JP2022129097A - 直流電流遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】転流回路内のコンデンサを予め充電するための構成を小規模な回路構成で実現することができる直流電流遮断装置を提供することである。【解決手段】実施形態の直流電流遮断装置は、複数の直流送電線と、直流バスと、第１の半導体遮断器と、複数の電流整流部と、電流抑制要素と、制御装置と、を持つ。複数の直流送電線のそれぞれは、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられている。複数の電流整流部のそれぞれは、少なくとも蓄電要素を含み、対応する直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す。電流抑制要素は、第１の半導体遮断器に第３の機械式接点を介して接続され、第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が直流送電線の負極に接続、あるいは接地されている。制御装置は、第１の機械式接点、第２の機械式接点、第１の半導体遮断器、および第３の機械式接点を制御し、蓄電要素を充電させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、直流電流遮断装置に関する。

近年、直流送電を行う直流送電システムについて検討・導入が進められている。直流送電システムは、従来の交流送電システムに比べ、長距離大電力送電に適用した場合に、低コストで設置可能であり且つ電力損失が少ない高効率システムを構築することが可能である。その一方、複数の発電端子を連系した直流送電システムにおいては系統事故の発生した個所を遮断・隔離することが難しい。直流電流では、電流がゼロを横切る点（ゼロ点）が生じないため、機械式接点では電流を容易に遮断できないためである。これを解決するため、様々な構成の直流電流遮断装置が検討されている。直流電流遮断装置は、直流送電線で事故が発生した際に、この直流送電線に属する直流電流遮断器を開極することで事故回線を切り離し、健全回線による送電を維持するものである。

直流電流遮断装置では、直流送電を行う直流送電線に機械接点式の断路器や、遮断器、補助断路器などが直列に接続され、さらに、直流送電線で発生した事故によって流れる直流電流（事故電流）を半導体遮断器に転流させることによって電流ゼロ点を作る転流回路が、遮断器に並列に接続されている。ところで、転流回路において、直流送電線で発生した事故による事故電流を半導体遮断器に転流させるためには、転流回路が備えるコンデンサに予め充電（初期充電）をしておく必要がある。

転流回路が備えるコンデンサに初期充電をする一般的な方法としては、例えば、直流電流遮断装置に接続された外部電源により出力された電圧を転流回路が備えるコンデンサに充電する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、外部電源からの電圧を変圧器によって変圧したり、さらに整流器によって整流したりする必要がある。そして、これらの構成要素は高耐圧であることが必要となる。このため、外部電源からの電圧を変圧器や整流器を介してコンデンサに充電する方法では、直流電流遮断装置が大型化し、コストも高くなってしまう。

国際公開第２０１９／０３５１８０号

本発明が解決しようとする課題は、直流電流遮断装置が備える転流回路内のコンデンサを予め充電するための構成を小規模な回路構成で実現することができる直流電流遮断装置を提供することである。

実施形態の直流電流遮断装置は、複数の直流送電線と、直流バスと、第１の半導体遮断器と、複数の電流整流部と、電流抑制要素と、制御装置と、を持つ。複数の直流送電線のそれぞれは、少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられている。直流バスは、それぞれの前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第１極を接続する。第１の半導体遮断器は、前記直流バスに第１端が接続され、前記直流バス側から前記直流送電線側に流れる電流を遮断する。複数の電流整流部のそれぞれは、それぞれの前記直流送電線に対応し、前記第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第２極と少なくとも前記第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素を含み、対応する前記直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す。電流抑制要素は、前記第１の半導体遮断器の前記第２端側に第３の機械式接点を介して接続され、前記第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が前記直流送電線の負極に接続、あるいは接地されている。制御装置は、少なくとも、前記第１の機械式接点、前記第２の機械式接点、前記第１の半導体遮断器、および前記第３の機械式接点を制御し、前記蓄電要素を充電させる。

第１の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第１の実施形態の転流回路の構成の一例を示す図。 第１の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第１の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第２の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第２の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第２の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第３の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第４の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第４の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第４の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第５の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第５の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第５の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第６の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図。 第６の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。 第６の実施形態の直流電流遮断装置における初期充電の動作について説明するための図。

以下、実施形態の直流電流遮断装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図１には、三つの直流送電線ＬＮ（直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－３）の節点部分に構成する直流電流遮断装置１の一例を示している。さらに、図１には、それぞれの直流送電線ＬＮに、直流リアクトル２０が接続されている一例を示している。より具体的には、直流送電線ＬＮ－１に直流リアクトル２０－１が、直流送電線ＬＮ－２に直流リアクトル２０－２が、直流送電線ＬＮ－３に直流リアクトル２０－３が、それぞれ接続されている一例を示している。

直流電流遮断装置１は、例えば、直流バス３０と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、半導体遮断器１０と、アレスタ１１と、機械接点１００と、機械接点１１０と、電流抑制要素１２０と、制御装置２００と、を備える。

断路器４０、遮断器５０、および補助断路器６０は、機械接点式のスイッチである。断路器４０と、遮断器５０と、補助断路器６０とのそれぞれは、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。直流電流遮断装置１では、それぞれの直流送電線ＬＮにおいて、断路器４０と、遮断器５０と、補助断路器６０とが直列に接続され、直流バス３０を介して互いに接続されている。例えば、直流送電線ＬＮ－１では、断路器４０－１の第１極ａ－１が直流バス３０に接続されている。さらに、直流送電線ＬＮ－１では、断路器４０－１の第２極ｂ－１が遮断器５０－１の第１極ｃ－１に接続され、遮断器５０－１の第２極ｄ－１が補助断路器６０－１の第１極ｅ－１に接続され、補助断路器６０－１の第２極ｆ－１が直流リアクトル２０－１の第１端に接続されている。直流リアクトル２０－１の第２端は、直流送電線ＬＮ－１の送電側に接続されている。直流送電線ＬＮ－２および直流送電線ＬＮ－３も同様である。このため、直流電流遮断装置１における通常の送電においては、それぞれの直流送電線ＬＮに属する断路器４０と、遮断器５０と、補助断路器６０とのそれぞれを通って電流が流れる。断路器４０は、特許請求の範囲における「第１の機械式接点」の一例であり、遮断器５０は、特許請求の範囲における「第２の機械式接点」の一例である。

半導体遮断器１０は、第１端ｇ側から第２端ｈ側に流れる電流を遮断する。半導体遮断器１０は、例えば、互いに直列に接続された複数（図１には二つのみを示している）の半導体スイッチ部を備える。半導体スイッチ部のそれぞれは、互いに並列に接続された半導体スイッチング素子とダイオードとを備える。より具体的には、半導体スイッチ部では、ダイオードのカソードと半導体スイッチング素子のコレクタとが互いに接続され、ダイオードのアノードと半導体スイッチング素子のエミッタとが接続されている。半導体スイッチング素子のゲートは、制御装置２００によって制御（制御電圧または制御電流が印加）される。つまり、半導体遮断器１０は、制御装置２００によってオンまたはオフのいずれかの状態に制御される。半導体スイッチング素子は、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）などのスイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、ＩＧＢＴに限定されず、自己消弧を実現可能な半導体スイッチング素子であれば、いかなるスイッチング素子であってもよい。直流電流遮断装置１では、半導体遮断器１０の第１端ｇが直流バス３０に接続され、第２端ｈが機械接点１００の第１極ｋと機械接点１１０の第１極ｎとに接続されている。そして、直流電流遮断装置１では、機械接点１００の第２極ｌがそれぞれのダイオード９０のアノードに接続されている。つまり、直流電流遮断装置１において、半導体遮断器１０の第２端ｈは、機械接点１００を介してそれぞれのダイオード９０に接続されている。従って、半導体遮断器１０は、オン状態のときに直流バス３０側から直流送電線ＬＮ側に流れる電流を許容し、オフ状態のときに流れる電流を遮断する。半導体遮断器１０は、特許請求の範囲における「第１の半導体遮断器」の一例である。半導体遮断器１０のオン状態は、特許請求の範囲における「導通状態」の一例であり、半導体遮断器１０のオフ状態は、特許請求の範囲における「非導通状態」の一例である。

アレスタ１１は、半導体遮断器１０に並列に接続され、半導体遮断器１０がオフ状態に制御された場合に、直流送電線ＬＮと直流リアクトル２０とのインダクタンス分のエネルギーに起因して発生するサージエネルギーを消費（吸収）する。

ダイオード９０は、機械接点１００を介して半導体遮断器１０の第２端ｈと、対応する直流送電線ＬＮとの間の電流を選択的な向きで流す。より具体的には、ダイオード９０は、半導体遮断器１０の第２端ｈ側から直流送電線ＬＮ側に流れる電流を許容し、その逆の向きに流れる電流を阻止する。直流電流遮断装置１では、それぞれのダイオード９０のカソードが、対応する転流回路７０の第１端ｉおよびリアクトル８０の第１端に接続されている。

