JP2000304834A - しゃ断器の試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 供試しゃ断器の遮断後に微小電流の回復電圧
を印加する試験方法では、供試しゃ断器の再閃絡後の再
遮断や非持続放電についての試験ができない。 【解決手段】 単相直接試験回路等において、コンデン
サ２１を直流充電装置２２で初期充電しておき、ギャッ
プ２５のトリガによりコンデンサとリアクトル２３から
短絡電流と同等の振動電流を供試しゃ断器６に供給でき
るようにしておき、供試しゃ断器の遮断動作で補助しゃ
断器５を開極してコンデンサ１５から抵抗１７を通して
微小電流の回復電圧を印加し、この電圧の印加中に供試
しゃ断器に再閃絡や非持続放電が起きたことを微小電流
検出器２７での電流消滅で検出し、この検出時にスター
タ２９がギャップ２５をトリガすることで振動電流を供
給し、その再遮断や非持続放電の発生を判定できるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、しゃ断器の遮断性
能試験を合成試験（ワイル合成試験、スキーツ合成試
験）や単相直接試験で行う試験装置に係り、特にしゃ断
器の再閃絡時における再遮断や非持続放電の判定を可能
にした試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】しゃ断器の遮断性能試験方法には、ワイ
ル合成試験やスキーツ合成試験方法がある。また、単相
直接試験方法もある。

【０００３】ワイル合成試験回路は、図６に示すように
なる。電流源回路は、短絡発電機１から保護しゃ断器２
とリアクトル３と投入スイッチ４及び補助しゃ断器５を
介して供試しゃ断器６に低圧大電流Ｉ_AGを供給する。

【０００４】電圧源回路（ワイル回路）は、コンデンサ
７が直流充電装置８によって予め高圧充電され、ギャッ
プ９のトリガによってコンデンサ７からリアクトル１０
を通して供試しゃ断器６に低電流・高電圧を供給する。
この電圧源回路は、電流源回路からの低圧大電流で供試
しゃ断器６が電流遮断する直前に電圧源電流を供試しゃ
断器６に供給することで、供試しゃ断器６の電流遮断で
実負荷を模擬した回復電圧を印加する。コンデンサ１１
と抵抗１２は、過渡回復電圧波高時間の調整用である。

【０００５】スキーツ合成試験回路は、図７に示すよう
になる。電流源回路は、ワイル合成試験回路と同じにな
り、電圧源回路には昇圧トランス１３から抵抗１４を介
して供試しゃ断器６に回復電圧波形を印加する。昇圧ト
ランス１３は、一次（低圧）側が電流源回路から電流供
給され、供試しゃ断器６の電流遮断で二次（高圧）側に
回復電圧を発生する。

【０００６】単相直接試験回路は、図８に示すようにな
り、電流源回路にはリアクトル３を介してコンデンサ１
５と電流制限抵抗１６の直列回路をしゃ断器５、６の直
列回路に並列に設け、電流源回路から供試しゃ断器６に
低圧大電流供給した後、供試しゃ断器６の電流遮断でリ
アクトル３とコンデンサ１５の間の共振動作でコンデン
サ１５から高圧の回復電圧を供試しゃ断器６に印加す
る。

【０００７】以上のような試験回路において、供試しゃ
断器６が遮断動作の直後に再閃絡することがある。この
再閃絡において、電流源回路から供試しゃ断器６にアー
ク電流が流れ続けると、供試しゃ断器６の電極を損傷し
てしまい、供試しゃ断器６を再試験に使用できなくなっ
てしまう。

【０００８】そこで、試験回路には、供試しゃ断器６が
再閃絡したときに電流源回路からの電流を制限する回路
を設けている。この制限回路は、例えば、図８の単相直
接試験回路では、補助しゃ断器５に並列に高抵抗１７を
設け、供試しゃ断器６が遮断動作した後、コンデンサ１
５から供試しゃ断器６に過渡回復電圧を印加中に補助し
ゃ断器５を開極しておく。これにより、図９に波形図を
示すように、供試しゃ断器６が再閃絡した場合のアーク
電流を抵抗１７で数アンペアから数ミリアンペアに制限
し、供試しゃ断器６の電極の損傷を無くす。他の試験回
路も同様に、補助しゃ断器５に並列に電流制限抵抗を設
けてアーク電流を制限する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】抵抗１７を設けた従来
の試験回路では、供試しゃ断器に回復電圧を印加中に再
閃絡が起きたとき、抵抗１７で制限した小電流しか供試
しゃ断器に流れない。

