JP2005190671A - Dc breaker - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、点検作業を容易にし得る直流回路に用いる直流遮断器に関する。 The present invention relates to a DC circuit breaker used for a DC circuit that can facilitate inspection work.
従来の電気鉄道用き電回路のような直流回路においては、直流電源の電源側に事故電流や通電電流などを遮断する直流遮断器が回線毎に設けられている(例えば、特許文献1参照。)。 In a DC circuit such as a conventional electric railway feeding circuit, a DC circuit breaker that cuts off an accident current or an energized current is provided for each line on the power source side of the DC power supply (see, for example, Patent Document 1). ).
図5に示すように、電気鉄道用き電回路の電源線1には、第1の断路器2を介して第1の直流遮断器3が接続され、この直流遮断器3から第2の断路器4を介して第1のき電線5に直流電力の供給が行われている。そして、第1のき電線5から、交通機器の電車6へ直流電力を供給し、レールなどの帰線7により負極側へ戻る回路構成となっている。また、第1のき電線5と絶縁された第2のき電線8には、電源線1から第3の断路器9を介して第2の直流遮断器10が接続され、この第2の直流遮断器10から第4の断路器11を介して直流電力の供給が行われている。
As shown in FIG. 5, the first DC breaker 3 is connected to the
この第1の直流遮断器3および第2の直流遮断器10には、直流回路にそれぞれ主遮断器12と副遮断器13とが直列接続されている。主遮断器12には、過電圧を吸収するサージアブソーバ14、およびリアクトル15、コンデンサ16、転流スイッチ17を直列接続した転流回路18が並列接続されている。また、直流回路には、電流を検出する変流器19が設けられている。
上記の従来の直流遮断器3または10においては、次のような問題がある。
The conventional
第1の直流遮断器3を点検する場合、第1の断路器2と第2の断路器4とを開路し、第1の直流遮断器3を直流回路から切離して点検が行われていた。また、第2の直流遮断器10においても同様に、第3の断路器9と第4の断路器11とを開路して直流回路から切離していた。しかしながら、この点検においては、電車6が運転されない終電から初電までの夜間に限られ、作業が困難であった。更には、電車6の運転中には、点検ができなかった。
When the first DC breaker 3 is inspected, the
このため、昼間で、且つ電車6が運転中であっても直流遮断器3または10を直流回路から切離して点検作業ができることが望まれていた。
For this reason, it has been desired that the
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、昼間で、且つ電車が運転中であっても直流回路から切離して点検を可能とする直流遮断器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a DC circuit breaker that can be inspected by disconnecting from a DC circuit during daytime and even when a train is in operation.
上記目的を達成するために、本発明の直流遮断器は、直流回路に主遮断器と副遮断器とを直列接続し、前記主遮断器に転流回路を並列接続した直流遮断器を電気鉄道用き電回路の電源線とき電線間に2台並列接続してなり、一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、前記電源線の通電電流を前記2台の直流遮断器にそれぞれ分流させ、その後、前記一方の直流遮断器の主遮断器を開極し、分流された電流を減衰させ、この分流された電流が零点を迎えたとき、前記副遮断器を開極したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a DC circuit breaker according to the present invention includes a DC circuit breaker in which a main circuit breaker and a sub circuit breaker are connected in series to a DC circuit, and a commutation circuit is connected in parallel to the main circuit breaker. When two power supply lines of the power supply circuit are connected in parallel between the wires, one of the DC circuit breakers is closed and the other DC circuit breaker is closed. Each of the DC circuit breakers is shunted, then the main circuit breaker of the one of the DC circuit breakers is opened, the shunt current is attenuated, and when the shunt current reaches the zero point, the sub circuit breaker It is characterized by having opened the pole.