転流回路７０は、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる電流の向きを切り替える（転流する）。転流回路７０は、例えば、半導体スイッチ部、ダイオード、およびコンデンサを備え、これらの構成要素が互いに接続されたブリッジ回路である。半導体スイッチ部のそれぞれは、例えば、互いに並列に接続された半導体スイッチング素子とダイオードとを備える。図２は、第１の実施形態の転流回路７０の構成の一例を示す図である。図２の（ａ）に示した転流回路７０ａは、図１に示したフルブリッジ回路である。転流回路７０ａは、例えば、二つの半導体スイッチ部７０２（半導体スイッチ部７０２－１および７０２－２）と、二つのダイオード７０４（ダイオード７０４－１および７０４－２）と、コンデンサ７０６と、を備える。図２の（ｂ）に示した転流回路７０ｂは、例えば、四つの半導体スイッチ部７０２（半導体スイッチ部７０２－１～７０２－４）と、コンデンサ７０６と、を備える。転流回路７０ｂは、転流回路７０ａにおけるダイオード７０４を半導体スイッチ部７０２に代えた構成のフルブリッジ回路である。図２の（ｃ）に示した転流回路７０ｃは、例えば、二つの半導体スイッチ部７０２（半導体スイッチ部７０２－１および７０２－２）と、二つのダイオード７０４（ダイオード７０４－１および７０４－２）と、コンデンサ７０６と、二つのサイリスタ７０８（サイリスタ７０８－１および７０８－２）と、を備える。転流回路７０ｃは、転流回路７０ａと同様のフルブリッジ回路の両端の間に、サイリスタ７０８－１とサイリスタ７０８－２とが、互いに逆向きで並列に接続されている。転流回路７０が備える半導体スイッチ部７０２のオン状態およびオフ状態は、制御装置２００によって制御される。つまり、転流回路７０は、制御装置２００による半導体スイッチ部７０２のオンまたはオフのいずれかの状態への制御に応じて、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる電流を転流させる。サイリスタ７０８のゲートは、制御装置２００によって制御（制御電流が印加）される。これにより、転流回路７０ｃでは、制御装置２００によるサイリスタ７０８－１およびサイリスタ７０８－２の制御によって、第１端ｉと第２端ｊとを短絡させることができる。言い換えれば、転流回路７０ｃは、制御装置２００の制御によって、第１端ｉと第２端ｊとの間に流れる電流を、ブリッジ回路を通さずに通過、つまり、ブリッジ回路をバイパスさせることができる。転流回路７０ｃにおいてブリッジ回路をバイパスさせる構成要素は、サイリスタ７０８に限定されない。例えば、転流回路７０ｃにおいてブリッジ回路をバイパスさせる構成要素として、サイリスタ７０８の代わりに、機械式接点や自己消弧可能な半導体スイッチング素子を備えてもよい。

直流電流遮断装置１では、転流回路７０の第２端ｊが、対応する直流送電線ＬＮに属する断路器４０の第２極ｂと遮断器５０の第１極ｃとの間に接続されている。直流電流遮断装置１では、リアクトル８０の第２端が、対応する直流送電線ＬＮに属する遮断器５０の第２極ｄと補助断路器６０の第１極ｅとの間に接続されている。ダイオード９０、転流回路７０、およびリアクトル８０の構成は、特許請求の範囲における「電流整流部」の一例である。コンデンサ７０６は、特許請求の範囲における「蓄電要素」の一例である。サイリスタ７０８は、特許請求の範囲における「短絡要素」の一例である。

機械接点１００は、機械接点式のスイッチである。機械接点１００は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１００は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｋと第２極ｌとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置１において機械接点１００は、省略されてもよい。

機械接点１１０は、機械接点式のスイッチである。機械接点１１０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１１０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｎと第２極ｍとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。機械接点１１０の第２極ｍは、電流抑制要素１２０の第１端に接続されている。機械接点１１０は、特許請求の範囲における「第３の機械式接点」の一例である。

電流抑制要素１２０は、第１端と第２端との間に流れる電流、つまり、半導体遮断器１０の第２端ｈから機械接点１１０を介して流れてきた電流を抑制（整流）する。電流抑制要素１２０の第２端は、直流送電線ＬＮの負極、あるいは接地端に接続されている。図１には、電流抑制要素１２０の第２端が接地されている場合を示している。電流抑制要素１２０は、例えば、抵抗である。電流抑制要素１２０は、抵抗に限定されず、電流を抑制する構成であれば、いかなる構成であってもよい。例えば、電流抑制要素１２０は、リアクトルや、抵抗とリアクトルとが直列に接続された構成であってもよい。また、機械接点１１０と電流抑制要素１２０との位置関係は逆であってもよい。

制御装置２００は、断路器４０、遮断器５０、補助断路器６０、転流回路７０、半導体遮断器１０、および機械接点１００を制御することにより、直流電流遮断装置１における直流送電線ＬＮの遮断および導通を制御する。さらに、制御装置２００は、これらの構成要素に加えて、機械接点１１０を制御することにより、転流回路７０における転流の機能を実現するために必要なコンデンサ７０６への充電（初期充電）を制御する。制御装置２００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより以下の機能を実現するものである。制御装置２００の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。制御装置２００の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによって実現されてもよい。プログラムは、予め制御装置２００が備えるＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が制御装置２００が備えるドライブ装置に装着されることで制御装置２００が備える記憶装置にインストールされてもよい。

［直流電流遮断装置１におけるコンデンサ７０６への初期充電の動作］
ここで、図３および図４を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１が課電されているときに、制御装置２００が、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６（以下、「コンデンサ７０６－１」という）を初期充電させる動作の一例について説明する。図３および図４には、制御装置２００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置１内の電流の流れを示している。制御装置２００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、コンデンサ７０６－１を初期充電する。

（手順１－１）：まず、制御装置２００は、初期充電する転流回路７０－１が接続されている直流送電線ＬＮ－１に属する断路器４０－１および補助断路器６０－１を閉極させ、遮断器５０－１を開極させる。さらに、制御装置２００は、機械接点１１０を閉極させる。これにより、直流電流遮断装置１では、図３に示すような状態になる。このとき、機械接点１００は、直流電流遮断装置１における通常の送電においては閉極した状態であるため、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させた状態のままにしておいてもよいし、開極した状態にさせてもよい。制御装置２００が機械接点１００を開極させることにより、直流電流遮断装置１では、コンデンサ７０６－１を初期充電させる際に直流送電線ＬＮ－１からの電力が課電される箇所が限定され、より安全性が向上する。

（手順１－２）：次に、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオン状態にする。これにより、直流送電線ＬＮ－１からの電力による電流が、図４に示すような経路を通って流れる。より具体的には、直流送電線ＬＮ－１から、直流リアクトル２０－１、補助断路器６０－１、リアクトル８０－１、転流回路７０－１、断路器４０－１、直流バス３０、半導体遮断器１０、機械接点１１０、電流抑制要素１２０を通って、接地された箇所に電流が流れる。このとき、転流回路７０－１内では、半導体スイッチ部７０２－２を構成するダイオード、コンデンサ７０６－１、および半導体スイッチ部７０２－１を構成するダイオードを通って、電流が流れる。これにより、電流が流れる経路中にあるコンデンサ７０６－１に、流れた電流に応じた電荷が初期充電される。

（手順１－３）：その後、コンデンサ７０６－１の初期充電が完了した後、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にする。これにより、直流電流遮断装置１では、直流送電線ＬＮ－１からの電流の流れが停止し、コンデンサ７０６－１が充電されなくなる。このコンデンサ７０６－１の初期充電が完了したか否かは、制御装置２００が、例えば、コンデンサ７０６－１の両端の電圧を検出する電圧検出器（不図示）が検出した検出値（電圧値）の情報を取得して判定する。制御装置２００は、不図示の電圧検出器から取得した検出値の情報が、転流回路７０－１における転流の機能を実現するために必要な所定の電圧値に達したことを表している場合に、コンデンサ７０６－１の初期充電が完了したと判定する。所定の電圧値は、必ずしも直流送電線ＬＮ－１に課電されている電圧値でなくてもよい。つまり、直流送電線ＬＮ－１の電圧値よりも低くてもよい。制御装置２００におけるコンデンサ７０６－１の初期充電が完了したか否かの判定方法は、不図示の電圧検出器から検出値の情報を取得する方法に限定されず、コンデンサ７０６－１に所定量の電荷が充電されたことを判定することができる方法であれば、いかなる方法であってもよい。例えば、制御装置２００は、コンデンサ７０６－１の初期充電を開始してからの経過時間に基づいて、コンデンサ７０６－１の初期充電が完了したことを判定してもよい。

（手順１－４）：次に、制御装置２００は、コンデンサ７０６－１の初期充電を開始する際に閉極させていた機械接点１１０、断路器４０－１、および補助断路器６０－１を開極させる。これにより、直流電流遮断装置１では、コンデンサ７０６－１に充電された電荷が保持される。機械接点１００を開極させていた場合、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させる。

