JP2002093294A - 真空直流遮断器 - Google Patents
真空直流遮断器Info
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Abstract
を防止し、真空バルブへの大きな高周波電流の注入を抑
制して真空バルブ接点の損傷を防止すること。 【解決手段】一方の真空バルブ1と並列に、第1のスイ
ッチ3と複数のコンデンサ4,41,43と第1のリア
クトル5との直列回路を接続し、一方の真空バルブ1と
並列に、非直線抵抗体6を接続し、複数のコンデンサ
4,41,43のうち、最も静電容量の大きなコンデン
サ4を除いた他のコンデンサ41,43と並列に、第2
のスイッチ42,44を接続する。
Description
置され、当該直流電力系統で短絡事故発生時に系統に流
れる事故電流を遮断する真空式の直流遮断器(以下、真
空直流遮断器と称する)に係り、特に小電流遮断時に真
空バルブの遮断時間が遅延するのを防止すると共に、小
電流遮断時に真空バルブへ大きな高周波電流が注入され
るのを抑制して真空バルブ接点の損傷を防止するように
した真空直流遮断器に関するものである。
においては、短絡事故や地絡事故が発生すると、大きな
直流の事故電流が流れ、その時の事故電流による電磁力
や事故点に発生したアークによって、直流電力系統に設
置された機器や器具が大きな損傷を受け、その復旧に多
大な費用と時間が必要になる。
系統には直流遮断器が設置され、直流の事故電流を短時
間に遮断して、直流電力系統に設置された機器や器具の
損傷を極力無くすことが期待されている。
は、事故電流が事故発生と共に増加する過程で事故電流
を遮断することが求められ、最終的に達する事故電流値
(推定短絡電流)よりも小さな値で遮断しなければなら
ない。
電流が100KAの直流電力系統で、短絡発生時に実際
に直流遮断器で遮断した電流のピーク値が25KA以下
になることが求められる。
力でアークシュート内に導いてアーク電圧を上昇させ、
その結果生じるアーク抵抗の上昇で事故電流を限流して
遮断する方式が採られている。
アークを消弧する時に大きな音が発生して騒音問題の要
因となると共に、接点がアークにより損傷するため、細
めな接点の補修が要求されている。
騒音対策が求められ、事故電流遮断後に補修員による接
点補修作業が求められてきている。
遮断器に代わって、サイリスタやGTOサイリスタ等の
パワーエレクトロニクス素子を用いた半導体遮断器や、
真空バルブを用いた直流真空遮断器等が開発されてきて
いる。
をパワーエレクトロニクス素子で行なうために、遮断に
よる素子の損傷はなく、殆ど永久的に使用することがで
きる。
クス素子は非常に高価であり、素子の定格電圧や定格電
流に対する過電圧、過電流の裕度が少なく、さらに常時
の通電電流による素子の発熱が大きいため、実際の半導
体遮断器では、高価なパワーエレクトロニクス素子を多
数直並列構造にして使用することが求められ、全体の機
器価格を大きくしている。
する電子回路が安定に動作することが求められるが、そ
の電子回路には、電界コンデンサや抵抗等の長期間使用
に問題を有する素子が使用されていることから、電子回
路の保守点検が必須であり、その作業の煩わしさが問題
視されている。
おり、保守点検時に異常が認められると、その基板毎交
換することになるため、保守費用のアップを招くことに
なる。
流遮断器との中間に位置するものとして、真空直流遮断
器が開発されてきている。
ブとなるため、電流遮断時の消弧音が殆ど発生しない
点、電流遮断後の接点の補修が不要である点と、パワー
エレクトロニクス素子と比較して真空バルブは安価であ
る点が特徴である。
構成例を示す回路図である。
ルブ2とが互いに直列に接続され、主真空バルブ1の図
示左端側と副真空バルブ2の図示右端側が、図示しない
直流電力系統に直列に挿入されている。
イッチ3とコンデンサ4とリアクトル5との直列回路が
接続されている。
抵抗体であるサージアブソーバ6が接続されている。
トル5を図示左から右方向に流れる電流はサイリスタを
流れ、その逆方向の電流はダイオードを流れるように、
サイリスタとダイオードとが互いに逆並列に接続され、
当該サイリスタとダイオードと並列に、コンデンサと抵
抗の直列回路で構成したスナバー回路が並列に接続され
ている。
ンデンサ4は、図示しない充電回路から所定の電圧(図
中のリアクトル5側を正にする)にあらかじめ充電さ
れ、半導体スイッチ3のサイリスタはOFF状態として
いる。
ブ2が閉極して、図示左から右方向に電流が流れるとす
る(図9では、図示左側に電源があり、右側に負荷があ
るものと想定する)。
起きたことを想定すると、主真空バルブ1と副真空バル
ブ2には、事故点に向かって電源から流れる電流(事故
電流)が増加する。
ことが検知されると、真空直流遮断器に引き外し信号が
出され、真空直流遮断器は引き外し動作を開始する。
空バルブ2が開極し、次いで半導体スイッチ3がONす
る。
サ4に蓄えられていた電荷が、リアクトル−主真空バル
ブ1を介して放電する。
故電流と逆方向の向きとなり、それらの合成電流が電流
零点を形成する(形成するように、コンデンサ4とその
充電電圧とリアクトル5の値を設定しておく)。
1に流れる電流は消弧されるが、電源側・負荷側のイン
ダクタンスが有する電磁エネルギーによって過電圧が発
生し、この過電圧によってサージアブソーバ6の抵抗が
低下し、電源側・負荷側インダクタンスに蓄えられてい