このような構成によれば、電気鉄道用き電回路に、2台の直流遮断器を並列接続し、一方の直流遮断器から他方の直流遮断器に直流電力を切替える場合、一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、通電電流を分流させ、次いで一方の直流遮断器を開極して分流電流を零まで減衰させるので、直流電力を一方の直流遮断器から他方の直流遮断器に切替えることができる。このため、通電中の電気鉄道用き電回路から一方の直流遮断器を切離して点検することができる。 According to such a configuration, when two DC circuit breakers are connected in parallel to a feeder circuit for an electric railway and DC power is switched from one DC circuit breaker to the other DC circuit breaker, one DC circuit breaker The other DC circuit breaker is closed with the current closed, and the current flow is shunted, then one of the DC circuit breakers is opened and the shunt current is attenuated to zero. To the other DC circuit breaker. For this reason, one DC circuit breaker can be disconnected and inspected from the electric railway feeder circuit being energized.
以下、本発明による直流遮断器を図面を参照して説明する。 Hereinafter, a DC circuit breaker according to the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、本発明の実施例1に係る直流遮断器を図1および図2を参照して説明する。図1は、本発明の実施例1に係る直流遮断器を用いた直流回路の回路図、図2は、本発明の実施例1に係る直流遮断器および断路器の動作を説明する図である。なお、図1において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
First, a DC circuit breaker according to
図1に示すように、直流の電気鉄道用き電回路の電源線1には、第1の断路器2を介して第1の直流遮断器3が接続され、この直流遮断器3から第2の断路器4を介して第1のき電線5に直流電力の供給が行われている。そして、第1のき電線5から、交通機器の電車6へ電力を供給し、レールなどの帰線7により負極側へ戻る回路構成となっている。また、電源線1側に第5の断路器20、第1のき電線5側に第6の断路器21を接続した第3の直流遮断器22が第1の直流遮断器3と並列接続されている。なお、第2のき電線8にも同様に、2台の直流遮断器が並列接続されている。
As shown in FIG. 1, a first DC circuit breaker 3 is connected to a
この第1の直流遮断器3および第3の直流遮断器22には、直流回路にそれぞれ主遮断器12と副遮断器13とが直列接続されている。主遮断器12には、過電圧を吸収するサージアブソーバ14、およびリアクトル15、コンデンサ16、転流スイッチ17を直列接続した転流回路18が並列接続されている。また、それぞれの直流遮断器3、22の直流回路には、電流を検出する変流器19が設けられている。
A
そして、通常、第1の断路器2、第2の断路器4が閉路され、第1の直流遮断器3も閉極されて第1のき電線5に直流電力の供給が行われている。また、第5の断路器20、第6の断路器21は開路、第3の直流遮断器22は開極され、予備のものとなっている。ここで、第1の直流遮断器3を点検するために、直流電力を第3の直流遮断器22側に切替える場合を、図2を参照して説明する。
Usually, the
図2に示すように、先ず、図示しない制御回路からの信号で第5の断路器20、第6の断路器21を時間t1で閉路し、次いで、第3の直流遮断器22の主遮断器12および副遮断器13を閉極する。これにより、第1の直流遮断器3側に流れていた通電電流i0は、第3の直流遮断器22側とに分流してほぼ等しい実線で示すような第1の直流遮断器3の分流電流i1と、一点鎖線で示すような第3の直流遮断器22の分流電流i2となる。そして、数秒経過後の時間t2において、図示しない制御回路からの信号で第1の直流遮断器3の主遮断器12を開極すると、第1の直流遮断器3側の分流電流i1は減衰し、第3の直流遮断器22側の分流電流i2は増加する。
As shown in FIG. 2, first, the
この分流電流i1の減衰は、第1の直流遮断器3の主遮断器12の電極間で発生するアーク抵抗などの回路定数によるものであり、数10ms後には零点を迎える。また、第3の直流遮断器22の分流電流i2は、通電電流i0まで達する。このため、分流電流i1が零点を迎える時間t3のとき、第1の直流遮断器3の副遮断器13を図示しない制御回路からの信号で開極する。次いで、第1の断路器2と第2の断路器4とを開路する。
The attenuation of the shunt current i1 is due to circuit constants such as arc resistance generated between the electrodes of the
これにより、直流電力を第1の直流遮断器3側から第3の直流遮断器22側に切替えることができる。そして、第1の直流遮断器3を直流回路から切離すことができ、点検をすることができる。