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置１では、課電されている直流送電線ＬＮ－１の電力によって、コンデンサ７０６－１を初期充電することができる。その後、制御装置２００は、同様の手順を繰り返すことによって、課電されている直流送電線ＬＮ－２や直流送電線ＬＮ－３からの電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。半導体遮断器１０では、コンデンサ７０６を初期充電する際にそれぞれの直流送電線ＬＮから電流が流れた線路中のインダクタンス成分に蓄積されたサージエネルギーによって、しばらくの間、電流が流れ続ける場合もあるが、このサージエネルギーは、アレスタ１１によって消費される。その際にもコンデンサ７０６に電流が流れ、コンデンサ７０６の電圧が上昇するので、それを見越して早めに半導体遮断器１０の半導体スイッチ部をオフ状態にしてもよい。

そして、制御装置２００は、直流電流遮断装置１における通常の送電の制御を行い、仮にいずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、その直流送電線ＬＮ（事故回線）を遮断させる。

［直流電流遮断装置１における直流送電線ＬＮの遮断の動作］
ここで、参考として、例えば、直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－３が直流バス３０を介して互いに接続されて送電しているときに、直流送電線ＬＮ－１において事故が発生した場合を例として、制御装置２００が、直流送電線ＬＮ－１を遮断させる動作について説明する。

直流送電線ＬＮ－１～ＬＮ－３が直流バス３０を介して互いに接続されて送電しているときの初期状態は、断路器４０、遮断器５０、および補助断路器６０が閉極され、転流回路７０および半導体遮断器１０はオフ状態である。ここで、直流送電線ＬＮ－１に事故が発生すると、まず、制御装置２００は、事故が発生した直流送電線ＬＮ－１に属する断路器４０－１と遮断器５０－１とを開極させ、転流回路７０－１をオン状態にする。すると、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６－１の電荷が放電されて、遮断器５０－１に逆向きの電流が流れ、電流ゼロ点が発生する。これにより、遮断器５０－１にはこれ以上の電流が流れなくなる。次に、制御装置２００は、半導体遮断器１０をオン状態にし、転流回路７０－１をオフ状態にする。すると、直流送電線ＬＮ－１の電流が半導体遮断器１０に転流し、断路器４０－１の電流がゼロになる。最後に、制御装置２００は、半導体遮断器１０をオフ状態にする。これにより、直流電流遮断装置１では、直流送電線ＬＮ－１の電流が遮断される。その後、直流送電線ＬＮ－１と直流リアクトル２０とのインダクタンス分のサージエネルギーは、半導体遮断器１０に並列に接続されたアレスタ１１によって消費される。制御装置２００は、直流送電線ＬＮ－１の電流が完全にゼロになったら補助断路器６０－１を開極させ、直流送電線ＬＮ－１の遮断を完了する。このように、直流電流遮断装置１における直流送電線ＬＮの遮断の動作では、事故が発生した直流送電線ＬＮに属する断路器４０、遮断器５０、および補助断路器６０を開極させることによって事故が発生した直流送電線ＬＮを遮断し、事故が発生していない他の直流送電線ＬＮにおける送電を維持する。

上記説明したように、第１の実施形態の直流電流遮断装置１によれば、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、その直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。しかも、第１の実施形態の直流電流遮断装置１においてコンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素は、機械接点１１０および電流抑制要素１２０が一つずつでよい。つまり、第１の実施形態の直流電流遮断装置１では、小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。

直流電流遮断装置１の構成は、図１に示した構成に限定されない。直流電流遮断装置１は、図４に示すような経路と同様の経路で電流を流すことができる構成であれば、いかなる構成であってもよい。つまり、直流電流遮断装置１の構成は、図４に示した経路と同様の経路で導通させることができる構成であれば、図１に示した構成要素以外の他の構成要素が経路中に設けられていてもよい。例えば、ダイオード９０に代えて、機械接点式のスイッチや半導体スイッチング素子を備える構成にしてもよいし、機械接点式のスイッチと半導体スイッチング素子とを直並列に接続した構成にしてもよいし、機械接点式のスイッチとブリッジ回路とを並列に接続した構成にしてもよい。例えば、遮断器５０や、転流回路７０とリアクトル８０とダイオード９０との構成を、直並列に複数接続した構成にしてもよいし、これらの構成を半導体遮断器で構成してもよい。例えば、直流リアクトル２０や、リアクトル８０、補助断路器６０を省略した構成にしてもよい。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図５においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図５に示した直流電流遮断装置２は、例えば、直流バス３０と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、半導体遮断器１０と、アレスタ１１と、機械接点１００と、機械接点１１０と、電流抑制要素１２０と、二つの機械接点１３０（機械接点１３０－１および１３０－２）と、制御装置２００と、を備える。直流電流遮断装置２は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１に、二つの機械接点１３０が追加された構成である。このため、直流電流遮断装置１では、課電されている直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができるのに対して、直流電流遮断装置２では、課電されていない直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を、課電されている他の直流送電線ＬＮからの電力で初期充電することができる。

機械接点１３０は、異なる（例えば、隣接する）直流送電線ＬＮ同士を接続させる機械接点式のスイッチである。機械接点１３０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１３０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｏと第２極ｐとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置２では、機械接点１３０－１の第２極ｐ－１が直流送電線ＬＮ－１に属する遮断器５０－１の第２極ｄ－１と補助断路器６０－１の第１極ｅ－１との間に接続され、第１極ｏ－１が直流送電線ＬＮ－２に属する遮断器５０－２の第２極ｄ－２と補助断路器６０－２の第１極ｅ－２との間に接続されている。直流電流遮断装置２では、機械接点１３０－２の第２極ｐ－２が直流送電線ＬＮ－２に属する遮断器５０－２の第２極ｄ－２と補助断路器６０－２の第１極ｅ－２との間に接続され、第１極ｏ－２が直流送電線ＬＮ－３に属する遮断器５０－３の第２極ｄ－３と補助断路器６０－３の第１極ｅ－３との間に接続されている。直流電流遮断装置２では、それぞれの直流送電線ＬＮに属する遮断器５０と補助断路器６０との間に機械接点１３０が設けられている構成を示したが、機械接点１３０は、それぞれの直流送電線ＬＮに属する補助断路器６０と直流リアクトル２０との間に設けられてもよい。機械接点１１０は、特許請求の範囲における「第４の機械式接点」の一例である。

［直流電流遮断装置２におけるコンデンサ７０６への初期充電の動作］
直流電流遮断装置２においても、例えば、直流送電線ＬＮ－１が課電されているときに、制御装置２００が、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６－１を初期充電させる手順は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１における手順と同様である。従って、ここでは、図６および図７を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１が課電されているときに、制御装置２００が、転流回路７０－２が備えるコンデンサ７０６（以下、「コンデンサ７０６－２」という）を初期充電させる動作の一例について説明する。図６および図７には、制御装置２００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置２内の電流の流れを示している。制御装置２００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、課電されている直流送電線ＬＮ－１からの電力で、隣接する直流送電線ＬＮ－２に属するコンデンサ７０６－２を初期充電する。以下の手順において、制御装置２００による機械接点１００の開極および閉極の制御は、直流電流遮断装置１における制御と同様であるため、再度の詳細な説明は省略する。

（手順２－１）：まず、制御装置２００は、機械接点１３０－１を閉極させる。このとき、機械接点１３０－２は開極状態である。そして、制御装置２００は、初期充電する転流回路７０－２が接続されている直流送電線ＬＮ－２に属する断路器４０－２を閉極させ、遮断器５０－２を開極させ、課電されている直流送電線ＬＮ－１に属する補助断路器６０－１を閉極させ、断路器４０－１と遮断器５０－１を開極させる。さらに、制御装置２００は、機械接点１１０を閉極させる。これにより、直流電流遮断装置２では、図６に示すような状態になる。このとき、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させた状態のままにしておいてもよいし、開極した状態にさせてもよい。

（手順２－２）：次に、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオン状態にする。これにより、直流送電線ＬＮ－１からの電力による電流が、図７に示すような経路を通って流れる。より具体的には、直流送電線ＬＮ－１から、直流リアクトル２０－１、補助断路器６０－１、機械接点１３０－１、リアクトル８０－２、転流回路７０－２、断路器４０－２、直流バス３０、半導体遮断器１０、機械接点１１０、電流抑制要素１２０を通って、接地された箇所に電流が流れる。このとき、転流回路７０－２内では、半導体スイッチ部７０２－２を構成するダイオード、コンデンサ７０６－２、および半導体スイッチ部７０２－１を構成するダイオードを通って、電流が流れる。これにより、電流が流れる経路中にあるコンデンサ７０６－２に、直流送電線ＬＮ－１から流れた電流に応じた電荷が初期充電される。

（手順２－３）：その後、コンデンサ７０６－２の初期充電が完了した後、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にする。これにより、直流電流遮断装置２では、直流送電線ＬＮ－１からの電流の流れが停止し、コンデンサ７０６－２が充電されなくなる。

（手順２－４）：次に、制御装置２００は、コンデンサ７０６－２の初期充電を開始する際に閉極させていた機械接点１１０、機械接点１３０－１、断路器４０－２、および補助断路器６０－１を開極させる。これにより、直流電流遮断装置２では、コンデンサ７０６－２に充電された電荷が保持される。機械接点１００を開極させていた場合、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させる。