た電磁エネルギーがサージアブソーバ6で処理され、流
れる電流が減少して、副真空バルブ2で消弧されて遮断
が完了する。
た従来の真空直流遮断器においては、抵抗負荷電流を遮
断するケースでは、最終的に電流が遮断される副真空バ
ルブ2の遮断時間が長くなる。
に適用した一例を示す回路図である。
主真空バルブ1が消弧すると、コンデンサ4の電荷は、
負荷である抵抗8と電源7を介して流れる。
デンサ4から抵抗8と電源7を介して流れる電流が非振
動になり、電流の減衰はコンデンサ4と抵抗8とで決ま
る時定数で減少することになり、結果として副真空バル
ブ2の遮断点が遅延することになる。
流れる電流は、事故電流遮断時に合成電流が電流零点を
形成できるような充分大きな値である。
断器の定格電流以下の小電流を遮断する際にも流れるこ
とになる。
アークが、主真空バルブ1の接点間に形成されること
は、接点の損傷を大きくすることになる。そして、この
ことは、真空直流遮断器の寿命を低下させることに繋が
っていくため、好ましくない。
ブの遮断時間が遅延するのを防止すると共に、小電流遮
断時に真空バルブへ大きな高周波電流が注入されるのを
抑制して真空バルブ接点の損傷を防止することが可能な
真空直流遮断器を提供することにある。
めに、直流電力系統に設置され、当該直流電力系統で事
故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する真空直流遮
断器において、請求項1に対応する発明では、一方の真
空バルブと並列に、第1のスイッチと複数のコンデンサ
と第1のリアクトルとの直列回路を接続し、一方の真空
バルブと並列に、非直線抵抗体を接続し、複数のコンデ
ンサのうち、最も静電容量の大きなコンデンサを除いた
他のコンデンサと並列に、第2のスイッチを接続してい
る。
流遮断器においては、最も静電容量の大きなコンデンサ
と第1のリアクトルとの間に、最も静電容量の大きなコ
ンデンサを除いた他のコンデンサと第2のスイッチとの
並列回路を直列に挿入することにより、一方の真空バル
ブに流れる電流に応じて第2のスイッチを開極すること
により、他方の真空バルブに流れる電流の時定数が短く
なる。これにより、結果として他方の真空バルブで最終
的に電流を遮断するまでの時間を短縮することができ
る。
請求項1に対応する発明の真空直流遮断器において、複
数のコンデンサとしては、2個のコンデンサを直列に接
続している。
流遮断器においては、複数のコンデンサとして、2個の
コンデンサを直列に接続することにより、上記請求項1
に対応する発明の場合に比べて、部品点数の減少を図る
ことができる。
記請求項1または請求項2に対応する発明の真空直流遮
断器において、コンデンサと並列に接続された第2のス
イッチとしては、サイリスタとダイオードとが互いに逆
並列に接続された半導体スイッチとしている。
流遮断器においては、コンデンサと並列に接続された第
2のスイッチを、サイリスタとダイオードとが互いに逆
並列に接続された半導体スイッチとすることにより、第
2のスイッチを高速操作することができる。
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に対応する発明の
真空直流遮断器において、第2のスイッチが並列に接続
されたコンデンサと直列に、第2のリアクトルを接続し
ている。
流遮断器においては、第2のスイッチが並列に接続され
たコンデンサと直列に、第2のリアクトルを挿入するこ
とにより、合成電流の電流零点のdI/dtを小さくし
て、一方の真空バルブで確実に合成電流が消弧できるよ
うにすることができる。
請求項1または請求項2に対応する発明の真空直流遮断
器において、第2のスイッチが並列に接続されたコンデ
ンサを、第2のリアクトルに置き換えている。
流遮断器においては、第2のスイッチが並列に接続され
たコンデンサを、第2のリアクトルに置き換えることに
より、一方の真空バルブの損傷を抑制できると共に、合
成電流を確実に遮断できるようにすることができる。
記請求項1または請求項2に対応する発明の真空直流遮
断器において、第2のスイッチが並列に接続されたコン
デンサを、第3のリアクトルに置き換え、第1のリアク
トルの代わりに、第2のスイッチと直列に、第4のリア
クトルを接続している。
流遮断器においては、第4のリアクトルと直列に第2の
スイッチを配し、この直列回路と並列に第3のリアクト
ルを接続することにより、小電流遮断時に、一方の真空
バルブに流れる高周波電流と合成した電流のdI/dt
を抑制することができる。
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に対応する発明の
真空直流遮断器において、第2のスイッチが並列に接続
されたコンデンサと並列に、抵抗を接続している。
流遮断器においては、第2のスイッチが並列に接続され
たコンデンサと並列に、抵抗を接続することにより、二
つの真空バルブ遮断後にコンデンサに残る残留電荷を抵
抗で放電した後に、第2のスイッチを投入して、第2の
スイッチあるいはコンデンサに損傷を与えるのを無くす
ることができる。
記請求項1乃至請求項7のいずれか1項に対応する発明
の真空直流遮断器において、第1のスイッチの挿入位置
を電源側に配している。
流遮断器においては、第1のスイッチを電源側に配する
ことにより、第1のスイッチに加わる電圧を低減するこ
とができる。
の真空バルブを互いに直列に接続し、一方の真空バルブ
と並列に、自己消弧型素子を組込んだ半導体スイッチと
