JP2644329B2 - Power switchgear - Google Patents

Power switchgear

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JP2644329B2
JP2644329B2 JP13614589A JP13614589A JP2644329B2 JP 2644329 B2 JP2644329 B2 JP 2644329B2 JP 13614589 A JP13614589 A JP 13614589A JP 13614589 A JP13614589 A JP 13614589A JP 2644329 B2 JP2644329 B2 JP 2644329B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、電力用開閉装置に関するもので、特に、遅
れ小電流遮断に際して、電圧増大現象の発生を防止した
電力用開閉装置に係る。
Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a power switching device, and in particular, to a power switching device in which a voltage increase phenomenon is prevented from occurring upon interruption of a small delay current. Related to the device.

(従来の技術) 一般に、電力送電線路においては、線路またはケーブ
ルの持つ対地静電容量を通じて流れる無効電力を補償し
て、系統の力率を改善する目的でシャントリアクトルが
接続されることが多い。また、電力送電系統が変圧器に
接続されることは通常行われることであり、この変圧器
が負荷加状態であることもしばしばである。この様な場
合、前記シャントリアクトルや負荷加変圧器は、ほとん
ど純粋に誘導性の負荷となり、電流の電気的位相は電圧
の位相より電気角にして90゜遅れたものとなる。この様
な負荷を開閉することを目的として設置される遮断器
は、第3図に示した様に、電圧の最大値付近で電流を遮
断することになる。この時の現象を第4図乃至第6図を
用いて説明する。
(Prior Art) In general, in power transmission lines, shunt reactors are often connected for the purpose of improving the power factor of a system by compensating for reactive power flowing through the ground capacitance of a line or a cable. Also, it is normal for the power transmission system to be connected to a transformer, and this transformer is often in a loaded state. In such a case, the shunt reactor and the load transformer become almost purely inductive loads, and the electric phase of the current is delayed by 90 degrees in electrical angle from the phase of the voltage. A circuit breaker installed for opening and closing such a load cuts off the current near the maximum value of the voltage as shown in FIG. The phenomenon at this time will be described with reference to FIGS.

第4図は、シャントリアクトル回路の代表的構成例を
示したものである。即ち、図中1はシャントリアクトル
であり、このインダクタンスをLLとする。2はシャント
リアクトル開閉用ガス遮断器(GCB)、3及び4は電源
側及び負荷側の全並列キャパシタンス成分で、それぞれ
の静電容量をCs及びClとする。5及び6は電源側及び負
荷側の全直列インダクタンス成分であり、それぞれの値
をLs及びLlとする。また、7は変圧器、8は系統電圧を
模擬した電源である。
FIG. 4 shows a typical configuration example of a shunt reactor circuit. That is, in the figure, reference numeral 1 denotes a shunt reactor, and this inductance is LL. 2 is a shunt reactor switching gas circuit breaker (GCB), 3 and 4 are all parallel capacitance components on the power supply side and the load side, and their respective capacitances are Cs and Cl. Reference numerals 5 and 6 denote total series inductance components on the power supply side and the load side, and their values are Ls and Ll. Reference numeral 7 denotes a transformer, and reference numeral 8 denotes a power supply simulating system voltage.

また、前記シャントリアクトル1を切離すために、GC
B2を開極動作させた場合の現象を、第5図及び第6図を
用いて説明する。即ち、第5図は、シャントリアクトル
切離しの際のGCB負荷側電圧(a)と、GCB電流(b)の
過渡変化を示したものである。
In addition, in order to separate the shunt reactor 1, GC
The phenomenon when B2 is opened will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. That is, FIG. 5 shows transient changes in the GCB load side voltage (a) and the GCB current (b) when the shunt reactor is disconnected.

(1)領域I:商用周波数の交流電流は電流零点へ向かっ
て減衰する。シャントリアクトル電流は通常100Aである
が、電力用ガス遮断器は最大40〜50KAを遮断する能力が
あるため、本来の電流零点を迎える前に電流を強制的に
遮断してしまうことがある。これを電流截断と呼び、第
5図(a)に示した例では、時刻9で発生するものとす
る。また、この時の電源電圧の瞬時値を10とする。
(1) Region I: The alternating current at the commercial frequency attenuates toward the current zero point. The shunt reactor current is usually 100 A, but the power gas circuit breaker has the ability to cut off a maximum of 40 to 50 KA, so the current may be forcibly cut off before reaching the original current zero point. This is called current cutoff, and it is assumed that the current cutoff occurs at time 9 in the example shown in FIG. Also, assume that the instantaneous value of the power supply voltage at this time is 10.

