CN116783677A - 直流电流断路装置 - Google Patents

Abstract

实施方式的直流电流断路装置具有多个直流输电线、断路消耗部、多个开闭换流部、第一直流总线和第二直流总线。直流输电线在规定的分支点被分支成设置有第一机械式触点的第一辅助线路和第二辅助线路。断路消耗部具有能够将在直流输电线中流通的电流切断的半导体断路器和至少消耗半导体断路器的两端的能量的能量消耗要素。开闭换流部与第一辅助线路或第二辅助线路对应。第一直流总线将属于第一辅助线路的第一机械式触点的第一极和属于断路消耗部的第一端连接。第二直流总线将属于第二辅助线路的第一机械式触点的第一极和断路消耗部的第一端及与第一端相反的一侧的第二端连接。

Description

直流电流断路装置

技术领域

本发明的实施方式涉及直流电流断路装置。

背景技术

近年来，正在推进对进行直流输电的直流输电系统的研究和引入。与以往的交流输电系统相比，直流输电系统在应用于长距离大功率输电的情况下，能够构建可低成本地设置且功率损耗少的高效率的系统。另一方面，在将多个发电端子互连的直流输电系统中，难以将发生了系统事故的部位切断和隔离。其原因在于，在直流电流中不会产生电流穿过零的点(零点)，在机械式触点处不能容易地切断电流。为了解决上述问题，正在研究主动在机械式触点处形成电流零点的各种结构的直流电流断路装置。直流电流断路装置是在直流输电线发生事故时，通过将属于该直流输电线的直流电流断路器开极而断开发生了事故的直流输电线(事故线路)，维持事故线路以外的直流输电线(正常线路)的输电。

作为直流电流断路装置的一个形态，有将机械触点式的断路器和由半导体构成的半导体断路器等组合在一起而构成的混合方式的直流电流断路装置。在混合方式的直流电流断路装置中，使在机械触点式的断路器中流通的事故电流向能够自熄弧的半导体元件进行换流而主动地形成电流零点，由此使机械触点式的断路器转变到电气性切断的状态，在该状态下利用半导体断路器切断事故电流。

在混合方式的直流电流断路装置中，机械触点式的断路器和半导体断路器是相对于直流输电线而设置的。因此，在应用于具备多个直流输电线的直流输电系统的混合方式的直流电流断路装置中，会设置与直流输电线相应的数量的机械触点式的断路器和半导体断路器。但是，半导体断路器即使在混合方式的直流电流断路装置之中也是成本较高的器件。其原因在于，因为在直流输电系统中利用直流输电线输送的电压较高，所以需要实现具有直流输电线以上的耐压的高耐压的半导体断路器。因此，在多端子的混合方式的直流电流断路装置中，可考虑使半导体断路器被多个直流输电线共用的结构的直流电流断路装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：欧洲专利登记公报第3342017B1号

发明内容

发明所要解决的课题

本发明所要解决的课题在于提供一种直流电流断路装置，该直流电流断路装置应用于多端子的直流输电系统，能够在对半导体断路器进行共用的基础上切断发生了事故的直流输电线。

用于解决课题的手段

实施方式的直流电流断路装置具有多个直流输电线、断路消耗部、多个开闭换流部、第一直流总线和第二直流总线。多个直流输电线分别在规定的分支点被分支成设置有第一机械式触点的第一辅助线路和第二辅助线路。断路消耗部具有能够将在所述直流输电线中流通的电流切断的半导体断路器和至少消耗所述半导体断路器的第一端和与所述第一端相反的一侧的第二端之间的能量的能量消耗要素。多个开闭换流部分别与各所述第一辅助线路或所述第二辅助线路对应。第一直流总线将属于各所述第一辅助线路的所述第一机械式触点的第一极和所述断路消耗部的第一端连接。第二直流总线将属于各所述第二辅助线路的所述第一机械式触点的第一极和所述断路消耗部的所述第一端及与所述第一端相反的一侧的第二端连接。

附图说明

图1是表示第一实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。

图2A是表示第一实施方式的直流电流断路装置所具备的半导体断路器及放电器的变形例的结构的一例的图。

图2B是表示第一实施方式的直流电流断路装置所具备的半导体断路器及放电器的变形例的结构的一例的图。

图2C是表示第一实施方式的直流电流断路装置所具备的半导体断路器中的半导体开关部的变形例的结构的一例的图。

图2D是表示第一实施方式的直流电流断路装置所具备的半导体断路器中的半导体开关部的变形例的结构的一例的图。

图3是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图4是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图5是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图6是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图7是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图8是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图9是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图10是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图11是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第一动作的图。

图12是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图13是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图14是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图15是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图16是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图17是用于说明第一实施方式的直流电流断路装置的第二动作的图。

图18是表示第一实施方式的直流电流断路装置的第一变形例的结构的一例的图。

图19是表示第一实施方式的直流电流断路装置的第二变形例的结构的一例的图。

图20是表示第二实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。

图21是表示第三实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。

图22是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图23是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图24是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图25是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图26是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图27是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图28是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图29是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

图30是用于说明第三实施方式的直流电流断路装置的第三动作的图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的直流电流断路装置进行说明。

<第一实施方式>

图1是表示第一实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。在图1中，示出了在多个直流输电线LN(直流输电线LN-1～LN-n)的节点部分构成的直流电流断路装置1的一例。在直流电流断路装置1中，各直流输电线LN在规定的部位分支成辅助线路A和辅助线路B，通过将辅助线路A彼此或辅助线路B彼此连接，在各直流输电线LN之间输送直流电流(以下简称为“电流”)。在图1中，为了表示直流电流断路装置1所具备的各构成要素是与直流输电线LN-1～LN-n中的哪一个直流输电线LN对应的构成要素，在各附图标记后标注了“－(连字符)”和紧跟着连字符的数字。而且，在图1中，为了表示直流电流断路装置1所具备的各构成要素是与辅助线路A或辅助线路B中的哪一个辅助线路对应的构成要素，在各附图标记后标注了“－(连字符)”和紧跟着连字符的“A”或“B”这些符号。在以下的说明中，在不区别是与哪一个直流输电线LN或哪一个辅助线路对应的构成要素的情况下，省略对各构成要素的附图标记标注的连字符和紧跟着连字符的符号或数字。

直流电流断路装置1例如具备多个辅助断路器10(辅助断路器10-1～10-n)、多个直流电抗器20(直流电抗器20-1～20-n)、多个断路器30(断路器30-A-1～30-A-n及断路器30-B-1～30-B-n)、多个断路器40(断路器40-A-1～40-A-n及断路器40-B-1～40-B-n)、多个换流电路50(换流电路50-A-1～50-A-n及换流电路50-B-1～50-B-n)、多个电感器60(电感器60-A-1～60-A-n及电感器60-B-1～60-B-n)、两个直流总线70(直流总线70-A及70-B)、半导体断路器80、放电器90和控制装置100。