複数のコンデンサとリアクトルとの直列回路を接続し、
一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続し、複
数のコンデンサのうち、最も静電容量の大きなコンデン
サを除いた他のコンデンサと並列に、スイッチを接続し
ている。
流遮断器においては、半導体スイッチとして、自己消弧
型素子を組込んだ半導体スイッチを用いることにより、
非振動電流が他方の真空バルブで遮断できない領域であ
っても、自己消弧型素子で強制的に遮断することができ
る。
つの真空バルブを互いに直列に接続し、一方の真空バル
ブと並列に、スイッチとコンデンサとリアクトルとの直
列回路を接続し、一方の真空バルブと並列に、非直線抵
抗体を接続し、一方の真空バルブと並列に、可飽和リア
クトルを接続している。
直流遮断器においては、一方の真空バルブと並列に可飽
和リアクトルを接続することにより、抵抗負荷の小電流
遮断時に、他方の真空バルブを流れる電流が非振動にな
る場合であっても、可飽和リアクトルで電流零点を作
り、この電流零点で他方の真空バルブが消弧して、遮断
時間を短縮することができる。
二つの真空バルブを互いに直列に接続し、一方の真空バ
ルブと並列に、第1のスイッチとコンデンサと第1のリ
アクトルとの直列回路を接続し、一方の真空バルブと並
列に、非直線抵抗体を接続し、コンデンサと並列に、第
2のスイッチと第5のリアクトルとの直列回路を接続し
ている。
直流遮断器においては、コンデンサと並列に、第2のス
イッチと第5のリアクトルとの直列回路を接続すること
により、抵抗負荷の小電流遮断時に、他方の真空バルブ
を流れる電流が非振動になる場合であっても、第2のス
イッチと第5のリアクトルで電流零点を作り、この電流
零点で他方の真空バルブが消弧して、遮断時間を短縮す
ることができる。
は、二つの真空バルブを互いに直列に接続し、一方の真
空バルブと並列に、スイッチとコンデンサとリアクトル
との直列回路を接続し、一方の真空バルブと並列に、非
直線抵抗体を接続し、他方の真空バルブにおける直流電
流の裁断電流値での非直性抵抗体の制限電圧が、電源電
圧の最大値よりも大きくなるように設定している。
直流遮断器においては、他方の真空バルブにおける直流
電流の裁断電流値での非直性抵抗体の制限電圧が、電源
電圧の最大値よりも大きくなるように設定することによ
り、非直線抵抗体を流れる電流が他方の真空バルブで遮
断可能な電流値になり、他方の真空バルブの遮断時間の
遅延抑制を実現することができる。
遮断時間が遅延するのを防止すると共に、小電流遮断時
に真空バルブへ大きな高周波電流が注入されるのを抑制
して真空バルブ接点の損傷を防止することが可能とな
る。
て図面を参照して詳細に説明する。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図9と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図1に示すように、前記図9におけるコンデン
サ4とリアクトル5との間に、コンデンサ41とスイッ
チ42(第2のスイッチ)との並列回路、およびコンデ
ンサ43とスイッチ44(第2のスイッチ)との並列回
路とを、直列に挿入した構成としている。
41、コンデンサ43のうち、コンデンサ4は、最も静
電容量の大きなコンデンサとしている。
による真空直流遮断器の作用について説明する。
ッチ42およびスイッチ44が閉極状態として、半導体
スイッチ3をONする。
で説明した動作と同様となる。
1、副真空バルブ2に流れている電流の大きさを検知
し、その大きさに応じて、スイッチ42あるいはスイッ
チ44を開極する(このような小電流を遮断するケース
は、遮断器で高速に電流を遮断する必要はないため、ス
イッチ42,44は高速に開極する必要はない)。
と、コンデンサ4に蓄えられた電荷は、コンデンサ41
(あるいはコンデンサ43、あるいはコンデンサ41,
43)から、リアクトル5、半導体スイッチ3、主真空
バルブ1を介して放電する。
流れている小電流が重畳した合成電流の電流零点で、主
真空バルブ1が消弧する。
サ41(あるいはコンデンサ43、あるいはコンデンサ
41,43)から、リアクトル5、半導体スイッチ3、
副真空バルブ2を介し、負荷から電源を介して、コンデ
ンサ4に戻る閉回路を流れる。
C4、コンデンサ41の静電容量をC41、コンデンサ4
3の静電容量をC43とし、リアクトル5のインダクタン
スをL5とする。
44がON状態であるから、コンデンサ4に蓄えられた
電荷が放電する回路のインピーダンスZ1は、下記の
(1)式で表わすことができる。
したケースでは、放電回路のインピーダンスZ2は、下
記の(2)式、スイッチ42,44共に開極したケース
では、放電回路のインピーダンスZ3は、下記の(3)
式のようになる。
電電流の波高値Ipは、下記の(4)式で表わすことが
できる。
ルブ1に流れている電流に応じて、スイッチ42,44
を開極することにより、放電電流の波高値Ipが小さく
なる。
流遮断で、主真空バルブ1で電流遮断後に、副真空バル
ブ2に流れる電流を考える。
抵抗負荷の抵抗値Rが大きく、非振動波形になるとす
る。
数τ1は、下記の(5)式のようになる。
て、スイッチ42,44が閉極した状態の時定数は、上
記と同じτ1となる。
τ2、およびスイッチ42,44が共に開極した時の時
定数τ3は、それぞれ(6)式、(7)式のようにな
る。