(2)領域II:電流載断が発生した時刻9は本来の電流
零点ではないため、この瞬間にはサントリアクトル1に
電流が流れている。この電流はGCB2によって電流がシャ
断された後、シャントリアクトル1〜負荷側静電容量4
を経て流れる。この結果、シャントリアクトルに蓄えら
れた磁気エネルギーI2・IL/2が、電気エネルギーv2・Cl
/2へ変換され(I及びvはシャントリアクトル1を流れ
る電流及び負荷側静電容量4の端子電圧)、GCB2の負荷
側には時刻11においてピークを迎える截断サージ電圧12
が発生する。この截断サージ電圧12は、零電位を中心に
数100Hz〜数KHzの周波数で振動し、截断電流値が大きい
程、大きな振幅を持つ。
(2) Region II: At time 9 at which the current interruption occurs, the current is not the original current zero point, and at this moment, the current flows through the sun reactor 1. After the current is shut off by the GCB2, the shunt reactor 1 to the load-side capacitance 4
Flows through. As a result, the magnetic energy I 2 · IL / 2 stored in the shunt reactor becomes the electric energy v 2 · Cl
/ I (I and v are the current flowing through the shunt reactor 1 and the terminal voltage of the load-side capacitance 4), and the cut-off surge voltage 12 peaking at time 11 appears on the load side of the GCB2.
Occurs. The cutting surge voltage 12 oscillates at a frequency of several hundred Hz to several KHz around zero potential, and has a larger amplitude as the cutting current value increases.

一方、GCB2の電源側には、商用周波数の電流電圧が印
加されている。このためGCB2の極間には第5図(a)中
13に相当する電圧が印加されることになる。
On the other hand, a current voltage of a commercial frequency is applied to the power supply side of the GCB2. Therefore, the gap between GCB2 is shown in Fig. 5 (a).
A voltage corresponding to 13 will be applied.

ここで、前述の通り、GCB2の遮断能力はシャントリア
クトル電流に対して十分に大きいため、電極間距離が極
間電圧13に耐えるに十分なだけ開離する以前に電流が截
断されることもある。この場合は、GCB2の電極間におい
て、再発弧と呼ばれる絶縁破壊が生じ、再発弧サージ電
圧が回路に現われる。第5図(a)においては、時刻14
において、極間電圧18にて再発弧が生じたものとし、再
発弧サージ電圧を16とする。
Here, as described above, since the breaking capability of the GCB2 is sufficiently large with respect to the shunt reactor current, the current may be cut off before the distance between the electrodes is sufficiently separated to withstand the voltage 13 between the electrodes. . In this case, insulation breakdown called re-arcing occurs between the electrodes of the GCB2, and a re-arc surge voltage appears in the circuit. In FIG. 5 (a), time 14
, It is assumed that re-arcing has occurred at a gap voltage of 18, and the re-arcing surge voltage is 16.

(3)領域III:再発弧が発生してGCB2の電極間が短絡状
態となると、負荷側電圧は静電容量3と4の比で決まる
電圧17を中心に振動しながら17へ収斂する。この際の最
大振幅15は(17+18)となり、截断サージ電圧12が大き
い程、また、電源側キャパシタンス3の値Csが大きい
程、大きな値となる。なお、18は通常0.8〜0.95×(12
の値)である。
(3) Region III: When re-arcing occurs and the electrodes of GCB2 are short-circuited, the load-side voltage converges to 17 while oscillating around voltage 17 determined by the ratio of capacitances 3 and 4. At this time, the maximum amplitude 15 becomes (17 + 18), and becomes larger as the cutting surge voltage 12 is larger and the value Cs of the power supply side capacitance 3 is larger. In addition, 18 is usually 0.8 to 0.95 x (12
Value).

一方、再発弧が生じると静電容量3及び4に蓄えられ
た電荷は、電源側静電容量3〜電源側インダクタンス5
〜GCB2〜負荷側インダクタンス6〜負荷側静電容量4を
経て放電し、数100KHzの高周波電流となる。また、電流
側から電源側インダクタンス5〜GCB2〜負荷側インダク
タンス6〜シャントリアクトル1を経て流れるシャント
リアクトル電流も再発弧によって発生する。したがっ
て、GCB2には商用周波数電流と高周波電流が重畳した電
流が流れることになる。この高周波電流の初期の振幅は
約KAとなり、GCB投入時のリアクトル電流よりはるかに
大きい。また、この高周波電流は、GCB電極間の再発弧
アークの持つ抵抗成分・その他回路の持つ損失により漸
次減衰していく。
On the other hand, when the re-arc occurs, the electric charges stored in the capacitances 3 and 4 are changed from the power supply side capacitance 3 to the power supply side inductance 5.
GCGCB 2 負荷 load side inductance 6 負荷 discharge through the load side capacitance 4, resulting in a high frequency current of several hundred KHz. Further, a shunt reactor current flowing from the current side through the power supply side inductance 5, the GCB2, the load side inductance 6, and the shunt reactor 1 is also generated by the re-arcing. Therefore, a current in which the commercial frequency current and the high frequency current are superimposed flows in the GCB2. The initial amplitude of this high-frequency current is about KA, which is much larger than the reactor current when the GCB is turned on. The high-frequency current gradually attenuates due to the resistance component of the re-arc between the GCB electrodes and other circuit losses.

この場合のGCB電流を第5図(b)に、また、再発弧
が発生した時刻14付近の電流波形の拡大図を第6図に示
した。図から明らかな様に、シャントリアクトル電流に
高周波電流が重畳した結果、新たな電流零点(21,22,2
3,24,25…)が現われ、この点でGCB電流が遮断される可
能性がある。こうした電流遮断現象を高周波消弧現象と
呼ぶ。
FIG. 5 (b) shows the GCB current in this case, and FIG. 6 is an enlarged view of the current waveform around time 14 at which the re-arcing occurred. As is clear from the figure, as a result of the superposition of the high-frequency current on the shunt reactor current, a new current zero (21,22,2
3,24,25 ...) appears, at which point the GCB current may be interrupted. Such a current interruption phenomenon is called a high-frequency arc extinguishing phenomenon.