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置２では、課電されている直流送電線ＬＮ－１の電力によって、他の直流送電線ＬＮ（ここでは、隣接する直流送電線ＬＮ－２）に属するコンデンサ７０６－２を初期充電することができる。その後、制御装置２００は、同様の考え方の手順によって、課電されている直流送電線ＬＮ－１からの電力で、他の直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。例えば、制御装置２００は、手順２－１において、直流送電線ＬＮ－２に属する断路器４０－２の代わりに、直流送電線ＬＮ－３に属する断路器４０－３を閉極させ、遮断器５０－３を開極させ、さらに、機械接点１３０－２を閉極させることにより、直流送電線ＬＮ－１からの電力で、直流送電線ＬＮ－３に接続されている転流回路７０－３が備えるコンデンサ７０６（以下、「コンデンサ７０６－３」という）を初期充電させることができる。

そして、制御装置２００は、直流電流遮断装置２における通常の送電の制御を行い、仮にいずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、事故回線を遮断させる。直流電流遮断装置２において、事故回線を遮断させる動作は、直流電流遮断装置１と同様である。従って、直流電流遮断装置２における事故回線の遮断動作に関する再度の詳細な説明は省略する。

［直流電流遮断装置２におけるコンデンサ７０６への初期充電の別の動作］
直流電流遮断装置２では、制御装置２００が機械接点１３０の開極および閉極を制御することにより、複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させることができる。例えば、直流送電線ＬＮ－１が課電されている場合、制御装置２００は、手順２－１において、直流送電線ＬＮ－１と、初期充電する転流回路７０が接続されている他の直流送電線ＬＮとを接続する複数の機械接点１３０を閉極させる。そして、制御装置２００は、初期充電する転流回路７０が接続されているそれぞれの直流送電線ＬＮに属する断路器４０を閉極させ、遮断器５０を開極させ、課電されている直流送電線ＬＮ－１に属する補助断路器６０－１を閉極させ、遮断器５０－１を開極させる。さらに、制御装置２００は、機械接点１１０を閉極させる。その後、制御装置２００は、手順２－２～２－４の手順を行う。これにより、直流電流遮断装置２では、それぞれの機械接点１３０によって直流送電線ＬＮ－１と接続された他の直流送電線ＬＮに属するそれぞれのコンデンサ７０６を同時に初期充電させることができる。

複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させる場合、それぞれのコンデンサ７０６においてすでに充電されている電荷量や、それぞれのコンデンサ７０６における特性のばらつきなどの要因によって、制御装置２００が、初期充電が完了したと判定するタイミングがコンデンサ７０６ごとに異なることも考えられる。この場合、制御装置２００は、いずれかのコンデンサ７０６の初期充電が完了した後、手順２－３において半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部を一旦オフ状態にし、初期充電が完了したコンデンサ７０６が属する直流送電線ＬＮの断路器４０を開極させた後に、初期充電が完了していないコンデンサ７０６に対する初期充電の制御を再開すればよい（つまり、手順２－１から再度行えばよい）。

しかし、例えば、直流電流遮断装置２が備える転流回路７０が、図２の（ｂ）に示した転流回路７０ｂや、図２の（ｃ）に示した転流回路７０ｃの構成である場合、制御装置２００は、手順２－３において半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にすることなく、それぞれのコンデンサ７０６ごとに、初期充電を完了させることもできる。

例えば、直流電流遮断装置２が備える転流回路７０が転流回路７０ｂの構成である場合、制御装置２００は、初期充電が完了したコンデンサ７０６を備える転流回路７０ｂの半導体スイッチ部７０２－３をオン状態にする。これにより、転流回路７０ｂでは、初期充電を行う際に、半導体スイッチ部７０２－２を構成するダイオード、コンデンサ７０６－１、半導体スイッチ部７０２－１を構成するダイオードの経路を通って流れていた電流が、半導体スイッチ部７０２－３をオン状態にすることによって、半導体スイッチ部７０２－２を構成するダイオード、半導体スイッチ部７０２－３を構成する半導体スイッチング素子の経路を通って流れるようになる。つまり、制御装置２００が半導体スイッチ部７０２－３をオン状態にすることによって、転流回路７０ｂでは、コンデンサ７０６を通らない経路、つまり、コンデンサ７０６をバイパスさせる経路に変更することができる。

例えば、直流電流遮断装置２が備える転流回路７０が転流回路７０ｃの構成である場合、制御装置２００は、初期充電が完了したコンデンサ７０６を備える転流回路７０ｃのサイリスタ７０８－１をオン状態にする。これにより、転流回路７０ｃでは、初期充電を行う際に、フルブリッジ回路を通って流れていた電流が、サイリスタ７０８－１をオン状態にすることによって、フルブリッジ回路を通らずに流れるようになる。つまり、制御装置２００がサイリスタ７０８－１をオン状態にすることによって、転流回路７０ｃでは、電流が通る経路を、コンデンサ７０６を備えるフルブリッジ回路をバイパスさせる経路に変更することができる。

これらのことにより、直流電流遮断装置２では、複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させた場合でも、先に初期充電が完了したコンデンサ７０６に対する充電が継続されて、このコンデンサ７０６が過充電の状態になってしまうのを防止することができる。

上記説明したように、第２の実施形態の直流電流遮断装置２によれば、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、その直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６のみではなく、他の直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。さらに、第２の実施形態の直流電流遮断装置２では、異なる直流送電線ＬＮに接続されている複数の転流回路７０内のコンデンサ７０６を同時に初期充電させることもできる。しかも、第２の実施形態の直流電流遮断装置２においてコンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において設けた構成要素に加えて、機械接点１３０を設ければよい。このため、第２の実施形態の直流電流遮断装置２でも、小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。

直流電流遮断装置２の構成は、図５に示した構成に限定されない。直流電流遮断装置２でも、図７に示すような経路と同様の経路で電流を流すことができる構成であれば、図５に示した構成要素以外の他の構成要素が経路中に設けられていてもよい。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。図８は、第３の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図８においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図８に示した直流電流遮断装置３は、例えば、直流バス３０と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、三つのダイオード９１（ダイオード９１－１～９１－３）と、半導体遮断器１０と、半導体遮断器１５と、アレスタ１１と、アレスタ１６と、機械接点１００と、機械接点１１０と、電流抑制要素１２０と、制御装置２００と、を備える。図８に示した直流電流遮断装置３では、転流回路７０が図２の（ｂ）に示した転流回路７０ｂである構成を示している。直流電流遮断装置３は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１に、半導体遮断器１５、アレスタ１６、および三つのダイオード９１が追加された構成である。この構成により、直流電流遮断装置３では、直流バス３０側と直流送電線ＬＮ側とにおいて流れる双方向の電流を遮断することができる。

半導体遮断器１５は、第１端ｑ側から第２端ｒ側に流れる電流を遮断する。半導体遮断器１５の構成は、半導体遮断器１０と同様である。直流電流遮断装置３において、半導体遮断器１０と半導体遮断器１５とは、直流バス３０に対して互いに逆向きに接続されている。半導体遮断器１５も、制御装置２００によってオンまたはオフのいずれかの状態に制御される。直流電流遮断装置３では、半導体遮断器１５の第１端ｑがそれぞれのダイオード９１のカソードに接続され、第２端ｒが直流バス３０に接続されている。従って、半導体遮断器１５は、オン状態のときに直流送電線ＬＮ側から直流バス３０側に流れる電流を許容し、オフ状態のときに流れる電流を遮断する。つまり、半導体遮断器１５は、直流電流遮断装置３において、半導体遮断器１０とは逆側に流れる電流を遮断する。半導体遮断器１５は、特許請求の範囲における「第２の半導体遮断器」の一例である。

アレスタ１６は、半導体遮断器１５に並列に接続され、半導体遮断器１５がオフ状態に制御された場合に、直流送電線ＬＮと直流リアクトル２０とのインダクタンス分のエネルギーに起因して発生するサージエネルギーを消費（吸収）する。アレスタ１６は、アレスタ１１と同様のものである。

ダイオード９１は、半導体遮断器１５の第１端ｑと、対応する直流送電線ＬＮとの間の電流を選択的な向きで流す。より具体的には、ダイオード９１は、対応する直流送電線ＬＮ側から半導体遮断器１５の第１端ｑ側に流れる電流を許容し、その逆の向きに流れる電流を阻止する。つまり、ダイオード９１は、直流電流遮断装置３において、ダイオード９０とは逆側に流れる電流を許容し、その逆の向きに流れる電流を阻止する。直流電流遮断装置３では、それぞれのダイオード９１のアノードが、対応するリアクトル８０の第２端、および対応する直流送電線ＬＮに属する遮断器５０の第２極ｄと補助断路器６０の第１極ｅとの間に接続されている。ダイオード９０、転流回路７０、リアクトル８０、およびダイオード９１の構成は、特許請求の範囲における「電流整流部」の一例である。

直流電流遮断装置３において、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する動作は、図３および図４に示した、直流電流遮断装置１における初期充電の動作と同様である。つまり、直流電流遮断装置３でも、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、その直流送電線ＬＮに属するコンデンサ７０６を初期充電することができる。従って、直流電流遮断装置３においてそれぞれのコンデンサ７０６を充電させる動作に関する再度の詳細な説明は省略する。