在直流电流断路装置1中，辅助断路器10和直流电抗器20在各直流输电线LN上串联连接，在与输电侧相反的一侧分支成两个辅助线路(辅助线路A和辅助线路B)。而且，在直流电流断路装置1中，断路器30和断路器40在各辅助线路上串联连接。例如，在直流输电线LN-1中，在送电侧连接有辅助断路器10-1的第二极f-1，辅助断路器10-1的第一极e-1和直流电抗器20的第二端连接，在直流电抗器20的第一端侧分支成辅助线路A-1和辅助线路B-1。在辅助线路A-1中，在直流电抗器20的第一端侧连接有断路器30-A-1的第二极d-A-1，断路器30-A-1的第一极c-A-1和断路器40-A-1的第二极b-A-1连接。另一方面，在辅助线路B-1中，在直流电抗器20的第一端侧连接有断路器30-B-1的第二极d-B-1，断路器30-B-1的第一极c-B-1和断路器40-B-1的第二极b-B-1连接。直流输电线LN-2～直流输电线LN-n也是同样的。辅助线路A为权利要求书中的“第一辅助线路”的一例，辅助线路B为权利要求书中的“第二辅助线路”的一例。断路器40为权利要求书中的“第一机械式触点”的一例，断路器30为权利要求书中的“第二机械式触点”的一例。

在直流电流断路装置1中，与各直流输电线LN的辅助线路连接的断路器40彼此连接于对应的直流总线70。更具体而言，与各直流输电线LN的辅助线路A-1～A-n连接的断路器40-A-1～40-A-n的第一极a-A-1～a-A-n连接于直流总线70-A。另一方面，与各直流输电线LN的辅助线路B-1～B-n连接的断路器40-B-1～40-B-n的第一极a-B-1～a-B-n连接于直流总线70-B。在直流电流断路装置1的通常的输电过程中，电流穿过属于各直流输电线LN的辅助断路器10和直流电抗器20，并进一步在各直流输电线LN分支出的辅助线路中分别穿过断路器30、断路器40及直流总线70而流通。直流总线70-A为权利要求书中的“第一直流总线”的一例，直流总线70-B为权利要求书中的“第二直流总线”的一例。

并且，在直流电流断路装置1中，在各辅助线路中，换流电路50和电感器60串联连接于断路器30的第一极c和第二极d这两极之间。也就是说，在直流电流断路装置1中，换流电路50和电感器60的串联电路与断路器30并联设置。例如，在辅助线路A-1中，在断路器30-A-1的第一极c-A-1和断路器40-A-1的第二极b-A-1之间的部位的辅助线路A-1上连接有换流电路50-A-1的第一端g-A-1，电感器60-A-1的第一端与换流电路50-A-1的第二端h-A-1连接，电感器60-A-1的第二端与断路器30-A-1的第二极d-A-1侧的辅助线路A-1连接。辅助线路A-2～A-n及辅助线路B-1～B-n也是同样的。换流电路50为权利要求书中的“换流电路”的一例。断路器30和换流电路50(也可以包含电感器60)这些结构为权利要求书中的“开闭换流部”的一例。

在直流电流断路装置1中，将各直流输电线LN中分支出的辅助线路彼此连接的各直流总线70经由半导体断路器80及放电器90相互连接。更具体而言，直流总线70-A与半导体断路器80的第一端i及放电器90的第一端连接，直流总线70-B与半导体断路器80的第二端j及放电器90的第二端连接。由此，在直流电流断路装置1中，各直流输电线LN中分支出的两个辅助线路经由对应的直流总线70和半导体断路器80或放电器90相互连接。半导体断路器80为权利要求书中的“半导体断路器”的一例，放电器90为权利要求书中的“能量消耗要素”的一例。半导体断路器80和放电器90这些结构为权利要求书中的“断路消耗部”的一例。

辅助断路器10、断路器30及断路器40为机械触点式的开关。辅助断路器10、断路器30及断路器40分别被控制装置100控制成开极或闭极中的任一状态。

直流电抗器20在直流输电线LN发生了事故的情况下，抑制对应的直流输电线LN中的电流的变化。

半导体断路器80切断从第一端i侧向第二端j侧流通的电流。半导体断路器80例如具备相互串联连接的多个(图1中仅示出了三个)半导体开关部。半导体开关部分别具备相互并联连接的半导体开关元件和二极管。更具体而言，在半导体开关部中，二极管的阴极和半导体开关元件的集电极相互连接，二极管的阳极和半导体开关元件的发射极连接。半导体开关元件的栅极由控制装置100控制(施加控制电压)。也就是说，半导体断路器80被控制装置100控制成接通或断开中的任一状态。半导体开关元件例如为绝缘栅双极晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)等开关元件。半导体开关元件并不限定于IGBT，只要是能够实现自熄弧的半导体开关元件即可，可以是任意的开关元件。半导体断路器80在接通状态(导通状态)时允许在直流总线70-A和直流总线70-B之间流通的电流，在断开状态(非导通状态)时将流通的电流切断。半导体断路器80的接通状态为权利要求书中的“导通状态”的一例。

放电器90与半导体断路器80并联连接，在半导体断路器80被控制成断开状态的情况下，消耗(吸收)由于与直流输电线LN、辅助线路A、辅助线路B的电感相应的能量而产生的浪涌能量。

在直流电流断路装置1中，半导体断路器80的第一端i和放电器90的第一端连接于直流总线70-A，半导体断路器80的第二端j和放电器90的第二端连接于直流总线70-B。在直流电流断路装置1中，通过半导体断路器80和放电器90的结构，根据控制装置100对半导体断路器80所具备的半导体开关部向接通或断开中的任一状态的控制，允许或阻止(切断)从直流总线70-A侧向直流总线70-B侧流通的电流。

直流电流断路装置1所具备的半导体断路器80和放电器90的结构并不限定于图1所示的结构。图2A及图2B是表示第一实施方式的直流电流断路装置1所具备的半导体断路器80及放电器90的变形例的结构的一例的图。在图2A中，示出了多个(图2A中仅示出了两个)半导体开关部81相互串联连接的结构(与图1所示的半导体断路器80相同的结构)的半导体断路器80a、和具备与半导体断路器80a所具备的半导体开关部81分别对应的多个(图2A中仅示出了两个)放电器91的放电器90a的一例。在图2A所示的半导体断路器80a和放电器90a的结构中，与图1所示的半导体断路器80和放电器90的结构相同，能够切断从半导体断路器80a的第一端i侧向第二端j侧流通的电流以及进行浪涌能量的消耗(吸收)。在图2B中，示出了多个(图2B中仅示出了四个)半导体开关部81相互反向串联连接的结构的半导体断路器80b、和具备与半导体断路器80b所具备的半导体开关部81分别对应的多个(图2B中仅示出了四个)放电器91的放电器90b的一例。在图2B所示的半导体断路器80b和放电器90b的结构中，除了与图1所示的半导体断路器80和放电器90的结构相同的从第一端i侧向第二端j侧流通的电流的切断以及浪涌能量的消耗(吸收)以外，还能够进行从第二端j侧向第一端i侧流通的电流的切断以及浪涌能量的消耗(吸收)。即，在图2B所示的半导体断路器80b和放电器90b的结构中，能够在发生了事故的直流输电线LN(事故线路)中进行双向流通的电流(事故电流)的切断以及浪涌能量的消耗(吸收)。图2A所示的半导体断路器80a及图2B所示的半导体断路器80b所具备的半导体开关部81为与图1所示的半导体断路器80所具备的半导体开关部相同的结构。