流に応じて、スイッチ42,44を開極することによ
り、副真空バルブ2に流れる電流の時定数が短くなり、
結果として副真空バルブ2で最終的に電流を遮断するま
での時間を短縮することができる。
直流遮断器では、小電流遮断時に副真空バルブ2の遮断
点の遅延を抑制する、すなわち小電流遮断時に真空直流
遮断器の遮断時間が遅延するのを防止することが可能と
なる。
真空直流遮断器は、前述した図1に示す第1の実施の形
態の真空直流遮断器において、前記コンデンサ43、お
よびスイッチ44を省略して、2個のコンデンサ4,4
1を直列に接続し、コンデンサ41と並列にスイッチ4
2を接続した構成としている。
流遮断器において、複数のコンデンサとして、2個のコ
ンデンサ4,41を直列に接続した構成としている。
による真空直流遮断器においては、2個のコンデンサ
4,41を直列に接続していることにより、前記第1の
実施の形態の真空直流遮断器の場合に比べて、前記コン
デンサ43、およびスイッチ44を省略した分だけ、部
品点数の減少を図ることができる。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、部品点数の減少を図ることが可能
となる。
真空直流遮断器は、前述した図1に示す第1の実施の形
態の真空直流遮断器において、前記コンデンサ41,4
3と並列に接続されたスイッチ42,44として、サイ
リスタ(あるいはGTO,IGBT,IEGT)とダイ
オードとが互いに逆並列に接続された半導体スイッチと
した構成としている。
による真空直流遮断器においては、コンデンサ41,4
3と並列に接続されたスイッチ42,44を、サイリス
タ(あるいはGT0やIGBT,IEGT)とダイオードとが互いに
逆並列に接続された半導体スイッチとしていることによ
り、スイッチ42,44を高速操作することができる。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、スイッチ42,44を高速操作す
ることが可能となる。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図2に示すように、前記図1におけるコンデン
サ43、およびスイッチ44を省略して、スイッチ42
が並列に接続されたコンデンサ41と直列に、リアクト
ル51(第2のリアクトル)を接続した構成としてい
る。
による真空直流遮断器においては、スイッチ41が並列
に接続されたコンデンサ41と直列に、リアクトル51
を挿入していることにより、合成電流の電流零点のdI
/dtを小さくして、主真空バルブ1で確実に合成電流
が消弧できるようにすることができる。
さくなると、主真空バルブ1に流れる高周波電流の周波
数が大きくなり、合成電流の電流零点のdI/dtが大
きくなり、主真空バルブ1が消弧し難くなる。
るために、スイッチ41が並列に接続されたコンデンサ
41と直列にリアクトル51を挿入していることによ
り、合成電流の電流零点のdI/dtを小さくして、主
真空バルブ1で確実に合成電流が消弧できるようにする
ことができる。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、主真空バルブ1で確実に合成電流
が消弧できるようにすることが可能となる。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図3に示すように、前記図1におけるコンデン
サ43、およびスイッチ44を省略して、スイッチ42
が並列に接続されたコンデンサ41を、リアクトル51
(第2のリアクトル)に置き換えた構成としている。
による真空直流遮断器においては、スイッチ42が並列
に接続されたコンデンサ41を、リアクトル51に置き
換えていることにより、主真空バルブ1の損傷を抑制で
きると共に、合成電流を確実に遮断できるようにするこ
とができる。
開極した状態で、半導体スイッチ3がONすると、コン
デンサ4に蓄えられた電荷が放電して主真空バルブ1に
流れる高周波電流の波高値IPは、リアクトル51のイ
ンダクタンスをL51とすると、下記の(8)式のように
なる。
が大きくなると、主真空バルブ1に流れる高周波電流の
波高値IPが小さくなり、主真空バルブ1の損傷を抑制
できると共に、合成電流を確実に遮断できるようにな
る。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、主真空バルブ1の損傷を抑制でき
ると共に、合成電流を確実に遮断できるようにすること
が可能となる。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図4に示すように、前記図1におけるリアクト
ル5と、コンデンサ43、およびスイッチ44を省略し
て、スイッチ42が並列に接続されたコンデンサ41
を、リアクトル53(第3のリアクトル)に置き換え、
さらにこのリアクトル53が並列に接続されたスイッチ
42と直列に、リアクトル54(第4のリアクトル)を
接続した構成としている。
による真空直流遮断器においては、リアクトル54と直
列にスイッチ42を配し、この直列回路と並列にリアク
トル53を接続していることにより、小電流遮断時に、
主真空バルブ1に流れる高周波電流と合成した電流のd
I/dtを抑制することができる。
するケースでは、スイッチ42を閉極し、リアクトル5
3,54が並列接続になり、小電流遮断時には、スイッ
チ42を開極し、リアクトル53にだけ電流が流れる。