Thereby, DC power can be switched from the 1st DC circuit breaker 3 side to the 3rd
なお、分流電流i1が零になる前に第1の断路器2と第2の断路器4を開路すると、開離した電極間でアークを発生し、開路することができなくなることがある。また、転流回路18は、動作をさせないものである。
If the
上記実施例1の直流遮断器によれば、第1および第3の直流遮断器3および22を並列接続し、第1の直流遮断器3から第3の直流遮断器22に直流電力を切替える場合、第1の直流遮断器3を閉極した状態で第3の直流遮断器22を閉極して通電電流を分流させ、その後第1の直流遮断器3を開極するので、第1の直流遮断器3の分流電流が零を迎えて、第1の直流遮断器3から第3の直流遮断器22に直流電力を切替えることができる。そして、電気鉄道用き電線回路から第1の直流遮断器3を切離し、点検することができる。
According to the DC circuit breaker of the first embodiment, the first and third
なお、上記実施例1では、直流回路の電源側に主遮断器、そして副遮断器を直列接続して説明したが、これを逆にして、電源側に副遮断器、そして主遮断器を直列接続してもよい。 In the first embodiment, the main circuit breaker and the sub circuit breaker are connected in series on the power source side of the DC circuit, but this is reversed, and the sub circuit breaker and the main circuit breaker are connected in series on the power source side. You may connect.
次に、本発明の実施例2に係る直流遮断器を再び図1および図3を参照して説明する。図1は、本発明の実施例2に係る直流遮断器を用いた直流回路の回路図、図3は、本発明の実施例2に係る直流遮断器の動作を説明する図である。なお、この実施例2が実施例1と異なる点は、直流電力の切替え時に転流回路を動作させることである。また、図1の説明は、省略する。
Next, a DC circuit breaker according to
以下、第1の直流遮断器3を点検するために、直流電力を第3の直流遮断器22側に切替える場合を、図3を参照して説明する。
Hereinafter, a case where the DC power is switched to the third
図3に示すように、第1の直流遮断器3が閉極状態で、開極している第3の直流遮断器22を図示しない制御回路からの信号で閉極すると、通電電流i0は、分流してほぼ等しい第1の直流遮断器3の分流電流i1と、第3の直流遮断器22の分流電流i2となる。次いで、時間t2に図示しない制御回路からの信号で第1の直流遮断器3の主遮断器12を開極すると、時間t2から第1の直流遮断器3側の分流電流i1は減衰し、第3の直流遮断器22側の分流電流i2は増加する。
As shown in FIG. 3, when the first DC breaker 3 is in a closed state and the opened
ここで、分流電流i1は、第1の直流遮断器3の主遮断器12のアーク抵抗などの回路定数により減衰して電流零点を迎える。しかしながら、その前の時間t4に、図示しない制御回路からの信号で転流スイッチ17を閉路し、分流電流i1と同一方向の実線で示すような転流電流i1aを重畳させる。これは、直流回路で地絡事故などが起き、分流電流i1の減衰に長時間を要する場合にも行うことができる。更には、分流電流i1が増加する場合にも行うことができる。
Here, the shunt current i1 is attenuated by a circuit constant such as the arc resistance of the
次いで、分流電流i1に重畳された転流電流i1aの半波が電流零点を迎える時間t5のとき、図示しない制御回路からの信号で第1の直流遮断器3の副遮断器13を開極する。これにより、分流電流i1は、転流電流の半波の電流零点で遮断される。また、分流電流i2は、第1の直流遮断器3と第3の直流遮断器10で構成される閉回路により、転流電流i1aと反転した一点鎖線で示すような反転電流i2aが重畳され、そして分流電流i1遮断時に通電電流i0に達する。その後、第1の断路器2と第2の断路器4とを開路すれば、第1の直流遮断器3を直流回路から切離すことができ、点検をすることができる。
Next, when the half wave of the commutation current i1a superimposed on the shunt current i1 reaches the current zero point, the
なお、副遮断器13を時間t5で開極しない場合には、転流電流i1aが二点鎖線で示すような振動波電流i1bとなって、通電電流i0に加算されて電流値が増加したようになる。通電電流i0が増加することは、変流器19で地絡のような事故電流と検出され、第3の直流遮断器22の誤動作を招くことになり好ましくない。
When the
上記実施例2の直流遮断器によれば、実施例1の効果の他に、第1の直流遮断器3を短時間で開極することができる。 According to the DC circuit breaker of the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the first DC circuit breaker 3 can be opened in a short time.