在此，也包含图1所示的半导体断路器80所具备的半导体开关部在内，图2A所示的半导体断路器80a、图2B所示的半导体断路器80b所具备的半导体开关部81也可以以其它结构进行取代。图2C及图2D是表示第一实施方式的直流电流断路装置1所具备的半导体断路器80中的半导体开关部81的变形例的结构的一例的图。图2C所示的半导体开关部81a具备两个支路部和一个电容器，是将这些构成要素相互连接而成的桥接电路，其中支路部是一个半导体开关部和一个二极管串联连接而成的串联电路。在半导体断路器80、半导体开关部81a、半导体开关部81b中，在以图2C所示的半导体开关部81a取代半导体开关部81的情况下，能够切断在第一端i和第二端j之间流通的双向的事故电流。图2D所示的半导体开关部81b由一个电容器构成。在半导体断路器80、半导体开关部81a、半导体开关部81b中，即使在以图2D所示的半导体开关部81b取代半导体开关部81的情况下，也能够切断在第一端i和第二端j之间流通的电流。不过，在图2D所示的半导体开关部81b中，控制装置100不能主动地控制接通、断开，放电器90在电容器中蓄积的事故电流的能量饱和之后消耗(吸收)该能量，因此切断在第一端i和第二端j之间流通的电流时的速度降低。但是，因为图2D所示的半导体开关部81b是与具备半导体开关元件的各半导体开关部81相比更为容易的结构，所以能够降低构成半导体断路器80、半导体断路器80a、半导体断路器80b时的成本和尺寸。

换流电路50选择性地对在第一端g和第二端h之间流通的电流的方向进行切换(换流)。换流电路50例如具备两个支路部和一个电容器，是将这些构成要素相互连接而成的桥接电路，其中支路部是两个半导体开关部相互沿相同方向串联连接而成的串联电路。换流电路50所具备的支路部中的各半导体开关部与半导体断路器80所具备的半导体开关部相同，例如具备相互并联连接的半导体开关元件和二极管。更具体而言，在换流电路50所具备的半导体开关部中，二极管的阴极和半导体开关元件的集电极相互连接，二极管的阳极和半导体开关元件的发射极连接。半导体开关元件的栅极由控制装置100控制(施加控制电压)。也就是说，换流电路50所具备的半导体开关部与半导体断路器80所具备的半导体开关部相同，被控制装置100控制成接通或断开中的任一状态。换流电路50所具备的半导体开关部的半导体开关元件与半导体断路器80所具备的半导体开关部的半导体开关元件相同，例如是绝缘栅双极晶体管(IGBT)等开关元件。不过，换流电路50所具备的半导体开关部的半导体开关元件可以为耐压比半导体断路器80所具备的半导体开关部的半导体开关元件低的元件。换流电路50所具备的半导体开关部的半导体开关元件并不限定于IGBT，只要是能够实现自熄弧的半导体开关元件即可，可以是任意的开关元件。换流电路50根据控制装置100对半导体开关部向接通或断开中的任一状态的控制，使在第一端g和第二端h之间流通的电流的电流值变化，由此使在第一端g和第二端h之间流通的电流为大致零的状态。由此，换流电路50使对应的断路器30的两极间电气性切断。在直流电流断路装置1中，电感器60的第二端连接在对应的辅助线路所属的断路器30的第二极d和分支成该辅助线路之前的直流输电线LN所属的直流电抗器20的第一端之间。电感器60在直流输电线LN发生了事故的情况下，防止对应的换流电路50所具备的电容器破损。电容器为权利要求书中的“蓄电要素”的一例。

控制装置100通过控制辅助断路器10、断路器30、断路器40、换流电路50及半导体断路器80来控制直流电流断路装置1中的直流输电线LN的切断及导通。控制装置100例如是通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等硬件处理器执行程序(软件)而实现以下功能的装置。控制装置100的功能中的一部分或全部可以由LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成电路)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)、GPU(GraphicsProcessing Unit：图形处理器)等硬件(包含电路部：circuitry)实现，也可以通过软件和硬件的配合而实现。控制装置100的功能中的一部分或全部也可以由专用的LSI实现。程序可以预先存储于控制装置100所具备的HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)或闪存等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)，也可以存储于DVD、CD-ROM等可拆装的存储介质(非暂时性的存储介质)中，通过将存储介质安装于控制装置100所具备的驱动装置而安装在控制装置100所具备的存储装置中。

通过这种结构，在直流电流断路装置1中，使为了实现高耐压而成本增高的半导体断路器80被全部直流输电线LN共用，而且在任一直流输电线LN发生了事故的情况下，切断该直流输电线LN。

[直流电流断路装置1中切断直流输电线LN的第一动作]

在此，参照图3～图11，例如，以直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接，在电流从直流输电线LN-n向直流输电线LN-1及直流输电线LN-2流通时，直流输电线LN-1发生了事故的情况为一例，对控制装置100切断直流输电线LN-1的第一动作进行说明。在图3～图11中，示出了利用控制装置100对各构成要素进行了控制的状态下的直流电流断路装置1内的电流的流通。

在直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接而输电的稳态的输电状态(初始状态)下，全部的辅助断路器10、断路器30、断路器40被闭极，全部的换流电路50所具备的半导体开关部及半导体断路器80所具备的半导体开关部全部为断开状态。在该情况下，在直流电流断路装置1中，如图3所示，为电流从直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B向直流输电线LN-1及直流输电线LN-2流通的状态。在此，在直流输电线LN-1发生了事故的情况下，控制装置100通过按照以下的步骤控制各构成要素的开极、闭极、接通、断开，将发生了事故的直流输电线LN-1切断。在以下的说明中，发生了事故的直流输电线LN也被称为“事故线路”，发生了事故的直流输电线LN以外的直流输电线LN、即未发生事故的直流输电线LN也被称为“正常线路”。

(步骤1-1)：首先，控制装置100使属于发生了事故的直流输电线LN-1(事故线路)的辅助线路A的断路器30-A-1及断路器40-A-1为开极的状态。进而，控制装置100使属于未发生事故的直流输电线LN-2(正常线路)的辅助线路B的断路器30-B-2及断路器40-B-2和属于直流输电线LN-n(正常线路)的辅助线路B的断路器30-B-n及断路器40-B-n为开极的状态。也就是说，控制装置100使辅助线路A中属于事故线路的机械触点式的开关开极，使辅助线路B中属于正常线路的机械触点式的开关开极。在该情况下，在直流电流断路装置1中，如图4所示，也为电流(事故电流)从直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B向直流输电线LN-1及直流输电线LN-2流通的状态。其原因在于，仅通过使各机械触点式的开关开极，由于在各机械触点式的开关中的各触点间产生的电弧的原因，不会变为使直流输电线LN电气性切断的状态(切断状态)。

(步骤1-2)：接着，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50动作。也就是说，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50所具备的半导体开关部为接通状态。由此，半导体开关部被设为接通状态的换流电路50所具备的电容器释放电荷，对在第一端g和第二端h之间流通的电流的方向进行切换(换流)。在图5中，示出了使与被设为开极的状态的断路器30-A-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n对应的各换流电路50进行了动作的状态。由此，事故电流向换流电路50换流，在被设为开极的状态的断路器30中流通的事故电流成为大致零的状态。在此，在步骤1-1中使机械触点式的开关开极之后，根据事故电流流通的方向(潮流状态)，断路器30的两极间的事故电流也有可能成为大致零的状态。在该情况下，控制装置100在步骤1-2中也可以不使与该断路器30对应的换流电路50动作。在图6中，示出了通过经由动作的换流电路50流通事故电流而使在对应的断路器30(断路器30-A-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n)的触点间产生的电弧灭弧的状态。