直流電流遮断装置３において、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に事故回線を遮断させる動作は、直流電流遮断装置１における事故回線の遮断動作と等価なものになるようにすればよい。従って、直流電流遮断装置３における事故回線の遮断動作に関する詳細な説明は省略する。

上記説明したように、第３の実施形態の直流電流遮断装置３によれば、双方向の電流を遮断することができる構成であっても、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、その直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。しかも、第３の実施形態の直流電流遮断装置３でも、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、コンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素として小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。

直流電流遮断装置３では、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、機械接点１１０および電流抑制要素１２０を通る経路で電流を流すことによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する構成を示した。しかし、直流電流遮断装置３においても、第２の実施形態の直流電流遮断装置２と同様に機械接点１３０を備え、機械接点１３０と、機械接点１１０および電流抑制要素１２０とを通る経路で電流を流すことによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する構成にしてもよい。この構成の場合において、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する動作は、図６および図７に示した、直流電流遮断装置２における初期充電の動作と同様である。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について説明する。図９は、第４の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図９においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１および第３の実施形態の直流電流遮断装置３と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図９に示した直流電流遮断装置４は、例えば、直流バス３１と、直流バス３２と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、三つのダイオード９１（ダイオード９１－１～９１－３）と、半導体遮断器１０と、アレスタ１１と、機械接点１００と、機械接点１１０と、電流抑制要素１２０と、機械接点１４０と、機械接点１５０と、制御装置２００と、を備える。図９に示した直流電流遮断装置４では、転流回路７０が図２の（ｂ）に示した転流回路７０ｂである構成を示している。直流電流遮断装置４は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において、直流バス３０が直流バス３１と直流バス３２との二つの直流バスに別れ、三つのダイオード９１、機械接点１４０、および機械接点１５０が追加された構成である。直流電流遮断装置４は、第３の実施形態の直流電流遮断装置３において、直流バス３０が直流バス３１と直流バス３２との二つの直流バスに別れ、機械接点１４０が追加され、半導体遮断器１５が機械接点１５０に代わった構成ということもできる。この構成により、直流電流遮断装置４では、直流バス３１および直流バス３２側と直流送電線ＬＮ側とにおいて流れる双方向の電流を遮断することができる。

直流電流遮断装置４では、それぞれの直流送電線ＬＮに属する断路器４０の第１極ａが直流バス３１に接続され、半導体遮断器１０の第１端ｇが直流バス３２に接続されている。さらに、直流電流遮断装置４では、直流バス３２に機械接点１５０の第１極ｓが接続されている。直流バス３１は、特許請求の範囲における「第１の直流バス」の一例であり、直流バス３２は、特許請求の範囲における「第２の直流バス」の一例である。

機械接点１４０は、直流バス３１と直流バス３２とを接続させる機械接点式のスイッチである。機械接点１４０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１４０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｓと第２極ｔとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置４では、機械接点１４０の第１極ｓが直流バス３１に接続され、第２極ｔが直流バス３２に接続されている。機械接点１４０は、特許請求の範囲における「第５の機械式接点」の一例である。

機械接点１５０は、直流バス３２とそれぞれのダイオード９１とを接続させる機械接点式のスイッチである。機械接点１５０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１５０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｕと第２極ｖとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置４では、機械接点１５０の第１極ｕが直流バス３２に接続され、第２極ｖがそれぞれのダイオード９１のカソードに接続され、それぞれのダイオード９１のアノードが、対応するリアクトル８０の第２端および遮断器５０の第２極ｄ側の直流送電線ＬＮに接続されている。このため、直流電流遮断装置４において、それぞれのダイオード９１は、対応する直流送電線ＬＮ側から直流バス３２側に流れる電流を許容し、その逆の向きに流れる電流を阻止する。機械接点１５０は、特許請求の範囲における「第６の機械式接点」の一例である。

［直流電流遮断装置４におけるコンデンサ７０６への初期充電の動作］
ここで、図１０および図１１を参照して、例えば、直流送電線ＬＮ－１が課電されているときに、制御装置２００が、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６－１を初期充電させる動作の一例について説明する。図１０および図１１には、制御装置２００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置４内の電流の流れを示している。制御装置２００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、コンデンサ７０６－１を初期充電する。

（手順３－１）：まず、制御装置２００は、初期充電する転流回路７０－１が接続されている直流送電線ＬＮ－１に属する断路器４０－１および補助断路器６０－１を閉極させ、遮断器５０－１を開極させる。さらに、制御装置２００は、機械接点１１０および機械接点１４０を閉極させ、機械接点１５０を開極させる。これにより、直流電流遮断装置４では、図１０に示すような状態になる。このとき、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させた状態のままにしておいてもよいし、開極した状態にさせてもよい。ここで、手順３－１において、制御装置２００は、機械接点１５０を開極にさせた。これは、コンデンサ７０６－１を初期充電させる際に直流送電線ＬＮ－１からの電力が課電される箇所を限定することによって、より安全性が向上させるためである。しかし、機械接点１５０は、直流電流遮断装置４における通常の送電においては閉極した状態であり、例えば、直流バス３２側から電流が流れた場合でも、その電流はダイオード９１から先に流れることはない。このため、制御装置２００は、手順３－１において、機械接点１５０を閉極させた状態のままにしておいてもよい。

（手順３－２）：次に、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオン状態にする。これにより、直流送電線ＬＮ－１からの電力による電流が、図１１に示すような経路を通って流れる。より具体的には、直流送電線ＬＮ－１から、直流リアクトル２０－１、補助断路器６０－１、リアクトル８０－１、転流回路７０－１、断路器４０－１、直流バス３１、機械接点１４０、直流バス３２、半導体遮断器１０、機械接点１１０、電流抑制要素１２０を通って、接地された箇所に電流が流れる。このとき、転流回路７０－１内では、半導体スイッチ部７０２－２を構成するダイオード、コンデンサ７０６－１、および半導体スイッチ部７０２－１を構成するダイオードを通って、電流が流れる。これにより、電流が流れる経路中にあるコンデンサ７０６－１に、流れた電流に応じた電荷が初期充電される。

（手順３－３）：その後、コンデンサ７０６－１の初期充電が完了した後、制御装置２００は、半導体遮断器１０が備える半導体スイッチ部をオフ状態にする。これにより、直流電流遮断装置４では、直流送電線ＬＮ－１からの電流の流れが停止し、コンデンサ７０６－１が充電されなくなる。

（手順３－４）：次に、制御装置２００は、コンデンサ７０６－１の初期充電を開始する際に閉極させていた機械接点１１０、機械接点１４０、断路器４０－１、および補助断路器６０－１を開極させ、コンデンサ７０６－１の初期充電を開始する際に開極させていた機械接点１５０を閉極させる。これにより、直流電流遮断装置４では、コンデンサ７０６－１に充電された電荷が保持される。機械接点１００を開極させていた場合、制御装置２００は、機械接点１００を閉極させる。

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置４では、課電されている直流送電線ＬＮ－１の電力によって、コンデンサ７０６－１を初期充電することができる。その後、制御装置２００は、同様の手順を繰り返すことによって、課電されている直流送電線ＬＮ－２や直流送電線ＬＮ－３からの電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。

そして、制御装置２００は、直流電流遮断装置４における通常の送電の制御を行い、仮にいずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、その直流送電線ＬＮ（事故回線）を遮断させる。直流電流遮断装置４において、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に事故回線を遮断させる動作は、直流電流遮断装置１における事故回線の遮断動作と等価なものになるようにすればよい。従って、直流電流遮断装置４における事故回線の遮断動作に関する詳細な説明は省略する。

上記説明したように、第４の実施形態の直流電流遮断装置４によれば、直流バスを二つに分け、機械接点１５０を備えることによって双方向の電流を遮断することができる構成であっても、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、その直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。しかも、第４の実施形態の直流電流遮断装置４においてコンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において設けた構成要素に加えて、機械接点１４０を設ければよい。このため、第４の実施形態の直流電流遮断装置４でも、小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。

直流電流遮断装置４では、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、機械接点１１０および電流抑制要素１２０を通る経路で電流を流すことによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する構成を示した。しかし、直流電流遮断装置４においても、第２の実施形態の直流電流遮断装置２と同様に機械接点１３０を備え、機械接点１３０と、機械接点１１０および電流抑制要素１２０とを通る経路で電流を流すことによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する構成にしてもよい。この構成の場合において、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する動作は、直流電流遮断装置２における初期充電の動作と等価なものになるようにすればよい。従って、直流電流遮断装置４が機械接点１３０を備える構成である場合において、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する動作に関する詳細な説明は省略する。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について説明する。図１２は、第５の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図１２においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図１２に示した直流電流遮断装置５は、例えば、直流バス３０と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、半導体遮断器１０と、アレスタ１１と、機械接点１１０と、電流抑制要素１２０と、三つの機械接点１６０（機械接点１６０－１～１６０－３）と、制御装置２００と、を備える。直流電流遮断装置５は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１に、三つの機械接点１６０が追加された構成である。直流電流遮断装置５には、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、機械接点１００を備えてもよいが、図１２に示した直流電流遮断装置５では、機械接点１００が省略されている。

