリアク
トル50の他端に接続している。そして、NTC素子2
2の電極C3とリアクトル50の他端との間にCT60
を接続し、CT60に直列にランプ70を接続してい
る。なお、保護素子20のPTC素子21およびNTC
素子22とリアクトル50とは近接配置してあるいはヒ
ートパイプ等で熱的結合されている。
Embodiment 2 FIG. 6 shows a protective element 2 constructed in the same manner as in Embodiment 1 described above.
It is a figure which shows an example in case 0 is thermally connected with the series reactor used as a power equipment, and is directly connected to an electric circuit, and protects a series reactor from abnormal heat generation. As shown in FIG. 6, the AC power source 10 is connected to the electrode C 2 of the PTC element 21 of the protection element 20 through the electric path L, and one end of the reactor 50 is connected in series with the electrode C 1 at the joint between the PTC element 21 and the NTC element 22. And the other end of the reactor 50 is connected to the load side of the electric path L. The electrode C 3 of the NTC element 22 is connected to the other end of the reactor 50. And NTC element 2
CT60 between the second electrode C 3 and the other end of the reactor 50.
, And the lamp 70 is connected in series to the CT 60. The PTC element 21 and the NTC of the protection element 20
The element 22 and the reactor 50 are arranged close to each other or thermally coupled by a heat pipe or the like.

【0037】上述のように構成すると、電路Lに定格電
流以下の電流が流れる定常時においては、上述したよう
に、PTC素子21の常温での抵抗値は小さいため、電
源10より供給される電流は電路L、電極C2、PTC
素子21内を通り接合部の電極C1よりリアクトル50
を介して図示しない負荷に電流が供給される。このと
き、PTC素子21の抵抗値は小さいため、PTC素子
21内を流れる電流により生じる電力損失は小さい。
With the above-described structure, in a steady state in which a current equal to or less than the rated current flows in the electric path L, as described above, the resistance value of the PTC element 21 at room temperature is small, so that the current supplied from the power supply 10 is small. Is the circuit L, electrode C 2 , PTC
The reactor 50 passes through the element 21 and the electrode C 1 at the junction.
A current is supplied to a load (not shown) via the. At this time, since the resistance value of the PTC element 21 is small, the power loss caused by the current flowing through the PTC element 21 is small.

【0038】ここで、何らかの理由により電路Lに高調
波が生じてリアクトル50が異常発熱すると、このリア
クトル50と熱的結合された保護素子20のPTC素子
21およびNTC素子22は温度上昇する。PTC素子
21およびNTC素子22の温度が上昇してその温度が
130℃を超すと、PTC素子21の比抵抗は図3に示
すように増大し、その抵抗値が急激に増大してPTC素
子21内を流れていた電流は限流されてリアクトル50
には電流が流れなくなり、一方、NTC素子22の比抵
抗が図4に示すように減少して、その抵抗値は急激に減
少する。すると、PTC素子21に流れていた電流はN
TC素子22側に転流され、CT60を介してランプ7
0に電流が流れ、ランプ70は点灯することとなる。こ
れにより、異常な事故が生じたことを報知できるように
なる。
If harmonics are generated in the electric path L for some reason and the reactor 50 heats up abnormally, the temperature of the PTC element 21 and the NTC element 22 of the protection element 20 thermally coupled to the reactor 50 rises. When the temperature of the PTC element 21 and the NTC element 22 rises and exceeds 130 ° C., the specific resistance of the PTC element 21 increases as shown in FIG. The current that was flowing inside was limited and the reactor 50
A current stops flowing through the NTC element 22, while the specific resistance of the NTC element 22 decreases as shown in FIG. 4, and the resistance value decreases sharply. Then, the current flowing through the PTC element 21 becomes N
It is commutated to the side of the TC element 22 and the lamp 7 passes through CT60.
The current flows to 0, and the lamp 70 is turned on. As a result, it becomes possible to inform that an abnormal accident has occurred.