(步骤1-3)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为接通状态，使曾进行动作的换流电路50的动作停止。也就是说，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置1中，如图7所示，直流输电线LN-1中的事故电流向半导体断路器80换流，在断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n中流通的事故电流成为大致零的状态。在图7中，示出了使在断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n的触点间产生的电弧灭弧的状态。此外，使断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n开极的定时可以为步骤1-3的定时。

(步骤1-4)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置1中，直流输电线LN-1的事故电流被切断，成为大致零的状态。之后，在直流电流断路装置1中，由于线路中的被蓄积为电感成分的浪涌能量，事故电流仍会继续流通少许时间，但该浪涌能量被放电器90消耗。图8中示出了直流输电线LN-1的事故电流穿过放电器90流通的状态。而且，图9中示出了直流输电线LN-1的事故电流被放电器90消耗而不再流通的状态。

(步骤1-5)：接着，控制装置100在直流输电线LN-1中流通的事故电流成为零之后(例如，经过了流经直流输电线LN-1的事故电流可看作变为零的时间之后)，使属于发生了事故的直流输电线LN-1的辅助断路器10-1和断路器30-B-1及断路器40-B-1为开极的状态。也就是说，控制装置100在发生了事故的直流输电线LN-1的辅助线路B中也使属于事故线路的机械触点式的开关开极。在图10中，示出了在事故电流不再在直流输电线LN-1中流通的状态下，使辅助断路器10-1、断路器30-B-1及断路器40-B-1开极的状态。

(步骤1-6)：接着，控制装置100使属于未发生事故的直流输电线LN-2的辅助线路B的断路器30-B-1及断路器40-B-1和属于直流输电线LN-n的辅助线路B的断路器30-B-n及断路器40-B-n为闭极的状态。也就是说，控制装置100使辅助线路B中曾为开极的正常线路的机械触点式的开关返回到闭极的状态。由此，控制装置100完成将发生了事故的直流输电线LN-1电气性切断的动作。由此，在直流电流断路装置1中，维持由正常线路进行的直流电流的输电。在图11中，示出了电流从作为正常线路的直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B向作为正常线路的直流输电线LN-2流通的状态。

通过这样的步骤，在直流电流断路装置1中，控制装置100对属于事故线路的辅助线路A的断路器30-A、断路器40-A及换流电路50-A和属于正常线路的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B及换流电路50-B进行控制，将事故电流所引起的电弧灭弧。而且，在直流电流断路装置1中，控制装置100在事故电流成为零之后，对属于事故线路的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B进行控制。由此，在直流电流断路装置1中，能够切断事故线路，维持正常线路中的输电。

在上述第一动作中，对控制装置100控制属于事故线路的辅助线路A的各构成要素和属于正常线路的辅助线路B的各构成要素，使事故电流从半导体断路器80的第一端i侧向第二端j侧流通，切断该事故电流从而切断直流输电线LN-1(事故线路)的情况进行了说明。其原因在于，半导体断路器80的结构是切断从第一端i侧向第二端j侧流通的电流的结构。换言之，在第一动作中，控制装置100以将流经事故线路的事故电流的上游侧设为半导体断路器80的第一端i侧、将事故电流的下游侧设为半导体断路器80的第二端j侧的方式，对属于辅助线路A和辅助线路B的各构成要素进行了控制。但是，如上所述，半导体断路器80例如能够通过以图2C所示的半导体开关部81a取代图2B所示的半导体断路器80b、半导体开关部而被设为切断双向的事故电流的结构。在该情况下，在直流电流断路装置1中，也可以使在切断事故线路时所控制的各构成要素在辅助线路A和辅助线路B中相反。也就是说，控制装置100也可以控制属于事故线路的辅助线路B的各构成要素和属于正常线路的辅助线路A的各构成要素而切断事故线路。不过，在该情况下，事故电流的上游侧和下游侧的考虑方式也与上述第一动作相同。也就是说，在事故电流的上游侧控制属于事故线路的各构成要素、在事故电流的下游侧控制属于正常线路的各构成要素这一点并没有改变。该情况下的控制装置100中的步骤只要与上述第一动作等效即可。因此，省略关于控制装置100中的步骤的再次的详细说明。

[直流电流断路装置1中切断直流总线70的第二动作]

在上述第一动作中，对在直流输电线LN-1发生了事故的情况下切断该事故线路的动作进行了说明。但是，事故例如也可能发生在直流电流断路装置1的内部。例如，在图1所示的直流电流断路装置1的结构中，也认为直流总线70-B会发生事故。在该情况下，事故电流因直流总线70-B中发生的事故而在直流输电线LN-1～直流输电线LN-n中流通。

在此，参照图3及图12～图17，例如，以直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接，在电流从直流输电线LN-n向直流输电线LN-1及直流输电线LN-2流通时，直流总线70-B发生了事故的情况为一例，对控制装置100切断直流总线70-B的第二动作进行说明。在图12～图17中，示出了利用控制装置100对各构成要素进行了控制的状态下的直流电流断路装置1内的电流的流通。

直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接而输电的稳态的输电状态(初始状态)与第一动作相同，在全部的辅助断路器10、断路器30、断路器40被闭极，全部的换流电路50所具备的半导体开关部及半导体断路器80所具备的半导体开关部全部为断开的状态下进行直流电流的输电(参照图3)。在此，在直流总线70-B发生了事故(例如接地短路事故)的情况下，控制装置100通过按照以下的步骤控制各构成要素的开极、闭极、接通、断开，将发生了事故的直流总线70-B切断。在以下的说明中，与发生了事故的直流总线70-B连接的直流输电线LN的辅助线路B也被称为“事故线路”，与除发生了事故的直流总线70-B以外的直流总线70-A、即未发生事故的直流总线70-A连接的直流输电线LN的辅助线路A也被称为“正常线路”。

(步骤2-1)：首先，控制装置100使属于与发生了事故的直流总线70-B连接的全部的直流输电线LN的辅助线路B(事故线路)的断路器30-B及断路器40-B为开极的状态。也就是说，控制装置100使属于辅助线路B的全部的机械触点式的开关开极。在该情况下，在直流电流断路装置1中，如图12所示，也为电流(事故电流)经由直流总线70-B向辅助线路B流通的状态。其原因在于，与在上述的第一动作中直流输电线LN-1发生了事故的情况相同，仅通过使各机械触点式的开关开极，由于在各机械触点式的开关中的各触点间产生的电弧的原因，不会变为使直流输电线LN电气性切断的状态(切断状态)。