直流電流遮断装置５には、交流電源Ｐが、電力変換装置ＰＣを介して直流バス３０に接続されている。交流電源Ｐは、所定の交流電力を出力する電源である。交流電源Ｐは、交流電力を発電する発電設備であってもよい。電力変換装置ＰＣは、交流電源Ｐにより出力された交流電力を直流電力に変換する交直変換器である。電力変換装置ＰＣは、交流電圧を所定の直流電圧に変換して、直流電流遮断装置５が備える直流バス３０側に出力する。直流電流遮断装置５は、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力を、それぞれの直流送電線ＬＮによって受電側に送電する。このため、第１～第４の実施形態の直流電流遮断装置１～４では、課電されている直流送電線ＬＮからの電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができるのに対して、直流電流遮断装置５では、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。

直流電流遮断装置５では、制御装置２００が、電力変換装置ＰＣによる直流電力の出力の制御も行う。制御装置２００は、例えば、電流制御や電圧制御によって、電力変換装置ＰＣからの直流電力の出力を制御する。

機械接点１６０は、ダイオード９０の両端を接続させる（短絡させる）機械接点式のスイッチである。機械接点１６０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１６０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、ダイオード９０のアノード側に接続されている第１極と、ダイオード９０のカソード側に接続されている第２極との間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置５では、機械接点１６０－１の第１極がダイオード９０－１のアノード、転流回路７０－１の第１端ｉ、およびリアクトル８０－１の第１端に接続され、第２極がダイオード９０－１のカソード、および半導体遮断器１０の第２端ｈに接続されている。直流電流遮断装置５では、機械接点１６０－２の第１極がダイオード９０－２のアノード、転流回路７０－２の第１端ｉ、およびリアクトル８０－２の第１端に接続され、第２極がダイオード９０－２のカソード、および半導体遮断器１０の第２端ｈに接続されている。直流電流遮断装置５では、機械接点１６０－３の第１極がダイオード９０－３のアノード、転流回路７０－３の第１端ｉ、およびリアクトル８０－３の第１端に接続され、第２極がダイオード９０－３のカソード、および半導体遮断器１０の第２端ｈに接続されている。直流電流遮断装置５では、制御装置２００によって機械接点１６０が閉極の状態になると、ダイオード９０がバイパスされ、ダイオード９０が対応する直流送電線ＬＮとの間で選択的な向きで流す電流の方向とは逆方向への電流の流れが許容されることになる。つまり、ダイオード９０が許容する半導体遮断器１０の第２端ｈ側から直流送電線ＬＮ側への電流の流れのみではなく、直流送電線ＬＮ側から半導体遮断器１０の第２端ｈ側への電流の流れが許容されることになる。機械接点１６０は、特許請求の範囲における「第７の機械式接点」の一例である。

［直流電流遮断装置５におけるコンデンサ７０６への初期充電の動作］
ここで、図１３および図１４を参照して、制御装置２００が、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６－１を初期充電させる動作の一例について説明する。図１３および図１４には、制御装置２００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置５内の電流の流れを示している。制御装置２００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、コンデンサ７０６－１を初期充電する。

（手順４－１）：まず、制御装置２００は、初期充電する転流回路７０－１が接続されている直流送電線ＬＮ－１に属する断路器４０－１を閉極させ、遮断器５０－１を開極させる。さらに、制御装置２００は、機械接点１１０、および初期充電する転流回路７０－１に対応する機械接点１６０－１を閉極させる。これにより、直流電流遮断装置５では、図１３に示すような状態になる。

（手順４－２）：次に、制御装置２００は、電力変換装置ＰＣに直流電力を出力させる。これにより、電力変換装置ＰＣからの直流電力による電流が、図１４に示すような経路を通って流れる。より具体的には、電力変換装置ＰＣから、直流バス３０、断路器４０－１、転流回路７０－１、機械接点１６０－１、機械接点１１０、電流抑制要素１２０を通って、接地された箇所に電流が流れる。このとき、転流回路７０－１内では、ダイオード７０４－１、コンデンサ７０６－１、およびダイオード７０４－２を通って、電流が流れる。これにより、電流が流れる経路中にあるコンデンサ７０６－１に、流れた電流に応じた電荷が初期充電される。

（手順４－３）：その後、コンデンサ７０６－１の初期充電が完了した後、制御装置２００は、電力変換装置ＰＣに直流電力の出力を停止させる。これにより、直流電流遮断装置５では、電力変換装置ＰＣからの電流の流れが停止し、コンデンサ７０６－１が充電されなくなる。

（手順４－４）：次に、制御装置２００は、コンデンサ７０６－１の初期充電を開始する際に閉極させていた機械接点１１０、機械接点１６０－１、および断路器４０－１を開極させる。これにより、直流電流遮断装置５では、コンデンサ７０６－１に充電された電荷が保持される。

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置５では、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力によって、コンデンサ７０６－１を初期充電することができる。その後、制御装置２００は、同様の手順を繰り返すことによって、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。直流電流遮断装置５では、制御装置２００が、上述した手順において複数の直流送電線ＬＮに属するそれぞれの構成要素を同時に制御することにより、複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させることもできる。

そして、制御装置２００は、直流電流遮断装置５における通常の送電の制御を行い、仮にいずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、その直流送電線ＬＮ（事故回線）を遮断させる。直流電流遮断装置５において、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に事故回線を遮断させる動作は、直流電流遮断装置１と同様である。従って、直流電流遮断装置５における事故回線の遮断動作に関する再度の詳細な説明は省略する。

上記説明したように、第５の実施形態の直流電流遮断装置５によれば、直流バス３０に接続されている、直流電流遮断装置５の外部の電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。しかも、第５の実施形態の直流電流遮断装置５においてコンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において設けた構成要素に加えて、それぞれの転流回路７０に対応する機械接点１６０を設ければよい。このため、第５の実施形態の直流電流遮断装置５でも、小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。しかも、第５の実施形態の直流電流遮断装置５では、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電させるため、より高精度で安全にコンデンサ７０６を初期充電することができる。

直流電流遮断装置５の構成は、図１２に示した構成に限定されない。直流電流遮断装置５は、図１４に示すような経路と同様の経路で電流を流すことができる構成であれば、いかなる構成であってもよい。つまり、直流電流遮断装置５の構成は、図１４に示した経路と同様の経路で導通させることができる構成であれば、図１２に示した構成要素以外の他の構成要素が経路中に設けられていてもよい。例えば、機械接点１６０に代えてダイオード９０と逆方向に電流を許容する半導体スイッチング素子を備えたり、ダイオード９０と機械接点１６０とに代えて、互いに逆向きで並列に接続された二つのサイリスタを備える構成にしてもよい。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について説明する。図１５は、第６の実施形態に係る直流電流遮断装置の構成の一例を示す図である。図１５においては、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と共通する機能を有する構成要素については同一の符号を付している。図１５に示した直流電流遮断装置６は、例えば、直流バス３０と、三つの断路器４０（断路器４０－１～４０－３）と、三つの遮断器５０（遮断器５０－１～５０－３）と、三つの補助断路器６０（補助断路器６０－１～６０－３）と、三つの転流回路７０（転流回路７０－１～７０－３）と、三つのリアクトル８０（リアクトル８０－１～８０－３）と、三つのダイオード９０（ダイオード９０－１～９０－３）と、半導体遮断器１０と、アレスタ１１と、三つの機械接点１７０（機械接点１７０－１～１７０－３）と、電流抑制要素１８０と、制御装置２００と、を備える。直流電流遮断装置６は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において、機械接点１１０が三つの機械接点１７０に代わり、電流抑制要素１２０が電流抑制要素１８０に代わった構成である。直流電流遮断装置６には、第１の実施形態の直流電流遮断装置１と同様に、機械接点１００を備えてもよいが、図１５に示した直流電流遮断装置６では、機械接点１００が省略されている。

直流電流遮断装置６にも、第５の実施形態の直流電流遮断装置５と同様に、交流電源Ｐが、電力変換装置ＰＣを介して直流バス３０に接続されている。このため、直流電流遮断装置６でも、直流電流遮断装置５と同様に、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電することができる。