【0039】また、電路LのD点で短絡事故等が生じて
電路Lに定格電流以上の過電流が流れた場合、PTC素
子21はジュール熱により発熱して抵抗値が増大し、事
故電流を限流するので、リアクトル50に過電流が流れ
なくなる。一方、PTC素子21が発熱すると、上述し
たようにNTC素子22の温度も上昇し、NTC素子2
2の抵抗値が減少してPTC素子21に流れていた電流
はNTC素子22側に転流するようになる。これによ
り、ランプ70が点灯して、異常な事故が生じたことを
報知できるようになる。
When a short circuit accident or the like occurs at the point D of the electric line L and an overcurrent exceeding the rated current flows in the electric line L, the PTC element 21 generates heat due to Joule heat and its resistance value increases, so that the fault current is increased. Since the current is limited, the overcurrent does not flow in the reactor 50. On the other hand, when the PTC element 21 generates heat, the temperature of the NTC element 22 also rises as described above, and the NTC element 2
The resistance value of No. 2 decreases and the current flowing in the PTC element 21 commutates to the NTC element 22 side. As a result, the lamp 70 is turned on and it becomes possible to notify that an abnormal accident has occurred.

【0040】図7は電路に並列接続した並列機器(電力
機器)と並列に上述の実施の形態1と同様に構成した保
護素子20を熱的結合して接続して、並列機器を過電流
に基づく異常発熱から保護する場合の一例を示す図であ
る。図7に示すように、交流電源10より電路Lを通し
て保護素子20のPTC素子21の電極C2に接続し、
NTC素子22の電極C3は接地している。また、PT
C素子21とNTC素子22の接合部の電極C1と直列
に並列機器80の一端を接続し、並列機器80の他端は
接地している。保護素子20のPTC素子21およびN
TC素子22と並列機器80とは近接配置してあるいは
ヒートパイプ等で熱的結合されている。
FIG. 7 shows a parallel device (electric power device) connected in parallel to an electric circuit and a protection element 20 configured in the same manner as in the above-described first embodiment, which is thermally coupled and connected in parallel to prevent the parallel device from overcurrent. It is a figure which shows an example at the time of protecting from abnormal heat generation based on. As shown in FIG. 7, the AC power source 10 is connected to the electrode C 2 of the PTC element 21 of the protection element 20 through the electric path L,
The electrode C 3 of the NTC element 22 is grounded. Also, PT
One end of the parallel device 80 is connected in series with the electrode C 1 at the joint between the C element 21 and the NTC element 22, and the other end of the parallel device 80 is grounded. PTC element 21 and N of protection element 20
The TC element 22 and the parallel device 80 are arranged close to each other or thermally coupled by a heat pipe or the like.

【0041】ここで、何らかの理由により並列機器80
に過電流が流れて並列機器80が異常発熱すると、この
並列機器80と熱的結合された保護素子20のPTC素
子21およびNTC素子22は温度上昇する。PTC素
子21およびNTC素子22の温度が上昇してその温度
が130℃を超すと、PTC素子21の比抵抗は図3に
示すように増大し、その抵抗値が急激に増大してPTC
素子21内を流れていた電流は限流されて並列機器80
には電流が流れなくなり、一方、NTC素子22の比抵
抗は図4に示すように減少してその抵抗値は急激に減少
する。すると、PTC素子21に流れていた電流はNT
C素子22側に転流される。
Here, for some reason, the parallel device 80
When an overcurrent flows through the parallel device 80 and the parallel device 80 abnormally generates heat, the temperature of the PTC element 21 and the NTC element 22 of the protection device 20 thermally coupled to the parallel device 80 rises. When the temperature of the PTC element 21 and the NTC element 22 rises and exceeds 130 ° C., the specific resistance of the PTC element 21 increases as shown in FIG.
The current flowing through the element 21 is limited and the parallel device 80
A current stops flowing through the NTC element 22, while the specific resistance of the NTC element 22 decreases as shown in FIG. 4 and its resistance value sharply decreases. Then, the current flowing in the PTC element 21 is NT
It is commutated to the C element 22 side.