(步骤2-2)：接着，控制装置100使与被设为开极的状态的属于辅助线路B的各断路器30对应的换流电路50动作。由此，半导体开关部被设为接通状态的换流电路50所具备的电容器释放电荷，对在第一端g和第二端h之间流通的电流的方向进行切换(换流)。在图13中，示出了使与被设为开极的状态的断路器30-B-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n对应的各换流电路50进行了动作的状态。由此，事故电流向换流电路50换流，在属于辅助线路B的各断路器30中流通的事故电流成为大致零的状态。在此，在步骤2-2中，与第一动作相同，也可以是在步骤2-1中使机械触点式的开关开极之后，在断路器30的两极间的事故电流根据事故电流的潮流状态而成为大致零的状态的情况下，不使与该断路器30对应的换流电路50动作。在图14中，示出了通过经由动作的换流电路50流通事故电流而使在属于辅助线路B的各断路器30(断路器30-B-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n)的触点间产生的电弧灭弧的状态。

(步骤2-3)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为接通状态，使曾进行动作的与属于辅助线路B的各断路器30对应的换流电路50的动作停止。也就是说，控制装置100使与属于辅助线路B的全部的断路器30对应的换流电路50所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置1中，如图15所示，与直流总线70-B连接的全部的直流输电线LN的事故电流向半导体断路器80换流，在断路器40-B-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n中流通的事故电流成为大致零的状态。在图15中，示出了使在断路器40-B-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n的触点间产生的电弧灭弧的状态。此外，在第二动作中，与第一动作相同，使断路器40-B-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n开极的定时也可以为步骤2-3的定时。

(步骤2-4)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置1中，直流总线70-B的事故电流被切断，成为大致零的状态。之后，在直流电流断路装置1中，由于线路中的被蓄积为电感成分的浪涌能量，事故电流仍会继续流通少许时间，但该浪涌能量被放电器90消耗。图16中示出了直流总线70-B的事故电流穿过放电器90流通的状态。而且，图17中示出了直流总线70-B的事故电流被放电器90消耗而不再流通的状态。

通过这样的步骤，在直流电流断路装置1中，控制装置100对属于与直流总线70-B连接的全部的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B及换流电路50-B进行控制，将变成了事故线路的直流总线70-B切断，利用作为正常线路的直流总线70-A维持输电。

(步骤2-5)：之后，控制装置100在直流总线70-B不再是事故线路之后(例如，完成对直流总线70-B中发生的事故的修理之后)，使属于与直流总线70-B连接的全部的辅助线路B的断路器30-B及断路器40-B为闭极的状态。也就是说，控制装置100使与发生了事故的直流总线70-B连接的辅助线路B中曾为开极的机械触点式的开关返回到闭极的状态。由此，在直流电流断路装置1中，以经由直流总线70-A和直流总线70-B这些直流总线70的输电状态(初始状态)进行直流电流的输电(参照图3)。

通过这样的步骤，在直流电流断路装置1中，控制装置100对属于与成为事故线路的直流总线70-B连接的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B及换流电路50-B进行控制，将事故电流所引起的电弧灭弧。由此，在直流电流断路装置1中，能够切断直流总线70-B，维持经由直流总线70-A的输电。而且，在该情况下，稳态的输电状态(初始状态)下的各直流输电线LN的潮流状态可以为任一方向。之后，在直流电流断路装置1中，控制装置100在直流总线70-B不再是事故线路之后，使各构成要素的状态复原。

在上述第二动作中，对直流总线70-B为事故线路的情况进行了说明。也就是说，对事故电流从半导体断路器80的第一端i侧向第二端j侧流通的情况进行了说明。其原因在于，半导体断路器80的结构为切断从第一端i侧向第二端j侧流通的电流的结构。但是，即使在假设直流总线70-A为事故线路的情况下，在事故电流从半导体断路器80的第一端i侧向第二端j侧流通时，也同样能够切断直流总线70-A而维持经由直流总线70-B的输电。并且，如上所述，半导体断路器80例如能够通过以图2C所示的半导体开关部81a取代图2B所示的半导体断路器80b、半导体开关部而被设为切断双向的事故电流的结构。在该情况下，在直流电流断路装置1中，无论因事故而流通的事故电流的方向如何，都能够将发生了事故的直流总线70切断，维持经由未发生事故的直流总线70的输电。该情况下的控制装置100中的步骤只要与上述第二动作等效即可。因此，省略关于控制装置100中的步骤的再次的详细说明。

通过这样的结构及步骤，在直流电流断路装置1中，使为了实现高耐压而成本增高的半导体断路器80被全部的直流输电线LN共用，而且在任一直流输电线LN、直流总线70发生了事故的情况下，都将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。

而且，在直流电流断路装置1中，通过将半导体断路器80设为切断双向的事故电流的结构，能够与事故线路的潮流状态无关地切断在事故线路中流通的事故电流，以不产生正常线路中的直流输电时的稳态的功率损耗的状态维持输电。

[直流电流断路装置1的变形例]

在直流电流断路装置1中，直流输电线LN以外的输电线有时也会与直流总线70连接。并且，在该输电线上，有时也会连接配置于直流电流断路装置1附近的其它装置、设备。在此，对这种情况的一例进行说明。图18是表示第一实施方式的直流电流断路装置1的第一变形例的结构的一例的图。图19是表示第一实施方式的直流电流断路装置1的第二变形例的结构的一例的图。在图18及图19中，对具有与直流电流断路装置1相同的功能的构成要素标注了相同的附图标记。

在图18所示的直流电流断路装置1a中，一个输电线PL与直流电流断路装置1的直流总线70-A连接。直流电流断路装置1a所具备的其它构成要素及其连接与直流电流断路装置1相同。输电线PL将配置于直流电流断路装置1a附近的其它装置、设备和直流总线70连接。输电线PL可以取代直流总线70-A而与直流总线70-B连接，也可以对直流总线70-A及直流总线70-B双方连接不同的输电线PL。与直流总线70-A及直流总线70-B中的一方或双方连接的输电线PL并不限定于一个，也可以为多个。

在图19所示的直流电流断路装置1b中，在与直流总线70-B连接的一个输电线PL上，在与连接直流总线70-B的一侧相反的一侧连接有功率转换器200。直流电流断路装置1b所具备的其它构成要素及其连接与直流电流断路装置1相同。功率转换器200对经由直流总线70-B在各直流输电线LN间输送的直流电流进行转换。功率转换器200也可以与连接于直流总线70-A的输电线PL连接，在对直流总线70-A及直流总线70-B双方连接不同的输电线PL的情况下，也可以对各输电线PL连接不同的功率转换器200。与各输电线PL连接的功率转换器200并不限定于一个，也可以为多个。

在直流电流断路装置1a、直流电流断路装置1b中，任一直流输电线LN发生了事故的情况下的控制装置100中的控制的步骤与上述第一动作相同。在直流电流断路装置1a、直流电流断路装置1b中，例如，输电线PL、功率转换器200发生了事故的情况下的控制装置100中的控制的步骤与上述第二动作相同。例如，在直流电流断路装置1b中功率转换器200发生了事故的情况下的控制装置100中的控制的步骤与参照图3及图12～图17说明的、直流总线70-B中发生了事故的情况下的一例相同。因此，省略关于控制装置100中的步骤的再次的详细说明。

如上述所说明的那样，根据第一实施方式的直流电流断路装置1，其被应用于多端子的直流输电系统，能够使半导体断路器80(包括半导体断路器80a、半导体断路器80b在内)被共用，而且能够将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。