をL53、リアクトル54のインダクタンスをL54とし、
L53>L54となるようにしておくことにより、小電流遮
断時に主真空バルブ1に流れる高周波電流と合成した電
流のdI/dtを抑制することができる。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、小電流遮断時に、一方の真空バル
ブに流れる高周波電流と合成した電流のdI/dtを抑
制することが可能となる。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図5に示すように、前記図1におけるスイッチ
42が並列に接続されたコンデンサ41、およびスイッ
チ44が並列に接続されたコンデンサ43と並列に、抵
抗61および抵抗62を接続した構成としている。
による真空直流遮断器においては、スイッチ42,44
が並列に接続されたコンデンサ41,43と並列に、抵
抗61,62を接続していることにより、二つの真空バ
ルブ1,2遮断後にコンデンサ41,43に残る残留電
荷を抵抗61,62で放電した後に、スイッチ42,4
4を投入して、スイッチ42,44あるいはコンデンサ
41,43に損傷を与えるのを無くすることができる。
2遮断後に、コンデンサ41、コンデンサ43に残留電
荷が残る。
閉じると、残留電荷がスイッチ42,44を介して放電
し、スイッチ42,44あるいはコンデンサ41,43
に損傷を与える。
るために、抵抗61,62で残留電荷を放電した後に、
スイッチ42,44を投入することにより、スイッチ4
2,44あるいはコンデンサ41,43に損傷を与える
のを無くすることができる。
直流遮断器では、前記第1の実施の形態と同様の効果が
得られるのに加えて、スイッチ42,44あるいはコン
デンサ41,43に損傷を与えるのを無くすることが可
能となる。
態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であり、
図9と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図6に示すように、前記図9における半導体ス
イッチ3の挿入位置を、電源側に配した構成としてい
る。
による真空直流遮断器においては、半導体スイッチ3の
挿入位置を電源側としていることにより、半導体スイッ
チ3に加わる電圧を低減することができる。
電源電圧Vsとコンデンサ4の充電電圧Eとすると、半
導体スイッチ3の対地電位Vswは、 Vsw=Vs+E となる。
ように、半導体スイッチ3を電源側に設置すると、 Vsw=Vs となり、半導体スイッチ3に加わる電圧を低減できる。
直流遮断器では、半導体スイッチ3に加わる電圧を低減
することが可能となる。
真空直流遮断器は、前述した図9に示す従来の真空直流
遮断器において、前記半導体スイッチ3のサイリスタ
を、GTO、IGBT、IEGT等の自己消弧型素子と
した、すなわち半導体スイッチ3として、自己消弧型素
子を組込んだ半導体スイッチを用いた構成としている。
による真空直流遮断器においては、半導体スイッチ3と
して、自己消弧型素子を組込んだ半導体スイッチを用い
ていることにより、非振動電流が副真空バルブ2で遮断
できない領域であっても、自己消弧型素子で強制的に遮
断することができる。
抵抗負荷回路の電流遮断時には、副真空バルブ2を流れ
る電流が非振動になるケースがあり、この場合には副真
空バルブ2で電流遮断される時間が遅延する。
解決するために、自己消弧型素子を組込んだ半導体スイ
ッチ3を用いることにより、非振動電流が副真空バルブ
2で遮断できない領域であっても、自己消弧型素子で強
制的に遮断することができる。
直流遮断器では、非振動電流が副真空バルブ2で遮断で
きない領域であっても、自己消弧型素子で強制的に遮断
することが可能となる。
形態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であ
り、図9と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図7に示すように、前記図9における主真空バ
ルブ1と並列に、可飽和リアクトル7を接続した構成と
している。
による真空直流遮断器においては、主真空バルブ1と並
列に可飽和リアクトル7を接続していることにより、抵
抗負荷の小電流遮断時に、副真空バルブ2を流れる電流
が非振動になる場合であっても、可飽和リアクトル7で
電流零点を作り、この電流零点で副真空バルブ2が消弧
して、遮断時間を短縮することができる。
抵抗負荷回路の小電流遮断時には、副真空バルブ2を流
れる電流が非振動になるケースがあり、この場合には副
真空バルブ2で電流遮断される時間が遅延する。
ぼコンデンサ4と同じ電圧であり、直流の減衰波形にな
る。
トル7に加わると、可飽和リアクトル7が飽和し、コン
デンサ4の電荷が可飽和リアクトル7を流れて、コンデ
ンサ4の電圧の極性が反転する。
真空バルブ2に流れる電流の極性も反転し、その過程で
電流零点ができる。
消弧し、遮断時間を短縮することができる。
直流遮断器では、抵抗負荷の小電流遮断時に、副真空バ
ルブ2を流れる電流が非振動になる場合であっても、可
飽和リアクトル7で電流零点を作り、電流零点で副真空
バルブ2が消弧して、遮断時間を短縮することが可能と
なる。
形態による真空直流遮断器の構成例を示す回路図であ
り、図9と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