【0042】上述のように構成した本実施の形態2にお
いては、リアクトル50あるいは並列機器80が異常発
熱しても、PTC素子21が限流動作を開始すると同時
にNTC素子22に転流されて、リアクトル50あるい
は並列機器80に電路Lからの電流が流れなくなるので
リアクトル50あるいは並列機器80が異常発熱して破
壊されることが防止できるようになり、電力系統の信頼
性が向上する。また、なお、上述の実施の形態1、2に
おいては、PTC素子21とNTC素子22をそれぞれ
1個ずつ用いてそれらを一体的に接合して保護素子20
を構成するようにしたが、PTC素子とNTC素子をそ
れぞれ2個ずつ用いてそれらを一体的に接合して保護素
子20を構成してもよい。この場合、図8に示すよう
に、PTC素子23、24を外側に配置し、NTC素子
25、26を内側に配置する。また、PTC素子23と
NTC素子25の間およびPTC素子24とNTC素子
26の間に第1の電極C1、C1を設け、NTC素子25
および26の間に第2の電極C2を設ける。そして、第
1の電極C1、C1と電路の電源側を接続し、PTC素子
23、24の電極C2、C2と電路の負荷側を接続する。
また、第2の電極C2を例えば接地抵抗Rを介して接地
するようにする。
In the second embodiment configured as described above, even if the reactor 50 or the parallel device 80 abnormally generates heat, the PTC element 21 is commutated to the NTC element 22 at the same time when the current limiting operation starts. Since the current from the electric path L does not flow to the reactor 50 or the parallel device 80, it is possible to prevent the reactor 50 or the parallel device 80 from being abnormally heated and destroyed, and the reliability of the power system is improved. In addition, in the above-described first and second embodiments, the PTC element 21 and the NTC element 22 are used one by one, and they are integrally joined to each other to protect the protection element 20.
However, the protective element 20 may be configured by using two PTC elements and two NTC elements each and integrally joining them. In this case, as shown in FIG. 8, the PTC elements 23 and 24 are arranged outside and the NTC elements 25 and 26 are arranged inside. Further, the first electrodes C 1 and C 1 are provided between the PTC element 23 and the NTC element 25 and between the PTC element 24 and the NTC element 26, and the NTC element 25
A second electrode C 2 is provided between and 26. Then, the first electrodes C 1 and C 1 are connected to the power source side of the electric path, and the electrodes C 2 and C 2 of the PTC elements 23 and 24 are connected to the load side of the electric path.
Further, the second electrode C 2 is grounded via the ground resistance R, for example.

【0043】このように構成することにより、電路に定
格電流以上の過電流が流れてPTC素子23、24が発
熱して温度上昇すると、これらのPTC素子23、24
のそれぞれ内側に配置したNTC素子25、26は効率
よく加熱されることとなり、NTC素子25、26の温
度上昇率を向上させることが可能となる。また、本発明
の保護素子20上述の実施の形態に限定されものではな
く、例えば、サイリスタ装置の保護用として用いること
ができるもできるし、あるいは低圧ネットワーク配電用
のヒューズとしても用いることができる。
With this configuration, when an overcurrent exceeding the rated current flows in the electric path and the PTC elements 23 and 24 generate heat and the temperature rises, these PTC elements 23 and 24 are generated.
The NTC elements 25 and 26 arranged inside of the NTC elements are efficiently heated, and the temperature rising rate of the NTC elements 25 and 26 can be improved. Further, the protection element 20 of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be used, for example, for protection of a thyristor device, or can be used as a fuse for low-voltage network power distribution.

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

【図1】 本発明の電力系統の保護装置を送配電系統の
電路に直接接続する一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example in which a power system protection device of the present invention is directly connected to an electric line of a power transmission and distribution system.

【図2】 ハニカム構造に形成した本発明のPTC素子
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a PTC element of the present invention formed in a honeycomb structure.

【図3】 本発明のPTC素子の温度−比抵抗特性を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature-resistivity characteristic of the PTC element of the present invention.

【図4】 本発明のNTC素子の温度−比抵抗特性を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing temperature-specific resistance characteristics of the NTC element of the present invention.

【図5】 本発明の保護装置を変圧器の並行運転での接
続点の電路に直接接続する一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which the protection device of the present invention is directly connected to an electric circuit of a connection point in parallel operation of a transformer.

【図6】 本発明の保護素子と電力機器を送配電系統の
電路に直列接続して電力機器を保護する一例を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing an example of protecting a power device by connecting the protection device of the present invention and the power device in series to an electric path of a power transmission and distribution system.

【図7】 本発明の保護素子と電力機器を送配電系統の
電路に並列接続して電力機器を保護する一例を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing an example of connecting the protection device of the present invention and a power device in parallel to an electric path of a power transmission and distribution system to protect the power device.

【図8】 本発明の保護素子構成の他の例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing another example of the configuration of the protection element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…交流電源、20…保護素子、21…PTC素子
(正の抵抗温度係数を有する素子)、22…NTC素子
(負の抵抗温度係数を有する素子)、R…接地抵抗、4
0…負荷
10 ... AC power supply, 20 ... Protecting element, 21 ... PTC element (element having positive temperature coefficient of resistance), 22 ... NTC element (element having negative temperature coefficient of resistance), R ... Ground resistance, 4
0 ... load