仮に、高周波消弧現象が発生したとすると、その瞬時
にはシャントリアクトル電流は零でないため、前述の領
域IIにおける現象と同様の過程により、GCB2の負荷側に
高周波消弧サージ電圧が発生する。その値は高周波消弧
の発生がシャントリアクトル電流のピークに近い程大き
な値となり、場合によっては截断サージ電圧12を上回る
可能性がある。
If a high-frequency arc-extinguishing phenomenon occurs, the shunt reactor current is not zero at that moment, and a high-frequency arc-extinguishing surge voltage is generated on the load side of the GCB 2 by the same process as the above-described phenomenon in the region II. The value becomes larger as the occurrence of high-frequency arc extinction is closer to the peak of the shunt reactor current, and may possibly exceed the cutting surge voltage 12 in some cases.

この様な機構により、再発弧〜高周波消弧が繰返され
ると、シャントリアクトル1の端子電圧が逐次増大し、
非常に大きな値となることも考えられる。これを電圧増
大現象と呼ぶ。この様な電圧増大現象が発生すると、場
合によってはシャトリアクトルやその他の機器の絶縁が
脅かされる可能性もある。
With such a mechanism, when re-arcing to high-frequency arc extinction is repeated, the terminal voltage of the shunt reactor 1 increases sequentially,
It can be very large. This is called a voltage increase phenomenon. When such a voltage increase phenomenon occurs, there is a possibility that the insulation of the reactor and other devices may be threatened in some cases.

なお、再発弧が生じ、かつ、高周波消弧が発生しなか
った場合には、電流は商用周波数1/2サイクル後の零点
において遮断される。従って、この場合には大きな問題
とはならない。
If re-arcing occurs and high-frequency extinction does not occur, the current is cut off at the zero point after 1/2 cycle of the commercial frequency. Therefore, in this case, there is no major problem.

以上述べたように、機器の絶縁を脅かす異常電圧を発
生させる根本的な原因は再発弧にある。従って、再発弧
の発生を防止することができれば、遅れ小電流遮断の際
に異常電圧が発生することを防止することが可能とな
る。ここで、例えば、CIGRE International Conference
on Large High Voltage Electric Systems 1988 Sessi
onにおける発表論文13−16“APPLICATION OF NETAL OXI
DE VARISTORS ON A N 800KV CIRCUIT BREAKER USED FOR
SHUNT REACTOR SWITCHING"などに記述されている様
に、再発弧の発生はアーク時間と密接な関係にある。即
ち、開閉装置には、その機器によって決まる。再発弧が
発生し得る最長アーク時間があり、それ以上のアーク時
間では再発弧は発生し得ない。従って、開閉装置の開極
位相を制御して再発弧が発生し得ないアーク時間を人為
的に設定すれば、再発弧の発生を防止することが可能と
なり、ひいては機器の絶縁を脅かす異常電圧の発生を防
止することができる。この様な位相制御を施した遅れ小
電流遮断装置は、例えば、CIGRE International Confer
ence on Large High Voltage Electric System 1988 Se
ssionにおける発表論文13−12“SYNCHRONOUS ENERGIZIN
G OF SHUNT REACTORS AND SHUNT CAPACITORS"等に提案
されている。
As described above, the fundamental cause of abnormal voltages that threaten the insulation of equipment is re-arcing. Therefore, if the occurrence of re-arcing can be prevented, it is possible to prevent the occurrence of an abnormal voltage at the time of interruption of the small delay current. Here, for example, CIGRE International Conference
on Large High Voltage Electric Systems 1988 Sessi
on paper 13-16 “APPLICATION OF NETAL OXI
DE VARISTORS ON AN 800KV CIRCUIT BREAKER USED FOR
As described in "SHUNT REACTOR SWITCHING", etc., the occurrence of re-arcing is closely related to the arc time.The switchgear is determined by the equipment. Therefore, if the arc time is longer than this, re-arcing cannot occur, so if the opening time of the switchgear is controlled to artificially set the arc time during which re-arcing cannot occur, occurrence of re-arcing can be prevented. This can prevent the occurrence of abnormal voltage that threatens the insulation of the equipment.
ence on Large High Voltage Electric System 1988 Se
ssion paper 13-12 “SYNCHRONOUS ENERGIZIN
G OF SHUNT REACTORS AND SHUNT CAPACITORS ".