直流電流遮断装置６でも、直流電流遮断装置５と同様に、制御装置２００が、電力変換装置ＰＣによる直流電力の出力の制御も行う。

機械接点１７０は、対応する直流送電線ＬＮと電流抑制要素１８０とを接続させる機械接点式のスイッチである。機械接点１７０は、制御装置２００によって開極または閉極のいずれかの状態に制御される。機械接点１７０は、制御装置２００による開極または閉極のいずれかの状態への制御に応じて、第１極ｗと第２極ｘとの間を接続の状態、あるいは非接続（開放）の状態にする。直流電流遮断装置６では、機械接点１７０－１の第２極ｘ－１が直流送電線ＬＮ－１に属する補助断路器６０－１の第２極ｆ－１と直流リアクトル２０－１の第１端との間に接続され、第１極ｗ－１が電流抑制要素１８０の第１端に接続されている。直流電流遮断装置６では、機械接点１７０－２の第２極ｘ－２が直流送電線ＬＮ－２に属する補助断路器６０－２の第２極ｆ－２と直流リアクトル２０－２の第１端との間に接続され、第１極ｗ－２が電流抑制要素１８０の第１端に接続されている。直流電流遮断装置６では、機械接点１７０－３の第２極ｘ－３が直流送電線ＬＮ－３に属する補助断路器６０－３の第２極ｆ－３と直流リアクトル２０－３の第１端との間に接続され、第１極ｗ－３が電流抑制要素１８０の第１端に接続されている。直流電流遮断装置６では、それぞれの直流送電線ＬＮに属する補助断路器６０と直流リアクトル２０との間に機械接点１７０が設けられている構成を示したが、機械接点１７０は、それぞれの直流送電線ＬＮに属する遮断器５０と補助断路器６０との間に設けられてもよい。機械接点１７０は、特許請求の範囲における「第８の機械式接点」の一例である。

電流抑制要素１８０は、第１端と第２端との間に流れる電流、つまり、直流送電線ＬＮから機械接点１７０を介して流れてきた電流を抑制（整流）する。電流抑制要素１８０の構成は、第１～第５の実施形態の直流電流遮断装置１～５が備える電流抑制要素１２０と同様である。電流抑制要素１８０の第２端は、直流送電線ＬＮの負極、あるいは接地されている。図１５には、電流抑制要素１８０の第２端が接地されている場合を示している。

［直流電流遮断装置６におけるコンデンサ７０６への初期充電の動作］
ここで、図１６および図１７を参照して、制御装置２００が、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、転流回路７０－１が備えるコンデンサ７０６－１を初期充電させる動作の一例について説明する。図１６および図１７には、制御装置２００によってそれぞれの構成要素が制御された状態における、直流電流遮断装置６内の電流の流れを示している。制御装置２００は、以下のような手順でそれぞれの構成要素の開極、閉極、オン、オフを制御することにより、コンデンサ７０６－１を初期充電する。直流電流遮断装置６においても、直流電流遮断装置５と同様に、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０が備えるコンデンサ７０６の初期充電を順次行うこともできるが、直流電流遮断装置６でも、直流電流遮断装置５と同様に、複数の直流送電線ＬＮに属するそれぞれの構成要素を同時に制御することによって、複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させることもできる。以下の説明においては、直流電流遮断装置６が、複数のコンデンサ７０６を同時に初期充電させる場合の動作の一例について説明する。

（手順５－１）：まず、制御装置２００は、それぞれの直流送電線ＬＮに属する断路器４０および補助断路器６０を閉極させ、遮断器５０を開極させる。さらに、制御装置２００は、それぞれの直流送電線ＬＮに属する機械接点１７０を閉極させる。これにより、直流電流遮断装置６では、図１６に示すような状態になる。

（手順５－２）：次に、制御装置２００は、電力変換装置ＰＣに直流電力を出力させる。これにより、電力変換装置ＰＣからの直流電力による電流が、図１７に示すような経路を通って流れる。より具体的には、電力変換装置ＰＣから、直流バス３０、それぞれの断路器４０、それぞれの転流回路７０、それぞれの補助断路器６０、それぞれの機械接点１７０、電流抑制要素１８０を通って、接地された箇所に電流が流れる。このとき、それぞれの転流回路７０内では、ダイオード７０４－１、コンデンサ７０６－１、およびダイオード７０４－２を通って、電流が流れる。これにより、電流が流れる経路中にあるそれぞれのコンデンサ７０６に、流れた電流に応じた電荷が初期充電される。

（手順５－３）：その後、それぞれのコンデンサ７０６の初期充電が完了した後、制御装置２００は、電力変換装置ＰＣに直流電力の出力を停止させる。これにより、直流電流遮断装置６では、電力変換装置ＰＣからの電流の流れが停止し、それぞれのコンデンサ７０６が充電されなくなる。このとき、直流電流遮断装置６でも、第２の実施形態の直流電流遮断装置２におけるコンデンサ７０６への初期充電の別の動作として説明したのと同様に、初期充電が完了したと判定するタイミングがコンデンサ７０６ごとに異なることも考えられる。この場合、制御装置２００は、直流電流遮断装置２におけるコンデンサ７０６への初期充電の別の動作と等価なものになるようにそれぞれの構成要素を制御して、先に初期充電が完了したコンデンサ７０６が過充電の状態になってしまうのを防止するようにしてもよい。

（手順５－４）：次に、制御装置２００は、それぞれのコンデンサ７０６の初期充電を開始する際に閉極させていた機械接点１７０、断路器４０、および補助断路器６０を開極させる。これにより、直流電流遮断装置６では、それぞれのコンデンサ７０６に充電された電荷が保持される。

このような構成および手順によって、直流電流遮断装置６では、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力によって、それぞれのコンデンサ７０６を初期充電することができる。

そして、制御装置２００は、直流電流遮断装置６における通常の送電の制御を行い、仮にいずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合には、その直流送電線ＬＮ（事故回線）を遮断させる。直流電流遮断装置６において、いずれかの直流送電線ＬＮに事故が発生した場合に事故回線を遮断させる動作は、直流電流遮断装置１と同様である。従って、直流電流遮断装置６における事故回線の遮断動作に関する再度の詳細な説明は省略する。

上記説明したように、第６の実施形態の直流電流遮断装置６によれば、直流バス３０に接続されている、直流電流遮断装置６の外部の電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの直流送電線ＬＮに接続されている転流回路７０内のコンデンサ７０６を初期充電することができる。しかも、第６の実施形態の直流電流遮断装置６においてコンデンサ７０６を初期充電するために設ける構成要素は、第１の実施形態の直流電流遮断装置１において設けた構成要素の内、機械接点１１０が、それぞれの直流送電線ＬＮに対応すればよい。このため、第６の実施形態の直流電流遮断装置６でも、小規模な回路を追加することによって、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電する機能を実現することができる。しかも、第６の実施形態の直流電流遮断装置６でも、直流電流遮断装置５と同様に、電力変換装置ＰＣから出力された直流電力で、それぞれの転流回路７０が備えるコンデンサ７０６を初期充電させるため、より高精度で安全にコンデンサ７０６を初期充電することができる。

直流電流遮断装置６の構成は、図１５に示した構成に限定されない。直流電流遮断装置６は、図１７に示すような経路と同様の経路で電流を流すことができる構成であれば、図１５に示した構成要素以外の他の構成要素が経路中に設けられていてもよい。

上記に述べたとおり、各実施形態の直流電流遮断装置では、小規模な回路構成で、直流電流遮断装置が備える転流回路内のコンデンサを予め充電することができる。これにより、各実施形態の直流電流遮断装置では、仮に直流送電線で事故が発生した場合には、転流回路における転流の機能を実行させ、発生した事故による事故電流を半導体遮断器に転流させることができる。このことにより、各実施形態の直流電流遮断装置は、直流送電線を遮断させたり導通（接続）させたりする正常な動作を維持することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点（４０）と第２の機械式接点（５０）とが設けられた複数の直流送電線（ＬＮ）と、それぞれの直流送電線における第１の機械式接点の第１極を接続する直流バス（３０）と、直流バスに第１端が接続され、直流バス側から直流送電線側に流れる電流を遮断する第１の半導体遮断器（１０）と、それぞれの直流送電線に対応し、第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する直流送電線における第１の機械式接点の第２極と少なくとも第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素（７０６）を含み、対応する直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す複数の電流整流部（７０，８０，９０）と、第１の半導体遮断器の第２端側に第３の機械式接点（１１０）を介して接続され、第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が直流送電線の負極に接続、あるいは接地された電流抑制要素（１２０）と、少なくとも、第１の機械式接点、第２の機械式接点、第１の半導体遮断器、および第３の機械式接点を制御し、蓄電要素を充電させる制御装置（２００）と、を備えることにより、電流整流部内の蓄電要素を予め充電するための構成を小規模な回路構成で実現することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１，２，３，４，５，６・・・直流電流遮断装置、１０・・・半導体遮断器、１１・・・アレスタ、１５・・・半導体遮断器、１６・・・アレスタ、２０，２０－１，２０－２，２０－３・・・直流リアクトル、３０・・・直流バス、３１・・・直流バス、３２・・・直流バス、４０，４０－１，４０－２，４０－３・・・断路器、５０，５０－１，５０－２，５０－３・・・遮断器、６０，６０－１，６０－２，６０－３・・・補助断路器、７０，７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０－１，７０－２，７０－３・・・転流回路、７０２，７０２－１，７０２－２，７０２－３，７０２－４・・・半導体スイッチ部、７０４，７０４－１，７０４－２・・・ダイオード、７０６・・・コンデンサ、７０８，７０８－１，７０８－２・・・サイリスタ、８０，８０－１，８０－２，８０－３・・・リアクトル、９０，９０－１，９０－２，９０－３・・・ダイオード、９１，９１－１，９１－２，９１－３・・・ダイオード、１００・・・機械接点、１１０・・・機械接点、１２０・・・電流抑制要素、１３０，１３０－１，１３０－２・・・機械接点、１４０・・・機械接点、１５０・・・機械接点、１６０，１６０－１，１６０－２，１６０－３・・・機械接点、１７０，１７０－１，１７０－２，１７０－３・・・機械接点、１８０・・・電流抑制要素、２００・・・制御装置、ＬＮ，ＬＮ－１，ＬＮ－２，ＬＮ－３・・・直流送電線、Ｐ・・・交流電源、ＰＣ・・・電力変換装置