<第二实施方式>

以下，对第二实施方式进行说明。图20是表示第二实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。在图20中，对于具有与第一实施方式的直流电流断路装置1相同的功能的构成要素，标注了相同的附图标记。在图20中，示出了在多个直流输电线LN(直流输电线LN-1～LN-n)的节点部分构成的直流电流断路装置2的一例。

直流电流断路装置2例如具备多个辅助断路器10(辅助断路器10-1～10-n)、多个直流电抗器20(直流电抗器20-1～20-n)、多个断路器30(断路器30-A-1～30-A-n及断路器30-B-1～30-B-n)、多个断路器40(断路器40-A-1～40-A-n及断路器40-B-1～40-B-n)、多个换流电路51(换流电路51-A-1～51-A-n)、多个换流电路50(换流电路50-B-1～50-B-n)、多个电感器60(电感器60-A-1～60-A-n及电感器60-B-1～60-B-n)、两个直流总线70(直流总线70-A及70-B)、半导体断路器80、放电器90和控制装置100。直流电流断路装置2为以换流电路51取代了第一实施方式的直流电流断路装置1所具备的辅助线路A侧的各换流电路50的结构。

换流电路51与换流电路50相同，对在第一端g和第二端h之间流通的电流的方向进行切换(换流)。换流电路51取代了换流电路50所具备的支路部。更具体而言，换流电路51所具备的支路部被一个半导体开关部和一个二极管串联连接而成的串联电路取代。而且，在换流电路51中也为两个支路部和一个电容器相互连接而成的桥接电路。换流电路51也与换流电路50相同，根据控制装置100对半导体开关部向接通或断开中的任一状态的控制，使在第一端g和第二端h之间流通的电流的电流值变化，由此使在第一端g和第二端h之间流通的电流为大致零的状态。由此，在换流电路51中，与换流电路50相同，也使对应的断路器30的两极间电气性切断。二极管为权利要求书中的“电流整流元件”的一例。

[直流电流断路装置2中的动作]

在直流电流断路装置2中，通过以换流电路51取代与辅助线路A对应的换流电路50，成为在直流输电线LN或直流总线70-B发生了事故的情况下切断事故线路的结构。但是，直流电流断路装置2中进行切断直流输电线LN、直流总线70的动作时的控制装置100的步骤只要与直流电流断路装置1中的控制装置100的步骤同样和等效即可。因此，省略关于直流电流断路装置2中的控制装置100的步骤的再次的详细说明。

通过这样的结构及步骤，在直流电流断路装置2中，与直流电流断路装置1相同，也是使为了实现高耐压而成本增高的半导体断路器80被全部的直流输电线LN共用，而且在任一直流输电线LN、直流总线70发生了事故的情况下，都将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。而且，在直流电流断路装置2中，也与直流电流断路装置1相同，通过使半导体断路器80为切断双向的事故电流的结构，能够与事故线路的潮流状态无关地切断在事故线路中流通的事故电流，以不产生正常线路中的直流输电时的稳态的功率损耗的状态维持输电。

而且，在直流电流断路装置2中，以换流电路51取代了与辅助线路A对应的换流电路50。由此，在直流电流断路装置2中，虽然为与直流输电线LN或直流总线70-B中发生的事故对应的结构，但因为换流电路51是比换流电路50容易的结构，所以能够降低构成直流电流断路装置2时的成本。

在直流电流断路装置2中，与直流电流断路装置1的变形例相同，也可以对直流总线70连接输电线PL，并进一步连接功率转换器200等其它装置、设备。

如上述所说明的那样，根据第二实施方式的直流电流断路装置2，其被应用于多端子的直流输电系统，能够使半导体断路器80(包括半导体断路器80a、半导体断路器80b在内)被共用，而且能够将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。

<第三实施方式>

以下，对第三实施方式进行说明。图21是表示第三实施方式的直流电流断路装置的结构的一例的图。在图21中，对于具有与第一实施方式的直流电流断路装置1或第二实施方式的直流电流断路装置2相同的功能的构成要素，标注了相同的附图标记。在图21中，示出了在多个直流输电线LN(直流输电线LN-1～LN-n)的节点部分构成的直流电流断路装置3的一例。

直流电流断路装置3例如具备多个辅助断路器10(辅助断路器10-1～10-n)、多个直流电抗器20(直流电抗器20-1～20-n)、多个断路器30(断路器30-A-1～30-A-n及断路器30-B-1～30-B-n)、多个断路器40(断路器40-A-1～40-A-n及断路器40-B-1～40-B-n)、多个换流电路51(换流电路51-A-1～51-A-n及换流电路51-B-1～51-B-n)、多个电感器60(电感器60-A-1～60-A-n及电感器60-B-1～60-B-n)、两个直流总线70(直流总线70-A及70-B)、半导体断路器80、放电器90和控制装置100。直流电流断路装置3为以换流电路51取代了第一实施方式的直流电流断路装置1所具备的辅助线路A侧及辅助线路B侧的各换流电路50的结构。

在直流电流断路装置3中，通过以换流电路51取代与辅助线路A及辅助线路B对应的各换流电路50，成为在直流输电线LN或直流总线70发生了事故的情况下，能够将在事故线路中流通的事故电流切断的方向为一个方向(即单方向)的结构。但是，在直流电流断路装置3中，虽然为切断单方向的事故电流的结构，但因为换流电路51是比换流电路50容易的结构，所以能够降低构成直流电流断路装置3时的成本。

[直流电流断路装置3中切断直流输电线LN的第三动作]

在此，参照图22～图30，例如，以直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接，在电流从直流输电线LN-2及直流输电线LN-n向直流输电线LN-1流通时，直流输电线LN-1发生了事故的情况为一例，对控制装置100切断直流输电线LN-1的第三动作进行说明。在图22～图30中，示出了利用控制装置100对各构成要素进行了控制的状态下的直流电流断路装置3内的电流的流通。

在直流输电线LN-1～LN-n经由直流总线70-A及直流总线70-B相互连接而输电的稳态的输电状态(初始状态)下，全部的辅助断路器10、断路器30、断路器40被闭极，全部的换流电路50所具备的半导体开关部及半导体断路器80所具备的半导体开关部全部为断开状态。在该情况下，在直流电流断路装置3中，如图22所示，为电流从直流输电线LN-2及直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B向直流输电线LN-1流通的状态。在此，在直流输电线LN-1发生了事故的情况下，控制装置100通过按照以下的步骤控制各构成要素的开极、闭极、接通、断开，将发生了事故的直流输电线LN-1切断。在以下的说明中，发生了事故的直流输电线LN也被称为“事故线路”，发生了事故的直流输电线LN以外的直流输电线LN、即未发生事故的直流输电线LN也被称为“正常线路”。

(步骤3-1)：首先，控制装置100使属于发生了事故的直流输电线LN-1(事故线路)的辅助线路A的断路器30-A-1及断路器40-A-1为开极的状态。进而，控制装置100使属于未发生事故的直流输电线LN-2(正常线路)的辅助线路B的断路器30-B-2及断路器40-B-2和属于直流输电线LN-n(正常线路)的辅助线路B的断路器30-B-n及断路器40-B-n为开极的状态。也就是说，控制装置100使辅助线路A中属于事故线路的机械触点式的开关开极，使辅助线路B中属于正常线路的机械触点式的开关开极。在该情况下，在直流电流断路装置3中，如图23所示，也为电流(事故电流)从直流输电线LN-2及直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B向直流输电线LN-1流通的状态。其原因在于，仅通过使各机械触点式的开关开极，由于在各机械触点式的开关中的各触点间产生的电弧的原因，不会变为使直流输电线LN电气性切断的状态(切断状态)。