断器は、図8に示すように、前記図9におけるコンデン
サ4と並列に、スイッチ81(第2のスイッチ)とリア
クトル82(第5のリアクトル)との直列回路を接続し
た構成としている。
による真空直流遮断器においては、コンデンサ4と並列
に、スイッチ81とリアクトル82との直列回路を接続
していることにより、抵抗負荷の小電流遮断時に、副真
空バルブ2を流れる電流が非振動になる場合であって
も、スイッチ81とリアクトル82で電流零点を作り、
この電流零点で副真空バルブ2が消弧して、遮断時間を
短縮することができる。
抵抗負荷回路の小電流遮断時には、副真空バルブ2を流
れる電流が非振動になるケースがあり、この場合には副
真空バルブ2で電流遮断される時間が遅延する。
衰波形になる。
ONすると、コンデンサ4の電荷がリアクトル82を流
れて、コンデンサ4の電圧の極性が反転する。
真空バルブ2に流れる電流の極性も反転し、その過程で
電流零点ができる。
消弧し、遮断時間を短縮することができる。
直流遮断器では、抵抗負荷の小電流遮断時に、副真空バ
ルブ2を流れる電流が非振動になる場合であっても、ス
イッチ81とリアクトル82で電流零点を作り、電流零
点で副真空バルブ2が消弧して、遮断時間を短縮するこ
とが可能となる。
る真空直流遮断器は、前述した図9に示す従来の真空直
流遮断器において、前記副真空バルブ2における直流電
流の裁断電流値でのサージアブソーバ6の制限電圧が、
電源電圧の最大値よりも大きくなるように設定した構成
としている。
による真空直流遮断器においては、副真空バルブ2にお
ける直流電流の裁断電流値でのサージアブソーバ6の制
限電圧が、電源電圧の最大値よりも大きくなるように設
定していることにより、サージアブソーバ6を流れる電
流が副真空バルブ2で遮断可能な電流値になり、副真空
バルブ2の遮断時間の遅延を抑制することができる。
抵抗負荷回路の小電流遮断時には、副真空バルブ2を流
れる電流が非振動になるケースがあり、この場合には副
真空バルブ2で電流遮断される時間が遅延する。
る減衰電流成分と電源電圧によるサージアブソーバ6を
流れる電流との合成波になる。
形態、第7乃至第9の実施の形態により、コンデンサ4
の放電電流の減衰を早めても、電源からサージアブソー
バ6を介して流れる電流が、副真空バルブ2で遮断でき
る裁断電流よりも大きい場合には、副真空バルブ2で電
流が遮断できなくなる。
2の直流電流に対する裁断できる電流値でのサージアブ
ソーバ6の制限電圧が電源電圧よりも高くなるように設
定していることにより、サージアブソーバ6を流れる電
流が副真空バルブ2で遮断可能な電流値になり、前述し
た第1乃至第4の実施の形態、第7乃至第9の実施の形
態の対策で、副真空バルブ2の遮断時間の遅延抑制を実
現することができる。
直流遮断器では、副真空バルブ2の遮断時間の遅延抑制
を実現することが可能となる。
遮断器によれば、小電流遮断時に真空バルブの遮断時間
が遅延するのを防止することが可能となる。
高周波電流が注入されるのを抑制して、真空バルブ接点
の損傷を防止することが可能となる。
実施の形態を示す回路図。
態を示す回路図。
態を示す回路図。
態を示す回路図。
態を示す回路図。
態を示す回路図。
形態を示す回路図。
形態を示す回路図。
例を示す回路図。
Claims (12)
- 【請求項1】 直流電力系統に設置され、当該直流電力
系統で事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する真
空直流遮断器において、 二つの真空バルブを互いに直列に接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、第1のスイッチと複数
のコンデンサと第1のリアクトルとの直列回路を接続
し、 前記一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続
し、 前記複数のコンデンサのうち、最も静電容量の大きなコ
ンデンサを除いた他のコンデンサと並列に、第2のスイ
ッチを接続して成ることを特徴とする真空直流遮断器。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載の真空直流遮断器に
おいて、 前記複数のコンデンサとしては、2個のコンデンサを直
列に接続したことを特徴とする真空直流遮断器。 - 【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の真
空直流遮断器において、 前記コンデンサと並列に接続された第2のスイッチとし
ては、サイリスタとダイオードとが互いに逆並列に接続
された半導体スイッチとしたことを特徴とする真空直流
遮断器。 - 【請求項4】 前記請求項1乃至請求項3のいずれか1
項に記載の真空直流遮断器において、 前記第2のスイッチが並列に接続されたコンデンサと直
列に、第2のリアクトルを接続したことを特徴とした真
空直流遮断器。 - 【請求項5】 前記請求項1または請求項2に記載の真
空直流遮断器において、 前記第2のスイッチが並列に接続されたコンデンサを、
第2のリアクトルに置き換えたことを特徴とする真空直
流遮断器。 - 【請求項6】 前記請求項1または請求項2に記載の真
空直流遮断器において、 前記第2のスイッチが並列に接続されたコンデンサを、
第3のリアクトルに置き換え、 前記第1のリアクトルの代わりに、前記第2のスイッチ