また、電力系統で通常使用される三相平衡回路では、
相間の位相差が電気角にして120゜ずつずれており、電
流零点は電気角60゜ずつずれて発生する。従って、三相
回路を遮断する際には、各相の遮断器を電気角60゜に相
当する時間差をもって駆動すれば、すべての相にて無再
発弧を実現できる。
In a three-phase balanced circuit usually used in power systems,
The phase difference between the phases is shifted by 120 ° in electrical angle, and the current zero point occurs by 60 ° in electrical angle. Therefore, when the three-phase circuit is cut off, if the circuit breakers of each phase are driven with a time difference corresponding to the electrical angle of 60 °, re-arcing can be realized in all phases.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、近年の電力用遮断器においては、機器
の小形化・部品点数の削減等の要求から、三相分の消弧
室を一括して駆動する操作方式が盛んに採用されるよう
になってきている。この様な三相一括駆動形遮断器にお
いては、各相間に時間差をもって遮断動作をおこなわせ
ることは困難であり、従って、リアクトル遮断等、遅れ
小電流遮断に供する位相制御形遮断器は、相ごとに駆動
装置を有するものとしなければならず、機器の小形化・
部品点数の削減が計れないという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in recent power circuit breakers, an operation method of collectively driving the three-phase arc-extinguishing chambers has been required due to a demand for downsizing of equipment and a reduction in the number of parts. It is becoming popular. In such a three-phase batch drive circuit breaker, it is difficult to perform a shut-off operation with a time difference between the phases. Must be equipped with a drive unit.
There is a drawback that the number of parts cannot be reduced.

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消する
ために提案されたもので、その目的は、シャントリアク
トル電流の遮断に際し、再発弧の発生を未然に防止する
ことのできる電力用開閉装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a power switch capable of preventing the occurrence of re-arcing when a shunt reactor current is interrupted. It is to provide a device.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の電力用開閉装置は、単一の駆動装置を用いな
がら、三相回路における各相消弧室の電極が開離する時
刻を、相ごとに異なったものとし、この時間が最短であ
る遮断第一相と遮断第二相、遮断第二相と遮断第三相の
間の時間差が、それぞれ商用周波数の電気角60゜に相当
する時間であり、且つ、遮断第一相の接点が開離する時
刻が、その相を流れる電流の零点よりも商用周波数の電
気角にして100〜170゜に相当する時間だけ以前となるよ
うに遮断指令が制御されたことを特徴とするものであ
る。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The power switchgear of the present invention uses a single drive device to determine the time at which the electrodes of the arc extinguishing chambers of each phase in the three-phase circuit are opened. The time difference between the first phase and the second phase, and the time between the second phase and the third phase, which is the shortest time, corresponds to the electrical angle of the commercial frequency of 60 °. Time so that the time at which the contacts of the first phase are disconnected is earlier than the zero point of the current flowing through that phase by a time corresponding to 100 to 170 ° in electrical angle of the commercial frequency. The command is controlled.

(作用) 本発明の電力用開閉装置においては、単一の駆動装置
を用いながら、三相回路における各相消弧室の電極が開
離する時刻を、交流電圧周波数の電気角60゜に相当する
時間だけずらすことが可能となり、その結果、三相すべ
ての消弧室で、アーク時間をほぼ等しい再発弧の発生し
ない値に設定することができる。
(Operation) In the power switchgear of the present invention, the time at which the electrodes of the arc extinguishing chambers of each phase open in the three-phase circuit corresponds to an electrical angle of 60 ° of the AC voltage frequency while using a single driving device. As a result, the arc time can be set to a value which does not cause re-arcing in the arc extinguishing chambers of all three phases.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図に基づい
て具体的に説明する。なお、第3図以下に示した従来の
遮断器と同一部材に付いては同一符号を付し、説明は省
略した。
(Embodiment) An embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 1 and 2. The same members as those of the conventional circuit breaker shown in FIG. 3 and below are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第1実施例 本実施例においては、第1図に示した様に、単一の遮
断制御指令を分流して各相の遮断コイルに導くように制
御回路が構成されている。即ち、電源回路31に接点32が
接続され、この接点32を投入することにより、図示して
いない操作機構を駆動して遮断器に遮断動作をおこなわ
せる各相の遮断コイル33a,33b,33cに指令が伝えられる
ように構成されている。また、各相へ遮断指令を伝える
回路には、波形成形回路34a,34b,34c及びC−Rからな
る遅延回路35a,35b,35cが設けられている。
First Embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a control circuit is configured to shunt a single shutoff control command and to guide the shunt to a shutoff coil of each phase. That is, the contact 32 is connected to the power supply circuit 31, and by turning on the contact 32, the cut-off coils 33a, 33b, 33c of each phase that drive an operation mechanism (not shown) to perform the cut-off operation of the circuit breaker. It is configured so that instructions can be transmitted. The circuit for transmitting the shutoff command to each phase is provided with delay circuits 35a, 35b and 35c composed of waveform shaping circuits 34a, 34b and 34c and CR.

なお、この遅延回路35a〜35cの遅延時間は、各相ごと
に異なった値に設定されており、各相の遮断コイル33a
〜33cに遮断指定が与えられるまでに要する時間の差
が、商用周波数の電気角にして60゜ずつずれているよう
に構成されている。さらに、図示していない遮断器の消
弧室において、接点が開離する瞬間は、例えばCIGRE In
ternational Conference on Large High Voltage Elect
ric System 1988 Sessionにおける発表論文13−12“SYN
CHRONOUS ENERGIZING OF SHUNT REACTORS AND SHUNT CA
PACITORS"等に述べられている位相制御装置により制御
され、各相を流れる電流の零点に対して電気角100゜〜1
70゜に相当する時間だけ以前であるように設定されてい
る。
The delay time of each of the delay circuits 35a to 35c is set to a different value for each phase.
The difference in the time required until the cutoff designation is given to .about.33c is shifted by 60 degrees in terms of the electrical angle of the commercial frequency. Further, in the arc extinguishing chamber of the circuit breaker (not shown), the moment when the contact is opened is, for example, CIGRE In.
ternational Conference on Large High Voltage Elect
RIC System 1988 Session Paper 13-12 “SYN
CHRONOUS ENERGIZING OF SHUNT REACTORS AND SHUNT CA
PACITORS "and the like, controlled by a phase control device, and an electrical angle of 100 ° to 1 ° with respect to the zero point of the current flowing through each phase.
It is set to be earlier by a time equivalent to 70 ゜.

