JP2679246B2 - 高電圧サイリスタの点弧装置 - Google Patents
高電圧サイリスタの点弧装置Info
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- JP2679246B2 JP2679246B2 JP1131806A JP13180689A JP2679246B2 JP 2679246 B2 JP2679246 B2 JP 2679246B2 JP 1131806 A JP1131806 A JP 1131806A JP 13180689 A JP13180689 A JP 13180689A JP 2679246 B2 JP2679246 B2 JP 2679246B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高電圧系統に接続され、例えば自己電流
遮断用や負荷開閉用として使用される高電圧サイリスタ
遮断器等の高電圧サイリスタの点弧装置に関するもので
ある。
遮断用や負荷開閉用として使用される高電圧サイリスタ
遮断器等の高電圧サイリスタの点弧装置に関するもので
ある。
第３図はこの種従来の高電圧サイリスタ遮断器を示す
回路図である。図において、（１）および（２）は遮断
器のそれぞれ入力端子および出力端子で、３相分を有し
高電圧系統に接続される。（３）は入出力端子（１）
（２）間に接続されたサイリスタで、相互に逆並列接続
された一対の素子から構成されている。（４）および
（５）はサイリスタ（３）とそれぞれ直列および並列に
接続された真空電磁接触器、（６）はサイリスタ（３）
の極間に挿入された過電圧抑制用のスナバユニット、
（７）はサイリスタ（３）への点弧信号が入力される点
弧信号入力端子、（８）は点弧信号から点弧電流を形成
してサイリスタ（３）のゲートへ送出する点弧電流形成
回路である。
回路図である。図において、（１）および（２）は遮断
器のそれぞれ入力端子および出力端子で、３相分を有し
高電圧系統に接続される。（３）は入出力端子（１）
（２）間に接続されたサイリスタで、相互に逆並列接続
された一対の素子から構成されている。（４）および
（５）はサイリスタ（３）とそれぞれ直列および並列に
接続された真空電磁接触器、（６）はサイリスタ（３）
の極間に挿入された過電圧抑制用のスナバユニット、
（７）はサイリスタ（３）への点弧信号が入力される点
弧信号入力端子、（８）は点弧信号から点弧電流を形成
してサイリスタ（３）のゲートへ送出する点弧電流形成
回路である。
第４図はサイリスタ（３）へ点弧電流を供給する点弧
装置を示す回路図で、図において、（９）は点弧パルス
発生回路、（10）はこの点弧パルス発生回路（９）の出
力から入力端子（７）への点弧信号を作成する周知の変
調形ゲートアンプ、（11）は変調形ゲートアンプ（10）
を駆動する直流電源である。そして、点弧電流形成回路
（８）は、入力端子（７）の低電位側とサイリスタ
（３）の高電位側とを電気的に絶縁する高周波変圧器
（12）とこの高周波変圧器（12）の高電位側に接続され
たコンバータ（13）とから構成されている。
装置を示す回路図で、図において、（９）は点弧パルス
発生回路、（10）はこの点弧パルス発生回路（９）の出
力から入力端子（７）への点弧信号を作成する周知の変
調形ゲートアンプ、（11）は変調形ゲートアンプ（10）
を駆動する直流電源である。そして、点弧電流形成回路
（８）は、入力端子（７）の低電位側とサイリスタ
（３）の高電位側とを電気的に絶縁する高周波変圧器
（12）とこの高周波変圧器（12）の高電位側に接続され
たコンバータ（13）とから構成されている。
次に動作について説明する。先ず、遮断器を投入する
場合、接触器（４）が閉、接触器（５）が開の状態で点
弧パルス発生回路（９）から点弧パルス信号が出力され
る。変調形ゲートアンプ（10）はこの点弧パルス信号を
増幅して端子（７）を経て高周波変圧器（12）の低電位
側巻線へ送り込む。誘導により高周波変圧器（12）の高
電位側巻線に発生した電圧はコンバータ（13）を経て点
弧電流となり、この点弧電流がサイリスタ（３）のゲー
トに送り込まれ、サイリスタ（３）をターンオンさせ
る。サイリスタ（３）の通電後数サイクルで接触器
（５）が閉となり、その後のサイリスタ（３）の通電負
荷を取除き発生損失の抑制を図る。
場合、接触器（４）が閉、接触器（５）が開の状態で点