Claims (13)

1. 少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられた複数の直流送電線と、
   それぞれの前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第１極を接続する直流バスと、
   前記直流バスに第１端が接続され、前記直流バス側から前記直流送電線側に流れる電流を遮断する第１の半導体遮断器と、
   それぞれの前記直流送電線に対応し、前記第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第２極と少なくとも前記第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素を含み、対応する前記直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す複数の電流整流部と、
   前記第１の半導体遮断器の前記第２端側に第３の機械式接点を介して接続され、前記第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が前記直流送電線の負極に接続、あるいは接地された電流抑制要素と、
   少なくとも、前記第１の機械式接点、前記第２の機械式接点、前記第１の半導体遮断器、および前記第３の機械式接点を制御し、前記蓄電要素を充電させる制御装置と、
   を備える直流電流遮断装置。
2. それぞれの前記電流整流部を介して前記直流送電線のそれぞれに第１端が接続され、前記直流バスに第２端が接続され、前記直流送電線側から前記直流バス側に流れる電流を遮断する第２の半導体遮断器、をさらに備える、
   請求項１に記載の直流電流遮断装置。
3. 前記制御装置は、課電された前記直流送電線である第１の直流送電線の電力で対応する前記蓄電要素である第１の蓄電要素を充電させる際に、
   前記第１の直流送電線における前記第１の機械式接点と前記第３の機械式接点とを閉極させ、前記第１の直流送電線における前記第２の機械式接点を開極させた後に、前記第１の半導体遮断器を導通状態にさせ、
   前記第１の蓄電要素の充電が完了した後に、前記第１の半導体遮断器を非導通状態にさせる、
   請求項１または請求項２に記載の直流電流遮断装置。
4. 前記第２の機械式接点の第２極側に設けられ、異なる前記直流送電線同士を接続させる複数の第４の機械式接点、をさらに備える、
   請求項３に記載の直流電流遮断装置。
5. 前記制御装置は、前記第１の直流送電線の電力で、前記第１の直流送電線と異なる前記直流送電線である第２の直流送電線に対応する前記蓄電要素である第２の蓄電要素を充電させる際に、
   前記第２の直流送電線における前記第１の機械式接点と前記第３の機械式接点とを閉極させ、前記第１の直流送電線における前記第２の機械式接点と前記第２の直流送電線における前記第２の機械式接点を開極させ、前記第１の直流送電線と前記第２の直流送電線とを接続させる前記第４の機械式接点を閉極させた後に、前記第１の半導体遮断器を導通状態にさせ、
   前記第２の蓄電要素の充電が完了した後に、前記第１の半導体遮断器を非導通状態にさせる、
   請求項４に記載の直流電流遮断装置。
6. 少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられた複数の直流送電線と、
   それぞれの前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第１極を接続する第１の直流バスと、
   第５の機械式接点を介して前記第１の直流バスに接続された第２の直流バスと、
   前記第２の直流バスに第１端が接続され、前記第２の直流バスから前記直流送電線側に流れる電流を遮断する第１の半導体遮断器と、
   それぞれの前記直流送電線に対応し、前記第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第２極と少なくとも前記第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素を含み、対応する前記直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す複数の電流整流部と、
   それぞれの前記電流整流部と前記第２の直流バスとを接続する第６の機械式接点と、
   前記第１の半導体遮断器の前記第２端側に第３の機械式接点を介して接続され、前記第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が前記直流送電線の負極に接続、あるいは接地された電流抑制要素と、
   少なくとも、前記第１の機械式接点、前記第２の機械式接点、前記第１の半導体遮断器、前記第３の機械式接点、および前記第５の機械式接点、および前記第６の機械式接点を制御し、前記蓄電要素を充電させる制御装置と、
   を備える直流電流遮断装置。
7. 前記制御装置は、課電された前記直流送電線である第１の直流送電線の電力で対応する前記蓄電要素である第１の蓄電要素を充電させる際に、
   前記第１の直流送電線における前記第１の機械式接点と、前記第３の機械式接点と、前記第５の機械式接点とを閉極させ、前記第１の直流送電線における前記第２の機械式接点と前記第６の機械式接点とを開極させた後に、前記第１の半導体遮断器を導通状態にさせ、
   前記第１の蓄電要素の充電が完了した後に、前記第１の半導体遮断器を非導通状態にさせる、
   請求項６に記載の直流電流遮断装置。
8. 少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられた複数の直流送電線と、
   それぞれの前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第１極を接続する直流バスと、
   前記直流バスに第１端が接続され、前記直流バス側から前記直流送電線側に流れる電流を遮断する第１の半導体遮断器と、
   それぞれの前記直流送電線に対応し、前記第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第２極と少なくとも前記第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素を含み、対応する前記直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す複数の電流整流部と、
   前記第１の半導体遮断器の前記第２端側に第３の機械式接点を介して接続され、前記第３の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が前記直流送電線の負極に接続、あるいは接地された電流抑制要素と、
   それぞれの前記電流整流部に対応し、対応する前記電流整流部と前記第１の半導体遮断器の第２端側とを接続し、対応する前記電流整流部が対応する前記直流送電線に流れる電流の前記第１の半導体遮断器の第２端側への流れを許容させる第７の機械式接点と、
   少なくとも、前記第１の機械式接点、前記第２の機械式接点、前記第３の機械式接点、および前記第７の機械式接点を制御し、前記蓄電要素を充電させる制御装置と、
   を備え、
   前記直流バス側には、直流電力を出力する電力変換装置が接続されている、
   直流電流遮断装置。
9. 前記制御装置は、前記電力変換装置により変換された電力で前記蓄電要素を充電させる際に、
   充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部が接続された前記直流送電線における前記第１の機械式接点と、前記第３の機械式接点と、充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部に対応する前記第７の機械式接点とを閉極させ、充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部が接続された前記直流送電線における前記第２の機械式接点を開極させた後に、前記電力変換装置に変換した電力を出力させ、
   前記蓄電要素の充電が完了した後に、前記電力変換装置に変換した電力の出力を停止させる、
   請求項８に記載の直流電流遮断装置。
10. 少なくとも、直列に接続された第１の機械式接点と第２の機械式接点とが設けられた複数の直流送電線と、
    それぞれの前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第１極を接続する直流バスと、
    前記直流バスに第１端が接続され、前記直流バス側から前記直流送電線側に流れる電流を遮断する第１の半導体遮断器と、
    それぞれの前記直流送電線に対応し、前記第１の半導体遮断器の第２端側と、対応する前記直流送電線における前記第１の機械式接点の第２極と少なくとも前記第２の機械式接点の第１極との間の箇所とを接続し、少なくとも蓄電要素を含み、対応する前記直流送電線に流れる電流を選択的な向きで流す複数の電流整流部と、
    それぞれの前記直流送電線における前記第２の機械式接点の第２極側に設けられた第８の機械式接点を介して接続され、前記第８の機械式接点と接続された側とは逆側の一端が前記直流送電線の負極に接続、あるいは接地された電流抑制要素と、
    少なくとも、前記第１の機械式接点、前記第２の機械式接点、および前記第８の機械式接点を制御し、前記蓄電要素を充電させる制御装置と、
    を備え、
    前記直流バス側には、直流電力を出力する電力変換装置が接続されている、
    直流電流遮断装置。
11. 前記制御装置は、前記電力変換装置により変換された電力で前記蓄電要素を充電させる際に、
    充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部が接続された前記直流送電線における前記第１の機械式接点と、充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部に対応する前記第８の機械式接点とを閉極させ、充電させる前記蓄電要素を含む前記電流整流部が接続された前記直流送電線における前記第２の機械式接点を開極させた後に、前記電力変換装置に変換した電力を出力させ、
    前記蓄電要素の充電が完了した後に、前記電力変換装置に変換した電力の出力を停止させる、
    請求項１０に記載の直流電流遮断装置。
12. 前記電流整流部は、少なくとも一以上の半導体スイッチング素子、をさらに含み、
    前記制御装置は、前記蓄電要素に充電された電力に応じた電圧が所定の電圧値に達した場合、前記半導体スイッチング素子を制御して、前記電流整流部を流れる電流の経路を、前記蓄電要素をバイパスさせる、
    請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。
13. 前記電流整流部は、前記蓄電要素の両端を短絡させる短絡要素、をさらに含み、
    前記制御装置は、前記蓄電要素に充電された電力に応じた電圧が所定の電圧値に達した場合、前記短絡要素を制御して、前記電流整流部を流れる電流の経路を、前記蓄電要素をバイパスさせる、
    請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の直流電流遮断装置。

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