上記のような構成を有する本実施例の電力用開閉装置
においては、各相の消弧室の接点が開離する時刻を交流
電圧の周波数における電気角60゜に相当する時間ずつず
らすことができる。一方、三相平衡回路では電圧及び電
流は、電気角にして120゜ずつずれているが、極性を問
わず、絶対値のみを考えれば、電気角60゜ずつずれてい
ることになる。したがって、本実施例の遮断器の接点が
開離する時刻の電流位相は、三相回路についてほぼ等し
く設定されることになる。
In the power switchgear of the present embodiment having the above configuration, the time at which the contacts of the arc extinguishing chambers of each phase are opened can be shifted by a time corresponding to the electrical angle of 60 ° at the frequency of the AC voltage. . On the other hand, in the three-phase balanced circuit, the voltage and the current deviate from each other by 120 ° in terms of electrical angle. However, if only the absolute value is considered regardless of the polarity, the voltage and current deviate by 60 ° in electrical angle. Therefore, the current phase at the time when the contacts of the circuit breaker of this embodiment are opened is set to be substantially equal for the three-phase circuit.

また、遅れ小電流遮断に際して、アーク時間が交流電
圧周波数の電気角100゜〜170゜に相当する時間の範囲で
は、再発弧は起こらないことは一般によく知られてい
る。従って、a相の消弧室において、電流零点よりも電
気角100゜〜170゜に相当する時間だけ以前に接点が開離
するように、遮断指令の位相制御を行なえば、b相及び
c相の消弧室においても、ほぼ同じ位相制御がなされ
る。その結果、三相すべてについて、アーク時間を交流
電圧周波数の電気角100゜〜170゜に相当する時間に設定
することが可能となる。
It is generally well-known that in the case of interruption of a small delay current, a re-arc does not occur within a time range in which the arc time corresponds to an electrical angle of 100 ° to 170 ° of the AC voltage frequency. Therefore, if the phase control of the shutoff command is performed in the a-phase arc-extinguishing chamber so that the contacts are opened before the time corresponding to the electrical angle of 100 ° to 170 ° before the current zero point, the b-phase and the c-phase are controlled. In the arc extinguishing chamber, almost the same phase control is performed. As a result, for all three phases, the arc time can be set to a time corresponding to the electrical angle of 100 ° to 170 ° of the AC voltage frequency.

この様に、本実施例によれば、単一の駆動装置を用い
ながら、三相回路における各相消弧室の電極が開離する
時刻を、交流電圧周波数の電気角60゜に相当する時間だ
けずらすことが可能となり、その結果、三相すべての消
弧室で、アーク時間をほぼ等しい再発弧の発生しない値
に設定することができるため、縮小化・部品点数の削減
が可能となり、また、遅れ小電流遮断に際して、異常電
圧が発生することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the time when the electrodes of the arc extinguishing chambers of each phase open in the three-phase circuit is set to the time corresponding to the electrical angle of 60 ° of the AC voltage frequency while using a single driving device. As a result, the arc time can be set to a value that does not cause re-arcing in all three-phase arc-extinguishing chambers, so that downsizing and the number of parts can be reduced. In addition, it is possible to prevent occurrence of an abnormal voltage at the time of interrupting the small delay current.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、遅延回路を三相すべてに設けなくても、b相及び
c相のみに設けても同様の効果が得られる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and similar effects can be obtained even if the delay circuits are not provided in all three phases, but are provided in only the b and c phases.

第2実施例 本実施例は、第2図に示した様に、遮断器の開閉操作
機構として、差動ピストン方式による油圧シリンダを備
えた油圧回路を用いた場合を示したものである。即ち、
油圧機構の主要部は、油圧発生装置41、アキュムレータ
42、開閉部43a,43b,43cへ連結された油圧シリンダ44a,4
4b,44cなどから構成されている。また、前記油圧発生装
置41は、油圧シリンダを開閉操作するために高圧の作動
油を供給する装置であり、ポンプ45、電動機46、圧力ス
イッチ47、油タンク48などから構成されている。
Second Embodiment In this embodiment, as shown in FIG. 2, a case where a hydraulic circuit having a hydraulic cylinder of a differential piston type is used as an opening / closing operation mechanism of a circuit breaker is shown. That is,
The main part of the hydraulic mechanism is a hydraulic pressure generator 41, an accumulator
42, hydraulic cylinders 44a, 4 connected to opening / closing parts 43a, 43b, 43c
4b, 44c, etc. The hydraulic pressure generating device 41 is a device for supplying high-pressure hydraulic oil for opening and closing a hydraulic cylinder, and includes a pump 45, an electric motor 46, a pressure switch 47, an oil tank 48, and the like.