弧パルス発生回路（９）から点弧パルス信号が出力され
る。変調形ゲートアンプ（10）はこの点弧パルス信号を
増幅して端子（７）を経て高周波変圧器（12）の低電位
側巻線へ送り込む。誘導により高周波変圧器（12）の高
電位側巻線に発生した電圧はコンバータ（13）を経て点
弧電流となり、この点弧電流がサイリスタ（３）のゲー
トに送り込まれ、サイリスタ（３）をターンオンさせ
る。サイリスタ（３）の通電後数サイクルで接触器
（５）が閉となり、その後のサイリスタ（３）の通電負
荷を取除き発生損失の抑制を図る。
また、通電状態にある遮断器を遮断する場合は、サイ
リスタ（３）のゲートに点弧電流を供給した状態で、先
ず並路の接触器（５）を開とする。これによって、遮断
器の回路電流は接触器（５）からサイリスタ（３）に移
り、その後、１ないし数サイクルで点弧電流の供給を停
止してサイリスタ（３）をターンオンさせる。そして最
後に接触器（４）を開とする。
リスタ（３）のゲートに点弧電流を供給した状態で、先
ず並路の接触器（５）を開とする。これによって、遮断
器の回路電流は接触器（５）からサイリスタ（３）に移
り、その後、１ないし数サイクルで点弧電流の供給を停
止してサイリスタ（３）をターンオンさせる。そして最
後に接触器（４）を開とする。
以上により、高電圧系統で運転されるサイリスタ
（３）を低電位下にある点弧パルス発生回路（９）によ
ってその点弧制御が可能となり、また接触器（４）
（５）との組合せによりサイリスタ（３）の熱的、絶縁
的負荷条件の軽減を図っている。
（３）を低電位下にある点弧パルス発生回路（９）によ
ってその点弧制御が可能となり、また接触器（４）
（５）との組合せによりサイリスタ（３）の熱的、絶縁
的負荷条件の軽減を図っている。
従来の高電圧サイリスタ遮断器の点弧装置は以上のよ
うに構成されているので、高電位側のサイリスタ（３）
と低電位側の点弧パルス発生回路（９）とを電気的に絶
縁するための高周波変圧器（12）が必要となり、装置が
大形化する問題点があった。更に、サイリスタ（３）へ
の点弧電流は、高周波変圧器（12）における電磁誘導作
用を介して送り込む必要があり、点弧パルス発生回路
（９）の出力を所定以上のパワーを有する信号出力に増
幅するため変調形ゲートアンプ（10）等の消費電力の大
きな装置が必要となった。このため、低電位側の装置も
大形化すると同時に、遮断器としての効率が悪化すると
いう問題点があった。
うに構成されているので、高電位側のサイリスタ（３）
と低電位側の点弧パルス発生回路（９）とを電気的に絶
縁するための高周波変圧器（12）が必要となり、装置が
大形化する問題点があった。更に、サイリスタ（３）へ
の点弧電流は、高周波変圧器（12）における電磁誘導作
用を介して送り込む必要があり、点弧パルス発生回路
（９）の出力を所定以上のパワーを有する信号出力に増
幅するため変調形ゲートアンプ（10）等の消費電力の大
きな装置が必要となった。このため、低電位側の装置も
大形化すると同時に、遮断器としての効率が悪化すると
いう問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、小形で消費電力の少ない高電圧サイリスタ
の点弧装置を得ることを目的とする。
れたもので、小形で消費電力の少ない高電圧サイリスタ
の点弧装置を得ることを目的とする。
この発明に係る高電圧サイリスタの点弧装置は、一端
が上記サイリスタのアノードに接続され上記サイリスタ
の極間電圧によりゲートへの点弧電流の供給路を形成す
る限流素子、光点弧信号によって駆動され上記点弧電流
の上記ゲートへの入切を行う光スイッチング素子、およ
び上記点弧パルス発生回路の出力を上記光点弧信号に変
換して上記光スイッチング素子へ送出する光伝送手段を
備え、上記光スイッチング素子を、上記限流素子の他端
と上記サイリスタのカソードとの間に接続された光トラ
ンジスタ、上記光トランジスタと逆極性で並列に接続さ
れた第１のダイオード、およびアノードが上記限流素子
の他端にカソードが上記サイリスタのゲートにそれぞれ
接続された第２のダイオードから構成したものである。
が上記サイリスタのアノードに接続され上記サイリスタ
の極間電圧によりゲートへの点弧電流の供給路を形成す
る限流素子、光点弧信号によって駆動され上記点弧電流
の上記ゲートへの入切を行う光スイッチング素子、およ
び上記点弧パルス発生回路の出力を上記光点弧信号に変