と直列に、第4のリアクトルを接続したことを特徴とす
る真空直流遮断器。 - 【請求項7】 前記請求項1乃至請求項4のいずれか1
項に記載の真空直流遮断器において、 前記第2のスイッチが並列に接続されたコンデンサと並
列に、抵抗を接続したことを特徴とする真空直流遮断
器。 - 【請求項8】 前記請求項1乃至請求項7のいずれか1
項に記載の真空直流遮断器において、 前記第1のスイッチの挿入位置を電源側に配したことを
特徴とする真空直流遮断器。 - 【請求項9】 直流電力系統に設置され、当該直流電力
系統で事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する真
空直流遮断器において、 二つの真空バルブを互いに直列に接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、自己消弧型素子を組込
んだ半導体スイッチと複数のコンデンサとリアクトルと
の直列回路を接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続
し、 前記複数のコンデンサのうち、最も静電容量の大きなコ
ンデンサを除いた他のコンデンサと並列に、スイッチを
接続して成ることを特徴とする真空直流遮断器。 - 【請求項10】 直流電力系統に設置され、当該直流電
力系統で事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する
真空直流遮断器において、 二つの真空バルブを互いに直列に接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、スイッチとコンデンサ
とリアクトルとの直列回路を接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続
し、 前記一方の真空バルブと並列に、可飽和リアクトルを接
続して成ることを特徴とする真空直流遮断器。 - 【請求項11】 直流電力系統に設置され、当該直流電
力系統で事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する
真空直流遮断器において、 二つの真空バルブを互いに直列に接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、第1のスイッチとコン
デンサと第1のリアクトルとの直列回路を接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続
し、 前記コンデンサと並列に、第2のスイッチと第5のリア
クトルとの直列回路を接続して成ることを特徴とする真
空直流遮断器。 - 【請求項12】 直流電力系統に設置され、当該直流電
力系統で事故発生時に系統に流れる事故電流を遮断する
真空直流遮断器において、 二つの真空バルブを互いに直列に接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、スイッチとコンデンサ
とリアクトルとの直列回路を接続し、 前記一方の真空バルブと並列に、非直線抵抗体を接続
し、 前記他方の真空バルブにおける直流電流の裁断電流値で
の前記非直性抵抗体の制限電圧が、電源電圧の最大値よ
りも大きくなるように設定して成ることを特徴とする真
空直流遮断器。
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JP2000282568A JP3943817B2 (ja) | 2000-09-18 | 2000-09-18 | 真空直流遮断器 |
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103337829A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 一种半控型无源注入电流式高压直流断路器及其实现方法 |
WO2015102385A1 (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
WO2016208968A1 (ko) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
WO2017034322A1 (ko) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
WO2017046885A1 (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
CN107968388A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-04-27 | 国家电网公司 | 一种直流输电用高压直流断路器 |
EP3242309A4 (en) * | 2014-12-29 | 2018-07-04 | Hyosung Corporation | High voltage dc circuit breaker |
EP3242367A4 (en) * | 2014-12-29 | 2018-08-22 | Hyosung Corporation | Dc circuit breaker |
CN108539717A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-14 | 西安交通大学 | 一种低损耗强制换流型混合式高压直流断路器及工作方法 |