また、差動ピストン方式の油圧シリンダ44a〜44cにお
いては、シリンダ内のピストンロッド側49a,49b,49cと
反ロッド側50a,50b,50cの有効面積の差を利用して、ピ
ストン51a,51b,51cの反ロッド側に作動油を供給または
排出するように構成されている。つまり、ロッド側の作
動油ポートにポンプ45から作動油を供給し、反ロッド側
の油ポートが操作弁の動作によって排油ポートに切り替
わり、反ロッド側の作動油によって開方向(第2図のピ
ストン下降方向)に動く。また、この反対動作の閉操作
は、操作弁52の復帰により、油ポンプあるいはアキュム
レータから作動油が反ロッド側ポート50a〜50cに供給さ
れ、ピストンは閉操作となる。これらの動作により、ピ
ストン51a〜51cが駆動され、開閉部43a〜43cの可動部が
駆動されて開閉動作が行われる。
Further, in the hydraulic cylinders 44a to 44c of the differential piston type, the pistons 51a, 51b, and 50b are utilized by utilizing the difference in the effective area between the piston rod side 49a, 49b, 49c and the opposite rod side 50a, 50b, 50c in the cylinder. It is configured to supply or discharge hydraulic oil to the opposite rod side of 51c. That is, hydraulic oil is supplied from the pump 45 to the hydraulic oil port on the rod side, the oil port on the opposite rod side is switched to the oil discharge port by the operation of the operation valve, and the opening direction is changed by the hydraulic oil on the opposite rod side (see FIG. 2). It moves in the piston down direction). In the opposite closing operation, when the operation valve 52 returns, hydraulic oil is supplied from the oil pump or the accumulator to the non-rod side ports 50a to 50c, and the piston is closed. By these operations, the pistons 51a to 51c are driven, and the movable parts of the opening and closing units 43a to 43c are driven to perform the opening and closing operation.

なお、本実施例においては、油圧経路に設けられたし
ぼり53b1,53b2,53c1,53c2によって、高圧油の伝達時間
を相ごとに異なったものとすることができるように構成
されている。即ち、a相の開閉部43aと、b相の開閉部4
3bとの時間差、及び、b相の開閉部43bとc相の開閉部4
3cが、それぞれ遮断動作を開始するまでに要する時間差
が、それぞれ商用周波数の電気角60゜に相当する時間と
なるように設定されている。
In this embodiment, the transmission time of the high-pressure oil can be made different for each phase by the throttles 53b1, 53b2, 53c1, and 53c2 provided in the hydraulic path. That is, the opening / closing section 43a of the a-phase and the opening / closing section 4 of the b-phase
3b, and the b-phase switch 43b and the c-phase switch 4
3c is set such that the time difference required to start the cutoff operation is a time corresponding to the electrical angle of 60 ° of the commercial frequency.

また、遮断器の開閉部において、接点が開離する瞬間
は、例えば、CIGRE International Conference on Larg
e High Voltage Electric System 1988 Sessionにおけ
る発表論文13−12“SYNCHRONOUS ENERGIZING OF SHUNT
REACTORS AND SHUNT CAPACITORS"等に述べられている位
相制御装置により制御され、各相を流れる電流の零点に
対して電気角100゜〜170゜に相当する時間だけ以前であ
るように設定されている。
Further, at the moment when the contacts are opened in the switching part of the circuit breaker, for example, the CIGRE International Conference on Larg
Paper 13−12 “SYNCHRONOUS ENERGIZING OF SHUNT” at e High Voltage Electric System 1988 Session
REACTORS AND SHUNT CAPACITORS "and the like, and are set so as to be before the time corresponding to the electrical angle of 100 ° to 170 ° with respect to the zero point of the current flowing through each phase.

上記のような構成を有する本実施例の電力用開閉装置
においては、開閉部43a〜43cの接点が開離する時刻を、
交流電圧の周波数における電気角60゜に相当する時間ず
つずらすことができる。一方、三相平衡回路では電圧及
び電流は、電気角にして120゜ずつずれているが、極性
を問わず、絶対値のみを考えれば、電気角60゜ずつずれ
ていることになる。したがって、本実施例の遮断器の開
閉部43a〜43cの接点が開離する時刻の電流位相は、三相
回路についてほぼ等しく設定されることになる。
In the power switching device of the present embodiment having the above-described configuration, the time at which the contacts of the switching units 43a to 43c are opened,
It can be shifted by a time corresponding to the electrical angle of 60 ° at the frequency of the AC voltage. On the other hand, in the three-phase balanced circuit, the voltage and the current deviate from each other by 120 ° in terms of electrical angle. However, if only the absolute value is considered regardless of the polarity, the voltage and current deviate by 60 ° in electrical angle. Therefore, the current phases at the time when the contacts of the switching units 43a to 43c of the circuit breaker of the present embodiment are opened are set to be substantially equal for the three-phase circuit.