換して上記光スイッチング素子へ送出する光伝送手段を
備え、上記光スイッチング素子を、上記限流素子の他端
と上記サイリスタのカソードとの間に接続された光トラ
ンジスタ、上記光トランジスタと逆極性で並列に接続さ
れた第１のダイオード、およびアノードが上記限流素子
の他端にカソードが上記サイリスタのゲートにそれぞれ
接続された第２のダイオードから構成したものである。
サイリスタに順方向の電圧が印加されている場合、光
点弧信号が光トランジスタに入力されるとサイリスタは
そのゲート・カソード間が短絡されオフ状態を維持す
る。光点弧信号が途絶えると、限流素子の電流が第２の
ダイオードを経てサイリスタのゲートに流入しサイリス
タはターンオンする。
点弧信号が光トランジスタに入力されるとサイリスタは
そのゲート・カソード間が短絡されオフ状態を維持す
る。光点弧信号が途絶えると、限流素子の電流が第２の
ダイオードを経てサイリスタのゲートに流入しサイリス
タはターンオンする。
サイリスタに逆方向の電圧が印加されている場合、サ
イリスタのゲート・カソード間は第１のダイオードで短
絡され、上記逆方向の電圧は限流素子に印加され、サイ
リスタのゲート・カソード間には印加されない。
イリスタのゲート・カソード間は第１のダイオードで短
絡され、上記逆方向の電圧は限流素子に印加され、サイ
リスタのゲート・カソード間には印加されない。
第１図はこの発明の一実施例による高電圧サイリスタ
遮断器を示す回路図、第２図はその点弧装置を示す回路
図である。図において、（１）ないし（６）は従来と同
一のものである。（14）および（15）はそれぞれ限流素
子としての抵抗器および光スイッチング素子で、従来の
点弧電流形成回路（８）に相当する。そして、光スイッ
チング素子（15）は、第２図に示すように光トランジス
タPTRとダイオードD1およびD2とから構成されている。
（16）は点弧パルス発生回路で、スイッチSW、直流電源
Ｂおよび発光ダイオードPDからなっている。（17）は光
トランジスタPTRと発光ダイオードPDとを結合する光フ
ァイバーで、この光ファイバー（17）と発光ダイオード
PDとで光伝送手段（18）を構成する。
遮断器を示す回路図、第２図はその点弧装置を示す回路
図である。図において、（１）ないし（６）は従来と同
一のものである。（14）および（15）はそれぞれ限流素
子としての抵抗器および光スイッチング素子で、従来の
点弧電流形成回路（８）に相当する。そして、光スイッ
チング素子（15）は、第２図に示すように光トランジス
タPTRとダイオードD1およびD2とから構成されている。
（16）は点弧パルス発生回路で、スイッチSW、直流電源
Ｂおよび発光ダイオードPDからなっている。（17）は光
トランジスタPTRと発光ダイオードPDとを結合する光フ
ァイバーで、この光ファイバー（17）と発光ダイオード
PDとで光伝送手段（18）を構成する。
次に動作、特に点弧制御に係る動作について説明す
る。先ず、サイリスタ（３）に第２図に示す極性で電圧
が印加されており、点弧パルス発生回路（16）のスイッ
チSWがオンの状態の場合を考える。ここでは、発光ダイ
オードPDは直流電源Ｂにより発光状態にあり、その出力
即ち光点弧信号は光ファイバー（17）を経て光トランジ
スタPTRに送出され、これをオン状態とする。この結
果、サイリスタ（３）のアノードから抵抗器（14）に流
れる電流はこの光トランジスタPTRをバイパスし、サイ
リスタ（３）のゲートへは至らずサイリスタ（３）はオ
フ状態を維持する。
る。先ず、サイリスタ（３）に第２図に示す極性で電圧
が印加されており、点弧パルス発生回路（16）のスイッ
チSWがオンの状態の場合を考える。ここでは、発光ダイ
オードPDは直流電源Ｂにより発光状態にあり、その出力
即ち光点弧信号は光ファイバー（17）を経て光トランジ
スタPTRに送出され、これをオン状態とする。この結
果、サイリスタ（３）のアノードから抵抗器（14）に流
れる電流はこの光トランジスタPTRをバイパスし、サイ
リスタ（３）のゲートへは至らずサイリスタ（３）はオ
フ状態を維持する。
次に、スイッチSWをオフとすると、発光ダイオードPD
の出力は零となり、光トランジスタPTRはターンオフす
る。この結果、抵抗器（14）に流れていた電流はダイオ
ードD2を経てサイリスタ（３）のゲートに流入する。こ
の電流がサイリスタ（３）の点弧可能電流以上となれ