(步骤3-2)：接着，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50动作。也就是说，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50所具备的半导体开关部为接通状态。由此，半导体开关部被设为接通状态的换流电路50所具备的电容器释放电荷，向与在机械触点式的开关中流通的电流相反的方向产生电流。在图24中，示出了使与被设为开极的状态的断路器30-A-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n对应的各换流电路50动作的状态。由此，在被设为开极的状态的断路器30中流通的事故电流成为大致零的状态，电流向换流电路50迁移(换流)。在此，在步骤3-1中使机械触点式的开关开极之后，根据事故电流流通的方向(潮流状态)，断路器30的两极间的事故电流也有可能成为大致零的状态。在该情况下，控制装置100在步骤3-2中也可以不使与该断路器30对应的换流电路50动作。在图25中，示出了通过经由动作的换流电路50流通事故电流而使在对应的断路器30(断路器30-A-1、断路器30-B-2及断路器30-B-n)的触点间产生的电弧灭弧的状态。

(步骤3-3)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为接通状态，使曾进行动作的换流电路50的动作停止。也就是说，控制装置100使与被设为开极的状态的断路器30对应的换流电路50所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置3中，如图26所示，直流输电线LN-1中的事故电流向半导体断路器80换流，在断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n中流通的事故电流成为大致零的状态。在图26中，示出了使在断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n的触点间产生的电弧灭弧的状态。此外，使断路器40-A-1、断路器40-B-2及断路器40-B-n开极的定时可以为步骤3-3的定时。

(步骤3-4)：接着，控制装置100使半导体断路器80所具备的半导体开关部为断开状态。由此，在直流电流断路装置3中，直流输电线LN-1的事故电流被切断，成为大致零的状态。之后，在直流电流断路装置3中，由于线路中的被蓄积为电感成分的浪涌能量，事故电流仍会继续流通少许时间，但该浪涌能量被放电器90消耗。图27中示出了直流输电线LN-1的事故电流穿过放电器90流通的状态。而且，图28中示出了直流输电线LN-1的事故电流被放电器90消耗而不再流通的状态。

(步骤3-5)：接着，控制装置100在直流输电线LN-1中流通的事故电流成为零之后(例如，经过了流经直流输电线LN-1的事故电流可看作变为零的时间之后)，使属于发生了事故的直流输电线LN-1的辅助断路器10-1和断路器30-B-1及断路器40-B-1为开极的状态。也就是说，控制装置100在发生了事故的直流输电线LN-1的辅助线路B中也使属于事故线路的机械触点式的开关开极。在图29中，示出了事故电流不再在直流输电线LN-1中流通的状态下，使辅助断路器10-1、断路器30-B-1及断路器40-B-1开极的状态。

(步骤3-6)：接着，控制装置100使属于未发生事故的直流输电线LN-2的辅助线路B的断路器30-B-1及断路器40-B-1和属于直流输电线LN-n的辅助线路B的断路器30-B-n及断路器40-B-n为闭极的状态。也就是说，控制装置100使辅助线路B中曾为开极的正常线路的机械触点式的开关返回到闭极的状态。由此，控制装置100完成将发生了事故的直流输电线LN-1电气性切断的动作。由此，在直流电流断路装置3中，维持由正常线路进行的直流电流的输电。在图30中，示出了作为正常线路的直流输电线LN-2及直流输电线LN-n分别经由直流总线70-A和直流总线70-B而连接，电流在各直流输电线LN之间流通的状态。

通过这样的步骤，在直流电流断路装置3中，与直流电流断路装置1相同，控制装置100也对属于事故线路的辅助线路A的断路器30-A、断路器40-A及换流电路50-A和属于正常线路的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B及换流电路50-B进行控制，将事故电流所引起的电弧灭弧。而且，在直流电流断路装置3中，与直流电流断路装置1相同，控制装置100也是在事故电流成为零之后，对属于事故线路的辅助线路B的断路器30-B、断路器40-B进行控制。由此，在直流电流断路装置3中，与直流电流断路装置1相同，也能够切断事故线路，维持正常线路中的输电。

在上述第三动作中，与直流电流断路装置1中的第一动作相同，也是对控制装置100控制属于事故线路的辅助线路A的各构成要素和属于正常线路的辅助线路B的各构成要素，使事故电流从半导体断路器80的第一端i侧向第二端j侧流通，切断该事故电流从而切断直流输电线LN-1(事故线路)的情况进行了说明。但是，在直流电流断路装置3中，在半导体断路器80为切断双向的事故电流的结构的情况下，也与直流电流断路装置1相同，控制装置100在切断事故线路时所控制的各构成要素在辅助线路A和辅助线路B中也可以相反。该情况下的控制装置100中的步骤只要与上述第三动作等效即可。因此，省略关于控制装置100中的步骤的再次的详细说明。

[直流电流断路装置3中切断直流总线70的动作]

在直流电流断路装置3中进行切断直流总线70的动作时的控制装置100的步骤只要考虑上述第三动作而与直流电流断路装置1中的控制装置100的步骤同样和等效即可。因此，省略关于在直流电流断路装置3中切断直流总线70时的控制装置100的步骤的再次的详细说明。

通过这样的结构及步骤，在直流电流断路装置3中，与直流电流断路装置1相同，也是使为了实现高耐压而成本增高的半导体断路器80被全部的直流输电线LN共用，而且在任一直流输电线LN、直流总线70发生了事故的情况下，都将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。而且，在直流电流断路装置3中，也与直流电流断路装置1相同，通过使半导体断路器80为切断双向的事故电流的结构，能够与事故线路的潮流状态无关地切断在事故线路中流通的事故电流，以不产生正常线路中的直流输电时的稳态的功率损耗的状态维持输电。

而且，在直流电流断路装置3中，以换流电路51取代了与辅助线路A和辅助线路B双方对应的换流电路50。由此，在直流电流断路装置3中，虽然在辅助线路A和辅助线路B中进行换流的电流的方向(能够将在事故线路中流通的事故电流切断的方向)为单方向，但能够降低构成直流电流断路装置3时的成本。

在直流电流断路装置3中，与直流电流断路装置1的变形例相同，也可以对直流总线70连接输电线PL，并进一步连接功率转换器200等其它装置、设备。

如上述所说明的那样，根据第三实施方式的直流电流断路装置3，其被应用于多端子的直流输电系统，能够使半导体断路器80(包括半导体断路器80a、半导体断路器80b在内)被共用，而且能够将发生了事故的直流输电线LN、直流总线70切断，维持由未发生事故的直流输电线LN、直流总线70进行的直流电流的输电。