また、遅れ小電流遮断に際して、アーク時間が交流電
圧周波数の電気角100゜〜170゜に相当する時間の範囲で
は、再発弧は起こらないことは一般によく知られてい
る。従って、遮断部43aにおいて、電流零点よりも電気
角100゜〜170゜に相当する時間だけ以前に接点が開離す
るように、遮断指令の位相制御を行なえば、遮断部43b
及び43cにおいても、ほぼ同じ位相制御がなされる。そ
の結果、三相すべてについて、アーク時間を交流電圧周
波数の電気角100゜〜170゜に相当する時間に設定するこ
とが可能となる。
It is generally well-known that in the case of interruption of a small delay current, a re-arc does not occur within a time range in which the arc time corresponds to an electrical angle of 100 ° to 170 ° of the AC voltage frequency. Therefore, if the phase control of the shutoff command is performed in the shutoff unit 43a so that the contacts are opened before the current zero point by a time corresponding to the electrical angle of 100 ° to 170 °, the shutoff unit 43b
And 43c, almost the same phase control is performed. As a result, for all three phases, the arc time can be set to a time corresponding to the electrical angle of 100 ° to 170 ° of the AC voltage frequency.

この様に、本実施例によれば、単一の駆動装置を用い
ながら、三相回路における各相消弧室の電極が開離する
時刻を、交流電圧周波数の電気角60゜に相当する時間だ
けずらすことが可能となり、その結果、三相すべての消
弧室で、アーク時間をほぼ等しい再発弧の発生しない値
に設定することができるため、縮小化・部品点数の削減
が可能となり、また、遅れ小電流遮断に際して、異常電
圧が発生することを防止できる。
As described above, according to the present embodiment, the time when the electrodes of the arc extinguishing chambers of each phase open in the three-phase circuit is set to the time corresponding to the electrical angle of 60 ° of the AC voltage frequency while using a single driving device. As a result, the arc time can be set to a value that does not cause re-arcing in all three-phase arc-extinguishing chambers, so that downsizing and the number of parts can be reduced. In addition, it is possible to prevent occurrence of an abnormal voltage at the time of interrupting the small delay current.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、高圧油の伝達回路に設けられるしぼりは、第2図
に示した実施例においては、b相及びc相のみに設けら
れているが、三相すべてに設けても同様の効果が得られ
る。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the throttle provided in the high-pressure oil transmission circuit is provided only in the b-phase and the c-phase in the embodiment shown in FIG. However, the same effect can be obtained by providing the same for all three phases.

[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、単一の駆動装置を用い
ながら、三相回路における各相消弧室の電極が開離する
時刻を、相ごとに異なったものとし、この時間が最短で
ある遮断第一相と遮断第二相、遮断第二相と遮断第三相
の間の時間差が、それぞれ商用周波数の電気角60゜に相
当する時間であり、且つ、遮断第一相の接点が開離する
時刻が、その相を流れる電流の零点よりも商用周波数の
電気角にして100〜170゜に相当する時間だけ以前となる
ように遮断指令が制御されるように構成することによ
り、シャントリアクトル電流の遮断に際し、再発弧の発
生を未然に防止することのできる電力用開閉装置を提供
することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, while using a single drive device, the time at which the electrode of each phase extinguishing chamber in the three-phase circuit is opened is different for each phase, The time differences between the cut-off first phase and the cut-off second phase, and the cut-off second phase and the cut-off third phase, which are the shortest, are the times corresponding to the electrical angle of 60 ° of the commercial frequency, respectively. The shutdown command is controlled so that the time at which the contact of one phase is opened is earlier than the zero point of the current flowing in that phase by a time corresponding to an electrical angle of commercial frequency of 100 to 170 °. By doing so, it is possible to provide a power switchgear that can prevent the occurrence of re-arcing when the shunt reactor current is interrupted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の電力用開閉装置の第1実施例を示す三
相一括駆動方式によるパッファ形ガス遮断器の構成図、
第2図は本発明の第2実施例を示す構成図、第3図はシ
ャントリアクトル開閉現象を説明するための、電流・電
圧の時間関係を示す波形、第4図は従来のシャントリア
クトル回路の構成を示す回路図、第5図はシャントリア
クトル切り離しの際の電気的現象を説明するための電圧
波形(a)及び電流波形(b)を示す図、第6図は第5
図に示した電流波形の部分拡大図である。 1……シャントリアクトル、2……ガス遮断器、3……
電源側静電容量、4……負荷側静電容量、12……截断サ
ージ電圧、16……再発弧サージ電圧、21,22,23,24,25…
…再発弧に伴う高周波電流により発生した電流零点、33
a,33b,33c……遮断コイル、35a,35b,35c……遅延回路、
43a,43b,43c……開閉部、44a,44b,44c……油圧シリン
ダ、51a,51b,51c……油圧ピストン、53b1,53b2,53c1,53
c2……しぼり。
FIG. 1 is a configuration diagram of a puffer type gas circuit breaker using a three-phase collective drive system, showing a first embodiment of a power switchgear of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a waveform showing a current-voltage time relationship for explaining a shunt reactor switching phenomenon, and FIG. 4 is a conventional shunt reactor circuit. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration, FIG. 5 is a diagram showing a voltage waveform (a) and a current waveform (b) for explaining an electrical phenomenon at the time of shunt reactor disconnection, and FIG.
It is the elements on larger scale of the current waveform shown in the figure. 1 ... shunt reactor, 2 ... gas circuit breaker, 3 ...
Power supply side capacitance, 4… Load side capacitance, 12… Cutting surge voltage, 16… Return arc surge voltage, 21,22,23,24,25…
… Current zero generated by high-frequency current associated with re-arcing, 33
a, 33b, 33c …… cutoff coil, 35a, 35b, 35c …… delay circuit,
43a, 43b, 43c Opening / closing section, 44a, 44b, 44c Hydraulic cylinder, 51a, 51b, 51c Hydraulic piston, 53b1, 53b2, 53c1, 53
c2 …… Squeeze.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 弘明 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 中本 哲哉 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝浜川崎工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroaki Toda 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Tetsuya Nakamoto No. 2, Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture No. 1 Inside the Toshiba Hamakawasaki Plant