【００１０】このため、供試しゃ断器の再遮断性能につ
いての厳密な試験ができない。結果的に、試験で再閃絡
を起こした場合は、当該供試しゃ断器の遮断性能を
「否」と判定してしまう。

【００１１】図１０の（ａ）は、供試しゃ断器が再閃絡
後に再遮断に成功した場合の波形図を示し、再遮断に成
功したしゃ断器では遮断性能を「良」と判定できるが、
従来の試験回路では「否」となってしまう。

【００１２】また、同図の（ｂ）には、供試しゃ断器が
遮断動作後に非持続放電（ＮＳＤＤ）を起こした場合の
波形を示し、この非持続放電現象についても従来の試験
回路では判定不能となる。

【００１３】本発明の目的は、再閃絡時のアーク電流を
抑制しながら、再閃絡後の再遮断の有無判定および非持
続放電の有無判定ができる試験装置を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、微小電流にな
る回復電圧の印加中に、供試しゃ断器に再閃絡や非持続
放電が発生したか否かを供試しゃ断器に並列の微小電流
検出回路で検出し、再閃絡や非持続放電の発生を検出し
たときに発電機からの短絡電流と同等の振動電流をコン
デンサとリアクトルの共振による振動電流として供試し
ゃ断器に供給することにより、この振動電流に対して供
試しゃ断器に再遮断や非持続放電が起きるか否かを判定
できるようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

【００１５】供試しゃ断器に短絡電流を供給し、該供試
しゃ断器の電流遮断時に微小電流の回復電圧を印加して
該供試しゃ断器の遮断性能試験をするワイル合成試験方
式またはスキーツ合成試験方式もしくは単相直接試験方
式のしゃ断器の試験装置において、初期充電されるコン
デンサと、前記コンデンサと直列回路を構成するリアク
トルと、前記コンデンサとリアクトルの直列回路を前記
供試しゃ断器に並列接続できるギャップと、前記供試し
ゃ断器に並列接続され、前記回復電圧の印加中に該供試
しゃ断器に再閃絡または非持続放電が起きたか否かを微
小電流が流れるか否かで検出する微小電流検出回路と、
前記微小電流検出回路が前記供試しゃ断器に再閃絡又は
非持続放電が発生したことを検出したときに前記ギャッ
プをトリガし、前記コンデンサとリアクトルの直列回路
で発生する前記短絡電流と同等の振動電流を前記供試し
ゃ断器に供給する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
回路図であり、単相直接試験回路に適用した場合であ
る。同図が図８と異なる部分は、回路要素２１〜２９を
設けた点にある。

【００１７】コンデンサ２１は、直流充電装置２２によ
って初期充電される。このコンデンサ２１と直列接続さ
れるリアクトル２３は、コンデンサ２１との間の共振で
減衰用抵抗２４を有して振動電流を発生する。この振動
電流は、ギャップ２５のトリガによって供試しゃ断器６
に供給可能にする。

【００１８】ギャップ２５のトリガ回路は、微小電流検
知用抵抗２６を直列に設けた微小電流検出器２７と、こ
の微小電流検出信号とシーケンス信号との論理積をとる
ＡＮＤ回路２８と、このＡＮＤ回路２８の出力でギャッ
プトリガ出力を得るスタータ２９とにより構成される。
微小電流検出器２７からＡＮＤ回路２８までの信号授受
には発光器と受光器及び光ファイバーにより行われる。

【００１９】以上の構成の試験手順は、発電機１から供
試しゃ断器６に短絡電流を供給し、供給しゃ断器６が電
流遮断したときに補助しゃ断器５を開極し、コンデンサ
１５から抵抗１７を通して供試しゃ断器６に回復電圧を
印加するまでは従来と同様になる。