如上所述，在各实施方式的直流电流断路装置中，在构成于多端子的直流输电系统的节点部分的直流电流断路装置中，将各直流输电线LN分支成辅助线路A和辅助线路B，将与各辅助线路对应的直流总线70彼此经由用于将发生了事故的直流输电线LN切断的被共用的半导体断路器80连接。而且，在各实施方式的直流电流断路装置中，在任一直流输电线LN、直流总线70发生了事故的情况下，控制装置通过在事故电流的上游侧控制属于事故线路的辅助线路的断路器30及断路器40的开极或闭极并在事故电流的下游侧控制属于正常线路的辅助线路的断路器30及断路器40的开极或闭极来切断事故线路。由此，在各实施方式的直流电流断路装置中，能够使实现高耐压的半导体断路器80被全部的直流输电线LN共用而削减成本，并且能够切断事故线路和维持由正常线路进行的直流电流的正常输电。

根据以上说明的至少一个实施方式，具备：多个直流输电线(LN)，其在规定的分支点被分支成设置有第一机械式触点(40)的第一辅助线路(A)和第二辅助线路(B)；断路消耗部，其具有能够将在直流输电线中流通的电流切断的半导体断路器(80)和至少消耗半导体断路器的第一端和与第一端相反的一侧的第二端之间的能量的能量消耗要素(90)；多个开闭换流部(30、50、60)，其与各第一辅助线路或第二辅助线路对应；第一直流总线，其将属于各第一辅助线路的第一机械式触点的第一极(a)和断路消耗部的第一端(i)连接；以及第二直流总线，其将属于各第二辅助线路的第一机械式触点的第一极(a)和断路消耗部的第一端及与第一端相反的一侧的第二端(j)连接；由此，能够使半导体断路器被共用，而且能够将发生了事故的直流输电线切断。

对本发明的一些实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

附图标记说明

1、1a、1b、2、3直流电流断路装置

10、10-1、10-2、10-n辅助断路器

20、20-1、20-2、20-n直流电抗器

30、30-A-1、30-A-2、30-A-n、30-B-1、30-B-2、30-B-n断路器

40、40-A-1、40-A-2、40-A-n、40-B-1、40-B-2、40-B-n断路器

50、50-A-1、50-A-2、50-A-n、50-B-1、50-B-2、50-B-n换流电路

51、51-A-1、51-A-2、51-A-n、51-B-1、51-B-2、51-B-n换流电路

60、60-A-1、60-A-2、60-A-n、60-B-1、60-B-2、60-B-n电感器

70、70-A、70-B直流总线

80、80a、80b半导体断路器

81、81a、81b半导体开关部

90、90a、90b放电器

91放电器

100控制装置

200功率转换器

LN、LN-1、LN-2、LN-n直流输电线

PL输电线

Claims (13)

1.一种直流电流断路装置，其特征在于，具备：

多个直流输电线，其在规定的分支点被分支成设置有第一机械式触点的第一辅助线路和第二辅助线路；

断路消耗部，其具有能够将在所述直流输电线中流通的电流切断的半导体断路器和至少消耗所述半导体断路器的第一端和与所述第一端相反的一侧的第二端之间的能量的能量消耗要素；

多个开闭换流部，其与各所述第一辅助线路或所述第二辅助线路对应；

第一直流总线，其将属于各所述第一辅助线路的所述第一机械式触点的第一极和所述断路消耗部的第一端连接；以及

第二直流总线，其将属于各所述第二辅助线路的所述第一机械式触点的第一极和所述断路消耗部的所述第一端及与所述第一端相反的一侧的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述开闭换流部分别包含至少一个第二机械式触点和使在对应的所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中流通的电流选择性地向所述断路消耗部换流的换流电路。

3.根据权利要求2所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述直流电流断路装置还具备对所述第一机械式触点、所述断路消耗部及所述开闭换流部进行控制的控制装置，

在稳态的动作时，所述控制装置使全部的所述第一机械式触点和所述第二机械式触点为闭极的状态，

在任一所述直流输电线发生了事故时，

所述控制装置使属于发生了所述事故的所述直流输电线即事故线路的所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的任一方辅助线路的所述第一机械式触点和所述第二机械式触点为开极的状态，

并使属于所述事故线路以外的所述直流输电线即正常线路的所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的另外任一方辅助线路的所述第一机械式触点、或者所述第二机械式触点、或者所述第一机械式触点及所述第二机械式触点双方为开极的状态，

接着，使与被设为所述开极的状态的所述第二机械式触点对应的所述换流电路动作，使对应的所述第二机械式触点的电流为大致零状态，在使所述半导体断路器为导通状态之后，使在所述半导体断路器中流通的电流转变为大致零的状态，由此使在所述事故线路中流通的电流为大致零的状态。

4.根据权利要求3所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述控制装置在所述事故线路中流通的电流变成大致零的状态之后，使属于所述事故线路的所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的另外任一方辅助线路的所述第一机械式触点、或者所述第二机械式触点、或者所述第一机械式触点及所述第二机械式触点双方为开极的状态，

并使所述正常线路中被设为开极的状态的所述第一机械式触点和所述第二机械式触点为闭极的状态。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述直流电流断路装置还具备对所述第一机械式触点、所述断路消耗部及所述开闭换流部进行控制的控制装置，

在稳态的动作时，所述控制装置使全部的所述第一机械式触点和所述第二机械式触点为闭极的状态，

在所述第一直流总线或所述第二直流总线中的任一方发生了事故时，

所述控制装置使属于与发生了所述事故的直流总线连接的所述第一辅助线路或所述第二辅助线路的所述第一机械式触点和所述第二机械式触点为开极的状态，

接着，使与被设为所述开极的状态的所述第二机械式触点对应的所述换流电路动作，使对应的所述第二机械式触点的电流为大致零状态，在使所述半导体断路器为导通状态之后，使在所述半导体断路器中流通的电流转变为大致零的状态，由此使在发生了所述事故的直流总线中流通的电流为大致零的状态。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的直流电流断路装置，其特征在于，

在所述第一直流总线及所述第二直流总线中的任一方或双方还连接有输电线。

7.根据权利要求6所述的直流电流断路装置，其特征在于，

输电线在连接所述第一直流总线及所述第二直流总线中的任一方或双方的一侧的相反侧连接有功率转换器。

8.根据权利要求3～7中任一项所述的直流电流断路装置，其中，

所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的任一方是因发生的事故而流通的电流的上游侧的辅助线路，

所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的另外任一方是因发生的所述事故而流通的电流的下游侧的辅助线路。

9.根据权利要求3～7中任一项所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的任一方是因发生的事故而流通的电流的下游侧的辅助线路，

所述第一辅助线路或所述第二辅助线路中的另外任一方是因发生的所述事故而流通的电流的上游侧的辅助线路。

10.根据权利要求2～9中任一项所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述换流电路通过使所述第二机械式触点的两极间的电流值变化而使在所述第二机械式触点中流通的电流为大致零的状态，使得所述第二机械式触点的两极间为电气性切断的状态。

11.根据权利要求2～10中任一项所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述换流电路是使用包含半导体开关部的多个支路部和至少一个以上的蓄电要素构成的桥接电路。

12.根据权利要求11所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述支路部是将多个半导体开关部串联连接而成的串联电路。

13.根据权利要求11或12所述的直流电流断路装置，其特征在于，

所述支路部是将至少一个以上的半导体开关部和至少一个以上的电流整流元件串联连接而成的串联电路。