EP3413330A4 (en) * | 2016-02-05 | 2019-02-13 | Mitsubishi Electric Corporation | CONTINUOUS CURRENT CIRCUIT BREAKER |
CN109361204A (zh) * | 2018-09-16 | 2019-02-19 | 王雪燕 | 一种可用于电网交、直流断路器的消弧装置及方法 |
US10614982B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-04-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Circuit closer and circuit closing system |
-
2000
- 2000-09-18 JP JP2000282568A patent/JP3943817B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103337829A (zh) * | 2013-07-04 | 2013-10-02 | 国家电网公司 | 一种半控型无源注入电流式高压直流断路器及其实现方法 |
WO2015102385A1 (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-09 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
KR101679722B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2016-11-25 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
US10614982B2 (en) | 2014-12-01 | 2020-04-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Circuit closer and circuit closing system |
EP3242367A4 (en) * | 2014-12-29 | 2018-08-22 | Hyosung Corporation | Dc circuit breaker |
EP3242309A4 (en) * | 2014-12-29 | 2018-07-04 | Hyosung Corporation | High voltage dc circuit breaker |
WO2016208968A1 (ko) * | 2015-06-22 | 2016-12-29 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
KR101688921B1 (ko) * | 2015-06-22 | 2017-01-02 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
US10672574B2 (en) | 2015-06-22 | 2020-06-02 | Hyosung Heavy Industries Corporation | DC breaker capable of blocking fault current generated in direct current lines |
WO2017034322A1 (ko) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
KR101794945B1 (ko) | 2015-08-24 | 2017-12-01 | 주식회사 효성 | Dc 차단기 |
JPWO2017046885A1 (ja) * | 2015-09-16 | 2017-12-07 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
WO2017046885A1 (ja) * | 2015-09-16 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | 回路遮断器 |
EP3413330A4 (en) * | 2016-02-05 | 2019-02-13 | Mitsubishi Electric Corporation | CONTINUOUS CURRENT CIRCUIT BREAKER |
CN107968388A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-04-27 | 国家电网公司 | 一种直流输电用高压直流断路器 |
CN108539717A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-09-14 | 西安交通大学 | 一种低损耗强制换流型混合式高压直流断路器及工作方法 |
CN108539717B (zh) * | 2018-03-23 | 2019-08-09 | 西安交通大学 | 一种低损耗强制换流型混合式高压直流断路器及工作方法 |
CN109361204A (zh) * | 2018-09-16 | 2019-02-19 | 王雪燕 | 一种可用于电网交、直流断路器的消弧装置及方法 |
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