【００２０】ここで、供試しゃ断器６に回復電圧が印加
されている期間には、この回復電圧によって抵抗２６に
微小電流が流れ、これを検出器２７で検出する。この検
出により、供試しゃ断器６に再閃絡が発生したか否かの
検知ができる。つまり、供試しゃ断器６に再閃絡が発生
したときは微小電流が消滅し、再閃絡が発生していない
ときは微小電流が流れ続ける。但し、再閃絡が発生して
いない場合でも、回復電圧の零クロス点付近では微小電
流も消滅する。

【００２１】そこで、シーケンス信号は、回復電圧の零
クロス点付近をタイマ信号として検出し、この期間では
ＡＮＤ回路２８の論理積動作によって微小電流の検出動
作を抑止しておく。

【００２２】次に、供試しゃ断器６に再閃絡が発生した
ことを検出器２７で検出した場合、スタータ２９によっ
てギャップ２５をトリガする。これにより、供試しゃ断
器６には、コンデンサ２１とリアクトル２３から振動電
流が供給される。この振動電流は発電機１の出力電流と
同等の周波数及び電流レベルにされ、供試しゃ断器６に
閃絡電流を供給する。

【００２３】したがって、この振動電流で供試しゃ断器
６が再遮断できるか否かを判定することができる。この
様子は、図２の（ａ）に示すようになり、供試しゃ断器
６が時刻ｔ₁で遮断動作し、回復電圧が印加された後、
時刻ｔ₂で再閃絡が発生したとき、供試しゃ断器６には
コンデンサ２１側から振動電流が供給され、振動電流の
第１波（時刻ｔ₃）で供試しゃ断器６が再遮断に成功し
た場合であり、再遮断性能を検証することができる。

【００２４】なお、第１波で再遮断に失敗したとき、振
動電流は、抵抗２４によって第２波以降で順次減衰し、
周波数も低くなる。

【００２５】次に、供試しゃ断器６が回復電圧の印加中
に再閃絡が発生することなく、非持続放電が発生した場
合、この放電が微小電流の消滅として検出され、ギャッ
プ２５がトリガされる。このトリガによってコンデンサ
２１側から振動電流が流れようとするが、供試しゃ断器
６が遮断状態にあるため、振動電流は流れない。これに
よって、非持続放電の発生の有無を判定することができ
る。

【００２６】この様子は、図２の（ｂ）に示すようにな
り、回復電圧の印加期間中の時刻ｔ ₄で非持続放電が発
生するも、ギャップ２５のトリガにも拘わらず振動電流
が流れないことから非持続放電の発生を判定することが
できる。

【００２７】図３は、本発明の他の実施形態を示し、ス
キーツ合成試験回路に適用した場合である。本実施形態
においても図１と同様に、再遮断の有無判定と非持続放
電の有無判定のために回路要素２１〜２９を設ける。

【００２８】スキーツ合成試験では、供試しゃ断器６の
開極と同時に補助しゃ断器５を開極する。これにより、
発電機１側から電圧源回路のトランス１３に一次電流が
供給され、トランス１３で昇圧された回復電圧が供試し
ゃ断器６に印加される。この回復電圧には抵抗１４によ
って電流制限される。

【００２９】ここで、供試しゃ断器６が再閃絡すると、
図１の場合と同様に、ギャップ２５がトリガされ、コン
デンサ２１側から振動電流を供給し、再遮断性能を判定
することができる。また、図１の場合と同様に、非持続
放電の発生も判定することができる。

【００３０】図４は、本発明の他の実施形態を示し、ワ
イル合成試験回路に適用した場合である。本実施形態に
おいても図１又は図３と同様に、再遮断の有無判定と非
持続放電の有無判定のために回路要素２１〜２９を設け
る。

【００３１】ワイル合成試験では、供試しゃ断器６の開
極と同時に補助しゃ断器５を開極し、供試しゃ断器６の
遮断直前にギャップ９をトリガし、コンデンサ７からの
振動電流を遮断電流に重畳させることにより、回復電圧
が供試しゃ断器６に印加される。