ば、点弧電流として機能し、サイリスタ（３）をターン
オンさせる。
の出力は零となり、光トランジスタPTRはターンオフす
る。この結果、抵抗器（14）に流れていた電流はダイオ
ードD2を経てサイリスタ（３）のゲートに流入する。こ
の電流がサイリスタ（３）の点弧可能電流以上となれ
ば、点弧電流として機能し、サイリスタ（３）をターン
オンさせる。
また、サイリスタ（３）の極間に第２図に示す極性と
逆の極性の電圧が印加されている場合には、抵抗器（1
4）に流れる電流はダイオードD1を通り、サイリスタ
（３）のゲート・カソード間に逆方向の電流が流れない
ようになっている。
逆の極性の電圧が印加されている場合には、抵抗器（1
4）に流れる電流はダイオードD1を通り、サイリスタ
（３）のゲート・カソード間に逆方向の電流が流れない
ようになっている。
以上のように、高電位側と低電位側との電気的な絶縁
は光ファイバー（17）自体の電気絶縁性で十分達成さ
れ、従来のような変圧器（12）が不要となって装置がそ
の分小形となる。また、高電位側へ送出する信号も高感
度な光トランジスタPTRを駆動するものであるため、大
きなエネルギーは必要でなく、点弧パルス発生回路（1
6）としても発光ダイオードPDを駆動できる程度の小容
量のものでよく、消費電力が低減し装置も小形となる。
は光ファイバー（17）自体の電気絶縁性で十分達成さ
れ、従来のような変圧器（12）が不要となって装置がそ
の分小形となる。また、高電位側へ送出する信号も高感
度な光トランジスタPTRを駆動するものであるため、大
きなエネルギーは必要でなく、点弧パルス発生回路（1
6）としても発光ダイオードPDを駆動できる程度の小容
量のものでよく、消費電力が低減し装置も小形となる。
また、抵抗器（14）に必要な容量について検討する
と、先ず、電流値は、サイリスタ（３）の点弧可能電流
として100mA程度以下の小さいレベルとなる。また、通
電時間についても、各接触器（４）（５）との連動操作
により、例えばサイリスタ（３）の投入動作時には数10
μsec、サイリスタ（３）の遮断動作時には1sec程度と
極く短時間に過ぎず、数10W程度の容量の抵抗器（14）
を使用すればよく、一層の小形軽量、低損失が実現す
る。
と、先ず、電流値は、サイリスタ（３）の点弧可能電流
として100mA程度以下の小さいレベルとなる。また、通
電時間についても、各接触器（４）（５）との連動操作
により、例えばサイリスタ（３）の投入動作時には数10
μsec、サイリスタ（３）の遮断動作時には1sec程度と
極く短時間に過ぎず、数10W程度の容量の抵抗器（14）
を使用すればよく、一層の小形軽量、低損失が実現す
る。
なお、上記実施例では限流素子（14）として抵抗器を
採用したが、サイリスタの点弧電流に適した値に限流す
るものであれば他の回路素子で構成してもよい。また、
光伝送手段（18）も光ファイバー（17）によらず、直接
空間を光伝送させる構成としてもよい。
採用したが、サイリスタの点弧電流に適した値に限流す
るものであれば他の回路素子で構成してもよい。また、
光伝送手段（18）も光ファイバー（17）によらず、直接
空間を光伝送させる構成としてもよい。
また、上記実施例では、高電圧サイリスタ（３）とこ
れに直列および並列に接続された真空電磁接触器（４）
および（５）とからなる高電圧サイリスタ遮断器に適用
した場合について説明したが、この発明は、高電圧系統
に接続されたサイリスタを低電位下の点弧パルス発生回
路により点弧制御する装置に広く適用することができ、
上記と同様の効果を奏する。
れに直列および並列に接続された真空電磁接触器（４）
および（５）とからなる高電圧サイリスタ遮断器に適用
した場合について説明したが、この発明は、高電圧系統
に接続されたサイリスタを低電位下の点弧パルス発生回
路により点弧制御する装置に広く適用することができ、
上記と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明では、所定の限流素子、光ス
イッチング素子および光伝送手段を設け、サイリスタの
点弧直前に印加されていた極間電圧を利用して点弧電流
を供給し、低電位下の点弧パルス発生回路の出力として
は小出力で足りる光点弧信号を媒介として高電位下のサ
イリスタの点弧電流を制御するようにしたので、両電位
間の絶縁が容易に確保され、装置が小形となり消費電力