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能
な固定接触子と可動接触子を有し、前記可動接触子部に
設けられたパッファピストンとパッファシリンダとから
成るパッファ室を圧縮することによってガスを圧縮して
ノズル部に導き、固定・可動アーク接触子間に発生して
いるアークを冷却して消弧させる三相分の消弧室を有
し、また、前記三相分の消弧室を単一の制御指令によっ
て駆動して三相回路を一括して遮断する電力用開閉装置
において、 前記単一の遮断制御指令を分流して、各相の遮断コイル
に導くように制御回路を構成し、この制御指令を各相の
遮断コイルに導く間の通電経路に遅延回路を設け、各相
の遮断コイルが駆動されるまでに要する時間を各相ごと
に異なったものとし、この時間が最短である遮断第一相
と遮断第二相、遮断第二相と遮断第三相の間の時間差
が、それぞれ商用周波数の電気角60゜に相当する時間で
あり、且つ、遮断第一相の接点が開離する時刻が、その
相を流れる電流の零点よりも商用周波数の電気角にして
100〜170゜に相当する時間だけ以前となるように遮断指
令が制御されたことを特徴とする電力用開閉装置。
1. A puffer chamber having a fixed contact and a movable contact which can be brought into contact with and separated from each other in a container filled with an arc-extinguishing gas, and comprising a puffer piston and a puffer cylinder provided in the movable contact portion. A three-phase arc-extinguishing chamber for compressing the gas to guide the gas to the nozzle portion and cooling and extinguishing the arc generated between the fixed and movable arc contacts; and In a power switchgear that drives the arc extinguishing chamber for each phase according to a single control command and shuts off the three-phase circuit at a time, the single shutoff control command is divided and guided to the shutoff coil of each phase. The control circuit is configured as described above, and a delay circuit is provided in an energizing path during which the control command is led to the cutoff coil of each phase, and the time required for driving the cutoff coil of each phase is different for each phase. The first phase and the The time difference between the two phases, the interrupted second phase and the interrupted third phase is the time corresponding to the electrical angle of 60 ° of the commercial frequency, respectively, and the time at which the contacts of the interrupted first phase are opened is the phase. Electrical angle of the commercial frequency from the zero point of the current flowing through
A switchgear for electric power, characterized in that the shut-off command is controlled so as to be earlier by a time corresponding to 100 to 170 °.
【請求項2】消弧性ガスを充填した容器内に、接離可能
な固定接触子と可動接触子を有し、前記可動接触子部に
設けられたパッファピストンとパッファシリンダとから
成るパッファ室を圧縮することによってガスを圧縮して
ノズル部に導き、固定・可動アーク接触子間に発生して
いるアークを冷却して消弧させる三相分消弧室を有し、
また、前記三相分の消弧室を単一の制御指令によって駆
動して三相回路を一括して遮断する電力用開閉装置にお
いて、 前記単一の制御装置が相別の油圧シリンダを駆動する操
作弁及びパイロット弁を駆動する電磁コイルから構成さ
れ、この操作弁と相別の油圧シリンダとを連結する油圧
経路にしぼり部を設けて、相別の油圧シリンダが動作す
るまでに要する時間を相ごとに異なったものとし、この
時間が最短である遮断第一相と遮断第二相、遮断第二相
と遮断第三相の間の時間差が、それぞれ商用周波数の電
気角60゜に相当する時間であり、且つ、遮断第一相の接
点が開離する時刻が、その相を流れる電流の零点よりも
商用周波数の電気角にして100〜170゜に相当する時間だ
け以前となるように遮断指令が制御されたことを特徴と
する電力用開閉装置。
2. A puffer chamber comprising a fixed contact and a movable contact which are detachable from each other in a container filled with an arc-extinguishing gas, and a puffer piston and a puffer cylinder provided in the movable contact portion. Has a three-phase arc extinguishing chamber that compresses the gas by compressing it and guides it to the nozzle part, and cools and extinguishes the arc generated between the fixed and movable arc contacts,
Further, in the power switching device for driving the arc extinguishing chambers for the three phases by a single control command and shutting off the three-phase circuit at a time, the single control device drives a hydraulic cylinder for each phase. It is composed of an electromagnetic coil that drives an operating valve and a pilot valve, and a throttle is provided in the hydraulic path that connects this operating valve to each hydraulic cylinder, so that the time required for each hydraulic cylinder to operate can be determined. The time difference between the first phase and the second phase, and the time difference between the second phase and the third phase, each of which is the shortest, corresponds to the electrical angle 60 ° of the commercial frequency. And the time at which the contacts of the first phase of disconnection are opened is before the zero point of the current flowing in that phase by a time corresponding to an electrical angle of the commercial frequency of 100 to 170 °. Controlled for electric power. Apparatus.
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