【００３２】ここで、供試しゃ断器６が再閃絡すると、
図１または図３の場合と同様に、ギャップ２５がトリガ
され、コンデンサ２１側から振動電流を供給し、再遮断
性能を判定することができる。また、図１または図３の
場合と同様に、非持続放電の発生も判定することができ
る。

【００３３】この様子は、図５に示すようになる。同図
の（ａ）は、遮断成功時の波形を示し、電流波形は、電
流源回路からの短絡電流が遮断されるときに電圧源回路
からの振動電流が重畳され、遮断後の供試しゃ断器６の
対地間電圧にはコンデンサ７の残留電荷電圧分の直流分
が印加される。

【００３４】同図の（ｂ）は、従来のワイル合成試験回
路での閃絡時の波形を示し、再閃絡によって供試しゃ断
器６の対地間電圧が０になり、ギャップ９に全電圧が移
行してその閃絡を起こす。これにより、供試しゃ断器６
にはコンデンサ７の残留電荷電圧分が流れ、残留電荷電
圧のピーク値は閃絡時に比べて小さくなる。

【００３５】これに対して、同図の（ｃ）は、本実施形
態での閃絡時の波形を示し、供試しゃ断器６の対地間電
圧が０となったとき、ギャップ９および２５に電圧が移
行し、コンデンサ７の残留電荷とコンデンサ２１の充電
電荷が重畳して供試しゃ断器６に流れ、発電機電流と同
等の短絡電流による再遮断の判定ができる。

【００３６】なお、再遮断による残留電荷電圧分は、コ
ンデンサ２１やリアクトル２３の定数設定によって従来
の場合と同等のレベルにすることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、微小電
流になる回復電圧の印加中に、供試しゃ断器に再閃絡や
非持続放電が発生したか否かを供試しゃ断器に並列の微
小電流検出回路で検出し、再閃絡や非持続放電の発生を
検出したときに発電機からの短絡電流と同等の振動電流
をコンデンサとリアクトルの共振による振動電流として
供試しゃ断器に供給するようにしたため、再閃絡時のア
ーク電流を抑制しながら、供試しゃ断器に再遮断や非持
続放電が起きるか否かを判定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す単相直接試験回路図。

【図２】実施形態における再遮断と非持続放電波形波
形。

【図３】本発明の他の実施形態を示すスキーツ合成試験
回路図。

【図４】本発明の他の実施形態を示すワイル合成試験回
路図。

【図５】実施形態及び従来のワイル合成試験での遮断性
能と再閃絡波形。

【図６】従来のワイル合成試験回路図。

【図７】従来のスキーツ合成試験回路図。

【図８】従来の単相直接試験回路図。

【図９】従来の試験回路における再閃絡時の電流制限波
形。

【図１０】しゃ断器の再遮断と非持続放電の波形。

【符号の説明】

１…発電機 ５…補助しゃ断器 ６…供試しゃ断器 ８、２２…直流充電装置 ２１…振動電流を発生するためのコンデンサ ２３…振動電流を発生するためのリアクトル ２５…ギャップ ２７…微小電流検出器 ２８…ＡＮＤ回路 ２９…スタータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供試しゃ断器に短絡電流を供給し、該供
   試しゃ断器の電流遮断時に微小電流の回復電圧を印加し
   て該供試しゃ断器の遮断性能試験をするワイル合成試験
   方式またはスキーツ合成試験方式もしくは単相直接試験
   方式のしゃ断器の試験装置において、 初期充電されるコンデンサと、 前記コンデンサと直列回路を構成するリアクトルと、 前記コンデンサとリアクトルの直列回路を前記供試しゃ
   断器に並列接続できるギャップと、 前記供試しゃ断器に並列接続され、前記回復電圧の印加
   中に該供試しゃ断器に再閃絡または非持続放電が起きた
   か否かを微小電流が流れるか否かで検出する微小電流検
   出回路と、 前記微小電流検出回路が前記供試しゃ断器に再閃絡又は
   非持続放電が発生したことを検出したときに前記ギャッ
   プをトリガし、前記コンデンサとリアクトルの直列回路
   で発生する前記短絡電流と同等の振動電流を前記供試し
   ゃ断器に供給する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る。