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力系統を保護する電力系統の保護装置
であって、 前記電力系統の電路に第1の所定の温度になると急激に
その抵抗値が増大する正の抵抗温度係数を有する第1の
素子と、第2の所定の温度になると急激にその抵抗値が
減少する負の抵抗温度係数を有する第2の素子とを熱的
に結合するとともに、前記第2の所定の温度を前記第1
の所定の温度と等しくするかあるいは高くした保護素子
を備え、 定常時には前記電路に給電される電流を前記第1の素子
を通して流すようにし、 前記電路に定格電流以上の過電流が流れて前記第1の素
子の温度が前記第1の所定の温度になると急激にその抵
抗値が増大して同第1の素子に流れる電流を抑制すると
ともにこの抑制された電流を前記第2の素子を通して転
流させるようにしたことを特徴とする電力系統の保護装
置。
1. A power system protection device for protecting a power system, which has a positive temperature coefficient of resistance whose resistance value rapidly increases when a first predetermined temperature is reached in an electric path of the power system. Is thermally coupled to a second element having a negative temperature coefficient of resistance, the resistance value of which rapidly decreases when the second predetermined temperature is reached, and the second predetermined temperature is set to the second predetermined temperature. 1
A protective element that is equal to or higher than the predetermined temperature of, and in a steady state, a current supplied to the electric path is caused to flow through the first element, and an overcurrent of a rated current or more flows in the electric path, and When the temperature of the first element reaches the first predetermined temperature, its resistance value suddenly increases and the current flowing through the first element is suppressed, and the suppressed current is commutated through the second element. A power system protection device characterized in that
【請求項2】 前記保護素子の第1の素子の一端を前記
電路の負荷側に接続し、前記保護素子の第1の素子と第
2の素子との接合部を前記電路の電源側に接続し、前記
保護素子の第2の素子の一端を接地抵抗を介して接地す
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電力系
統の保護装置。
2. The one end of the first element of the protection element is connected to the load side of the electric path, and the joint portion of the first element and the second element of the protection element is connected to the power supply side of the electric path. The power system protection device according to claim 1, wherein one end of the second element of the protection element is grounded via a grounding resistance.
【請求項3】 電力系統を保護する電力系統の保護装置
であって、 前記電力系統の電路に直接接続される電力機器を備える
とともに、該電力機器に熱的結合されて同電路に第1の
所定の温度になると急激にその抵抗値が増大する正の抵
抗温度係数を有する第1の素子と、第2の所定の温度に
なると急激にその抵抗値が減少する負の抵抗温度係数を
有する第2の素子とを熱的に結合するとともに、前記第
2の所定の温度を前記第1の所定の温度と等しくするか
あるいは高くした保護素子を備え、 定常時には前記電路に給電される電流を前記第1の素子
および前記電力機器を通して流すようにし、 前記電力機器が異常発熱して前記第1の所定の温度にな
ると急激にその抵抗値が増大して同第1の素子および同
電力機器に流れる電流を抑制するとともにこの抑制され
た電流を前記第2の素子を通して転流させるようにした
ことを特徴とする電力系統の保護装置。
3. A power system protection device for protecting a power system, comprising: a power device directly connected to the power line of the power system; and a first power line connected to the power device by being thermally coupled to the power device. A first element having a positive resistance temperature coefficient whose resistance value rapidly increases at a predetermined temperature, and a first element having a negative resistance temperature coefficient whose resistance value rapidly decreases at a second predetermined temperature. The second element is thermally coupled to the second element, and the second predetermined temperature is equal to or higher than the first predetermined temperature. Flow through the first element and the power device, and when the power device abnormally generates heat and reaches the first predetermined temperature, its resistance value rapidly increases and flows to the first element and the power device. To suppress the current An electric power system protection device, characterized in that the suppressed current is commutated through the second element.
【請求項4】 前記保護素子の第1の素子の一端を前記
電路の電源側に接続し、前記保護素子の第1の素子と第
2の素子との接合部を前記電力機器の一端に接続し、前
記保護素子の第2の素子の一端を前記電路の負荷側に接
続するようにしたことを特徴とする請求項3に記載の電
力系統の保護装置。
4. One end of a first element of the protection element is connected to a power source side of the electric circuit, and a joint portion of the first element and a second element of the protection element is connected to one end of the power device. 4. The power system protection device according to claim 3, wherein one end of the second element of the protection element is connected to the load side of the electric path.
【請求項5】 前記保護素子の第1の素子の一端を前記
電路の電源側に接続し、前記保護素子の第1の素子と第
2の素子との接合部を前記電力機器の一端に接続し、前
記保護素子の第2の素子の一端と前記電力機器の他端と
を接地するように接続したことを特徴とする請求項3に
記載の電力系統の保護装置。
5. The one end of the first element of the protection element is connected to the power source side of the electric circuit, and the joint between the first element and the second element of the protection element is connected to one end of the power device. The power system protection device according to claim 3, wherein one end of the second element of the protection element and the other end of the power device are connected so as to be grounded.
【請求項6】 前記保護素子の第1の素子はV23系セ
ラミックスをハニカム構造に形成したものであることを
特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の電
力系統の保護装置。
6. The power system according to claim 1, wherein the first element of the protective element is formed of V 2 O 3 -based ceramics in a honeycomb structure. Protective device.
【請求項7】 前記V23系セラミックスは常温抵抗率
に対する抵抗上昇率が2〜3桁であるV23−Cr23
セラミックスをハニカム構造に形成したものであること
を特徴とする請求項6に記載の保護装置。
7. The V 2 O 3 -based ceramics having a resistance increase rate with respect to room temperature resistivity of 2 to 3 digits is V 2 O 3 —Cr 2 O 3
The protective device according to claim 6, wherein the ceramic is formed into a honeycomb structure.
【請求項8】 前記保護素子の第2の素子はVO2
膜、La1-XSrXMnO3系セラミックス、VO2系セラ
ミックスのいずれかから選択したことを特徴とする請求
項1から請求項5のいずれかに記載の電力系統の保護装
置。
8. The second element of the protective element is selected from any one of VO 2 thin film, La 1 -X Sr X MnO 3 based ceramics, and VO 2 based ceramics. 5. The power system protection device according to any one of 5.
JP8032342A 1996-02-20 1996-02-20 Protector of power system Pending JPH09233686A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8032342A JPH09233686A (en) 1996-02-20 1996-02-20 Protector of power system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8032342A JPH09233686A (en) 1996-02-20 1996-02-20 Protector of power system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09233686A true JPH09233686A (en) 1997-09-05