なお、上記実施例2では、主遮断器12を開極し、その後電流零点を迎える前に副遮断器13を開極させたが、主遮断器12と副遮断器13とを同時に開極させてもよい。更には、先ず副遮断器13を開極し、次いで主遮断器12を開極させてもよい。これは、分流電流i1の減衰する時間が、第1の直流遮断器3の主遮断器12と副遮断器13とのアーク抵抗などの回路定数で決まるので、副遮断器13をなるべく早く開極すればこのアーク抵抗が増加して、減衰する時間が短縮される効果を生じるためである。このため、副遮断器13にアーク抵抗が高くなる平板電極や磁気駆動電極を用いてもよい。
In the second embodiment, the
次に、本発明の実施例3に係る直流遮断器を図4を参照して説明する。図4は、本発明の実施例3に係る直流遮断器の回路構成図である。なお、この実施例3が実施例1と異なる点は、転流回路の構成である。図4において、図1と同様の構成部分については、同一符号を付した。 Next, a DC circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a DC circuit breaker according to Embodiment 3 of the present invention. The third embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the commutation circuit. In FIG. 4, the same components as those in FIG.
以下、直流遮断器は、第1の直流遮断器3、第3の直流遮断器22で同様であるので、第1の直流遮断器3を例にとり説明する。
Hereinafter, since the DC breaker is the same in the first DC breaker 3 and the
図4に示すように、直流回路には、主遮断器12と副遮断器13とが直列接続されている。主遮断器12には、過電圧を吸収するサージアブソーバ14、およびリアクトル15、コンデンサ16、転流スイッチ23を直列接続した転流回路18が並列接続されている。ここで、転流スイッチ23は、例えばサイリスタのようなスイッチを両方向の向きに設けたものである。また、直流回路には、電流を検出する変流器19が設けられている。
As shown in FIG. 4, a
これにより、主遮断器12を開極し、次いで減衰していく分流電流に転流電流を重畳させる場合、変流器19で分流電流を検出し、そして図示しない制御回路からの信号により転流スイッチ23を選択して分流電流と同一方向の転流電流を重畳させる。
As a result, when the
上記実施例3の直流遮断器によれば、実施例1の効果の他に、分流電流と同一方向の転流電流を確実に重畳させることができる。 According to the DC circuit breaker of the third embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, a commutation current in the same direction as the shunt current can be reliably superimposed.
1 電源線
2 第1の断路器
3 第1の直流遮断器
4 第2の断路器
5 第1のき電線
6 電車
7 帰線
8 第2のき電線
9 第3の断路器
10 第2の直流遮断器
11 第4の断路器
12 主遮断器
13 副遮断器
14 サージアブソーバ
15 リアクトル
16 コンデンサ
17、23 転流スイッチ
18 転流回路
19 変流器
20 第5の断路器
21 第6の断路器
22 第3の直流遮断器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
一方の直流遮断器を閉極した状態で他方の直流遮断器を閉極し、前記電源線の通電電流を前記2台の直流遮断器にそれぞれ分流させ、
その後、前記一方の直流遮断器の主遮断器を開極し、分流された電流を減衰させ、
この分流された電流が零点を迎えたとき、前記副遮断器を開極したことを特徴とする直流遮断器。 A DC circuit breaker with a main circuit breaker and a sub circuit breaker connected in series to a DC circuit, and two DC circuit breakers connected in parallel to the main circuit breaker are connected in parallel between the power lines and wires of the electric circuit for the electric railway. And
With one DC circuit breaker closed, the other DC circuit breaker is closed, and the energization current of the power line is divided into the two DC circuit breakers,
After that, open the main circuit breaker of the one of the DC circuit breakers, attenuate the shunt current,
A DC circuit breaker characterized in that when the divided current reaches a zero point, the secondary circuit breaker is opened.
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