も少なくなって効率が向上する。
イッチング素子および光伝送手段を設け、サイリスタの
点弧直前に印加されていた極間電圧を利用して点弧電流
を供給し、低電位下の点弧パルス発生回路の出力として
は小出力で足りる光点弧信号を媒介として高電位下のサ
イリスタの点弧電流を制御するようにしたので、両電位
間の絶縁が容易に確保され、装置が小形となり消費電力
も少なくなって効率が向上する。
第１図はこの発明の一実施例による高電圧サイリスタ遮
断器を示す回路図、第２図はその点弧装置を示す回路
図、第３図は従来の高電圧サイリスタ遮断器を示す回路
図、第４図はその点弧装置を示す回路図である。 図において、（３）はサイリスタ、（14）は限流素子と
しての抵抗器、（15）は光スイッチング素子、（16）は
点弧パルス発生回路、（17）は光ファイバー、（18）は
光伝送手段である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
断器を示す回路図、第２図はその点弧装置を示す回路
図、第３図は従来の高電圧サイリスタ遮断器を示す回路
図、第４図はその点弧装置を示す回路図である。 図において、（３）はサイリスタ、（14）は限流素子と
しての抵抗器、（15）は光スイッチング素子、（16）は
点弧パルス発生回路、（17）は光ファイバー、（18）は
光伝送手段である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】高電圧系統に接続されアノード・カソード
間に交番する電圧が印加されるサイリスタを低電位下の
点弧パルス発生回路で点弧制御するものにおいて、 一端が上記サイリスタのアノードに接続され上記サイリ
スタの極間電圧によりゲートへの点弧電流の供給路を形
成する限流素子、光点弧信号によって駆動され上記点弧
電流の上記ゲートへの入切を行う光スイッチング素子、
および上記点弧パルス発生回路の出力を上記光点弧信号
に変換して上記光スイッチング素子へ送出する光伝送手
段を備え、上記光スイッチング素子を、上記限流素子の
他端と上記サイリスタのカソードとの間に接続された光
トランジスタ、上記光トランジスタと逆極性で並列に接
続された第１のダイオード、およびアノードが上記限流
素子の他端にカソードが前記サイリスタのゲートにそれ
ぞれ接続された第２のダイオードから構成したことを特
徴とする高電圧サイリスタの点弧装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131806A JP2679246B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 高電圧サイリスタの点弧装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1131806A JP2679246B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 高電圧サイリスタの点弧装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02311162A JPH02311162A (ja) | 1990-12-26 |
| JP2679246B2 true JP2679246B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=15066549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1131806A Expired - Fee Related JP2679246B2 (ja) | 1989-05-24 | 1989-05-24 | 高電圧サイリスタの点弧装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2679246B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-24 JP JP1131806A patent/JP2679246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02311162A (ja) | 1990-12-26 |
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