Family

ID=12356295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8032342A Pending JPH09233686A (en) 1996-02-20 1996-02-20 Protector of power system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09233686A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8035474B2 (en) 2007-08-22 2011-10-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Semi-conductive ceramic material and NTC thermistor using the same
WO2017111450A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 주식회사 아모텍 Open-mode protection device and electronic device having same
JP2019080476A (en) * 2017-10-27 2019-05-23 東京電力ホールディングス株式会社 Ac-dc converter control device
US10652982B2 (en) 2015-12-22 2020-05-12 Amotech Co., Ltd. Open-mode protection device and electronic device having same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8035474B2 (en) 2007-08-22 2011-10-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Semi-conductive ceramic material and NTC thermistor using the same
WO2017111450A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-29 주식회사 아모텍 Open-mode protection device and electronic device having same
US10652982B2 (en) 2015-12-22 2020-05-12 Amotech Co., Ltd. Open-mode protection device and electronic device having same
JP2019080476A (en) * 2017-10-27 2019-05-23 東京電力ホールディングス株式会社 Ac-dc converter control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4459632A (en) Voltage-limiting circuit
US5345126A (en) Positive temperature coefficient start winding protection
US8958196B2 (en) Electric circuit connected to thermal switch with three terminals
US5471035A (en) Sandwich construction for current limiting positive temperature coefficient protective device
JP4514669B2 (en) Protection device using thermal fuse
JPH0224930A (en) Thermal protector for electric heating
US4278874A (en) Heating circuits
US7558032B2 (en) Protection system for medium-voltage potential transformers
US20120218674A1 (en) Overcurrent Protection System
JPH09233686A (en) Protector of power system
JP2003317593A (en) Temperature protective device
US20030043519A1 (en) Over-voltage protection and disconnect circuit apparatus and method
JPH09233687A (en) Neutral point grounding method
JPH1197215A (en) Varistor device and varistor device built-in power supply apparatus
GB2028608A (en) Heating circuits
JP2001268888A (en) Surge protective circuit and power source
JP4146063B2 (en) Circuit breaker for wiring
JPH10275710A (en) Ptc current limiter provided with ptc element
JPH10136560A (en) Current limiter using ptc device
JPH11252789A (en) Protector against overvoltage
JPH10136559A (en) Current limiter using ptc device
US11145442B2 (en) Externally controlled thermal trip device, method and application for varistors
JPH10136558A (en) Current limiter using ptc device
JPH10145964A (en) Self-cooled current limiter employing pct element
JPH10271667A (en) Current limiter and breaker for wiring